内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿区硅质岩地球化学特征及沉积环境意义

文章通过详细的野外地质调查和系统的岩石化学、稀土元素、微量元素及硅、氧同位素等研究,探讨了羊蹄子山-磨石山钛矿区无矿白色硅质岩和富钛硅质岩的成因及形成地质构造环境。研究结果表明,呈厚层状产出的无矿白色硅质岩具较高的SiO2、Al2O3含量及Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值,稀土元素总量很低,其北美页岩标准化配分模式为向右倾的曲线,无明显铈异常和铕异常,表明其形成于受陆源影响的大陆边缘构造环境;赋矿岩系中薄层状富钛硅质岩的TiO2、Fe2O3、Cu、V含量较高,但Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值较低,稀土元素总量较高,北美页岩标准化曲线为明显左倾型-平坦型,具弱的负铈异常,表明其形成于洋脊及附近环境。两种硅质岩的δ30Si值为变化较小的负值,与热水沉积和某些生物成因硅质岩的硅同位素组成相似,两者的δ18O值范围和平均值均相似。两类硅质岩的成因及形成构造环境不同,富钛硅质岩的地球化学特征表明,该矿床的形成与本区元古宙海底火山热液喷流作用有关。     

赣南淘锡坑钨多金属矿床花岗岩和云英岩岩石特征及云英岩中白云母40Ar/39Ar定年

赣南崇义县淘锡坑钨矿位于南岭东西向构造带东段,属于以黑钨矿石英脉型为主的钨多金属矿床。矿床形成与燕山期中酸性岩浆作用有密切关系,石英矿脉受一组北西向断裂控制,穿切新元古界。本文在淘锡坑钨矿区3个揭露到花岗岩体顶部的中段（206、106、56中段）采集到岩体顶部云英岩样品,利用40Ar/39Ar同位素定年测得云英岩中的白云母的坪年龄分别为152.7 ± 1.5 Ma（206中段）,153.4 ± 1.3 Ma（106中段）,155.0 ± 1.4 Ma（56中段）。与前人用其他方法测定的花岗岩成岩和成矿年龄几乎一致。花岗岩和云英岩全岩稀土元素均具有M型四分组效应和强烈的Eu亏损特征,反映出花岗质岩浆经历了高度分异演化及其岩体结晶晚期流体/熔体相互作用。综合前人在南岭地区同类矿床的研究资料,可知南岭地区160～150Ma成岩成矿作用主要分布于南岭中-东段,可能为大陆边缘弧后岩石圈伸展的构造动力学背景的产物。     

华北地台东部石炭系—二叠系优质煤储层形成分布控制因素

优质煤储层在此指厚度大、分布广、储集物性好的煤层。沉积相对优质煤储层的形成和分布有重要控制作用。通过浅海和泻湖淤积填平发育起来的潮坪环境和三角洲环境是最有利的优质煤储层形成环境,煤储层厚度大、分布广。沉积环境对煤储层中的灰分含量和镜质组含量有重要影响,而灰分含量和镜质组含量又直接影响煤储层的储集物性。灰分充填了煤储层中的孔隙,其含量越高,储集物性越差;镜质组有利于割理的形成,其含量越高,储集物性越好。由于在灰分含量、煤岩显微组分等方面的差异,潮坪环境沉积的煤储层的储集物性优于三角洲的煤储层,下三角洲平原沉积的煤储层优于上三角洲平原沉积的煤储层。海平面变化对优质煤储层的形成和分布也有重要控制作用。高位体系煤储层富集,单层厚度大,横向分布相当稳定,尤其是高位体系域晚期,是形成优质煤储层最有利的层位。而水进体系域煤储层稀少,单层厚度小,横向分布不稳定,不利于优质煤储层形成。     

高、低煤阶煤层气藏地质特征及控气作用差异性研究

高、低煤阶煤层气地质特征及控气作用差异性是研究煤层气富集成藏的重要组成部分,是煤层气勘探开发理论研究过程中重要的基础性研究领域之一。本文以中国沁水、阜新盆地和美国粉河盆地等典型的含气盆地为例,探讨了高、低煤阶煤层气的储层物性差异,分析了构造控气和水文地质控气作用的差异性。研究表明,高煤阶气藏含气量高,CH4百分含量高,δ13C1值大于-38.75‰,储层渗透率变化小,储层改造难,构造热事件对煤层气的生成、富集贡献大,持续的水动力使气藏遭到破坏,且破坏幅度大,现今地下水格局对气藏的形成具有一定的影响;低煤阶气藏含气量低,CH4百分含量低,δ13C1值大于-49.11‰,储层渗透率变化大,储层易改造,煤热演化史及煤阶影响着煤层气的生成、富集,在煤层气生成过程中活跃的水动力是甲烷生成的主要的水文地质条件之一,但持续的水动力使气藏遭到破坏,且破坏幅度小,而合适的地层水矿化度则是低煤阶煤层气生成的重要条件,地下水格局对气藏的调整和改造起到决定性的影响。     

Impact of lightning on organic matter-rich soils: influence of soil grain size and organic matter content on underground fires

A detailed study was carried out on a piece of land that had been struck by lightning during the violent rainstorm that raged over the Island of S?o Miguel (Azores Archipelago) in late October 2006. Temperature and gas measurements (CO₂, CO, H₂S and CH₄) were performed in four study trenches, dug in an area of ∼3 m², where an underground fire had been initiated by the impact with a lightning stroke, followed by the emission of a column of gases and smoke. The soil under study was originally a well-pedogenized about 80 cm thick bed, made of volcanic clayey to silty tephra fallouts and contained 5.5–9.7% of organic matter. The underground fire was monitored for one week and revealed a peak release of 404 ppm CO and 3.4% CO₂ originating from a horizon located about 45 cm under the soil surface. Measurements of temperature, performed one week after the impact, indicated a maximum value of 326°C inside the soil, while 516.5°C were measured on the surface of a lava block interred about 20 cm under the surface. Subsequently, a stratigraphic and sedimentologic study proved the role of the grain-size of the soil and of the organic matter content of the different horizons of the impact area, in determining the ratio between anoxic/oxidised combustion conditions and in the progress of the process itself. It was also noticed that combustion was not total all over in the soil bed and that the process had slightly migrated toward SW during the observation period. The combustion process went on for about ten days, in spite of several other violent rainstorms, until it was artificially extinguished through the excavations made to obtain study trenches. This particular circumstance evidenced the potential natural hazard represented by this kind of atmospheric event, especially in a land where the volcanic nature of the soil may easily mislead inexperienced observers and, consequently, delay proper action.     

陆面过程中稳定水同位素逐日变化的数学模拟——引入稳定同位素效应的CLM实例分析

将稳定同位素效应引入CLM(Community Land Model),并对巴西马瑙斯站在平衡年的稳定水同位素的逐日变化进行模拟和分析.结果表明: 降水、水汽和地表径流中δ18O存在明显的季节变化,并与相应的水量存在显著的负相关关系,但凝结物中δ18O与地面凝结量存在显著的正相关关系,蒸发水汽中δ18O与蒸发量之间无显著的相关关系.受土壤贮水削峰功能的影响,表层土壤和根区水中δ18O的季节变化全无.植被层蒸发水汽中稳定同位素的丰度与大气的干湿程度存在密切联系: 当降水量少时,大气干燥,植被层的蒸发较少,植被蒸发中δ18O较高;当降水量较大时,空气湿润,植被层的蒸发量较大,蒸发中δ18O则较低.植被蒸腾中δ18O的变化与源区水体中δ18O的变化保持一致,尤其是与根区水中的δ18O.由于地下径流直接源自根区水的补充,因此,地下径流中δ18O等于根区水中的δ18O.模拟结果还显示,降水MWL (大气水线)的梯度项和常数项均比全球平均MWL略偏小.尽管主要来自降水的贡献,但地表径流和植被层水体的MWLs与降水MWL存在较大的差异,这一方面与两类水体在蒸发过程中的稳定同位素的富集作用有关,另一方面与CLM模拟的水量有关.大气水汽线与降水的MWL的梯度值相近,说明大气水汽与降水近似处于稳定同位素平衡状态.另外,模拟的地面的凝结线与植被层的凝结线均与全球大气水线相近,且具有非常高相关程度,说明CLM的模拟是合理的.     

树木年轮重建阿勒泰西部1481-2004年6-9月降水量序列

根据采自阿勒泰西部地区5个采点的树木年轮样本, 建立了该地区的树轮年表. 通过相关普查发现, 其差值年表序列与该地区当年6-9月的降水量存在明显的负相关关系, 且具有明确的树木生理学意义. 用沙勒哈(t, t 1)两个树轮差值年表序列可较好地重建该地区1481-2004年524 a来的当年6-9月的降水量, 且经过交叉检验表明重建方程稳定可靠. 分析发现, 阿勒泰西部地区524 a来的重建降水量序列具有9个偏干阶段和9个偏湿阶段, 并且具有34.8 a、 5.0～5.1 a、 4.3～4.4 a、 3.9～4.0 a、 3.7 a和3.4 a的显著干湿变化准周期. 重建降水量序列在1518年、 1548年、 1634年、 1765年、 1856年前后发生过突变.     

青藏高原中、东部局地因素对地温的双重影响(Ⅰ): 植被和雪盖

青藏高原冻土区地温既受海拔、纬度和经度(干燥度)区域地带性规律控制, 同时它又受植被、雪盖、砂层、 水被和地质构造等局地因素的显著影响. 局地因素对地温的影响具有双重性: 在不同域值条件下, 它可增高或降低地温. 地温随植被覆盖度减小而逐渐增高, 但覆盖度减到0～20%时, 地温反而降低. 在青藏高原东部、南部和腹部的高山区, 冷季降雪多, 很多地段为稳定积雪区, 雪盖厚, 持续时间长, 对浅层地温起保温作用;而高原腹部的高平原、河谷和盆地冷季降雪较少, 雪盖薄, 持续时间较短, 一般保温作用微弱. 当雪盖厚度超过20 cm以后, 保温作用即开始增强;在暖季因积雪存在时间短, 雪盖薄, 短期内对浅层地温起冷却作用. 总之, 每种局地因素迫使地温向相反方向转化阶段是一个区间值, 为渐变过程. 随时空尺度变化, 局地因素的影响变化很大. 有些地段, 几种局地因素共同作用, 加上活动构造和地形、地貌等的影响, 使地温的时空分布和局地因素对其影响或控制变得错综复杂. 因此, 研究和预测地温特征和变化趋势, 需要在监测植被和积雪作用的基础上进行参数选择、 验证和优化.     

东北多年冻土区埋地输油管道周围温度场特征非线性分析

为解决冻土区输油管道周围土壤的温度计算问题,根据考虑相变瞬态温度场的控制微分方程,应用Galerkin法推导出了二维温度场的有限元计算公式.以东北多年冻土区中俄原油管道工程为背景,根据该工程区的冻土条件和气候条件,应用该方法对温热型输油管道土壤温度场进行了计算预报与对比分析.结果表明:对于输送油温为15 ℃、直径为0.914 m以及管顶埋深为2.0 m的管道,在没有铺设保温材料情况下,管顶之上的土壤在管道运行的第1年就达到热平衡状态,同时土壤融化速率在第1年达到最大,随后4a时间里迅速减小,第5年后融化速率变化趋于稳定;管道运行一段时间后,管道周围的融化圈随冷暖季节的变化呈交替式的扩展;在管道运行30 a后,融深＞10 m,即管底下的融化层厚＞7 m,而在铺设5～8 cm的聚氨酯保温材料后,融深控制在3.08～3.88 m,即管底下融化层厚为0.2～1.0 m.因此,合理使用保温方法能有效防止冻土区管道冻害的发生,同时达到保护冻土环境的目的.