基于CT三维重建的注水煤岩体裂隙扩展规律研究

针对煤层注水防尘过程中注水压力设置不合理、注水渗流效果差等问题,采用CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法,构建了可以表征注水煤岩体内部孔裂隙结构的三维细观非均匀渗流损伤数值模型。通过对经过CT三维重构的煤岩模型进行不同注水压力的渗流损伤模拟,研究了煤层注水压力对煤样的渗流破坏、渗透率演化及声发射特性变化的影响;并通过对重构的煤岩模型进行缩放处理,研究了煤岩尺寸对煤样的渗流破坏和声发射变化的影响。研究结果表明：在煤样微观裂隙扩展过程中,随着注水压力的递增,煤样损伤单元数、渗流运动的渗流场分布范围、渗透率、声发射数目和能量总体呈上升趋势,局部范围内有波动发生,发生波动的原因是由于渗流运动的渗流场与煤样裂隙内部应力场发生临界反应,致使煤样破坏单元位置发生改变;煤样渗透率由3.82×10−5 μm2上升至0.314 μm2,孔隙率由5.45%上升至48.45%,揭示了煤岩体裂隙总体上随注水压力增大而不断扩展贯通,局部上随注水压力增大而扩展趋势有所下降的影响规律;随着煤样尺寸的增加,注水破坏后煤样的孔隙率呈现先下降后逐渐平稳的趋势,声发射特性变化趋势正好与之相反,表明煤样的尺寸对注水煤岩渗流破坏有显著影响,但当煤样尺寸超过40 mm时,煤样尺寸对注水煤岩渗流破坏的影响趋于稳定。CT扫描技术与RFPA软件相结合的方法能够有效模拟注水煤岩的裂隙渗流扩展行为。     

江陵凹陷新沟咀组古红层沉积特征及地质意义

江陵凹陷新沟咀组层序划分一直以来都存在较大的争议,缺少合理的分层依据.以江陵凹陷新沟咀组发育的古红层为研究对象,通过岩心观察识别出了２类红层.依据新采集的单井微量元素,重建了红层古环境,认为红层的发育是区域古气候在湿热与干冷交替变化下的产物,进一步验证了研究区红－黑交互沉积组合与古气候旋回性的响应关系,是研究区层序“二元”结构的有力证据.据此,将新沟咀组划分为３个三级层序,每个层序包含２个体系域,对应着黑－红色岩性组合的变化.研究成果对于揭示新沟咀组地层划分和沉积过程具有重要的意义,同时对于理解中国东部盆地的沉积背景也具有重要意义.      

华南沿海主要活动断裂带的比较构造研究

华南沿海地区，发育３组不同方向的断裂构造。以北东～北北东向的断裂规模最大，地表迹象最明显；以北东东～东西向断裂切割最深，发育历史最长；而以北西～北西西向断裂的新生性和近期活动性最显著。研究结果表明，上述３组断裂构造的特征，在宏观表征和显微构造特点方面都有表现，说明各组断裂都有各自类同的形成、发育过程，并受控于类似的构造力源，它们的特征在一定程度上反映了地壳运动的演变史     

山东海阳所麻粒岩向过渡榴辉岩转化的变质动力学过程及其构造意义

在山东半岛东南端的乳山海阳所,角闪岩和长英质片麻岩呈互层产出.在某些角闪岩层的中心残留有弱变形的麻粒岩和强变形的过渡榴辉岩(斜长石榴辉岩)团块.在弱变形的麻粒岩团块中发育有窄的(<1cm)剪切条带.沿着这些剪切条带和在强变形过渡榴辉岩团块中,原麻粒岩被转化为含斜长石的过渡榴辉岩.变形和流体在这一转化过程中加速了元素扩散和迁移的速度,在变形强和有流体加入的部位麻粒岩向榴辉岩转化的程度明显增强.麻粒岩相矿物组合(Cpx-Ⅰ+Opx+Pl-Ⅰ+ Hbl-Ⅰ + Grt-Ⅰ+ Ilm)及其花岗变晶结构被完好地保存于弱变形的麻粒岩中,其矿物成分显示出0.8～0.9 GPa和780℃～830℃的麻粒岩相变质条件.榴辉岩相叠加在麻粒岩中形成了一系列的环边状矿物和结构:环边状石榴石(Grt-Ⅱ)形成于麻粒岩相斜长石(Pl-Ⅰ)和暗色矿物(如Cpx-Ⅰ、Opx和Hbl-Ⅰ)的交界处,细粒石榴石(Grt-Ⅱ)、富钠单斜辉石(Cpx-Ⅱ)和石英形成于麻粒岩相角闪石(Hbl-Ⅰ)的外缘.同时榴辉岩相叠加造成麻粒岩相单斜辉石边缘钙契尔马克组份的降低和硬玉组份的升高.但在弱变形的麻粒岩中,麻粒岩相单斜辉石(Cpx-Ⅰ)的外缘并无榴辉岩相单斜辉石形成.沿着弱变形麻粒岩中的剪切条带和在过渡榴辉岩中,榴辉岩相矿物[Grt-Ⅱ+ Omp/Di(Cpx-Ⅱ)+ Ab(Pl-Ⅱ)+ Qtz + Hbl-Ⅱ+ Ky + Zo + Rut]广泛发育,它们的定向排列形成了明显的面理.其形成的温压条件为1.0～1.4 GPa和560℃～680℃,为过渡榴辉岩相变质.虽然其中仍然残留有被拉长的麻粒岩相单斜辉石,但它们含有很高的硬玉组份,且其外缘环绕有细粒的钠质透辉石或绿辉石(Cpx-Ⅱ).海阳所榴辉岩相变质的温压条件远远低于位于海阳所东南和东北的苏鲁超高压变质带中柯石英榴辉岩变质的温压条件.因此海阳所地区代表一条不同于超高压变质带的冷榴辉岩带,它可能与大别山南部的冷榴辉岩带相当.苏鲁超高压变质带的南部边界位于海阳所以北.     

我国干热岩资源分布及勘探:进展与启示

干热岩是地热资源的重要赋存形式之一,是未来地热开发的主攻方向。我国干热岩勘查工作近年来进展迅速,先后在不同地区发现了优质的干热岩资源,取得了我国干热岩资源勘查突破,但同时也存在不少勘查失败的案例。本文在分析高放射性产热型、沉积盆地型、近代火山型和强烈构造活动带型等四种类型干热岩成因模式的基础上,结合我国的地质构造背景、地热地质条件,对未来我国干热岩资源重点勘查方向及靶区进行了论述,并重点针对目前不同类型区干热岩资源勘探工程进行了梳理,简要分析了不同勘探区的选址依据、勘探过程、地温场分布及特征、前景预测等,并初步进行了经验总结,希望对我国未来干热岩资源勘查及开发工作起到借鉴作用。     

冻融循环下花岗岩剪切蠕变试验与模型研究

为探讨冻融对寒区工程岩石剪切蠕变特性的影响,以吉林省辉白隧道花岗岩为研究对象,对经历不同冻融循环次数的试样开展细观特征分析和剪切蠕变试验。试验结果表明:(1)随着冻融次数的增加,试样裂隙、孔隙不断扩展,岩石表面损伤现象愈发明显;(2)试样主要以中小孔隙为主,孔隙度随着冻融次数的增加呈非线性增长趋势;(3)随着冻融循环次数增加,蠕变变形量和蠕变速率逐渐增大,而蠕变时长、破坏应力和长期强度均呈现明显降低趋势。根据试验结果,进行冻融岩石非定常蠕变参数的表达,提出了冻融岩石损伤黏性元件,构建了花岗岩冻融剪切蠕变本构模型。将蠕变试验曲线和理论模型拟合曲线进行对比,验证了模型的正确性和适用性。通过对蠕变参数进行敏感性分析,研究了其对花岗岩蠕变变形的影响,并给出了蠕变参数随冻融循环次数的变化规律。该研究结果对于寒区岩体工程长期稳定性评价具有指导意义。     

黄渤海下垫面对爆发性气旋影响的数值模拟分析

利用天津WRF中尺度数值预报业务模式,对2013年11月24—25日一次爆发性气旋过程进行数值模拟,模拟方案分别为:控制实验(ctrl)、将整体黄渤海下垫面变为陆地实验(land)、将122°E以西的渤海海洋下垫面变为陆地实验(land-122)、将122°E以东到黄海中部的海洋下垫面变为陆地实验(land+122)。结果表明:将黄渤海海域全部转换成陆地后,气旋中心海平面气压场最大值升高5 hPa。10 m风场减弱最大值出现在气旋中心,可达19 m/s,下垫面对气旋的影响主要在强度和风力大小的变化。黄海海域风力减小普遍超过10 m/s。将122°E西部的渤海转换成陆地后,渤海海域风速最大值减小了12 m/s。黄海海域的气旋中心部分风力有微弱变化,气旋中心风力稍有增大,最大增加了4 m/s。将122°E东部的黄海转换成陆地后,海平面气压场的变化与land实验接近,10 m风场在黄海南部风力略高于land实验。     

2050年前中国雾日变化趋势的预估

 利用1971-2005年中国591个气象台站的雾日资料以及逐日最低气温、相对湿度、平均风速资料,分析了35 a来中国各区域年雾日数与这些因子的相关关系,并利用IPCC第四次评估报告所提供的模式数据资料,针对3种不同的排放情景,对21世纪上半叶各区域年平均雾日进行预估。结果表明：对划分的9个雾区的年雾日数的回归方程的拟合效果较好,可以用来进行预估;未来50 a中国大部分地区雾日呈明显减少的变化趋势,在A1B,A2和B1情景下,雾日减少的平均幅度分别为16.2%,13.4%和12.9%。未来50 a中国雾日预估结果的空间分布显示：3种情景下未来中国大部分雾区雾日数都将减少,个别地区雾日数有增加趋势,其中A1B情景下雾日减少区的减少趋势最明显,而B1情景下雾日增加区的增加趋势最明显。     

阿尔芬波总磁场存在漂移趋势时磁通门磁强计在轨标定的优化方法

高精度的磁场测量对深空探测具有重要意义,然而卫星上磁通门磁强计的磁补偿值会随着时间缓慢变化,需要进行在轨标定.近期,一种新的在轨标定方法被提出,即Wang-Pan方法.该方法发现阿尔芬波动存在一个线性度高的最优补偿曲线,利用多个波动的最优补偿曲线可计算出磁强计的磁补偿.然而,该方法没有考虑所选波动事件的总磁场存在漂移趋...