2011年梅汛期一次暴雨过程的对流涡度矢量方程诊断分析

利用NCEP FNL资料、FY-2E云顶亮温、常规观测及加密自动站降水量等资料,以及高分辨率中尺度模式WRF V3.3的模拟结果,结合对流涡度矢量方程对2011年6月一次江淮梅雨锋暴雨过程进行了诊断分析。结果表明,模拟结果再现了该次暴雨过程的降水特征,该过程主要受地面低压及梅雨锋锋面系统的控制和影响,其中6月14-15日为所选暴雨个例最旺盛的阶段,且该时段伴随梅雨锋上中尺度对流系统的移动发展和梅雨锋锋生。对流涡度矢量及其垂直分量的倾向方程的诊断分析表明,对流涡度矢量垂直分量的局地变化主要受非绝热加热项的影响;而非绝热加热与次级环流和梅雨锋锋生的关系说明中尺度对流活动与梅雨锋锋生存在类CISK机制的反馈关系。因此,对流涡度矢量,特别是其垂直分量可以用来诊断和揭示伴随非绝热加热的中尺度对流系统与梅雨锋锋生之间的关系。     

低密度沸石复合填料的制备及其性能研究

以天然沸石为主要原料,水泥为粘结剂,发泡聚苯乙烯球形颗粒为内核,经复合、成球、筛分、养护,制备出粒径4~8 mm的免烧球形低密度沸石复合填料。对制备的材料进行了空隙率、表观密度、强度等性能测试。研究结果表明,制备低密度沸石复合填料的最优工艺组合条件为质量百分比沸石∶水泥=75%∶25%,自然条件下养护7~10d,此时制备的成品填料空隙率为47.4%,表观密度为1.23 g/cm3,强度为61.5 N,堆积密度为0.647 g/cm3。扫描电镜图像表明,挂膜前填料表面粗糙,内部存在大量孔隙,挂膜后表面和内部均有大量的微生物附着,与粉煤灰制备的陶粒相比,该填料挂膜微生物量提高了一倍。本研究制备的低密度沸石复合填料,用于在环境温度低于15℃下曝气生物滤池的挂膜启动运行,对氨氮的去除率达到96%,具有较好的氨氮去除效果,表明该复合填料在废水脱氮深度处理方面具有良好的应用前景。     

内蒙古毕力赫大型金矿勘查突破过程及启示意义

内蒙古毕力赫金矿原为一资源严重危机的小矿山.为缓解资源危机,维持矿山可持续发展,笔者等应邀对该矿床进行了资源潜力评价,并开展接替资源勘查工作.在对该矿床进行详实的野外地质调查和资源潜力分析的基础上,确定了针对矿山地质工作程度并结合矿床具体特点、采用以现有资料综合分析为基础、以针对性的地质科研引路、以有效的勘查方法技术组合配套使用为手段、适时设计验证工程、分期分阶段有重点地加以实施的找矿勘查思路.通过3年多的研究与勘查,实现了找矿的重大突破,在原矿区外围新发现了Ⅱ号金矿带.通过系统勘探,发现大型高品位隐伏斑岩型金矿体,提交新增金资源/储量21.916 t,使一个名不见经传的小矿一跃而成为大型金矿床.经验表明,要实现危机矿山的找矿突破,扎实的基础地质工作、科学的资源潜力评价和有针对性的找矿勘查思路是成功的关键.     

西藏南部晚白垩世厚壳蛤不同壳层的地球化学特征及其对古海洋信息的保存性

测试了西藏南部岗巴剖面上白垩统宗山组上段地层中厚壳蛤不同壳层的Sr、Mn、Al、Si含量,以及碳、氧、锶同位素组成,测试结果表明:1）厚壳蛤的不同壳层（包括柱状层、珍珠层和二者间的过渡层）的碳酸盐矿物均已新生变形为成岩低镁方解石（DLMC）,各种原始碳酸盐矿物（沉积低镁方解石或文石）都已不同程度地发生重结晶;2）从壳的外层（柱状层）向内层（珍珠层）方向,碳酸盐矿物重结晶作用有逐渐增强的趋势,柱状层仍具有很好的柱状结构,其平均阴极发光强度明显弱于内部的珍珠层;3）厚壳蛤不同壳层的Sr含量和δ18O值都呈现有规律的变化,从靠外部的柱状层到内部的珍珠层,Sr含量和δ18O值都逐渐降低,同样说明内部的珍珠层丢掉的海水信息相对较多;4）厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的δ18O值都显著低于前人报道的同期海水值,说明在新生变形过程中,厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的氧同位素都与大气水或其它成岩流体发生了交换,但柱状层的氧同位素与大气水（或其它成岩流体）的交换相对较少;5）厚壳蛤不同壳层和体腔充填物的锶、碳同位素组成与同期海水值接近,不同壳层之间也没有表现出有规律性的变化,因而在矿物的新生变形过程中,厚壳蛤的锶、碳同位素与成岩流体间的交换相对较少,同时也说明,在氧、碳、锶三种同位素中,氧很容易与成岩流体发生同位素交换,而碳、锶同位素则更多地代表了海水信息。     

基于微米CT页岩微裂缝表征方法研究

页岩储层中的微裂缝是页岩气的储集空间,也是页岩气运移、散失的重要通道。通过微米CT扫描、场发射扫描电镜(FE- SEM)和岩芯观测等手段,明确了焦石坝地区JYA井龙马溪组页岩微裂缝结构特征,对比了微裂缝在不同条件下(地表或地层)的张开度及其对页岩渗透率的贡献,初步探讨了微裂缝对页岩纳米孔隙保存的影响。结果表明：① 基于微米CT可将页岩样品分为基质组分、高密度矿物(如黄铁矿)及裂缝三个部分,其体积比分别为97. 88%、0. 88%和1. 24%;② 微裂缝在空间上主要呈孤立状、细长条状或锯齿弯曲状,其长度分布范围为3. 4~299μm,以3. 4~20μm为主,平均为12. 44μm;③ 微裂缝在地层中的张开度约为2. 2~30. 33μm,平均为3. 97μm,相对于地表张开度(平均为6. 24μm)降低了36. 38%。尽管这部分微裂缝体积仅占页岩样品总体积的0. 7%,却提供了页岩储层中70%以上的渗透率。笔者认为JYA井龙马溪组页岩内部大量发育的网状结构微裂缝是页岩气沿着“孔隙—微裂缝—宏观裂缝”路径发生强烈“解吸—运移—逸散”作用的重要通道,进而导致孔隙因流体压力降低而压缩变形和闭合,不利于纳米孔隙的保存,这对于研究微裂缝在页岩储层中主要为储集空间或逸散通道具有重要的现实意义。     

凹凸棒石与Ni2+的长期吸附作用

以Ni2+为例研究了凹凸棒石与重金属离子长期作用过程,探讨了重金属离子在凹凸棒石上的吸附反应动力学,并运用高分辨透射电镜揭示了凹凸棒石与重金属离子互相作用引起重金属离子水解沉淀、形成氢氧化物或层状双氢氧化物次生物相的现象.实验表明,凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中,随着时间的延长溶液的pH值逐渐升高,Ni2+浓度逐渐降低,并且长期作用后悬浮液的pH值和重金属离子浓度受到固/液比控制.Ni2+在凹凸棒石和水两相中的分配在长达40 d的时间内都没有达到完全平衡,表明凹凸棒石-Ni2+水悬浮体系中存在凹凸棒石与重金属离子长期互相作用.凹凸棒石与Ni2+长期作用Ni2+浓度变化可以用抛物线扩散方程、双常数方程、一级扩散方程、Elovich方程较好地拟合.凹凸棒石与重金属的长期作用反应机制可能是由于凹凸棒石纳米效应和反应活性,表面缓慢水化导致含重金属离子溶液pH值缓慢升高,诱导了Ni2+在凹凸棒石表面沉淀,在凹凸棒石表面形成了氢氧化物或层状双氢氧化物.     

隐爆角砾岩型金矿研究述评

隐爆角砾岩型金矿是国内外一种具有重要经济价值的矿床类型。不同类型隐爆角砾岩是该类金矿最主要的容矿围岩。造成隐爆作用发生最直接的因素是受热的多源流体或气体，岩浆隐蔽爆破主要作用方式是气爆和浆爆，其次是热液注入。通常气爆发生于早期，浆爆较晚，而热液注入最晚。浅成－超浅成中酸性斑岩体是隐爆角砾岩形成的决定性因素，气液的隐蔽爆破作用是隐爆角砾岩有角砾岩型金－多金属矿床形成的原因，成岩与成矿是同一地质过程不同阶段产物。不同级别的构造对该类型金矿档的产出空间、矿化类型和矿体形态等具有分级控制作用，矿化、蚀变存在明显的垂向分带及其空间套叠。该类型金矿可划分为Au-Ag和Au-Cu系列，矿床系列、矿床规模有富矿部位可通过一系列指标进行判别。     

四川盆地东部海相下—中三叠统界线的锶同位素年龄标定

中国西南地区海相下—中三叠统以火山碎屑岩为其直观界线,该年龄的标定可为区域地层年表和国际地层委员会全球标准年表研究提供重要的下—中三叠统界线年龄参考值.基于此,本文测试了四川盆地东部华蓥山下—中三叠统界线火山碎屑岩附近的石膏和硬石膏样品87Sr/86Sr比值,以及相应的Si、Ca、Mg、Mn、Sr以及SO42-的含量,根据锶同位素地层学的原理,尝试对下—中三叠统界线进行了年龄标定;同时评估了样品的成岩蚀变性、对海水信息的代表性以及年龄标定结果的可靠性.火山碎屑岩附近5个样品的87Sr/86Sr比值变化在0.708243~0.708391之间,标定的年龄值在240.5~242.5Ma的范围内,2个紧靠火山碎屑岩样品的年龄值在242Ma左右(分别为241.9Ma和242.5Ma),从而为华南地区以火山碎屑岩作为海相下—中三叠统界线的合理性提供了重要的化学地层学依据,也为全球下—中三叠统界线提供了一个新的年龄值.     

坡缕石吸附水中阳离子桃红FG染料的热力学研究

研究了纯坡缕石对水中阳离子桃红FG染料的吸附热力学及其机理。结果表明：在298．328K和实验浓度范围内,纯坡缕石对水中阳离子桃红FG染料的吸附是吸热过程,吸附等温线符合Langmuir方程。根据热力学函数关系计算出坡缕石对阳离子桃红FG的吸附焓变为0．49kJ／mol,吉布斯吸附自由能改变量为-27．48-30．29kJ／mol,吸附自由能的变小是阳离子桃红FG染料在纯坡缕石上吸附的推动力,吸附熵变为93．85J／rnolK。     

一次西南低涡特大暴雨的中尺度对流云团特征

针对2007年7月8～10日四川盆地南部的特大暴雨天气过程,利用逐小时红外云顶黑体亮度温度结合地面加密雨量资料对其进行了对比分析。分析指出此次特大暴雨是由西南低涡内几个中尺度对流云团连续生消造成的,在其开始阶段有一中尺度对流复合体沿基本气流方向强烈发展,此阶段云团虽发展旺盛,但由于雨团随系统移动较快,并未造成洪灾。此云团减弱后,低涡环流仍维持并少动,又依次触发了3个中尺度对流的生成,这3个中尺度对流云团逆基本气流向SSW方向缓慢移动,造成的降水落区集中,中心雨强大,持续时间长,由此导致了暴雨洪涝的产生。强降水位置对于前向传播系统,一是在其发展的前端,二是在冷云中心的略偏后的位置,最大雨强出现在云团成熟之前发展最剧烈时,而后向传播的低涡云团强降水主要在冷云中心附近,最大雨强出现在云团发展最旺盛（冷云中心TBB最低）时。