琼东南盆地冷泉差异发育特征及其深部控制机理

海底冷泉与天然气水合物资源、全球气候变化和极端环境生态系统等重大问题密切相关,具有重要的科学意义。冷泉系统形成演化影响因素众多,其时空分布、活动特征及相关物理、化学和生物作用差异较大。冷泉活动的浅表层响应与深部控制要素的耦合关系、冷泉差异发育的流体动力学过程与控制机理等科学问题有待深入研究。以琼东南盆地为主要研究对象,针对冷泉差异发育特征及其控制机理问题,以流体动力学研究为主线,深浅连通,将浅表层冷泉观测数据与深部地质环境、地层压力等要素相结合,精细刻画冷泉流体从物源层向浅表层运移的渗漏通道特征,建立冷泉浅表层响应与深部要素之间的耦合关系,揭示冷泉差异发育的流体动力学模式,探讨冷泉差异发育的控制机理,以期为冷泉环境水合物勘查与试采、深海物质和能量迁移转化及极端环境的生态系统研究提供理论依据。     

含水合物沉积物电阻率演化规律实验研究进展

电阻率对沉积物组成和微观结构具有极高敏感性,是反映水合物生成分解过程物性演化的重要参数。然而由于影响因素复杂,人们对电阻率随CH4水合物生成分解的演化规律仍不清楚。对含CH4水合物沉积物的电阻率实验研究进展进行了梳理,分析了电阻率的主要影响因素,总结了纯水、盐水、非饱和水等不同体系中水合物生成分解过程电阻率演化规律。研究认为,在纯水沉积物中,电阻率随着水合物的生成不断增大;在盐水沉积物中,成核阶段的排盐效应以及生长阶段的重结晶或Ostwald熟化现象都会导致沉积物电阻率的降低;对非饱和水沉积物,气体和水在重力、毛细管力作用下、孔隙溶液离子在渗透和扩散作用下,都对沉积物电阻率造成影响。基于上述分析,提出了水合物生成过程模型,探讨了电学特性实验研究未来发展方向,对水合物电学研究具有一定的参考意义。     

天然气水合物数值模拟中基于mVIEW的多分支井建模

天然气水合物分布广、埋藏浅、清洁无污染、储量巨大,是极具发展潜力的清洁能源。为实现天然气水合物商业化开采,急需探索基于多分支井的高效开采技术。在使用TOUGH+HYDRATE模拟器开展数值模拟中,复杂结构井建模是研究工作的难点。为此提出了基于mVIEW的复杂结构井快速建模方法,以多分支井为例简要介绍了建模流程;此外,结合TOUGH+HYDRATE模拟器,以中国地质调查局2017年在南海北部陆坡深水区白云凹陷神狐海域SHSC-4试采井测井曲线数据为基础,建立理想水合物藏分层地质模型,开展单一水平井和多分支井在水合物Ⅱ层中部的降压开采数值模拟。模拟结果表明：该建模方法提高了模拟器在复杂建模方面的能力,对天然气水合物高效开采数值模拟具有较好效果和参考意义;相较于单一水平井降压开采,多分支井开采技术能最大限度地增加天然气水合物藏的裸露面积和深度,有效提高水合物藏储量动用程度,是值得探索的高效开采技术方法。     

南岭山地高速公路雾区能见度预报系统

在研究南岭山地浓雾的气候规律,开展了2次多学科综合野外观测,对典型个例进行了天气学分析、雾的宏观结构特征分析、雾的微物理特征分析,在利用数值试验分析了雾生成的物理机制等研究的基础上,研制开发了4种南岭山地京珠高速公路云岩雾区的能见度预报方法,包括：中尺度数值模式产品释用方法、结构预测方法、天气学指标预报方法和动态统计预报方法;并研制了相应的自动化程度高的预测预报系统,与京珠高速公路粤境北段通车同步投入准业务运行,使用雾区路段的5套自动气象站和能见度仪资料,制作的集成预报结果为高速公路行车安全提供服务,经过各种方法的独立预报检验和准业务运行服务的预报结果检验,预报准确率比较高,提供服务的集成预报准确率可达83．3％。     

承德市土壤重金属空间结构与分布特征

基于地统计学和GIS相结合的方法,对承德全域表层土壤重金属As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、微量元素Se正态分布特征、主导分布趋势及相互作用规律进行了分析,确定了不同元素最适宜的地统计插值模型并厘定出其空间分布规律。结果表明：As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn的质量含量平均值分别为8.28,0.200,60.85,24.37,0.034,27.76,26.65,77.10 mg/kg,Cd、Cu、Hg和Pb变异系数分别为385%、143%、350%、118%,分异性强。Zn含量均值受土壤类型影响显著,Cr、Cu、Ni含量均值则受土地利用类型影响显著。经过不同趋势阶数元素插值误差的综合对比,确定As、Cr、Pb、Zn、Ni、Se适宜选择无趋势参数,Hg和Cu适宜选择一阶趋势参数,而Cd适宜选择二阶趋势参数。As的理论模型为指数模型,主要受到结构性因素的影响;Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn、Se的理论模型为线性模型,主要受到随机性因素的影响。通过普通克里格插值图可见区内9种元素具有北低南高的特点,中部地区形成了一条较宽的Pb高值带,与Cd相似。按照含量分布特点,土壤中Cr和Ni、Cu和Hg、Zn和Pb、Se和Cd之间的高值空间展布区具有相似性且来源相同,仅As具有个性,分析结果与传统统计学结果数据保持部分一致性。     

强含水层的浆液低压运移及其井筒堵水应用

采用液体溶质水动力弥散方程及其相应分析方法描述治理破裂井筒注浆的浆液运移过程,通过坐标变换推导出径向水流条件下考虑吸附作用的浆液浓度解析公式。同时,结合一个煤矿风井堵水工程实例,介绍了如何根据现场观测资料,采用标准曲线法分析流动浆液吸附性参数和指导注浆进程的应用过程。     

大巩山金矿床构造控矿作用分析

大巩山金矿床在大地构造上处于中朝地块东南缘的蚌埠隆起东段,郯庐断裂带的两条次级断裂——朱顶-石门山断裂和五河-红心铺断裂所夹持的部位.矿区内出露五河群最下部的西堆组,并构成蚌埠复背斜的核部,断裂有北北东向、南北向、北西西向和北东向4组.南北向断裂在宏观上控制金矿体的产状和规模.向西缓倾的南北向断裂控制石英脉型金矿体的发育和产出,而向东陡倾的南北向断裂控制构造蚀变岩型金矿体的产出,这是与不同时期南北向断裂成生演化和岩浆活动作用密切相关的,也与该区及邻区成矿年代学研究成果相一致.     

电离层电场的半年变化对F2区峰值电子浓度的影响

利用一个电离层理论模式,模拟了太阳活动低年、地磁宁静情况下,中低纬和赤道地区电离层F2区峰值电子浓度(NmF2)的半年变化规律,重点讨论了电离层电场对NmF2半年变化的影响.模拟结果表明,当输入的电场没有周年和半年变化时,磁赤道地区电离层NmF2本身就具有一定的半年变化特征,而在稍高的纬度上,NmF2半年变化的强度较弱.当输入的电场具有一定的半年变化时,电离层NmF2的半年变化强度有明显的改变,且这种改变随地方时和地磁纬度不同有明显的差别.在地磁赤道附近的电离层赤道槽地区,从上午到午夜的时间内,具有半年变化的电场对电离层NmF2半年变化的强度是减弱的作用,在其他的时间内,电场对电离层NmF2半年变化强度是加强的作用.而在稍高纬度的电离层驼峰地区,情况明显不同.从上午一直到翌日日出前,具有半年变化的电场对电离层NmF2半年变化的幅度都是加强的作用.在其他的时间内,电场对电离层NmF2半年变化的幅度是减弱的作用.同时,研究表明电离层电场对NmF2半年变化的作用和“赤道喷泉”现象强烈相关.     

120°E磁赤道上空电离层电子浓度总含量的混沌特性分析及非线性预测初探

本文利用120°E磁赤道上空电离层TEC1996～2004年的观测数据讨论电离层TEC参量的混沌特性,并探讨利用混沌理论对电离层参量进行预报的可能性. 实际计算表明,在指定经纬度的TEC时序数据中存在混沌特性,其关联维数为3.6092,李雅普诺夫指数为0.3369. 采用混沌“加权一阶局域法”进行预测较为成功. 对预测误差分析表明,预测点在1～144之间误差相对较小,标准差约为7.6438 TECU,相关系数约为0.9172.     

满洲里新右旗火山岩剖面年代学和地球化学特征

满洲里新巴尔虎右旗地区发育大面积中生代火山岩,通过典型火山岩剖面研究,本文认为该地区火山岩主要为粗面安山岩、粗面岩和流纹岩组合;剖面下、中部粗安岩和流纹岩基质40Ar/39Ar坪年龄分别为162.6±0.7Ma和162.0±0.8Ma,剖面上部粗安岩SHRIMP锆石U-Pb年龄为149.5±1.7 Ma,表明满洲里新巴尔虎右旗地区火山岩形成于晚侏罗世,并可能存在两次火山喷发旋回,间隔大约10 Ma.地球化学测试表明,该剖面中基性火山岩具有相似的地球化学特征,SiO2含量介于56.23%～61.53%之间,具有较高的Al2O3(15.38%～16.62%)、K2O(2.72%～3.87%)和全碱(6.28～8.79),较低的MgO(0.91%～3.8%)和Mg#(0.10～0.32),为高钾钙碱性火山岩;稀土总量(∑REE)及LREE富集,LREE和HREE分馏较强,Eu异常不明显(δEu=0.72～0.90),富集大离子亲石元素(LILE),而亏损高场强元素(HFSE),尤其强烈亏损Nb和Ta;(87Sr/86Sr)i变化范围为0.705078～0.705811,εNd(t)值变化范围为-0.5～1.3.而剖面中部的流纹岩具有高SiO2(79.88%～80.46%)、相对低MgO(0.04%)、FeO(0.26%)和Al2O3(9.61%～10.17%)的特征,负Eu异常明显(δEu=0.32),富集LILE而亏损HFSE,Sr、Ti、Ba和P强烈亏损,(87Sr/86Sr)i变化范围为0.710044～0.713891,εNd(t)值变化范围为-0.9～-0.7.本区剖面火山岩地球化学特征表明,下部和上部中基性火山岩因具有相似的地球化学特征,本文推测该类火山岩浆源于受早期俯冲洋壳流体交代的地幔楔或亏损地幔,粗面岩为中基性岩浆分离结晶的产物,流纹岩包含了大量的地壳物质,其成因可能与地壳混染或大陆中下地壳重融作用有关.结合前人资料,我们认为满洲里新巴尔虎右旗晚侏罗世火山岩形成于造山后阶段,是岩石圈伸展背景下被早期流体交代的岩石圈地幔发生部分熔融的产物.该区火山岩的形成与晚侏罗世蒙古-鄂霍次克洋闭合-造山后伸展作用有关.