基底不均匀伸展对盆地构造形成特征影响的实验研究

不同基底伸展条件下砂箱实验模型变形特征的对比分析表明,基底的局部不均匀伸展可以导致伸展盆地构造格局的显著变化,复杂构造面貌并非总是意味着伸展盆地具有复杂的构造变形过程和变形历史。伸展基底的不均匀伸展可以导致锐交角平分线与伸展方向垂直的共轭剪切变形带。      

黄铁矿中晶格金的萃取实验及有关问题的初步研究

尽管某些研究者认为黄铁矿中确实存在有晶格金,但以前的研究都没有取得直接而充分的证据。为此,作者做了晶格金的萃取实验,使黄铁矿中的晶格金(离子金)形成[AuCl_4]-络合物,然后利用紫外—可见光谱证实了[AuCl_4]-的存在,从而取得了晶格金存在较为直接而充分的证据。作者认为,象黄铁矿中Fe~(2+)与Au~(+)的取代关系的理论解释不应局限于类质同象的传统理论上,而应用现代的配位场理论解释之。计算表明,只要温度足够高,Au~(+)是可以取代Fe~(2+)形成晶格金的。本文还通过穆斯鲍尔谱的研究,探讨了晶格金的形成机理。     

贵州大厂锑矿有机质与有机成矿作用

用有机地球化学方法对矿区与右江盆地有机质的分析研究表明，容矿的大厂层有机碳与锑含量相对较高；有机包裹体主要是气态烃包裹体与沥青包裹体，在气态烃包裹体中含0％～30％的液态烃，发暗黄色荧光；有机气相成分中四种烷烃甲烷、乙烷、丙烷、丁烷均有显示；从主成矿期萤石中的沥青及右江盆地再沉积火山碎屑岩中的干酪根的生物标志物测定结果来看，二者在正烷烃、类异戊二烯烷烃、萜烷与甾烷标志物特征上较为接近，表明右江盆地沉积物中的有机质与锑矿中的有机质有亲缘关系。模拟实验证明原油对锑有较强的萃取迁移能力；而有机质在锑成矿过程中主要起三方面的作用：淋滤、萃取迁移及还原沉淀。     

风切变对中尺度对流系统强度和组织结构影响的数值试验

采用我国实际观测的探空作为中尺度模式Weather Research and Forecasting(WRF)的理想试验的背景场,分别改变整层、低层和中层的垂直风切变,研究其对中尺度对流系统强度和组织结构的影响。结果表明,改变整层垂直风切变对对流系统的强度和组织结构影响最显著,增加整层垂直风切变,对流强度增强且易组织成线状,减小整层垂直风切变,对流强度弱且呈分散状态。从垂直速度、水平风场、散度场和冷池的三维结构特征分析了其影响的机制:(1)风切变增加,上升气流与下沉气流的相互干扰减弱,有利于垂直速度的维持和增强;(2)垂直风切变增加造成水平涡度增加,扭转项的作用分别使上升和下沉运动得到加强;(3)垂直风切变增加,冷池强度和高度增加且集中在系统后部,使系统线状组织性增强。研究还发现,增加垂直风切变造成近地面大风和降水增强,且强降水出现在大风之后,这主要是因为在对流发展阶段上升运动与下沉运动互不干扰情况下,强下沉运动造成的近地面大风,而成熟阶段上升运动不断增强或维持造成雨水比湿不断增加形成强降水。     

Calibration of tipping bucket rain gauges in the Graz urban research area

The Institute of Urban Water Management and Landscape Water Engineering of the Graz University of Technology (Austria) operates a hydrological research area in the City of Graz. In this urban research area precipitation and runoff data are collected by order of the municipality of Graz. At present precipitation data are measured by seven tipping bucket rain gauges. Comparative measurements have shown a deviation between the recorded and the actual precipitation intensity. This made the institute calibrate the rain gauges periodically. In the middle of the 1990s, the development of a field calibration kit was started. Based on the experiences with the first field calibration kit, a microprocessor controlled device was developed. With this calibration device, the tipping bucket rain gauges are calibrated at regular intervals. In this paper the calibration process and the current results for seven rain gauges are discussed. The calibration process is dynamic calibration and uses a peristaltic pump. Not all of the tipping buckets investigated underestimate the rain intensity in the whole measuring range. Several rain gauges have a positive relative deviation, not exceeding 22%, in the low intensity range up to 0.5 mm/min. Positive deviation can be explained by retention of water in the buckets between tips. The reason for the negative deviation is the loss of water during the tips. It leads to the underestimate of the actual intensity. The largest relative deviation in the range of underestimate exceeds 30%. In the range of extreme intensities, the larger buckets (5 cm³) show a lower relative deviation than the smaller (2 cm³) buckets. The gauge characteristic can change in favourable or unfavourable directions after several years. Therefore, the calibration of tipping buckets is recommended at least every 2 to 3 years.     

风应力的旋转和辐散分量在ENSO循环中作用的数值试验研究

将 1 960～ 1 991年的月平均 FSU风应力资料分解为旋转部分和辐散辐合部分 ,分别用以强迫模式海洋。所用的模式为一个 2层热带太平洋区域海洋模式。结果表明 ,就季节变化而言 ,不论是用旋转分量还是散合分量强迫海洋 ,都不能产生合理的冷舌 ,哪怕将旋转或散合分量放大一倍或缩小二分之一 ,也不能使冷舌的强度和分布得到合理的改善。若采用气候平均的含有季节变化的风应力 (未对旋转和辐散分量进行分离 ) ,则可产生与实际相符的海表温度分布。在此基础上 ,分别叠加旋转和辐散分量的年际异常部分 ,通过对海洋的强迫 ,可产生海表温度异常。在年际异常旋转分量的强迫下 ,可产生较强的 SSTA振荡且具有明显的 ENSO周期 ;而在辐散辐合年际异常风应力的强迫下 ,则产生较弱的 SSTA,且振荡频率较高 ,ENSO周期不很明显。这些结果说明 ,风应力的涡旋和辐散辐合分量在海温季节变化和年际变化的形成中具有不同的作用 ,即合理的冷舌分布需要风应力旋转分量和散合分量同时作用于海洋方可产生 ,而仅有异常风应力的旋转强迫就可产生合理的 EL Nino/ La Nina现象。同时 ,风应力的辐散辐合分量在海洋平均状态的形成过程中是重要的 ,但在 EN-SO过程中就对海洋的作用而言则不如旋转分量重要。     

渤南洼陷深层(沙三/沙四段)原油-水-岩石相互作用模拟实验研究

为了能更好地研究地层温压条件下原油-水-岩石相互作用发生的化学变化及其对成藏条件特别是储层物性等的影响,结合渤南洼陷深层的成藏条件及流体动力系统等特征,进行物理实验模拟。结果表明:1)在一定的温压条件下(温度120℃、压力45MPa)岩石及实验后的原油化学成分及生物标志物均发生了变化。油样的饱和烃含量增加,沥青质+非烃含量明显降低;油砂的饱和烃含量沿实验装置从下到上逐渐增加,最高值达62.22%,沥青质+非烃含量由40.55%下降到12.78%。实验样品的生物标志物及族组成显示油沿着实验装置从下向上运移过程中发生了地质色层效应。2)原油-水-岩石相互作用以溶蚀作用为主,并随原油在实验本体内从下向上的运移而逐渐增强。溶蚀作用的结果改善了普遍以低孔低渗为特征的深部储层的物性,为深层油气的运移和保存提供了有效空间。     

烃源岩—流体相互作用模拟实验研究

为了探讨烃源岩与孔隙流体之间相互作用过程和机理以及有机酸的生成及其影响因素,我们开展了烃源岩-流体相互作用模拟实验研究。实验结果表明：Ⅱ型干酪根形成有机酸的能力大于Ⅰ型干酪根,水的矿化度对有机酸的形成影响甚微,随着温度升高,流体中有机酸的含量也随之增大。pH值对有机酸形成的影响非常明显,中性和碱性条件更有利于生成有机酸。其中乙酸的形成有利于碳酸盐矿物的溶解,而草酸的形成不利于碳酸盐的溶解。温度对烃源岩的影响与烃源岩的矿物组成有很大的关系,对于富碳酸盐烃源岩,Ca、Mg、Na三元素在水中的溶解量,与温度呈反相关的关系,对于贫碳酸盐烃源岩,与反应温度之间则呈现出正相关的关系。而无论碳酸盐含量高低,Si在溶液中的含量都会随着温度的升高而增大。酸性溶液对烃源岩的溶解能力最强,无论原始反应溶液的酸碱性,反应结果都最终趋于弱碱性。流体的含盐量对烃源岩中Mg的溶解影响差异较大,低盐度的流体有利于Mg溶解。     

矿柱稳定性影响因素敏感性分析及其应用研究

为研究矿柱稳定性影响因素的敏感程度,以招金大尹格庄金矿为研究背景,从矿柱载荷、强度、失稳形式及影响因素确定四方面推导出两种矿柱形式的安全系数计算公式,设计采用6因素5水平正交试验对矿柱稳定性影响因素敏感性进行分析,并研究主要影响因素与矿柱安全系数之间的函数关系。研究表明,矿柱宽度、矿体开采深度和矿房宽度3个主要因素对矿柱稳定性影响程度是最为剧烈的;矿柱安全系数随着矿柱宽度地增加呈指数形式递增且递增速率不断加大,随矿体开采深度地增加呈幂函数形式递减且递减速率逐渐变缓,随矿房宽度地增加呈负指数形式递减且降低速率逐渐变慢。利用DPS和Matlab建立的矿柱安全系数回归方程得出保证安全生产的合理矿柱尺寸,矿房宽度应不超过8 m,布置条形矿柱宽度应不小于3.6 m,布置方形矿柱宽度应不小于5.9 m。结合采场矿柱布置实际,应用效果较为理想,可为下中段矿体回采矿块布置提供较好的依据。     

极地深部冰层取心钻探孔壁水压致裂研究

为了维护极地深部冰层取心钻探工作中钻孔的稳定,避免孔内事故的发生,冰层孔壁的水压致裂问题是亟待解决的重要科学问题之一。本文在深入分析国内外冰层钻探资料的基础上,结合冰盖动力学相关理论,计算得出了钻孔所在区域冰层的密度、温度及内部应力随深度的变化规律。在此基础上,结合油气资源勘探水力压裂技术与冰层钻进钻井液等相关理论,建立了合理的孔壁压差计算方法,深入探讨了适用于深部冰层钻探孔壁水压致裂机理。研制了冰层钻孔水压致裂模拟实验装置,可分析研究不同围压条件下冰样的脆性变形机理。结合我国Dome A深冰心钻探工程实际,提出钻孔可能发生水压致裂的深度区域及孔壁所需的起始裂纹长度判定,以期为后续的安全高效冰层钻进提供重要的理论依据。