四川盆地云和降水观测科学试验设计与实践

2014—2017年四川地区开展了大范围云系观测科学试验。观测对象以盆地层状云系和积层混合云系为主,积状云(对流云)为辅。本文围绕试验目标、区域、观测要素、观测布局设计、观测方案设计、设备技术参数和典型个例等7个方面进行介绍,根据不同类型云系和降水变化特征,设计有针对性的观测方案,获得了不同类型云系和降水的多尺度连续性观测数据,为四川地区开展云和降水关系研究提供详实的综合型外场观测数据。层状降水云典型个例云高可达8km,云强核心部位的云雷达反射率可达28dBz,径向速度可达-6m·s~(-1),在0℃附近,反射率和退偏振因子LDR上有一条明显的亮带,表现为极大值,液态水主要集中于4.5km以下,随着雨强增大,液水含量增加,降水滴谱分布较窄,随着雨强减小,雨滴谱和速度谱变窄,但小粒径数浓度增加,说明对层状云雨强起主导作用的是雨滴直径,而不是数浓度;无降水层状云典型个例云层厚度为3.2km,云顶约为4km,云雷达反射率不超过0dBz,径向速度不超过5m·s~(-1),层状云内整层水汽含量和液水含量较为稳定,云中主要为液态粒子且粒径偏小、小粒径数浓度较高。     

秦岭成矿带Pb、Zn化探异常与铅锌矿常无对应关系的原因

秦岭成矿带中Pb、Zn化探异常区常无铅锌矿,而铅锌矿区又常无Pb、Zn异常,这种Pb、Zn异常与铅锌矿的不对应关系,通常导致大量的Pb、Zn异常无找矿指示意义,甚至给找矿评价、勘查部署选区工作带来了某些误导。本次的大量实验研究表明,秦岭地区水系沉积物中Pb、Zn元素主要在较粗粒级(-10~+60目)组分和细粒(小于140目)组分两端粒级中富集,而在中等粒度(80~120目)中贫化。以往所采用的统一粒度(-60目)样品分析所圈定的Pb、Zn异常,主要是细粒级吸附态的Pb、Zn在远离铅锌矿源区富集的反映,强化了远离矿源“次生富集”的信息。据此建议,在秦岭地区开展的面积性化探工作中,首先通过典型矿区粒级试验,建立区内不同背景区成矿元素的合理粒级范围,使所选用的粒度组合(粗、中、细粒)对在不同粒级中富集的元素更具代表性,改变秦岭Pb、Zn等化探异常指导找矿工作的被动局面,确保化探工作能更好地指导地质找矿和勘查部署选区工作。     

湘中锑(金)矿床成矿物质来源——Ⅰ.微量元素及其实验地球化学证据

为了查明湘中盆地中-低温梯（金）矿床的成矿物质来源，文章应用高分辨率ICP-MS、ICP-AES等方法对岩石与矿石进行了系统测定，并结合作者以往分析数据和实验地球化学结果，对该区盆地及周边基底地层与矿床中的微量元素分布特征及其水/岩反应效应进行了综合分析和系统研究。结果表明：Sb、Au等成矿元素在元古界基底碎屑岩中具有高的背景含量，在近似成矿条件下的水/岩反应实验中，成矿元素的淋出率达20%～90%，元古界基底碎屑岩中的金（锑、钨）矿床的周围蚀变围岩中出现明显的金负异常区。而盆地内泥盆系统地层中的高锑含量仅局限于锑矿床（化）及其蚀变围岩中；湘中锑（金）矿床中的矿石与基底碎屑岩具有相似的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线特征，以上微量元素地球化学特征充分证明该区锑（金）矿床锑、金等成矿物质主要来源于元古界底碎屑岩。     

压缩气体射流切割破土机理

压缩气体射流切割破土机理既是气力喷射反循环钻孔技术的基础也是其重要的理论依据,而气力喷射反循环钻孔技术又是一项高效环保的软地层钻进技术,所以压缩气体射流切割破土机理研究对于气力喷射反循环钻孔技术有重要意义。首先,应用CFD软件模拟,得出8 mm直径喷孔切割能力为2.868×10³ kPa,与单喷孔地秤实验得到的2.468×10³ kPa拟合较好,其值都远远大于软地层破坏强度;其次,通过LS-DYNA模拟可知单次喷射18 μs时的切割深度约为2.23 mm;最后,用CFD软件分析得到土体微裂隙断裂压力分布图及气体流速图。结果表明,压缩气体射流切割破土机理为：压缩气体沿薄弱环节进入孔隙和微裂隙后急剧膨胀,在恢复到钻孔围压过程中继续膨胀、扩张,同时在反循环抽吸力的共同作用下使土体结构破坏、断裂脱离母体;符合土体微裂隙断裂原理。     

粗粒料流变研究的现状与展望

粗粒料是土石坝的主要填料,高土石坝的流变已成为坝工专家和工程师广为关注的问题,其流变特性是研究的基础。分析了粗粒料流变研究的现状,介绍了长江科学院新取得的进展,并对粗粒料流变研究的前景提出了展望。     

气候变暖对黄淮海地区小麦产量可能影响的模拟试验

本文分析了黄淮海地区小麦生育期内不同时段的温度、降水与产量的关系,分别得到了不同类型的偏回归系数曲线。在此基础上,进行了不同季节温度升高对小麦产量的影响及温度、降水同时变化综合影响的模拟试验。结果表明,各地不同季节气候变暖对小麦产量的影响不同:北部、中部地区秋季、冬季变暖将导致增产,春季减产;而南部地区则秋季、春季将减产,冬季增产(河南南部略有不同)。降水量变化对各地各季气候变暖产量效应的迭加作用不同:北部、中部地区秋、冬季降水有利于增产,春季降水对减产略起缓解作用;南方各季降水过多均对小麦不利。总的说来,大部分地区若小麦生育期内气候变暖变湿,将有利于增产,但南部地区降水过多有不容忽视的负作用。     

辉长岩脆-塑性转化及其影响因素的高温高压实验研究

本文利用高温高压多功能三轴实验装置,以NaCl为固体围压传压介质,在围压为450MPa~800MPa,温度区间为600℃~1150℃和应变速率为1×10-4~3.125×10-6/s条件下,对攀枝花辉长岩进行了流变学实验研究。实验结果表明,辉长岩围压在450MPa~800MPa条件下,温度在600℃时为脆性变形,700℃~850℃时为半塑性流动,含微破裂,大于900℃时为塑性流动。辉长岩的脆-塑性转化温度为700℃~900℃,主要影响因素为温度、围压和应变速率,同时存在双相流变学问题。      

北极和南极表面温度对中低纬度海洋热强迫的响应

利用耦合了平板海洋模型的全球气候模式进行了大量的格林函数实验,以探究两极地区对于施加在中低纬度海域的热强迫的气候响应。结果表明,北极地区的气候不仅受到距离较近的北太平洋与北大西洋的影响,远离北极的热带太平洋以及南太平洋也对其气候有显著的影响,南极地区的气候则主要是受到邻近的南大洋的影响。通过经验正交函数法的进一步分析发现,北极响应最显著的区域包括波弗特海(Beaufort Sea)、拉普捷夫海(Laptev Sea)以及北极中心区附近;南极地区的响应主要集中在别林斯高晋海(Bellinsgauzen Sea)区域。另外,利用温度归因法对辐射反馈过程和大气能量输运分解发现,北极地区表面温度的响应主要是受到了反照率反馈以及垂直递减率反馈的影响,而南极地区的响应则主要是反照率反馈发挥了作用。     

柴油的中重度风化鉴别指标研究

以柴油为研究对象,采用溢油风化模拟实验,从分子级水平揭示中长期风化作用对溢油组成的影响。利用相对偏差和重复性限法进行评价和筛选,研究表明,柴油在较短时间(10 d)内,phytane/n-C18和pristine/phytane特征比率可较好地作为油品鉴别的依据;在10~30 d的风化期间,pristine/phytane仍可作为油品鉴别的依据;较长期的风化过程后,上述三个正构烷烃特征比率对于油品鉴别已不再具备意义。所选多环芳烃诊断比值指标中,除MNR、MP/P外,其他参数(MPI-1,MPI-2,Rc,MPDF1,MPDF2,MNR)相对标准偏差在1.10%~5.40%,可较好地用于重度风化溢油源鉴定。     

高黏性铝土矿放矿流动性试验与微观力学研究

根据中铝洛阳铝矿实际情况,结合放矿力学理论、室内相似试验和离散元数值模拟技术,从宏观和微观两方面深入地研究了矿仓放矿机制以及影响矿石流动性的主要因素。颗粒流数值模拟再现了放矿过程中矿石颗粒间以及颗粒与仓壁间相互作用力的动态变化过程。根据研究结果,设计了一种全新的仓内悬垂式振动助流器,并进行了现场试验,取得了很好的助流效果。它不但很好地改善了矿石流动性,解决了困扰洛阳铝矿几十年的矿仓堵塞、卡斗、起拱问题,优化了矿石和仓壁间的力学关系,减小了仓壁所受的动态接触压力,而且也大幅提高了矿仓放矿效率及生产安全系数,降低了工人的劳动强度。