高温高压岩石流变仪的围压标定方法

高温高压岩石流变仪围压标定的主要方法为氯化盐类的部分熔融法和矿物相变法。利用氯化盐类进行压力标定时,不仅可以利用单一盐类,也可以使用多种盐类的混合物;常用的压力标定矿物相变及其适用温压范围如下:石英-柯石英,500~1200℃、2.5~3.2GPa;钠长石-硬玉+石英,600~1200℃、1.6~3.2GPa;铁橄榄石+石英-铁辉石,600~1200℃、1~1.7GPa;磷镁石-Mg3(PO4)2-Ⅱ,565~825℃、0.6~0.9GPa;方解石-文石,600~1200℃、0.5~2.5GPa。不同的标定方法具有不同的特征,文中将进行详细介绍。     

Metamorphic evolution, mineral chemistry and thermobarometry of schists and orthogneisses hosting ultra-high pressure eclogites in the Dabieshan of central China

As is typical of ultra-high pressure (UHP) terrains, the regional extent of the UHP terrain in the Dabieshan of central China is highly speculative, since the volume of eclogites and paragneisses preserving unequivocal evidence of coesite and/or diamond stability is very small. By contrast, the common garnet (X_Mn=0.18–0.45)–phengite (Si=3.2–3.35)–zoned epidote (Ps_38–97)–biotite–titanite–two feldspars–quartz assemblages in the more extensive orthogneisses have been previously thought to have formed under low P–T conditions of ca. 400±50°C at 4 kbar. However, certain orthogneiss samples preserve garnets with X_Ca up to 0.50, rutile inclusions within titanite or epidote and relict phengite inclusions within epidote with Si contents p.f.u. of up to 3.49 — overlapping with the highest values (3.49–3.62) recorded for phengites in samples of undoubted UHP schists. These and other mineral composition features (such as A-site deficiencies in the highest Si phengites, Na in garnets linked to Y+Yb substitution and Al F Ti₋₁ O₋₁ substitution in titanites) are taken to be pointers towards the orthogneisses having experienced a similar metamorphic evolution to the associated UHP schists and eclogites. Re-evaluated garnet–phengite and garnet–biotite Fe/Mg exchange thermometry and calculated 5 rutile+3 grossular+2SiO₂+H₂O=5 titanite+2 zoisite equilibria indicate that the orthogneisses may indeed have followed a common subduction-related clockwise P–T path with the UHP paragneisses and eclogites through conditions of P_max at ca. 690°C–715°C and 36 kbar to T_max at ca. 710°C–755°C and 18 kbar, prior to extensive re-crystallisation and re-equilibration of these ductile orthogneisses at ca. 400°C–450°C and 6 kbar. The consequential conclusion, that it is no longer necessary to resort to models of tectonic juxtapositioning to explain the spatial association of these Dabieshan orthogneisses with undoubted UHP lithologies, has far-reaching implications for the interpretation of controversial gneiss–eclogite relationships in other UHP metamorphic terrains.     

开采沉陷土体变形与孔隙水压相互作用研究进展

本文通过实验、实测和理论分析研究了开采沉陷土体变形与孔隙水压力之间的相互作用,结果表明,随着开采的进行,土体的应力变形发生变化造成了超静孔隙水压力的产生和消散,反映在土体变形上出现随开采时间延续而发展的附加压缩和膨胀变形,这种压缩或膨胀在土体的不同部位相互叠加,有时还叠加了底部含水层水位下降引起的地面下沉。这些结果揭示了厚松散含水层地区开采沉陷特殊性的机理,对开采沉陷预测及水体下采煤具有重要意义。     

Raman spectra of methane hydrate up to 86 GPa

High-pressure Raman studies of methane hydrate were performed using a diamond anvil cell in the pressure range of 0.1–86 GPa at room temperature. Raman spectra of the methane molecules revealed that new softened intramolecular vibration mode of ν ₁ appeared at 17 GPa and that the splitting of vibration mode of ν ₃ occurred at 15 GPa. The appearance of these two modes indicates that an intermolecular attractive interaction increases between the methane molecules and the host water molecules and between the neighboring methane molecules. These interactions might result in the exceptional stability of a high-pressure structure, a filled ice Ih structure (FIIhS) for methane hydrate, up to 40 GPa. At 40 GPa, a clear change in the slope of the Raman shift versus pressure occurred, and above 40 GPa the Raman shift of the vibration modes increased monotonously up to 86 GPa. A previous XRD study showed that the FIIhS transformed into another new high-pressure structure at 40 GPa. The change in the Raman spectra at 40 GPa may be induced by the transition of the structure.     

波浪渗流力对泥沙起动的影响

海岸泥沙起动的力学机理十分复杂。首先理论分析了波浪作用下床面泥沙颗粒所受的主要作用力,然后将上举力和有效重力分别与渗流力进行比较分析。计算结果表明渗流力随着波高的变化其方向也发生向上或向下的变化,渗流力与上举力和有效重力之间存在着相位差,不同粒径的泥沙在一个周期内均有一时段渗流力远大于上举力;对于渗透系数小的细颗粒泥沙,渗流力远大于泥沙颗粒的上举力和有效重力。进一步通过水槽试验分析了不同波浪参数作用下孔隙水压力梯度对泥沙起动的影响,试验结果表明波浪渗流力对海床细颗粒泥沙的起动有着重要作用,特别是在分析长周期波浪作用下细颗粒泥沙起动规律时,需考虑波浪引起的渗流力影响。     

油气田（井）生产动态预测的灰色预测模型

本文针对辽河油田荣３７块天然气藏（井）的生产动态预测中,生产数据的离散状态及不均衡的实际,较完整、系统地介绍了所引入的几个使用效果好,拟合精度高的一般灰色系统ＧＭ（１,１）模型及为解决油气田（井）生产过程中因关井、生产间断、或因工程上的与地质上的原因生产出现随机性急剧变化而引入两个改进的ＧＭ（１,１）模型－非等间距和阶跃模型。通过几种模型特征的分析对比及在辽河油田荣３７块全气藏及气井的动态拟合预测     

地球深部物质的某些物性测量方法研究

文中介绍了地球深部物质实验室近 2 0年来开展高温高压下地球深部物质物性实验研究过程中 ,在测量方法方面的进步和应用情况。这些测量方法包括了高温、高压下弹性的超声测量方法、高温高压下电性的测量方法、高压差热分析法和高压下热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法诟呶赂哐瓜卵沂涂笪锏牡猿饬恐?,我们由超声脉冲透射方法改进为超声脉冲透射反射法 ,克服了样品室中压力和温度梯度对样品的影响。在高温高压下岩石和矿物的电学性质测量中 ,我们由直流法发展为阻抗谱法 ,不仅克服了样品极化对测量结果的影响 ,还可以获得离子在溶液中的多种物理化学参数 ,以及监测含水矿物在高温高压下的脱水动力学特征。在固体传压介质中建立的高压热学Gr櫣ｎｅｉｓｅｎ参数的测量方法 ,由于升压速率比较小且叶蜡石在高压下的热导系数增大 ,其测量结果需要进行校正 ,其测量方法有待进一步改进。     

近临界特性的地层水及其对烃源岩生排烃过程的影响

研究利用特制的地层孔隙热压模拟实验装置, 开展了模拟地层孔隙空间高压液态水热体系烃源岩生排烃模拟实验.模拟实验施加的流体压力为38±2 MPa, 温度为290~390 ℃.模拟实验结果显示了有关高压液态水及其与之相联系的流体压力和孔隙空间等因素对烃源岩生排烃影响作用的一些重要现象, 实验发现高压液态水介质条件有利于液态油的生成和保存, 不利于液态油向气态烃的转化, 而且干酪根的生烃潜力和排油效率有一定的提高.这些新的实验现象可能主要与近临界特性的高压液态地层水的作用有关, 进一步推断近临界特性的高压液态水参与干酪根向油气的转化反应, 增加了水对油气的溶解能力.在地下实际烃源岩生排烃的温压(100~200 ℃, 30~120 MPa)条件下, 岩石孔隙中的地层水是一种相对低温高压压缩液态水, 这种地层水可能具有近临界特性, 对烃源岩生排烃过程有重要影响.但目前对这种现象的机理和石油地质意义还知之较少.因此, 加强高压地层水近临界条件下烃源岩生排烃热压模拟实验研究, 对进一步深入理解地层条件下的近临界水介质、流体压力、孔隙空间因素对生排烃过程的影响, 深化烃源岩生排烃机理的探讨, 建立地质尺度上的烃源岩生排烃动力学模型, 都具有重要的理论和实际意义.      

波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究

通过室内水槽试验,观测波浪作用下土体产生的振荡现象,分析土体内孔隙水压力的变化及波浪作用后土体强度变化特征,研究了波浪荷载作用下黄河口粉土粒径粗化和“铁板砂”的形成过程。试验及讨论结果表明：在波浪作用下上层粉土体大部分时间处于液化状态;由液化土形成的振荡土层与下部土层之间形成“W”型的滑动面,振荡土层的厚度随着波浪作用时间的增加而变小;细粒物质从振荡土层中的骨架中脱离进入水体中,并在土体表层形成一层以黏粒为主的絮凝状沉积物,其厚度随波浪作用时间的增加而增加,在土体停止振荡前达到最大值;土体液化是“铁板砂”形成的必要条件,而波浪引起的液化土体振荡则使“铁板砂”的形成成为可能。     

锚固岩石边坡地震稳定性拟动力分析

地震易发地区的锚固岩石边坡,需要研究其地震稳定性。对于锚固典型岩石边坡,在考虑水平与竖向地震力、张裂缝积水深度、坡顶超载、锚索倾角、锚索位置、锚索拉力及静水与动水压力等的条件下,运用拟静力和拟动力方法分别推导了不同工况条件下其抗滑和抗倾覆地震安全系数。分析表明,竖向向上地震力有利于锚固岩石边坡的抗滑稳定,而竖向下的地震力有利于锚固岩石边坡的抗倾覆稳定;在相同工况条件下,当岩体放大系数等于1.0时,拟动力与拟静力方法所得锚固岩石边坡地震安全系数相差无几,但是,当岩体放大系数逐渐增大时,拟动力方法所得地震安全系数越来越明显地小于拟静力方法所得地震安全系数。因此,在抗震设计当中适当的考虑岩体放大系数,将会有利于锚固岩石边坡的安全设计。