地质流体状态方程

几乎所有的地球化学过程都有地质流体参加, 定量地了解地质流体的物理化学性质是定量研究地球化学过程的基础.100多年以来, 广大化学和实验地球化学工作者做了大量的实验测定工作, 可是所有这些工作之和, 仅仅覆盖地球范围内一个不大的温压空间, 远远不能满足地球化学研究的需要.近年来, 我们试图通过分子水平上的研究, 结合热力学和统计力学方面的知识, 在重现前人实验结果的基础上, 研究实验工作者没有或不能研究的温压和成分空间, 得到了一系列能够精确预测地质流体在广阔的温压范围内的物理化学性质的状态方程.这些状态方程不仅能够重现实验数据, 而且具有良好的外延能力, 可以应用于地球化学领域诸多方面的研究.重点讨论了几个状态方程(包括纯流体状态方程含水溶液状态方程和含盐-水-气的状态方程) 在预测流体的溶解度、相平衡、化学位和PVT性质方面的应用.简要介绍了近年来笔者应用分子动力学和蒙特卡罗模拟在地质流体研究方面所取得的成果      

Circulation and boundary layers in differentially heated rotating stratified fluid

Recent laboratory experiments with rotating stratified water in a cylinder have revealed many of the predictions of linearized, analytic theory. Earlier measurements of the velocity field generated in a cylinder by top heating compared well with theory. Large stratification clearly suppressed Ekman pumping so that the interior velocity field (primarily azimuthal) responded by satisfying no-slip top and bottom boundary conditions without the need for Ekman layers. This interior flow also occupied a boundary layer of greater thickness than the Ekman layer under some conditions. Theory and experiments have now been conducted for sidewall heating. As before, experiment and theory agree well over some parameter ranges. But for some parameters, the flow is unstable. The exact nature of the instability remains poorly understood. The size of one combination of both vertical and horizontal boundary layers is governed by the Rossby radius of deformation multiplied by the square root of the Prandtl number. Sidewall boundary layers and their scales will be reviewed with the present results in mind.     

KSC-127型射流式冲击器应用于大陆科学深钻的试验研究

根据现场试验,评价了ＫＳＣ－１２７冲击器的性能,分析了其对大陆科学深钻的适应性,且对大直径全面破碎冲击回转钻进工艺进行了讨论。     

应用流体包裹体研究油气成藏期次—以柴达木盆地南八仙油田系三系储层为例

储层中的流体包裹体是储层成岩过程被自考矿物晶格所捕获而形成的油气水包裹体,它们记录了油气水充注储层时的组成,性质以及物理化学条件。不同自生矿物或不同期次的胶结矿物捕获的包裹体,其组成和物理化学性质不同,这些特征是油气藏形成演化历史的直接标志,柴达木盆地南八仙油田是一个侏罗系生烃、第三系储集的成藏系统,文章通过包裹体类型、成岩矿物期次、烃类包裹体成分以及均一化温度和盐度等分析,证明南八仙油田上第三系与下第三系有着不同的油气注入和成藏期次：下第三系的油气藏为两期充注的结果,而上第三系油气藏则主要为一期成藏。结合区域构造演化史以及南八仙第三系埋藏史和古地温资料推断,南八仙油田下第三系油气藏形成的地质时期为渐新世和上新世,上第三系油气藏的地质时期为上新世。     

计算流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究。随着计算机运算能力的不断增强 ,在地球化学中正在形成一门新兴学科———计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运化学反应耦合动力学研究取得了显著进展。建立在Darcy定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等 ,从古水文学和流体地球化学方面高度动态研究成矿作用。根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据 ,预测多组分体系中发生的流体岩石相互作用 ,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运化学反应耦合动力学 ,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为 ,是计算流体地球化学的发展方向。     

SERPENTINIZATION OF THE MANTLE WEDGE BY FLUIDS DERIVED FROM CONTINENTAL CRUSTAL MATERIAL: EVIDENCE FROM Nd ISOTOPIC SIGNATURES OF SERPENTINITES (TSO MORARI DOME,ELADAKH)

SERPENTINIZATION OF THE MANTLE WEDGE BY FLUIDS DERIVED FROM CONTINENTAL CRUSTAL MATERIAL: EVIDENCE FROM Nd ISOTOPIC SIGNATURES OF SERPENTINITES (TSO MORARI DOME,ELADAKH)1　deSigoyerJ ,GuillotS .Glaucophane bearingeclogitesintheTsoMoraridome (easternLadakh ,NWHimalaya) [J] .Euro peanJournalofMineralogy ,1997,9:10 73～ 10 83. 2　deSigoyerJ,ChavagnacV ,VillaIM ,etal.DatingtheIndiancontinentalsubductionandcollisionalthicke…     

新疆轮台5．1级地震前地下流体前兆异常的分析

1999年9月23日在新疆轮台东北发生了Ms≥5．1级地震。震前,北天山地区地下流体相继监测到了大量的前兆异常。据此,我们对该地震做出了较好的短期预测。     

线弹性问题与牛顿流体问题的对应关系

讨论了线弹性问题与牛顿流体问题的对应关系,说明建立两问题之间的对应关系仅考虑本构方程是不够的。通过对比两个问题的所有基本方程,证明了牛顿流体问题在满足（１）不可压缩;（２）小雷诺数;（３）温度变化对粘度的影响可忽略３个条件时,等价于一个准静态不可压线弹性问题．这一等价关系应用于构造应力场数值模拟中,可利用弹性程序求解岩石围的粘性流动问题．     

包体流变模型体应变场时空演变的理论分析

基于包体流变模型的理论解,计算了三维粘弹性介质中球形硬包体与软包体在地面引起的体应变．结果表明,球形硬包体的地面体应变随时间的变化曲线表现出特征不同的３个阶段（,,）．它与大量地形变资料出现的,,阶段相似;而球形软包体却没有此特征．其中,阶段的前兆在近源区和远源区都向外扩展;阶段的前兆在近源区和远源区都处于极值状态;阶段前兆在远源区表现为向近源区收缩,而在近源区表现为向外扩展．这些结果对地震前兆的时空演化过程阶段性的解释具有一定的启示．      

成层非均匀地壳中应变能密度场时空分布的动态模拟研究.

通过对坚固体孕震模型应变能密度场动态变化的模拟研究,对地震孕育过程、初始破裂、始裂条件和破裂的传播方向等问题取得了进一步的认识．结果表明:孕震过程初期,软弱体部位应变能密度水平很高,但在孕震过程后期,其应变能密度增量水平变小,坚固体及其与直立断层交汇部位的应变能密度增量迅速变大,成为应变能密度增量最大的地方,从而使弹性模量比较大的坚固体与直立断层交汇处成为最先破裂发震的部位．破裂在直立断层端部的坚固体内沿着与断层成近于直交的方向传播,这样,理论上确定的破裂方向与实际计算的破裂方向得到了很好的统一．