Characterization of shape and terminal velocity of tephra particles erupted during the 2002 eruption of Etna volcano,Italy

In this paper, we present a complete morphological characterization of the ash particles erupted on 18 December 2002 from Etna volcano, Italy. The work is based on the acquisition and processing of bidimensional digital images carried out by scanning electron microscopy (SEM) to obtain shape parameters by image analysis. We measure aspect ratio (AR), form factor (FF), compactness (CC), and rectangularity (RT) of 2065 ash particles with size between 0.026 and 1.122 mm. We evaluate the variation of these parameters as a function of the grain-size. Ash particles with a diameter of <0.125 mm vary from mostly equant to very equant, ash particles between 0.125 and 0.250 mm have an intermediate shape, and particles with diameters >0.250 mm are subelongate. We find that, on average, particles with a diameter of <0.250 mm are subrounded, particles between 0.250 and 0.50 mm are subangular, and particles >0.50 mm are angular. Using this morphological analysis and an empirical relation between the drag coefficient (C _D) and Reynolds number (R _e) of Wilson and Huang (Earth Planet Sci Lett 44:311–324, 1979), we calculate the terminal settling velocities (V _WH). The comparisons between these velocities and those calculated with the formula of Kunii and Levenspiel (Fluidization engineering. Wiley, New York, pp 97, 1969) (V _KL), which considers ash particles as spheres, show that V _KL are in average 1.28 greater than V _WH. Hence, we quantify the systematic error on the spatial distribution of the mass computed around the volcano carried out by tephra dispersal models when the particles are assumed to be spherical.     

Real Time Analysis and Display of Scanning Lidar Scattering Data

We describe software for an IBM compatible personal computer (PC) that we have developed and used to collect and analyze backscatter data from a multi-wavelength Mie-Rayleigh scanning lidar system. Both one and two-dimensional distributions of optical scattering coefficients are calculated from the lidar return signals and displayed in real time. Although we are using the software for analyzing marine aerosols, the modular nature of the software and data acquisition drivers make it straightforward to adapt the software to different systems, such as differential absorption lidar (DIAL) and oceanic lidars. We show examples of both horizontal and vertical Mie-Rayleigh lidar scans collected at the Makai Pier and Bellows Beach on the northeast side of the island of Oahu.     

AMSR-E土壤湿度产品在锡林浩特草地样区的精度验证

AMSR-E土壤湿度产品已逐渐应用于气象,农业等各个领域,对土壤湿度的研究,特别是干旱半干旱地区,有着重要的科研和现实意义.为了验证AMSR-E土壤湿度产品在锡林浩特草地的适用性,利用锡林浩特草地野外实验,在3 km×3km范围内,与同经纬度地面9个点的2 cm土壤体积含水量数据作产品精度验证.通过与降水量的比较,验证了AMSR-E土壤湿度产品的可靠性,通过与地面实测值的比较,验证结果表明,AMSR-E反演的平均土壤体积含水量与地面实测平均土壤体积含水量分别为13.3%和11.8%,两者土壤体积含水量的RMSE为3.7%.     

应用扫描电镜与X射线能谱仪研究黔北黑色页岩储层孔隙及矿物特征

页岩储层研究已经成为页岩气研究的重点,页岩组构特征的特殊性使得页岩储层发育纳米/微米级孔隙。岩石及矿物中的纳米/微米级空隙是黔北黑色页岩的结构组分之一,传统的光学显微镜方法由于分辨率及放大倍数的限制无法对页岩储层的孔隙类型进行观察;核磁共振等仪器虽能准确测试页岩储层的孔隙度,但是无法获得孔隙的形貌及分布特征等信息。本文整合扫描电镜微区分析与X射线谱学分析的优点,运用Hitachi S-4800型场发射扫描电镜与IE250X-Max50牛津能谱仪组合,对黔北黑色页岩储层中矿物的分布、形态特征及矿物的组成元素进行分析测试。分析结果表明,利用场发射扫描电镜发现黑色页岩中发育微裂缝、纳米/微米级粒内溶孔;通过X射线能谱发现黑色页岩矿物主要有伊利石、石英、钠长石,其次为绿泥石、白云母、白云石等。黔北黑色页岩中裂隙直径为0.1~20μm,其中主要分布在1~5μm,均大于甲烷分子直径(0.414 nm),因此可作为天然气的运移通道与储集空间。此外通过X射线能谱仪对黔北黑色页岩中的石英、方解石、白云石、伊利石等脆性矿物进行分析,发现石英的含量(9.1%~78%)较高,伊利石(17.6%~25.5%)等黏土矿物含量较低,所以该页岩具有很高的脆性,易产生裂缝,可为游离气提供运移通道及储集空间,提高页岩气的产能及储量,进而为黔北地区储层评价及预测等提供依据。     

激光共聚焦扫描显微镜测定烃类包裹体气液比的误差校正研究

通过烃类包裹体PVT模拟可以重建捕获温度和捕获压力,气液比是影响PVT模拟结果的重要参数,然而由于缺少烃类包裹体标准样品,一直未能深入研究激光共聚焦显微镜气液比测定精度的问题。本文利用人工合成包裹体技术合成了一种用于校正激光共聚焦扫描显微镜(LSCM)测定气液比的烃类包裹体标准样品,根据已知的合成烃类包裹体的油气组成、捕获温度和捕获压力计算出烃类包裹体的理论气液比,并利用LSCM测定烃类包裹体的实际气液比,通过计算实际测试值与理论值的差值以分析实际测定气液比的误差,实现对激光共聚焦扫描显微镜的误差标定。实验结果证实,高分辨率的LSCM测定烃类包裹体气液比的绝对误差小于0.5%,可以为包裹体PVT模拟提供精确参数。本研究肯定了LSCM测定烃类包裹体气液比方法的准确性,进一步证实了烃类包裹体的PVT模拟结果可以为油气成藏研究提供可靠数据。     

基于扫描电镜和JMicroVision图像分析软件的泥页岩孔隙结构表征研究

孔隙发育特征是泥页岩储集能力评价的关键参数之一。扫描电镜观察法已普遍用于描述泥页岩的孔隙发育特征,但是目前文献中对泥页岩微孔隙类型划分比较混乱,孔隙结构特征参数的表征以定性描述为主,缺乏定量表征手段。本文选取了18个泥页岩样品为研究对象,通过氩离子抛光和高分辨率扫描电子显微镜图像观察,基于孔隙发育形态、位置及成因,对样品中不同孔隙进行类型划分;结合JMicroVision图像分析软件,应用泥页岩微孔隙描述技术和孔隙尺度分类统计技术,统计不同类型孔隙发育数量、孔径大小、面孔率、形状系数、概率熵等参数,对其分布特征进行评价。研究表明,晶(粒)间孔隙和有机孔隙比较发育,其次为晶(粒)内孔和晶间隙。不同类型孔隙其孔径分布以纳米级为主,不同类型孔隙分布较无序,其概率熵主要分布在0.5～0.7之间,对应的形状系数分布差异也较大。有机质孔隙的形状系数主要分布在0.6～0.7范围内,形状分布以椭圆形或近似圆形为主,晶(粒)间孔隙和晶(粒)内孔隙的形状系数主要分布在0.3～0.7,分析晶(粒)间孔隙和晶(粒)内孔隙形状系数分布特征主要是受原始孔隙形态、压实作用和溶蚀作用的影响。研究认为,SEM与JMicroVision相结合是定量研究不同类型微孔发育特征的有效手段,为研究微孔的形成和演化奠定了基础。     

广西陆川蛇纹石玉的岩相结构及成矿机理

应用外束质子激发X射线荧光光谱法、X射线衍射、激光拉曼光谱、扫描电子显微镜等无损分析技术,对广西陆川蛇纹石玉的成分、物相和结构进行分析。X射线衍射结果显示样品的衍射峰主要位于0.724、0.456、0.362、0.248、0.153和0.150 nm处,表明陆川蛇纹石玉主要矿物成分是蛇纹石,同时伴生方解石矿物与蛇纹石形成穿插交织结构。成矿机理分析表明,陆川蛇纹石玉是由白云质大理岩热液交代作用形成的,和广东的信宜玉均属于富镁碳酸盐型蛇纹石。拉曼光谱显示叶蛇纹石的特征峰位于229、376、457、686和1046 cm-1处,纤蛇纹石的特征峰位于228、345、386、624、690和1102 cm-1处,通过激光拉曼光谱可以快速区分陆川蛇纹石玉中纤蛇纹石和叶蛇纹石两种不同结构的蛇纹石亚种。     

机载三维信息获取地面扫描轨迹分析

该文根据机载三维信息获取中常用的扫描光学系统结构,导出了地面扫描采样点轨迹与光学系统结构参数之间的关系,获得了地面采样点坐标的定量表示,给出了实现特定扫描轨迹的地面测量时光学系统结构参数的选择方法和计算结果。     

蓝非鲫肠道上皮组织的扫描电镜观察

消消化化道道黏黏膜膜上上皮皮组组织织是是吸吸收收和和同同化化营营养养物物质质的的 主主要要器器官官 , ,在在鱼鱼类类生生长长和和发发育育的的过过程程中中发发挥挥着着极极其其重重 要要的的作作用用 , ,研研究究鱼鱼类类消消化化系系统统有有利利于于深深入入探探讨讨其其食食性性 及及消消化化生生理理学学特特征征 , ,对对于于提提高高经经济济鱼鱼类类的的养养殖殖产产量量和和 营营养养附附加加值值 , ,促促进进养养殖殖环环境境开开发发具具有有重重要要意意义义。。近近年年 来来 , ,有有关关鱼鱼类类消消化化…     

利用高分辨率3D技术和荧光强度变化精确测量烃类包裹体体积的方法

烃类包裹体气液比的精度对PVT模拟结果可靠性有重要影响,而气液相边界的判断对气液比测定准确性至关重要。本文开发了一种精确测量烃类包裹体体积的方法,即利用高分辨率激光共聚焦显微扫描技术获取烃类包裹体3D图,在透射及荧光模式下用三维坐标标定液相的边界,利用3Dfor LSM软件计算烃类包裹体液相的体积;同时利用激光共聚焦显微荧光技术对横穿气液两相的直线进行线扫描,根据扫描线上荧光强度的突变判断气相边界,多次扫描求平均值作为气相直径。本方法避免了人为判断包裹体气相边界的不可靠性,对气液边界的确定精度可达0.02μm,提高了气液比测试精度,使得利用包裹体恢复古压力结果更加可靠。