福建紫金山矿床硫砷铜矿的成因研究

福建紫金山铜矿是我国高硫化型浅成低温热液矿床研究的热点之一。本文针对该矿床中普遍发育的硫砷铜矿进行了仔细的矿相观察及电子探针化学成分分析,对其成因进行了初步研究。该矿床中硫化物矿物之间存在着一定的交代、穿插以及化学组分的继承关系。矿物生长遵循黄铁矿-硫砷铜矿-斜方蓝辉铜矿、蓝辉铜矿-铜蓝的交代生长顺序。结合室内水热反应模拟实验结果,推测矿床经历了2期、4阶段热液事件:第1期第1阶段形成黄铁矿;第2阶段形成硫砷铜矿;第2期第1阶段形成各种铜硫化物,铜蓝在第2期第2阶段形成。其中硫砷铜矿中的砷元素来自于岩浆热液,其显示出交代先成黄铁矿的特征,也有少量结晶于矿石的较大裂缝处形成自形柱状晶体。表生带中的硫化物矿物曝露在地表或潜水中遭受风化剥蚀,逐渐形成高硫型浅成热液,并沿构造裂隙持续下渗至岩体附近受热折返,在下渗和折返的过程中交代先成的黄铁矿和硫砷铜矿,生成斜方蓝辉铜矿和蓝辉铜矿等铜硫化物,该交代反应符合"耦合的溶解再沉淀"的成因机制。热液下渗和受热折返是1个循环往复的过程。     

不同地下水补给条件下非饱和砂壤土冻结试验及模拟

为研究土壤冻融过程中不同地下水位对土壤的补给规律,在室内进行了两组不同地下水边界条件下的土柱冻结试验:A组无地下水补给,土柱高度60 cm;B组地下水维持在距土柱表层60 cm深度处。土壤在冻结过程中水分及盐分均呈向上运移趋势,稳定浅地下水补给会加剧水分及盐分向上运移,造成上层土壤盐分的聚积,影响土壤剖面的热量平衡,引起剖面温度的重新分布,从而减缓冻结锋的推进速度。运用HYDRUS-1D冻融模块对不同地下水埋深(0.5 m,1.0 m,1.5 m,2.0 m,2.5 m)情况下冻结过程中水分运移规律进行了模拟。模拟结果表明:累积补给量在埋深小于1.5 m时随埋深增加而有所增加,而当地下水埋深大于1.5 m时,累积补给量随着埋深增加而有所减小,甚至保持不变。     

近58年陕西省水热资源变化及其与亚洲环流的相关分析

采用常规统计、功率谱和交叉小波变换方法,分析了陕西省1951—208年的平均气温、降水量以及亚洲环流指数的时频域统计特征,讨论了陕西省近58年水热资源变化与亚洲环流指数之间的多时间尺度相关。结果表明,陕西省水热资源和亚洲环流指数的变化具有多时间尺度结构,两者都存在准2a、4a、6～8a和12～16a尺度的显著变化周期,不同尺度周期振荡能量的强弱和时域分布位相存在明显差异。气温变化与纬向环流指数之间表现为显著的正相关振荡,而降水变化与经向环流指数为负相关振荡。东亚及南亚夏季风、极涡和北大西洋涛动对陕西省水热资源变化也存在不同程度的影响。     

岩屑长石砂岩与CO2流体在水热条件下的相互作用

选用水+ CO2+砂岩体系于高压釜中在不同温度下(100℃,150℃,200℃)进行反应,运用偏光显微镜、扫面电镜观察、X射线衍射分析和紫外分光光度计等技术手段来研究CO2流体活动对储层物性的改造.结果表明储层砂岩在CO2流体作用下,发生溶蚀溶解形成次生孔隙,溶蚀主要发生在低能位和晶格缺陷位置.同时生成了次生沉淀物,包括水铝矿和粘土矿物,其中水铝矿不稳定.这一研究对火山岩侵入区碎屑岩储层评价和二氧化碳地质储存的数值模拟研究具有重要意义.     

高铁钾长石粉体合成13X型分子筛的晶化过程

利用高铁钾长石粉体水热合成13X型分子筛,对晶化过程进行表征,确定了晶化过程的诱导期、晶化期和沸石生长速率。结果显示,与低铁合成体系对比,高铁合成体系中反应物料的陈化期及晶化早期反应产物的红外结构、化学组成更接近于13X型分子筛的红外结构和化学组成,即反应物更易于向13X型分子筛结构转变;13X型分子筛开始形成的时间更早,晶化过程的诱导期和晶化期时间缩短。与低铁合成体系一样,高铁体系水热合成13X型分子筛,晶体成核与生长主要发生在凝胶相内部,是凝胶结构逐步趋于有序化的过程。     

CO2流体对火山碎屑岩改造作用的实验研究

以塔木察格盆地火山碎屑岩为研究对象,研究不同温度下(100、120、140、160、180℃)CO2流体对火山碎屑岩(流纹质凝灰岩、沉凝灰岩)成分的改造.研究发现:在CO2流体的作用下,火山碎屑岩中的长石、碳酸盐矿物发生溶蚀,且其溶蚀强度随温度的升高而增大,石英的溶蚀程度较弱;火山碎屑岩中的凝灰质成分易溶蚀,并且是CO2流体溶蚀火山碎屑岩的主要对象;通过扫描电镜观察发现沉凝灰岩在160℃下样品表面有绿泥石(?)和一水软铝石(?)生成.结合塔木察格盆地中的碳酸盐矿物(尤其是片钠铝石)的存在及盆地中次生溶孔大量发育的特征,认为盆地内有CO2流体活动且CO2流体对塔木察格盆地次生孔隙的形成有重要的贡献.     

CO2—咸水—方解石相互作用实验

为揭示咸水环境中CO2与方解石相互作用的特点,选取方解石作为研究对象,设计在不同温压条件下(85℃,5.0MPa;135℃,5.7MPa;185℃,8.8MPa)进行了3组CO2-咸水-方解石的系列实验研究,重点探讨了方解石溶解现象的成因和温度对于方解石溶解程度的影响。实验前后岩样扫描电镜观察、反应液离子变化分析表明,实验后,3组实验中的方解石均表现出溶蚀坑、溶蚀带和溶蚀晶锥的溶解现象;方解石的溶解度在85℃时最低,185℃次之,135℃最高。研究结果表明,在含CO2的咸水中,方解石的溶解现象有溶蚀坑、溶蚀带和溶蚀晶锥,各自的分布规律及规模与温度有关。在含CO2的咸水中,方解石也具有各向异性的溶解特点。使方解石产生最大溶解度的温度峰值可能出现在135～185℃之间。超过这一温度,温度的升高会使方解石的溶解度下降。实验再现了方解石在咸水环境中的溶解、沉淀过程,对于CO2地质封存示范工程具有非常重要的意义。     

基于CoupModel的青藏高原多年冻土区土壤水热过程模拟

近年来, 青藏高原多年冻土区生态环境呈现出逐年恶化趋势, 从而对多年冻土活动层水热过程造成显著影响. 此外, 如何构建更加有效、 针对寒区的陆面过程模式成为寒区研究的重点、 热点之一. 作为一种有效的参数估计方法, Bayes参数估计算法具有准确估计陆面过程模式参数的能力. 因此, 基于2005-2008年观测数据, 利用CoupModel模型对青藏高原风火山流域土壤水热运移过程进行模拟; 同时, 利用Bayes参数估计方法估计部分水热运移参数. 结果显示: 模型对土壤温度(ST)的模拟效果较好, NSE系数均在0.90以上; 也能够较好模拟浅层(0~40 cm)土壤水分, NSE值均达到0.80以上, 而对40 cm以下土壤水分的模拟结果较差. 模型也能够较准确模拟活动层土壤的冻结-融化过程. 模型对温度水分极值和40 cm深度以下水分的模拟存在一些偏差. 值得一提的是, 基于重要性采样MCMC方案的Bayes参数估计算法能够有效估计水热运移参数, 模型模拟结果得到极大的改进. Bayes算法能够广泛解决陆面过程模式参数估计问题.     

伏牛山地区森林植被动态变化对水热条件的响应

利用环境一号卫星不同时相多光谱数据,提取伏牛山地区不同森林植被类型。借助S-G滤波算法重构2000-2013年MODIS EVI时间序列影像,并结合气温和降水数据,运用线性回归、相关性分析和ANUSPLIN插值等方法分析伏牛山地区不同森林植被类型变动对水热条件的响应方式。结果表明：① 伏牛山地区植被覆盖较高,EVI平均值为0.48,14年来总体呈上升趋势,但不同森林植被类型变化存在明显差异,其中占比例最大的落叶阔叶林的上升趋势最为明显。② 14年来伏牛山地区气温呈升高趋势,气温距平升高速度约为0.27℃/10a,降水距平百分率呈波动增加趋势。③ 伏牛山地区不同森林植被类型EVI变化和气温、降水的相关性存在明显差异,其中常绿阔叶林EVI与气温的相关性最高,常绿落叶混交林与气温的相关性最弱;除常绿落叶混交林与降水主要呈弱正相关外,其余森林植被类型与降水主要呈弱负相关。④ 伏牛山地区森林植被对气温和降水的响应总体上滞后性不明显,仅在局部区域内常绿落叶混交林与气温和降水存在半个月滞后期。