油气成藏机理研究进展和前沿研究领域

随着地质工作者刻划和认识地下地质体构成、结构的能力及研究和预测沉积盆地能量场（温度场、压力场和应力场）及其演化能力的不断提高，以流体流动和油气运移为核心的油气成藏机理研究取得了重要进展：（1）证实了油气的优势通道运移并妆步提示了优势运移通道的微观和宏观控制机制，从而使基于油气运移路径三维预测的油气藏定位预测成为可能；（2）证实了幕式快速成藏过程并初步揭示了幕式成藏的驱动机制、有利场所和地球化学识别标志，突破了油气成藏是一个缓慢渗流过程的传统模式；（3）深盆气勘探和成藏机理研究取得了进展，从而突破了背斜成藏的传统观念，使“向斜”（盆地凹陷区）成为一些盆地寻找大型天然气藏的重要场所。沉积盆地深层油气成藏过程和保存条件、活动构造背景下油气晚期快速成藏过程是油气成藏机理研究的重要前沿研究领域。     

汶川地震与山崩地裂的极高压甲烷天然气成因和机理

笔者提出和论证了,汶川地震是由地壳深部一股海量异常高密度、高压甲烷天然气体突然破裂,逃出其闭圈围岩,再沿龙门山深大叠瓦状推覆断裂和不整合接触带,高速运移、膨胀、破裂和喷出岩层和断层造成的。山崩是一股高压气体高速运移到坚硬岩体山坡内部,将它们胀裂和快速推移造成的。地裂是一股高压气体高速运移到松软土体平地内部,将它们顶起变形和快速拉剪断裂造成的。     

支盘灌注桩单桩承载力试验研究

通过对支盘灌注桩受力机理的分析 ,结合郑州某工程支盘灌注桩试桩资料 ,利用不同的估算方法 ,对支盘灌注桩单桩承载力进行了进一步的研究。     

脉状热液金矿垂向分带及深部预测（二）—垂向分带机理及深部预测

脉状热液金矿成矿元素析出沉淀遵循一定的顺序,并与相应的成矿阶段相一致。是由成矿元素的原子结构,晶体化学、电化学及其结合规律,成矿元素在热液中的活动性和晶体场稳定能决定;控制脉状热液金矿的断裂构造带上部张性裂隙群相对发育,氧逸度相对高,地下水较其深部丰富以及相应的外压力突降,挥发性物质逸散,氧化,地下水稀释作用和成矿元素本身亲氧性与亲硫性的差异等因素,导致进入断裂带中的金属硫配合物在上部首先分解沉淀,而后依次是中,下部,上部断裂构造的张开,充填,凝固对断裂构造起“焊接作用”,阻挡屏蔽了下一期次矿液的上升,后来的矿液只能屈居首次成矿体之下依次充填,凝固,由此最终导致了脉状热液金矿的垂向分带。     

可变电荷土壤和恒电荷土壤与氢离子相互作用机理

研究了可变电荷土壤和恒电荷土壤与H相互作用的机理，并比较了它们之间的差别，研究结果表明，氢离子输入土壤后可以转化为表面正电荷，可溶性铝和可交换性酸，但是由于土壤的组成和性质不同，不同土壤中H＋三种去向的贡献不同。H＋转化为表面正电荷是由于土壤表面Fe-OH,Al-OH的质子化造成的，因此H＋转化为表面正电荷的能力与土壤中氧化铁的含量密切相关，从而可变电荷土壤中H＋转化为表面正电荷的贡献比恒电荷土壤中的大。H＋转化为可溶性铝的能力与土教育部 的矿物组成密切相关，随着H＋输入量的增加，土壤中可溶性铝的含量也增加。可变电荷土壤中可溶性铝增加的顺序为红壤＞赤红壤＞铁质砖红壤，在H＋的加入量小于15mmol/kg时，黄棕壤的可溶性铝介于红壤和赤红壤之间，当H＋的加入量大于约15mmol/kg时，黄棕壤的可溶性铝略小于赤红壤，棕壤的可溶性铝明显小于红壤和赤红壤，但比铁质砖红壤高，恒电荷土壤的可变性酸量明显大于可变电荷土壤，但从总的看来，H＋加入量的变化对可交换性酸量的影响不大。     

蒙古国查干苏布尔加大型铜-钼矿床地质特征及成因

查干苏布尔加斑岩铜钼矿床位于西伯利亚板块南缘近东西向和北东向深大断裂所夹持的南蒙古构造岩浆带内, 容矿围岩二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩主量元素高SiO2(64.69?10?2~73.42?10?2), 高Al2O3 (15.33?10?2~18.35?10?2), 贫MgO(0.13?10?2~0.56?10?2), 微量元素Sr二长花岗斑岩略低(144?10?6~175?10?6), 花岗闪长斑岩表现为高Sr(样品>300?10?6, 476?10?6~720?10?6), 二者均低Y(Y<18?10?6, 2.21?10?6~ 10.20?10?6), 低Yb(Yb<1.9?10?6, 0.30?10?6~1.48?10?6), 高Sr/Y(Sr/Y>20, 21.8~63.52), 稀土元素特征为亏损重稀土, 无明显负铕异常, (87Sr/86Sr)i=0.70154~0.70397, (143Nd/144Nd)i=0.512290~0.512600,εNd(t)为+2.4~+8.5, 二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩均具有埃达克质岩特征, 但二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩主、微量和稀土元素又存在一定差别, 它们可能是岩浆不同演化阶段的产物。通过年龄测定, 获得辉钼矿Re-Os等时线年龄为(370.0±5.9)Ma, 二长花岗斑岩锆石SHRIMP U-Pb加权平均年龄为(365.7±3.6)Ma, 铜钼矿形成时代与二长花岗斑岩形成时代相近, 均形成于晚泥盆世。铜钼矿床与二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩紧密共生, 矿区范围内二长花岗斑岩与花岗闪长斑岩多被蚀变并矿化, 表明二长花岗斑岩、花岗闪长斑岩与铜钼矿化存在密切的时空关系, 为铜钼成矿提供了主要成矿物质和流体来源。     

偏高岭石水热转化法合成NaA分子筛反应机理研究

在偏高岭石水热转化法合成NaA型沸石分子筛体系中，通过对反应不同时间内的固相产物的XRD－FT－IR图谱分析，以及对SEM形貌变化的观察，认为晶化过程包括异相成核和均相成核两个过程，其中异相成核先于均相成核，但是它们之间没有明显界限，只是取决于偏高岭石的表面溶解程度，偏高岭石不仅提供了反应所需的化学组分，而且也为晶核形成提供了必要的界面条件。     

近远场地震动作用下地铁车站结构地基液化效应的振动台试验

开展了近场和远场地震动作用下3跨3层地铁车站结构地基液化效应的振动台模型试验,测试了地铁车站结构的加速度、应变、水平位移反应和地基土孔隙水压力、加速度、震陷及其作用于模型结构侧墙的动土压力反应。分析和总结了地铁车站结构地基液化效应特征,结果表明：模型结构对其周围地基土孔隙水压力场的分布有明显影响,结构两侧和底部地基土中的孔压峰值小于相同深度离结构较远地基土中的孔压峰值;地基土中孔压的消散速度自下而上呈逐渐减慢的趋势;地震动作用过程中,模型结构产生向上的相对运动,强地震动作用时模型结构上浮现象明显;模型结构侧墙受到的动土压力随深度增大而减小,输入地震动特性对动土压力的大小有显著影响。     

基于BGM的暴雨集合预报初始扰动发展分析

基于增长模繁殖法（BGM）思想,采用AREM（新一代区域η坐标模式）,研究了暴雨过程中,初始随机扰动在繁殖循环中随时间的演变特征和发展机理。结果表明,初始扰动的演变决定于环流背景场的结构和大气中的湿物理过程。背景场不仅影响扰动的演变规律,而且决定了扰动发展的敏感区域。初始扰动随时间演变存在两个敏感区,一是背景场的大风速区,二是降水区附近。对流层高层,大风速区附近扰动得到最优发展;对流层中低层,扰动不仅沿大风速区发展,且与降水区配合较好。初始扰动发展的机理也有两种,一是大气湿物理过程引起的位势不稳定或第二类条件不稳定（CISK）;二是由风切变引起的大气动力不稳定。高层扰动的增长,以干大气的动力不稳定占优,中低层扰动的发展主要是湿物理过程的贡献,初始扰动在模式中的发展与降水的发展是同“源”的,有利于降水发展的环境也有利于初始扰动的发展,从而影响了降水的可预报性。所以利用暴雨预报模式制作集合预报时,BGM仍是可用的方法。     

一次槽后型大暴雨伴冰雹的形成机制和雷达观测分析

利用常规气象观测资料、新一代天气雷达、自动站、NCEP再分析资料等对西北气流形势下一次局地大暴雨伴多次降雹的强对流天气形成机制和对流系统结构进行了精细化分析。结果表明:(1)局地大暴雨伴冰雹发生在西北气流控制和大气层结极不稳定的形势下,14:00(北京时,下同)CAPE较08:00显著增大,为大暴雨和冰雹提供了不稳定能量;对流层低层的水汽含量大值中心为后向和前向传播新生单体的不断生成提供了充分的水汽条件;地面局地加热不均匀,午后地面温度达到对流温度临界值使地面暖气团自由上升,从而产生初始对流回波。在达到热力对流的条件下,地面中尺度辐合线和露点锋对局地大暴雨伴多次冰雹天气的发生有加强触发作用,地面中尺度低压是辐合维持和水汽集中的重要原因。(2)雷达图上,初始回波在周口附近生成、加强并向东南方向移动的过程中,其后侧和右后侧不断有中γ尺度对流单体生成,新生单体经历了积云生成加强、成熟合并、减弱消散阶段,其传播方向和移动方向近于相反,使周口附近强回波呈准静止动态平衡状态而持续存在。随后,在许昌到太康近东西向带状回波的前侧不断有中γ尺度新对流单体生成,并与周口附近后向传播的对流单体相接,排列成西北—东南向的线状多单体回波带,前向传播和后向传播分别经历了后侧减弱和前侧减弱阶段,中间回波在周口附近发展最旺盛。向前和向后两种传播形式多单体结构中的中γ尺度对流单体形成显著的"列车效应"使周口、西华出现局地大暴雨和多次降雹。在平均径向速度图上有中尺度涡旋,西北—东南向线状对流回波带在中低层有辐合—辐散—辐合相间的结构特征,在高层则与中低层相反,线状雷暴系统的形成和演变与强雷暴下沉气流抬升暖湿空气有较大关系,对流单体生成于低层辐合、高层辐散处。