利用高铁钾长石粉合成13X沸石分子筛的实验研究

对江苏丰县的富钾页岩进行预处理，得到钾长石含量达76．4％的钾长石粉，其Fe2O3含量高达7．52％。以此钾长石粉为原料经过焙烧处理、水热合成实验，在铁含量较高情况下成功合成了13X沸石分子筛，并采用正交实验法确定了优化工艺参数。对实验产物的主要性能测试表明，合成的富铁沸石产品与13X沸石分子筛工业产品相似，吸附量达到国家化学工业产品标准，可用于对含重金属离子废水的吸附处理。     

湍流混合动力学机理研究

在分析传统混合动力学机理基础上,通过宏观混合与微观混合时间量级的对比,提出了湍流条件下,涡流扩散主导宏观混合,分子扩散主导微观混合,而混合过程由宏观混合主导,欧拉数Eu可作为混合效果的控制指标,并通过3种不同容积反应器的混合搅拌试验,进一步证实了该指标的实用性。     

地热回灌的发展现状

地热回灌是一种避免地热废水直接排放引起的热污染和化学污染的措施,并对维持热储压力,保证地热田的开采技术条件具有重要的作用。目前回灌已经成为世界范围内数十个重要的地热田生产运行中的一项日常工作,在美国、新西兰、冰岛、意大利、法国、日本、罗马尼亚、丹麦、菲律宾和萨尔瓦多等十多个国家得到了广泛的应用。在国内,北京、天津的地热回灌也已经有了良好的开端。回灌是地热田管理中最为复杂的一项技术,为了避免因回灌而引起热储冷却,需要进行回灌试验和示踪试验,并在回灌过程进行全面的监测工作。     

北冰洋考察区海-气CO2的分布特征和通量研究

利用中国首次北极科学考察中走航观测所获得的北冰洋考察区海-气CO₂分压及相关资料, 分析研究了考察区夏季大气和表层海水中CO₂分压的分布特征, 首次用实测的海-气CO₂资料于多种方法估算了考察区夏季海-气CO₂的通量. 结果表明考察区夏季大气中CO₂分压(Pa)的测值范围在(352~370)×10-6 CO₂·Air-1(单位下同)之间, 平均为358, 平面上具有波因特来的北部海域较高, 其余海域分布较均匀的分布特征; 夏季表层海水中CO₂分压(Pw)测值在98~580之间, 极值之差竟达472, 平均值为242, 比相应的分压(Pa)低116, 呈现西低东高、北低南高的平面分布特征, 并与研究区浮游生物、冰况、水温和环流状况有密切关系. 估算结果表明, 各种计算方法所估算出的碳通量F的平面分布趋势相似, 除考察区东部海域为大气CO₂的弱源区外, 大部分海域都为大气CO2的汇区或强汇区, 但它们的值却有较大差异, 平均值在6.57(Liss法)至26.32 mg CO₂·m^-2·h^-1(¹⁴C法)之间, 最大与最小值之间相差约4倍, 大约分别是全球平均值的2~10倍; 若以Wannikhof系数估算, 本海域的平均碳通量则是Takahashi, Feely等人在本海域模拟估算值的2倍左右.     

塔里木北缘岩石圈热-流变结构及其地球动力学意义

结合塔里木北缘的库车坳陷和塔北隆起这两个构造单元的地温资料和岩石热物性参数, 利用一维热传导方程, 给出了塔里木北缘地区岩石圈的热结构. 塔里木北缘地区平均地表热流为45 mW/m2左右, 地幔热流约为20~24 mW/m2, 莫霍面温度为514~603℃, 热岩石圈厚度138~182 km. 在此基础上, 根据该区地震测深剖面揭示的P波速度结构和岩石学, 结合流变学模拟进一步确定了该区的岩石圈强度及其分布特征. 研究结果表明, 岩石圈的流变分层现象明显, 整个上地壳和下地壳部分以脆性性质为主, 下地壳底部才显韧性性质, 壳下岩石圈地幔也表现为脆性性质, 具有典型的“三明治”结构. 此外, 岩石圈强度也具有横向变化的特征, 隆起区强度大于坳陷区强度; 从南往北, 强度依次降低, 塔北隆起南部强度最大, 库车坳陷强度最小. 塔里木北缘地区岩石圈拉张背景下强度为4.77×1012 ~ 5.03×1013 N/m, 挤压背景下为6.5×1012 ~ 9.40×1013 N/m, 其脆-韧性转换深度在20 ~ 33 km之间. 塔里木北缘的岩石圈较冷且强度较大, 岩石圈表现为刚性并以整体变形为主. 该区地震活动性研究也表明了这一整体变形的地球动力学特征.     

1995年日本新泻北部M6.0地震及其由地震烈度和地下水地热异常分布所揭示的隐伏地震断层

1995年日本新泻北部M6.0地震发生在新泻地震空区的东部边缘.由于此次地震震源较浅(10 km),造成了55栋房屋倒塌、165栋房屋半倒.通过计算倾倒墓碑的地震矩,对本区地震烈度进行了分析,发现烈度6度区(据日本JMA度)为一覆盖面积6.1×1 km2,呈NNE-SSW向分布的条带,表明震中区的冲积平原下存在一条隐伏断层.震中区地下水的温度、电导率和Cl-浓度等异常区与呈线性分布的6度烈度区大致吻合,也有力地证明了震中区下面存在一条隐伏断层.这次地震可能是由高压型热水系沿隐伏活动断层喷溢引起.带着高温的高压热水降低了岩石的断裂强度,从而触发了地震.     

兰州地区冬季非尘暴降尘通量初步观测

现代黄土高原上冬季非尘暴条件下的大气粉尘,主要由来自黄土物源区的远源粉尘和黄土高原本身的近源粉尘共同组成。它们各自的贡献如何,以往的研究均未做过明确的讨论。由于前者的浓度及其相应的降尘通量在较小空间内的分布是比较均匀的,而后者则往往存在显著的差异性,因此可以通过对某个小区域内不同地点降尘通量的比较和分析来推断其贡献的大小。若各点的通量均很接近,则当地的大气粉尘应以远源输入为主,而来源于本地的近源粉尘贡献很小,或者近源的大气粉尘在空间上的分布也是很均匀的;若各点的通量相差悬殊,则表明本地来源的粉尘对总降尘通量具有显著的影响,并且,由各观测点中的最小降尘通量还可以近似了解远源.     

云贵高原湖泊CO2的地球化学变化及其大气CO2源汇效应

湖泊是大气CO₂的源还是汇,长期以来一直都存有争议。云贵高原地区的湖泊由于受流域碳酸盐岩风化作用的影响,使这一问题就显得更特殊,也更复杂。本次研究通过化学平衡计算和气相色谱测定两种方法得到了比较一致的湖水CO₂浓度结果。研究发现,在夏季强烈的光合作用消耗了湖水CO₂,致使湖水中CO₂浓度降低。在贵州草海、百花湖以及云南的泸沽湖、杞麓湖,表层湖水CO₂分压(为便于与大气CO₂比较,文中湖水CO2用分压单位表示)小于200μatm,远低于大气CO₂分压,湖泊正不断地从大气中吸收CO₂,从而构成大气CO₂的汇。     

煤岩显微组分热解气相色谱特征与化学结构剖析

煤结构是目前地球化学研究领域中的一个难点，但却具有极其重要的理论及实际意义，本文采用分步热解气相色谱技术将树皮体，镜质体和丝质体分解为分子量较小的可测定的有机化合物，在此基础上，据不同温度下热解产物的组成特征来还原显微组分的化学结构，实验结果表明，煤显微组分主要由四大类官能团组成，一是热稳定性较低的NOS杂原子官能团；二是脂族（脂链、脂环）结构；三是苯、烷基苯（甲苯、二甲苯）、萘等芳香族化合物，四是热稳定性很高的难以分解的稠环芳烃。上述四类化合物集中于显微组分的不同结构简单中，树皮体和镜质体结构单元外侧主要由热稳定性较低的杂原子化合物以及分子量较小的苯和烷基苯组成，而丝质体结构单元外侧则主要以短链脂族结构为主，三组分结构核部由热稳定性很高的难以分解的稠环芳烃组成。连结核部稠环芳烃与结构单元外侧杂原子等官能团的主要是热稳定性较高的脂链结构，煤显微组分热成烃主要按结构中各官能团键的强弱随热演化程度的加深依次脱除，生成油气，基本上属平行独立依次反应机制，亦“官能团脱除型”，此外，还包括少量的长链脂族结构裂解为短链脂肪烃的“解聚”过程。     

东亚陆缘带构造扩张的深部热力学机制

近年来,我国地球科学家提出“陆缘构造扩张”观点,较好的解释了亚洲东部大陆边缘于新生代发生扩张离散运动的原因。本文基于“陆缘构造扩张”观点,探讨东亚陆缘带构造扩张的深部热力学机制。东亚陆缘带是具有强烈岩浆活动和构造变形的扩张带,此构造带的主要地球物理特征是频繁的地震活动和明显的地热异常。东亚陆缘扩张带地震层析成像显示,太平洋板块低角度俯冲到欧亚板块之下并平卧于670km相变界面之上。这种图像可能是俯冲后撤导致陆缘扩张的结果。热模拟及地球动力学计算表明:俯冲后撤时间距今约76Ma,海沟带后撤为陆缘壳体的生长留下空间,并形成东亚陆缘壳体增生扩展的前沿带,陆缘扩张量约700km。