中国大陆科学钻探主孔自然放射性测井及其解释

为了认识江苏东海超高压变质带上地壳岩石自然放射性的垂向分布特征, 榴辉岩退变质程度对放射性元素浓度的影响, 以及放射性产热率对地温梯度的影响, 利用中国大陆科学钻探(CCSD) 主孔100~5000m自然放射性测井(自然伽马和自然伽马能谱) 资料统计了CCSD主孔各类岩石的自然放射性强度和铀、钍、钾元素的浓度, 计算出产热率曲线.自然伽马, 铀、钍、钾浓度和产热率从蛇纹岩到榴辉岩、角闪岩、副片麻岩、正片麻岩依次增大.随着榴辉岩退变质程度的增强, 其铀、钍、钾元素的浓度值逐渐增大.CCSD主孔自然放射性的垂向分布特征主要受岩性控制, 自然放射性随深度增加有增强趋势.产热率与自然伽马测井值之间有很好的线性关系, 在高放射性岩层的上部, 地温梯度会出现较强扰动和低值异常.      

高温高压岩石流变仪的围压标定方法

高温高压岩石流变仪围压标定的主要方法为氯化盐类的部分熔融法和矿物相变法。利用氯化盐类进行压力标定时,不仅可以利用单一盐类,也可以使用多种盐类的混合物;常用的压力标定矿物相变及其适用温压范围如下:石英-柯石英,500~1200℃、2.5~3.2GPa;钠长石-硬玉+石英,600~1200℃、1.6~3.2GPa;铁橄榄石+石英-铁辉石,600~1200℃、1~1.7GPa;磷镁石-Mg3(PO4)2-Ⅱ,565~825℃、0.6~0.9GPa;方解石-文石,600~1200℃、0.5~2.5GPa。不同的标定方法具有不同的特征,文中将进行详细介绍。     

The pressure dependence of the zirconium-in-rutile thermometer

The solubility of ZrO₂ in rutile is strongly temperature-dependent and has been identified as a potentially powerful thermometer when the rutile coexists with an appropriate buffer assemblage, e.g. zircon + quartz. In combination with experimental data at 10 kbar, previous consideration of data on natural rutile has not identified a pressure dependence for the thermometer. However, the expected volume change as a result of substitution of the larger Zr⁴⁺ cation for Ti⁴⁺ suggests that the Zr content of rutile should decrease with increasing pressure. To investigate the pressure dependence of the thermometer, piston cylinder (at 10, 20 & 30 kbar) and 1 atm furnace experiments were performed in the system ZrO₂-TiO₂-SiO₂. The solubility of ZrO₂ in rutile, in the presence of zircon and quartz was reversed at each pressure value. From these experiments, the thermodynamics of the end-member reaction ZrSiO₄ = SiO₂ + ZrO₂ (in rutile) have been determined. There is a secondary pressure effect accompanying the primary temperature dependence of the Zr content of rutile. New thermometer equations are, in the α -quartz field: in the β -quartz field and in the coesite field in which φ is ppm Zr, P is in kbar and R is the gas constant, 0.0083144 kJ K⁻¹. Thermometric results using these equations are shown for a range of geological settings.     

青藏高原羌塘中部榴辉岩Ar-Ar定年

羌塘榴辉岩产于红脊山-双湖高压变质带中段的片石山地区,是目前青藏高原内部唯一的榴辉岩产地。榴辉岩多硅白云母~(40)Ar-~(39)Ar年龄 t_p=219.3±1.5Ma;榴辉岩围岩的多硅白云母~(40)Ar-~(39)Ar 年龄 t_p=217.2±1.8Ma,定年结果表明,榴辉岩与围岩经历了相同的高压变质作用,与红脊山-双湖地区蓝闪片岩的高压变质时间是一致的。根据已有高压变质年代学资料,从羌塘的红脊山到双湖、那曲地区的巴青以北、昌都的酉西,直到滇西地区,断续分布长达2000余公里的高压变质带为同一期构造事件的产物,是龙木错-双湖板块缝合带向南延伸到滇西的重要依据。榴辉岩的定年数据进一步揭示,冈瓦纳板块与欧亚(扬子)板块的主体碰撞时间在220Ma 左右,同时也是古特提斯洋消亡的时间记录。     

青藏高原近地层低压系统移动路径及其特征

利用ECMWF 600 hPa高度场加密逐月再分析资料,分析了强、弱季风年高原近地层低压系统的移动路径及其特征。研究结果表明：低压系统于4月在青海省西南部形成,5月沿西南方向移入西藏地区,此后低压系统呈南北向波动西移,直至到达“西至点”后转向东退于10月衰减消散;强季风年低压系统中心强度总体上较弱季风年强。强季风年低压系统移动路径偏北,南北向波动振幅较小,弱季风年低压系统移动路径偏南,南北向波动振幅较大,呈“V”形分布;孕育初生阶段低压系统的形成过程在弱季风年出现“反复”现象;发展成熟阶段高原近地层低压系统南侧印度上空低压系统形成,并且强季风年较弱季风年形成时间偏迟,位置偏南;衰减消亡阶段高原近地层低压系统西北侧的高压系统减弱消散,10月东伸高压脊的脊点在弱季风年较强季风年偏东。     

气举反循环钻进井壁稳定及适用性探讨

气举反循环工艺具有钻进效率高、携带岩屑能力强、防漏效果好以及钻头寿命长等优点,同时还可以提高流体矿产的产能。但是一般认为气举反循环钻进抽吸作用会产生负压,不利于井壁稳定,不宜在松散地层应用。本文通过计算气举反循环钻进环空水力参数,并从环空压力以及冲洗液流态、流速等方面探讨研究气举反循环钻进中井壁稳定及其适用性,指出通过选取合适的钻具组合以及调节冲洗液性能,可使气举反循环工艺对不同地层的适应性更广。     

春季海平面气压指数与我国夏季降水的关系

对近五十年全球海面平气压场和我国夏季水资料进行奇异值分解，得到海平面气压场与夏季降水的分布特征及其反映年际变化的关键区，据此分别构造了春季（3－5月）经向气压指数（IMP),纬向气压指数（IZP）。结果表明；长江中下游夏季旱涝的发生与前期春季的环流异常有关，春季IMP和IZP与长江中下游夏季降水有很好的相关性，并能有效地反映极端降水（旱／涝）情况。在强（弱）气压指数年，长江中下游地区降水偏多（少）。同时两气压指数与华南地区夏季降水有显著的负相关，这与我国东部长江中下游与华南地区降水互相关相一致。因此，春季IMP和IZP具有预报意义。     

用地面湿度参量计算我国整层大气可降水量及有效水汽含量方法的研究

根据1993年我国28个台站地面及高空气象要素资料,拟合出这28个台站所在地区整层大气可降水量同地面湿度参量(地面水汽压、地面露点)关系的经验表达式,并且在此基础上,通过引进地理纬度ψ和海拔高度H两个参量,将经验系数参数化,建立起由地面湿度参量计算整层大气可降水量的经验计算模式.另外还拟合出这些地区整层大气有效水汽含量同可降水量关系的经验表达式,提出一个先由地面湿度参量计算整层大气可降水量,再由此计算出整层大气有效水汽含量的方法.     

三峡水库澎溪河流域高阳回水区夏季水体CO2分压日变化特性

水柱中CO2分压(pCO2)的时空分布在一定程度上可反映水中碳的环境地化特征.本研究在夏季分层期间对三峡水库澎溪河(小江)流域高阳回水区段进行了昼夜连续观测发现,恒定的温跃层中pCO2随水深增加而显著增大,表层0.5 m处pCO2均值为152±71μatm,而在水深10.0 m处pCO2均值为4568±1089μatm,同水温、pH及DO存在明显的负相关关系,进一步分析认为水温等将影响微生物、浮游植物的代谢过程及水气界面对流传输,进而对pCO2分布产生影响.对水气界面CO2扩散通量的估算结果表明,夏季分层期间高阳水域总体上表现为CO2的汇,其对大气CO2的吸收量最大值于15:00左右,达到-0.33 mmol/(m2.h);最弱在次日凌晨3:00左右,吸收量仅为-0.17 mmol/(m2.h).     

基于岩心室应力应变和不确定度分析的致密储层氦孔隙度测量方法

致密油气层的物性(孔隙度和渗透率)较差.针对致密储层,目前常用的氦气法孔隙度测量方法存在两个不足:器壁压变性参数G定义不明确;膨胀前压力设置普遍偏小.本次基于氦气法孔隙度测量装置岩心室的应力应变力学分析和不确定度理论分析,开发了一种面向致密储层的氦孔隙度测量方法.本次提出的方法给出了器壁压变性参数G的解析式,并基于G的...