回流渗透模式白云岩研究历史与进展*

回流渗透白云岩化是一类重要的白云岩化模式,其应用广泛,成岩储集性良好,具有重要的研究意义。近年来,国内外对回流渗透模式白云岩的研究不断深入,取得了许多新的进展。作者从回流渗透模式的研究历史出发,详细讨论了其发展和应用现状,总结了该模式下白云岩的Mg来源、水文模式和沉积岩石学特征,并着重讨论了中等盐度下的回流渗透白云岩化等新的研究和应用,指出大规模的回流渗透白云岩化作用可在中等盐度的条件下形成,其强度往往受控于海平面变化。     

二连盆地群低煤阶煤层气成藏模式——以霍林河盆地为例

为了建立断陷盆地的低煤阶煤层气成藏模式,从二连盆地群的霍林河盆地地质条件与煤层气地质特征入手,探讨该类盆地煤层气富集规律。研究结果显示:霍林河盆地煤层厚度可达80 m,煤层含气量为1.6~5.62 m3/t,瓦斯风化带深度为450~500 m;煤层的分布特征受同沉积构造与沉积环境控制,盆地内部小型凹陷与隆起决定着煤层的发育位置和煤层埋藏深度,基底的整体抬升确定了瓦斯风化带的位置;翁能花向斜与西南部向斜处,煤层厚度和埋藏深度均较大,煤层顶底板岩性为泥岩,其受到后期构造影响小,是煤层气成藏的有利地带。      

台兰河地下水库辐射井抽水过程的非稳定渗流场的有限元分析

针对台兰河地下水库大口径辐射井抽水效果的数值模拟问题,在分析了大口径辐射井渗流行为基础上,提出了应用辐射井子结构法和子结构开关器等辐射井精细模拟技术,并联用改进的截止负压法、迭代增量法和求解大型稀疏矩阵的预处理共轭梯度算法进行有辐射井影响的地下水非稳定渗流场的有限元分析。应用自主研发的三维可视化渗流有限元计算软件GWSS对台兰河地下水库辐射井抽水试验过程中的非稳定渗流场进行了数值模拟研究。研究结果表明：所有观测井计算水位的平均绝对误差为0.22 m,单井水位的平均误差最大值为 0.40 m,最小值为0.02 m,各观测井地下水位的模拟值与实测值的变化趋势吻合较好。经验证算法的合理性和程序的可靠性较好。提出的辐射井子结构法可以精细模拟辐射井的渗流行为和局部精细渗流场,可用于分析辐射井抽水过程中的地下水非稳定渗流变化及取水效率评价。     

闽江口芦苇湿地土壤甲烷产生与氧化能力研究

用室内干土培养法对闽江口芦苇(Phragmites australis)湿地土壤甲烷产生与氧化能力进行了研究。结果表明:①在30℃培养条件下,培养5 d与培养12 d、19 d的湿地土壤甲烷产生率具有显著差异(n=8,p<0.05),而培养12 d与培养19 d的湿地土壤甲烷产生率差异不显著(n=8,p>0.05),随着培养时间的增加,湿地土壤甲烷产生率逐渐减小;②不同土层平均甲烷产生率范围为0.028 2~0.123 3μg/(g.d),0~5 cm土层的甲烷产生率最高,与其他土层的甲烷产生率具有显著差异(n=3,p<0.05),其他土层间的甲烷产生率差异不显著;③在30℃下培养19 d后,湿地土壤甲烷产生受到抑制,将培养温度升高至35℃,其甲烷产生率未发生明显变化,而随后葡萄糖的添加,明显地促进了湿地土壤甲烷的产生;④湿地土壤甲烷的产生能力与土壤pH、Eh和全氮显著相关(n=8,p<0.05),与盐度也存在相关关系,与有机碳含量的相关性不显著;⑤30℃培养条件下,0~10 cm土层甲烷氧化能力最强,且甲烷氧化能力与甲烷产生能力密切相关。     

A JÖKULHLAUP FROM A LAURENTIAN CAPTURED ICE SHELF TO THE GULF OF MEXICO COULD HAVE CAUSED THE BØLLING WARMING

Since the rapid rate of global warming at the onset of the Bølling interstadial became evident, its cause has been under debate. It coincides closely in time with a strong global transgression called meltwater pulse 1a. One attempt at solution says that a meltwater pulse of Antarctic origin could cause an increase in North Atlantic Deep Water formation, and thus give rise to the Bølling interstadial. However, others have disputed that Antarctic meltwater would have that effect, and furthermore, the start of the Bølling interstadial is not even associated with an increase in North Atlantic Deep Water. A controversial hypothesis says that some Laurentian meltwater came from a jökulhlaup (sub-glacial outburst flood), but no study has yet shown unequivocally that sufficient amounts of water could be stored under the ice. Furthermore, according to all available data a melt-water pulse from the Laurentian ice would give rise to strong cooling, not warming. Nevertheless, meg-afloods appear instrumental in accumulating the Mississippi Fan, created entirely during the Quaternary period, and dramatic climate changes are characteristic of this period. This paper presents a hypothetical chain of events, building on the published literature and simple calculations, to investigate whether the order of magnitude is reasonable. The hypothesis is that a jökulhlaup from a Laurentian captured ice shelf flowed out through the Mississippi, boosted the Gulf Stream, reinvigorated the North Atlantic circulation, and as a result triggered the Bølling warm phase.     

不同填充及加载路径下劈裂砂岩渗流特性研究

采用劈裂宜昌砂岩,对中细砂、粗砂及混合砂砂粒填充条件下加载路径、轴压、围压、填充物颗粒粒径及填充物厚度对渗流速度的影响规律进行探讨。研究结果表明,在不同填充物一定的应力情况下,加力路径发生变化,渗流速度也发生变化,这是工程中测量渗流数据离散的原因之一;轴压与渗流速度成线性关系,当围压?3≤1.5 MPa时,围压对渗流的影响较大,当?3＞1.5 MPa时,围压对渗流的影响极小;粒径与渗流速度呈单调递增关系,围压对无填充物的影响大于对有填充物的影响;渗流速度与填砂厚度在一定范围内呈现指数递增关系、研究中给出特定条件下轴压围压与渗流速度的定量分析公式。     

宽级配粗粒土渗透试验尺寸效应及边壁效应研究

尺寸效应及边壁效应是粗粒土渗透试验中的常见问题。采用一系列渗透试验,研究了粗粒料渗透试验的尺寸效应规律,提出了渗透仪尺寸的选择原则,即渗透仪直径与试验材料d85之比值不宜小于6;研究了不同的超径颗粒处理方法对渗透试验成果的影响,分析表明,对超径颗粒可以适度采用等量替代法,不宜采用相似级配法;研究了仪器护壁处理厚度对仪器边壁处理效果的影响,提出了确定护壁处理厚度的建议。     

近饱和条件下非饱和多孔介质渗流过程的数值分析

在非饱和多孔介质渗流分析中,近饱和条件下物理模型与数值模型之间的差异会导致数值不稳定问题。为解决这一问题,并保证模拟结果的可靠性,提出了3种方法,并在有限元分析程序U-DYSAC2中分别进行了程序代码的实施。通过数值试验与试验数据的比较,证实了在近饱和条件下土-水特征曲线和水力传导函数的高非线性可引起数值收敛性、稳定性和精度问题,而且在不同条件下含水率和基质吸力的预测结果差异明显。在3种方法中,修正的Van Genuchten模型（MVGM）方法对含水率的预测较为准确,而Line方法对基质吸力的预测较为合理。因此,解决在分析近饱和条件下非饱和多孔介质渗流问题时,为获得接近真实的模拟结果,采用合适的数值方法进行预测是非常关键的。     

高渗压条件下压剪岩石裂纹断裂损伤演化机制研究

探讨了高渗透压作用下压剪岩石裂纹的起裂规律及分支裂纹尖端应力强度因子的演变规律,建立了高渗压下裂隙岩体发生拉剪破坏的临界水压力值和初裂强度判据,分析了不同渗压作用下裂纹的扩展情况表明,渗透压的存在加剧了分支裂纹的扩展,高渗透压作用下分支裂纹扩展由稳定扩展变成不稳定扩展,并导致分支裂纹尖端岩桥剪切破坏,同时考虑分支裂纹的相互作用,建立了高渗透压作用下压剪岩石裂纹体岩桥剪切贯通的断裂破坏力学模型,最后依据裂隙岩体的损伤力学效应研究了岩体的初始损伤及损伤演化柔度张量,提出了高渗压下压剪岩石裂纹渐进破坏的损伤演化方程。该理论为定量研究高渗压下裂隙岩体的失稳破坏提供了理论依据。     

CH4-H2O体系流体包裹体均一过程激光拉曼光谱定量分析

对南黄海盆地二叠纪地层中某石英脉中的CH4-H2O体系流体包裹体均一过程进行了激光拉曼光谱定量分析。利用甲烷与水的拉曼峰面积比值计算不同温度下流体包裹体中水溶液相中甲烷的浓度,除了在100℃附近出现最小值,随温度增加甲烷浓度呈指数增大。包裹体在214℃完全均一,均一时甲烷的浓度为0·1347mol/L。同时利用甲烷的拉曼特征对流体包裹体均一过程的内压变化作了分析。压力变化可以分为三个区间:19~100℃,随温度升高压力增大;100~150℃压力随温度升高减小;150℃之后压力迅速增大。均一温度下的内压为21·92MPa。流体包裹体内压的变化主要是由甲烷溶解行为和封闭体系的热力学特征决定的。实验表明激光拉曼光技术可以作为定量分析含甲烷流体包裹体的一种有效方法。