Interactions between basalts and oil source rocks in rift basins： CO2 generation

Basalts interbedded with oil source rocks are discovered frequently in rift basins of eastern China, where CO2 is found in reservoirs around or within basalts, for example in the Binnan reservoir of the Dongying Depression. In the reservoirs, CO2 with heavy carbon isotopic composition (δ13C>-10‰ PDB) is in most cases accounts for 40% of the total gas reserve, and is believed to have resulted from degassing of basaltic magma from the mantle. In their investigations of the Binnan reservoir, the authors suggested that the CO2 would result from interactions between the source rocks and basalts. As the source rocks around basalts are rich in carbonate minerals, volcanic minerals, transition metals and organic matter, during their burial history some of the transition metals were catalyzed on the thermal degradation of organic matter into hydrocarbons and on the decomposition of carbonate minerals into CO2, which was reproduced in thermal simulations of the source rocks with the transition metals (Ni and Co). This kind of CO2 accounts for 55%-85% of the total gas reserve generated in the process of thermal simulation, and its δ13C values range from -11‰- -7.2‰ PDB, which are very similar to those of CO2 found in the Binnan reservoir. The co-generation of CO2 and hydrocarbon gases makes it possible their accumulation together in one trap. In other words, if the CO2 resulted directly from degassing of basaltic magma or was derived from the mantle, it could not be accumulated with hydrocarbon gases because it came into the basin much earlier than hydrocarbon generation and much earlier than trap formation. Therefore, the source rocks around basalts generated hydrocarbons and CO2 simultaneously through catalysis of Co and Ni transition metals, which is useful for the explanation of co-accumulation of hydrocarbon gases and CO2 in rift basins in eastern China.     

ScCO2-H2O作用下不同煤级煤化学结构变化的实验研究

超临界二氧化碳（ScCO₂）–H₂O–煤地球化学反应可造成煤物理结构和化学结构的改变,对煤层注CO₂增采甲烷的有效性尤为关键。为了探讨ScCO₂-H₂O-煤反应对不同变质程度煤化学结构的影响,选择3个不同煤化程度煤样,在自主研制的ScCO₂-H₂O-煤地球化学反应模拟实验装置中模拟1000m埋深条件下煤样与ScCO₂和去离子水反应240h,并对反应前后的煤样分别进行了X射线衍射和拉曼光谱实验,对比分析了反应前后煤样晶体结构和碳有序度的变化特征。测试结果表明：ScCO₂-H₂O反应破坏了煤的晶体完整性和碳有序度,改变了煤的大分子结构,且对低阶煤和中–高阶煤具有不同的影响,反应提高了低阶煤的平行定向程度,使其结构更加紧凑,减小了面网间距,而使中–高阶煤中无序单元增加,面网间距增大。该研究结果为CO₂-ECBM项目实施中ScCO₂-H₂O作用对煤储层吸附解吸特征和孔渗特征影响的研究奠定了微观尺度基础。     

加固滑坡时作用在桩上的应力

桩已被广泛地用来稳定滑坡，因此，预测桩周土可能引起的效应和最大应力在加固设计中起着重要的作用。本文论太以地基反力系数概念依据的一种数值分析，在此概念中，桩上的荷载与土桩相对位移之间用了一种非线性的双曲线性关系。介绍一些实体观测对比结果，以便证实该模式的可靠性并估计移动土的承载力系数，对桩土相互作用的极限条件以及可能出现的破坏模式也作了研究。     

高陡堆积体滑坡半坡桩无效锚固深度分析

半坡桩与普通抗滑桩的受力机制不同,用常规的设计方法半坡桩的锚固深度不足,可能导致治理工程失效。为了分析半坡桩无效锚固深度,在分析高陡堆积体滑坡特点的基础上,根据抗滑桩受力机制重新厘定了半坡桩的概念;以弹性半坡桩为例,用数值分析方法重点研究了弹性半坡桩无效锚固深度与总的锚固深度、滑面倾角及滑坡推力的关系。结果表明,弹性半坡桩的无效锚固深度受总的锚固深度影响较小,当总的锚固深度增加时,无效锚固深度在小范围内波动;弹性半坡桩的无效锚固深度与滑面倾角及滑坡推力呈指数正相关性,随着滑面倾角及滑坡推力的增加,无效锚固深度也在增加。     

秦岭显生宙地幔组成及其演化

通过对秦岭造山带及扬子克拉通北缘显生宙时期 3个含地幔捕虏体的煌斑岩、钾镁煌斑岩、碱性玄武岩以及 11个不含捕虏体的辉石岩、辉长岩、玄武岩出露点的岩石地球化学对比研究 ,揭示出研究区地幔演化经历了自古生代的OIB亏损地幔到中生代的高度富集地幔再到中生代末期 -新生代的OIB MORB的亏损地幔的两次明显变更。制约这种变更的主要因素是熔融岩浆时源区发生的层圈相互作用类型。鉴于大陆岩石圈软流层体系的特征 ,有必要划分出岩石圈 /软流层相互作用带(过渡带 ) ,它是大陆岩浆作用的重要源区。     

尕斯库勒盐湖中CO_2-卤水-盐岩相互作用模拟研究

利用PHREEQC软件模拟CO2侵入后,尕斯库勒盐湖中CO2-卤水-岩盐之间的相互作用。CO2侵入卤水层后,卤水中元素的化学形态种类和大小发生变化,特别是碳酸盐型的络合物形态增多。CO2侵入后,除了碳酸盐、石盐和硫酸盐矿物达到饱和被析出外,其余矿物的不饱和程度加剧,卤水的TDS增大,pH值减小。卤水中U的含量在CO2侵入后发生沉淀而减小。研究成果对深入评估区域内盐水层CO2地质封存的环境风险和利用CO2分离提取盐湖卤水中的铀元素提供理论依据。     

水平定向钻法铺设HDPE管的短期和长期反应

在水平定向钻进施工设计时,回拖力的估算是一项重要内容。正确估计管道轴囱应力分布对于预测管道的长期性能极其重要。本文展示了HDD不同施工参数对聚合物管和钢管长期和短期反应的影响调查结果。结果表明,应力、应变在管道的整个使用寿命当中持续变化。一些施工参数对短期回拖力以及长期的轴向应力有着显著的影响,并对其使用寿命有潜在影响。这项研究表明,在施工过程中,最大短期轴向应力的一半可以作为长期轴向应力的一种保守措施。     

加筋及灌浆联合处理软土地基在路基加宽中的应用和分析

提出了采用“土工合成材料加筋+路基注浆+桩支撑”系统的复合地基,并运用于软土地基上路基加宽。采用弹塑性有限元程序分析比较了路堤在加桩和不加桩情况下的沉降大小、不均匀沉降以及土体中的应力水平;特别是桩-土相互作用的计算分析与实测资料的分析比较。得出了一些相关结论,从而为工程实践提供了一定的理论依据。     

地球核幔相互作用的W同位素研究进展

地球核幔相互作用的研究难点在于无法获得实际样品。洋岛玄武岩和溢流玄武岩被认为是地幔柱减压熔融的产物,携带了核幔边界的物质信息,可作为研究地球核幔相互作用的样品。¹⁸²Hf-¹⁸²W同位素体系的特殊化学性质,使W同位素成为研究核幔相互作用的重要工具。本文介绍了W同位素示踪的基本原理,并回顾了核幔相互作用的W同位素研究进展。目前已发表的数据表明,全球洋岛玄武岩具有W元素丰度富集(67×10^-9~855×10^-9)、¹⁸²W同位素亏损(μ¹⁸²W=-0.1~-16.1)的特征,由此推断洋岛玄武岩可能来源于核幔平衡源区。Baffin Bay和Ontong Java Plateau溢流玄武岩则具有¹⁸²W富集(μ¹⁸²W=23.4)的特征,可能来源于早期地幔源区。洋岛玄武岩和溢流玄武岩的μ¹⁸²W差异可能是由地幔柱头尾异质性引起。此外,引起μ¹⁸²W异常的其他原因可能有：原始地幔源区的隔离保存、后增生薄层物质的部分混入和低效的核幔分异作用等。目前,W同位素的核幔交换机制仍不清楚。

     

开采沉陷土体变形与孔隙水压相互作用研究进展

本文通过实验、实测和理论分析研究了开采沉陷土体变形与孔隙水压力之间的相互作用,结果表明,随着开采的进行,土体的应力变形发生变化造成了超静孔隙水压力的产生和消散,反映在土体变形上出现随开采时间延续而发展的附加压缩和膨胀变形,这种压缩或膨胀在土体的不同部位相互叠加,有时还叠加了底部含水层水位下降引起的地面下沉。这些结果揭示了厚松散含水层地区开采沉陷特殊性的机理,对开采沉陷预测及水体下采煤具有重要意义。