岩石中的压力影形成的实验观测研究

野外地质观察发现,在大陆地壳变质岩中可以广泛观察到围绕一个大的单晶或者硬质点的两端区域填充低粘度相物质形成的压力影。为了定量研究岩石材料中压力影的形成条件,本文利用高精度Paterson气体介质变形装置,对含有刚性球的圣卡罗橄榄石和洋中脊玄武岩(MORB)的混合物圆柱型样品进行了高温高压扭转变形试验。变形实验前样品的初始熔融均匀分布,比例为φ≈0.05,变形试件尺寸为D8.9mm×L5.5mm,内含8粒直径约1mm的刚性球。扭转变形试验温度为1473K,围压为300MPa,应变率为γ≈1×10~(-4)s~(-1),最大剪切变形为γ≈4。实验结果表明,岩石受到扭转力的作用产生变形之后,当局部剪切应变达到γ≈1时,可以在刚性球周围形成熔融富集带和熔融贫乏带,即压力影构造,围绕刚性球对称分布。由于熔融分布的不均一性,富集带熔融比例上升,最高可以达到φ_(high)=0.1~0.3,熔融贫乏带熔融比例下降,含量为φ_(low)=0.01~0.02。由于刚性球对其周围的压力分布的扰动区域大约为刚性球的尺度范围,因此,在离开刚性球一定距离后,熔融趋于均匀分布。     

Investigation of directional hydraulic fracturing based on true tri-axial experiment and finite element modeling

The initiation and propagation of directional hydraulic fracturing (DHF) was investigated based on true tri-axial experiment and finite element modeling. The influences of notch angle, notch length and injection rate on the DHF were investigated. The initiation and propagation of DHF was modeled by a 3D nonlinear finite element method. A comparison between experimental investigation and numerical modeling results indicates that there is a good correlation between unbalanced force (UF) and fracturing. UF can be used to predict the hydraulic fracture initiation and propagation.     

水文实验研究的现状与发展探讨

水文实验是水文科学发展的基础和必要条件,但是,20世纪90年代以来,由于科技体制改革等诸多原因,水文实验研究工作不断萎缩甚至停滞,与经济社会快速发展形成巨大反差。分析了水文实验研究工作现状,针对新时期新形势下对水文实验研究工作提出的更高要求,阐述了水文实验站发展的规划原则,并对水文实验研究发展进行了展望。     

冻土三轴剪切过程中细观损伤演化CT动态试验

对冻结粉质粘土在三轴剪切过程中的结构损伤进行了CT技术动态测试。通过对CT图像及CT数的分析发现：在受载之前冻土结构已经存在孔隙、管状孔隙和低密度区等初始缺陷;变形过程中冻土结构的弹性损伤只占总损伤的比例很小,而结构粘塑性损伤的比例则很大;在三轴剪切过程中和蠕变过程一样存在结构损伤的弱化和强化现象,孔洞几何特征的改变和孔洞的长大、联合,颗粒之间的相互错动及滑移是冻土结构粘塑性损伤发展的重要特征。冻土的结构损伤主要发生在冻土屈服之后,这部分损伤不能用CT数的变化来定量计算。     

中国大陆深探测的大地电磁测深研究

通过对地震波速度、密度、磁性、导电性等物理场进行观测,研究地壳与上地幔的物性与结构特征,将为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题提供科学依据,同时也将为寻找深部大型矿床提供信息。大地电磁深探测方法作为研究地球壳幔电性结构的主要地球物理方法,在国内外完成了大量探测工作,取得了许多重要的研究成果。在研究壳幔构造方面,大地电磁法和地震方法一起被视为两大支柱方法,在世界范围内解决大陆动力学问题方面已有许多成功的应用范例。但由于大地电磁探测以天然电磁场作为场源,在矿集区等强干扰地区往往很难采集到高信噪比的数据,抗干扰能力较弱。同时,大地电磁与地震数据的约束反演以及联合解释目前尚没有达到实用化,这些都限制了大地电磁数据的处理及解释精度。深部探测技术与实验研究(SinoProbe)专项下属的深部探测技术实验与集成项目将选择青藏高原、西部造山带与华南山区结晶岩等复杂地质条件和不同人文干扰水平地区,以大地电磁探测与地震探测作为主要手段,研究深部精细地球物理探测技术的集成,并且通过实验剖面研究这些实验区的壳幔结构特征。其中的大地电磁测深大剖面观测实验与壳/幔三维电性研究课题,将通过在实验区的大地电磁观测实验,研究适用于不同地质条件及干扰水平地区的大地电磁数据采集方法技术以及精细处理与反演方法,同时探讨大地电磁数据与地震数据的约束反演以及联合解释。该研究将提高深部地球物理探测精度,为深部精细地球物理探测方法技术集成以及区域地球物理精细探测提供范例。已经完成的青藏高原东北缘西秦岭造山带和福建结晶岩地区的大地电磁观测试验表明,在这些典型地质构造区域,虽然存在施工困难,干扰水平大等各种不利因素,但只要采取合适的野外观测技术,并通过数据精细处理与反演计算,是能够获得高质量的大地电磁数据以及可靠的电阻率分布模型。试验所取得的成果,将为实现深部探测技术实验与集成项目科学目标和研究任务提供重要的技术支撑与保障。     

Metallogenic mechanisms of super-large Cu and Au deposits in the Dexing region and simulating experiments

Based on the results of previous studies and under the direction of the theory of “ore deposit genesis”, the authors made use of high temperature and high pressure experimental facilities and conditions at the Tectono-geochemistry Research Room under the State Key Laboratory of Ore Deposit Geochemistry, Institute of Geochemistry, Chinese Academy of Sciences, and put the focus on the multi-source of tectonically controlling ore-forming materials, the characteristics of multi-stage and multi-episode hydrothermal activities and mineralization and the characteristics of multi-genesis and multi-ore deposition so as to shed light on the metallogenic mechanisms of super-large Cu and Au deposits. In addition simulating experiments were made on multi-stage and multi-episode tectonic activities and rock and ore deformation, multi-stage and multi-episode tectonic activities and mobilization and migration of ore-forming materials, and multi-stage and multi-episode tectonic activities and superimposition and enrichment of ore-forming materials. The experimental results showed that under the action of multi-stage and multi-episode tectonic stress the deformation and fragmentation of not only rocks and ores have been intensified, and but also the ore-forming materials originally disbursed in the rocks and ores have been mobilized and migrated and superimposed and enriched. The experimental results also provided the scientific experimental data and grounds for deep-going research on the rules of metallogenesis and geneses of super-large ore deposits in the Dexing region, Jiangxi Province.     

东亚地区YoungerDryas气候突变的数值模拟研究

YoungerDryas(YD)气候突变事件是近两万年中一次全球性的气候急剧变冷事件。文章试图在东亚地区YD事件的若干证据基础上,从海洋、冰盖和大气的热力学以及动力学角度出发,利用气候模拟方法就东亚地区YD气候突变的机制和一些成因假说进行敏感性试验。模拟结果表明,因淡水通量异常引起的海洋表面温度降低是YD形成的直接原因。海洋大气耦合作用对于YD传播强度及时间不同步具有重要作用。除北大西洋淡水通量异常的作用外,南半球海洋的淡水通量异常可能对东亚地区的YD事件有着更重要的贡献。海洋耦合大气环流模式模拟表明,东亚与欧洲降温具有不同步性,最大变化速率欧洲达到-0.122℃/a,东亚地区为-0.067℃/a。模拟结果与东亚地区YD时期的气候记录在特征上能够进行对比,反映了模拟试验的边界和强迫条件的设计接近东亚古气候状况,因而模拟结果对分析海洋、冰盖和大气的热力学以及动力学探讨揭示YD气候事件的物理机制和动力原因具有可靠的依据。     

石英裂变径迹蚀刻条件的对比实验研究

通过 40%的 HF溶液、KOH饱和溶液和 19 mol/L的 NaOH溶液这三种常用方法对大、小颗粒石英进行裂变径迹蚀刻实验的对比发现,用环氧树脂固定的小颗粒石英样品,不宜用 KOH饱和溶液(150 ℃)和 19 mol/L的 NaOH溶液(沸点,约 120 ℃)作为裂变径迹的蚀刻剂,宜用 40%的 HF溶液;三种方法均适宜于大颗粒石英,但不同的蚀刻方法蚀刻效率不同, 40%的 HF溶液(29 ℃)的蚀刻效率最高,且操作简单、安全性高.40%的 HF溶液最佳蚀刻时间为: 温度在 4 ℃左右(冬季)时为 40 min,温度在 29 ℃左右(夏季)时为 30 min,可在全年室内常温条件下操作.     

The Influence of CO on the Carbon Isotopic Composition of CH_4 in Closed Pyrolysis Experiment With Coal

1IntroductionThecarbonisotopiccompositionofnaturalgasesisregardedasacontanttracerusedinthegeochemicalresearchofnaturalgases .Basedonthecarbonisotopiccomposition ,thegenetictypesofnaturalgasesarebasicallydividedtodeterminethematurationofnaturalgasesandmakegas sourcecorrelations (Stahl,1 973;StahlandCarey ,1 975;Stahletal.,1 977;James ,1 983;Schoell,1 983,1 988;DaiJinxingetal.,1 992 ;FuJiamoetal.,1 992 ;XuYongchang ,1 994 ) .Theformationofnaturalgasescouldbededucedintermsofcarbonisotopicvar…