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深水沉积物波是一种海底普遍发育、规模较大的波状沉积体,大多数学者将它们解释为等深流沉积或浊流沉积。本文结合内波理论的研究进展，考虑内波沉积作用的水动力学特征，探讨了深水沉积物波的内波成因机制。得出以下几点认识：①海底流动单独作用无法满足沉积物波形成所需的流动层厚度及流动速度，较难解释沉积物波的迁移方向及规则的内部及外部形态。②内波可以引起海底流动，内波比表面波更容易形成更大规模范围内的沉积床形。③内波可以形成大型沉积物波，用内波可以较合理地解释内波的对称波形单元、非对称波形单元及上攀波形单元的成因。波动面离海底距离较大的行进内波及内驻波可以形成对称波形的沉积物波；波动面离海底距离较近的行进内波及内孤立波可以形成非对称波形的沉积物波；内波引起的海底流动进一步增强时，可形成上攀波形沉积物波。④行进内波可以形成向内波传播相反方向迁移的沉积物波，向海盆内部传播的内波可以形成向上坡方向迁移的沉积物波。 相似文献
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北大西洋洛克尔海槽东北部内波沉积--深水大型沉积物波成因的再解释 总被引：25，自引：2，他引：23
北大西洋洛克尔海槽东北部水深约1 000～ 1 000 m 处有两个大型沉积物波发育区。波长1 ～ 2 km,波高18 ～ 20 m,分布面积分别为350 km 2 与 20 km 2。沉积物波向上坡迁移,内部包括上攀床形单元、不对称波形单元及正弦波形单元。前人提出的大区沉积物波挪威海底层水溢流成因及小区沉积物Lee波迁移模式都存在许多问题。根据古气候及古洋流资料,研究区内沉积物波各单元形成时具备内波形成的条件,内波的发育与等深流的活动密切相关。运用内波理论可对沉积物波各构成单元作出合理的水动力学解释,研究区内两列同向内波的叠加、单列内波及内驻波先后作用海底,可分别形成大型上攀床形、不对称波形及正弦波形单元。 相似文献
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为进一步研究南海北部陆坡海洋动力过程对深海海底边界层的影响,研发了“深海海底边界层原位观测系统(In-situ Observation System for Bottom Boundary Layer in Abyssal Sea)”,ABBLOS。观测系统主体为坐底式深海运载平台,最大工作水深可达6 700 m(实际工作水深取决于搭载设备的耐压水深),是研究深海海底边界层问题的重要技术创新。观测平台由上下两部分框架结构组成,上部框架用于搭载和回收观测设备,下部支撑架为配重,并且用于提供距离海底1 m的观测空间;同时创新性地设计了“卡槽定位-螺栓紧固”的连接方式连接上下两部分,连接方式简单可靠,保证了平台回收成功率。ABBLOS集成了75 k-ADCP、高频ADCP、ADV、高精度压力计、海底摄像机等设备,以及甲烷、温盐深、浊度、溶解氧、氧化还原电位等传感器,首次实现了内波、中尺度涡等海洋动力过程与海底边界层物理化学参数的动态变化同步观测,特别是可以观测距离海底1 m高度范围的水体流速剖面,并且达到7 mm一层的垂向空间分辨率。研制完成后,2020年在南海北部陆坡神狐海域655 m和1 405 m水深处分别成功布放并回收,观测时间共计34天,采集到观测站位上覆海水的流速剖面结构,捕捉到了平均周期为1天1次的内波作用过程,以及海底边界层的多种物理化学参数。初步分析655 m水深处的观测数据后,发现深海海底边界层的温度、压力、溶解氧、密度和盐度等参数受控于海洋潮汐过程,尤其是温度和压力的变化基本与潮汐周期同步。海底边界层氧化环境较为稳定,甲烷浓度由高变低,但是基本在海洋溶解甲烷平均浓度范围内。与潮汐相比,内孤立波对深海海底边界层水体的影响程度较小,但是明显可以引起沉积物的再悬浮,引起的海底边界层的海水浊度从背景值的0.01 NTU增大到48 NTU,海底摄像机也记录到了内孤立波期间深海底层海水突然变浑浊的过程,说明南海内孤立波可以影响海底沉积物的输运。 相似文献
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南海北部孤立子内波的研究进展 总被引：14，自引：2，他引：14
孤立子内波是同内潮在特殊地形条件下所激发的存在于密度跃层中的大振幅波动，而在其传播过程中产生的扰动可导致海面水强烈辐聚和突性发性的辐强流（波致流），对海洋工程，石油钻井平台和海底石油管道会造成严惩的威胁，介绍了国际上研究海洋中孤立子内波的动态，描述了南海北部存在的孤立子内波现象，讨论了目前南海孤立子内波研究中存在的一些问题，进而提出了今后开展进一步研究的思路。 相似文献
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沉积物重力流流体转化沉积-混合事件层 总被引：3，自引：2，他引：1
随着浊流和碎屑流理论体系日臻成熟,重力流的流体转化过程逐渐受到重视,而与其相关联的混合事件层概念也应运而生。混合事件层是单次碎屑流或浊流流体转化中的沉积记录,是多种流变学特征的垂向沉积组合。典型混合事件层沉积序列具有五段式的特征（即纯净砂岩段H1、条带状砂岩段H2、黏性碎积岩段H3、波状层理段H4、块状泥岩段H5）,其内部通常存在岩性突变界面。混合事件层发育于粗粒三角洲内部、海底扇和水道与舌状体过渡区、舌状体侧缘、远端及限制性的微型盆地边缘地区,其垂向叠置厚度可达数十米。混合事件层的发现对重力流流体转化、重力流沉积物空间流变学性质研究具有重要意义,同时也推动了油气储层构型和非均质性研究,为进一步寻找深水有利储集砂体提供了新思路。混合层地球物理识别方法的建立及其相关概念在湖泊重力流研究中的灵活应用将是下一步的研究方向。 相似文献
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李琳静 《沉积与特提斯地质》2012,32(2):44-48
本文从海洋物理学角度出发,以内波波动理论为基础,通过建立两个不同密度的水层界面上的两层模型的波动方程对内波的传播特征进行定量解释。通过定量解释表达式可知：内波在两个不同密度的水层界面上传播时,两层内波流之水平速度方向相反,保持通过海底的整个截面的流通量为零。在密度界面之下,波谷处内波流的运动方向与内波前进方向相反,由于波谷相对于波峰更接近于海底,即波谷处截面积较小,故波谷下方的流速较波峰下方的流速大,容易形成与内波前进方向相反的单向优势流动,这种单向优势流动搬运沉积物的总趋势与内波的前进方向相反。 相似文献
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为探究不同煤阶煤吸附CH4和H2O吸附机理,采用量子化学方法中的密度泛函理论（DFT）,在B3LYP/6-31G基组上计算了不同煤阶煤的大分子稳定构型及煤分别吸附CH4、H2O及CH4与H2O共存条件下的吸附能和电荷转移情况。研究结果表明:煤吸附CH4为物理吸附,随着煤阶升高,煤吸附CH4能力增强;吸附H2O时以氢键形式作用,其中煤中含氧官能团为氢键供体,H2O中-OH为氢键受体,随着煤阶升高,吸附H2O能力减弱;当H2O与CH4共存时,H2O抢占CH4吸附位,导致煤优先吸附H2O,使吸附态CH4减少,游离态CH4增多。从分子水平完善了煤吸附甲烷和H2O的吸附机理,为注热蒸汽开发煤层气奠定了吸附理论基础。 相似文献
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以靖宇县典型泉岩样为实验材料,结合野外实际情况,考虑pH值和CO2影响因素设计了矿泉水中H2SiO3实验,对实验结果进行了化学动力学分析,并利用matlab建立数学模型分析了矿物反应的机理。结果表明:1)仅考虑pH值的情况下:初始pH值近中性(pH=7.25)时,实验溶液中H2SiO3释放量较小,反应难以发生;初始pH值为碱性(pH=8.10)时,实验溶液中H2SiO3缓慢增加,平均释放速率为3.08 mg/(kg·d)。2)在考虑pH值和CO2情况下:初始pH值为碱性条件时,通入CO2能够较快促进H2SiO3产生,平均释放速率可由4.29 mg/(kg·d)升高为12.00 mg/(kg·d);初始pH值为弱酸性(pH=6.64)时,实验溶液中H2SiO3增加较快,通入CO2,溶液中H2SiO3释放速率稍微增加。3)实验溶液中H2SiO3释放规律符合Stanford一阶反应动力学模型。靖宇县矿泉水中H2SiO3主要来自偏硅酸矿物(斜长石、镁橄榄石、辉石)的反应。在中性条件下,玄武岩矿物很难反应;在碱性条件时,主要是玄武岩矿物的水解,反应缓慢;在弱酸性条件下,主要是玄武岩矿物与H+和CO2的反应,反应强度较大。 相似文献
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A detailed fluid inclusion study has been carried out on the hydrocarbon-bearing fluids found in the peralkaline complex, Lovozero. Petrographic, microthermometric, laser Raman and bulk gas data are presented and discussed in context with previously published data from Lovozero and similar hydrocarbon-bearing alkaline complexes in order to further understand the processes which have generated these hydrocarbons. CH4-dominated inclusions have been identified in all Lovozero samples. They occur predominantly as secondary inclusions trapped along cleavage planes and healed fractures together with rare H2O-dominant inclusions. They are consistently observed in close association with either arfvedsonite crystals, partially replaced by aegirine, aegirine crystals or areas of zeolitization. The majority of inclusions consist of a low-density fluid with CH4 homogenisation temperatures between −25 and −120 °C. Those in near-surface hand specimens contain CH4+H2 (up to 40 mol%)±higher hydrocarbons. However, inclusions in borehole samples contain CH4+higher hydrocarbons±H2 indicating that, at depth, higher hydrocarbons are more likely to form. Estimated entrapment temperatures and pressures for these inclusions are 350 °C and 0.2–0.7 kbar. A population of high-density, liquid, CH4-dominant inclusions have also been recorded, mainly in the borehole samples, homogenising between −78 and −99 °C. These consist of pure CH4, trapped between 1.2 and 2.1 kbar and may represent an early CH4-bearing fluid overprinted by the low-density population. The microthermometric and laser Raman data are in agreement with bulk gas data, which have recorded significant concentrations of H2 and higher hydrocarbons up to C6H12 in these samples. These data, combined with published isotopic data for the gases CH4, C2H6, H2, He and Ar indicate that these hydrocarbons have an abiogenic, crustal origin and were generated during postmagmatic, low temperature, alteration reactions of the mineral assemblage. This would suggest that these data favour a model for formation of hydrocarbons through Fischer–Tropsch type reactions involving an early CO2-rich fluid and H2 derived from alteration reactions. This is in contrast to the late-magmatic model suggested for the formation of hydrocarbons in the similar peralkaline intrusion, Ilímaussaq, at temperatures between 400 and 500 °C. 相似文献
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随着近岸海洋的开发,海洋石油钻井平台底部的柱状支撑以及海洋中石油管线等水下结构物的安全问题受到的关注日益增多。而内孤立波对水下结构物的安全有着不可忽视的影响,这就决定了内孤立波对柱体受力的研究在工程实践中具有重要意义。国内外就内孤立波对柱体作用力的物理试验研究较少,而在分层流环境下圆柱和方柱受力规律的对比研究更鲜有报道。在大型重力式分层流试验水槽中,借助一套新型且专用于分层流环境下的内孤立波造波及水动力测力系统,进行了内孤立波环境下柱体受力规律的试验研究。对比分析了不同内孤立波波幅对圆柱和方柱受力的作用规律。研究表明,在分层流环境下,随着内孤立波波幅的增大,圆柱和方柱所受的水平作用力均增大;相同波幅情况下,方柱相较于圆柱会受到更大的水平力。研究成果可为分层流环境中柱体设计及安全评价提供科学依据。 相似文献
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孤立波在近岸地区会引起剧烈的泥沙运动,导致采用淹没式桩基础的近海建筑物周围发生局部冲刷,严重影响近海建筑物的稳定性。采用中值粒径为0.22 mm的均匀沙在波浪水槽中布置平底沙床,在两种不同桩径条件下,对孤立波作用下淹没桩周围的冲刷发展过程进行了记录分析,探讨入射波高及淹没率对局部冲刷的影响,并从冲刷形态方面对比分析了孤立波与单向水流、规则波作用下局部冲刷的异同。结果表明:在相同淹没率条件下,随着入射波高的增大,桩周冲刷形态由双喇叭型向瞬态型冲刷形态发展;在相同入射波高条件下,桩高与桩径比h_c/D位于1～7范围内,淹没率对桩前最大冲刷深度影响不大,而桩后最大冲刷深度随淹没率增大而减小,并给出了淹没因子K_s与淹没率的多项关系曲线;孤立波与单向流作用下的淹没桩周围地形变化相似,而与小周期规则波作用下的地形变化差异较大。对实测数据进行多元回归得到冲刷深度的综合计算公式,经验证该公式计算值与实测值最大误差不超过7%。 相似文献
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目前对于中冈底斯成矿带上的矿床的研究主要在地质特征、成矿时代和成矿岩体成因方面,而对于其形成过程尤其是成矿流体演化方面的详细研究报道较少.该成矿带上的恰功多金属矿床代表了主碰撞期的成矿作用,其矿化形式包括矽卡岩型的铁（铜）、热液脉型铅锌银（铜）和碳酸盐交代型铅锌银3种.通过野外地质调查和镜下岩矿相观察,可将该矿床的形成过程划分为（Ⅰ）石榴石-磁铁矿复合阶段、（Ⅱ）绿帘石-磁铁矿阶段、（Ⅲ）石英-赤铁矿阶段、（Ⅳ）萤石-黄铜矿阶段、（Ⅴ）方解石-方铅矿-闪锌矿阶段和（Ⅵ）方解石-石英6个成矿阶段.对代表成矿各阶段的流体包裹体进行了岩相学、显微测温、显微激光拉曼、质子激发X荧光光谱分析等,结果显示成矿流体从早期到晚期温度、压力、密度和盐度不断降低,兼有渐变和突变,流体相主要成分由早期H2O-NaCl（Ⅰ-Ⅱ）经中期H2O-NaCl-FeCl2-3±MgCl2（Ⅲ）和H2O-CO2-NaCl（Ⅳ）向晚期H2O-NaCl-CaCl2（Ⅴ&Ⅵ）变化.期间铜的沉淀主要与Ⅳ阶段流体沸腾有关,铅锌的沉淀可能与Ⅴ阶段温度降低有关,也可能为叠加矿化的结果. 相似文献
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Jan-Marten Huizenga 《Lithos》2001,55(1-4):101-114
H2O, CO2, CH4, CO, H2 and O2 are the most important species in crustal fluids. The composition of these C–O–H fluids can be calculated if the pressure, temperature, carbon activity, and either the oxygen fugacity or the atomic H/O ratio of the fluid is known. The calculation methods are discussed and calculation results are illustrated with isobaric T–Xi, P–T, and isobaric–isothermal ternary C–O–H diagrams. Fluid inclusion compositions, in particular, the XCO2/(XCO2+XCH4) ratio, can be used for C–O–H model calculations. However, care should be taken about possible post-entrapment changes, which may have modified the chemical composition of the fluid inclusion. 相似文献
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河南祁雨沟金矿临界-超临界包裹体特征及成矿流体演化 总被引：1，自引：0，他引：1
河南省祁雨沟金矿床位于华北地块南部熊耳地体东北缘,是我国典型的角砾岩型金矿。该矿床临界-超临界流体包裹体的发现对研究成矿流体演化及成矿机制有重要意义。包裹体岩相学、显微测温以及激光拉曼显微探针（LRM）研究显示,祁雨沟J4角砾岩筒中发育临界状态均一的包裹体富含CO2,这些包裹体出现在第Ⅰ、Ⅱ成矿阶段,并且在金品位最高的400-460中段出现最为集中,对成矿有明显的指示作用。临界-超临界流体来自富含挥发分的高氧化状态岩浆的出溶作用。流体演化先后经历了高氧化状态的岩浆-流体体系→临界-超临界流体体系→H2O-NaCl和CO2-H2O流体体系→低盐度的H2O-NaCl流体体系→H2O流体体系。临界―超临界流体体系在383.7~387.2 ℃发生了沸腾作用,沸腾作用可能是祁雨沟金矿J4岩筒中成矿物质沉淀的重要原因之一。 相似文献
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The gas and redox chemistry of 100–300 °C geothermal fluids in Iceland has been studied as a function of fluid temperature and fluid composition. The partial pressures of CO2 in dilute (mCl<500 ppm) and saline (mCl>500 ppm) geothermal fluids above 200 °C are controlled by the mineral buffer clinozoisite+prehnite+calcite+quartz. Two buffers are considered to control the H2S and H2 partial pressures above 200 °C depending on fluid salinity, epidote+prehnite+pyrite+pyrrhotite for dilute fluids and pyrite+prehnite+quartz+magnetite+anhydrite+clinozoisite+quartz for saline fluids. Below 200 °C, the partial pressures of CO2, H2S and H2 also seem to be buffered but other minerals must be involved. Zeolites are expected to replace prehnite and epidote. Redox potential calculated on the assumption of equilibrium for the H+/H2 redox couple decreases in dilute geothermal fluids with increasing temperature from about −0.5 V at 100 °C to −0.8 V at 300 °C, whereas saline geothermal fluids at 250 °C display a redox potential of about −0.45 V. A systematic discrepancy between redox couples of about 0.05–0.09 V is observed in the redox potential for the dilute geothermal fluids, whereas redox potentials agree within 0.02–0.04 V for saline geothermal waters. The discrepancies in the calculated redox potential for dilute geothermal fluids are thought to be due to a general lack of equilibrium between CH4, CO2 and H2 and between H2S, SO4 and H2. It is, accordingly, concluded that an overall equilibrium among redox species has not been reached for dilute geothermal fluids whereas it appears to be more closely approached for the saline geothermal fluids. The latter conclusion is based on limited database and should be treated with care. Since the various redox components are not in an overall equilibrium in geothermal fluids in Iceland these fluids cannot be characterised by a unique hydrogen fugacity, oxygen fugacity or redox potential at a given temperature and pressure. 相似文献