水分子结构模式及液态固态水若干特征成因探讨     

濮培民  濮江平  朱政宾 《气象科学》2016,36(5):567-580

水是包括海洋大气在内的地球生态系统中极重要又有很多特殊性的物质。其特性的成因尚远非清晰。本文提出一种水分子(H_2O)结构及其固态液态水体的结构模式,探讨和模拟计算了其若干特征的成因,结果能较好符合实测值。(1)从氢(H)氧(O)原子结构和电子绕各原子核及相互绕行规律的等概率随机轨道中实现符合库伦力和开普勒运动规律的优势轨道耦合成平均状态稳定的准刚性的水分子结构。其核心是O原子与等距离分立其两侧的2个H原子构成的等腰三角形,其间距平方之比(H-H)_2/(H-O)_2=2.5;电子云活动空间为1个由4个等边三角形为面构成具有6个等长稜的正四面锥体结构水分子模式(可简称"水分子正锥体模式");该模式具有很大电偶极矩。(2)水分子的端点间在约0.27 nm距离内可以按"+""-"电荷吸引原则耦合。6个水分子将按正、负电荷对接耦合,连接成六边环形"壁"的"笼式隧道空间",可容纳其他物质,无电荷显示,电导率极地。(3)在空气中0℃以下凝结冰晶时三维不对称,"薄片"的雪花形成概率更大,其形态也按自相似原则体现了水分子结构的六角六边六针形的特征。(4)液态水分子维持固态水冰的"冰/水笼"结构模式,但由于2个氢原子上的电子同时到达1个"-"电荷端的概率为1/11,当0℃以上部份水分子能摆脱框架水分子束缚后,可以再耦合一个从框架上"脱落"的"自由水分子"使其进入水笼,从而水容积缩小;固体冰和液态水的密度之比为11/12=0.916 667。自由水分子和水笼框架上的水分子可以随时互换(在10-5s时间尺度上),并适应固体壁的形态,既是不可压缩,又有柔软、可变形特点;水在0~100℃时的空/占比达2.28,模式可解译高温高压的水汽中检测到2.16 g·cm-3,水热传导系数很大,比热容量很大,有"异常"的U形特点,且液态水的比热容量略大于固态水冰的热容量的1/2等特征。(5)讨论了水对O_2、H_2S、NaCl、KCl等的溶解度随温度变化的若干特征的成因和计算模式。通过NaCl饱和溶液实验,证实了本文模式。(6)与液态水体表面特征有关的特点及本文实际应用将在随后续文中讨论。  相似文献   

南天山中、新生代造山作用与萨瓦甫齐铀矿床叠加富集效应     

刘章月  秦明宽  刘红旭  蔡根庆  何中波  郭强  许强  宋继叶 《地质学报》2016,90(12):3310-3323

天山造山带中、新生代陆内造山过程对天山山间盆地和两侧盆地内的砂岩型铀矿有明显的控制作用。本文系统采集萨瓦甫齐铀矿床矿石样品,通过薄片镜下观察、α径迹放射性照相、电子探针和扫描电镜等多种技术手段,识别出萨瓦甫齐铀矿床三种矿化类型:含铀碎屑原生沉积型铀矿化、层间氧化带型铀矿化和由低温热液脉型铀矿化。三种铀矿化具有明显的先后形成顺序,原生沉积型铀矿化形成了矿区早期铀预富集,层间氧化带铀矿化构成了本区主要铀矿体,而晚期低温热液脉型铀矿化则是对前期铀矿体的叠加富集。结合南天山中、新生代造山作用指出,三叠纪隆升作用形成了萨瓦甫齐铀矿床原生沉积型铀矿化;始新世-渐新世相对稳定的构造环境形成了层间氧化带型铀矿化;中新世开始,伴随天山强烈褶皱造山,来自深部的造山热液改造了前期铀矿体,形成了低温热液脉型铀矿化叠加富集。  相似文献   

南太平洋长鳍金枪鱼栖息水层深度的时间变化与空间分布     

储宇航  戴小杰  田思泉  高春霞 《海洋通报》2016,35(2):216-224

根据2013年7月至2014年1月和2014年3月至9月我国金枪鱼科学观察员在南太平洋采集的延绳钓钩位深度数据和长鳍金枪鱼钓获钩位数据,分析了延绳钓各钩位的上浮率,估算了热带和温带海域长鳍金枪鱼钓获深度范围、最适栖息水层,比较了两个海域长鳍金枪鱼最适栖息深度的空间分布特征和时间变化规律。结果表明:调查海域的长鳍金枪鱼CPUE较高;热带海域钓钩上浮率为14.39%,温带海域为13.60%;热带海域长鳍金枪鱼最适栖息深度范围为190~220 m,温带海域较热带海域浅,为160~190 m;长鳍金枪鱼栖息深度均值在不同季节差异极显著(P0.01),第2季度平均钓获深度最大,为218.0 m,第1季度最浅,为197.0 m(95%的置信区间)。在实际作业时,应充分考虑垂直栖息深度的变化,合理配置延绳钓钓具,减少兼捕率和误捕率,维护生态系统平衡。  相似文献   

分散元素地球化学特征及在西昆仑成矿带研究中的启示          下载免费PDF全文

李学彪 《地质找矿论丛》2016,31(4):467-480

分散元素在地壳中常以分散和稀痕状态存在,对轻微地质作用并不敏感;一旦出现分散元素异常时则多具超常富集,其异常衬度均可达到几个数量级。然而分散元素超常富集背后常常蕴含着重大和复杂的大陆动力学作用过程。分析表明:1伴生元素富集区往往是造山带、板块缝合带、地壳重熔及地幔柱活动区;2不同时代和构造环境下形成的热水-沉积改造型铅锌矿具有相似分散元素组合(Pb-Zn-Tl-Cd-Ag-Sr-Ba);3分散元素以亲硫性为主,伴与卤化而具长距离迁移,且Te是硫化矿床的矿头晕标志,Re是高温热液钨钼矿、斑岩型铜钼矿的远程晕指示元素;4Se与火山岩关系密切,In与Sn形影不离,Cd重复着Zn的地球化学历史,Se、Te伴随S而活动,Ge的富集与有机质关系密切;5分散元素组合、w(Ba)/w(Tl)、w(Ga)/w(Al)、w(Zn)/w(Cd)、w(Ge)/w(Si)值和同位素体系等,可进行岩浆演化阶段识别、成矿物质来源和核幔互相作用过程示踪;6分散元素的富集程度与矿床吨位、品位间可能存在正相关。在地处塔里木地块西南缘的西昆仑成矿带,具有大陆裂解—增生—碰撞的完整演化历史、不同构造-成矿域汇聚过程的大陆动力学过程,分散元素以伴生或独立矿床类型产出;通过引入分散元素研究,有望揭示西昆仑地区分散元素大规模和超常富集背后蕴含的复杂地质作用。  相似文献   

梨树断陷苏家屯油田成藏主控因素及富集规律     

曲前中 《世界地质》2016,35(3):785-788

结合梨树断陷苏家屯地区油气藏的空间分布特征,深入研究了烃源岩条件、圈闭条件、输导条件及保存条件等方面对油气成藏的控制作用。研究表明:构造、沉积演化特征控制了优质源、储的空间分布;构造背景结合不同输导条件控制了优势运移方向,同时导致不同构造位置的圈闭的含油气性差异明显;多种差异聚集模式共同作用导致圈闭分段捕获、保存油气,控制了油气平面富集程度。  相似文献   

川东南地区五峰组-龙马溪组页岩气富集与高产控制因素   总被引：8，自引：0，他引：8  

《地学前缘》2016,(1):1-10

中美页岩气地质和地表条件的对比分析表明,中国南方海相页岩与北美典型页岩的主要评价指标相近,是页岩气勘探的主攻层系。其中,四川盆地及周缘地区是有利勘探地区。中国石油化工股份有限公司2006年以来,经历6年的研究与勘探探索,2012年在四川盆地涪陵焦石坝地区龙马溪组页岩气获得重大突破,发现了涪陵页岩气田,取得了中国页岩气的首个商业发现。五峰组-龙马溪组页岩气富集与高产的地质因素包括原始沉积条件和后期保存条件,台内坳陷控制优质页岩的形成分布,页岩厚度大、有机质含量高是页岩气选区的首要评价指标。保存条件影响页岩气的富集程度,四川盆地内部总体保存条件较好,有三叠系膏盐岩分布的地区保存条件好,页岩气层段压力系数高,页岩气富集程度高。在选区评价中,原始沉积条件和后期保存条件均有利的地区是页岩气勘探的有利区。通过对典型探井五峰组-龙马溪组页岩气富集条件的分析表明,有机质提供了页岩气富集的物质基础,有机质孔是页岩气富集的主要储集空间,层理(缝)是页岩气水平渗流的高效通道,高硅质含量具有良好的可压性,高压力系数指示页岩气富集程度高。有机质、有机质孔、层理(缝)、硅质含量和压力系数等表征页岩气富集与高产的5种关键参数具有成因联系和统计相关的特征,纵向上又具有"五性一体"的分布特征,从而决定了五峰组-龙马溪组下部富含有机质的优质页岩层段既可以富集页岩气,又有利于页岩气的开发,是开发页岩气的主要层段和水平井轨迹的关键目标层。  相似文献   

涪陵页岩气田发现的启示与思考   总被引：5，自引：0，他引：5  

《地学前缘》2016,(1):29-43

位于四川盆地东缘焦石坝构造的涪陵页岩气田,已探明地质储量3 806×108 m3,是北美地区以外,首个实现商业开发的页岩气田。焦石坝构造是一个受北东向和南北向两组断裂体系控制形成的菱形断背斜,其特殊的构造背景对页岩气的富集具有重要控制作用。涪陵页岩气田的产层为五峰组-龙马溪组页岩,具有富有机质页岩厚度大、有机质丰度高、有机质热演化程度高、脆性矿物含量高、地层压力系数高、单井产量高、裂缝发育、烷烃碳同位素倒转等特点。3年的勘探开发表明,涪陵页岩气田普遍高产、稳产,证实为高产富集的页岩气田。本文通过对区域地质特征的解剖和对涪陵页岩气田基本特征的总结,结合前人对美国页岩气田的研究,提出了涪陵页岩气田发现的启示与思考。结论认为:首先,证实中国存在高产页岩气田,但富集因素与美国不同,正向构造和晚期区域走滑作用极为重要;其次,天然裂缝的发育是页岩气富集高产的关键;第三,几乎所有的商业性页岩气田都是地层超压;第四,讨论了页岩气的运移问题,认为页岩气通过短距离的运移传递,可以实现大范围的运移聚集;第五,提出基于商业回报和资源利用不同角度的考量,可能会影响生产方式的选择;第六,中国页岩气发展需要技术、思路创新和长远视角,必须重视深层海相、陆相和盆地外常压页岩气的研究。  相似文献   

红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)三个不同群体的形态差异分析   总被引：4，自引：0，他引：4  

马爱军  王新安  孙志宾  赵艳飞  孙建华  王广宁  孟雪松  刘圣聪  张涛 《海洋与湖沼》2016,47(1):166-172

对3个不同群体红鳍东方鲀(Takifugu rubripes)进行16项形态性状的测定,采用3种多元统计分析方法和方差分析方法,比较了3个群体的外部形态特征。聚类分析结果表明,3个红鳍东方鲀群体中,日本群体(J)和养殖群体(R)的差异最大,野生群体(Y)和养殖群体(R)的差异最小。主成分分析构建了3个反映形态特征信息的综合性指标——主成分1、主成分2和主成分3,三者的贡献率分别为54.961%、12.129%和6.459%,三个主成分的累积贡献率为73.549%,3群体之间存在明显的偏离,形成三个不同的类群,其中,养殖群体(R)和日本群体(J)间的形态差异最大,野生群体(Y)和养殖群体(R)的形态差异最小。判别分析表明,3个红鳍东方鲀群体的形态差异基本上达到差异显著(P0.05)或极显著水平(P0.01),利用贡献率最大的6个参数建立了3个群体的判别函数,其判别准确率分别为97.69%—100%(P1)、97.39%—100%(P2),综合判别率为98.62%,可以认为逐步判别法对于红鳍东方鲀不同群体的初步鉴定是可行的。方差分析多重比较结果表明,3个群体在部分形态特征上表现出明显差异,其中,养殖群体(R)和日本群体(J)之间形态特征差异显著指标最多,养殖群体(R)和野生群体(Y)之间形态特征差异显著指标最少。显然,聚类分析、主成分分析、判别分析和方差分析的结论基本上是类似的,它们从不同角度反映了群体间的形态学差异。  相似文献   

大陆板内玄武岩数据挖掘:成分多样性及在判别图中的表现   总被引：7，自引：4，他引：3  

王金荣  潘振杰  张旗  陈万峰  杨婧  焦守涛  王淑华 《岩石学报》2016,32(7):1919-1933

通常认为,大陆溢流玄武岩(CFB)、裂谷玄武岩(CRB)、板内玄武岩(WPB)均产于板内构造环境,其地球化学特征与OIB类似,源于富集的下地幔,与地幔柱的活动有关。本文利用GEOROC数据库对全球CFB、CRB和WPB数据进行挖掘,发现上述三类玄武岩判别图投图几乎落入了全部的构造环境域,有些甚至主要落入MORB和IAB区,而不是落入WPB区。结果表明原先的玄武岩判别图的判别功能值得商榷,尤其对大陆玄武岩来说,许多判别图都存在问题。全体CFB、CRB和WPB的地球化学成分变化巨大,暗示其源区具有强烈的不均一性:部分CFB、CRB和WPB来自富集的地幔柱,仍然具有经典的OIB的特征;部分来自MORB的源区,与MORB的再循环作用有关;部分来自岛弧岩石圈之下的亏损地幔源区,以强烈亏损Nb-Ta为特征,类似岛弧玄武岩的地球化学特征。许多地区的大陆玄武岩可分为低钛和高钛两类,低钛玄武岩大多是亏损或强烈亏损的,而高钛玄武岩通常是富集型的。本文的研究表明,富集型大陆玄武岩可能来自富集的下地幔,而亏损的和强烈亏损的玄武岩可能来自具有MORB或岛弧特征的软流圈地幔。进一步指出,源区性质可能是大陆玄武岩多样性的主控因素,其次为部分熔融程度、熔融深度、结晶分离、陆壳混染以及AFC过程。  相似文献   

中国南方五峰组-龙马溪组页岩中笔石与有机质富集关系探讨   总被引：1，自引：0，他引：1  

邱振  董大忠  卢斌  周杰  施振生  王红岩  吝文  张晨晨  刘德勋 《沉积学报》2016,34(6):1011-1020

中国南方奥陶纪-志留纪之交广泛沉积了以五峰组和龙马溪组为代表的笔石页岩。基于对重庆巫溪地区五峰组-龙马溪组底部页岩段中近400件页岩样品中笔石丰度的统计及100件页岩样品有机碳含量（TOC,%）的分析测试结果,选择其中23件不同笔石丰度与TOC的页岩样品开展页岩中笔石体与围岩（非笔石体部分）TOC的对比实验,并结合能谱分析测试结果,探讨笔石与有机质富集的关系。初步研究认为:①五峰组-龙马溪组页岩中笔石体的C、O等元素含量较高,其TOC明显高于围岩,是页岩有机质的贡献者之一;②五峰组-龙马溪组页岩全岩TOC与笔石丰度及笔石体TOC相关性均较差,而与围岩TOC相关性较好,这指示着页岩中笔石丰度对有机质富集影响较小。  相似文献