基于计算流体力学的寒区土壤水热耦合模型研究   总被引：1，自引：0，他引：1  

胡锦华  陆峥  仝金辉  李小雁  刘绍民  杨晓帆 《冰川冻土》2021,43(4):948-963

土壤水文过程（水分运移和传热）及其对气候变化的响应是寒区水文学的前沿问题。然而,冻土的存在使得寒区土壤水文过程变得极其复杂。此外,寒区自然环境恶劣,较难获取长时间序列和高分辨率的野外观测资料。近年来,充分利用已有的观测数据,构建寒区土壤水热耦合模型,并开展相应的数值模拟研究,已成为理解寒区土壤水文物理过程,揭示其动力学机制的重要途径。基于寒区土壤水文物理过程和计算流体力学方法,构建了高分辨率、适用于完全饱和状态下的寒区土壤水热耦合模型,且自主研发了相应的数值求解器和软件包。随后,通过一系列完全饱和状态下的验证算例,如经典的一维传热方程解析解、被广泛应用的二维基准测试算例和室内土柱冻结实验等,对已构建的模型进行了系统的检验。模型模拟结果与解析解、基准算例的结果以及实验数据相比,均有较好的一致性,表明该模型较为准确且高效地模拟了寒区土壤在完全饱和状态下的水分运移和传热过程,尤其能够精细刻画冻土水-冰相态变化等关键过程,有望成为研究寒区土壤水文过程的有力工具。  相似文献   

辽北法库变质杂岩的组成、变形与变质特点及构造属性     

赵春强  张志斌  时溢  石绍山  尤洪喜  陈聪  赵敬阳 《岩石学报》2021,36(7):1983-2006

辽北法库变质杂岩的形成时代、大地构造属性及其与长春-延吉缝合带的形成过程一直以来都是众多地质学者关注的重要科学问题。本文试图通过U-Pb年代学以及物质组成分析、变形变质作用特点分析和区域对比的方法来建立法库变质杂岩的时空格架,大地构造归属及区域构造演化。通过详细的野外工作和镜下分析得到法库变质杂岩存在至少两期变形作用特点及角闪岩相-高绿片岩相至低绿片岩相的变质作用特点。通过对杂岩体中不同类型变质岩的锆石SHRIMP U-Pb年代学研究得到中志留世糜棱岩化黑云母花岗闪长岩原岩年龄为433±3Ma;晚志留世绢云长英质糜棱岩原岩年龄为423±5Ma;早二叠世绢云绿泥方解斜长糜棱岩原岩年龄为292±2Ma;早三叠世长英质糜棱岩原岩年龄为250±3Ma。通过区域对比,笔者认为法库变质杂岩为索伦-西拉木伦缝合带东延的一部分是长春-延吉缝合带的重要组成,其形成演化具有复合型造山的特点,具有复杂的构造演化史。  相似文献   

湘东桐木山云英岩型锡矿床锡石及共生石英中流体包裹体研究     

王旭东  赵海杰  于周平  张腾飞 《岩石学报》2021,37(3):781-793

桐木山云英岩型锡矿床是湘东锡田锡多金属矿田中一个典型矿床,在详尽的野外考察、矿石结构观察以及流体包裹体岩相学研究的基础上,采用流体包裹体组合的研究方法,利用冷热台、激光拉曼等测试手段,对矿床中锡石中流体包裹体进行直接测定,同时开展与锡石共生的石英及切割矿体的后期石英脉石英中流体包裹体对比研究。结果显示,锡石中流体包裹体的组分、均一温度、盐度与共生的石英存在明显差异,表明锡石与石英形成的P-T-X条件不同。切割矿体的石英脉为成岩成矿后流体作用的产物。与锡石形成相关的流体为中高温、中低盐度的Na Cl-H_2O流体体系,与石英形成相关的流体为复杂的含碳流体。流体体系的冷却作用及流体与围岩的反应可能是导致锡石沉淀的主要因素,与石英形成相关的流体在演化过程中则经历了明显的流体不混溶作用。  相似文献   

湖南杏枫山钨矿床热液榍石的地球化学特征、U-Pb定年及其地质意义     

吕沅峻  彭建堂  蔡亚飞 《岩石学报》2021,37(3):830-846

杏枫山钨矿床是湘中地区近年新发现的、产出于浅变质岩系中的矽卡岩型钨矿。本文通过电子探针与LA-ICP-MS等技术手段,对杏枫山矿区矽卡岩中的热液榍石进行了主、微量元素组成以及U-Pb年代学研究。研究表明,榍石具有以下特征:(1)较低的∑REE、Ti O2含量,极低的Th/U,以及较高的Al_2O_3和F含量,这些均为典型热液榍石的地球化学特征;(2)富W而亏损Mo,表明其形成的热液流体具有富W贫Mo的特征;(3)稀土配分模式为左倾的、轻稀土显著亏损的重稀土富集型,正Ce、Eu异常表明其形成环境较为还原。此外,榍石原位U-Pb定年结果显示该矿形成于215.2±2.7Ma,与邻近白马山钛铁矿花岗岩形成的时间一致,基于地质及年代学证据,我们认为该矿的形成与白马山印支期的岩浆热液活动有关。结合前人的研究结果,我们发现湘中地区钨成矿与印支期还原性花岗质岩浆岩密切相关,为湘中印支晚期区域性成矿作用的产物。  相似文献   

新疆奇台县黄羊山石墨矿床特征、物质来源及成因     

孙新浩  任云生  孙珍军  李作武  王承洋 《岩石学报》2021,37(6):1867-1882

黄羊山石墨矿床位于新疆东准噶尔造山带南部的卡拉麦里地区东南段,是近年来新发现的国内外首个产于花岗岩体中的超大型石墨矿床。成矿地质条件、矿床地质特征研究表明,该矿床与黄羊山碱性花岗岩体具有密切的时空及成因联系,矿石具独特的球状构造,球体中石墨与长英质矿物及磁黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物密切共生。为确定黄羊山石墨矿床的成因和成矿物质来源,本文开展了球状矿石中的石墨拉曼光谱分析和C同位素测试,对与石墨密切共生的金属硫化物开展S-Pb同位素分析。结果表明,黄羊山矿床球状矿石不同部位石墨的拉曼谱峰相似,显示具有很高的结晶程度,估算结晶温度为750～800℃;7件石墨样品的δ~(13)C值在-19.27‰～-19.90‰,分布非常集中,介于岩浆碳值和有机碳值之间,表明具有两者的混合来源。4件磁黄铁矿样品的δ~(34)S值集中在-2.3‰～-2.9‰之间,接近原始地幔值;在Pb同位素构造环境判别图解上,Pb同位素比值(~(206)Pb/~(204) Pb=18.114～19.040,~(207)Pb/~(204) Pb=15.448 ～ 15.543,~(208) Pb/~(204)Pb=38.253～38.915)显示较好的线性关系,延伸方向与地幔演化曲线的延伸方向基本一致;S-Pb同位素测试结果表明,与石墨共生金属硫化物具有幔源特征。综合黄羊山矿床成矿地质条件、成矿特征、石墨及共生硫化物的物质来源等研究结果,本文初步认为,黄羊山石墨矿床形成于碱性花岗岩的岩浆作用阶段,矿石中的金属硫化物来自岩浆混合作用中的幔源基性端元,碳质由于岩浆同化混染作用达到饱和,在硫化物的催化下沉积形成石墨。  相似文献   

浅水三角洲沉积体系与储层岩石学特征   总被引：1，自引：1，他引：0  

朱世发  崔航  陈嘉豪  骆高俊  王文禹  杨祎  施翌 《沉积学报》2021,39(1):126-139

浅水三角洲已经成为当前沉积学研究和油气勘探的重点领域,浅水三角洲常规和非常规砂岩储层中发现了丰富的油气资源。鄂尔多斯盆地中—古生界发育大型浅水三角洲沉积,结合岩芯、测井、分析化验等资料,对盆地西部地区山1—盒8段浅水三角洲的母岩特征、沉积充填、砂体展布与储层岩石学特征进行研究,为研究区常规砂岩储层和致密砂岩油气勘探提供地质依据。分析表明,研究区南部和北部砂岩重矿物组合相似,以锆石和白钛矿为主。综合La/Yb-REE与Dickinson三角图解、稀土元素配分模式和碎屑锆石定年分析认为,北部物源主要来自盆地西北部阿拉善古陆太古界和元古界花岗岩、片麻岩、石英砂岩,向南影响到陇东地区北部;南部物源主要来自盆地南部北秦岭地区太古界、元古界花岗岩、片麻岩和片岩,向北影响陇东地区中南部。山1段发育曲流河三角洲,盒8段发育辫状河三角洲,孤立型与垂向叠置型水下分支河道砂体是主要的砂体类型。盒8段沉积时期,古湖泊可能萎缩;南北物源形成的三角洲在研究区中部环县东南一带交汇混合。砂岩类型主要为岩屑质石英砂岩、石英砂岩和岩屑砂岩,结构成熟度中等—较差。砂岩成岩改造强烈,水—岩反应复杂,压实作用是储层致密化的主因,多期胶结作用使砂岩的孔喉结构变得十分复杂。孔隙类型以微米—纳米级的岩屑溶蚀孔、剩余粒间孔和高岭石晶间孔为主,整体上属于非常规致密砂岩储层。砂体分布与“甜点”预测是研究区致密油气勘探的关键。  相似文献   

旅游活动与水环境耦合分析——以玉龙雪山-丽江盆地为例     

窦文康  王泽平  方金鑫  韩彤彤  蒲焘  张鹏 《冰川冻土》2021,43(4):1210-1217

玉龙雪山是我国季风海洋型冰川发育最为典型的代表性地区,也是北半球最靠近赤道的现代冰川区。丽江市的部分水源来自于玉龙雪山冰川融水,同时玉龙雪山景区每年吸引着上千万的游客来欣赏现代冰川。旅游活动与水环境息息相关且相互作用,水环境的准确刻画是指导与优化区域旅游活动的基础。以世界著名旅游城市丽江市为例,基于实地采样与数据分析,对2018年丽江市的旅游活动与水环境进行耦合分析。结果表明：丽江市旅游活动与水体污染耦合度极高,旅游活动与水体富营养化和水体毒理的耦合度较低。旅游活动与水环境存在较强的关联,特别是与水环境指标中的高锰酸盐指数,存在强烈的耦合关系。总体上,旅游活动与水环境存在相关关系,旅游旺季水环境质量较旅游淡季更差。  相似文献   

下扬子地区幕府山组陆缘海-台地黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构特征          下载免费PDF全文

张玉玺  周江羽  陈建文  张银国  张悦  刘甜怡  万雪芳 《地球科学》2021,46(1):186-199

黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构研究对于沉积环境恢复、页岩气储层评价和有利储层预测具有重要意义.利用下扬子地区最新完钻的XYZ-1钻井资料,综合钻井岩心、岩石薄片、XRD分析、氩离子-场扫描电镜等手段,开展幕府山组细粒沉积岩系的沉积学和孔隙结构研究.结果表明,幕府山组岩性组成以块状、纹层状深色（碳质）泥岩、浅灰色纹层状泥质灰岩、泥晶灰岩为主,夹泥灰岩、云灰岩、陆屑灰岩和白云岩、安山岩、角砾岩等,以含硅质粘土质混合页岩相和含硅质粘土质页岩相为主,属于下扬子海盆的陆架浅海碳酸盐岩台地-深水海湾-潮坪环境.幕府山组黑色细粒沉积岩孔隙类型多样,有机孔为2~200 nm,面孔率为2.86%~15.90%,孔隙分布较均匀,但总体连通性较差,部分与脆性矿物或粘土矿物共生的有机孔分布不均匀.无机孔以粒内孔、粒间孔、溶蚀孔为主,部分为晶间孔和矿物层间孔.除黄铁矿晶间孔外,大部分无机孔均大于2 μm,最大可达50 μm.细粒沉积岩中的微裂缝广泛发育,构造微裂缝形态复杂,缝宽一般20~500 μm,常常被方解石和石英充填.成岩微裂缝长度一般大10μm,缝宽50~200 nm.幕府山组顶部深水海湾相和底部泥坪-蒸发台地相黑色细粒沉积岩TOC含量为2.66%~21.27%,平均值为6.30%,有机孔、无机孔和微裂缝发育,粘土矿物和脆性矿物含量较高,具备优质页岩气储层发育的有利条件.   相似文献   

中亚造山带伊犁北缘早古生代海相斑脱岩地质意义          下载免费PDF全文

曹胜楠  王博 《地球科学》2021,46(8):2804-2818

伊犁地块位于西天山北部,通常认为其北缘经历了晚古生代活动陆缘的演化,但对其早古生代构造沉积演化（尤其是同位素定年）的研究仍较为薄弱.在伊犁北缘果子沟地区的奥陶系黑色硅质页岩中发现多层斑脱岩（蚀变凝灰岩）夹层,奥陶系发生了强烈褶皱变形,在其中一个倒转向斜的核部和翼部选取两层斑脱岩进行了锆石U-Pb测年.2个斑脱岩样品中的锆石显示岩浆锆石的特征,其加权平均年龄分别为458±2 Ma和460±2 Ma.结合前人研究成果,认为该斑脱岩的沉积时代为中奥陶世末期（达瑞威尔阶顶部）,该时代与温泉地区大陆弧岩浆岩年龄基本一致,是准噶尔洋在中-晚奥陶世向伊犁地块之下俯冲的又一证据;该斑脱岩与全球范围内的大规模火山活动时代一致,该期火山活动可能是中-晚奥陶世全球气候变化与生物大灭绝的重要原因.   相似文献   

湘东南中泥盆统石英砂砾岩物源分析及其大地构造意义          下载免费PDF全文

陈家驹  徐先兵  梁承华  徐亚东 《地球科学》2021,46(10):3421-3434

早古生代江南隆起的形成与剥蚀作用可以用来制约华南广西期造山作用及其动力学机制.通过对江南隆起南侧湘东南南湾地区中泥盆统跳马涧组石英砂砾岩的碎屑锆石U-Pb年代学、锆石微量元素地球化学以及全岩地球化学的分析,讨论了其物源及其大地构造意义.4件样品的270颗有效碎屑锆石U-Pb年龄谱由430~440 Ma主峰与800~1 100 Ma、1 700~2 000 Ma和2 400~2 600 Ma次峰组成.锆石CL图像、Th/U比值以及稀土元素配分图指示碎屑锆石以岩浆锆石为主,仅有少量变质锆石和热液锆石.矿物形态、组成以及成熟度指示其源区为近源,沉积于滨海环境.综合源区分析表明,湘东南中泥盆统跳马涧组石英砂砾岩的物源来自其北侧的江南隆起.江南隆起形成于广西期陆内造山作用.早古生代岩浆锆石的微量元素地球化学特征表明其为大陆型锆石,形成于大陆弧构造环境.结合区域地质特征,华南广西期造山作用是其南侧大洋俯冲作用的产物,与冈瓦纳大陆的聚合有关.   相似文献