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作者：刘晓惠曲阜师范大学

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基于高压微流控芯片的水合物相变与气泡演化研究

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力学学报 2024年第6期56卷 1615-1623页

作者：张吉东殷振元李清平李淑霞焦红梅刘晓惠海洋天然气水合物全国重点实验室北京100028 清华大学深圳国际研究生院广东深圳518055 北京怀柔实验室北京101499 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580

天然气水合物因其巨大的资源量与高能量密度而被视为一种前景广阔的能源.理解孔隙尺度下天然气水合物生成与分解动力学及气-水-水合物三相分布对优化天然气水合物开采工艺至关重要.文章设计了一种新型的高压微流控可视化实验装置(最高耐... 详细信息

天然气水合物因其巨大的资源量与高能量密度而被视为一种前景广阔的能源.理解孔隙尺度下天然气水合物生成与分解动力学及气-水-水合物三相分布对优化天然气水合物开采工艺至关重要.文章设计了一种新型的高压微流控可视化实验装置(最高耐压19.0 MPa),可实现孔隙尺度下气体水合物生成和分解相变的直接观测.首先,观测并分析了南海神狐海域温压条件下(压力15.5 MPa)甲烷水合物的成核与生长过程.通过图像识别算法分析了热激法下3种升温速率(0.5,2.0和8.0 K/h)对甲烷水合物分解动力学与气泡演化规律.实验结果表明,孔隙中存在两种不同的甲烷水合物生成机制:(1)甲烷气泡主导生成的气-水-水合物三相共存的疏松多孔型水合物;(2)水中溶解相甲烷主导生成的致密单晶型水合物.其中,单晶型水合物包裹在多孔型水合物周围并呈树突状生长,在接触甲烷气泡时会诱导多孔型水合物的快速成核与生长.水合物分解过程中,气-水-水合物三相共存的多孔型水合物优先分解,单晶型水合物相对稳定,其分解温度高于多孔型水合物约0.3 K.孔隙内水合物分解后产生明显的气泡聚集与融合现象,气泡平均直径为60~100μm.提高升温速率显著加快了水合物分解速率,更有利于气泡融合,造成较大气泡在孔隙内分布.本研究为甲烷水合物在孔隙尺度下生成、分解与微米级气泡演化提供直接实时观测证据,研究结果对深入理解水合物分解动力学与水合物沉积物两相渗流理论提供基础支撑.

关键词：甲烷水合物高压微流控水合物形貌气泡演化相变动力学多孔介质

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中拉萨地体当惹雍措锆石微量元素特征及其对地壳厚度演化的指示

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地学前缘 2024年

作者：刘晓惠刘一珉丁林郭晓玉黄兴富李蕙琳高锐中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室桂林理工大学地球科学学院中山大学地球科学与工程学院中国石油大学(北京)地球物理学院油气资源与工程全国重点实验室南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)

拉萨地体位于青藏高原南部，是全球地壳厚度最大的区域之一。然而，拉萨地体地壳增厚的时间和过程仍存在一定争议。锆石的微量元素特征受控于锆石与其他微量元素载体矿物之间的共生关系，即不同矿物的分配系数不同，因此，锆石微量元素... 详细信息

拉萨地体位于青藏高原南部，是全球地壳厚度最大的区域之一。然而，拉萨地体地壳增厚的时间和过程仍存在一定争议。锆石的微量元素特征受控于锆石与其他微量元素载体矿物之间的共生关系，即不同矿物的分配系数不同，因此，锆石微量元素可用于定量重建地壳厚度。本研究对来自中拉萨地体当惹雍措地区的岩浆岩及沉积岩中的锆石开展了U–Pb年代学及微量元素地球化学研究。利用锆石的Eu异常对地壳厚度进行定量重建，结果显示中拉萨地体在侏罗纪至新近纪期间，经历了两次地壳减薄（150–130 Ma和85–65 Ma）和两次地壳增厚（130–85 Ma和65–15 Ma）事件。在150–130 Ma期间，中拉萨地体地壳减薄主要与班公湖-怒江洋的板片回撤有关。在130–85 Ma期间，由于新特提斯洋的向北俯冲以及班公湖-怒江洋的向南俯冲，中拉萨地体发生了地壳增厚。在85–65 Ma期间，新特提斯洋的板片回撤及弧后拉张导致中拉萨地体再次发生地壳减薄。在65–15 Ma，印度与亚欧板块的碰撞及后续挤压作用，导致中拉萨地体地壳再次加厚。

关键词：青藏高原中拉萨地体地壳厚度锆石U-Pb年龄锆石微量元素

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