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基于源层位的层间多次波压制技术及其应用

地球物理学进展 2024年第3期39卷 1120-1128页

作者：包培楠王维红东北石油大学地球科学学院大庆163318

低速煤层发育会形成能量较强的层间多次波,使得地震数据中的一次有效反射波信号被淹没,难以识别,导致地震成像精度较低,严重影响了后续的地震解释.针对上述的层间多次波压制问题,本文根据实际工区地震数据的能量、频率在横向上存在较大... 详细信息

低速煤层发育会形成能量较强的层间多次波,使得地震数据中的一次有效反射波信号被淹没,难以识别,导致地震成像精度较低,严重影响了后续的地震解释.针对上述的层间多次波压制问题,本文根据实际工区地震数据的能量、频率在横向上存在较大的差异特征,研发形成了基于源层位的地震资料层间多次波压制技术,并在准中地区进行了应用研究.模型合成数据及实际数据应用结果表明:本文提出的方法技术可有效压制模型数据与实际数据中的层间多次波,同时较好地保护一次反射波,验证了本文方法的正确性.而且,实际数据层间多次波压制处理后的地震数据剖面结构特征更加符合沉积规律,多次波能量、频率在横向上差异减小,为后续的烃源岩预测提供可靠的数据.

关键词：层间多次波虚同相轴叠后数据多次波压制煤层

鄂尔多斯盆地延安地区山西组山2段浅水曲流河三角洲沉积模拟实验研究

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沉积学报 2024年第5期42卷 1685-1698页

作者：曹军乔向阳贺永红周进松杜永慧王玺童田坤赵子丹朱耿博仑罗顺社陕西延长石油(集团)有限责任公司西安710065 长江大学地球科学学院武汉430100

【目的】勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东南部延安气田主力产气层山西组山2段砂体呈狭长条带状分布,与北部各大气田上古生界砂体大面积连片分布存在显著差异,厘清山西组山2段砂体成因机理对理解该区砂体分布规律具有重要意义。【方法】以... 详细信息

【目的】勘探实践表明,鄂尔多斯盆地东南部延安气田主力产气层山西组山2段砂体呈狭长条带状分布,与北部各大气田上古生界砂体大面积连片分布存在显著差异,厘清山西组山2段砂体成因机理对理解该区砂体分布规律具有重要意义。【方法】以盆地东南部山西组山2段为地质原型,利用水槽沉积模拟实验探讨其砂体形成演化过程及控制因素。【结果与结论】平缓坡度与低水流强度是山2段分流河道呈低弯度曲流态的重要因素,水平面的变幅速率是控制山2段砂体纵向延伸的关键因素,砂体的大小及长宽比受岸线及流量变化控制,砂体整体的延伸距离及长宽比分别与水退的幅度和速率成正比。山西组沉积期,在水平面大幅度下降、岸线向湖区长距离迁移背景下,曲流河三角洲前缘砂体延伸较远距离;砂体叠置样式具有“垂向叠置”、“垂向切割”和“侧向迁移”的特征。该认识对山西组砂体分布预测和寻找优质储层具有重要的指导意义。

关键词：水槽模拟实验浅水曲流河三角洲控砂机制山2段鄂尔多斯盆地

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广西不同成土母质区土壤-作物重金属污染评价及管控建议

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环境科学 2024年第9期45卷 5517-5525页

作者：李兆谊赵晗李伟赵子宁中国-东盟地学合作中心(南宁) 南宁530022 桂林理工大学地球科学学院桂林541006

为了研究不同成土母质区土壤和作物重金属污染情况及影响因素,为耕地分类管控提供依据,以广西东南部兴业县为研究区,共采集土壤表层样品1326件,作物籽实-根系土样品46套,对比分析了4种成土母质土壤-作物系统中重金属的富集特征,研究了... 详细信息

为了研究不同成土母质区土壤和作物重金属污染情况及影响因素,为耕地分类管控提供依据,以广西东南部兴业县为研究区,共采集土壤表层样品1326件,作物籽实-根系土样品46套,对比分析了4种成土母质土壤-作物系统中重金属的富集特征,研究了水稻吸收Cd的影响因素,采用综合质量影响指数法对研究区的土壤和农作物开展污染评价,并根据评价结果提出耕地安全利用建议.结果表明,4种成土母质区中仅碳酸盐岩母质区土壤中各重金属元素均表现出明显富集状态,其中以Cd元素富集现象较突出.参照《食品安全国家标准食品中污染物限量》(GB 2762-2022),水稻籽实重金属Cd的超标率为35.7%,其余重金属均未超标.不同成土母质区水稻重金属Cd的生物富集系数大小依次为:第四系沉积物区>碳酸盐岩母质区>碎屑岩母质区>花岗岩母质区.水稻中Cd的富集受到土壤pH和CaO的影响,当土壤pH值在5.5~6.5范围时,水稻籽实Cd的含量和超标率大幅上升.土壤-作物重金属污染评价结果显示研究区整体重金属风险较高,清洁、轻微污染、轻度污染、中度污染和重度污染的占比分别为23.91%、10.87%、17.39%、17.39%和30.43%,轻度污染及以上均存在农产品超标.结合综合质量影响指数分布情况和不同成土母质污染特征,针对性地提出了分类管控建议,可为受污染耕地安全利用工作的开展提供思路.

关键词：成土母质土壤重金属生物有效性综合质量影响指数风险管控

基于单原子铁催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程: 配位结构和活性组分

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 15-37页

作者：程成任伟张晖段晓光王少彬武汉大学资源与环境科学学院环境科学与工程系湖北武汉430079 阿德莱德大学化学工程学院澳大利亚南澳阿德莱德

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧... 详细信息

随着全球工业化的迅速发展,大量有毒污染物不断排入水体中,对水生态系统和人类健康构成了严重威胁.为应对这一挑战,人们发展高级氧化技术,其通过产生活性自由基,能够氧化并矿化有毒污染物.其中,利用非均相催化剂活化的过一硫酸盐高级氧化过程可产生多种非自由基活性物种,如单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价态金属,这些物种具有选择性氧化特定污染物的能力.为了实现对污染物的精准处理,需要合理设计与调控非均相催化剂的结构,以选择性地产生自由基/非自由基物种.单原子催化剂具有较高的原子利用效率和明确可调控的活性位点结构,可高效且选择性活化过一硫酸盐,并产生多种活性组分.然而,由于活性组分多元的生成路径及其之间复杂的相互作用,目前对于单原子催化剂在过一硫酸盐活化过程中的结构-活性/选择性关系尚未得到深入揭示.因此,本研究旨在通过深入探究单原子催化剂的结构与性能关系,为优化催化剂设计、提升污染物处理效率提供科学依据.本文围绕最具代表性的单原子铁系催化剂,系统分析并总结了在过一硫酸盐高级氧化过程中的结构-活性/选择性关系.首先,简要介绍了单原子铁催化剂的制备方法和表征手段,以及活性位点结构的生成过程.然后,深入分析了单原子铁催化剂活化过一硫酸盐过程的研究进展和反应特性.从理论与实验角度,详细阐述了过一硫酸盐活化过程中活性物种产生的反应原理.具体来说,探讨了自由基、单线态氧、催化剂-过硫酸盐复合体和高价铁组分在不同单原子铁位点上的生成机理及鉴别方法.进一步地,分析了单原子铁催化剂活性位点的几何结构和电子结构性质对活性物种产生的影响,总结了调控活性位点的有效手段.在此基础上,建立单原子铁催化剂结构与产生活性组分之间的结构-活性/选择性关系,以期为非均相过一硫酸盐活化剂的设计提供理论指导.最后,本文还指出了基于单原子催化剂的过一硫酸盐高级氧化过程所面临的挑战,并展望了未来的发展方向.未来,应进一步发展原位/工况条件下的表征技术,以精准捕捉活化过程中活性位点的结构演变和关键反应中间体的生成,从而更深入地揭示反应机理;此外,设计具有双金属位点的催化剂,可优化多步骤反应中不同反应中间体的吸附与电荷转移过程,实现协同催化效果.本文期望为深入理解过一硫酸盐高级氧化技术的反应机理和开发高效选择性的单原子环境催化剂提供有益借鉴.

关键词：过一硫酸盐活化单原子铁催化剂自由基非自由基水处理环境修复

全二维气相色谱技术在石油地球化学中的应用进展

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石油与天然气地质 2024年第2期45卷 565-580页

作者：侯佳凯张志遥师生宝朱光有中国石油勘探开发研究院北京100083 中国地质大学(武汉)资源学院湖北武汉430074 中国石油大学(北京)地球科学学院北京102249 长江大学地球科学学院湖北武汉430100

石油是一种多组分的复杂有机混合物,在形成、运移过程中较易受到各种物理、化学和生物作用的改造,其中含量极低的化合物或特殊化合物用常规一维气相色谱难以检测确定。因全二维气相色谱技术具有超高的分辨率和灵敏度、较大的峰容量及准... 详细信息

石油是一种多组分的复杂有机混合物,在形成、运移过程中较易受到各种物理、化学和生物作用的改造,其中含量极低的化合物或特殊化合物用常规一维气相色谱难以检测确定。因全二维气相色谱技术具有超高的分辨率和灵敏度、较大的峰容量及准确的定性和定量检测结果,可对复杂混合物进行分离与鉴定,从而解决了石油复杂成分的精确定量分析难题。研究结果表明:①全二维气相色谱分别与硫化学发光检测器、电子俘获检测器、氢火焰离子化检测器以及飞行时间质谱仪联用后,在原油馏分烃类组成分析及杂原子化合物分析检测方面的适用范围大、应用效果非常显著;②该技术可用于解析稠油的不可分离混合物成分(UCM)、评价原油裂解程度和判识超深层液态原油保存极限深度、定量评价硫酸盐热化学还原反应(TSR)蚀变强度以及识别原油中痕量分子化合物并进行结构鉴定;③该技术在石油地球化学科学问题研究中发挥了独特优势,今后将在页岩油气勘探以及深层-超深层液态原油运移、成藏保存和次生改造研究中发挥重要作用。

关键词：金刚烷全二维气相色谱分离原理石油地球化学稠油原油

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砷矿物演化与矿物生态初探

矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 418-427页

作者：唐鸣昊滕辉陆现彩王汝成朱翔宇天津大学地球系统科学学院天津300072 南京大学地球科学与工程学院南京210023

矿物是行星演化重要的记录者。地球演化过程中一系列重大的地质事件都是通过研究矿物所记载的相关信息得到证实的。砷(As)是对生命最危险的有毒元素之一,也是指示地球化学环境演变过程的灵敏元素,目前发现的砷矿物超过760种。本文基于... 详细信息

矿物是行星演化重要的记录者。地球演化过程中一系列重大的地质事件都是通过研究矿物所记载的相关信息得到证实的。砷(As)是对生命最危险的有毒元素之一,也是指示地球化学环境演变过程的灵敏元素,目前发现的砷矿物超过760种。本文基于“矿物演化”和“矿物生态学”的概念,研究砷矿物多样性,分析其深时演化过程。结果发现,随着地质历史的演进,砷矿物多样性呈现幕式增长特点,其增长期与超大陆碰撞期以及大氧化期相对应。这主要和超大陆碰撞期热液和风化活动增强促进As的迁移转化,以及大氧化期As从还原态向成矿及迁移能力更强的氧化态转变有关。另外,根据现有砷矿物产地-砷矿物种类数据,基于泊松-对数正态分布LNRE(大量罕见事件)模型,预测地壳中至少存在1958种砷矿物,其中263种出现的概率超过95%,其形成主要受“决定性因素”控制;而大部分砷矿物出现概率较小,其中184种出现的概率甚至低于0.1%,形成主要受“偶然性因素”控制。

关键词：砷砷矿物矿物演化矿物生态学矿物多样性

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二次分解策略的深度学习碳交易价格预测

科学技术与工程 2024年第18期24卷 7928-7939页

作者：蒋松谕何贞铭周再文马子云长江大学地球科学学院武汉430100

随着中国碳排放权交易市场的逐渐完善,碳交易价格的准确预测将有助于构建更加稳定的市场环境,极大减少参与者的风险。针对当前碳交易价格预测难度大及现有的二次分解-集合策略不完善等问题,提出了一种基于变分模态分解(variational mode... 详细信息

随着中国碳排放权交易市场的逐渐完善,碳交易价格的准确预测将有助于构建更加稳定的市场环境,极大减少参与者的风险。针对当前碳交易价格预测难度大及现有的二次分解-集合策略不完善等问题,提出了一种基于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)和经验小波变化(empirical wavelet transform,EWT)的二次分解预测策略,其中分别采用中心频率(central frequency,CF)和Lempel-Ziv复杂度计算作为分解层数的确定依据,样本熵(sample entropy,SE)作为第二次分解输入序列的重构依据,使用长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)和时序卷积网络(temporal convolutional network,TCN)作为预测模型,并结合海洋捕食者算法(marine predator algorithm,MPA)对模型进行参数优化。实验结果表明,V-LSTM-E-LSTM模型和V-TCN-E-TCN模型不仅在湖北碳交易价格的短期和长期预测中获得了最好的效果,而且在其他4个区域碳排放权交易市场也获得了较高的精度。但对于成立时间较短的全国碳排放权交易市场,V-TCN-E-TCN模型在短期预测中表现更佳,长期预测中效果更好的是V-TCN-E-LSTM模型。

关键词：碳交易价格二次分解时间序列预测

海洋和陆地碳循环对二氧化碳正负排放响应的模拟研究

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气候变化研究进展 2024年第4期20卷 416-427页

作者：张靖宇曹龙浙江大学地球科学学院大气科学系杭州310058

人类活动导致大气浓度上升和全球变暖,威胁人类生存。CO_(2)移除作为一种可能的减缓全球变暖的手段,近年来受到了广泛关注。文中使用维多利亚大学地球系统模式(UVic ESCM),模拟分析在工业革命前平衡状态下(大气CO_(2)浓度285×10^(-6))... 详细信息

人类活动导致大气浓度上升和全球变暖,威胁人类生存。CO_(2)移除作为一种可能的减缓全球变暖的手段,近年来受到了广泛关注。文中使用维多利亚大学地球系统模式(UVic ESCM),模拟分析在工业革命前平衡状态下(大气CO_(2)浓度285×10^(-6)),以不同强度脉冲形式施加的正负碳排放对碳循环的影响。模拟结果表明,在100 Pg C正脉冲排放情景下,脉冲排放后第100(1000)年,排放到大气中的CO_(2)有28%(18%)滞留在大气中,38%(61%)和34%(21%)分别被海洋和陆地吸收。在100 Pg C负脉冲排放情景下,海洋和陆地向大气释放CO_(2),从而减弱CO_(2)移除的效果。负排放后第100(1000)年,大气中减少的CO_(2)占初始CO_(2)移除量的23%(12%),其余36%(65%)和41%(23%)分别被海洋和陆地碳释放抵消。不同强度正负脉冲碳排放情景对比结果显示,正脉冲情景下累积空气分数始终高于同等强度负脉冲情景下累积去除分数,这说明正负脉冲碳排放情景下海陆碳循环的响应具有不对称性,要抵消正排放造成的大气CO_(2)浓度上升,需要进行更高强度的负排放。

关键词：气候变化 CO_(2)移除碳循环地球系统模拟

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生物炭对磷石膏中磷的固化作用

岩石矿物学杂志 2024年第1期43卷 100-108页

作者：敖翔徐冠立李珎柏涵成都理工大学地球科学学院四川成都610059

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-... 详细信息

磷石膏中的磷在雨水淋滤作用下浸出,将污染堆场附近水体。本研究采用生物炭固化磷石膏中的磷,以减少其对周遭水体的污染。主要通过模拟固化实验和对照浸出实验,分析生物炭用量、反应时间和温度、初始pH值对固化效果的影响,通过XRD、SEM-EDS分析固化后的生成物。实验结果显示,在生物炭用量为25 mg时,单位固化量达到最大值13.20 mg/g;在反应温度T=293 K、初始pH=7条件下,反应平衡时间72 h时浸出液的磷平衡浓度C_(e)=1.40 mg/L;温度提升有助于提高生物炭的固化效果,当T=308 K时,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.167 mg/L;碱性条件有利于固化反应持续进行,在pH=11条件下,浸出液的磷平衡浓度C_(e)=0.153 mg/L。实验结果表明生物炭对磷石膏中的磷具有明显的固化效果。磷石膏中的二水硫酸钙溶解后,Ca^(2+)与表面带负电的生物炭结合,在生物炭显微结构的凹陷处,化学吸附溶液中的磷酸根生成了絮状、团簇状的羟基磷灰石(HAP)沉淀,从而使浸出磷得到有效控制。

关键词：磷石膏生物炭固化羟基磷灰石