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镍锗尖晶石位错域的高温蠕变实验研究

地球物理学报 2001年第5期44卷 696-703页

作者：赵永红 J.D.Lawlis S.Karato 北京大学地球物理学系北京100871 美国明尼苏达大学地质与地球物理系 mn55455

利用人工合成的多晶材料研究了镍锗尖晶石在位错域的高温蠕变性质 .多晶材料的颗粒尺寸约 8μm .单轴压缩试件为圆柱状 ,使用气体介质围压筒 .常压蠕变试验过程中 ,围压为 3 0 0MPa ,温度为 1 3 73— 1 5 2 3K ,应力在 5 5— 3 3 0MPa... 详细信息

利用人工合成的多晶材料研究了镍锗尖晶石在位错域的高温蠕变性质 .多晶材料的颗粒尺寸约 8μm .单轴压缩试件为圆柱状 ,使用气体介质围压筒 .常压蠕变试验过程中 ,围压为 3 0 0MPa ,温度为 1 3 73— 1 5 2 3K ,应力在 5 5— 3 3 0MPa范围内 .从实验结果得出了镍锗尖晶石在位错域的流动律 ,应力指数n =2 9± 0 1 ,表明流动的微观机制为位错蠕变 .与其他尖晶石进行对比可以发现一个力学同构群 ,虽然在正尖晶石和反尖晶石之间存在一定的差异 .在位错蠕变域 ,尖晶石与橄榄石归一化的强度类似 .由于尖晶石的剪切模量比橄榄石高5 0 % ,其实际强度也比橄榄石高 .将橄榄石和尖晶石的蠕变数据外推到地球内部条件时 ,由于其高应力指数 ,橄榄石则有可能比尖晶石的强度高 .

关键词：流变性镍锗尖晶石扩散蠕变实验研究多晶材料位错域

2021年5月21日青海玛多M_(W)7.4地震及余震序列应力降时空分布与孕震环境

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地球物理学报 2023年第10期66卷 4111-4131页

作者：沈琳赵连锋谢小碧何熹姚振兴中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049 中国科学院地质与地球物理研究所黑龙江漠河地球物理国家野外科学观测研究站黑龙江漠河165099 美国加州大学圣克鲁兹分校地球物理与行星物理研究所美国圣克鲁兹CA 95064

2021年5月21日发生在青藏高原巴颜喀拉块体内部的玛多M_(W)7.4地震是继2008年M_(W)7.9汶川地震之后在中国陆区发生的最大地震.由于玛多地震发生在板块内部滑移速率较缓慢的次级断裂上,该地震成为研究巴颜喀拉块体内部地震危险性的典型震... 详细信息

2021年5月21日发生在青藏高原巴颜喀拉块体内部的玛多M_(W)7.4地震是继2008年M_(W)7.9汶川地震之后在中国陆区发生的最大地震.由于玛多地震发生在板块内部滑移速率较缓慢的次级断裂上,该地震成为研究巴颜喀拉块体内部地震危险性的典型震例.通过计算2021年玛多地震序列中震级大于2.5的地震应力降,我们调查了该地震序列应力释放的时空演化规律.首先,利用已有的青藏高原及其周边地区宽频带Lg波衰减模型,对玛多地震序列产生的地震Lg波观测数据进行了传播路径衰减校正,获得119个地震事件的Lg波震源谱;然后,通过将理论震源函数与观测数据拟合,获得对Lg波标量地震矩、拐角频率和高频下降率的估计;最后,根据标量地震矩和拐角频率计算了2021年玛多地震序列的应力降.结果表明,2021年5月21日玛多地震主震应力降为22 MPa,余震序列的应力降分布范围为0.08~7.5 MPa、中位数为0.39 MPa,平均值为0.88 MPa.应力降与震级具有较强的正相关关系,说明该地区的地震活动可能并不遵从地震自相似理论.换言之,大小地震具有不同的破裂动力学性质.玛多地震序列应力降变化反映了断层面上的应力释放过程具有强烈的非均质性.主震发生之后余震应力降显著降低,但其间仍夹杂着少数具有较高应力降的事件.这些高应力降事件所在区域与主震后破裂面上的闭锁和应力集中区域相对应.

关键词： 2021年玛多地震序列 Lg波震源函数应力降衰减

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俯冲带的后撤与弧后扩张

地球物理学报 1993年第1期36卷 37-43页

作者：石耀霖王其允中国科学院中国科技大学研究生院北京100039 美国伯克利加州大学地质和地球物理系 ca94720

西太平洋地壳年龄较老,因而岩石层较冷和比重较大,俯冲带的角度也较大,活动和成熟的弧后盆地则较多;条件与之相反的东太平洋弧后盆地则较少.本文探讨这种相关关系的力学成因,计算了俯冲板块诱生的弧后上涌地幔流动.计算表明,俯冲角度大... 详细信息

西太平洋地壳年龄较老,因而岩石层较冷和比重较大,俯冲带的角度也较大,活动和成熟的弧后盆地则较多;条件与之相反的东太平洋弧后盆地则较少.本文探讨这种相关关系的力学成因,计算了俯冲板块诱生的弧后上涌地幔流动.计算表明,俯冲角度大及存在后撤俯冲时,有利于在弧后地区产生明显的上涌地幔流,这种深部热物质的上涌会导致弧后扩张.反之,年龄较轻的海洋地块较热和较轻,俯冲角度一般也较小,不易诱生上涌地幔物质流动和弧后扩张.大陆地壳密度小于地幔物质,大陆碰撞区就更不具备弧后扩张的条件.

关键词：俯冲带弧后盆地地球动力学

致密砂岩气水两相流固耦合裂缝动态闭合分析半解析模型

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天然气地球科学 2024年第7期35卷 1289-1303页

作者：杜旭林苏彦春房茂军马明白玉湖程林松中海油研究总院有限责任公司非常规研究院北京100028 中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 宾夕法尼亚州立大学能源与矿业工程系美国宾夕法尼亚州16802

在致密砂岩气井压裂液返排和早期生产阶段,由于支撑剂回流和储层压降易于造成裂缝不同程度的闭合,从而导致产能的部分损失。为了分析这一关键问题,提出了用于预测压裂液返排和致密气藏早期开发产能的渗流—地质力学方程组完全耦合的半... 详细信息

在致密砂岩气井压裂液返排和早期生产阶段,由于支撑剂回流和储层压降易于造成裂缝不同程度的闭合,从而导致产能的部分损失。为了分析这一关键问题,提出了用于预测压裂液返排和致密气藏早期开发产能的渗流—地质力学方程组完全耦合的半解析数学模型及求解方法,该方法可用于捕捉裂缝的动态行为并获取相关重要参数,以优化致密气开发策略。其中,结合致密气井普遍产水的矿场实际,建立了裂缝系统气水两相渗流方程组;根据裂缝表面不同受力关系,分别建立了人工裂缝与天然裂缝的力学方程,采用了裂缝开度与作用于裂缝壁面的接触应力间的非线性关系描述裂缝闭合;以迭代耦合方式求解渗流—地质力学耦合系统,采用了有限差分法对裂缝内流动求取数值解,获取裂缝的传导率初始分布,通过位移不连续法计算裂缝开度变化,并在渗流方程组中更新迭代以得到气水两相的流体压力与饱和度分布。将该模型与经典解析解及商业模拟软件的计算结果进行对比,验证了解的准确性。将其应用于鄂尔多斯盆地东缘某致密气田的实例井分析,研究表明:在返排及开发早期阶段,裂缝开度随着缝内压力降低而逐渐减小,在井筒射孔点、裂缝相交处、裂缝尖端更容易趋于闭合;由于裂缝成因不同,人工裂缝与天然裂缝有着不同的闭合机制,受支撑剂作用的影响,人工裂缝闭合程度要明显小于天然裂缝;通过拟合实测生产历史数据,能有效评估裂缝的关键参数。该研究对于综合利用早期生产数据准确预测气井产能及控压生产理念的提出具有重要的理论和现实意义。

关键词：致密气藏返排气水两相渗流—地质力学耦合裂缝闭合位移不连续法半解析模型

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中国有哪些月球样品?

岩石学报 2022年第6期38卷 1795-1803页

作者：吴福元刘强田恒次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北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所地球与行星物理院重点实验室北京100029

中国科学院地质与地球物理研究所博物馆珍藏一件阿波罗(Apollo)月壤样品,但其身世一直不清。根据获得的颗粒组成、形貌、粒度及成分等多方面资料,它属于阿波罗11号样品无疑,确切的样品编号应该是10084。推测该样品可能是1971年春季“乒... 详细信息

中国科学院地质与地球物理研究所博物馆珍藏一件阿波罗(Apollo)月壤样品,但其身世一直不清。根据获得的颗粒组成、形貌、粒度及成分等多方面资料,它属于阿波罗11号样品无疑,确切的样品编号应该是10084。推测该样品可能是1971年春季“乒乓外交”时期,美国政府赠送给中国的礼品。通过进一步的梳理发现,我国目前保存有多件阿波罗月球样品。具体包括中国科学院地质与地球物理研究所博物馆的阿波罗11号(10084)、中国台中自然博物馆的阿波罗11号(10085)、中国国家博物馆的阿波罗12号(12001或12070)和北京天文馆的阿波罗17号(70017),以及浙江省和上海市可能保存的阿波罗15号。目前不排除在民间或其它机构,有少量其它月球样品的保存。这些样品是20世纪70年代中美两国外交关系发展的见证,具有重要的史料价值。结合我国嫦娥五号返回的样品,这些月球样品对我国科学家研究月球的形成演化提供了极为重要的参考对象,因而也具有重大的科研价值。

关键词：阿波罗11号月壤月球样品中国

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高喜马拉雅淡色花岗岩形成的热模拟

地球物理学报 1997年第5期40卷 667-676页

作者：石耀霖王其允中国科学技术大学研究生院(北京) 北京100039 伯克利加州大学地质和地球物理系美国ca94720

地壳物质重熔形成高喜马拉雅淡色花岗岩需要在中地壳深度20多百万年前达到650℃以上的温度，但如何解释冷的印度板块向欧亚大陆俯冲时会产生这样的高温是一个难题，单一因素的解释往往不能解释全部地质观测事实．本文通过有限单元法定... 详细信息

地壳物质重熔形成高喜马拉雅淡色花岗岩需要在中地壳深度20多百万年前达到650℃以上的温度，但如何解释冷的印度板块向欧亚大陆俯冲时会产生这样的高温是一个难题，单一因素的解释往往不能解释全部地质观测事实．本文通过有限单元法定量化计算，提出多种因素的综合作用的假说，认为较合理的估计包括逆掩断层的幕式活动和间歇、摩擦剪切生热、高放射性元素含量和低热导率岩石的存在、高抬升剥蚀速度等因素．这些因素的组合才造成高喜马拉雅淡色花岗岩既能成带，但又只是断续的出现．

关键词：热模拟喜马拉雅带花岗岩岩石形成

黔南七星洞石笋古气候变化记录及末次间冰期终止点的确定

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沉积学报 2003年第3期21卷 473-481页

作者：张美良林玉石覃嘉铭章程涂林玲程海中国地质科学院岩溶地质研究所岩溶动力学开放研究实验室广西桂林541004 美国明尼苏达大学地质与地球物理系美国mn55455

当前在全球气候变化预测研究中 ,洞穴石笋的高分辨定年和碳、氧同位素组成的变化规律研究 ,为这个领域的突破和填补空白做出了巨大贡献。通过对贵州都匀七星洞 1号石笋进行 11件TIMS U系测年和 79件碳、氧同位素分析 ,获得了距今 10 9.0... 详细信息

当前在全球气候变化预测研究中 ,洞穴石笋的高分辨定年和碳、氧同位素组成的变化规律研究 ,为这个领域的突破和填补空白做出了巨大贡献。通过对贵州都匀七星洞 1号石笋进行 11件TIMS U系测年和 79件碳、氧同位素分析 ,获得了距今 10 9.0 0kaB .P .至 6 5 .90kaB .P .的高分辨率古气候记录。石笋在大于 10 9.0 0kaB .P .前开始生长 ,于 6 5 .90kaB .P .后停止生长 ,平均沉积速率为 4 .5 8mm/ 10 0a,属晚更新世的沉积产物。七星洞 1号石笋剖面的研究揭示 ,其年龄和δ18O同位素的变化 ,可以与深海岩芯氧同位素记录所揭示的第五阶段中的 5a、5b、5c和第四阶段的早期进行对比。它的碳、氧同位素记录揭示 ,在 10 9.0～ 10 2 .5kaB .P .和 86 .6～ 78.92kaB .P .时段 ,显示受东亚夏季风影响较强 ,气温升高 ,降水增多 ,δ18O偏负 ,表现为温暖湿润的气候环境。在 10 2 .5～ 86 .6kaB .P .时段 ,显示受东亚夏季风影响强度减弱 ,受东亚冬季风影响强度增加 ,气温降低 ,大气降水减少 ,δ18O稍趋向偏正 ,表现为冷凉半湿润—温凉湿润的气候环境 ;而在 78.92～ 6 5 .6kaB .P .时段 ,显示东亚冬季风强盛和受西北风影响较强 ,海表温度下降 ,大气温度降低 ,降水量较少 ,δ18O偏重 ,δ13 C偏正 (C4植物占 95 % ) 。

关键词：全球气候变化预测石笋铀系年龄古气候末次间冰期七星洞

“渗流-管流耦合模型”的物理模拟及其数值模拟

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水文地质工程地质 2004年第1期31卷 1-8页

作者：陈崇希万军伟詹红兵沈仲智中国地质大学(武汉)环境地质研究所武汉430074 美国德克萨斯A&M大学地质与地球物理系 tx778433115

井孔 -含水系统问题是当今水文地质学最重要的研究课题之一。长期以来 ,水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用“热传导”中的“线汇”理论 ,需要人工预先给定线汇线源的流量或水头的分配 ,其正确性或适用性至今没有得到理论证明... 详细信息

井孔 -含水系统问题是当今水文地质学最重要的研究课题之一。长期以来 ,水文地质模型中对井孔的刻画基本上都是引用“热传导”中的“线汇”理论 ,需要人工预先给定线汇线源的流量或水头的分配 ,其正确性或适用性至今没有得到理论证明。陈崇希 (1993 )提出的“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在理论上已解决多个水文地质问题 ,也用于几个实例 ,本文再用物理模拟检验其可靠性。论文针对具有典型意义的河床下水平井或傍河垂直井地下水流问题做了砂槽物理模拟 ,并用基于“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”的数值方法仿真模拟了此条件下地下水流的规律。成果表明 ,数值模拟观测孔水头动态相当好地再现了物理模拟结果。论文指出了“渗流 -管流耦合模型”和“等效渗透系数”在井孔 -含水系统问题上的广泛应用前景。

关键词：渗流-管流耦合模型数值模拟物理模拟井孔-含水系统等效渗透系数非线性流

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云南寻甸中全新世降温事件的石笋同位素记录

地球与环境 2005年第2期33卷 16-22页

作者：张美良覃嘉铭张会领程海林玉石杨琰艾思本朱晓燕中国地质科学院岩溶地质研究所岩溶动力学开放研究实验室广西桂林541004 美国明尼苏达大学地质与地球物理系美国mn55455

通过对寻甸仙人洞X1石笋进行高精度的TIMS-U系测年和碳、氧同位素分析,建立了寻甸地区8000aB.P.以来高分辨率的古气候变化时间序列。研究结果表明,寻甸地区8000aB.P.以来石笋记录的古气候环境变化,大致可分为3个气候期:中全新世8000—55... 详细信息

通过对寻甸仙人洞X1石笋进行高精度的TIMS-U系测年和碳、氧同位素分析,建立了寻甸地区8000aB.P.以来高分辨率的古气候变化时间序列。研究结果表明,寻甸地区8000aB.P.以来石笋记录的古气候环境变化,大致可分为3个气候期:中全新世8000—5560aB.P.为气候适宜期,显示印度季风由强盛逐渐减弱的趋势,气候温暖湿润期,与太阳辐射增强引起的北半球季风环流加强有关;中全新世中晚期5560—4400aB.P.为季风转变期,显示印度季风减弱并快速退出、萎缩,东亚冬季风加强并快速推进,太阳辐射强度减弱,气候为干冷期;中全新世晚期4400—2000aB.P.,显示东亚冬季风逐渐减弱,东亚夏季风有所增加,气温有所回升,但气候变化的波动大。研究还表明,全新世以来石笋记录的气候变化非常不稳定,在千年尺度上表现为台阶状,在短尺度———百年尺度上呈锯齿状波动。石笋记录的突发性气候波动事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年、百年尺度的气候预测具有重要的科学意义。

关键词：全新世石笋同位素记录降温事件云南寻甸