鄂尔多斯盆地神木–佳县区块深部煤层气地质特征及勘探开发潜力

我国深部(以下均指埋深大于2000 m)煤层气资源丰富,勘探开发潜力巨大。与中浅部相比,深部煤层气在富集成藏规律与开发方式方面均具有显著的差异性,急需针对重点区块开展解剖性分析研究。神木–佳县区块位于鄂尔多斯盆地东北部,目前尚处于深部煤层气勘探的起步阶段,深部煤层气富集特征及开发潜力等尚不明确。基于研究区近期实施的地震资料、300余口井的测井资料和4口取心井的参数资料等,系统分析煤储层基础地质特征,总结煤层气富集主控因素与富集规律,类比剖析研究区深部煤层气勘探开发潜力。研究区深8号煤的镜质体反射率介于0.7%~1.8%,大部分区域煤层演化已处于热解生气高峰,区域上煤层净煤厚度高达7~8 m,煤层发育稳定,构造相对简单、水动力封闭性较强、顶底板封盖条件较好,为煤层气大面积连续成藏提供了优越条件,其中佳县南区的煤层气资源条件最好。与鄂尔多斯盆地东部其他区块深部煤层相比,研究区煤层中游离气占比明显更高(15.21%~46.47%),煤层中吸附气主要受吸附压力封存控制,而游离气受毛管力封闭与浮力重力分异双重控制,两种封存机制共同决定了深部煤层含气量的垂向分带与平面分区,以佳县南部为例总结了吸附气吸附压力主控、游离气毛管压力封闭与重力分异耦合控制的典型深部煤层气富集模式。与临兴区块和大宁–吉县区块类比分析结果表明,神木–佳县区块具有较好的煤层气资源基础、储层改造条件和高产潜力,预示了此区块深部煤层气规模化开发的美好前景。此外,大宁–吉县区块深部属典型的高煤阶煤,而神木–佳县深部为中煤阶煤,因此,该研究认识进一步丰富完善了深部煤层气富集理论,对于全国深部煤层气勘探开发实践有重要指示意义。

虚拟仿真在能源动力类专业实验教学中的应用

以能源与动力工程专业本科教学专业核心课程中的重点内容—空化现象为例,介绍了江苏大学能源与动力工程学院在“新工科”背景下利用虚拟仿真平台进行能源与动力工程专业本科生实验教学改革的情况。课程基于虚拟仿真实验平台技术实现空化现象的可视化与控制,以泵为载体,使学生在理解空化现象的基础上,掌握泵的空化性能与运行特性;掌握空化实验平台的具体操作步骤,学习数据采集与分析方法。可以达到传授专业核心知识、解释复杂现象、启发专业思维的教学目的。

高寒区披碱草属种质资源花序分支与种子产量的关系分析

披碱草属牧草生态适应性强,是青藏高原地区草地质量改善的主要种质资源。为探究披碱草属花序分支与未分支花序的种子产量差异及花序分支性状与种子产量的关系,本研究以来自青藏高原不同地区的75份披碱草属种质资源为试验材料,分析比较了发生分支和未发生分支的花序种子产量,同时对花序分支性状与种子产量进行相关性分析、主成分分析和通径分析。结果发现:花序分支种子产量均显著高于花序未发生分支的种子产量(P<0.05);分支穗种子重、总花序重、分支穗种子数、小穗数与种子产量关系密切,相关系数分别为:0.94,0.99,0.71和0.86。试验结果表明,在生产中可通过增加总花序重、分支穗种子数、主轴种子数来增加分支穗种子重,进而显著提高种子产量。披碱草属花序分支性状对种子产量影响较大,可为披碱草属牧草种质资源筛选利用和小麦族的育种提供帮助。

木质纤维生物质组分新型分离方法的研究进展

木质纤维生物质是地球上最丰富的可再生资源,被认为是最有希望的化石资源替代物。如何有效地将木质纤维原料转化生物材料、化学品和生物燃料等高值产品是科技工作者一直研究的热点课题。探索高效绿色的分离技术,将木质纤维生物质分解为易于转化的纤维素、半纤维素和木质素,是实现木质纤维资源高值化、多元化利用的关键。本文旨在介绍木质纤维生物质全组分分离工艺的研究进展,重点介绍4种新型的组分分离方法,包括有机溶剂法、离子液体法、低共熔溶剂法,以及“木质素优先”策略下催化分离法,探讨了上述新型分离方法的发展现状和产业化过程中面临的挑战,并展望了其未来发展的前景。

水射流空化对NiTi形状记忆合金显微组织和超弹性的影响

为了探究水射流空化对NiTi形状记忆合金的显微组织和性能的影响机制,采用水射流空化发生装置在自来水介质中对NiTi形状记忆合金进行不同时间的射流空化试验,并借助SEM,XRD,TEM、显微维氏硬度计、纳米压痕仪、激光共聚焦显微镜对样品的显微组织、物相和性能进行表征.结果表明:在射流空化20 min内,NiTi形状记忆合金表面显微硬度和超弹性均随射流时间的延长而增加;当射流时间为15 min时,NiTi形状记忆合金中出现大量位错,表面显微硬度HV达到最大值340.35(载荷约为0.245 N),与原样相比提高约34%;水射流空化对NiTi合金的影响层深度约为300μm;以纳米压痕能量恢复率来衡量合金的超弹性,在水射流空化15 min内,合金的弹性能量恢复率从38.25%提升至45.70%,表明水射流空化处理可有效提升试样的超弹性;NiTi形状记忆合金中显微硬度和超弹性的提升可归因于合金中的位错增殖.

基于数字麦克风阵列的声源定位系统研究

针对当前多麦克风定位阵列需要较大体积、信号采集流程较繁琐、效率较低、实时定位效果差的问题,设计了一个使用3个数字麦克风组成阵列进行声源定位系统;该系统利用3个麦克风的时域信息,采用广义互相关算法对达到时间延迟进行计算,通过阵元几何关系并利用阵元信号的时延,获得了在室内环境下较好的声源定位效果;系统硬件以MAXI-Bit为主控芯片,选用数字麦克风组成三元线阵采集声音数据,MCU采集麦克风信号并进行数据处理实现声源定位;最后,在LCD屏上实时显示声源的方位和距离;此外,为了更加直观地反映声源定位的准确度,还设计了舵机控制模块,舵机模块上固定激光灯指示声源,舵机转动角度随声源位置改变而实时改变;经测试,该系统最大误差为4.68%,且舵机上的激光灯可以随声源位置改变而实时指向声源;该系统可以应用在机械设备故障诊断、鸣笛抓拍等领域,从而提高生产效率。

南海神狐海域天然气水合物微观赋存特征的超分辨率CT图像识别

南海神狐海域是我国天然气水合物资源勘探开发的主要目标区之一,2017和2020年先后两次现场试验性开采证实了水合物资源的利用前景。目前,对该地区含水合物储层的精细评价还有待进一步提升,水合物在沉积物孔隙空间中的微观赋存形态是其中的重要影响因素。针对水合物微观赋存形态CT图像表征存在的分辨率不足的问题,建立了一种基于自监督学习的数字图像超分辨率重建算法,实现了CT扫描图像空间分辨率的2倍和4倍提升。在此基础上,对南海神狐海域含水合物沉积物孔隙结构演化规律和水合物微观赋存特征进行了形态表征。由于南海沉积物中存在大量有孔虫壳体,水合物主要占据有孔虫壳体内部空间并堵塞了空隙间的连通喉道,显著降低了沉积物的气、水渗透能力;然而,水合物未能全部占据整个孔隙空间,仍然会有少量的气体和水残留,气体则主要分布于水合物颗粒内部,而水则主要分布在水合物颗粒表面,上述实验结果对地震、测井等现场勘探数据解释具有一定的指导意义。

天然气水合物微观测试技术与应用进展

天然气水合物作为一种重要的战略资源,其在沉积物中的动态聚散过程非常复杂,涉及的许多科学问题需要从微观层面来解答。微观测试技术可以在毫米、微米甚至纳米尺度上获取研究对象的状态、演化等特征信息,是天然气水合物基础研究的重要手段。本文系统回顾了基于X射线计算机层析扫描(X-CT)、X射线衍射(XRD)、固体核磁共振(NMR)、低场核磁共振(LFNMR)、拉曼光谱(RM)、扫描电子显微镜(SEM)和高压差示扫描量热(HPDSC)等技术建立的天然气水合物微观测试技术体系;重点介绍了各项技术的特点及进展,以及相关微观测试技术在含水合物沉积物微观结构量化表征、微观渗流特征等方面的应用成果与最新进展;提出了天然气水合物微观测试技术与应用的研究方向与趋势,旨在为天然气水合物的深入研究提供更多思路。

MG@ZIF7-MIP的制备及对水环境中双酚A的电化学传感检测

为了解决常规双酚A检测分析方法无选择性、需要标准样品、预处理过程复杂等缺陷,以磁性石墨烯(MG)为基底、ZnO作为Zn源在MG表面原位生长ZIF-7,合成了高效导电复合膜MG@ZIF-7;选择MG@ZIF-7为载体、内分泌干扰物双酚A(BPA)为模板分子、丙烯酰为功能单体、二乙烯基苯为交联剂,采用表面分子印迹技术成功制备了分子印迹杂化膜(MG@ZIF7-MIP),并通过TEM、XRD、XPS、FT-IR等测试手段对其进行了分析表征;构建了以MG@ZIF7-MIP修饰电极为工作电极的分子印迹电化学传感器,对水环境中内分泌干扰物BPA进行选择性检测。结果表明:MG@ZIF7-MIP修饰电极对BPA的线性响应范围为0.001~0.100μmol/L(R=0.9763),响应平衡时间为4 min,检测限为9.84 ng/L(S/N=3),建立了一种快速响应、实用性强、高灵敏检测双酚A的分析方法。

末次冰消期以来东海内陆架古环境演化

通过对位于浙—闽沿岸泥质带的EC2005孔岩性、粒度以及AMS14C年代分析,探讨了研究区自末次冰消期以来的古沉积环境演化,认为是湖水或海水深度、气候变化等综合影响的结果。岩芯底部60.20～41.00m(17.3～13.1ka BP)为湖泊三角洲沉积序列,可划分为前三角洲—三角洲前缘—三角洲平原三个沉积亚相,物质来源主要是湖盆流域物质的输入。随着海平面的逐渐上升,海水自13.1ka BP开始侵入研究区,形成了41.00m的海相沉积地层,可划分为前滨—近滨—浅海三个沉积亚相,与海平面变化曲线具有良好的对应。自12.3ka BP开始,研究区受到沿岸流影响,长江物质开始影响研究区,7.3ka BP以来主要是来自长江的悬浮体在沿岸流作用下输送沉积而形成,稳定的泥质沉积物开始形成。全球性重要气候事件如新仙女木事件、8.2ka冷事件在东海内陆架沉积物中也得到了良好揭示。

补播对高寒草甸生产力和植物多样性的影响

为了解补播对高寒草甸退化草地恢复过程中群落生产力、功能群结构和物种多样性方面的影响,于2010年5月以位于青藏高原东段的玛曲高寒草甸为研究对象,进行了补播试验。结果表明,补播显著提高地上生物量,同时物种数和丰富度指数Margalef也有显著增加,其中补播处理地上生物量是不补播处理的1.31～1.44倍。补播后莎草类和禾草类地上生物量都呈增长趋势,补播后禾草类地上生物量显著提高,其中最高是不补播的2.7倍,杂类草在群落中所占比例显著降低。适量补播既可以使草地的经济价值得以提高,同时也有利于高寒退化草地的恢复和生态系统的稳定。

不同管理措施下高寒退化草地恢复效果评估

为了科学评估不同管理措施下退化高寒草地生态治理的综合成效,该研究采用VOR及CVOR生态系统健康评价模型,对甘肃省玛曲退化高寒草甸实施2a的围封、划破、施肥、补播和综合措施等五种不同生态恢复措施,以及自由放牧下的草地生态系统健康状况进行了评估。根据两种模型测算结果,用VOR指数评价综合生态恢复措施的效果大致为:综合措施、施肥>划破、补播、围封>放牧,用CVOR指数评价综合生态恢复措施的效果:综合措施>划破>施肥、补播、围封>放牧。综合措施在2种评价体系下均显著优于各单一处理措施,实施2a后其CVOR数值处于健康范围,高达0.917,且放牧导致高寒草甸生态系统健康趋于警戒水平,健康指数值为0.572。结果表明,VOR及CVOR指数模型应用于生态恢复管理措施的效果评价,可反映出不同措施实施后的具体量化效果,可进行更广泛适用。在退化严重亟需生态恢复的草地,可通过综合生态恢复措施的实施,以达到全面迅速恢复草地生态系统健康的目的。此外,需具体考量每种措施的经济学和生态学双重效益,利用更全面的CVOR指数模型评价草地健康状况,因地制宜地制定和实施管理措施。

土地利用方式对陇中黄土高原土壤理化性状的影响

对陇中黄土高原至少50年传统耕作历史的农耕地和退耕20年的草地土壤理化性状进行了比较研究。结果表明，1）不同土地利用方式对土壤有机碳、全氮、速效磷、pH值和容重有显著影响。0～10cm土层土壤有机碳含量草地显著高于农田，全氮含量差异不显著，20～100cm土层有机碳和全氮农田高于草地（P〈0．05）；土壤全磷含量农田虽高于草地但无显著差异。土壤C／N除0～10cm土层外，农田高于草地。在整个土壤剖面上，草地土壤pH值显著高于农田（P〈0．05）；除10-20cm和底层土壤外，草地土壤容重也高于农田。2）草地土壤有机碳和全氮随土壤深度增加而降低，而农田土壤在0～30cm土层随土壤深度的增加而增加，在30cm土层以下与草地有相同趋势。草地土壤全磷含量各土层间没有显著差异，农田土壤全磷含量与土壤有机碳和全氮含量变化趋势一致；草地和农田土壤速效磷含量都呈减少趋势。土壤pH值随土壤深度的增加而增加。3）各样地土壤有机碳、全氮、全磷、速效磷与土壤容重和土壤pH值之间呈极显著负相关，土壤容重与土壤pH值呈极显著正相关，土壤有机碳、全氮、全磷和速效磷之间也呈极显著正相关关系。

南堡凹陷深层火山岩天然气成因与成藏模式

南堡凹陷深层火山岩油气藏具有较大勘探潜力,其天然气以烃类气体为主,甲烷含量主要在70%～90%,重烃含量在4%～27%,为湿气;非烃含量较低。天然气中甲烷碳同位素主要分布在-35‰～-43‰,乙烷碳同位素主要分布在-28‰～-24‰。这些天然气相当于有机质在镜质体反射率Ro为1.0%～1.5%阶段形成的天然气,为烃源岩在成熟—高成熟阶段生成的油型气,与凝析油或原油伴生,因此天然气碳同位素偏重。南堡凹陷深层火山岩天然气以凝析气为主,结合单体烃碳同位素,对天然气和伴生凝析油的成因与来源进行了分析,结果表明,南堡凹陷深层火山岩油气同源,沙河街组一段(简称沙一段)以下天然气主力源岩主要为沙河街组三段(简称沙三段)烃源岩,以凝析气为主;沙一段及以浅地层天然气主力源岩主要为沙一段烃源岩,以油为主。沙一段厚层泥岩是一套优质烃源岩,处于生烃高峰,同时形成烃浓度封闭,又是区域优质盖层。这些来自于凹陷深部烃源岩生成的高成熟油气,主要通过继承性发育的深大断裂运移到火山岩复合岩性圈闭中聚集成藏,火山岩油气成藏受火山岩单体和火山岩相双重控制。

地震沉积学在塔北哈拉哈塘地区古河道识别中的应用

运用地震沉积学基本原理,借助高分辨率三维地震数据体,综合使用三维可视化、相干体解释、地层切片技术、地震分频与RGB混频等技术手段对哈拉哈塘地区某三维地震区的古河道进行识别和刻画。精细刻画出志留系底界面与奥陶系吐木休克组底界面2个重要沉积间断期发育的河道体系并总结其特征。研究结果表明:志留系底界面发育高曲度的稳定曲流河,而吐木休克组底界面发育典型的曲流河。两期河道发育期哈拉哈塘地区均处于相对平缓的地貌背景。通过古河道的识别可知:在吐木休克组沉积前该区域曾发生短暂暴露性沉积间断而非传统认识的直接发育的淹没台地型水下沉积间断,从而为吐木休克组底界面下发育的古岩溶储层提供更合理的成因背景解释。

施肥对玛曲县高寒草甸植物多样性及生产力的影响

为了解施用畜肥对于退化高寒草甸草地群落结构与生产力的影响,本研究比较了4个不同施肥处理(S0不施肥,S1施肥11.25 t/hm2,S2施肥22.50 t/hm2,S3施肥33.75 t/hm2)下玛曲高寒草甸植物群落的响应特征。结果表明,(1)S1和S3处理的植物群落盖度显著高于S0(P<0.05),S1和S2植物群落高度低于S0;(2)施肥后植物群落的总生物量出现增加趋势,但无显著性差异(P>0.05),各功能类群产生不同响应,S1、S2和S3的莎草科植物的生物量及其所占总生物量的比例都同S0有显著差异(P<0.05),禾草类与杂草类生物量呈现出了下降的趋势;(3)S1、S2和S3的Pielou均匀度指数与S0相比逐渐下降,S1与S3的Simpson多样性指数同S0相比显著下降(P<0.05)。

城市活断层地震勘探的最佳组合方法与应用研究

根据近年来在全国开展的大城市活断层地震探测实践,在简要介绍各种地震勘探方法的基本原理和工作方法的基础上,着重分析了不同地震勘探方法的适用范围、获得的主要成果和所解决的主要问题。讨论了现阶段用地震勘探获取地壳结构和对不同深度断层定位的最佳组合方法,即对于有沉积覆盖的隐伏数百米深度至地表的断层,可用浅层地震勘探对其进行追踪,基底(埋深数公里)以上断层可采用高分辨地震折射探测;对于地壳中、深断裂应用反射地震勘探和深地震宽角反射/折射联合探测方法;还可以进一步采用三维深地震测深方法获得城市下方的三维结构和构造信息。采用这样的组合探测方法能够较好地获得断层在不同深度的产状与展布以及由深至浅完整的分布图像,并给出了应用实例。

La-Mg-Ni系A_2B_7型贮氢合金的结构与电化学性能

合金结构研究表明，La2-xMxNi7（x=0．3-0．8）主要由Ce2Ni7，Gd2C07，PuNi3型物相组成。合金中Mg含量对合金相结构有着重要影响，主相的晶胞参数随Mg含量（x）的增加呈线性减小，合金的吸放氢平台也随之升高。电化学测试表明，随合金中Mg含量的增加，合金电极的放电容量先增大后减小，合金电极的循环稳定性呈恶化趋势，La1.4M0.6Ni7合金电极具有最高的电化学放电容量（378mAh·g^-1），La1.6M04Ni7合金电极具有最佳的循环稳定性（S270=81％）。合金电极的高倍率放电性能（HRD）随Mg含量的增加而增大。当合金中Mg含量较低时（x≤0．5），合金电极反应速度控制步骤为氢在合金体相中的扩散；当Mg含量较高时（x≥0．5），合金电极反应速度控制步骤转变为电极表面的电荷转移。

玉米倒伏成因与控制措施研究进展

玉米倒伏已经成为影响玉米高产、稳产的重要因素。从植株特性、茎秆组织解剖特性、茎秆的化学成分、遗传分析等内在因素以及气候、种植密度、肥料、病虫害危害等外在因素综述了玉米倒伏的原因和机制,对抗倒伏措施做了介绍,指出当前需要对化学控制倒伏进行引导和促进。

老芒麦衰老过程中叶片叶绿素和光合作用变化特征及对养分的响应

试验以青藏高原青海省高寒草地中广泛分布和退化草地补播改良中的常用牧草品种-青牧1号老芒麦为研究对象,分析老芒麦衰老过程中叶片叶绿素和光合作用变化特征及对养分的响应。在青藏高原东北部,青海湖湖东地区设置1~6龄老芒麦自然生长田,6龄老芒麦施肥田和老芒麦连续施肥田(6年)3个处理。从2015年开始,每年5月进行老芒麦种植,播量2.25 g·m^(-2),行距30 cm,小区面积15 m^(2)(3 m×5 m)。采用KONICA MINOLTA,INC公司的SPAD分析仪,每个处理随机选取10株健康植株,从旗叶开始从上往下依次测定3片叶子的叶绿素相对含量。采用LI-COR公司的LI-6400XT便携式光合作用测量系统,在老芒麦开花期(7月底-8月初),选择天气晴朗早上10:30-11:30,随机选取5株健康植株对其旗叶进行测量。结果表明:3龄时老芒麦叶片叶绿素相对含量出现降低趋势,6龄时老芒麦叶片出现了逆向衰老现象;随着老芒麦年龄增加,旗叶净光合速率持续降低,而胞间二氧化碳浓度呈上升趋势,气孔导度和蒸腾速率从3龄开始显著降低,且3~6龄间无显著差异;青牧1号老芒麦6龄田,氮肥和磷肥施入普遍提高老芒麦叶片叶绿素相对含量,且不同部位叶片叶绿素相对含量(33.30%~48.23%)均显著高于对照组(27.05%~30.72%),叶片逆向衰老现象在高氮处理下得到缓解,氮肥和磷肥施入普遍提高老芒麦叶片净光合速率,N(60 kg·hm^(-2))处理下叶片净光合速率最高(10.77μmol·m^(-2)·s-1);青牧1号老芒麦在连续施肥6年处理下,低氮(45 kg·hm^(-2))施肥下叶片叶绿素相对含量较高,磷肥对保持老芒麦叶片叶绿素相对含量效果不显著;中度氮肥(60 kg·hm^(-2)),同时配合磷肥添加长期施入,可有效维持高龄老芒麦叶片的光合效率。