火山活动状态及其机理的初步探讨

根据火山喷发实例总结了火山喷发在不同阶段的活动状态,并探讨了可能的物理机理。火山活动从岩浆补给到岩浆喷发的物理过程可分为3个阶段:1)岩浆补给阶段,岩浆囊压力差或过剩压力的大小决定了火山活动是否休眠或扰动,岩浆补给速率对压力差起了决定性的作用;2)通道形成阶段,当过剩压力超过围岩破裂强度时,围岩开始破裂,之后水热活动起了重要的作用;3)岩浆运移与失稳喷发阶段,主要是岩浆运移与地壳盖层的相互作用与失稳的过程。文中还讨论了火山活动状态与火山喷发危险性等级之间的关系,7个危险性等级分别对应于火山活动的7种状态,即休眠、平静、扰动、动荡、临界、活动、灾变。

火山通道岩浆流动动力学模型在天池火山喷发过程中的应用

在圆柱形火山通道的下部,岩浆上升速度与岩浆粘度、密度及压力有关。这时的流体动力学过程可以应用一般的牛顿流体模型。火山通道中部气泡化岩浆上升时,液相和气相的转化符合质量守恒方程,混合相总体符合动量守恒方程。其中气泡形成与生长过程符合达西定律与数密度方程。在火山通道靠上部的碎屑化带里,不同组分符合质量守恒方程,混合相总体符合动量守恒方程。天池火山千年大喷发时,通道直径是62m。岩浆房内的岩浆含有约3%体积百分数的气泡,气泡体积在65%时岩浆破碎,颗粒离开通道时的速度是145ms^(-1),而气体离开通道时的速度是170ms^(-1)。气体颗粒分散相出口压力是12.2MPa。在破火山口塌陷之前,岩浆房内气泡体积可高达30%～40%。与此同时,碎屑化发生时岩浆的孔隙度也增加到70%～75%左右。这时的出口压力降低至7～8MPa,出口气体速度增加到180ms^(-1)。气象站碱流质寄生火山喷发对应的喷发通道直径是40m,喷发以气体出口速度15～25ms^(-1)的弱爆破性喷发和侵出式喷发为特征。这时浮岩的孔隙度比千年大喷发的孔隙度低,为48%～61%,而浮岩密度高,为1.01～1.35gcm^(-3)。在侵出相喷发时最高释放率可以达到42m^3s^(-1)(致密岩石当量 DRE),孔隙度变化范围是70%～80%。

渤海海域裂缝性地层井漏机理研究——以渤中34-9油田为例

渤中34-9油田裂缝性地层井漏频次高、漏失规模大,严重影响油田开发进度和成本。基于渤中34-9油田井漏特征、漏失通道类型、成因和井漏动力学机制分析了渤中34-9油田裂缝性地层井漏机理,提出了地层弱面结构发育是井漏的必要条件、正压差是井漏的主要动力、井漏是过平衡钻井条件下井筒压力—应力—应变再平衡的结果,并针对性配套相应的防漏措施。实践表明,控制井底压差是预防裂缝性地层井漏的有效措施之一,建议在工程施工过程中将存在弱面结构的地层视为非均质模型处理,以实际弱面结构的承压能力和应力敏感性为约束,优化井身结构、钻井液参数和钻井参数,提前避漏、防漏。

1∶5万重力调查研究治岭头地区火山构造与矿产分布关系

浙东南地区是我国东南沿海火山岩带的重要组成部分。晚侏罗世火山岩广布,厚度可达1～2km,局部3km以上,说明该时期火山活动十分频繁。伴随火山作用形成了与火山热液有关的各种矿产,圈定火山构造也就成为探寻各种矿产的重要途径。以治岭头地区为例,说明1∶5万重力调查在圈定Ⅳ、Ⅴ级火山构造中的效果及作用,并对区内矿产与火山构造的关系进行探讨,进而指出该区进行地质找矿的最有利地段。