雪中赏"蘑菇"——记美国"大阶梯国家纪念区"的风蚀蘑菇

“大阶梯-埃斯卡兰特”（Grand StaircaseEscalante）位于美国犹他州的南部，1996后被命名为国家纪念区，以保护那里的自然风景和资源。该景区幅员辽阔，     

封面故事

锡安(Zion)国家公园,也被译为宰恩国家公园,位于美国西南部的犹他州。这个占地面积达593平方千米的国家公园的首要景点是锡安峡谷,长24千米,深800米,其红色与黄褐色的纳瓦霍砂岩被维琴(Virgin)河的北部支流所分割。锡安峡谷与相邻的科罗布(Kolob)峡谷地带主要由1.5亿年前形成的中生代沉积地层组成。在此期     

距今34亿年，外形像岩石，最古老生物化石现象——揭示地球生命起源的岩石

澳大利亚科学家最近在《自然》杂志上发表报告称，他们发现澳大利亚皮尔巴拉地区的远古岩层里包含着地球早期生命的化石，这说明35亿年前这里就存在着复杂的微生物生态系统。     

美国犹他州的经济奇迹

每一个地方政府领导者无法改变本地区的自然资源、气候条件等外部环境,然而,一位聪明的领导者,他却能以开拓创新的精神,加强技术创新,调整产业结构,使本地区经济获得超常规的发展。美国犹他州的成功经验值得我们中西部大开发借鉴。     

岩石厚壁圆筒三向压缩下的卸荷试验与岩石强度破坏

为研究地下工程开挖影响,采用厚壁圆筒多轴应力试验,对试样施加较高的轴对称内、外壁压力及轴向荷载后,进行内、外壁卸荷破坏试验.试验的破坏结果是在厚壁圆筒壁间形成环向主要破裂面.这一破裂现象在以往相关文献中未见报道,与通常弹塑性理论分析的较高应力发生在圆筒内缘、破坏从内缘开始的结论不同.这一结果与深部矿山巷道围岩出现的分区破裂(zonal disintegration)现象类似.     

岩石能量特征与其细观结构的关联性

 岩石的细观结构影响其受载过程中的能量行为。从岩石基元平均强度、均质度和细观特征尺度等3种细观特征入手,研究了其对特征能量参数和能量特征指数的影响规律。结果表明:(1)基元平均强度越大,相同应力比下的输入能量密度和积聚弹性能密度呈非线性增长;峰后所需耗散能密度变化不大,约为500～2000J/m³;弹性能转化率变小;岩样能量特征指数呈指数型增长。(2)随着均质度的升高,峰前输入能量密度和积聚弹性能密度都呈线性增长;峰后破坏所需耗散能降低;越来越多的能量转化为弹性能积聚在岩石内;能量特征指数线性增大。(3)细观特征尺度越大,外界输入能量和积聚弹性能都增大,但幅度不同;峰后破坏所需耗散能越大;弹性能转化比例越低;当细观特征尺度小于1mm时,能量特征指数大幅减小,而当其大于1mm时,变化不大。     

三维应力状态下岩石各向异性结构面自由剪胀的力学特性

考虑结构面的空间形态及其与三维应力场的关系，分析了在侧向恒应力及约束位移两类边界条件下界面剪切的滑移方向、各向异性剪胀及弧度等力学特性，研究了约束位移时应力的增量规律，并由实验结果得到验证，这些结论对正确描述与评阶界面的力学特性，分析地下工程的稳定性（如井眼稳定、套管损坏等）具有一定的参考价值。     

花岗质岩石中矿物含量和粒径对代表性样品的约束

为了获得代表性样品的大小和其约束条件, 基于全晶质岩石结构的特征, 以理想的花岗岩成分为基础, 利用模拟统计的方法, 初步探讨了代表性样品与矿物含量和矿物粒径之间的关系, 获得了矿物含量和粒径变化时, 样品大小对矿物实际含量和真实含量间最大可能差值的影响。统计样品截面视域中斑晶数目的多少, 可以获取样品中矿物实际含量与真实含量的最大差距。利用斑晶的平均粒度可以近似获得代表性样品的大小。相同大小样品下, 粒径大的样品偏离真实含量的程度更高, 斑晶或等粒结构中的粗粒矿物含量是20% 时, 所需代表性样品最大。最后以麻棚岩体和房山岩体为实例进行了验证和应用说明。     

粗糙岩石节理剪切强度的修正公式

以Mandelbrot-Weieratrass函数构造的具有分形节理的岩石试件为模型,通过多组压剪实验,得到了岩石节理法向应力和分形维数及切向应力的近似关系,并利用实验结果得出了粗糙节理岩体剪切强度的修正公式.     

储层岩石微观孔隙结构的实验和理论研究

储层岩石的微观孔隙结构直接影响着储层的储集渗流能力,并最终决定油气藏产能分布的差异。因此,对其详细地研究,探寻各种储层岩石的微观孔隙结构的特点及其分布规律,从而为油气藏的勘探、开发及准确确定注水开发油田不同开发阶段剩余油分布提供科学的依据,具有重要的研究意义。本文介绍了实验上和理论上研究储层岩石微观孔隙结构的方法及进展,并且对其研究的发展趋势和用纳米科技关键仪器-扫描探针显微镜表征储层岩石微观孔隙结构进行了展望。     

储层岩石微观结构性质的分析方法

介绍了用以分析储层岩石微观结构性质的若干函数,以模拟退火算法建立的数字岩心为基础,详细讨论了各个函数的应用方法,并用这些方法进行了实例计算。研究表明,连通孔隙体积比能够准确描述岩心中孔隙的整体连通性;孔隙尺寸分布函数可以定量表征岩心孔隙的分布;局部孔隙度分布函数不但可以对岩心中孔隙、岩石骨架的最大发育规模进行定量评价,而且能够对岩心均质性进行定性分析;测量单元标准差分布曲线可以为岩心均质性分析时测量单元边长的合理选取提供重要依据;借助局部渗流概率函数能够对岩心的连通性能及是否为各向同性作出合理的定性判断。格子Boltzmann方法计算数字岩心渗透率简便易行、结果准确,可以作为评价数字岩心可靠性的重要标准。     

储层岩石微观结构性质的分析方法

介绍了用以分析储层岩石微观结构性质的若干函数,以模拟退火算法建立的数字岩心为基础,详细讨论了各个函数的应用方法,并用这些方法进行了实例计算.研究表明,连通孔隙体积比能够准确描述岩心中孔隙的整体连通性;孔隙尺寸分布函数可以定量表征岩心孔隙的分布;局部孔隙度分布函数不但可以对岩心中孔隙、岩石骨架的最大发育规模进行定量评价,而且能够对岩心均质性进行定性分析;测量单元标准差分布曲线可以为岩心均质性分析时测量单元边长的合理选取提供重要依据;借助局部渗流概率函数能够对岩心的连通性能及是否为各向同性作出合理的定性判断.格子Boltzmann方法计算数字岩心渗透率简便易行、结果准确,可以作为评价数字岩心可靠性的重要标准.     

砂砾岩地层的岩石力学特性及钻头优化方法

 为了提高珠江口盆地含砾地层的钻井速度,对该油田的矿物组份及岩性进行了分析,开展了含砾地层的强度、可钻性和研磨性室内实验,弄清了该油田砂砾岩地层的岩石力学特性.根据地层的岩石力学特性和邻井钻头的使用效果,从聚晶金刚石复合片(PDC)钻头的复合片、冠部轮廓、布齿方式和水力结构等方面,对PDC钻头进行结构优化.优化后的新型PDC钻头进尺比普通PDC钻头提高131%以上,钻速提高82%以上,钻井成本每米减少28%.本文提出了考虑地层岩石力学特性、钻头使用效果和钻头综合性能相结合的优化方法,该方法简单有效.     

世界上最老的连体双胞胎

美国俄亥俄州代顿市62岁孪生兄弟朗尼·盖里昂和唐尼·盖里昂是世界上最老的"连体双胞胎",他们从1951年出生以来,就一直"密不可分"。这62年以来,他们相濡以沫,打破了传统医学的禁忌,战胜了一次次磨难,最终创造了一次次医学奇迹。他们能够生存,已经是一种不可思议,但他们互帮互助,在艰难的生理条件下,过着常人不可能理解的生活,不能不让人敬佩、扼腕。     

考虑岩石结构的砂砾岩有效储层测井判识方法

以东营凹陷盐家沙四上亚段砂砾岩体为研究对象,通过岩心、试油及气测资料提取有效储层样本,观察其岩心、薄片及成像测井图像特征,发现有效储层在宏观和微观上都表现为岩石结构相对均匀、分选较好的含砾砂岩或砾状砂岩.数字岩心模拟也表明,孔隙度相同,但岩石结构不同,电阻率响应差异较大,因此,判识储层的有效性应考虑区分岩石结构差异.实际资料处理中,在测井曲线最优分层、测井相聚类判识岩性大类的基础上,利用成像测井图像模式,对岩性大类进行结构细分,采用"岩石结构+电性下限"双重条件限定有效储层的思路,建立多信息融合逐步判识有效储层的半定量方法,并取得较好的应用效果.     

充满诗情画意的约塞米蒂

"这里有世上最会唱歌的溪流、最高贵的森林、最神圣的花岗岩峰,以及纵深最大的冰河峡谷……没有任何人工殿堂可与之比拟。"——美国国家公园之父约翰·缪尔"约塞米蒂峡谷,对我来说,总是像阳光一般,在岩石与空间交构的广大建筑中,闪耀着绿色与金色的神奇光辉。当我第一次体验约塞米蒂,就知道自己的命运了。"     

液氮压裂中液氮对岩石破坏的影响试验

为了研究液氮对岩石破坏的影响,在理论分析的基础上,借助核磁共振测试技术,通过测试所选取的砂岩岩样孔隙体积及孔隙结构的变化,研究液氮对干燥状态和饱和水状态岩样的破坏形式。结果表明:液氮的热力冲击作用可使干燥岩石在较短时间内产生收缩变形和孔隙体积减小,试验后红色砂岩和白色砂岩岩样的孔隙体积分别降低了8.63%和4.78%;冻结作用对饱和岩样的矿物颗粒之间胶结较弱处具有损伤破坏作用,当损伤达到一定程度后,会贯通成缝,使岩体出现断裂现象。     

大陆下地壳和岩石圈地幔中的水:基于捕虏体的红外光谱分析

根据对华北克拉通汉诺坝和女山两个捕虏体产地的麻粒岩和橄榄岩的FTIR实验测定,分析讨论了大陆深部岩石圈内水含量和分布上的一些显著特点.结果表明,大陆下地壳和岩石圈内矿物的水含量无论在横向还是垂向分布上都是明显不均一的,造成这些不均一性的机制可能复杂多样.     

白云质岩石的孔结构与去白云化反应

采用压汞法(MIP)和N_2吸附法表征14种白云质岩石的孔结构,采用偏光显微镜和扫描电子显微镜(SEM)分析岩相特征。结果表明:白云质岩石的孔主要是介孔,含有少量的大孔。白云岩和白云质灰岩的最可几孔径为2～4 nm,而泥质白云质岩石无最可几孔径;白云岩中白云石晶粒越小,BET模型计算的孔隙率(2～200 nm)越大;白云质灰岩中方解石晶粒越小,孔隙率(2～200 nm)越大,小孔的孔隙占比越大;泥质白云质岩石中酸不溶物(AIR)的含量越多,孔隙率(2～200 nm)越大;小孔的孔隙占比越大。去白云化反应增加了岩石的孔隙率(2～200 nm)和平均孔直径,而孔结构对去白云化反应没有明显影响。