郯庐断裂带张八岭隆起北段的左旋走滑挤压变形及其~(40)Ar/~(39)Ar定年

郯庐断裂带张八岭隆起北段,自西向东分别出露北北东向的韧性滑脱变形带、脆-韧性过渡带和脆性的前陆褶断带。韧性滑脱变形带内的张八岭群片岩,广泛发生了低绿片相背景下的糜棱岩化。其中呈现为平缓的糜棱面理和近南北向的矿物拉伸线理。显微构造及石英C轴组构分析显示,该韧性滑脱带一致为上盘向南的运动。该带以东依次变为上盘向南南东→南东的逆冲活动,总体上为左旋走滑挤压变形带。张八岭群所在的韧性变形带为深部陡立走滑构造与浅部脆性构造之间的滑脱变形带,其间的差异走滑变形,造成了该滑脱层在总体向北运动中出现上盘向南的剪切变形。对6处张八岭群片岩中15个不同粒级白云母的40Ar/39Ar定年指示,变形发生在(236.2±0.5)~(238.0±0.4)Ma的中三叠世晚期。这表明郯庐断裂带的左行平移发生在华北与华南板块碰撞的深俯冲阶段,起源于陆内转换断层。     

封面故事

湖南衡山岩体西缘界牌拆离断裂带的野外变形特征和韧性剪切作用显微组构特征。通过深入研究衡山变质核杂岩西侧拆离断层的结构和运动学特征,确认拆离断裂带经历了从深部韧性变形向浅部脆     

内蒙古苏尼特左旗早白垩世宝德尔花岗岩伸展穹隆的确定及其地质意义

内蒙古宝德尔穹隆是发育在苏尼特左旗中蒙边境地区的不对称同构造伸展穹隆。该穹隆由内向外由核部早白垩世花岗岩、边缘韧性剪切带和脆性拆离断层组成,上盘为未变形的早二叠世花岗闪长岩、泥盆系片岩和早白垩世盆地,韧性剪切带和拆离断层仅发育在穹隆西南部。区域构造解析和显微构造分析表明,岩体侵位和韧性剪切带形成于同一构造应力场,指示上盘统一向NW方向剪切,变形程度由未变形的岩体核部向外侧逐渐增强,面理的形成与岩体的侵位和隆升过程密切相关。因此,该穹隆和东北亚其他岩浆穹隆相似,是不对称的花岗岩穹隆,反映了区域伸展拆离环境下侵位的同构造花岗岩穹隆的特点。     

考虑弹性核作用下的冲击地压形成机理模型试验

使用CCD相机搭建实验图像数据采集系统,采用花岗岩模拟坚硬顶底板、红砂岩模拟软岩层组合成岩层结构,近似还原顶板来压过程中软岩层的变形破坏过程,研究帮部"弹性核"对冲击地压至灾的影响机制。研究结果表明:(1)上覆顶板来压时,可将软岩层划分为塑性破坏区、弹性承压区、原岩应力区,弹性承压区易形成较大的弹性核。(2)软岩层变形能在弹性承压区大幅度积累,其积累过程是波动式上升的;在峰值荷载前,变形能积累和释放的频率加快;达到峰值荷载时,弹性承压区变形能存在明显的释放过程。(3)冲击地压发生时,塑性破坏区冲击并反作用于临近岩体使其短暂收缩。(4)冲击地压是一个渐进性的过程;一方面,由于水平约束的消失,弹性承压区的受力状态由水平方向受约束的压缩状转入单轴压缩态,导致其承载能力减弱;另一方面,承载区面积快速减小,导致软岩层承压区域承担的竖向荷载突增;两者共同作用导致冲击地压出现渐进性的冲击和破坏。     

地裂缝活动对土体应力与变形影响的试验研究

通过进行西安典型地层环境下地裂缝活动的大型模型试验,研究了隐伏地裂缝活动引起附近土体应力与变形的规律。试验表明,地裂缝活动在上盘土体中产生负的附加应力,引起土体应力降低,而在下盘土体中产生正的附加应力,引起土体应力增强,且距离地裂缝越远由地裂缝活动引起的附加应力越小。地裂缝活动导致其两侧土体发生台阶状位移突变现象,随着地层由深至浅,土体变形范围明显增大,且影响区范围上盘大于下盘。地裂缝活动引起附近土体应力的分布在空间上大致分为4个区域即下盘原始应力区、应力增强区、应力降低区和上盘原始应力区,其中应力降低区范围约为应力增强区的1.5～2倍。同时,地裂缝附近土体沉降变形也可分为3个带,即下盘稳定带、差异沉降过渡带和上盘稳定带,其中上盘差异沉降带范围约为下盘沉降差异带的2倍。     

岩体变形参数渐变取值模型及工程应用

分析了当前岩体现场试验、变形参数取值和常规计算模式存在的问题。针对河谷、斜坡岩体从表部到深部 ,岩体风化、岩体波速和岩体地应力等彼此均呈现渐变性特征 ,提出了岩体变形参数渐变取值模型 ,并以黄河上游李家峡水电站初期蓄水监测资料 ,论证了岩体变形参数空间上连续性渐变取值的合理性和科学性 ,对今后其它岩体工程的力学参数取值和计算模型的概化提供了指导意义.     

降雨条件下多层结构喷出岩滑坡孔隙水压力变化与稳定性分析

多层结构喷出岩滑坡的形成条件和内部岩层组合都十分特殊。以浙江省下个寮滑坡为例,分析滑坡变形与降雨之间的关系,并采用数值模拟对坡体内部孔隙水压力和稳定性进行分析。结果表明:因为多次间隔喷发形成的强、中风化交替岩层,致使坡体内部岩体力学性质不统一。当降雨持续进行时,由于渗透性低的中风化夹层存在,深部岩体比浅部接受降雨入渗相对滞后,且前部岩体孔压变动较后部更迟缓,雨水入渗易在渗透系数较低的中风化层中受阻,并顺层面排泄,从而产生软化作用,联合坡体内部渗流场的变动,推动滑坡变形。     

利用EARTH模型计算河北栾城地下水垂向补给量

准确计算地下水的垂向入渗补给量是合理评价和利用地下水资源的基础.EARTH模型是一种集中参数的水文模型,可刻画水流在包气带中的运移过程,弥补黑箱模型的不足.以中国科学院栾城农业生态试验站的地下水位观测资料以及气象资料为基础,综合运用降水、蒸发、土壤水、地下水动态观测资料,利用EARTH模型计算了河北平原地下水垂向入渗补给量.计算结果表明,2003年1月1日至2005年8月31日期间,栾城农业生态试验站在降水量1404.1 mm、灌溉量1050.0 mm的条件下地下水入渗补给量为487.2 mm,平均年入渗补给量为182.6 mm, 占降水和灌溉总量(2454.1 mm)的19.9%.在模拟结果的基础上,对不同年份的降水量(含灌溉)和入渗补给量分布的对比分析表明,河北栾城地下水补给滞后现象明显,在研究时间段内峰值滞后18～35 d.     

韧-脆性剪切带构造控矿演化模式--以青海省乌兰县托莫尔日特金矿区为例

通过对青海省乌兰县托莫尔日特金矿区韧－脆性剪切带变形特征、成矿物质与热液来源及运移条件分析，提出了该区构造控矿演化的四阶段模式。该模式认为，早期的韧性剪切变形导致了成矿物质的由深部向浅部、由韧性剪切带外部向韧性剪切带内部的活化迁移，成矿热液在韧性剪切带上部（即韧脆性转换带附近）得以大量聚集。韧性变形后期温压条件降低，韧性变形转化为脆性变形，地表大气降水沿贯通性较强的脆性破裂带大量下渗，到达韧－脆性转换带附近，与该处积聚的成矿热液充分混合，热液性质发生改变，在相对张性或较薄弱的构造有利部位大量沉淀。由于断裂带的周期性活动，成矿物质得到多次沉淀而不断富集，最终形成金矿体。矿体形成后的构造隆升及剥蚀作用，使韧－脆性剪切带出露地表，金矿床也随之出露到近地表处。因此在矿区石英脉型金矿体的下部，可能会存在糜棱岩型金矿体，但品位可能会有所下降。     

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征研究

三峡工程永久船闸高边坡岩体卸荷松弛特征明显,采用地质调查、钻孔声波测试、内外部变形监测、现场变形试验、钻孔芯样力学试验、压水试验、孔壁录像、钻孔弹模测试等手段进行综合研究,结果表明,边坡岩体可划分为强、弱、微三个卸荷带,强、弱卸荷带岩体力学性质有明显弱化,微卸荷岩体力学性质无明显变化。在卸荷带内未产生新的结构面,但卸荷引起了结构面的进一步扩展和张开。岩体变形是结构面张开和岩块变形的综合反映,主要受开挖卸荷影响,锚索对于限制结构面张开作用明显。     

银川地区承压水水化学特征及控制因素

银川平原属中温带干旱区,蒸发强烈,潜水水质差,承压水是银川市地下水开采的主要水源。通过ArcMap空间分析、传统作图分析、氢氧同位素分析等方法,分析银川地区承压含水层水化学特征及各含水层水化学特征的差异,探讨了承压水水化学分布特征的控制因素。研究表明,潜水和承压水水化学分布特征在水平和垂直方向上均存在较大差异;第一和第二承压水水化学分布特征在水平方向上相似,在垂直方向上存在一定差异。水平方向上,两层承压水水化学特征存在一定分带性,而潜水无明显规律性。两层承压水在靠近西侧补给区溶解性总固体（TDS）较小,阴离子以HCO-3为主,阳离子以Mg2+和Ca2+为主,向东溶解性总固体逐渐增加,在银川断裂附近,阴离子变为以Cl-和SO2-4为主,阳离子以Na+为主。垂向上,由于银川断裂贯穿承压和潜水含水层,且潜水水位高于承压水位,第二承压水可能主要受到更深层地下水沿着断裂的混入作用,第一承压水可能同时受到更深层地下水和潜水的混入,使得在银川断裂附近,部分第二承压水TDS大于第一承压水,且具有更高含量的Na+和Cl-,及更低含量的Ca2+和HCO-3,也有部分第一承压水TDS大于第二承压水,该部分第一承压水中的个别水样TDS大于潜水。由此得出,银川断裂的发育及其对潜水及承压含水层的贯通作用是控制该区地下水水质的一个重要因素。如果承压水继续过量开采,承压水位持续下降,将进一步激发潜水和更深层地下水的混入,从而导致承压水质恶化。因此控制银川区承压水的过量开采,对于承压水资源的可持续利用至关重要。     

Confined groundwater near the rockhead in igneous rocks in the Mid-Levels area, Hong Kong, China

It is customary in Hong Kong to assume that the hydraulic conductivity of weathered igneous rocks decreases with depth or as the rock mass becomes less weathered. Such a hydraulic conductivity pattern can only lead to an unconfined aquifer. This paper presents a case study in the regions in and around the Mid-Levels area in Hong Kong regarding a possible relatively high hydraulic conductivity (K) zone and confined groundwater along the rockhead. The Mid-Levels area is located at the lower part of the north-facing slopes of Victoria Peak on Hong Kong Island and is prone to landslides. Although this site has a long history of geotechnical studies because of extensive urban development along the coast and public concern on slope stability, hydrogeology of the site remains poorly understood. This paper reexamined the hydraulic conductivity data in 7 boreholes conducted in the 1970s and found that 4 of them indicate an increase in K at the rockhead. Groundwater conditions revealed by tunnel construction at the coast suggest that K close to the rockhead is about 10 times greater than above rockhead. A careful analysis of storm response of a piezometer group with tips in different depths indicates that there was an upward flow from the bedrock to the colluvium. A field study of two overflow standpipes conducted by the authors showed that the water level can be 0.64 and 3.73 m above the ground surface, which illustrates that the deep groundwater is significantly artesian. A search of the archived site investigation reports from the government and private companies has led to an identification of about 24 sites with overflow boreholes, which suggests that overflow phenomenon is quite common in the study area. The paper then concludes that in the study area there is a relatively high K zone along the rockhead and the groundwater in the zone is confined. It is recommended that geotechnical engineers should carry out a more careful field study on an overflow borehole because such a borehole indicates a confined groundwater condition important for slope stability study and foundation design.     

芦山7.0级地震与巴颜喀拉块体中东段的活动性

巴颜喀拉块体及周缘是近年来中国大陆大震主要发震区域之一,2013年4月20日四川省芦山7.0级强烈地震就发生在巴颜喀拉块体东缘的龙门山断裂带的西南段上。以巴颜喀拉块体中东段为研究区,通过对该区域地震前后的多期区域水准观测数据和GNSS连续站观测数据进行计算处理,得出研究区垂直形变速率图像和水平形变速率图像;结合区域地质构造,建立地震诱发模型,解释芦山地震主震发震和余震活动源于龙门山断裂带中大型块体的突然断裂和小型块体集合的流动机制;通过对垂直形变速率图像和水平形变速率图像的分析,认为芦山地震是龙门山断裂带逆冲活动的结果,东昆仑断裂带中东段未来大震发生的可能性增大;提出未来5年基于区域水准测量和GNSS测量为技术手段的监测建议。     

基于过程模拟的李官堡水源地地下水污染预警

基于过程模拟的地下水污染预警是基于包气带和饱和带过程模拟的耦合实现的,且融合了涵盖整个地下水系统的四个预警指标。选取浑河冲洪积扇的李官堡水源地为例,基于Hydrus-1D和Visual Modflow分别进行包气带过程模拟和饱和带过程模拟,针对潜层和承压层的复杂程度分别制定了各自的预警临界值;经分析可知,随着时间的推移,地表污染物持续进入到地下水中,污染晕范围不断扩大,地下水中最大浓度值和水源井浓度值也持续增加,且承压含水层的预警级别要高于潜水含水层;同时基于潜层和承压层中污染物最大浓度值与时间分别近似呈线性关系和指数关系可进行长时间尺度的预警;并提出了零级预警区和一级预警区管理措施以监测和预防为主,二级预警区、三级预警区和四级预警区管理措施以控制和监测为主。     

云应盆地东北部含水层结构特征及地下水转化模式

云应盆地东北部属鄂北贫水地区,赋存于古近系—第四系含水层中的地下水是当地生产、生活用水的主要来源,亟需查明含水层的结构、含水层间地下水的转化关系等基本条件,为研究区内合理开发利用地下水提供依据。本研究通过野外水文地质调查、水文地质钻探工作,将研究区划分为单层含水层与双层含水层结构两个亚区（6个小区）。并通过地下水水位动态长期监测,获取了区内不同含水层的水位动态变化特征,分析各含水层之间的水力联系,建立了区域地下水转化的概念模式,即:研究区地下水以接受山前降雨入渗及风化裂隙水侧向径流补给为主,主要以水平径流的形式经古近系孔隙-裂隙含水层及第四系孔隙承压含水层往澴水方向运移,而后进入第四系孔隙潜水含水层。地下水和地表水在不同季节补排模式不同,雨季地表水（澴水）补给地下水,旱季地下水向地表水（澴水）排泄。古近系孔隙-裂隙水与上覆第四系孔隙水联系密切互为补给,共同构成具有统一水力联系的垂向多层结构的含水系统。独特的含水层结构决定了区内地下水接受降水补给的条件较差,地下水可开采资源量总体较贫乏,建议重点利用区域地表水资源,适度开发地下水资源,推进农业节水灌溉工程,实现水资源可持续利用。     

李家峪灰场2^#副坝区地下水运动数值模拟

李家峪灰场由于灰场灰水的渗漏致使储灰场周围出现地下水位上升,水质变差等一系列环境地质问题。从水文地质条件角度分析灰场堆灰形成新的地下水分水岭致使灰水在2^#副坝坝前垂直下渗进入风化带,沿白云岩裂隙（溶隙）补给潜水含水层,并向韩家哨村区域流动补给孔隙含水层,改变后的潜水部分通过民井向外排泄。本次研究运用地下水数值模拟软件对研究区的地下水位进行动态模拟和预测,为该地区地下水污染评价提供参考。     

Geoelectrical Schlumberger investigation for characterizing the hydrogeological conditions using GIS in Omalur Taluk,Salem District,Tamil Nadu,India

The increasing demand for freshwater has necessitated the exploration for new sources of groundwater, particularly in hard rock terrain, where groundwater is a vital source of freshwater. A fast, cost effective, and economical way of exploration is to study and analyze geophysical resistivity survey data. The present study area Omalur taluk, Salem District, Tamil Nadu, India, is overlain by Archaean crystalline metamorphic complex. The study area is a characteristic region of unconfined aquifer system. The potential for occurrence of groundwater in the study areas was classified as very good, good, moderate, and poor by interpreting the subsurface geophysical investigations, namely vertical electrical soundings, were carried out to delineate potential water-bearing zones. The studies reveal that the groundwater potential of shallow aquifers is due to weathered zone very low resistivity and very high thickness and the potential of deeper aquifers is determined by fracture zone very low resistivity and very high thickness area. By using conventional GIS method, the spatial distribution maps for different layer (top soil, weathered zone, first fracture zone, and second fracture zone) thicknesses were prepared. The geoelectrical approach was successfully applied in the study area and can be therefore easily adopted for similar environments.     

断裂两盘井水位同震响应特征对比分析——以北京八宝山断裂带中段大灰厂两观测井为例

地震常引起分布于断层两盘观测井的水位同震响应动态变化特征不同。而研究断裂两盘观测井同震响应能力、水位变化特征的差异性及其控制因素,有助于揭示断裂带的渗透性演化过程、可深化地下水位对地震响应机理的认识,对于指导地震观测井网布局具有重要意义。本文尝试从北京八宝山断裂带中段（大灰厂）上下两盘井的水位同震响应次数、形态、幅度、记震能力等方面进行对比分析,通过去除趋势项,采用数字滤波求取井孔气压系数,采用Baytap-G程序求取潮汐参数,并反演出7次大地震对大灰厂区两口井所在含水层产生的体应变量,进而判别两盘震前震后渗透性的变化。结果显示,两口井同震响应特征具有明显差异,上盘井对大震的同震响应次数较多、能力较强;这不仅与断裂带起屏蔽作用有关,而且与井所处含水层渗透性呈不同规律变化密切相关。     

A data-driven approach for analyzing dynamics of tide–aquifer interaction in coastal aquifer systems

Analysis of tidal effects on aquifer systems plays an important role in coastal aquifer management owing to various hydrological, engineering and environmental problems in coastal areas. Using the real-world data of unconfined and confined aquifers, a data-driven approach is presented in this study for the analysis of tide–aquifer interaction in coastal aquifers. Six analytical tide–aquifer interaction models were selected which take into account the effects of vertical beach, sloping beach, tidal loading, aquifer leakage, outlet capping, and combined leakage and outlet capping on tide-induced groundwater fluctuations. The tide–aquifer interaction datasets were obtained from the Konan groundwater basin (unconfined aquifer) of Japan and the Dridrate groundwater basin (confined aquifer) of Morocco. The analysis of the results obtained by the sloping beach model revealed that for a given beach slope, the amplitude of groundwater level increases with an increase in aquifer diffusivity and a decrease in aquifer thickness. However, no significant effect of beach slope was observed in this study at unconfined sites for all the datasets. The influence of tidal loading was found to be considerably less for all the three confined sites. Further, the analysis of the results of the leakage model indicated that with an increase in leakage into the aquifer, the amplitude of groundwater level as well as the phase shift (time lag) decreases. Of all the confined and unconfined datasets, only two confined sites were found to be affected by outlet capping. Overall, it is concluded that the coastal beach bordering the Konan basin is not significantly sloping, the contribution of tidal loading to tide-induced groundwater fluctuations in the Dridrate aquifer is not appreciable, and that the aquifer leakage and outlet capping do not exist at the unconfined sites under investigation.     

准噶尔盆地滴西地区石炭系火山岩储集性能分布规律研究

火山岩储集性能分布的非均质性非常强,探索其分布规律成为火山岩油气勘探的难点和重要任务。本文以实际岩心及其分析化验等资料为基础,从滴西地区取心最佳储集性能段、最差储集性能段、风化壳储集性能分布模式、薄层熔岩储集性能分布模式、厚层熔岩储集性能分布模式等方面总结了石炭系火山岩储集性能的垂向分布规律,同时分析了储集性能的平面分布情况。火山熔岩储集性能在垂向上的分布差异,成岩阶段主要受岩相的影响,后期主要受构造作用及风化溶蚀作用等的影响。受成岩阶段岩相的影响,溢流相上部亚相和下部亚相均有可能形成较好的储集性能。与碎屑岩互层的薄层熔岩常具有较好的储集性能。与碎屑岩互层的厚层熔岩段的底部储集性能可能较好,其次是顶部,而中部常沦落为储集性能相对较差的位置。风化壳的风化粘土层、强风化带、中等风化带、弱风化带、未风化带5个垂向分带结构中,中等风化带往往具备相对最佳的储集条件。应用W风化指数新型工具对火山岩进行风化程度评估显示,准噶尔盆地火山岩具有多期风化的特征,并残留有大量未风化、轻微风化及中等风化的火山岩,这其中不乏储集性能优良的岩性段。从平面分布来看,研究区域火山岩储集性能具有强烈的各向异性特征,常表现为局部富集,快速变迁,随机分布。