浅谈地貌筛分与复原——李四光学术思想的传承与创新

李四光的学术体系博大精深,科学思路独树一帜,研究方法系统全面,十分值得传承和创新。其亮点之一就是构造筛分。构造筛分指的是把各不同时期形成的构造从复合构造中按先后顺序分离出来。该思路在复杂构造区研究显得更为重要。构造筛分的思想在地貌学研究中也有重要的指导意义。地貌学是一门四维科学,它不仅要从三维空间的角度去研究地貌的点、线、面、体等四要素,而且还要从时间的角度,研究地貌的过去、现在和未来。论文以地貌学时间维作主线,以华南沿海地区宏观地貌（水系、夷平面、晚中生代花岗岩穹窿山、晚白垩世-古近纪红层盆地、晚第四纪盆地等）为例,通过对新老嵌合的复合地貌以及地貌形成的内、外动力作用的筛分,恢复不同阶段地形原貌并发展历史,探讨地貌发展规律、机理和大地构造背景。研究表明,尽管华南沿海地貌类型繁多,新老嵌合,成因复杂,但却显示了一幅和谐统一的图像,显示了筛分思路在地貌学研究的指导意义。文章最后讨论地貌学时间维研究以及科学理论的传承与创新等哲学问题,指出,纪念李四光,更重要的是传承他思想方法和科学方法的精髓,而不拘泥于个别问题,从而促进在中国学者原始创新的道路上大步向前迈进。      

基于3D-ILC球体45º三维双内裂纹复合断裂研究

断裂力学是各领域基础科学,材料内裂纹相互作用是断裂力学的重要研究领域,但目前球体内裂纹相互作用研究成果较少。基于三维激光疲劳内裂纹（3D-ILC）技术,在对球体试样表面无任何损伤的情况下,制作三维平行纯内裂纹,开展45o倾角平行双内裂纹单轴压缩试验,对双内裂纹的裂纹扩展过程、应力双折射规律、断口特征、破坏形态、相互作用等多方面开展研究,进行含双内裂纹I-II-III型圆球断裂数值模拟,分析KⅠ、KⅡ、KⅢ分布规律,与试验相符。结果表明：（1）球体双内裂纹在单轴压缩下之间发生屏蔽作用,主裂纹面穿过两预制内裂纹;（2）翼型裂纹光滑区呈现I-II型裂纹断口特征,翼型裂纹侧面撕裂区呈现“矛状”III型裂纹特征;（3）基于M积分计算的KI、KII、KIII分析与基于断裂特征的I、II、III型裂纹类型分析一致。3D-ILC技术可用于球体内裂纹相互作用断裂试验研究,球体内裂纹试验与理论分析为脆性材料内裂纹扩展及相互作用研究提供试验与理论参考。     

宁夏中卫盆地的沉积特征及其所反映的新构造运动

地表及钻孔资料分析表明:约在上新世,香山山地沿香山-天景山断裂带向东北强烈逆冲上升,山前挤压下陷形成南深北浅、剖面上呈楔形的中卫盆地。伴随挤压作用的进行,盆地南缘部分早期沉积沿一系列南倾叠瓦式断层从南向北逆冲抬升,后期沉积则伴随其南部逆冲而不断北迁,穿越盆地的古黄河也不断北移,使盆地沉积具穿时性。约在中更新世末期,中卫盆地因其北东侧烟筒山断裂强烈活动而抬升,黄河下切,盆地消亡。上述过程可能反映青藏高原东北缘强烈挤压变形的北进。     

广东丹霞山红色成因的矿物学研究

广东丹霞山作为丹霞地貌的典型代表和命名地,对于其独具特色的红色成因至今仍存在争议,本文利用光学显微镜、X射线粉末衍射以及电子探针微区分析对丹霞山红色地层石英砂岩开展了矿物学研究.结果 表明,该石英砂岩中含有的主要矿物为石英、长石和云母等.红色物质主要呈团簇状、串珠状和浸染状3种状态,分布于胶结物和基质中,并在矿物表面形成一层薄膜,使岩石宏观上呈红色.Fe元素是致红色的关键,其来源可能是非晶态的铁氧化物,属于赤铁矿的无定形早期形态或铁络合物的形式.铁镁硅酸岩等母体矿物的继承,以及被地下水机械渗透的碎屑和粘土矿物,都能够为染色提供直接的铁来源.丹霞山的红色是在沉积后改造形成的,地下水的参与促进了长石等矿物的溶解,导致次生孔隙的发育和含铁物质的沉淀.含氧水环境的持续更新有利于溶蚀作用和胶结作用的进行,促使蚀变过程中释放出来的铁和溶液中的铁不断沉淀,导致红色加深,最终形成丹霞山广泛分布的红色地层.对于丹霞山红色成因的研究,有利于为以丹霞山为代表的丹霞地貌红色成因和致色机理研究提供新的科学理论依据.     

高阶有限差分法管波传播数值模拟

为正确认识流体充填钻孔中管波的传播规律,首先给出均匀各向同性介质中包含流体充填钻孔条件下的弹性波动力学方程和二阶速度-应力公式及差分格式的稳定性条件和边界条件;然后利用高阶交错网格有限差分法,结合典型模型,模拟了不同时刻管波的传播快照和复杂层状介质中管波的合成地震记录,并与实际管波地震记录进行了对比。结果表明:在地层分界面、溶洞的边界等波阻抗差异界面处,管波都会产生反射;反射管波的振幅、频率特征受界面两侧的岩石物理性质差异的影响;在理论合成记录中,反射管波与直达管波同相轴的交点与理论模型中地层分界面或异常体的边界一致。     

分布式地理信息系统的负载平衡

首先论述了分布式空间数据库的特征,并根据这些特征简单介绍了一个分布式地理信息系统结构,然后比较深入地介绍了负载平衡及其相关算法等内容,并在设计的系统原型中实现了分布式地理信息系统各节点的负载平衡,最后讨论了如何在分布式地理信息系统中运用负载平衡理论来提高系统的性能。     

下庄铀矿田构造特征及与热液铀矿化的关系

下庄热液铀矿田位于贵东印支-燕山复式花岗岩体的东部,主要有北西西、北北东和北东-北东东向3组断裂。在前人工作的基础上,论文着重对断裂构造进行了野外考察和显微构造分析,初步查明了不同方向断裂自印支期以来的活动历史、性质以及所反映的区域应力场。运用花岗岩的原地重熔原理,提出了下庄铀矿田构造控矿规律。北西西向断裂由晚侏罗世剪切发展成早白垩世追踪张性活动,主要控制辉绿岩浆侵入,晚白垩世时转化为压性,形成北西西向挤压破碎带。北北东向断裂由晚侏罗世剪切发展成早白垩世张剪性活动,控制了粗、细晶石英脉及多种蚀变分布,早白垩世晚期发生了韧性剪切变形,晚白垩世时部分北北东向断裂控制了辉绿岩浆侵入。北东-北东东向构造侏罗纪主要发生褶皱、逆冲,早白垩世主要为左旋压剪活动,晚白垩世转化为拉张,控制了晚白垩世红盆发育。早、晚白垩世之交,主压应力方向由北西 南东转化为北东 南西。贵东岩体经印支、燕山早、中期的多次重熔,为铀的活化迁移及富集成矿准备了良好的前提条件。早、晚白垩世两次铀矿化,与花岗岩层的两次重熔相关。重熔界面上升时,花岗岩层熔化,断裂切割深度小,构成了岩浆热液的通道;重熔界面下降时,花岗岩层固结,断裂深切至重熔层下方,成为基性岩浆上侵的通道。北西西向断裂拉张强度大,是基性岩浆的主要通道,北东-北东东向断裂规模较小,构成容矿构造,而北北东向断裂规模较大,在早、晚白垩世主要作张剪性活动,构成含矿热液主要运移通道,是下庄矿田重要的导矿构造。沿北北东向断裂向上运移的含矿热液遇到北西西向基性岩脉时,铀被还原而富集,含矿热液进入北东-北东东向断裂时,铀被“拥堵”而滞留,两者均是成矿的有利部位。层状花岗岩+“成矿壳层”+断裂构造,是下庄铀矿田下一步“攻深找盲”的思路。     

施肥对荒漠化草原草本植物种群密度和生物量的影响

通过外源施加N肥、P肥和N-P混合肥的试验,研究了荒漠化草原草本植物种群密度和生物量对不同肥料的响应,3种肥料均设置了0(对照)、5、10 g·m-2和20 g·m-2 4个投加水平。一年的研究结果表明：种群密度在3种肥料作用下均随着施肥水平的增大呈现逐渐降低的趋势,尤其是在高的N肥（20 g·m-2）处理下,优势种草本植物茵陈蒿（Artemisia capillaris）、多根葱（Allium polyrhizum）和冠芒草（Enneapogon brachystachyus）的密度及总密度均显著低于对照（p<0.05）;地上部及根部生物量在3种肥料处理下的响应同种群密度,即地上和根部生物量均随着施肥水平的增大而减小,其中,3种优势种草本植物的地上部生物量及总的地上部生物量随着施肥水平的增大均呈现出显著的负相关的关系,其决定系数（R2）均在0.80以上。可见,在荒漠区较低的降水条件下（年降水<180 mm）,施肥会抑制荒漠草本植物的种群密度和生物量,且其抑制作用与肥料种类无关。     

鄂尔多斯盆地侏罗纪西界分析

鄂尔多斯盆地西界,特别是其早—中侏罗世盆地西界,由于不同期次、不同性质的构造相互叠加而模糊不清,究竟是在贺兰山以西还是现在银川盆地以东的问题,至今尚无共识,极大地影响着矿产资源的评价和找矿战略的部署。本文在前人工作的基础上,通过针对性的野外工作,分析和筛分了不同时期的古构造,探讨了晚侏罗世和早—中侏罗世盆地的西界。文章认为,鄂尔多斯盆地西部巨大的近南北向挤压构造形成于晚侏罗世,而东西向的挤压构造则出现于晚三叠世。两期方向截然不同的挤压构造相互叠加,构成了鄂尔多斯盆地西部复杂的叠加构造和不规则的盆地西界。晚期挤压构造较为清晰,表现为近南北向的逆冲推覆构造带和纵贯盆地南北的"古脊梁",使盆地西界退缩到桌子山东麓断裂、横山堡—磁窑堡断褶带以及马儿庄冲断裂和崆峒山断裂以东。早期挤压构造受后期构造的叠加改造,断断续续,时隐时现。近东西向挤压构造受古亚洲域的影响,是印支运动的产物,近南北向挤压构造转受滨太平洋域的作用,是燕山运动的表现。在古亚洲域向太平洋域转换过程中的早—中侏罗世,鄂尔多斯盆地西部出现了近东西向的拉张伸展,在盆地内部表现为近东西向隆起凹陷的古地形,使盆地西缘波状弯曲,而非平直,"银川古隆起"和"汝箕沟—鄂...     

隐伏花岗岩型铀矿床定位预测理论研究进展

我国经济建设的快速发展对矿产资源与能源的需求量越来越大,但在过去半个多世纪以来的找矿勘探,已使得目前在研究程度较高的中国东部地区发现地表或近地表矿床的可能性几乎趋向于零.可以说,未来我国矿产资源储量的增长,很大程度上取决于深部隐伏矿床的发现.