3D打印技术在岩石物理力学试验中的应用

3D打印技术在岩土工程领域的应用还处于初步探索阶段,但其可重复制造含复杂内部结构的试样是常规室内试验无法实现的。现阶段制约3D打印技术在岩石物理力学试验中应用的主要因素在于3D打印试样强度偏低,延性较强。初步探讨了3D打印后干燥时间、打印胶水浓度对试样强度的影响,在此基础上提出了最优化打印方案,使打印试样在强度和脆性方面均有很大提升;通过改变打印方向模拟了天然层状节理岩石的各向异性特征。研究结果表明,随着打印倾斜角度的增加,3D打印试样的单轴抗压强度先减小后增大,呈"U"型变化趋势,抗拉强度也随打印方向的改变出现明显的各向异性特征,这与天然层状节理岩石相关研究成果相似。研究成果可为3D打印技术在岩土工程领域的推广和室内试验研究提供参考。     

藏东德弄弄巴古滑坡堆积体物理力学特征及稳定性分析

拟建川藏铁路是自然、地质环境最为复杂的铁路工程,地质灾害作为局部乃至全线的关键控制节点,关乎川藏铁路建设的成败。野外调查表明,德弄弄巴古滑坡位于藏东地区藏曲河右岸一级阶地上,在川藏铁路选线或建设过程中备受关注,其稳定性是直接影响着铁路选线的必要条件。本文在野外调查的基础上,对德弄弄巴古滑坡堆积体的物理力学特征和稳定性进行系统分析和计算。结果表明:天然工况下,组成德弄弄巴古滑坡的碎石土干密度达1.75 g/cm^3以上,含水率低于4%,并且堆积体的黏聚力和内摩擦角与含水率呈显著相关性,随含水率增加而减小;基于FLAC3D数值模拟和GEO-SLOPE稳定性分析表明,堆积体在天然和暴雨工况下整体稳定,但在强降雨条件下,坡脚和坡体后缘地形转折处稳定性较差,坡脚稳定性系数仅0.761。该滑坡在暴雨、地震和人类活动等作用下,极有可能发生局部失稳,影响铁路建设和坡体上居民安全,应进行必要的综合治理和稳定性监测。     

南海南部深水区低品质地震资料处理关键技术

中国南海南部深水区勘探前景广阔,但地震资料极其稀少且品质低。针对中国南海南部深水某区块原始地震资料采集于20世纪70年代、无导航文本、海底记录时间不确定、缺道严重及电缆短的品质限制,造成该区仅有的纸质成果剖面上多次波严重、信噪比低、地层构造形态模糊问题,探索出一套适合于工区地震资料处理的关键技术:采用导航重构技术解决无导航文本问题;采用自相关海底拾取技术解决海底记录不确定问题;采用限频F-K域插值技术解决缺道问题;采用组合法压制多次波技术解决因电缆短多次波难压制问题。最后处理效果表明关键技术的应用使该区地震资料处理取得了预期效果。这些技术成果不仅为我国南海南部深水的油气勘探提供较可靠的地震资料,同时为类似低品质地震资料的处理提供了可借鉴的思路和技术。     

The Ordovician Magnetostratigraphy and Cyclostratigraphy:A Review

正The study of magnetostratigraphy and cyclostratigraphy in the last two decades has provided a great deal of opportunities to improve the geologic time scale.The Cenozoic and Mesozoic geologic timescale have been well calibrated (Gradstein et al..2012;Ogg et al,2012;Cohen et al.,2018).However,for the Paleozoic era the uncertainty over boundary ages are still very large.The reasons include that the geomagnetic polarity     

拉萨地体东部早侏罗纪变质和深熔作用

位于青藏高原南部的拉萨地体不仅记录了中生代的新特提斯洋俯冲及随后新生代的印度-欧亚板块陆陆碰撞造山作用,而且还记录了晚古生代-早中生代南、北拉萨地体的拼合作用。本文对拉萨地体东部东久地区的片岩和脉体进行了岩石学和锆石U-Pb年代学研究,表明片岩经历了峰期高角闪岩相的变质作用和部分熔融,中压角闪岩相退变质过程以及晚期的降温、降压过程。片岩记录了峰期矿物组合蓝晶石+石榴石+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,退变质矿物组合石榴石+夕线石+堇青石+黑云母+斜长石+钛铁矿+石英,晚期退变质矿物组合堇青石+黑云母+白云母+绿泥石+斜长石+钛铁矿+石英。相平衡模拟研究表明,片岩的峰期变质作用温度、压力条件约为720℃、0.9GPa;退变质条件约为670℃、0.59GPa以及480℃、0.12GPa。全岩地球化学研究表明,含石榴石长英质脉体具有显著的Eu元素正异常(δEu=3.57),为斜长石堆晶的产物。锆石U-Pb年代学表明,片岩和脉体在早侏罗纪的181 Ma和195 Ma发生了变质和部分熔融作用。本文结合已发表研究结果表明,东久地区的高级变质岩可划分出不同的构造岩片,在早侏罗纪先后经历了相似温、压条件的变质作用,为南、北拉萨地体碰撞造山作用的产物。     

鄂西走马地区南华纪古城期-南沱早期古气候和古氧相演化：来自细碎屑岩元素地球化学的证据

新元古代后期地球经历了至少两次全球规模的冰川期,分别为Sturtian冰期和Marinoan冰期。鄂西走马地区南华系古城组与南沱组分别属于Sturtian和Marinoan冰期沉积,大塘坡组代表间冰期沉积,同时,大塘坡期是我国重要的成锰时期。本文通过对走马地区ZK702钻孔岩心古城组、大塘坡组、南沱组底部细碎屑岩样品元素地球化学的研究,计算了CIA、CIW、PIA、Al/Ca、Rb/Sr、V/Cr、U/Th等特征值,探讨了该区南华纪冰期至间冰期的古气候和古氧相演化过程,结合岩石学证据认为：古城冰期气候寒冷干燥(CIA值从底部的69. 2过渡至57. 8,均值为62. 2),大塘坡间冰期早期气候依然寒冷(CIA值介于54. 3～62. 7,均值59. 7),大塘坡中晚期气候恢复温暖湿润并趋于稳定(CIA值介于70. 2～81. 1,均值75. 8),南沱冰期气候又转向寒冷干燥(CIA值由78. 6降低至61. 9),CIW、PIA、Rb/Sr值等指标反映的古气候演化过程与CIA值反映一致,Al/Ca值的变化也反映了陆源碎屑输入量随着古气候波动;V/Cr、U/Th、Ni/Co等比值反映出研究区古海洋古城期-南沱早期总体处于氧化环境,其中大塘坡早期处于弱氧化环境,古城期、大塘坡中晚期和南沱早期处于氧化环境;研究区大塘坡锰矿形成于间冰期早期寒冷气候下的弱氧化环境,气候转暖后锰矿停止沉积,锰矿成矿与古气候和古氧相具有耦合关系。     

海域金矿找矿方法研究——以山东省莱州市三山岛北部海域金矿为例

莱州市三山岛北部海域金矿区是世界上第一个查明的海域岩金矿。它通过追索延伸至海域的三山岛断裂,圈定破金找矿靶区。利用海域高精度磁测和浅地层剖面测量配合海上钻探,找到了海域大型金矿。以三山岛海域金矿普查为依托,研究出来的这套海域金矿找矿方法和海上钻探平台,可为今后开展海域金及其它与断裂有关的矿产资源找矿,提供指导和借鉴。     

渤海海域黄河口南斜坡火山岩地层划分及意义

渤海海域黄河口南斜坡新生代火山岩规模大,喷发期次多,非均质性强,地震反射杂乱,地层划分对比难度大。为了厘定渤海海域黄河口南斜坡火山岩系地层层位,对研究区火山岩的岩石学特征及火山岩系夹层中的化石展开系统研究。薄片分析结果表明,渤海海域黄河口南斜坡火山岩主要分为火山熔岩和火山碎屑岩两大类,其中火山熔岩主要有杏仁状玄武岩、气孔玄武岩、致密玄武岩、辉绿岩以及角砾熔岩四种,火山碎屑岩以凝灰岩为主。结合渤海海域黄河口南斜坡火山岩中常见铁方解石、沸石、绿泥石等热水沉积矿物、部分玄武岩保存有淬碎结构、氧化系数(Fe2O3/FeO)低以及火山岩与黑色泥岩互层等四方面,证据证实研究区部分火山岩具有水下喷发特征。渤海海域黄河口南斜坡火山岩系夹层中发现了丰富的介形虫、藻类和孢粉化石,指示火山岩系上段为东营组二段沉积,火山岩系下段主体为东营组三段。根据化石的层位指示意义,明确黄河口南斜坡东营组三段沉积时期物源主要来自莱北低凸起的中生界和沙河街组一段地层。通过化石的古环境指示意义,对这套地层的形成过程进行恢复。这套地层层位的落实对明确黄河口南斜坡新生代油气成藏规律具有重要意义。     

甘肃白银厂折腰山VMS矿床蚀变带元素迁移及定量计算

折腰山矿床是甘肃省白银厂矿田内最典型的火山成因块状硫化物(VMS)矿床,赋矿围岩主要为奥陶纪石英角斑凝灰岩,属于FⅡ类流纹岩,为弧后环境的产物,在海底对流循环成矿作用过程中,遭受强烈的热液改造,形成了多种类型的蚀变。文章将折腰山矿床蚀变围岩分为弱蚀变带→绢云母硅化带→绿泥石化带→矿化带,利用蚀变趋势图解和质量迁移计算等方法,定量揭示了热液蚀变过程中元素的迁移规律。研究表明:①从弱蚀变带→矿化带,蚀变强度逐渐增大,主量元素P、Mn有一定活动性,二者的迁移量分别为-8.8%～8.8%和-1.8%～9.9%,但迁移趋势不规律;Si迁移量变化范围较大,为-16.2%～83.73%;Na、Ca、Sr大量迁出,其中Na、Ca最大迁出量分别可达-3.11%和-2.71%;Mg、Fe依次迁入,并在绿泥石化带中达到最大值9.49%和69.73%;K在绢云母化带中迁入量出现峰值1.6%,其后逐渐迁出,最大可达-2.22%;Rb的迁移行为与K一致;②高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等在热液蚀变过程中相对保持惰性;Al、Ti及Y表现为弱活动性;③主要成矿元素Cu随蚀变强度的增大,其迁入量有递增的趋势,Pb、Zn在矿化带中迁入,其余各带均为迁出;④热液活动过程中,SiO_2活化再沉淀,形成硅化蚀变;K的迁入形成绢云母化,并消耗了H~+,使热液酸度减小;Mg、Fe的迁入在还原环境下形成绿泥石化,并伴随金属硫化物的沉淀。因此,折腰山矿床中的绿泥石化可能是导致矿质发生沉淀的重要蚀变作用,其在勘查工作中可以作为寻找VMS矿体的重要标志。     

蔗渣生物质炭对喀斯特农田石灰性土壤氮转化过程的短期影响

生物质炭对于土壤中不同形态氮库的含量影响已有较多研究,但对西南喀斯特区石灰性土壤氮素形态,尤其是控制氮素形态的转化过程研究较为缺乏。本研究设置土壤中添加1%(C1)和3%(C2)蔗渣生物质炭2个用量水平,并以不施用蔗渣生物质炭作为对照(CK),共3个处理,通过 15 NH 4 NO 3 和NH^15 4 NO 3 成对标记技术,结合MCMC氮素转化模型研究了不同用量的蔗渣生物质炭对石灰性土壤氮转化过程的短期影响,为该地区蔗渣资源化利用和土壤氮保持提供理论支撑。结果表明,与CK相比,添加蔗渣生物质炭能够快速提高土壤pH和有机碳含量。添加生物质炭并没有显著改变土壤氮的矿化、铵态氮(NH^+ 4 )和硝态氮(NO^- 3 )的微生物同化和异养硝化速率,但NH^+ 4 吸附速率随生物质炭用量的增加而提高,以添加量最高的C2处理最大。添加生物质炭同样提高了土壤NH^+ 4 释放速率,但C1和C2处理的土壤NH^+ 4 释放速率并无显著性差异。与CK和C1处理相比,施用高量蔗渣生物质炭通过抑制自养硝化速率而显著降低了硝态氮净产生速率。这些结果表明,施用高量蔗渣生物质炭于石灰性土壤中可快速实现对NH^+ 4 吸附,降低自养硝化速率,减少NO^- 3 产生,从而降低了其损耗和淋失风险。