镉同位素体系及其在地球科学和环境科学中的应用

镉是典型的亲硫元素,常赋存于各种硫化物矿床中.在环境体系中,镉是微生物所需的营养物质,其元素的循环受生物活动的影响.已有研究表明蒸发/冷凝过程、生物及无机过程都会导致镉同位素发生分馏,因此镉同位素研究在地球科学、环境科学具有独特的应用前景.与此同时,多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)技术的应用成功地实现了地质样品中镉同位素组成的高精度测量,使得镉同位素地球化学研究获得了蓬勃发展.本文基于当前最新研究成果,对镉同位素体系进行了详细综述,重点探讨镉的地球化学行为及同位素分馏机制,镉同位素在各物质储库中的分布特征及其在地球科学、环境科学中的应用,镉同位素测试技术.镉同位素地球化学的研究尚处于起步阶段,深入开展镉同位素分馏机理、完善镉同位素在各物质储库中的分布、建立统一的同位素标准体系的研究,将推动镉同位素在地球科学和环境科学领域的广泛应用.     

泥石流堆积物的结构维数及其地质意义

研究表明,泥石流堆积物的粒度组成具有分形特征.一般,取Mr为粒径小于r的颗粒含量,据之计算泥石流堆积物的结构维数.这种计算方法忽略了能够反映泥石流动力特征的粗大颗粒,而且不便于现场实施.本文把M定义为粒径大于r的颗粒含量,不仅突出了粗大颗粒的特征,而且便于现场实施.与一般方法相反,新方法所得泥石流粒度分维曲线倾向r轴正向,与粒度轴具有唯一的交点,该交点所表示的粒度反映了泥石流所能携带的最大块度,据之可对该地区泥石流的运动速度及对建筑物的冲击力作出估计.     

西藏扎墨公路嘎隆拉隧道岩爆倾向性实验研究

岩爆是高地应力山区硬岩隧道施工主要地质灾害之一,岩爆倾向性分析是研究、预测岩爆的主要方法。西藏扎(木)墨(脱)公路嘎隆拉隧道埋深大,地应力高,岩性主要为花岗岩,发生岩爆的可能性大。结合嘎隆拉隧道工程实践,在隧道钻取了岩芯试样,进行了岩石单轴压缩实验、单轴压缩加载和卸载实验以及Kaiser效应声发射实验,开展了岩爆倾向性研究。实验结果表明,岩石冲击性能指标WCF(峰值荷载以前的能量积累与峰后的能量耗散之间的比值)皆>3.0,大多数试样的弹性变形能指数WET(全应力—应变曲线峰值前区卸载曲线下面的面积与加卸载曲线之间的面积之比)>2.5,岩石具有强岩爆倾向;岩石声发射(AE)撞击数累计数-时间曲线特征属于第III类,当应力接近峰值时声发射突然迅速增大,岩石很快发生突然而猛烈的破坏,其岩爆倾向性强。隧道施工实践表明,在研究区段有岩爆现象发生,但由于地下水较发育,定为弱岩爆现象。岩爆倾向性研究为嘎隆啦隧道安全施工和支护设计优化提供了信息,也为西藏复杂地质条件下类似工程建设提供一定的借鉴。     

德兴铜矿闪长玢岩SHRIMP 锆石U–Pb 定年及原位Hf 同位素研究

江西德兴铜矿是中国东南部最大的斑岩型铜矿,前人对该矿床的含矿花岗闪长斑岩、成矿物质来源和流体演化等方面已进行了大量研究,却对该矿床内出现的脉状石英闪长玢岩缺乏较多的关注。本研究对德兴斑岩铜矿铜厂矿区的脉状石英闪长玢岩进行了SHRIMP 锆石U–Pb同位素定年,获得了一个206Pb/238U 谐和年龄加权平均值153.5 ± 2.4 Ma（2σ,MSWD = 2.5）,表明其形成于晚侏罗世（～153.5 Ma）,可能处于由古太平洋板块向欧亚大陆俯冲引起的弧后或弧内拉张构造环境。对其锆石原位Hf 同位素和全岩Nd 同位素研究显示该侵入体具有较高的εNd(t) 值（～0.5）和εHf(t) 值（～4.73）,暗示其很可能具有壳–幔混合的物质来源。可见,德兴地区的构造活动既经历了早期（170～171 Ma）的 由古太平洋板块俯冲形成的陆缘弧环境,又经历了后期（～153.5 Ma）的弧后伸展环境,分别形成了与成矿相关的花岗质岩浆和与成矿无关的闪长质侵入体。     

火山岩中囊状体的特征及其鉴别

熔岩和火山碎屑岩是两类最主要的火山岩,分别代表了两种不同的火山喷发方式和成岩过程,是火山岩分类命名中首先要注意区分的。囊状体具有与浆屑很相似的形态和结构,但对其研究还相当不足,易导致富含囊状体的流纹质—英安质熔岩与富含浆屑的熔结凝灰岩相混淆,产生熔岩与火山碎屑岩分类上的错误。本文首次介绍囊状体的基本特征并分析其与浆屑之区别。囊状体由矿物集合体(结晶内带)和外围脱玻体(脱玻外带)构成,因形态总体似囊状而得名,可呈条带状、透镜状,两端呈撕裂状或须状等,有时也呈斑块状消光和脱玻褪色体;它们是火山岩中微小的高温气相或液相长英质组份结晶、并释热诱发周围玻璃质脱玻形成的一种原生岩石结构。正确区分囊状体和浆屑对火山岩的分类命名及成因研究有重要作用,并避免火山碎屑岩的人为扩大化。     

基于CI指数的甘肃省黄土高原地区气象干旱的变化趋势分析

基于甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010年气象资料, 利用综合气象干旱指数(CI)对其近50 a的干旱频率和平均持续时间的空间分布、 干旱强度趋势变化和极端干旱事件频次进行了分析, 此基础上应用基于分型理论的R/S方法对干旱强度未来变化趋势进行了预测. 结果表明: 甘肃省黄土高原区干旱发生频率和多年平均持续天数在兰州-靖远一带和庆阳北部属于高值区, 而岷县、 渭源一带属于低值区; 106° E以西"临洮-通渭-天水"一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方. 20世纪90年代以来, 干旱强度增大的较快, 四季均呈现出干旱强度变大的趋势, 其中春、 秋季干旱强度加剧的趋势明显, 夏季近10 a都处于非常严重的干旱状态, 但未通过0.01的显著性检验; 20世纪60年代至今, 极端干旱事件发生频次快速增多. 四季干旱强度Hurst指数H 均大于0.5, 同时分维数D 均小于1.5, 因此, 未来一段时间干旱强度仍然保持与过去相一致的变化趋势. 研究结果可为相关部门制定相应抗旱对策提供科学依据.     

隧道衬砌结构三轴压缩蠕变特性试验研究

使用MTS-815液压伺服系统对隧道衬砌的混凝土试件进行了三轴压缩蠕变试验,当压缩蠕变强度达到混凝土试件抗压强度的85%时进入加速蠕变阶段。分析了隧道衬砌混凝土三轴压缩蠕变变形的特点,确定采用摩尔-库仑准则和Burgers模型串联组合而成的黏弹塑性模型可以合理地描述衬砌混凝土的蠕变特性。组合模型的黏弹性状态与Burgers模型一致,塑性状态与Mohr-Coulomb模型一致,它不仅能够反映衬砌结构蠕变的全过程,且能模拟材料的黏弹塑性变形特性,解决了典型Burgers蠕变模型只能描述黏弹性蠕变的缺陷。同时也研究了三轴试验条件下组合蠕变模型参数的求解方法,得到隧道衬砌混凝土的蠕变参数。     

齐心协力来救火

6月,是收获麦子的季节。然而,令基层工作人员头疼的是,村民焚烧秸秆成了老大难。这不,6月6日,天刚擦黑,在荥阳市贾峪国土资源所工作人员动态巡查返回的路上,突然发现远处的田地里浓烟滚滚。     

起伏地表组合震源地震波场定向方法

多个震源组合激发通过改变激发延时,可以得到沿某方向传播的地震波场,即定向地震波场激发技术,它可用于特定目标体的照明与探测之中.本文以水平地表的组合震源定向激发原理为基础,推导了倾斜地表情况下的组合震源定向激发公式,并计算绘制了其理论方向图.另外本文将组合震源波场定向方法推广至任意起伏地表,根据惠更斯菲涅尔原理,提出了旋转坐标方法,即将水平坐标旋转至定向波场传播方向法向的倾斜坐标,可方便地计算震源传播至定向波场波前面的走时,作为组合震源的激发延时.根据本文提出的方法,我们分别计算了倾斜地表条件与复杂地表条件定向地震波场的组合震源延时参数,通过波动方程数值模拟技术得到的波场快照验证了本文方法的有效性.