不同截面形态的空心抗滑桩支挡效果对比研究

为了研究矩形截面空心桩和圆形截面空心桩的支挡效果及破坏模式,文章利用压力盒、应变片、钢筋计等传感器装置,开展室内模型试验。研究表明:矩形截面空心桩和圆形截面空心桩桩身最大弯矩分布在滑面上下约5 cm处,分布范围约占桩体自由段长度的1/4~1/2;空心桩桩身集水孔的布置会导致桩体承载能力有所降低,交错布置集水孔时,承载力约降低10%,竖排直线布置承载力约降低25%;圆形截面空心桩破坏时表现为沿滑面受剪破坏,而矩形截面空心桩表现为受压破坏。结果显示矩形截面空心桩的承载能力和抗弯能力优于圆形截面空心桩,在空心抗滑桩设计中应加强桩底至滑面以上1/2范围内的结构配筋,空心桩集水孔宜采用交错布置。     

古地理环境对火山喷发样式的影响:以准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组为例

自然界中,火山的喷发样式常因岩浆或周围环境的变化而发生转换。为了探索沉积盆地古地理环境对古代火山喷发样式的可能影响,文中利用地震、钻测井及岩心资料,厘定准噶尔盆地玛湖凹陷东部下二叠统风城组古地理环境及火山岩的分布;利用岩心和薄片观察、扫描电镜、元素地球化学、电子探针等技术,对取心段火山岩岩石类型、岩石组合和地球化学特征开展了研究。结果表明:(1)取心段火山岩发育4种岩石类型和3种岩石组合,射气岩浆喷发和岩浆喷发2种火山喷发样式类型;(2)射气岩浆喷发以发育熔积岩,具面包皮结构、熔结结构、熔结珍珠结构的熔结凝灰岩和增生火山砾为特征,而岩浆喷发以胶结增生火山砾而形成含增生火山砾熔岩为特征;(3)火山口古地理环境的演化控制着火山喷发样式的类型及其转换,进而影响喷发产物的特征:古地理环境为水下环境时,足量的水和上升的高温岩浆相互作用发生射气岩浆喷发;古地理环境变为陆上时,岩浆发生溢流式岩浆喷发。取心段古地理环境变化的主要原因可能是喷发产物在火山口附近的堆积或季节性气候变化引起的湖平面变化;(4)古地理环境对古代火山喷发的样式类型、喷发过程、喷发产物特征具有重要影响,这可以为盆地中火山岩成因分析和喷发过程重建提供新的视角,为火山岩油气藏的精细勘探开发提供新的思路。     

柴达木盆地南翼山地区微生物碳酸盐岩结构与矿化作用

为明确柴达木盆地西部地区新生界微生物碳酸盐岩微观结构及主要造岩矿物的成因机理,本文利用岩芯观察、薄片分析、扫描电镜及电子探针分析等实验测试方法,对南翼山地区上油砂山组微生物碳酸盐岩微观结构、矿物特征差异性及矿化作用开展研究。分析认为南翼山地区上油砂山组发育厚层泥晶碳酸盐岩,单层厚度3～5 m;局部发育薄层微生物碳酸盐岩,单层厚度以30～50 cm为主,单层最大厚度2 m。微生物碳酸盐岩类型以凝块石为主、局部发育叠层石,二者混合共生,通过扫描电镜在微生物碳酸盐岩中发现了大量钙化的细胞外聚合物(EPS)组构与少量微生物化石,为湖相微生物碳酸盐岩的形成提供了生物学证据。研究结果表明：(1)微生物碳酸盐岩主要矿物类型为方解石,微观组构复杂、类型多样,包括球粒、团粒、菱面体以及片状结构等。球粒粒径分布范围50～80 nm。团粒由若干纳米级球粒聚合黏结形成,粒径为几微米至几十微米。片状方解石往往大小不等、形态各异,粒径通常为1～10μm。(2)发现大量钙化EPS组构及疑似微体化石,包括球状、杆状及丝状体。杆状体微生物化石直径约0.4μm,长0.5～1μm。丝状体微生物化石直径约0.3～0.5μm,...     

湖相重力流水道沉积特征与沉积模式:以鄂尔多斯盆地瑶曲铁路桥剖面三叠系延长组为例*

陆相深水重力流水道的类型细分及其沉积模式是制约其油气勘探开发的重要因素,但研究程度低。通过对鄂尔多斯盆地南缘瑶曲铁路桥剖面三叠系延长组实测、水道形态参数统计及岩相、粒度等分析,开展了湖相重力流水道的沉积特征、沉积过程及沉积模式研究。结果表明:(1)研究区内可识别出4期复合水道,主要为洪水重力流成因。根据其内部单一水道及单砂体形态特征、岩相组成,将其细分为沉积型和过渡型两类。(2)剖面下部2期复合水道为沉积型,以悬浮载荷成因岩相为主,常见块状净细砂岩、薄层泥岩岩相组合和鲍马序列岩相组合;上部2期复合水道为过渡型,岩相以底床载荷与悬浮载荷共存为特征,自下而上以交错层理细砂岩或叠瓦状泥砾细砂岩与含泥砾/泥岩撕裂屑块状细砂岩、平行层理粗粉砂岩及薄层泥岩的岩相组合为特征。(3)结合单一水道规模及其相互关系,建立了区内过渡、沉积型重力流水道的半定量沉积模式。过渡型水道内部侵蚀与沉积作用共存,单一水道宽度小、宽厚比低,呈透镜状,水道间切割性强,砂体横向稳定性较低,表现出不定向叠加、侧向拼接样式;沉积型水道内部由沉积作用主导,单一水道宽度较大、宽厚比较高,呈似板状—透镜状,砂体横向稳定性较高,表现出稳定的垂向加积样式。     

桂西南早中生代流纹岩年代学、地球化学特征及地质意义

印支期桂西南地区处于多板块构造交汇地带,其岩浆构造演化存在很大的争议。对桂西南十万大山盆地两侧酸性火山岩进行了系统的锆石年代学、全岩地球化学及Sr-Nd同位素地球化学研究。结果表明,十万大山盆地两侧酸性火山岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为240.5~248.4 Ma,形成于早三叠世。岩性主要为流纹岩,具有高SiO₂、K₂O、Al₂O₃及低的CaO、MgO特征,A/CNK=1.17~1.25,属于强过铝质高钾钙碱性-钾玄质系列岩石。微量元素整体上富集Rb、Th、U、Zr、Hf,而Sr、Nb、Ti和P元素亏损,稀土元素配分模式表现为轻稀土元素富集右倾型,轻、重稀土元素分馏显著,Eu中等负异常(δEu值为0.44~0.73);Sr-Nd同位素特征显示,样品具有较高的Sr初始值(0.706 21~0.719 51),低的ε_Nd(t)值(-10.67~-9.72),其模式年龄为1.85~1.96 Ga,显示源区可能主要为古元古代的壳源物质。结合前人研究结果,认为研究区流纹岩是华南板块与印支地块后碰撞或碰撞晚期挤压热应力松弛的间隙环境下古老地壳变质泥岩部分熔融的产物。     

无氧条件下黄铁矿表面的羟基化与自氧化

过去20年里,无氧条件下黄铁矿–水界面产生活性氧是黄铁矿表面反应性的重要发现之一。这一反应不仅对现代环境有重要影响,而且在早期地球环境演化中也扮演着重要角色。无氧条件下黄铁矿–水界面产生的活性氧具有极强的氧化性,理论上有氧化黄铁矿自身的能力。然而,无氧条件下黄铁矿–水界面产生的活性氧对其自身是否有氧化作用(即黄铁矿自氧化)及其反应机制还不得而知。本研究采用原位漫反射红外傅里叶变换光谱(in-situDRIFTS)和准原位X射线光电子能谱(quasi-in-situXPS)结合密度泛函理论(DFT)计算,探究了无氧条件下黄铁矿–水界面的自氧化初始反应过程。结果表明:(1)无氧条件下黄铁矿–水界面会发生自氧化反应,生成高价态的硫物种和铁氧化物;(2)黄铁矿–水界面的自氧化反应伴随着羟基的生成和消耗;(3)黄铁矿–水界面的羟基源于水分子在黄铁矿表面缺陷位点的解离作用,可为活性氧的产生提供物源。这些发现不仅揭示了黄铁矿–水界面的羟基化和自氧化过程,还为深入理解黄铁矿–水界面反应在早期地球环境演化中的重要作用提供了认知基础。     

基于自组织特征映射网络-随机森林模型的滑坡易发性评价

为深入探讨评价单元和非滑坡样本选取对滑坡易发性预测的影响,构建了一种基于自组织特征映射网络-随机森林模型的滑坡易发性评价模型。该模型针对栅格单元和斜坡单元在滑坡易发性评价中的不足,结合栅格单元和斜坡单元的相互关系,提出了滑坡易发性指数的优化计算方法。在此基础上,基于随机森林Tree Bagger分类器构建滑坡易发性评价模型,通过对比分析自组织特征映射网络和随机方法选取非滑坡样本对评价结果的影响,探讨自组织特征映射网络、随机森林和自组织特征映射网络-随机森林三种评价模型的有效性;将评价模型应用于大余县滑坡易发性评价。结果显示,随机森林模型和自组织特征映射网络-随机森林模型的预测精度较高,分别达到91.19%和94.94%,成功率曲线的AUC值分别为0.822和0.849,表明自组织特征映射网络-随机森林模型具有更高的预测率和成功率, 自组织特征映射网络聚类的预测精度虽然有限,但作为非滑坡样本的选择方法,能够有效提高随机森林模型的评价精度。     

紫色土坡地泥岩裂隙潜流中的胶体迁移

为探求自然胶体迁移进入地下水的潜力,建立原位坡地径流观测场,研究了2013年夏季3场不同雨型降雨事件下,紫色土坡地(1 500 m2)泥岩裂隙潜流中自然胶体的迁移规律。结果表明:裂隙潜流中胶体对降雨的响应时间为30~90 min,比潜流对降雨的响应更迅速,且取决于坡地雨前干旱情况及降雨强度;胶体浓度峰早于潜流流量峰,峰值浓度相对背景浓度可增加1~2个数量级,最大雨强及雨型决定潜流流量和胶体浓度峰型。气液界面是胶体初始迁移响应的主要驱动因素,雨水混合土壤前期水对土壤介孔和大孔内壁胶体的剪切、裹携是胶体释放、分散与迁移的主要机制。因此,胶体辅助运移可能成为紫色土地区吸附性较强的污染物(如磷、疏水性农药等)的重要迁移方式。     

全新世气候系统的突变及周期性

高纬冰心、海洋沉积物及陆相古气候沉积记录揭示了全新世冰后期(最近1万年以来)存在系列气候突变事件及百年—千年尺度的气候周期韵律,证实了在冰期-间冰期旋回大尺度气候背景下全球气候存在较大不稳定特征这一基本事实。全新世作为与人类文明衔接的最新地质时段,各国科学家针对全新世气候系统变化特征及驱动机制的研究不断取得新的进展,这些成果将为未来气候演化趋势预测提供重要的历史相似性。总结了近年来关于全新世气候系统的突变及周期性研究的一些成果,并进行了概略的评述和展望。