柴北缘大煤沟组七段页岩地球化学特征——对中侏罗世晚期物源及风化作用的指示及意义

柴达木盆地北缘中侏罗世晚期沉积的大煤沟组七段页岩（J₂d7）记录了该地质历史时期的物源、风化作用及对应的气候和构造特征信息。对钻井岩芯样品进行元素地球化学分析,结果显示,较高的Al₂O₃/TiO₂,La/Sc,Th/Co,较低的TiO₂/Zr,以及TiO₂-Zr、La/Sc-Th/Co、La/Th-Hf、La-Th-Sc组成表明大煤沟组七段页岩物源主要为长英质花岗闪长岩。A-CN-K组成特征指示钾交代作用对页岩的影响有限,整体较高化学蚀变指数（CIA）、化学风化指数（CIW）、斜长石蚀变指数（PIA）表明物源区经历了中等-强烈的化学风化作用,且自下而上,风化作用逐渐减弱,结合逐步降低的古气候指数C值及增高的Sr/Cu值,可得出在中侏罗世晚期柴北缘地区的古气候条件由温暖潮湿向干旱炎热明显转变,为该时期我国西北地区"干热化"事件在柴北缘的具体表现,同期构造沉降幅度大于因气候变干导致的湖平面下降速率,为有机质的富集提供了有利条件。     

基于材料非线性的两种海缆弯曲限制器的有限元分析与试验验证

海缆在使用过程中,受到洋流冲击及自身重量的影响,容易过度弯曲,从而影响海缆的寿命,造成经济损失。弯曲限制器是防止海缆过度弯曲的重要附件。文中建立海缆弯曲限制器A、B两种不同结构的模型,通过有限元模拟分析,比较在相同弯矩载荷下两种结构的锁紧弯曲半径及应力、应变情况,并通过试验验证两种结构的实际使用情况和模拟分析结果的一致性,为海缆弯曲限制器的优化改进提供了参考。计算结果表明:随着弯矩的增大,两种结构的锁定弯曲半径的变化趋势一致,但相同的弯曲半径下所能承受的载荷和两种结构曲率的平缓度有着较大的差异;在相同的应用环境下,B型结构能够更好地保护海缆,限制海缆的最小弯曲半径。     

空调系统对城市大气温度影响的模拟研究

人为热排放对城市边界层气候效应的影响起着举足轻重的作用。在人为热源的组成中,建筑物内部的能源消耗、热量产生以及室内外热量传输与交换,对于城市热环境的改变有着非常重要的作用。因此,为研究室内空调系统的产热和通过屋顶、墙面、地面进行室内外热量传输扩散,并对室外热环境产生的影响,运用WRF（Weather Research and Forecasting Model）模式,选取BEP+BEM城市冠层参数化方案,即基于多层城市冠层方案BEP（Building Effect Parameterization）增加室内空调系统影响的建筑物能量模式BEM（Building Energy Model）的方案,以南京2010年8月2—3日,夏季三伏天晴天小风天气作为背景天气进行模拟研究。结果表明,采用WRF模式考虑空调系统室内、外能量交换的BEP+BEM参数化方案,能够更好地模拟出夏季晴天城市近地层气温。当假设空调全天开启时,白天模拟值与观测值吻合较好。夜间温度模拟值高于观测值,在22时—次日00时（北京时）,存在1℃左右的偏差。白天空调系统开启对于城市近地层气温的影响不明显,而夜间使得城市气温普遍升高0.6℃,尤其是在居民区密集的地方,22—23时最大有2℃左右的升温。当调整室内空调目标温度从25℃调至27℃时,空调系统能量总释放量减少12.66%,13—16时温度下降最大,平均约为1℃,建筑物越是密集,温度下降幅度越大。      

招平断裂带中段构造原生晕地球化学特征及找矿模型

招平断裂带是胶西北地区重要的金矿成矿带,该带上已发现多个特大型、大型、中型金矿床,金矿床的成矿具有多期、多阶段叠加的特点。该文对招平断裂带中段深部构造地球化学特征进行了研究,成矿元素异常组合为Au,Ag,Cu,Pb,Zn,As,Sb,Bi,B,Hg,Mo,As,Sb,Hg为头晕指示元素;W,Bi,Mo,Sn为尾晕指示元素;近矿指示元素为Au,Ag,Cu,Pb,Zn。据此建立了构造地球化学找矿模型,确定了构造地球化学找矿预测标志,为深部找矿提供了地球化学依据。     

动力地形控制下的大河水系演化

大河既是人类文明的发源地,也是大陆地貌乃至地球表层系统中最重要的组成部分。大河水系形成与演化的决定性因素是大陆构造演化引起地形的改变。传统观念认为,大河水系的演化主要受板块构造的影响即“构造地形”,但越来越多的证据表明,地球地形并非单纯由板块水平运动塑造,还包括由地幔对流造成的“动力地形”的影响。从深部地幔对流控制下的动力地形与地貌演化模型两方面,分别介绍了其概念,模拟计算以及模型验证。并以北美、澳大利亚、南美以及非洲的大河水系演化为例,阐明了大河水系的演化与长波长动力地形之间存在的耦合关系,相对于构造作用的局部影响,长波长动力地形能影响甚至改变大陆尺度上的水系演化模式。最后简要综述了亚洲的构造背景及动力地形研究进展,亚洲特别是东亚地区从侏罗世开始就受到了多阶段板块汇聚与俯冲的影响,动力地形情况复杂,但最近的研究表明东亚地区的水系演化与动力地形之间存在相应联系,这对亚洲地区的构造—沉积演化研究具有重要的指示意义。     

基于最小作用原理的Richards方程变分解

经典的Richards入渗控制方程属于偏微分方程,具有强烈的非线性,难以求得解析解。以入渗时间为最小作用量,基于Richards方程建立关于入渗路径的时间泛函,将考虑重力项的非饱和土垂直入渗问题转化为泛函极值问题,并构造等价的Euler-Lagrange方程进行求解。计算结果表明,扩散系数D（?）与概化湿润锋距离具有函数关系,当扩散系数D（?）形式已知时,可求得最优路径下湿润锋处含水率、较远处湿润锋最小含水率、土壤含水率最大熵分布3个问题,并基于最优路径检验了本研究条件下,Boltzmann变换和线性变换求解Richards方程的精度。求解过程未引进新变量化简Richards方程,不改变原方程结构,因此其解具有普遍性,可作为非饱和土力学计算的一个补充。     

水力裂缝穿越非连续面扩展时的断裂过程研究

非连续面发育是非常规油气储层的显著地质特征之一,水力裂缝能否穿越非连续面扩展会关系到压裂的改造效果。为研究水力裂缝穿越非连续面扩展时断裂过程区（fracture process zone,简称FPZ）发育特征,采用自主设计的可视化压裂试验装置对含预制摩擦界面的砂岩平板试件开展水力压裂试验。基于数字图像相关法实时监测了水力裂缝正交穿越界面扩展过程中的位移及应变场特征。试验结果表明,水力裂缝穿越界面扩展之前,断裂过程区已经开始跨越界面发育;裂缝能否穿越界面扩展在FPZ的初始发育阶段已经注定,不受FPZ内应力软化过程影响。基于Renshaw-Pollard准则建立了考虑FPZ边界范围的裂缝穿越非连续面扩展准则,并通过前人及文中试验数据进行了可靠性验证。相比而言,改进准则更准确地考虑了裂缝前端线弹性断裂力学的适用范围。研究发现FPZ长宽比对裂缝穿越界面扩展准则有显著影响,相同条件下,FPZ长宽比越大,裂缝正交穿越界面扩展所需要的摩擦系数下限值越小。     

黔北某锰矿区土壤重金属污染特征及潜在生态风险评价

黔北某锰矿区紧邻主城区,上世纪至本世纪初,大量开采及粗加工产生的矿渣随意堆放,可能导致周边土壤环境恶化,评价其土壤重金属污染特征及潜在生态风险,对于土壤生态环境保护及污染防治具有重要意义。在黔北某锰矿区共采集有效土样188个,测定As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn含量及pH,分析其污染特征及综合潜在生态风险。结果表明,区内土壤中8种重金属元素平均含量均不同程度超过贵州省土壤背景值,Cd、Cu、Ni、Hg、As属于强变异,Zn、Pb、Cr属于中等变异。单因子污染评价结果表明,除Hg、Pb为清洁以外,其余6种重金属总体上处于轻度污染。内梅罗污染指数显示区内主要受到轻度污染,局部受到重度污染。综合潜在生态风险总体上处于轻微生态危害,中等及强生态危害区主要分布在研究区北部,其轻微、中等及强生态危害分布面积占比分别为6910%、2990%及101%,主要影响因子为Cd和Hg。相关性分析结果表明,区内矿渣堆周边土壤中Cd、Cr、Ni、Zn可能来自未处置锰矿矿渣;研究区南西侧Cr、Ni、Zn可能来自于工业园区及交通运输。     

山东黄河冲积平原区地氟病与地球化学环境相关性研究

山东黄河冲积平原区是山东省地氟病的重病区,危害严重。选择其中的郓城、嘉祥、博兴3县进行土壤氟含量、饮水氟含量、儿童尿氟、儿童氟斑牙检出率、氟斑牙指数、成人尿氟、成人氟骨症检出率等指标进行调查,结果表明区内土壤、饮水氟含量和群体的尿氟含量普遍较高,高氟的危害和地方性氟中毒病情十分严重。在分析氟元素在土壤、饮水中的分布及变化规律的基础上,开展地方性氟中毒病与生态地球化学环境相关性研究,认为地方性氟中毒病与土壤中氟含量、饮水氟含量呈正相关关系。     

监控系统防雷技术要点

电子监控系统对雷电过电压、操作过电压、静电放电、电磁辐射等电磁干扰非常敏感,仅紫云县平均每年就有3次监控系统设备遭受雷击过电压破坏的案例,因此,有必要对这些设备进行防雷保护。文章介绍在电子监控系统雷电防护实践方面的经验。