滑坡碎屑化运动物理模型相似材料特性研究

高速远程滑坡物理模型试验中,岩石相似材料的选择是模型试验成功的关键,然而目前滑坡相似材料强度高、难以在缩尺试验中模拟滑坡破碎过程。以重晶石、石英砂为骨料,石膏为胶结剂,羧甲基纤维素钠、甘油、水作为辅助材料,进行可破碎岩石相似材料的配比试验。采用控制变量法研究重晶石与石英砂比例（重石比）、骨料与胶结物比例（骨胶比）、羧甲基纤维素钠含量、拌合水量、甘油含量对相似材料物理力学性质的影响。试验结果表明:所有配比情况下各相似材料物理力学参数的范围分别为单轴抗压强度为0.12～1.47 MPa,弹性模量为25.51～148.12 MPa,黏聚力为1.63～87.39 kPa,内摩擦角为22.70°～35.89°,脆性指标主要分布在0.033～0.145之间;重石比主要控制岩石相似材料的内摩擦角;骨胶比减小,对应的黏聚力和内摩擦角先增大后减小;羧甲基纤维素钠对材料的单轴抗压强度、弹性模量、黏聚力等材料的力学特性以及材料的脆性指标影响均比较大,其中对单轴抗压强度的影响最大。因此,控制羧甲基纤维素钠和拌合水量的含量,并合理调节重石比与骨胶比,在相似比约为1∶600的试验尺度下,最终确定了适用于高速远程滑坡碎屑化过程模拟的低强度高脆性岩石相似材料的配比区间。     

青海团宝山花岗岩年代学、地球化学特征及其地质意义

青海省团宝山花岗岩位于南祁连东段,侵位于古元古代化隆群中。为了解其侵位时代、岩体成因和产出构造环境,利用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学测试方法对团宝山花岗岩岩体样品进行分析。获得其锆石U-Pb年龄为(776±8) Ma;该岩体SiO₂、Al₂O₃和K₂O含量较高,而FeO^T、MgO和CaO含量较低,K₂O/Na₂O大于1,富集Rb、Th等元素,亏损Ba、Zr等元素,具明显的负铕异常,表现为轻稀土富集型稀土配分模式。该岩体为分异程度较高的过铝质钙碱性岩,具S型花岗岩特征,为晚元古代中期陆陆碰撞的产物;源岩为泥质岩或杂砂岩,侵位后在晋宁运动末期和加里东运动中期经历过岩浆热事件。     

复杂环境条件下地铁降水回灌系统设计与研究

针对北京市地铁丰益桥南站和丰益桥南站—终点区间施工降水回灌场地周边复杂环境,基于抽水试验、场地回灌试验、周边回灌试验等,从回灌池的深度、回灌井的深度、单井回灌水量、回灌井布置等方面设计了回灌系统.分别采用解析法和数值法检验了回灌系统方案的合理性,最终确定了以84眼小口径井和1眼大口井进行补充的回灌方案能满足施工降水排水需求.经实际运行显示,系统回灌总量7261×104 m3,实现了地铁降水排水100％资源性回灌.     

同位素水化学指示的新疆孔雀河流域地下水与地表水关系

地下水是孔雀河流域农业灌溉的主要水源之一,其对本地区经济发展的支撑作用日益增强。为实现孔雀河流域水资源合理开发和生态保护,采用环境同位素和水化学方法,研究了孔雀河流域地下水与地表水关系。结果表明:地下水的主要补给来源为河水。含水层成因类型和现代河道分布共同控制着孔雀河流域地下咸淡水的空间分布格局;氢氧稳定同位素对不同水体的相互转化指示作用较强,但难以区别更新世与全新世的地下水;3 H和14 C放射性同位素组分对地下水循环演化及更新能力的指示作用较好,14 C年龄变化特征可以很好指示承压水的运移方向和速率;13 C可作为初步判断地下水类型或年龄的参考指示剂;大量渠系引水灌溉使得潜水接受地表水入渗补给能力增强,更新能力显著提高,但承压水目前的开采利用仍以消耗更新能力差的老水为主。当地应优化调整地下水开发格局,减少流域中游河套内农灌区承压水开采量,加大流域下游微咸水分布区潜水开采利用,降低潜水位,减轻土壤盐渍化,促进水土资源开发的良性循环。     

中非赞比亚成矿带谦比希铜钴矿床钴的赋存状态与成矿规律

谦比希铜钴矿床是中非赞比亚成矿带重要的超大型铜钴矿床之一,由主矿体、西矿体和东南矿体3部分组成,赋矿层位主要为下罗安亚群敏多拉组和基特韦组,岩性包括泥质板岩、泥质石英岩、板岩、石英砂岩等。现有资料对于矿床中钴的赋存状态和含钴矿物成因的研究较为薄弱,这也直接制约了对钴矿的成因认识及今后找矿方向。本次研究聚焦谦比希矿床中的富钴矿物,对该类矿物进行电子探针、微区X射线荧光光谱分析和S同位素研究,通过查明谦比希矿床中钴的赋存状态及成因机制,为今后区域上钴资源的找矿勘查提供理论依据。分析结果表明谦比希矿床中钴以独立矿物和类质同象形式存在,其中独立矿物主要为硫铜钴矿和硫钴矿。在热液黄铁矿(Py2)和磁黄铁矿中,钴含量最高分别可达4.9%和1.5%,Co与Fe含量成反比关系且Co富集区域较为均匀地分布在硫化物中,说明Co取代Fe以类质同象方式赋存于黄铁矿和磁黄铁矿中。此外,谦比希矿床热液期黄铁矿-磁黄铁矿的Co-Ni范围不同于夕卡岩型及其他几种成矿类型的黄铁矿和磁黄铁矿,结合前人对热液矿化期流体包裹体的H-O同位素研究,暗示富钴的成矿流体可能并非岩浆热液流体,而是中-高温的变质热液流体。西矿体斑铜矿和东南矿体磁黄铁矿δ³⁴S值分别为6‰~6.9‰和7.2‰~12.6‰,表明热化学硫酸盐还原作用是谦比希矿床还原性硫形成的主要机制,硫化物在经历了变质作用后δ³⁴S值具有均一化。综合本文和前人已有研究,我们认为钴的主成矿期与卢菲利安造山作用密切相关,造山期中-高温变质热液使得钴、铜等金属元素再富集。NE-SW向挤压形成的褶皱枢纽及特定走向断层的交汇处等构造发育部位可以作为钴矿体的有利找矿地段,而热液脉中的黄铁矿-磁黄铁矿组合可作为区域上寻找钴矿体的矿物标志。     

储集层中高压流体引爆强地震的机理——以5.12汶川地震为例

目前产生地震的机制仍以弹性回跳说为主:地震是因为断层错断使岩层的弹性能释放而引发。但越来越多的学者开始质疑,仅断层错断后的弹性能,是否真能达到实际地震所释放的巨大能量。因此,有必要探讨地震初动后破坏性强震的性质及其真正的能量来源。文章根据沉积地层中的储集层及其压力的特点分析得出,储集层内含有大量的高压流体,其压力在一定条件下可以释放出来,产生流体物理爆炸,有可能是强震能量的重要组成部分。通过计算得出,当断层破裂并刺穿面积较大的储集层时,其压力释放所产生的弹性能可以达到震级8.0以上地震所释放的能量;人为的工程活动也可引发小规模的流体压力的释放现象,如钻井时的井喷、水力压裂会诱发有感地震等。同时,文章根据对距离震中较近的地震台的波形及传播射线路径分析认为,强震波动可能不是横波S波,而是涨缩波P波,据此不能排除强震是由爆炸所致。综合汶川地震多个台站记录到的地震波的时间域和频率域特征、地面观测到的爆炸现象、地震后科学钻探获得的岩心等大量直接或间接证据,说明了这种流体爆炸能量释放的可能性。最后,文章提出了地震活动可分为三个阶段:微破裂阶段Ⅰ,该阶段有流体活动,并可产生动电效应,但未触发地震初动;地震初动后的断裂破裂阶段Ⅱ;由流体压力释放产生地震强震阶段Ⅲ。      

生态地质研究进展与展望

生态地质学是研究生态系统与地质环境之间关系的一门交叉学科,对国土空间生态保护修复工作有重要理论支撑作用。我国生态地质研究工作虽然经过了多年的发展与积淀,但时至今日生态地质学仍然处于研究和探索阶段。鉴于此,基于前人的大量研究,总结了国内外生态地质研究进展: 国际上,俄罗斯建立了生态地质学研究体系,美国发起的地球关键带研究是与生态地质研究十分契合的主题; 在国内,生态地质研究主要着眼于”生态-地质”相互作用过程与机理以及地质环境影响下的系统性生态修复研究。在此基础上,提出了生态地质学涵义及其研究内容、方法技术创新及学科体系构建思路,以期为服务山水林田湖草沙整体保护、系统修复、综合治理和生态地质系统深化研究提供借鉴。     

安庆大别山区矿泉水化学特征及成因模式

安庆大别山区位于大别山造山带东侧,调查研究了该区饮用天然矿泉水6处(锶偏硅酸型2处,锶型1处,偏硅酸型3处),理疗天然矿泉水硅酸水3处。在分析矿泉水的水化学特征和环境同位素特征的基础上,进一步探讨其成因模式。冷泉(井)水(AH1、AH3、AH4、AH5、AH8和AH9)的主要离子为Ca~(2+)、Mg~(2+)、Na~+和HCO_3~-,水化学类型为HCO_3·Ca型、HCO_3-Ca·Na型或HCO_3-Ca·Mg型,TDS值为90～239 mg/L;温泉(AH2、AH6和AH7)的主要离子为Na~+和SO_4~(2-),水化学类型为SO_4-Na型或SO_4·HCO_3-Na型,TDS值为253～426 mg/L。利用δ~2H值和δ~(18)O值估算的冷泉水的补给区高程为217～346 m,平均温度为17.7℃;温泉水的补给区高程为457～668 m,平均温度为12.6℃。9处矿泉水均为大气降水补给,沿断裂带或裂隙带历经一定深度的循环,在山谷、河谷地带出露地表。温泉地下水的循环深度大、水-岩作用时间长,TDS值、特征化学组分含量均高于冷泉水。     

太湖蓝藻水华形成的适宜气象指标

根据2005—2017年卫星遥感反演的太湖蓝藻水华信息,利用区域气象观测数据分析各类气象因子对太湖蓝藻深水华形成的影响,结果表明:①在日平均气温为0～35℃区间内会出现蓝藻聚集现象,其中最适宜气温区间为15.1～35℃,该区间内累计出现蓝藻水华的面积占比达90%、出现大面积蓝藻水华占比达93%;②在卫星观测到蓝藻前6h,平均风速为0.2～4.8m/s区间内能观测到蓝藻水华,其中最适宜的平均风速区间为0.5～3.4m/s,该区间内蓝藻水华累计出现次数占比达94.7%,大面积蓝藻水华主要出现在平均风速2.0m/s的情况下,占比89%;③降水总体上呈负效应,但在观测到有大面积蓝藻水华的情况下,前24h有小雨(10mm)的情形与总降水次数之比达88%,说明小雨的适度扰动有利于形成大面积蓝藻水华;④日照充足有利于蓝藻生长,但并非蓝藻水华形成的必要条件。在此基础上建立的多元回归综合气象指数模型,拟合结果较好,通过了0.001的显著性检验。     

宁波地区空气质量及大气自净能力海陆差异对比

以镇海、奉化分别作为宁波沿海和内陆空气质量代表站。基于代表站2013-2017年污染物资料和2015年12月至2017年2月冬季激光雷达资料,对比分析宁波地区沿海和内陆站点的空气质量差异;利用NCEP的GDAS(Global Data Assimilation System)资料和ERA-Interim高分辨率再分析资料评估两地气溶胶来源及大气自净能力差异。结果表明:宁波沿海和内陆地区中度及以上污染主要集中于冬季,冬季首要污染物以PM2.5为主;镇海NO2浓度较奉化显著偏高,而两地PM2.5 和PM10 浓度差异较小。冬季镇海和奉化3km以下都存在消光系数大的气溶胶集中层,镇海3km内消光系数平均值较奉化偏高约40%。两地中度及以上污染时,镇海和奉化的气溶胶粒子主要来自宁波西北方向的内陆地区,比例分别为90%和63%,镇海地区其余10%左右来自近距离低空偏东气流的输送,而奉化地区有37%来自浙江西南部的短距离输送。冬季当宁波地区出现区域性优和中度以上污染时,浙江北部沿海分别盛行东北风和西北风,空气质量优时混合层内平均风速大于中度以上污染时。浙江省大气自净能力比值呈自西北向东南减小,宁波地区优等空气质量大气自净能力约为中度以上污染的 1.5倍。大气自净能力在不同空气质量等级下差异显著,可作为大气污染发生、发展和消退判定的参考依据。