藏北羌塘盆地侏罗纪含颗石藻黑色岩系地球化学特征与地质意义

藏北羌塘盆地侏罗系发育一套富含有机质的黑色岩系,化石较为丰富而倍受地质学家关注。本文选择双湖地区毕洛错剖面,从有机地球化学和元素地球化学方面分析富含颗石藻黑色岩系特征。研究表明,研究区黑色岩系有机碳含量为2.84%~3.71%,氯仿沥青"A"含量为0.18%~0.29%。有机质类型为Ⅱ1型,母质主要来源于浮游生物及少量陆生植物,Tmax为429~435℃,显示该套岩系处于未成熟阶段。研究区样品的主量元素Si、Al、Ca等元素较富集,表明该套黑色岩系以陆源碎屑输入为主;V/Cr、U/Th、Ni/Co、V/(Ni+V)特征比值、U和Mo的富集以及Eu和Ce无明显异常,反映了该套黑色岩系主要沉积在弱还原环境,有利于有机质保存。以上研究表明,研究区含颗石藻黑色岩系为较好的烃源岩,保存条件较好,可以作为进一步勘探开发的有利烃源岩层。     

基于人工智能(AI)的地质灾害防控体系建设

近年来,人工智能(AI)技术得到快速发展,并日益融入到经济社会各个领域,成为当代创新发展的新标志,智能防灾减灾将成为未来发展的趋势和研究的热点。在回顾AI发展现状与趋势的基础上,系统梳理出以往地质灾害风险防控的数据依据和传统技术方法,分析了可能采用的潜在AI方法,初步搭建了基于AI的地质灾害风险防控体系建设方案。研究表明,AI技术为地质灾害风险防控提供了新的技术途径,但目前尚无可照搬或可移植的成熟技术或解决方案。智能防灾减灾体系包括早期识别、风险评估、风险防控等3个主要环节,其中最重要的环节是早期识别,传统方法与AI技术融合的关键参数为斜坡失稳概率或泥石流发生概率;根据所依据的数据资料将早期识别方法归纳为图像识别、形变识别、位移识别、内因识别、诱因识别和综合识别等6种方法;提出了从数据层、方法层和应用层3个层次构建基于大数据智能混合优化的地质灾害风险防控平台。认为数据驱动的智能模型与理论驱动的物理模型融合是地质灾害风险防控发展的趋势。     

地震作用下水平层状岩质边坡累积损伤与破坏模式研究

研究边坡在反复地震作用下的累积损伤对于库区岩质边坡的长期稳定性分析具有重要意义。结合振动台试验与理论分析方法,对水平层状岩质边坡在反复地震作用下的累积损伤与破坏模式进行了深入研究。结果表明:采用混凝土疲劳裂纹扩展的双K准则可以很好地解释边坡的累积损伤曲线的变化趋势,完整的累积损伤演化曲线表现出初始损伤、细观裂纹扩展、宏观裂缝扩展3个阶段;分别采用三次多项式和幂指数建立了微小地震和强震作用下边坡岩体累积损伤演化模型并取得了良好的拟合效果,微小地震作用下边坡岩体累积损伤曲线表现出初期略微下降、中期线性增长、后期平缓增长的正"S"型的3段式特征,强震作用下边坡岩体累积损伤相比微震作用下有较为快速的增长,且在边坡破坏前增速加快。频发微震作用下,水平层状岩质边坡在坡体上部形成阶梯型破坏面并向坡面出露,在坡体下部形成平直的剪切破坏面,坡体最终的破坏面呈阶梯状。     

置换减载与加筋复合处理方法对路基不均匀沉降控制效果研究

为了解决高速公路常见的不均匀沉降问题,提出了一种置换减载与加筋相结合的复合路堤处理技术。该技术利用具有一定刚度的PVC管置换路堤填土,减轻路堤自重荷载的同时发挥圆管的加筋作用,使得地基中附加应力减小,从而达到控制路基不均匀沉降的目的。为了验证该技术对地基不均匀沉降的控制效果,开展了置换减载与加筋复合处理路堤与未经处理普通路堤的大型模型试验,通过观测其在多级荷载作用下不均匀沉降的发展规律及沉降随时间的变化规律,并结合沉降理论进行分析验证,揭示了置换减载与加筋复合处理方法控制不均匀沉降的机制。该成果为加筋路堤或轻质置换路堤的设计及计算提供了理论依据。     

激光焦平面变化对LA-ICPMS锆石U-Pb定年准确度的影响

元素分馏是影响LA-ICPMS锆石U-Pb定年准确度的重要因素之一,通常利用标样进行校正。激光聚焦位置变化会引起剥蚀坑形貌及U-Pb分馏的改变,标样和样品聚焦条件不一致将导致标样难以准确校正样品,并最终影响定年结果的准确性,但影响的程度、机制及可容忍范围目前尚不清楚。为此,文章以91500为标样、GJ-1为样品,详细研究了聚焦偏离30μm范围内剥蚀标样与样品锆石的剥蚀坑形貌变化以及由此导致的U-Pb定年误差。实验表明,在距离锆石表面30μm范围内,标样和样品焦平面同步变化时,二者U-Pb分馏形式及程度基本一致,激光焦平面偏离所引起的样品年龄与TIMS推荐值的偏差小于1%;当二者聚焦不同步时,标样与样品的U-Pb分馏差别显著,年龄偏差最大可超过3%。激光聚焦不同步导致的标样与样品剥蚀坑纵横比差异是引起年龄误差的根本原因,激光焦平面偏离锆石表面超过15μm,剥蚀坑坑口明显变大,纵横比减小,U-Pb分馏形式及程度发生改变。通过预剥蚀锆石,观察剥蚀坑轮廓,使激光焦平面在距离锆石样品表面15μm范围内,可确保标样与样品剥蚀坑形貌及U-Pb分馏状态一致,提高LA-ICPMS定年的准确度。     

嵌岩桩负摩阻力现场试验与计算方法研究

桩-土剪切位移对桩基负摩阻力发展有重要的影响。在既有研究的基础上,通过桩周土体沉降与桩身应变的监测结果建立了计算桩-土剪切位移量的方法。利用该方法对浅中层桩-土监测数据进行分析,确定了在桩顶自由条件下该试验场地桩-土剪切位移量在4~5 mm;对于深层桩-土没有达到该剪切位移量,负摩阻力则无法发挥至极值。根据负摩阻力的发挥特征,改进了规范中嵌岩桩负摩阻力的计算方法,该方法同时考虑了桩周土竖向有效应力与桩土剪切位移的影响。使用该方法计算的负摩阻力与实测结果较为吻合,获得的下拉荷载能够达到安全与经济的效果,可供工程设计参考、借鉴。     

渗流作用下北京砂卵石地层多排管局部水平冻结体温度场试验

为研究渗流作用下多排管局部水平冻结体温度场扩展规律,基于相似准则,设计北京砂卵石地层冻结模型试验,从迎水面长度、顺水流长度、厚度3个维度研究渗流作用下多排管局部水平冻结体温度场扩展规律。研究表明:(1)水平冻结体中部发展速度最快,且温度最低;下部次之;上部最慢,且温度最高;(2)渗流作用使冻土柱由背水面向迎水面朝上游方向逐步交圈,且上、下游温度场不对称,冻结后期背水面呈坡屋顶形。(3)渗流作用对水平冻结体的影响随着渗流速度的增大而逐渐增大,积极冻结期末列冻土柱冻结锋面扩展速度、水平冻结体朝上游方向的平均发展速度均与渗流速度呈平方、负相关关系,渗流速度超过14.1 m/d时,冻土柱不交圈,为该模型试验的极限流速。基于等效梯形算法理论,给出的渗流作用下多排管局部水平冻结体的平均温度计算式,以便于评估水平冻结体发展状态。研究成果可为大流速地层盆形冻结施工提供依据。     

基于FEFLOW的水源热泵水热耦合数值模拟研究

以西安市北郊经济开发区某水源热泵系统为例,采用基于有限元的FEFLOW软件,建立三维水热耦合数值模型,对该区域渗流场和温度场的演变进行模拟。结果表明:水源热泵运行之初,抽灌井水位变化明显,1.5 h后趋于稳定;随着系统的运行,回灌井冷热锋面到达抽水井后,抽水井温度变化显著;含水层渗透系数越大,温度锋面的移动速度越快;抽灌井连线上渗透速度最大,温度变化最明显,随着热泵系统的运行,温度场的影响范围逐渐增大。     

胶西北寺庄金矿床热液蚀变作用

胶东是我国最重要的金矿集区,其中"焦家式"破碎带蚀变岩型金矿是区内最重要的金矿床类型。寺庄金矿床位于胶东金矿集区焦家金矿田南部,是典型的"焦家式"金矿,沿NE向焦家断裂发育大规模的热液蚀变带,金矿体均产于这些蚀变带内。热液蚀变空间分带明显,距离焦家断裂由近到远向下盘依次发育黄铁绢英岩化、绢英岩化、钾长石化蚀变带。时间上,钾长石化为成矿前蚀变,绢英岩化和黄铁绢英岩化叠加在钾长石化蚀变之上,为成矿期蚀变,伴随金矿化。质量平衡计算表明:钾长石化过程,主量元素SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO、MgO、CaO、Na_2O、P_2O_5,成矿元素Au、Ag,亲铜元素As、Hg、Sb、Bi和稀土元素均从玲珑黑云母花岗岩中迁出;而K_2O、MnO和Cu从流体中迁入玲珑黑云母花岗岩。绢英岩化和黄铁绢英岩化过程元素迁移行为高度相似,主量元素SiO_2、Fe_2O_3、FeO、MgO、CaO、K_2O、MnO,成矿元素Au、Ag,亲铜元素As、Hg、Cu、Sb、Bi和轻稀土元素均从流体中迁入钾长石化花岗岩,而主量元素Al_2O_3、Na_2O和重稀土元素均从钾长石化花岗岩中迁出。二长石温度计估算钾长石化蚀变形成的温度约为392～449℃。玲珑黑云母花岗岩(δEu=1.45)和钾长石化花岗岩(δEu=1.38)具有明显的Eu正异常,绢英岩(δEu=0.97)和黄铁绢英岩(δEu=0.93)具有轻微的Eu负异常,指示钾长石化发生于相对氧化环境下,而绢英岩化和黄铁绢英岩化发生于相对还原环境下。综合分析表明,成矿前高温、氧化、碱性流体作用于玲珑黑云母花岗岩形成大范围面状钾长石化蚀变;成矿期中低温、还原、弱酸性的流体与钾长石化花岗岩发生水岩反应,形成绢英岩化和黄铁绢英岩化,在此过程中硫化作用引起金硫络合物分解,导致金沉淀富集成矿。     

某二级公路岩溶发育特征及工程地质评价

拟建的某二级公路所在地区岩溶工程地质发育。通过分析该区岩溶发育的主要条件,调查各种岩溶形态的分布及发育特点,岩溶地下水的补径排特征来研究其岩溶发育特征,并对拟建公路的岩溶工程地质条件进行了评价和建议。研究表明,该区各种岩溶形态发育,针对某些岩溶病害,工程建设中应采取适当措施以减小其危害。