雨洪资源利用功能与需求耦合效益识别法研究

通过对现有的雨洪资源效益识别方法例如列表法、解析法、图解法的分析,认为它们都存在着仅从雨洪资源的单一角度考虑效益产生的片面性问题.根据我国雨洪资源利用的实践经验,提出雨洪资源利用功能与需求耦合效益识别法.这种方法以用水系统为主线,一方面从雨洪资源所具备的功能属性进行识别,比如水量、水质、水能、净化功能等;另一方面从城市、区域对雨洪资源的接纳和需求能力进行识别;然后功能与需求、供给与需量、主动与被动进行对接和耦合,识别出具体效益并进行合并归类,将其分为经济效益、生态环境效益和社会效益三大类.以白城市为例进行分析,认为此方法识别准确,结果可靠,为进一步进行雨洪资源的综合效益分析奠定了良好的基础.     

设备租赁中租金的确定

设备租赁是改革旧的管理体制、提高设备利用率和投资效益的一项措施,具有优化占用、节约资金、降低成本和引进推广先进设备的作用。对资金短缺又需设备或设备使用期短的用户,尤为方便。煤田地质系统有的单位已开始建立租赁站,但如何合理确定租金则是一个需要探讨的问题。 笔者认为,租金要以设备折旧费、大修费、管理费为基础,并考虑加快设备更新、促进技术进步的因素。具体讲要考虑以下几个因素:     

地源热泵系统中钻孔回填材料研究进展

当今社会快速发展,能源需求与环境问题逐渐加剧,利用地源热泵系统采取浅层地温这一清洁能源,可以实现节能减排与充分利用资源的目标。而在地源热泵技术中影响地温能开采效率的重要因素即为回填材料的研发与应用。该文对地源热泵技术中回填材料的力学性能、导热性能和施工性能及其当前存在的问题及发展趋势进行综述,指出了当前回填材料的导热性能的研发虽能使其达到较高的导热效率,但其往往会影响材料的力学强度等物理特性,增加其施工难度,而相变材料可能是解决回填材料性能缺陷的关键。此外,随着科技的发展,将数值模拟与试验相结合,可以对理论创新与工程效益起到很大的提升作用。     

管幕冻结隧道“顶管?冻土”复合结构力学特性试验研究

拱北隧道暗挖段作为港珠澳大桥珠海连接线的重点工程,首次运用管幕冻结法进行施工。该法综合管幕法和人工地层冻结法的优势,可在隧道断面形成“顶管?冻土帷幕”复合支护体系,有效实现“承载”与“顶管间止水”的双重目标,确保隧道开挖时的稳定与安全。为获得“顶管?冻土”复合结构的温度、变形与力学特性,基于相似理论自主研发构建一套相似模型试验系统并开展试验研究,同时利用有限元软件COMSOL Multiphysics建立数值计算模型进行模拟验证。结果表明:复合结构的冻结温度场因空、实顶管及其内部冻结器的布置形式呈现不均匀分布特征,冻土形成速率在冻结后期明显变缓;土体竖向冻胀变形在60~160 min内急剧增大,且冻胀量随深度增加而增大,整体规律与温度场分布密切相关;土体冻结产生的冻胀力对顶管水平受力影响较大,空顶管相对刚度较小而产生较大水平变形;在加载阶段,顶管受力与变形均以竖向为主。因空、实顶管刚度差异和冻土厚度不均匀的共同影响,空顶管竖向变形包含了“弯曲”与“压扁”并具有非线性特征,其跨中截面底部竖向位移峰值约为实顶管的1.6倍;加载至0.28 MPa时,管间冻土首先发生破坏,进而导致顶管间封水功能失效,实际施工中应重点监测空顶管的变形规律、管间冻土帷幕的温度变化及其完整性。研究成果可为管幕冻结法的施工与监测提供参考,也可为热力耦合数值计算模型提供验证依据。      

基于流固耦合理论水下隧道冻结壁厚度优化研究

水下隧道对冻结壁厚度设计有特殊要求,针对珠机城际轨道交通项目下穿马骝洲水道段联络通道冻结壁设计改进问题,基于流固耦合分析理论,利用有限差分数值计算方法对水下隧道冻结壁稳定性进行研究,通过对不同厚度冻结壁响应情况的对比研究,实现对于冻结壁厚度的优化设计。研究表明：(1) 相较无渗流模型,流固耦合模型冻结壁应力分布规律相同,但整体量值增大明显,水的作用不可忽略;(2) 水的存在使冻结壁受力趋于“均匀”,应力集中现象缓解,但高剪应力区范围扩大,使其剪切破坏风险加大,且冻结壁受力形式有从受压向受拉改变的趋势,对结构稳定不利;(3) 冻结壁在流固耦合作用下变形加剧,且随厚度减小而愈发显著,模型厚度达到2.0 m以上时变形基本稳定;(4) 流固耦合模型塑性区多集中于两侧拱脚区域,3.0 m和2.5 m模型整体完好,2.0 m模型两侧拱脚出现相向发展塑性区,1.5 m模型塑性区厚度接近贯穿,1.0 m冻结壁拱脚已形成明显贯穿破坏;(5) 综合选定2.5 m为冻结壁改进厚度,成果直接应用于4#联络通道冻结法施工,经现场监测表明该优化方案有效、可行,对类似工程冻结壁厚度设计具有重要的推广应用价值。     

砂土与EPS颗粒混合的轻质土（LSES）细观结构的CT研究

利用医用CT机从定性和定量两个层面研究了砂土与EPS颗粒混合的轻质土（简称为LSES）这种新型土工材料的细观结构,分析了不同水泥掺量（CC）和EPS颗粒含量（Ve /Vs）下LSES不同扫描截面的CT图像以及平均CT数ME值和方差SD。随着CC的增加,ME值增加,LSES的结构更加密实,原生损伤减少,而随着Ve /Vs的增加,水泥水化物C-S-H包裹EPS颗粒表面和填充孔隙的效率都将下降,且Ve /Vs与ME值在本次试验范围内基本呈线性关系。此外,根据SD值在各截面处分布的不均匀性,认为LSES是局部孔隙比分布差异较大的特殊结构性土,CC和Ve /Vs是影响其结构性的主要因素。     

格林函数表象积分对打桩排水的计算

在动力作用下饱和桩周土排水会对基桩工程性质产生很大影响,研究桩-土动力作用的排水计算很有必要。通过连续介质力学方法,利用两相饱和介质Biot动力方程固相与流相频域格林函数解答,结合排水状态Lamb表象积分,得到集中力作用下饱和土圆柱基桩排水量计算公式。按该公式计算了江苏省金坛市开发区联合中策橡胶项目基地在打桩施工中基桩的理论排水量,并与现场实测排水量对比,发现计算与实际测试的排水量相对误差较小,实际工程桩测试的平均每击排水量期望值为4.82 L,与计算排水量相对误差为34%。可以认为,该方法用于动力作用下饱和土基桩排水计算是合适的。但由于计算是在桩-土弹性系统的假定下进行的,没有考虑土的非线性变形影响,有待于进一步研究,使其更加符合实际。     

废弃井“一井多用”瓦斯抽采关键技术及应用

煤矿区地面瓦斯废弃井改造再利用,可进行采动区瓦斯抽采,具有保障回采工作安全生产,瓦斯资源有效利用,减少瓦斯逸散对环境压力等经济环保多重效益。针对这一目的,结合采动区地面井和废弃井的特点,提出废弃井“一井多用”瓦斯抽采技术思路。通过分析试验工作面开采工艺、覆岩结构及废弃井的基本情况等条件,研究并提出了废弃井优选及判识、地面井改造工艺、防护装置安设、抽采系统布置及抽采控制技术等,改进了废弃井改造射孔造缝段长度确定方法。研发了基于油套环空动态调节、组合套管双重防护及筛管分级优化的安全防护方法,形成了废弃井“一井多用”地面井瓦斯抽采技术。选取晋城矿区岳城煤矿作为试验对象,完成了3口废弃井(井号为YC-50、YC-52、YC-54)再利用改造试验,其地面井瓦斯抽采量累计分别为257.88万、172.50万、129.60万m3。YC-50井改造运行后,地面井抽采范围内工作面上隅角瓦斯体积分数最大值从0.77%降至0.40%,降幅48.05%;YC-52井改造运行后,采煤工作面上隅角瓦斯体积分数降幅为52.38%,有效保障了回采工作面安全生产,实现了废弃井“一井多用”目标,取得了良好的经济与社会效益...     

海洋可控源电磁发射系统中的绝缘在线监测技术研究

海洋可控源电磁法广泛用于天然气水合物、海底油气资源勘探和地质构造勘查。在海上作业时,船载甲板供电单元通过深拖缆向海底的海洋可控源电磁发射机提供电能。利用深拖缆传输高压大功率电能的过程中,需要对高压供电回路的绝缘电阻进行自动实时测量和监测,确保电能的安全传输和供电异常时的及时处理。本文基于高压宽频耦合器件、绝缘检测模块、远程数据传输部件和上位机监控软件,通过收集高压端至外壳地之间的漏电电流,将其模拟放大,通过测量电压值,反算绝缘电阻,实现了对高压回路对大地之间绝缘电阻的自动测量和监测。所形成的自动绝缘在线监测技术,经过海上试验验证,能够满足海洋可控源电磁发射系统的要求,很好地在线评价了系统的绝缘性能,为海洋仪器同类功能的研发提供了有益的参考。     

非饱和粉土路基内水分迁移规律试验研究

动载作用下非饱和粉土路基内部的水分迁移规律,对研究重载铁路在浸水状态下的路基稳定具有重要意义。基于范德堡原理,利用土样的电阻率特性,研制出一套基于GDS动三轴仪的非饱和土样含水率分布规律测试系统。利用该系统开展浸水动三轴试验,并对试验过程中非饱和试样的分层含水率进行连续测试,探究土样的初始压实度、动载的动应力幅值对非饱和土样内部水分迁移的影响规律。结果表明：该测试系统可在动三轴试验过程中对非饱和试样的分层含水率进行实时、无损、连续地测定,测试结果的最大误差为0.7%;非饱和土样在动载作用下随其含水率逐渐增大,土样的初始压实度对电阻率的影响程度减弱,接近饱和含水率时可忽略;土样初始压实度、含水率与土体电阻率具有确定的函数表达式,并具有良好的相关性及唯一性。结合试验结果分析认为：降雨及动荷载共同作用下,路基内水分在某一深度土体积聚,该区域孔隙水压力增大,强度降低,导致翻浆冒泥病害的发生;路基压实度及列车轴重增大,均会抑制路基内水分向下部迁移,有助于路基的稳定,但轴重增加,可能导致路基的失稳,当轴重大于临界动应力时,路基将发生破坏。     

基于大数据方法的玄武岩大地构造环境智能挖掘判别与分析

通过玄武岩判别图推断其所形成的大地构造环境的方法由来已久,自1971年Pearce提出了构造-岩浆判别图解法之后,已涌现出了几十种不同的判别图。然而,判别图的制作过程中使用的元素的信息量少,数据样本量少,缺乏代表性,以至于其适用范围有限,且准确率不够。为提高构造环境判别过程的效率和准确性,本文提出以大数据智能挖掘方法建立判别模型,通过玄武岩的化学成分,迅速准确地对其大地构造环境进行判别。所用到的玄武岩包括三类:洋中脊玄武岩(MORB)、洋岛玄武岩(OIB)和岛弧玄武岩(IAB),样品总量为755个。首先,本文分别利用主量元素判别图和微量元素判别图对三类数据的大地构造环境进行判别,包括Ti O_2-MnO-P_2O_5、Fe O~T-MgO-Al_2O_3、Ti-Zr-Y、Zr/Y-Zr和Ti-Zr判别图。由于判别图法针对的是特定的元素或化合物,而有些样品的成份记录不完善或没有测量到有指定物质,导致无法对该样品在判别图中绘制,因此在绘制不同的判别图之前,需要筛选掉一部分数据。判别结果表明,在不考虑无效数据的情况下,Zr/Y-Zr判别图的准确率最高,可达90%以上。但如果考虑到已筛选掉的数据,上述五种图对三种岩石的判别准确率均低于75%。在利用数据挖掘算法进行判别的过程中,本文分别试验了朴素贝叶斯(NB)、K邻近(KNN)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF)四种算法。为达到较好的识别效果,本文将所有的化合物和微量元素组成51维的参数组用于训练模型,并且不会进行任何的数据筛选,即全部被视作有效数据。训练结果表明,NB的分类结果最差,但也超过了75%,而RF训练准确率高达100%。在算法的进阶分析中,测得RF算法验证准确率可达88.46%;为提升智能算法的实用性,本文利用贝叶斯定理对算法的判别结果求逆概率,以实现"由果及因"的合理推断;同时,本文通过人为模拟数据缺失,进一步验证不同的算法的鲁棒性,并认为RF和NB是应该被优先考虑的两种算法;最后,通过提取RF中的决策树,本文对样本中元素的重要性进行了分析,并找到了对判别效果影响最大的几个主量元素和微量元素。综上所述,利用数据挖掘算法判别大地构造环境要比判别图法更为准确、迅速且功能多样,可在该领域做进一步推广应用。     

基于冲击耗能指数定量评价岩石硬度试验研究

岩石硬度是反映岩层软硬、可钻性和爆破难易程度的重要指标,解译冲击钻进钻具响应信息可为原位、快速、定量评价岩石硬度提供新思路。采用高精度数字型位移、液压和转速传感器监测冲击钻机的关键传动部位,搭建了冲击钻机数字钻进过程监测系统。平行开展岩石硬度测定和冲击钻进正交试验,建立了各类岩石的钻进响应信息标准数据库,深入剖析推进压、冲击压、旋转速度与冲击耗能之间函数关系,并提出利用冲击耗能指数定量评价岩石硬度的方法。研究发现,推进压和冲击耗能呈负相关的线性关系;冲击压和钻进耗能拟合曲线为开口向上抛物线,各种岩石对应曲率半径不尽相同,但对称轴基本一致;钎杆转速对钻进耗能的影响可忽略。通过对单位体积钻进耗能进行无量纲化处理,滤除了冲击钻进机械参数的影响,定义了可用于表征岩石硬度的新指标：冲击耗能指数η,其离散性小且与岩石硬度具有良好的相关性。利用数字传感技术获取和解译常规钻孔的钻进过程响应信息,可在不额外增加勘测或试验工作量情况下测定岩石硬度,为工程现场直接评价岩体参数提出了新途径。     

土地利用对岩溶作用碳汇的影响研究综述

耦合水生光合作用的岩溶作用碳汇新模式的提出使得碳酸盐岩的风化过程成为寻找“陆地剩余碳汇”(residual land sink) 的新方向。传统意义上,碳酸盐岩风化在全球碳循环模型中被认为是未快速响应地表环境变化的地质过程,然而最新一系列研究表明人类土地利用显著改变了这一地质循环过程。文章总结了岩溶作用碳汇对不同土地利用/覆被变化的具体响应,并对其机理进行了系统分析。发现土地利用与覆被变化影响岩溶作用碳循环过程主要源自土壤CO2浓度和径流量变化以及外源酸（硝酸和硫酸）的介入。证据显示在土地利用对岩溶作用碳汇的调控中土壤CO2浓度与径流量是复杂且相互制约的两个机制,人类活动产生的外源酸干扰在不同层面上的影响也不同。由于地表水生生态系统所产生的内源有机碳（AOC）的巨大稳碳能力(水生碳泵效应)在以往的研究中并没有与碳酸盐岩风化过程相联系,因而其对土地利用变化的响应过程和机理是岩溶碳循环研究的最新方向。基于土地利用调控碳酸盐岩风化过程的复杂性和多样性特点,综合考虑岩溶作用产生的DIC(溶解无机碳)与AOC在不同土地利用情况下的相互关系以及定量分析各环境因素的具体效应成为了合理制定人为土地利用调控策略的必要前提,也是岩溶作用碳汇研究的未来发展方向。      

卸压区不同钻孔长度抽采条件下瓦斯运移特性试验

研究抽采过程中瓦斯运移特性有助于了解抽采气体来源、不同位置对抽采效果的贡献及抽采降压规律,为合理确定抽采时间、设计抽采位置和钻孔长度等提供依据。利用自主研发的多场耦合煤层气开采物理模拟试验系统,开展了卸压区不同钻孔长度条件下瓦斯抽采的物理模拟试验,分析了抽采过程中煤层瓦斯运移相对速度和方向特征。研究结果表明：抽采前期和钻孔周围区域分别是抽采量主要贡献时期和区域,瓦斯压力梯度大,流动快。卸压区瓦斯流动相对速度最快,应力集中区使得瓦斯相对流动速度衰减加速,且对原始区的瓦斯流动形成一道屏障,使其相对流动速度趋于0。随着抽采时间的增加,瓦斯相对流动速度逐渐衰减,对于瓦斯运移方向而言,抽采一旦开始便在煤层中形成了较为固定的运移通道,但在抽采后期和钻孔深部区域,由于瓦斯压力梯度小,流动缓慢,运移方向的不稳定性增强。而随着钻孔长度增加,卸压区内瓦斯相对流动速度表现出增大的趋势,因此,适当增大卸压区钻孔长度将有利于现场瓦斯开采。     

柴西侏罗系滑叠构造的几何学特征、成因及环境意义

在柴达木盆地西部红沟子的侏罗系中发育了一种特殊的软沉积变形构造,与类双重构造和双曲构造有些相似,但又明显不同,除了叠片外,还有软变形褶皱及微型断层,这三者构成了滑叠构造的主体,我们把这种构造称之为“滑叠构造”。滑叠构造的主体是叠片,多呈直片状,少数呈“Z”形,有的尾部发育了燕尾构造或变形结。叠片的平均倾向301.2°,平均倾角54.71°。滑叠构造与软斜歪变形褶皱、砂岩岩脉、包卷层理等十余种软沉积变形构造一道产出。滑叠构造产在一套河道细砾岩、河道间炭质泥岩(页岩)、浅水三角洲砂泥岩、浅湖钙质泥岩、滑积岩和浊积岩序列中,其底部为棕红色的浅湖钙质泥岩和炭质泥岩,顶部为滑积岩,其成因密切与滑动牵引有关。结合其它共生、伴生构造认为滑叠构造是由地震引起的三角洲前缘半固结性沉积物沿滨浅湖沉积底层强力滑动牵引形成。滑叠构造的产状经过校正后平均倾向358°,倾角48°,指示滑动方向是自北向南,与目前阿尔金山的位置关系很匹配,也说明了侏罗纪是阿尔金山(可能是古隆起)就已经存在了。阿尔金山的造山作用在持续加强,并常常伴随地震作用,是滑叠构造形成的主要诱发因素。 滑叠叠片主要为分选很差的长石岩屑杂砂岩,有微弱变质, 层面可以见到绢云母. 滑叠构造产在一套河道细砾岩、河道间炭质泥岩 (页岩) 、浅水三角洲砂泥岩、浅湖钙质泥岩、滑积岩和浊积岩序列中, 其底部为棕红色的浅湖钙质泥岩和炭质泥岩, 顶部为滑积岩, 其成因密切与滑动牵引有关. 结合其它共生、伴生构造认为滑叠构造是由地震引起的三角洲前缘半固结性沉积物沿滨浅湖沉积底层强力滑动牵引形成的. 从滑叠构造的产状推测, 滑动方向是自北西301.2°向南东121°, 与目前阿尔金山的位置关系很匹配, 也说明了侏罗纪是阿尔金山(可能是古隆起)就已经存在了.     

煤炭地下气化项目技术经济评价研究进展述评

煤炭地下气化(UCG)是我国清洁高效煤炭能源结构发展战略所驱,其产业化前景取决于项目的经济社会效益。立足这一背景,回顾了国内外UCG项目经济评价研究进展,总结了UCG项目经济竞争力的当前理解,通过案例介绍了煤炭地下气化–蒸气轮机联合循环发电–CO₂捕集与储存(UCGCCGT-CCS)经济评价基本模型及主要认识,讨论了深化UCG项目经济评价研究的方向性启示。结果显示,国内外目前对UCG经济性的认识存在差异,普遍对浅部UCG项目商业竞争力持乐观态度,但对深部UCG经济性认识分歧较大;财务分析基本方法与技术经济参数、适应性数学工具的结合形成了UCG项目技术经济评价模型,国内外UCG技术经济研究各有特色;UCG项目经济性极大程度上取决于合成气利用路线及CO2处理方式和成本,其中腔体宽度因子(HWR)、合成气成分、发电效率、CO2处理对合成气发电总成本的影响最为强烈。分析认为,加强技术经济参数针对性研究是深化我国UCG经济评价的当务之急,系统剖析现有UCG现场试验案例经济性特点是破解目前认识差异困局的客观途径;深化煤炭地下气化–二氧化碳循环利用(UCG–CCU)过程及其工程...     

贵州织金磷矿床中离子吸附型稀土的存在及初步定量

近年来研究表明贵州织金磷块岩矿床中伴生丰富的稀土主要以类质同象形式存在,其主要依据为稀土总量与磷含量的正相关性,而对独立稀土矿物与离子吸附型稀土两种赋存状态的认识目前仍然不清楚。本文通过利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)稀土元素全分析、磷钼酸喹啉重量法磷分析、岩矿鉴定与实验室选矿试验等方法对该矿床中伴生稀土的赋存规律进行了研究。岩矿鉴定表明矿石中主要矿物成分为胶磷矿并含少量黏土矿物,但未发现独立的稀土矿物;磷与稀土全分析显示稀土总量及各分量都与磷含量呈正相关,从而验证并进一步表明了稀土主要以类质同象形式存在于胶磷矿中。通过研究原矿经选别后稀土与磷在精矿、尾矿和选液(尾矿水)中的分配对比及两者的含量关系来探讨稀土的赋存规律,结果显示磷仅分配于精矿和尾矿中未发生损失,而11.98%的稀土在强电解质硫酸盐的作用下从原矿中解离出来进入了选液,推断这部分稀土在原矿中未进入矿物晶格,而是呈离子态吸附于矿物表面,初步认为漫长时限与潮湿条件下的充分风化作用以及胶磷矿与黏土矿物所充当的吸附载体发挥了作用,表明织金磷矿中稀土总量的11.98%以离子吸附状态存在。综合各分析结果,织金磷矿伴生稀土各赋存状态中类质同象占主导,未发现独立稀土矿物,而离子吸附型稀土占一定的比例,故将稀土的离子吸附形式列为仅次于类质同象的第二大赋存状态。     

吉林大学仪器科学与电气工程学院

学院简介仪器科学与电气工程学院由仪器系(始建于1959年),电气工程系、地球信息探测仪器教育部重点实验室、国土资源部现代地球物理仪器开放研究实验室、吉林省测控仪器智能化工程技术研究中心、吉林大学智能仪器与测控技术研究所组建而成。学院拥有一支由全国优秀教师,教育部跨世纪人才、省管优秀专家、杰出青年为学科带头人和学术骨干富有朝气的师资队伍,现有教职工72人,其中教授10人,副教授和高级工程师24人,博士生导师5人,硕士生导师21人,讲师和工程师17人,教师队伍中既有全国知名的专家、学者,也有近几年在学术方面取得突出成果的后起之秀,中青教师都具有硕士或博士学位。学院高度重视学科建设与融合、教学与人才培养工作。具有仪器科学与技术一级学科博士学位授予权,测试计量技术及仪器博士学科是吉林省和国土资源部重点学科；检测技术及自动化装置、测试计量技术及仪器、精密仪器与机械、电力电子与电力传动、电工理论与新技术等5个学科具有硕士学位授予权,仪器仪表工程、电子信息工程具有工程硕士学位授予权；设有测控技术与仪器、电气工程及其自动化2个宽口径的本科专业。学院在校本科生700名,硕士生130名,博士生40名。学院高度重视科学研究、技术攻关和科研基地建设,提倡教研相长。学院在地球探测仪器研究领域取得一系列有重大影响或填补国内空白的科技成果。研制的航空核子旋进磁力仪获国家科技发明奖,光泵磁力仪和航空综合测站荻国家科技大会奖,GEM系列数字大地电磁测深仪,超导弱磁信号检测仪器、高密度电阻率仪、浅层地震仪、电磁驱动的高频可拉震源等20多项成果获得省部级奖。在以信息化、电气化、智能化、网络化为主要特征的现代工业文明浪潮中,和着时代的脚步,站在科学技术发展的前沿,勇于创新,迎接挑战,发挥优势,不断提高教学与科研水平,学院注重学生素质的培养,树立勤奋好学、求实创新的优良学风激励学生奋进,开展丰富多彩的文化生活陶冶学生情操。为社会主义现代化建设和未来社会与科技发展需要,培养德智体等全面和谐发展与健康个性相统一,具有创新精神和实战能力以及明显竞争优势的专门人才。近地表弹性波地下目标探测成像系统该研究成果自主创新,成功研发了效率指标国际领先的电磁驱动可控震源系统,提出了我国首套具有自主知识产权、低成本、高分辨率、非破坏性的地震勘探解决方案,结束了我国不能生产地震可控震源的历史,极大地推动了我国地球物理勘探技术的进步。本成果于2002年获得教育部科技进步二等奖,并于2003年获得吉林省科技进步一等奖。该成果的推广应用,必将为我国浅层高分辨率地震勘探技术的提升产生深远的GPS同步瞬变电磁探测仪该研究成果基于GPS授时信息的实时同步控制技术,运用瞬时浮点放大数据采集技术,采用快关断器件(IGBT)、双桥式逆变电路,首次提出并实现了多台轻便发射机同步工作的强场源瞬变电磁探测技术,有效地压制了矿区的强电磁干扰,为危机矿山潜力资源探测奠定了基础。目前该研究成果已在新疆、安徽、辽宁等九个省区开展了紧缺矿产资源勘探、危机矿山接替资源探测与评价、地下水探测、工程地质勘查评价、煤矿巷道透水超前探测等试验与应用研究,取得良好的应用效果。“图形化虚拟仪器开发平台”研究成果一举打破了国外图形化虚拟仪器开发平台的垄断地位,可以满足大专院校、科研单位在教学实验、分析测量等方面,以及航空航天测控、工业过程控制等领域的实际需求,其社会意义与经济意义十分巨大。2004年通过鉴定,专家认为：谊项研究成果处于国内领先地位,部分技术达到了国际先进水平。成果鉴定以后受到了社会的普遍关注,并被中国分析测试及仪器行业评为2004年度十大新闻第三名。     

“西太平洋洋-陆过渡带”主题专辑（2）序言

深海以其广阔的空间、丰富的资源和特殊的政治地位日益成为各国关注的重要战略区域。中国“十三五”科技创新在构筑国家先发优势方面,已启动“科技创新2030重大项目”,发展保障国家安全和战略利益的技术体系,加强深海、深地、深空、深蓝等领域战略高技术部署,围绕增强原始创新能力,加大国家需求和好奇心驱动基础研究的力度,拓展创新发展空间。深海探索与研究也得到高度重视,特别是深海海底迎来了前所未有的发展机会。深海领域研究开始全面布局,在深潜（蛟龙号深潜器、深海空间站）、深钻（中国大洋钻探船建造、深海油气和水合物钻探）、深网（海底观测网、深海移动式阵列观测网）、深矿（洋底矿产、深海油气和水合物开采）、深时（沉积记录与全球变化）等领域全面展开。中国地学界面临的千载难逢的发展机遇同时,也面临在重大科学计划方面的国际话语权、主导权的竞争压力。中国的海底科学与探测技术的发展长期滞后,面对国际相关研究的快速发展,需要改变现今海底相关科研碎片化格局,着力培养一批年轻有为的高水平研究人员。中国海洋大学李三忠教授研究团队近几年来,围绕“一带一路”的海上丝路建设急需,在西太平洋和印度洋的洋陆过渡带开展了深入综合研究,以地球系统科学思想为指导,获得了一批较好的成果。“西太平洋洋陆过渡带”专辑是西太平洋洋陆过渡带研究成果的一个初次集中体现,内容涉及大气圈水圈、水圈岩石圈、地壳地幔等多圈层相互作用,也涉及广泛关注的最大的大洋太平洋与最大的大陆欧亚大陆之间的相互作用。 西太平洋洋陆过渡带的地表系统是个复杂大系统。该区是亚洲季风发育区,包括东亚季风和印度季风,“西太平洋洋陆过渡带”专辑对全新世亚洲季风演变做了系统总结,全新世季风在整体上受太阳辐照强度变化的控制,千年至百年尺度上的气候突变与太阳活动、北大西洋气候振荡、赤道太平洋地区的SST变化等众多因素有关;全新世以来季风变化历史和机制研究对预测未来季风变化至关重要（丁大林等,本专辑）。同时,这个地带也是热带气旋频发地带,大气圈灾害性事件如何影响海洋沉积动力过程（徐继尚等,本专辑）及沉积记录如何识别,是深化发展沉积动力研究的一个重要方向,对应对防灾减灾至关重要;热带气旋在海洋沉积物“从源到汇”过程中作用及其机制的研究表明,热带气旋是陆源沉积物、有机碳和污染物通过河流向海洋输送的重要控制因素;热带气旋产生的波浪、强流和内波可造成河口和陆架沉积物再悬浮、侵蚀、液化甚至剪切破坏,对陆架沉积物向深海输送起重要作用。洋陆过渡带的地表系统演变与沉积物质搬运、传输密切相关,黄海、东海作为亚洲大陆与西太平洋物质和能量交换的重要海域之一,从陆架边缘海到西太平洋的源汇过程如何？乔璐璐等（本专辑）以黄东海悬浮体为研究对象揭示,在复杂的环流动力学背景下,黄海、东海悬浮体物质跨陆架输运主要通过三条路径：苏北沿岸流作用下向济州岛西南搬运、浙闽北部向东输运和台湾暖流向东分支作用下跨陆架输运。邹建军和石学法（本专辑）则分析了末次期以来北太平洋中层水的演化及其全球变化关系,因为北太平洋中层水作为全球海洋经向翻转环流的一个重要组成部分,在区域海洋环境和全球气候变化中扮演着重要角色,北太平洋中层水形成及通风演化对全球气候变化响应十分敏感。大气圈、水圈是地表动力系统的重要组成部分,与人类生存密切相关,未来对其状态、过程和机制还需要开展深度研究。 地球系统的固体圈层包括地壳、地幔或岩石圈、软流圈等,本专辑首先对西太平洋洋陆过渡带的现今构造格架开展了划分,姜素华等（本专辑）据重磁异常特征和地质事实,对西太平洋洋陆过渡带的构造格架进行了重新划分和精细刻画,明确指出西太平洋洋陆过渡带构造上指（古）太平洋板块俯冲所波及的区域,西界大体为大兴安岭-太行山-武陵山重力梯度带,东界为日本-琉球-菲律宾俯冲带。随后,本专辑主要侧重展示西太平洋洋陆过渡带的构造演变与资源环境效应研究的部分成果,内容涉及印支期华北与大华南地块的聚合及其西太平洋统一陆缘的形成。郭润华等（本专辑）提出华北地块揳入大华南地块,并形成了东亚的巨型印支期弯山构造,以此解释苏鲁-大别高压超高压带的形成与现今分布状态。兰浩圆等（本专辑）则深入分析了华北东部的印支期变形特征,构造上证实华北地块东部向南东揳入大华南地块,对大陆深俯冲极性提出了新见解。印支期变形之后,东亚还经历了复杂的燕山期变形,李三忠等（本专辑）分别选择那丹哈达地体及周缘地区,探讨了燕山期变形与增生造山过程,并从华南中生代特提斯域构造向太平洋构造域的构造转换角度,分析了古太平洋板块俯冲启动时间和过程。张剑等（本专辑）深入分析了古太平洋板块俯冲的陆内效应,以鲁西地区燕山期构造变形为突破口,揭示了古太平洋俯冲的构造响应。这些成果是华北克拉通破坏研究的重要补充,创新性地提出了华北克拉通破坏与古太平洋板块俯冲不同阶段的关联模式。 进入新生代,西太平洋洋陆过渡带发生了巨变。首要特点是巨型走滑断裂系统控制的一系列拉分盆地的出现。赵淑娟等（本专辑）重点分析了黄海盆地构造特征,系统综合分析了其拉分形成机制。索艳慧等（本专辑）则从更大的尺度,对整个中国东部中新生代不同盆地内部保存的反转构造的发生时间和空间分布规律进行了总结,并构建了反转构造与相关大洋板块俯冲过程的关联。宫伟等（本专辑）深入分析了青藏高原隆升与南海开启的研究现状,围绕南海北部沉积记录等,对全球最大的盆山耦合体系开展了探索。许淑梅等（本专辑）则对现今正在发生的台湾地区弧陆碰撞过程控制的海相前陆盆地特征和背景做了概括。新生代后期,燕山期的巨型走滑断裂系统由压扭转变为张扭。王鹏程等（本专辑）分析了西太平洋最大的边缘海盆地--南海的打开模式,其机制归因于右行走滑拉分与古南海俯冲的拖曳,这虽然不是一个新的观点,但却是从沉积、构造等角度做的系统深入论证。郭玲莉等（本专辑）探讨了南海北缘可能存在的洋陆却是转换带形成机制,并系统总结了全球洋陆转换带类型与成因机制。边缘海的形成有多种成因,其中一种就认为与俯冲过程密切相关。刘鑫等（本专辑）从西太平洋角度利用前人对马里亚纳俯冲系统的地球物理资料探测结果,深入分析其构造特征;朱俊江等（本专辑）则从南海东部的马尼拉俯冲带的地壳结构出发,探索其俯冲过程;而周立宏等（本专辑）则利用珍贵的印缅俯冲增生楔油气勘探资料,从印度洋角度,系统论述了印缅俯冲增生楔的构造特征,并探讨了该区气烟囱分带性及油气成藏规律。最后,赵斐宇等（本专辑）另辟蹊径,从中国东部大量盆地中的无机CO2气藏出发,探讨深部碳循环,并建立了这些无机CO2气藏与（古）太平洋板块俯冲的关联。 总之,我欣喜地看到“西太平洋洋陆过渡带”专辑的出版。它对于西太平洋洋陆过渡带的洋陆相互作用、多圈层物质能量循环、俯冲动力及其资源环境效应等前沿科学问题的探索极为重要,启发性较强,值得推荐。     

矿田构造研究与找矿预测

为推动矿田构造研究及其理论与方法的创新和发展,服务国家经济建设,自20世纪70年代以来,我国地质学家先后出版了《成矿构造研究法》《矿田构造与成矿》《矿田构造学》《构造物理化学与金矿成矿预测》《矿田地质力学理论与方法》《矿田构造调查工作指南》等专著,并分别于1982年（第一届）、1986年（第二届）、2010年（第三届）、2014年（第四届）、2018年（第五届）组织召开了全国矿田构造学术研讨会,提出了“成矿构造学”“矿田构造学”的概念,进一步明确了矿田构造的研究范畴、目标、内容和方法,提出了“动力成岩成矿”“构造驱动流体控岩控矿”等理论,阐述了构造-流体-成矿的相互作用及其耦合关系,为正确理解矿床形成的动力学过程与机理、服务找矿勘查做出了重要贡献,丰富了我国成矿学研究内容,提升了我国矿床学理论研究与找矿实践的国际学术地位。近年来,矿田构造研究在构造-岩浆活化成矿理论及应用、成矿末端效应的构造控矿机理、层脉统一的构造控矿模型等基础理论方面有了新的研究进展;矿田构造填图方法进一步规范并细化,大比例尺矿田构造填图指导找矿有新的突破;构造-流体成矿动力学数值模拟和成矿结构面物理化学特征、区域构造隆升-剥蚀与矿床保存等有了新的飞跃;矿田构造研究呈现出从定性描述向半定量—定量化解释的根本性转变,促使矿田构造进入了以“深层次、多领域、系统化、定量化、精细化和数字化”为特点的新的发展阶段。自第五届全国矿田构造学术研讨会召开以来,我国矿田构造研究与找矿预测又取得了一系列新的进展和成果,进一步推进了矿田构造在矿床研究和找矿勘查应用方面的创新。经中国地质学会批准,原计划于2021年10底在湖南省长沙市召开“第六届全国矿田构造与深部找矿预测学术研讨会”,并相继颁发了一号和二号通知。会议旨在进一步总结矿田构造的最新研究进展、未来发展趋势和学科前沿问题,结合我国重要成矿区带、整装勘查区和典型矿集区等地质勘查部署,围绕找矿突破战略行动和战略性矿产资源勘查,探讨如何在矿业投入紧缩大背景下继续保持和加强矿田构造研究,实现矿田构造研究与我国矿产资源勘查的有机结合,在战略性矿产资源和深地资源勘查中发挥更大的作用。然而由于新冠疫情出现变化,为了落实常态化疫情防控的指示精神,中国地质学会于2021年10月19日紧急决定会议延期举办,具体的举办时间另行通知。为全力配合第六届矿田构造与深部找矿预测学术研讨会,会务组在本次会议召开之前,发出了会议论文及摘要征集函,并拟在《地质力学学报》上择优出版,重点征集内容为中国大陆构造变形与成矿及其深部过程、构造与成矿的理论体系与研究方法等,突出资料性和创新应用性,具有独到的见解和价值。虽然第六届矿田构造与深部找矿预测学术研讨会延期举办,但是会务组已经收到了大量投稿文章,经过择优筛选、专家审稿和作者反复修改后,集中在本期发表,形成“第六届矿田构造与深部找矿预测会议专辑”,以迎接研讨会召开。本专辑共收集了12篇文章,归纳汇总为以下四个方面：矿田构造理论与技术方法（文章3篇）,矿田构造解析与找矿进展（文章4篇）,构造地球化学及流体成矿作用（文章3篇）,盆地构造与能源地质（文章2篇）。传统构造地质学是运用摩尔-库伦准则和贝克尔的应变椭球体的理念分别解释地壳中的脆性断层和塑性变形,将变形局部化的韧性剪切带形成解释为平行应变椭球体的圆切面。北京大学的郑亚东、张进江和张波认为变形局部化是独立于脆性和塑性变形外的变形领域,受最大有效力矩准则控制,认为最大有效力矩准则与变位形分解是地质学与力学的完美结合,是20世纪构造地质学的两大理论支柱。西洛郎杰和王根厚等以冈底斯南缘的叶巴岩群内发育的膝折构造为研究对象,分析了其分布特征、变形及扩容方式,估算了形成的温度环境,探讨了形成的大地构造背景,认为脆-韧性转换构造域的膝折构造为25 Ma以来南拉萨地体伸展滑覆构造背景之下的变形作用的产物,为进一步分析膝折构造与容矿空间之间的关系提供了支撑材料;李艺豪和杜星星等分析了青藏高原东北缘武威盆地内部正断层展布特征,利用光释光测年确定了断层活动的时代,探讨了伸展构造的形成机制,认为武威盆地的构造变形受控于青藏高原东北缘的构造活动。长江铀矿田是中国华南地区最重要的硬岩型铀矿田之一,北北西（近南北）向断裂带为该矿田主要的含矿构造,但矿区内发育的北东东向棉花坑断裂及北西西向油洞断裂与铀成矿的关系长期存在争论,也是下一步找矿预测关键问题之一。陈柏林等在精细野外地质观测基础上,通过断裂的分期和配套,提出了“油洞断裂不是高级序控矿断裂,仅仅局部含矿,棉花坑断裂为成矿后断裂,区域进一步的找矿方向应沿着北北西（近南北）向含矿构造及现有矿化带的走向和倾向深部”的新观点。该观点也是作为科技部华南铀矿深地资源找矿项目科学验证的深钻长江1号孔位选择与部署的主要构造依据。焦和等通过锆石U-Pb测年及其岩石地球化学测试,分析了青海昆仑河北地区的岩浆活动特征及其形成的大地构造背景、金矿成矿特征,并综合区域的化探和地球物理资料,认为该成矿带具有较大的找矿前景。西藏隆子县那穷锑金矿是近年来通过区域地质矿产调查新发现的金多金属矿床,其矿化带主要受断裂构造控制,娄元林等对区域成矿地质背景、成矿地质条件开展了深入的研究,结合包裹体研究、遥感及其地球物理与地球化学特征,认为那穷锑金矿区成矿条件优越,找矿潜力较大。广西平果上二叠统合山组沉积型铝土矿储量大,伴生有稀散元素镓。密静强和陈远荣等研究了平果铝土矿的地球化学特征,探讨了形成环境及其与镓成矿的相互关联性,研究成果为矿山企业的综合回收利用和经济价值的提升提供了重要的参考。在构造地球化学及流体成矿作用方面,袁航和韩润生等以川西南大梁子铅锌矿床为研究对象,通过矿化-蚀变岩相学填图,分析了蚀变类型、强度和蚀变岩组构等特征,探讨了矿化蚀变与矿化元素、元素组合之间的成生联系,进而建立了蚀变分带模型,为深化矿床成矿理论研究和深部找矿预测提供了新的案例。闵壮等对黔西南近年来新发现的、赋存于玄武岩中的大型微细浸染型的架底金矿床,开展了不同成矿阶段流体包裹体测试分析工作,研究成果揭示了主成矿阶段流体混合和区域伸展构造引起流体沸腾作用是导致矿区金等成矿物质沉淀的主要机制,这为进一步揭示金矿的成矿作用机理及其区域矿床勘查提供了支撑。王晓虎和郭涛等开展了南秦岭烂木沟金矿的成矿背景、地质特征研究,利用原位分析技术,测试了矿石及地层中黄铁矿的地球化学特征,测定了成矿时代,认为烂木沟金矿床应属于造山型金矿。在盆地构造和能源研究方面,邓路佳和吴孔友等认为断裂体系分析可以广泛应用于盆地构造分析,为盆地的形成背景、演化过程等方面提供支撑。他们利用高精度地震资料及钻井资料,开展了断裂类型、组合样式、叠加关系等多方面的研究,认为渤海湾盆地东营凹陷现河矿区古近系伸展与走滑作用叠加明显,受控于双重动力构造背景,为油气勘探提供了基础素材。王波等以渤海莱州湾凹陷不同类型烃源岩为研究对象,通过岩石热解实验系统开展了不同类型烃源岩活化能影响因素研究,分析了干酪根类型、有机硫含量、可溶有机质和黏土矿物对烃源岩活化能的影响,为有机质成烃动力学理论研究及其油气资源客观评价提供了依据。