钙华物理力学性质试验研究

钙华是一种大孔隙次生碳酸钙,是岩溶水在适宜的环境下碳酸钙过饱和沉积而形成,不同成因的钙华形成了绚丽多彩的自然景观。钙华沉积速率快,对气候和环境极具敏感性,近年来被广泛用于短时间尺度的古气候环境重建研究。由于钙华主要分布于水流活动频繁的偏远地区,较少用于工程建设,故国内外对其工程性质少有研究。本文以南美洲玻利维亚东南地区某冶金项目为依托,实地研究了湖沼相钙华的工程性质,通过渗水试验测试了钙华层的渗透系数,通过浸水载荷试验,研究了钙华的承载力特性和溶陷性。结果表明:钙华的渗透系数为1.7×10-3cm·s-1;变形模量为45.39 MPa,在浸水之后变形模量有所降低,但仍然可达到36.85 MPa;浸水状态下地基承载力特征值高于280 kPa,浸水3 h后的浸润深度为0.65 m;钙华的平均溶陷系数为0.001 75,为非溶陷性岩石。通过试验可以得出如下结论:(1)钙华遇水后的稳定性较差,基坑和基础施工宜安排在旱季。(2)钙华在天然状态下的承载力较高,遇水后承载力会有所降低,应尽可能保持基底干燥。③钙华的渗透系数较小,短时间的水流对钙华层的浸润深度较小,雨季来临时,只要做好地基的覆盖,就可以使地基保持较高的承载力。     

祁连山云和空中水汽资源的季节分布与演变

祁连山云和空中水汽资源具有明显的季节变化特征：总云量春季最多,夏季次之,低云量夏季最多,春季次之。近45年中的春季和夏季,总云量在减少,低云量在增加,对应降水也在增加;秋季三者都为减少趋势;冬季总云量和降水在增加,但低云却呈减少趋势。相关分析表明,总云和降水在夏季、秋季呈显著正相关,低云和降水在春季、夏季及秋季呈正相关;值得注意的是冬季低云和降水在祁连山的中东段呈负相关,但通不过信度检验。空中水汽主要沿两条路径输送到祁连山,平均状况下祁连山存在较强的水汽辐合,且东段辐合（-0.1～-0.05 kg/(m2·s）)强于中西段（-0.05～0 kg/(m2·s））。地中海、黑海、里海、咸海、阿拉伯海和孟加拉湾是祁连山的水汽输送源地,但各个季节又有所不同。祁连山区域的水汽收支表明,春季净水汽通量在1979年以后一直为正且呈增加趋势,夏季整个区域基本上是个“水汽汇”,秋季和冬季则一直为负。分析认为祁连山春、夏两季空中云水资源具有较好的开发潜力。     

1961-2010年青海省人体舒适度指数时空分布特征

根据青海省50个气象观测站1961-2010年逐日气象资料, 对人体舒适度指数时空分布特征及其影响因子的权重进行了统计分析. 结果表明: 青海省人体舒适度主要为寒冷、冷、凉、凉爽和舒服等级, 整体呈现冷凉特征, 各区各等级年均日数分布差异较大. 青海省最不舒适的月份是1月份, 其次是12月; 最舒适的月份是7月, 其次是8月、6月. 1961-2010 年青海省人体舒适度指数上升趋势极显著, 与青藏高原气候变化趋势一致. 各区人体舒适度均呈显著上升趋势, 其中, 柴达木地区上升最明显; 春、秋季东部农业区和柴达木地区相似, 环青海湖地区和青南牧区相似, 各区秋季上升趋势均高于春季; 青南牧区各季人体舒适度年际波动幅度较大, 冬季环青海湖地区和青南牧区人体舒适度差异不大. 青海省人体舒适度季节差异明显, 夏季最高, 冬季最低, 春季略高于秋季, 近50 a来四季人体舒适度均呈显著上升趋势, 冬季波动幅度较大.温度(湿度、风速)与人体舒适度指数存在极显著的正(负)相关关系, 温度是影响人体舒适度指数的最主要因子, 风速和湿度主要通过温度影响人体舒适度指数, 且风速的负影响略大于湿度. 东部农业区和柴达木地区风速的负影响较大, 环青海湖地区和青南牧区相对湿度的负影响较大.     

不同尺度喀斯特地区土地利用变化研究

以贵州典型喀斯特地区贞丰县、北盘江镇、花江示范区作为研究样区,讨论了不同尺度喀斯特地区土地利用动态变化过程。结果发现: 研究样区土地利用的数量变化主要表现在农用地与未利用地之间的增减变化, 而且1997— 2000年的土地利用变化速度比2001- 2003年的快。在土地利用的结构变化上,北盘江镇园地所占比例增长、未利用地所占比例减少和贞丰县林地面积所占比例变化最大,花江示范区同北盘江镇的结构变化相似。在土地利用的程度变化上,三个研究区土地利用程度综合指数都有所提高,整体趋于平衡。县级尺度的土地利用程度综合指数大于镇级尺度,村级尺度的土地利用综合指数最小。三个研究区的景观偏离度呈有规律的缓慢增长趋势,表明人类活动对土地利用的影响逐渐加强。      

水库下游河流再造床过程中的河岸侵蚀

根据实测河道地形资料,分析了水库下游河床演变中的河岸侵蚀现象,包括不同横向边界约束条件、不同床沙组成和不同河型河段的河岸侵蚀的特征及规律。结果表明:①水库下游均会有河岸侵蚀发生,但初期一般以下切为主,后期以展宽为主。②对于横向边界约束较强的河段,河岸侵蚀相对较弱;相反,则河岸坍塌严重,河岸侵蚀强烈;③对不同的河床组成和边滩组成的河段:河床较粗特别是形成抗冲粗化层,且边滩组成较细的河段,河岸侵蚀现象非常剧烈;河床组成较细的河段,如果边滩抗冲性较强,则河岸侵蚀现象相对较弱,如果滩地组成较细、容易坍塌,河岸侵蚀也会较强;④不同的河型有着不同的河岸侵蚀现象。分汊河段以主汊为主;游荡段的游荡特性在初期受到抑制;弯曲河段的撇弯切滩现象较普遍。     

黑河中游不同灌溉方式下地下水入渗补给特征研究

降水和人工灌溉是黑河中游浅层地下水重要的补给来源。长期以来入渗补给量评价采用经验参数法,但没有成熟的监测方法和实证数据。采用人工溴示踪法研究黑河中游不同灌溉条件和不同深度条件下的地下水入渗补给规律。结果表明:研究区大气降水条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为21.25 cm,年平均入渗补给量为11.93 mm,入渗补给系数为0.1;大水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为86.51 cm,年平均入渗补给量为148.7 mm,入渗补给系数为0.16;小水漫灌条件下包气带溴离子含量峰值年均运移距离为46.35 cm,年平均入渗补给量为 53.81 mm,入渗补给系数为0.07;滴灌条件下年包气带溴离子含量峰值年均运移距离为41.72 cm,年平均入渗补给量为52.6 mm,入渗补给系数为0.11。人工溴示踪剂应投放在包气带水分单向入渗下行区,一般西北内陆盆地在地表3 m以下为宜。此研究成果可为黑河流域地下水资源评价提供实证参数,对西北内流盆地地下水水资源量与合理开发利用的科学认识具有重要意义。     

鄂尔多斯盆地东缘煤层气储盖特征及其控气作用

煤层气储盖组合在一定程度上控制煤层气的保存条件。依据煤层顶(底)板的封盖能力,将鄂尔多斯盆地东缘煤层气储盖组合划分为4种类型。优势储盖组合主要发育于保德-临县地区太原组泻湖、潮坪相带以及大宁-吉县地区山西组滨浅湖相带,对煤层气的封盖能力强。次优势储盖组合主要发育于保德-河曲地区太原组、石楼-三交地区山西组以及韩城-合阳地区三角洲前缘相带,对煤层气的封盖能力较强。一般储盖组合主要发育于三交-吉县地区太原组浅海陆棚相带、保德-临县地区山西组三角洲平原、河流泛滥盆地相带,对煤层气的封盖能力较弱。不利储盖组合主要发育于河曲以北山西组辫状河上游、冲积扇相带,对煤层气的封盖能力差;煤层气储盖组合类型在一定程度上控制煤储层含气量分布,是煤储层含气性预测的重要参考依据。      

Interpretation of the gravity and magnetic anomalies of the geothermal subsurface structure area in Pamancalan,Lebak, Banten,West Java,Indonesia

Pamancalan is located in Lebak Regency, Province of Banten. This area is located in the western part of Java Island, Indonesia. The geothermal manifestation in this area is in the form of hot spring in Cipamancalan River. But, how the structure of the geothermal system, the reservoir depth, and the thermal source in the Pancamalan area has not been studied much. Therefore, there is a need to conduct a geophysics study by surveying the gravity and magnetic field. A study, which used magnetic and gravity data to discover reservoir, has been conducted in the Pamancalan geothermal area in Lebak, Banten. Topographic map for total magnetic and earth gravity anomaly shows that the anomaly is located in the center and southern part of the presumed reservoir. 2.5-D section model of magnetic anomaly shows that there is a rock formation which shaped the geothermal system in Pamancalan. The thermal source is diorite which is a by-product of Hanjawar Mountain; the reservoir rocks consist of sandstone, limestone, and breccia; and the cap rock is in the form of clay and tuff. It is predicted that there is an intrusive body which functions as thermal source in the depth between 1650 and 4000 m, the reservoir depth is around 700 m, and the depth of clay cap is around 0 to 700 m. The geothermal manifestation in Pamancalan area is controlled by Cigeledug fault from the southwest and Cipamancalan fault from the north and south.     

东天山觉罗塔格地区石炭纪火山-沉积岩地层序列及地质时代

通过对东天山觉罗塔格地区路白山、夹白山及雅满苏一带石炭纪生物地层及年代地层研究,厘定了石炭系地层序列,划分出了NFEA1带、四射珊瑚及腕足类化石组合,确定雅满苏组下段、中段地质时代为早石炭亚纪大塘世旧司期-上司期,上段时代为大塘世德坞期,与海相火山岩型铁矿有关的火山岩层位多为大塘世旧司期.根据古生物化石组合确定了底坎尔组地质时代为晚石炭亚纪威宁世罗苏期,土古土布拉克组时代为威宁世滑石板期,与火山岩型铁矿有关的火山岩层位为威宁世滑石板期.此外,通过区域岩石地层对比及地层时代研究,认为前人在雅满苏组之下所划分的小热泉子组在区域上可出现在雅满苏组的中下部,层位极不稳定,应予废弃.在上述年代地层序列的研究基础上,最后对觉罗塔格地区石炭纪大地构造背景演化进行了讨论.      

川东南—鄂西渝东地区下古生界页岩气勘探前景

中上扬子地台发育2套重要的海相深灰色—黑色页岩,分别为下寒武统牛蹄塘组和上奥陶统五峰组—下志留统龙马溪组,主要由富含黄铁矿、有机质或生物化石的黑色炭质页岩组成,厚度大、分布广。牛蹄塘组页岩有机质演化程度高、埋藏相对较深、钻井无天然气显示; 龙马溪组页岩有机质演化程度相对中等、埋藏深度适度、钻井天然气显示丰度高,特别是志留系其它粉砂岩层段可产工业性气流。因此,下志留统页岩更有利于研究区页岩气的勘探和开发,更加适合作为中国南方页岩气战略先导区的重点目标勘探层位。总体上,两套页岩在川东南—鄂西渝东地区出露范围广,有利于针对页岩展开相关研究,特别是背斜和向斜的翼部区是页岩气勘探最为有利的地区。     

塔里木河干流上游中、下段河床淤积和耗水对生态环境的影响

塔里木河干流上游中、下段河床一直呈淤积状态, 新渠满站1965-2007年总淤积厚度达120 cm, 平均年淤积3.0 cm. 其中: 1965-1990年25 a淤积50 cm, 年均淤积2.0 cm, 1991-2007年17 a中河床淤积加快, 总淤积70 cm, 年均淤积4.7 cm. 由于河床淤积, 河道行洪断面缩水, 洪水漫溢不断增大, 导致上游段耗水量呈不断增加趋势, 2001年起上游段己成为干流最大的耗水区. 阿克苏河、和田河和叶尔羌河3条源流出山口多年平均年输沙量为6310×10~4t, 进入塔里木河干流龙头站--阿拉尔站多年平均年输沙量为2050×10~4t, 干流上游段多年平均年泥沙淤积量为1462×10~4t, 占塔里木河阿拉尔站多年平均年输沙量的71.3%, 是干流最大的泥沙淤积区, 也是现今最大的洪水漫溢区和耗水区. 塔里木河干流上、中、 下游各水文点年输沙量呈急剧減少趋势, 泥沙淤积河道主要是上游段的沙雅二牧场至英巴扎318 km河段. 塔里木河上游段河长495 km, 多年平均区间耗水量14.48×10~8m~3, 占阿拉尔站多年径流量的31.5%;中游河长398 km, 多年平均区间耗水量24.84×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的54.0%;下游河长428 km, 多年平均区耗水量6.68×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的 14.5%. 上、 中游段多年平均区间耗水量39.32×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的85.5%. 上游耗水量从2001年起成为塔里木河干流最大的耗水区, 导致2002、 2005和2006年上、中游耗水量达到50.0×10~8m~3, 占阿拉尔站年径流量的88%, 成为历史最大值.     

低速非达西流动与泥质岩孔隙流体超压的形成

泥质岩层中孔隙水在向外排运的过程中遵循低速非达西流动规律,当泥质沉积物成岩以后,地层中部的孔隙水必须克服微孔隙对其产生的启动阻力才能向外排出,否则,地层水就被滞流在岩层孔隙中造成泥岩的欠压实,具欠压实地层的孔隙水承担了部分上覆地层的重量而形成孔隙流体超压。因此,启动阻力是泥岩层形成孔隙流体超压的根本原因。在成岩作用的早期阶段,泥质岩层启动阻力较小,流体可以流动,流体超压由粘滞阻力和启动阻力两部分组成,当成岩作用进入到中—晚期以后,泥质岩层启动阻力增大,流体不能流动,粘滞阻力近似等于零,超压值等于启动阻力值。因为启动阻力是泥质岩层的固有特征,所以,在没有裂缝或断层的情况下,孔隙流体超压就必然存在。启动阻力随着泥质岩层厚度的增大、埋藏深度的增加、成岩程度的增强、砂质含量的减小而增大,孔隙流体超压也随上述因素的变化与启动阻力等量增大。     

南盘江盆地古油藏沥青地球化学特征及成因

南盘江地区生物礁古油藏的储层沥青主要分布在上二叠统和中上泥盆统。古油藏的储集层均为生物礁滩灰岩,沥青的主要储集空间以洞、缝为主,其次为基质孔隙和生物体腔内。南盘江古油藏沥青的成熟度很高, H／C原子比小于0．4,主要由残碳构成,这是沥青的非极性和极性抽提无抽提物的直接原因。在古油藏沥青地球化学特征研究的基础上,综合分析认为南盘江古油藏沥青主要源自泥盆系烃源岩,其次可能与下二叠统烃源岩有关。南盘江古油藏沥青与生物降解沥青和沉淀沥青质有很大的区别,其成因是油藏深埋时在高温、高压的作用下原油裂解成气后的焦沥青。     

乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应研究

对乌鲁木齐市某蔬菜基地富硒土壤地球化学特征及生物效应分析可知,以硒含量大于等于0.4 mg/kg标准圈定富硒土壤面积约52.89 km^2,硒含量均值为0.78 mg/kg;富硒土壤中重金属元素含量较低,养分元素含量适量丰富,农作物富硒效应较好,安全性较高。通过对土壤中硒元素赋存状态分析,发现区内土壤中存在大量土壤缓效硒,潜在供硒能力较强,且对植物吸收有利的有效硒占比达4.02%;土壤中硒的有效性不仅取决于总硒的含量,还与土壤pH、有机质等有一定关系;农作物中硒的含量水平可能受土壤中有效硒、总硒、有机质、pH等多个因素综合影响。     

上浮极限状态下饱和土的浮力模型试验和理论分析

饱和黏土中的长期浮力是否需要折减是一个具有争议的问题。为研究饱和黏土中的长期浮力是否小于相同水头高度下的静水压力,通过地基上浮失稳的模型试验,实测了上浮极限状态下（即有效应力约等于0时）饱和砂土和黏土中的浮力折减系数。实验装置由模型槽、土样、凡士林、浮筒、配重及压重设施组成,通过浮筒上浮瞬间的受力平衡得到失稳时的实际上浮力。实验测得饱和砂土中的浮力折减系数为1,饱和高岭土和饱和蒙脱石中的浮力折减系数分别为0.973±0.024和0.959±0.016。试验结果表明上浮极限状态下,饱和土中的浮力与纯水中的浮力差别很小。即便在高塑性黏土中,模型基础失稳时受到的上浮力与纯水中的浮力相比,仅折减了不到5%。基于饱和土有效应力原理的分析表明,上浮极限状态下的浮力折减系数与土样固结前的Skempton B值互为倒数。大量实测数据并未发现饱和黏土的Skempton B值明显大于1,故饱和黏土的浮力折减系数也不可能显著小于1。本文模型试验和理论分析表明,在地基抗浮承载力验算时,饱和黏土中的长期浮力不宜进行显著折减。     

1980-2019年青藏高原积雪深度时空差异性分析北大核心CSCD

积雪是地表特征的重要参数,其对辐射收支、能量平衡及天气和气候变化有重要影响。利用1980-2019年被动微波遥感积雪深度资料对青藏高原积雪时空特征进行分析,在此基础上将高原划分为东部、南部、西部及中部4个区域,并分区域讨论了多时间尺度积雪的变化特征及其与气温、降水的相关关系。结果表明:不同区域积雪深度在不同时间尺度的变化特征存在差异,高原东部积雪深度累积和消融的速率比西部快,南部积雪深度累积和消融速率比中部快。季节尺度上,冬季积雪高原东部最大,中部最小;春季积雪高原东部消融速率最大,西部积雪消融较慢但积雪深度最大;夏季高原西部仍有积雪存在。年际尺度上,各区域积雪深度在1980-2019年均呈现缓慢下降趋势,但东部积雪减少不显著;高原东部积雪深度在1980-2019年呈现出增加-减少-增加-减少的变化,其余3区均呈现出减少-增加-减少-增加-减少的变化。不同区域积雪深度对气温、降水的响应不同,高原东部和中部积雪深度与气温相关性较好;各区域积雪深度与降水呈不显著的正相关关系。     

桃山、诸广复式岩体花岗岩类岩石铀、钍地球化学特征

通过对桃山、诸广复式岩体的深入研究,得出铀、钍元素在本地区花岗岩中具有以下地球化学特征及地球化学行为:1.岩体的铀、钍丰度与岩体外接触带的变质岩铀,钍丰度具同步增长特点;2.铀与硅、钾、钠关系密切,并有随钾增长,及随铀增长二种趋势,而钍则与TiO_2、FeO、MnO关系密切;3.钍在花岗岩中分布型式为正态分布,变异系数较铀小,而铀在花岗岩中分布型式为正态分布及对数正态分布,变异系数略高,显示了铀有某种富集可能;4.铀在花岗岩中地球化学行为,表现有二个富集高峰,既有在结晶早期富集在各类副矿物中的早富集特征,也有随花岗岩形成和演化富集在晚期的晚富集特征。二个富集途径,即随Si、K增高和随Si、Na增高途径。     

萨瓦甫齐铀矿床层间氧化带地球化学特征

萨瓦甫齐铀矿床不同地段层间氧化带的氧化还原程度是不同的。利用诸如w（Fe3＋）/w（Fe2＋）、w（Ra）/w（U）和有机炭等地球化学参数探讨了萨瓦甫齐铀矿床层间氧化带的地球化学特征,即矿床西南部层间氧化带氧化程度较弱,表现为全硫（∑S）、总铁（TFe）和矿石的铀质量分数低;而矿床中部及东北部层间氧化带氧化程度较强,尤其以东北部突出,它们的全硫、总铁和矿石的铀质量分数均高。铀矿化强弱明显与层间氧化带的氧化还原程度有关,层间氧化带的氧化程度越强,铀矿化则愈强;反之,则弱。     

水中电偶极子空中磁场响应的一维频率域分析

海洋电磁中浅海作业由于受到空气波的干扰而难于进行,而如果于空中接收电偶极子的磁场响应则可避免空气波的干扰,是一种新的海洋电磁勘探思路。用一维频率域程序,对水中电偶极子在空中的磁场响应进行了计算分析,比较了海底有高阻异常层和低阻异常层时空中磁场响应的变化规律。分别计算测线布置、发射信号频、海水深度、异常储层埋深、异常储层厚度、储层电阻率、空中测量高度等多种因素对空中磁场响应的影响,结果表明,海底有低阻层时空中磁场有更强的响应,归一化幅度异常变化约为10%~60%,而海底有高阻异常储层时响应较弱,归一化异幅度常变化约为2%~8%。因此海洋电磁勘探中于空中接收磁场的模式,更适合浅海区低阻矿产资源的大面积调查。     

冰碛土体起动泥石流的特征研究

与广泛分布于干旱河谷的宽级配砾石土体特征不同,冰碛土广泛分布在青藏高原地区,属粗大颗粒多、粘粒含量少、摩擦阻力大、粘滞阻力小的宽级配砾石土体。在冰川融雪与降雨的共同作用下冰碛土体可失稳并起动泥石流,形成灾害。针对冰碛土体起动泥石流机理研究薄弱的现状,本文选取波密县帕隆藏布流域的支流嘎弄沟一冰碛土堆积坡面,通过模拟降水与冰雪融水起动冰川泥石流实验,比较不同颗粒组成、不同实验条件下的土体起动泥石流特征,分析其起动成因及力学特性,探讨冰碛土体起动泥石流的机理。研究发现冰碛土体失稳起动泥石流是粘滞阻力降低、孔隙水压力升高、拖曳力与渗流侵蚀共同作用的结果,起动过程受粘土颗粒含量和径流类型的影响。当粘粒含量较高时(>3%),土体通过铲蚀与面蚀形成泥石流;粘粒含量中低时(不高于3%),大部分坡面土体主要经掏蚀与坍塌起动泥石流;粘粒含量过低时(<0.32%),土体难以起动泥石流。在降水作用下土体孔隙水压力迅速增加,易造成土体破坏,起动泥石流;而在冰雪融水的作用下,土体孔隙水压力波动幅度不大时,土体同样可能发生失稳破坏起动泥石流。