边坡稳定性反分析方法研究——以华北某土坡为例

分析边坡破坏的主要目的是确定边坡滑动时的抗剪强度,然而现场观测和实验室观测的抗剪强度之间通常具有一定差异,给分析引入了许多不确定性。本文以华北地区某边坡为例,先探讨了传统极限平衡法(LEM)和有限元法(FEM)在反分析中的应用,之后计算了边坡在两种方法下的失效概率,并反演分析出了边坡破坏时的抗剪强度和摩擦角,研究结果可为相关工程提供参考。     

大陆板内玄武岩Sr过剩的原因:以内蒙古辉腾梁新生代拉斑玄武岩为例

<正>Sr过剩现象(或Sr正异常,即Sr/Sr*1,Sr/Sr*=SrPM/[(CePM+NdPM)/2])在洋岛玄武岩和大陆板内玄武岩中普遍存在。对洋岛玄武岩全岩或其中橄榄石斑晶内熔体包裹体存在显著Sr正异常现象的解释主要有两种:一种是玄武岩源区存在重循环洋壳物质(eg.Sobolev,et al.,2000);另一种是玄武岩浆穿过大洋岩石圈时与堆晶辉长岩发生同化混染作用(eg.Saal,et al.,2007;Peterson,et al.,2014)。我们统计发现Sr过剩现     

地壳再循环与大陆碱性玄武岩的成因：以山东新生代碱性玄武岩为例

      大陆碱性玄武岩在地球化学特征上与洋岛玄武岩高度相似,被看做是板内玄武岩在大陆上的典型代表。本文以山东 新生代碱性玄武岩为例,探讨大陆碱性玄武岩的成因。山东新生代碱性玄武岩按时空分布特征可以分为两类：早期定向分 布、相互平行的三个火山群（包括鲁西的潍坊火山群、沂水火山群和胶东的蓬莱火山群）和晚期杂乱分布的孤立小火山。 早期火山群碱性较弱,以碱性橄榄玄武岩和碧玄岩为主,微量元素特征和同位素组成变化大;晚期孤立小火山碱性强,以 碧玄岩和霞石岩为主,微量元素特征和同位素组成较均一。因此,从岩性组成和时空分布特征看,山东的火山群相当于洋 岛/海山的造盾期玄武岩,而孤立小火山接近于洋岛/海山上的复苏期玄武岩。潍坊火山群和沂水火山群在Sr-Nd,Nd-Hf同位 素相关图上都存在从亏损到富集的两端元混合排列趋势,但两者的排列趋势有一点区别。其中同位素富集的端元相对于原 始地幔具有偏低的Ce/Pb比和偏高的Ba/Th比,指示其为大陆下地壳物质。同时,这种富集端元的Th/La比值明显低于大陆下 地壳的平均值,其放射成因Hf相对于放射成因Nd过剩（即Nd-Hf同位素解耦）,说明这种富集端元不是岩浆上升过程中混染 的下地壳物质,而是经历过早期熔融的再循环大陆下地壳（榴辉岩或者石榴辉石岩）。鲁西两个平行火山群在同位素排列上 的区别类似于夏威夷玄武岩中的KEA链和LOA链,因此,山东的平行火山群的深部动力学背景可能是地幔柱,再循环大陆 下地壳物质可能是这种地幔柱的重要组成物质。晚期的孤立小火山在地球化学特征上与火成碳酸岩非常相似,如在原始地 幔标准化图上都具有K,Pb,Zr,Hf,Ti的负异常等特征,因此我们认为其地幔源区为碳酸盐化的橄榄岩。孤立小火山中等亏损 的Sr,Nd,Hf同位素特征支持碳酸岩熔体来自年轻的（中生代？）再循环洋壳。     

板内玄武岩来源于再循环碳酸盐化榴辉岩的地球化学证据: 以四子王旗新生代玄武岩为例

本文对中国东部中新世四子王旗玄武岩开展了详细的全岩和橄榄石主、微量元素及全岩Sr-Nd-Pb-Hf-Mg同位素研究, 据此探讨它们的成因及源区性质。研究发现, 四子王旗玄武岩具有类似于高μ(HIMU)型地幔起源熔体的微量元素分布特征, Zr、Hf、Ti的负异常, 高的Zr/Hf比值(Zr/Hf=49.3~54.8), 以及低于正常地幔范围的δ²⁶Mg值(-0.51‰~-0.49‰), 表明其来源于碳酸盐化地幔源区。它们还具有低的Sc含量(10.1×10^-6~10.5×10^-6)和高的Gd/Yb比值(8.7~9.4), 结合它们橄榄石斑晶低的Fo值, 高的NiO含量和Fe/Mn比值, 揭示其母岩浆为碳酸盐化榴辉岩部分熔融产生。四子王旗玄武岩具有亏损的Sr-Nd-Hf同位素(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.70370~0.70449;ε_Nd=+6.3~+6.4;ε_Hf=+9.7~+10.3), 以及较低的Pb同位素组成(²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=17.94, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.44, ²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=37.89), 指示它们源区为年轻的再循环洋壳物质, 很有可能来自于滞留的西太平洋板片。四子王旗玄武岩位于南北重力梯度带以西并远离海沟, 意味着滞留的西太平洋板片在物质上对上覆地幔的影响范围较之前认识的要更广。

     

基准面旋回控制的河流相储层差异构型模式: 以山西大同侏罗系露头为例

我国河流相储层大多已进入开发后期,急需表征内部复杂构型分布,但目前河流相差异构型模式及控制因素研究还很薄弱,油田区构型表征模式指导不够.因此,以山西大同露头为研究对象,采用露头精细描述与测量、GR测定、粒度分析等方法建立了河流相储层差异构型模式.研究认为:基于砂地比、古水深将露头区划分为9个短期、2个中期基准面旋回,中期基准面旋回不同位置河型差异明显;随着基准面升高与河型的转化,由狭长状心滩坝转变为正常的心滩坝,再过渡窄带状心滩坝或点坝的组合样式,最后演变为马蹄状点坝;3种河型砂坝（心滩坝或点坝）厚度与宽度、砂坝宽度与河道宽度均具有较好的正相关关系.研究成果可为相似露头构型分析提供借鉴,亦可为相似油田区构型精细表征提供模式指导.      

华北晚中生代和新生代玄武岩中单斜辉石巨晶来源及其对寄主岩岩浆过程的制约:以莒南和鹤壁为例

本文对华北克拉通晚中生代和新生代碱性玄武质岩石中的单斜辉石巨晶进行了主、微量元素和Sr-Nd同位素的综合研究,发现晚中生代和新生代单斜辉石巨晶存在明显的主、微量元素和同位素组成上的差异.新生代单斜辉石巨晶有Al-普通辉石和次透辉石两类;而中生代单斜辉石巨晶只有Al-普通辉石.新生代单斜辉石SiO2含量高、REE配分型式为上凸型、LILE和放射性元素含量高,并具有比寄主碱性玄武岩更亏损的Sr和Nd同位素组成;而中生代单斜辉石SiO2含量低、REE配分型式为LREE富集型、LILE和部分HFSE以及放射性元素含量低,并具有比寄主碱性玄武岩稍富集的Sr和Nd同位素组成;巨晶的结构、矿物成分和地球化学特征,以及Mg-Fe在熔体与单斜辉石间的分配状况皆说明,新生代碱性玄武岩中单斜辉石巨晶是碱性玄武岩浆在高压下结晶的,因此二者是同源的;而中生代单斜辉石巨晶是被寄主岩浆偶然捕获的捕虏晶,是不同源的.华北新生代单斜辉石巨晶存在于碱性玄武岩和拉斑玄武岩中,它们具有比寄主碱性玄武岩更亏损的Sr和Nd同位素组成,说明即使是碱性玄武岩也不能完全代表软流圈来源的原始岩浆,其在上升过程中或多或少存在同位素组成富集的物质的混入.同时,拉斑玄武岩不是碱性玄武质岩浆直接结晶分异的产物,亦不是完全由部分熔融程度的不同造成的.拉斑玄武岩中存在岩石圈地幔物质的贡献或是岩浆房内碱性玄武质岩浆受地壳混染作用的结果.     

岩浆过程对玄武岩铁氧化状态和氧逸度的影响: 以雷琼地区晚新生代玄武岩为例

使用幔源岩浆的铁氧化状态估算岩浆fO₂是获得地幔氧逸度及岩浆过程对氧逸度影响的有效途径.使用湿化学法对雷琼地区晚新生代玄武岩的主量元素成分进行了分析,并结合一些前人的工作,发现雷琼地区玄武岩的Fe3+/∑Fe比值可分为两组: 一组比值为0.20~0.35,称之正常样品; 另一组比值为0.45~0.66,称之异常样品.采用氧逸度与Fe₂O₃/FeO之间关系的经验公式对这些玄武岩岩浆的氧逸度进行了估算,正常样品的氧逸度为FMQ+1.1~FMQ+2.4,略高于前人由地幔捕虏体获得的本区地幔氧逸度(FMQ-0.943~FMQ+1.235),这种差异可能是由于计算方法引起的; 而异常样品形成时的氧逸度范围为FMQ+3.3~FMQ+4.8,比地幔源区氧逸度高出2.0log单位以上,不能用计算方法的差异来解释.通过岩浆过程对fO₂影响的讨论,认为分离结晶、岩浆脱气以及熔体上升过程中与岩浆通道物质之间的氧交换都不能解释异常样品的高Fe3+/∑Fe比值和氧逸度.许多异常样品采自近火山口,岩浆冷却速度可以引起fO₂的重要变化,因为缓慢淬火过程中离子的局部结构调整可以使Fe2+氧化为更小的Fe3+.由此可知,缓慢冷却会使喷出地表的岩浆铁的氧化状态明显提高,所以使用玄武质熔岩估计其源区氧化状态时,应选择远离火山口的熔岩.      

泥石流堆积物的粒度特征及分形结构:以金沙江上游干热河谷区瓦卡泥石流沟为例

以金沙江上游干热河谷区瓦卡泥石流沟为例,引入沉积相的概念,按沉积相特征对泥石流沉积剖面进行地层单元划分。把沉积亚相划为A相粗砾泥石流层、A1相细砾泥石流层和B相表泥层。每层采集3~4个样品,共采集61个样品,并对其粒度特征及分形结构进行分析。结果表明:(1)3种沉积亚相的粒度分布曲线均呈多峰型,反映出泥石流堆积物颗粒组成分选性差的特点。(2)A、A1相为粗、细混杂砾石层堆积,颗粒分布较不均匀,而B相为不含或极少含砾石的亚黏土层沉积,各组分颗粒百分含量分布较均匀。(3)多砾石的A、A1相分形特征较好,分维值区间为2.692 1~2.697 1,相关系数为0.868 2~0.832 2,体现出混杂堆积结构特点;B相分维值为2.900 7,其相关系数为0.43。B相表泥层与A相粗砾泥石流层、A1相细砾泥石流层的粒度分布与分形结构特征很好地反映了泥石流沉积亚相不同类型的沉积环境差异。     

花岗闪长岩风化层土壤及其盐水与酸不溶物元素变化行为研究:以热液成矿指示元素为例

从土壤到水系沉积物风化过程中微量元素含量的变化行为对化探异常的圈定和解释具有重要参考价值。以北京西南房山花岗闪长岩体发育的土壤为研究对象,通过盐水及盐酸溶液去除土壤中的活动态微量元素,以模拟含盐水系及酸性水系,实验查明从土壤到水系沉积物风化过程中微量元素的变化行为。实验结果发现从土壤到盐水不溶物再到酸不溶物,花岗岩风化指数(WIG值)逐渐降低,表明WIG是表征其风化程度的良好地球化学指标。样品粒度越细其风化程度越高,热液成矿元素含量从粗粒级到细粒级含量逐渐升高,建议采样粒度为80~100目。     

建立辫状河储层地质模型的露头调查———以张家口地区为例

摘 要　 根据储层沉积学原理‚对张家口地区辫状河砂体的成因进行分析‚划分出3级层次 界面和6种岩石相类型‚对沉积、成岩作用与储层物性的关系进行了探讨。指出：沉积作用 是影响砂体物性的主要因素‚成岩作用对物性的改造受沉积作用控制;砂岩物性和粒度中值 及泥质含量密切相关‚胶结物对孔隙度有一定影响‚对渗透率影响较弱。各次洪泛事件的能 量大小控制了有利储集带的分布。最后建立了辫状河砂体的一维和二维储层地质模型。     

城市地下水污染成因分析——以山西省太原市为例

太原市属于我国北方的半干旱地区,地下水资源是区内最重要的供水水源。然而,该地区代表性地下水的水质演化趋势与常规污染物分布特征表明,区内地下水已经遭受污染,在研究区南部,地下水污染问题尤为突出。分析了研究区地下水污染的原因,结果表明人类活动是最主要的因素,包括地下水开采、工业与生活废弃物的排放、农业污灌、化肥及农药的施用、采矿活动等。     

五台山南缘中元古界的层序地层特征及其古地理意义:以山西五台陈家庄剖面为例

中元古代时期的五台山南缘是华北克拉通北部的燕辽裂隙槽与南部的晋豫陕裂隙槽之间的交接地带。在该地区中元古界由常州沟组潮坪沉积体系碎屑岩地层和高于庄组潮坪沉积体系碳酸盐岩地层组成,常州沟组与下伏的早元古界滹沱群为角度不整合接触,高于庄组与上覆的寒武系之间为地层间断时间超过1000 Ma的平行不连续面;残留不全的元古界不但成为前寒武纪层序地层学划分的典型代表,而且成为窥视早期来自南部裂陷槽向北海侵以及晚期来自燕辽裂陷槽向南海侵的宝贵的物质记录,并且成为重新审视晋豫陕裂陷槽与燕辽裂陷槽的争议较大的地层对比的关键地层记录。对山西五台沉积状剖面中元古界沉积序列及其所表征的层序地层学特征的观察和描述,为今后的进一步研究提供了有用的线索,因而具有重要意义。     

云南中基性火山岩风化壳离子吸附稀土成矿作用分析 ——以腾冲龙井山安山岩风化壳型稀土矿床为例

近年来在云南发现了多个离子吸附型稀土矿,特别是滇西的腾冲—陇川地区、临沧—勐海地区成为了找矿突破最大、最受关注的地区.本次工作在腾冲火山岩带南部龙井山发现一套富含轻稀土的第四系中基性火山岩建造,该含矿建造稀土元素丰度平均值达532×10–6.经过系统的调查研究及采样工作,结果表明腾冲龙井山新近纪中的辉石安山岩富含轻稀土,为一种年轻火山岩形成的风化壳型稀土矿床,矿体平均厚度9.15 m,平均品位(TREEO)0.11％,矿体品位、厚度变化与风化壳厚度呈正相关.该中基性火山岩离子吸附型稀土矿床的发现丰富了云南稀土矿床类型.这种年轻的中基性火山岩型稀土矿的成矿地质背景、地球化学特征等,为寻找中基性岩有关的稀土矿床提供参考.     

基于时间序列分析改进法的地下水位动态预报——以吉林省桦甸市为例

采用逐步回归法替代传统时间序列分析模型中的多项式拟合法和自回归法,仅选用对因变量影响较大的自变量建立方程,提高了模型的精度。依据桦甸市26130018号观测井2000—2008年逐月的地下水位埋深资料,分别利用传统的、改进的时间序列分析法建立模型,以2009—2010年的观测数据进行精度检验,选择较优的改进模型预测了2011—2013年逐月的地下水位。结果表明:2个模型均满足精度要求,但经过改进后,随机方程和趋势方程的相关系数分别由0.830 7和0.803 9增至0.913 5和0.970 9,拟合结果明显提高。     

矿体统计分析预测在粤西河台金矿的应用

[摘 要]矿体统计分析预测以空间上有一定分布规律的找矿信息为研究对象,通过对其进行结合地质实际的统计分析,并将统计分析的结果合理地应用于已知矿体向未知矿体的找矿预测。预测的区域是地质上可靠、统计学上发生概率高的有利区域。其预测思路可分为:(1) 研究并发现有一定规律的找矿信息;(2) 结合地质成矿过程的统计分析;(3) 结合地质实际的高概率预测。本文以粤西河台金矿为例,论述了矿体统计分析预测的的思路与方法。由矿体统计分析预测获得的预测区域与钻孔的见矿位置一致,说明其预测是有效的。该方法可能对矿体在空间分布上有一定规律的矿床都有一定的预测意义。最后,总结了矿体统计分析预测的优点、不足、注意事项及应用前景。     

基于多重分形的表层土壤中重金属元素来源分析——以海南省琼海市为例

分形与多重分形已逐渐渗透到环境地球化学调查与评价领域,通过分形与多重分形方法、结合变异系数和富集系数,初步探讨了海南省琼海市表层土壤中重金属元素的来源。结果显示,研究区表层土壤中Pb元素的高含量区明显与琼海市南部地区几大农场的分布密切相关,显示Pb可能受人为因素影响强烈,As的富集可能来源于农业活动,Ni的富集主要来源于成土母岩的风化,其他元素受到后期人类活动影响较小或基本未受影响。     

基于反向地球化学模拟的地下水形成作用: 以安徽省泗县为例

在了解安徽省泗县水文地质条件基础上,分析了区域水文地球化学特征及类型,探讨了其空间分布特征。根据开采条件下的地下水动力场条件,选择了3条模拟路径,采用PHREEQC软件进行了水文地球化学模拟研究,定量分析了地下水的形成机理及演化。结果表明,路径Ⅰ发生了岩盐、石膏以及伊利石的溶解,高岭土、石英、白云石、萤石发生了沉淀;钙蒙脱石、方解石不参与反应,NaX解吸,CaX_2被吸附;路径Ⅱ发生了岩盐、石膏、伊利石、石英等的溶解以及钙蒙脱石、方解石的沉淀,NaX解吸,CaX_2被吸附;路径Ⅲ发生的反应基本与路径Ⅰ相同,不同之处在该路径上的白云石发生了溶解,其原因可能是地下水在径流过程中溶解CO_2,使其继续溶解白云石以及受沉淀滞后的影响。研究结果表明地下水开采条件下,泗县地下水化学组分主要受到了岩盐和石膏等矿物的溶解作用、钙钠离子交换作用以及钙蒙脱石、方解石沉淀作用的控制。     

勘探早—中期的沉积盆地有效烃源岩综合预测方法探讨——以北黄海某盆地为例

针对勘探程度较低的地区,提出了一套有效烃源岩的综合预测方法。其基本思路是,从钻井出发,井震结合,按由点到面、由剖面到平面的顺序分五步进行:确定有利沉积相带;确定烃源岩平面分布;划分区域沉积相分布;确定平面热演化分布;有效烃源岩分布预测。利用该方法,对北黄海某盆地侏罗系SQ1层序进行了有效烃源岩预测。     

基于卷积神经网络的智能找矿预测方法：以甘肃龙首山地区铜矿为例

智能找矿预测是数字地质科学的前沿领域。本文基于一种二维卷积神经网络的智能找矿预测方法,以25种元素的水系沉积物数据和航磁数据为找矿预测数据,将已知的矿点作为监督样本,利用步长平移数据增强方法获取了训练数据集,对卷积神经网络进行训练后,将其应用于未知区域的找矿预测。应用该方法对甘肃省龙首山西段高台县臭泥墩—西小口子地区进行了铜矿智能找矿预测,根据已知的3个铜矿点,获取了22 934个训练数据,经过200轮训练之后,预测精度能够达到98.1%,最终圈定了5个预测区,5个预测区均具有良好的铜矿找矿远景。