大巴山造山带及其前陆盆地的构造特征和构造演化

大巴山造山带及其前陆盆地的构造特征具有显著的分带性,按不同褶皱型式和变形强度可划分为若干构造带。逆冲推覆和褶皱作用均从大巴山外侧向前陆盆地方面呈递进运移扩展。根据对沉积充填与相邻大巴山造山带隆升之间的关系,重建了前陆盆地的构造演化。大巴山造山带及其前陆盆地具有广阔的含气远景。     

四川盆地盆-山耦合系统和沉积响应特征

依据四川盆地晚三叠世须家河期至白垩纪盆地构造和沉积演化史的综合分析结果,认为该盆地属于发育在大型周缘前陆盆地基础上的陆内压性叠合盆地,具类前陆盆地性质。盆地形成和演化受周边龙门山、米仓山-大巴山和雪峰山3个造山带多期次非同步异方位的逆冲推覆活动控制,可划分为受盆缘造山带逆冲推覆作用控制的川西、川东北和川东南3个盆-山耦合次系统,区域上构成了独具特色的"三坳围一隆"构造-沉积格局。对应各造山带异方位的交替逆冲推覆活动,盆-山耦合过程又可划分为早期周缘前陆盆地(T3m→T3xt)、中期类前陆盆地(T3x→J3)、晚期萎缩衰亡(K)3个演化阶段。各演化阶段盆-山耦合过程的沉积学响应具有特征的异同性:差异性为对应各造山带逆冲推覆应力方位的变化,各亚阶段沉降-沉积中心位置各异,往复迁移于川西、川东北和川东南3个坳陷带;相似性为各次系统地层分布都呈自前缘坳陷带向前陆斜坡带和前陆隆起带上超减薄变细的楔状体,具有相似的沉积组合、相带展布和油气地质特征。     

Basin-Mountain Coupling Syestem and Its Sedimentary Response in Sichuan Analogous Foreland Basin

依据四川盆地晚三叠世须家河期至白垩纪盆地构造和沉积演化史的综合分析结果,认为该盆地属于发育在大型周缘前陆盆地基础上的陆内压性叠合盆地,具类前陆盆地性质.盆地形成和演化受周边龙门山、米仓山-大巴山和雪峰山3个造山带多期次非同步异方位的逆冲推覆活动控制,可划分为受盆缘造山带逆冲推覆作用控制的川西、川东北和川东南3个盆-山耦合次系统,区域上构成了独具特色的“三坳围一隆”构造-沉积格局.对应各造山带异方位的交替逆冲推覆活动,盆-山耦合过程又可划分为早期周缘前陆盆地(T3m→T3 xt)、中期类前陆盆地(T3x→J3)、晚期萎缩衰亡(K)3个演化阶段.各演化阶段盆-山耦合过程的沉积学响应具有特征的异同性:差异性为对应各造山带逆冲推覆应力方位的变化,各亚阶段沉降-沉积中心位置各异,往复迁移于川西、川东北和川东南3个坳陷带;相似性为各次系统地层分布都呈自前缘坳陷带向前陆斜坡带和前陆隆起带上超减薄变细的楔状体,具有相似的沉积组合、相带展布和油气地质特征.     

秦岭南缘大巴山褶皱－冲断推覆构造的特征

秦岭造山带南缘的大巴山巨型逆冲推覆构造主要是在秦岭造山带板块俯冲碰撞造山与中、新生代以来陆内造山过程中长期复合作用形成的。详细的室内外构造研究表明,巴山逆冲推覆构造可以巴山弧形断裂带为界划分为北大巴山逆冲推覆构造和南大巴山逆冲推覆构造。北大巴山自北而南依次由安康－武当推覆体、紫阳－平利推覆体、高桥－镇坪推覆体和高滩推覆体逆冲叠置而成。南大巴山则以镇巴－阳日断裂为界,分为北部的前陆冲断褶皱带和南部的前陆褶皱带。北大巴山主要是印支期碰撞造山作用和燕山期陆内逆冲推覆作用叠加改造的结果,南大巴山则主要是燕山期递进变形过程中的产物。构造变形北强南弱,北以冲断褶皱变形为特征,南以皱褶作用为主;北部褶皱紧闭复杂,向南渐变为宽缓的薄皮构造。逆冲作用在时序上具有由北向南扩展传递的特点。     

陆-陆碰撞造山带双前陆盆地模式——来自大别山、喜马拉雅和乌拉尔造山带的证据

大陆碰撞造山带不同的构造演化阶段往往形成不同成因类型的周缘前陆盆地 (系统 )。根据对几个典型大陆造山带的研究 ,我们把大陆碰撞造山带的构造演化过程分为陆 -陆拼接和大规模陆内逆冲推覆 (陆内俯冲 )两个阶段 ;早期陆 -陆拼接阶段直接在俯冲板块被动大陆边缘基础上形成的前陆盆地称为“原前陆盆地” ,后期大规模陆内逆冲 -推覆 (或陆内俯冲 )阶段在俯冲板块内部形成的前陆盆地称为“远前陆盆地”(它比原前陆盆地距主缝合带远 )。原前陆盆地和远前陆盆地是同一大陆碰撞造山带不同构造演化阶段的产物 ,是两种不同成因类型的周缘前陆盆地 ,它们构成了同一大陆造山带的双前陆盆地 ,而不是传统概念的单一成因类型前陆盆地。     

大巴山陆内造山带高压古流体及其运移动力学机制研究

陆内造山带普遍存在的高压流体与金属矿产与油气形成与分布关系十分密切。大巴山陆内造山带发育有大量同构造期方解石脉,碳氧同位素反映其为围岩碳酸盐岩成岩流体产物。通过对方解石脉中盐水包裹体分析测试,应用包裹体p-T-X相图确定的大巴山构造带同构造期古流体压力自北而南由高变低,即从大巴山逆冲构造带、大巴山前陆构造带到大巴山前陆坳陷古流体压力分别为240~270 MPa、220~240 MPa和170~190 MPa,而恢复的古流体压力梯度分别为2.2 MPa/100m、2.3 MPa/100m和2.0 MPa/100m,明显高于正常静水压力,表明大巴山陆内造山期古流体为典型异常高压流体。综合分析表明,大巴山陆内造山带和四川盆地自古至今普遍存在异常高压流体。结合区域地质研究认为,处于大巴山推覆体前缘、受志留系泥岩滑脱层和逆掩断层控制的高压体系具有压力封存箱特征。大巴山陆内造山带高压流体是在埋藏过程中形成的,其形成深度在2 800m左右,异常高压是大巴山构造带驱动流体迁移的主要动力之一。     

西昆仑山北缘盆山构造转换解析

根据新藏公路南段、穿越玉龙喀什河谷至和田以北的剖面考察解析及山前钻井和物探解释,结合杜瓦及皮阿曼等地综合考察分析,西昆仑山北缘向塔里木盆地的盆山过渡,是以帕米尔-西昆仑逆冲断裂系的构造形式向塔里木西南前陆盆地(简称前陆盆地)渐变,表现为一系列褶皱冲断组合的构造样式.研究表明,帕米尔-西昆仑前缘逆冲断裂系的形成发育,是控制帕米尔-西昆仑造山带(简称造山带)和前陆盆地发育的重要变形机制,逆冲断裂系的扩展大致可分4个时段.     

前陆盆地构造-热演化:以龙门山前陆盆地为例

前陆盆地油气资源丰富但构造变形十分复杂,使得前陆盆地构造-热演化模拟面临挑战。前陆盆地演化过程中构造与热的耦合体现在多个层面:岩石圈热演化对岩石圈强度时空分布及其挠曲的影响;逆冲推覆作用的浅部温度效应;快速沉积作用对盆地温度场的影响等。首先,前陆盆地形成时的岩石圈热背景及其造成的岩石圈强度空间变化对盆地后期的演化具有重要影响。同时早期热事件的热扰动也会叠加在前陆盆地的构造-热演化过程中,并不断衰减,影响岩石圈的流变结构,从而带来一系列的影响。热与构造演化相耦合在前陆盆地定量模拟中非常重要。其次,还需特别关注岩石圈深部过程与近地表构造过程的耦合。造山带逆冲推覆、抬升和剥蚀是与前陆盆地形成相关的重要构造活动,这种运动引起的热对流对造山带的热结构、前陆逆冲带以及前渊地区的温度场的分布有着重要影响。最后,前陆盆地形成演化过程中的快速沉积作用对盆地温度场和地表热流产生强烈的压制作用,对前陆盆地浅部热演化的影响不容忽视。因此,在浅部热演化(包括造山带逆冲推覆、快速沉积压实等)与盆地下伏岩石圈挠曲、深部热演化的联合作用下,使得前陆盆地构造-热演化颇为复杂,二者的耦合使得前陆盆地构造-热演化模拟颇具挑战。     

青藏高原东缘龙门山前陆逆冲带复合结构与生长

位于青藏高原东缘的北东向龙门山逆冲带,研究已经证明是中生代与新生代前陆复合扩展和生长的结果。然而,2008年5·12汶川地震地表破裂、余震和滑坡等的单向和分段迁移现象,对龙门山复合逆冲带的结构认识提出了挑战。文章在已有研究成果基础上,针对龙门山复合生长下构建的特殊结构进行了野外调查和构造解析。结果表明,以中生代与新生代两期前陆逆冲带复合生长为基础,龙门山复合逆冲带具有特殊的、主要由前陆逆冲楔叠加后形成的复合结构,而且这种复合逆冲楔具有分级和时序特征;中生代前陆逆冲楔是以逆冲断层-褶皱为特征,并分别组合形成碧口厚皮逆冲推覆体、唐王寨薄皮逆冲推覆体和龙王庙逆冲推覆体,总体从晚三叠世以前开始,至~160 Ma向南递进扩展生长;新生代前陆逆冲楔由逆冲断层和逆冲岩片组成,分为约35~10 Ma和10 Ma以来两个阶段,向南东向递进扩展生长,并可能与川西盆地东侧龙泉山构造相连通。因此,龙门山逆冲带具有前陆逆冲带和生长过程的双重复合结构。      

川东北前陆盆地须家河组层序-岩相古地理特征

根据控制高分辨率层序的构造和天文因素将川东北前陆盆地晚三叠世须家河期划分为2个超长期、5个长期、18个中期及数十个短期旋回层序,并分析了须家河组超长期层序的岩相古地理特征与演化.在SLSC1超长期旋回时期,米仓山-大巴山构造山系尚处于低幅稳定隆升状态,而龙门山构造山系的逆冲推覆作用较为活跃,川东北前陆盆地属于受龙门山逆冲推覆作用远端效应影响的前陆斜坡,沿米仓山-大巴山前缘地带主要发育辫状河三角洲沉积,而盆地西南部主要发育浅湖沉积.在SLSC2超长期旋回时期,龙门山逆冲推覆进一步增强,同时,米仓山-大巴山开始进入逆冲推覆前的强烈构造隆升阶段,川东北前陆盆地有较大幅度的持续拗陷沉降,在继承SLSC1古地理演化的基础上,形成了以沿龙门山和米仓山-大巴山两逆冲推覆带前缘广泛发育的、以巨厚块状砾岩为特征的大型冲积扇沉积体系.     

造山带伸展构造机制综述

总结了对伸展构造研究的进展和造山带伸殿构造在地壳演化中的重要地质意义；从岩石圈抗拉强度方面阐述了伸展构造的发育位置和造山带伸展构造的普遍性；对造山带伸展构造的阶段性和多样性以及各阶段的特征进行了论述；概述了同收缩伸展构造的多种机制并从深部和浅部作用两方面对造山后（包括末期）伸展构造机制进行了综述。重点对造山带伸展构造的共轴与非共轴两种机制进行了探讨，确定了两种机制的不同特点，讨论了成因，并提出了判别共轴与非共轴机制的定量与定性方法。     

地下同轴套管式换热器取热工况热响应实验分析

地源热泵系统凭借其节能和环保的特性,一经问世就迅速吸引了全世界的目光,成为了一个非常热门的研究课题。换热器的传热效率一直是地源热泵技术研究的主要问题之一,通过对比传统的单U型换热器,对新型的同轴套管型换热器的取热工况进行试验研究,并对采集的数据进行分析讨论,说明其具有良好的传热效果。     

石材亚临界裂纹扩展量测研究

在试验室进行裂纹稳定扩展及非稳定扩展的研究,其试验基座以楔形劈裂试验为基础改良而成,考虑材料的均质性,试验试体采用供铺设地板或建筑用外墙之天然石材。试验过程中利用裂缝应变片即时记录系统求出试体在稳定扩展及非稳定扩展下的裂纹扩展速度及其分形特性。结果表明,稳定扩展速度范围约在0.113～313.043 cm/s;非稳定扩展速度范围约在0.094～2 489.816 cm/s;亚临界分形维数范围约在0.994 3～1.036 6;起裂断裂韧性范围约在1.891 5～3.500 1 MPa?m1/2;分形亞臨界斷裂韌性范围约在2.063 6～3.712 8 MPa?m1/2。     

近铀子体高能γ能谱法分析铀矿石中高含量铀

文章介绍了用同轴高纯锗探测器通过测量近铀子体ＵＸ２的γ射线（１００１ｋｅＶ）分析铀矿石中高含量Ｕ的方法。研究了谱数据平滑处理问题，讨论了方法的特点。经标样及实际样品分析考察，方法的准确度，精密度均符合规范要求。     

A non‐coaxial and unbalanced plastic flow rule for geomaterials and its application to the shear band orientation prediction

In this paper, the non‐coaxial relation between the principal plastic strain increments and the principal stresses, which results from the internal friction in geomaterials, is analyzed, and the phenomenon of the unbalanced development of plastic flow in two conjugate directions is discussed. A non‐coaxial, unbalanced plastic flow model for Coulomb frictional materials is developed and used to determine the orientation of shear band in geomaterials. It is shown that the unbalanced index r of plastic flow has important effect on the orientation of the shear band, and the orientation determined by the conventional plastic flow theory is only a special case of the proposed model when r=0. This result soundly explains the reason that the geomaterials with the same internal friction angle and dilatancy angle can have very different shear band orientations. In addition, the difference between the intrinsic and apparent dilatancy angles is analyzed, and it is emphasized that the dilatancy angle commonly used in practice is indeed the apparent dilatancy angle. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

中深层套管换热器短期无干扰名义取热量计算解析方法

从地下传热基本原理出发,考虑地温梯度影响,建立了中深层套管换热器进出口流体平均温度解析解和长时间近似解,推导了中深层套管换热器短期无干扰名义取热量计算解析公式,并通过与文献中结果对比进行了验证。研究结果表明,中深层套管换热器短期无干扰名义取热量是地温梯度的线性函数。短期无干扰名义取热量计算解析公式简单实用,可以实现中深层套管换热器短期换热性能快速评价。     

A Comparative Analysis of Cognitive Systems for the Prediction of Drillability of Rocks and Wear Factor

This paper demonstrates the applicability of cognitive systems or neural networks in predicting the drillibality of rocks and wear factor using engineering properties of rocks. Drillability of rocks is a useful guide for evaluating the suitability of drills for different ground operations. The wear factor of different materials subsequently helps in the selection of proper drills for different drilling operations. Different rocks were tested for Protodyakonov index, impact strength index, shore hardness number, Schmidt hammer number, drillability and micro bit chisels for wear factor. The data obtained from the tests were used to train and test the neural network. Results from the analysis demonstrate that cognitive systems are an effective tool in the prediction and suitability of drilling operations. Application of these predictive models can be a useful tool to obtain the value of these important parameters, they can save time and help to avoid the tedious process of instrumentation.     

2007/2008年冬季平流层环流异常及平流层—对流层耦合特征

利用NCEP/NCAR再分析资料,分析了2007/2008年冬季平流层环流振荡的过程和异常特征,以及平流层—对流层的环流耦合特征。结果发现：2007/2008年冬季平流层极涡持续偏强,且极涡从12月下旬开始向东亚—大西洋地区偏心发展,同时在欧洲—地中海地区减弱向极区收缩,从而在欧亚地区的平流层高层最早形成“一脊一槽”1波型的环流形势;该平流层的环流异常信号逐步向低层传播;从平流层10 hPa向下传播到对流层中、低层需要约15~20天的时间;此时对流层500 hPa上,与平流层向下传播的信号相对应,呈现为高纬度“西高东低”和副热带“东高西低”的环流异常型,即分别对应着乌拉尔山阻塞高压、鄂霍茨克海低槽以及副热带高压异常偏强和副热带欧亚大陆中西部低槽活动频繁。这种环流异常配置即形成了有利于我国南方降雪持续的大尺度背景条件。进一步研究还发现,平流层异常信号存在由热带向极传播的趋势。2008年1月的平流层极涡振荡正异常所对应的环流异常信号可以追溯到2007年秋季10月份最早出现在热带地区的环流异常信号,该异常信号在向极传播过程中同时向东移动,2008年1月传播到极区,对应极涡振荡的正异常。说明前期平流层的异常信号及其演变,对2008年1月的气候异常具有重要指示意义。     

套管式地埋管换热器热短路及换热性能

套管式地埋管换热器是深层地源热泵系统常用的换热装置。基于流体流动换热方程,建立套管式地埋管换热器与周围岩体之间的传热模型。以第一个供暖季为例,分析内管导热系数和循环水流量对换热性能的影响,并引入换热器效能对热短路现象进行评估,研究结果显示:内管导热系数越大,热短路现象越显著;热短路使内外管中循环水温差降低,管内出现热堆积,导致换热器换热功率降低;套管式地埋管换热器的换热功率随循环水流量的增大逐渐增大;内外管之间存在热短路时,出口水温随循环水流量的增大先升高后降低,随着流量增大,换热器效能增大。研究成果可为深层地源热泵系统中地埋管换热器的设计提供借鉴。      

Numerical evaluation of three non‐coaxial kinematic models using the distinct element method for elliptical granular materials

This paper presents a numerical evaluation of three non‐coaxial kinematic models by performing Distinct Element Method (DEM) simple shear tests on specimens composed of elliptical particles with different aspect ratios of 1.4 and 1.7. The models evaluated are the double‐shearing model, the double‐sliding free‐rotating model and the double slip and rotation rate model (DSR² model). Two modes of monotonic and cyclic simple shear tests were simulated to evaluate the role played by the inherent anisotropy of the specimens. The main findings are supported by all the DEM simple shear tests, irrespective of particle shape, specimen density or shear mode. The evaluation demonstrates that the assumption in the double‐shearing model is inconsistent with the DEM results and that the energy dissipation requirements in the double‐sliding free‐rotating model appear to be too restrictive to describe the kinematic flow of elliptical particle systems. In contrast, the predictions made by the DSR² model agree reasonably well with the DEM data, which demonstrates that the DSR² model can effectively predict the non‐coaxial kinematic behavior of elliptical particle systems. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.