长江口晚新生代沉积物的物源研究: REE和Nd同位素制约*

长江三角洲地区第四纪以来堆积了200多米厚的碎屑沉积物,主要由河湖相和滨浅海相组成,构成了多个沉积旋回。选择长江口地区一个320m深的PD钻孔,运用多通道等离子体质谱MC ICP-MS方法,开展沉积物中的REE和Nd同位素组成分析,研究了上新世以来三角洲地区沉积物物源的变化。沉积物中REE和Nd同位素组成具有明显的变化规律,Ce呈弱的负异常,介于0.83~0.99之间,而Eu呈现中等亏损,在0.53~0.73之间变化。岩芯中上新统沉积物中Ce异常变化大,而Eu亏损相对第四系沉积物更显著。¹⁴³ Nd/¹⁴⁴ Nd比值在钻孔中变化较小,介于0.511975~0.5122367之间,平均值为0.512062。相关分析揭示粒度和化学风化对Nd同位素组成影响小。REE和Nd同位素判别图解揭示河口地区上新统沉积物主要来自长江流域中、下游的近源物源区,而第四系沉积物的物源虽然存在一定的变化,但是总体上与上新统沉积物来源明显不同,主要来自更广泛的流域物源区,尤其是长江上游的风化物质被大量输运到河口三角洲地区。在第四纪构造和气候因素控制下,古长江水系具有不同的演化阶段,流域源岩经历的风化作用强度也不同,因此河流沉积物的源汇过程也相应地发生变化。     

柴达木盆地东部三湖地区第四纪沉积物源分析

柴达木盆地三湖地区第四系的形成是在新近纪末期新构造运动作用下,盆地沉积中心由西向东整体迁移的产物.在第四系中发现了世界上最大的生物气田,近年来在寻找构造圈闭难以取得突破的情况下,岩性圈闭的勘探成为下一步勘探工作的必然选择.确定物源方向对岩性油气藏的勘探具有重要的指导作用.该文通过分析现今水系分布、储层岩性、矿物组合、氯离子含量、重矿物、泥质含量、砂岩含量、地震前积反射等特征和通过野外踏勘、储层反演等手段,确定三湖地区第四系沉积物源呈明显的不对称性,主要物源来自南部的昆仑山,次要物源来自北斜坡东部锡铁山-埃姆尼克山.     

鄂尔多斯盆地子洲-清涧地区山西组山2~3段铀、钍、钾测井曲线的分形特征及其沉积物源意义

随着鄂尔多斯盆地子洲-清涧地区上古生界碎屑岩气藏研究的深入,其物源问题引起了人们的关注。为查明物源问题,本文应用分形理论对山西组山2~3段的沉积物源进行了研究,系统地分析了铀、钍、钾测井曲线的分形特征、分形特征在沉积物源分析中的应用过程以及分形特征对沉积物源的响应机理。结果表明,铀、钍、钾测井曲线具有分形特征,其分形特征对沉积物源具有一定程度的响应,研究区内西北部物源控制区与东北部物源控制区具有不同的沉积物源分形响应特征,通过分形响应得到的沉积物源分析结果与已有的地质认识较为吻合。分形特征研究为沉积物源的分析提供了一种途径,具有一定的应用价值。     

长江三角洲第四纪沉积记录与古环境响应

选择长江三角洲南东部贯穿第四系沉积的钻孔SG7,进行沉积物测年、沉积特征、粒度、磁化率、孢粉和主量元素的系统研究,以揭示长江三角洲在第四系地层的源区变化及其环境意义.研究表明,长江三角洲第四系的物源区在1.2MaB.P.前后存在显著差异,2.6～1.2MaB.P.主要为现代长江口南西部的小流域,母岩以上侏罗统凝灰岩为主...     

柴达木盆地西部地区渐新世沉积物源分析

沉积物源分析在确定沉积物源位置、母岩性质及沉积物搬运距离,甚至整个盆地的沉积作用和构造演化等方面都有重要意义。本文从重矿物组合、轻矿物组合、稀土元素分配和古水流恢复等方面系统地分析了柴达木盆地西部地区渐新世物源方向,确定了阿尔金东段物源、阿尔金西段物源、阿拉尔物源、铁木里克物源、祁漫塔格—东柴山物源和弯西—甘森物源6大沉积物源。沉积物源特征明显控制了沉积物特征,来自阿尔金西段物源的沉积物搬运距离短,碎屑物供给明显受季节性洪水控制,故稳定性差,发育近源陡坡型的扇三角洲、近岸水下扇沉积物;来自其余物源的沉积物搬运距离较长,最长搬运距离约190 km,碎屑物供给的稳定性较好,发育远源缓坡型的辫状三角洲沉积物,受不同沉积物源的影响,其沉积特征具有明显的差异性。     

北祁连北大河沉积物碎屑组成及物源正演分析

开展现代河流沉积物的物源分析正演研究,对厘清河流搬运分选过程对不同碎屑成分的影响、不同源区对汇区沉积物的贡献机制以及物源定量分析具有重要意义。对北祁连北大河与洪水坝河现代河流沉积物的物源开展了正演研究,结合砾石成分统计、重矿物分析和碎屑锆石U-Pb测年方法,分析了流域内不同物源对现代河流不同碎屑成分贡献的差异性。结果表明,两条河流沉积物的特征显示汇区不同碎屑成分对物源区岩性的反映各有侧重。其中砾石岩性能够反映整个流域的主要岩性;砂粒中的重矿物组合也可以反映源区主要岩性,且对重矿物含量较高的岩体或地层（如铁矿）十分敏感;碎屑锆石年龄谱反映了整个流域物源端元锆石的综合贡献,各年龄峰锆石占比与源区各年龄峰锆石贡献呈较好的正相关关系,其中源区沉积岩碎屑锆石的贡献比较显著。通过河流物源正演分析进一步建立现代河流源汇模式是实现物源量化分析的一个可行方向。     

西秦岭白龙江地区志留系迭部组岩石地球化学特征及碎屑锆石原位U–Pb年代学研究

白龙江地区志留系迭部组浅变质碎屑岩微量元素地球化学指示其物源主要来自上地壳长英质岩浆岩，源区与活动大陆边缘背景密切有关。迭部组LA–ICP–MS碎屑锆石U–Pb年代学显示年龄值跨度较大，最小年龄为440 Ma，指示其沉积时代不早于早志留世，结合区域化石资料限定迭部组为早志留世。碎屑锆石U–Pb年龄可分出440～680 Ma、798～876 Ma、1 012～1 291Ma、1 590～1 990 Ma、 2 113～2 455 Ma等5个峰值年龄区间，显示区内沉积物源具有多源多时代地质体的贡献特征。其中，最高峰值440～680 Ma（占总有效数据76.9%）的年龄谱图与北秦岭微地块吻合度高，显示迭部组沉积物源主要来自北秦岭微地块，而其他组少量峰值碎屑锆石年龄则显示南秦岭微地块、扬子地块，北祁连东段可能参与了部分物源供给。     

裂变径迹热年代学在珠江口盆地渐新统珠海组物源分析中的应用*

渐新统珠海组是南海北部珠江口盆地的主要储集层发育层位之一,但其物源区位置、沉积物搬运路径等关键问题仍存在争议。为此,选取珠江口盆地不同构造单元3口关键井珠海组上段砂岩样品开展锆石裂变径迹(ZFT)、磷灰石裂变径迹(AFT)热年代学研究,进而开展珠海组物源分析。盆地西部西江凹陷XJ28井与白云凹陷LW3井ZFT、AFT年龄组分相似,包含晚三叠世的ZFT年龄组分,且ZFT、AFT主要年龄组分分别为白垩纪、古新世;盆地东部陆丰凹陷的LF7井ZFT、AFT年龄组分明显比前2口井偏年轻,ZFT主要年龄组分为古新世。3口井的ZFT、AFT年龄组成表明其珠海组上段物源均主要来自珠江口盆地北侧的华南地块,但盆地西部与东部显示出明显的物源差异。盆地西部XJ28井以及LW3井物源特征总体一致,均由古珠江水系供源,其物源以珠江流域中生代花岗岩为主,还包括华南地块腹地的中生代沉积岩。盆地东部LF7井的物源主要为陆丰凹陷北侧的沿海中生代花岗岩,物源组成相对简单,沉积物搬运距离相对较短。     

米仓山地区早寒武世仙女洞组沉积物源新认识：沉积学、重矿物和碎屑锆石年代学的证据

长期以来,一直认为米仓山地区早寒武世地层主要由汉南古陆和/或摩天岭古陆提供沉积物,实际并非如此。米仓山地区早寒武世仙女洞组主要由鲕粒灰岩以及角砾灰岩等组成。本文根据沉积相时空展布、交错层理恢复的物源方向、重矿物以及碎屑锆石LA-ICP-MS U-Pb测年,综合探讨仙女洞组的物源方向以及物源区。沉积相时空展布和古流向表明,仙女洞组的物源主要来自西北和西南方向,非前人判断沉积物来自东北和/或西北方向。碎屑重矿物锆石、磷灰石、白钛石、铬尖晶石和磁铁矿组合表明物源主要来自于岩浆岩,部分为基性岩浆岩。对仙女洞组3件样品碎屑锆石U-Pb年龄分析,获得172组U-Pb有效年龄。碎屑锆石的谐和年龄表明,物源主要集中在744~896Ma和1755~2493Ma。综合相展布、古水流、重矿物组合以及碎屑锆石测年,仙女洞组的物源主要来自:(1)西北方向,摩天岭古陆的碧口群、横丹群和鱼洞子群的火山-沉积岩以及新元古代侵入岩;(2)西南方向,主要为康滇古陆的花岗岩、流纹岩、辉绿岩等。     

利用锆石形态、成分组成及年龄分析进行沉积物源区示踪的综合研究

通过盆地碎屑沉积物分析示踪源区,进而探讨区域构造演化已成为当前地学研究的热点。盆地沉积物中的锆石不但分布广泛,而且稳定性极强,因而能保存大量的源区信息。随着锆石裂变径迹及U-Pb年龄谱分析等新测试技术的发展,锆石的形态、成分组成及年龄分析已成为盆地沉积物源区示踪的重要探针。本文结合实例,介绍了目前在综合利用锆石的形态、成分组成及年代学特征进行物源示踪的一些主要进展。由于物源示踪的复杂性,在利用锆石进行物源示踪时,应充分了解区域地质背景,密切结合其它物源示踪方法。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

黄土路基沉降曲线特征分析

在分析郑西客运专线试验段路基沉降实测资料的基础上,提出沉降变形常规预测方法受观测时间及单次观测结果的影响比较大,不利于用来预测最终沉降。通过分析现场沉降变形与时间关系曲线,提出路基沉降的发展主要受固结的影响,其发展是一个从沉降增加到趋缓的过程,可以明显分为固结变形及流变变形,并用非饱和土等效固结理论加以解释,提出了一种利用s- 曲线特征预测最终沉降量的方法,经检验对比发现其预测结果受观测时间及单次观测结果的影响比较小,优于其它常规预测方法     

沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响的数值仿真分析

结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求,基于圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用。结果表明,等效施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴。     

Structure of sediments of kaolinite

In an assembly of clay particles placed in a fluid, each particle is typically subjected to: (1) double-layer repulsive forces; (2) van der Waals attractive forces; and (3) contact mechanical forces. The study presented here concerns an approximate, quantitative analysis of clay suspensions, with considerations to the first two - the physico-chemical forces. Using recent theories to calculate the physico-chemical forces between two clay particles in an approximate model of an assembly, the equilibrium void ratio of a clay suspension is computed. The mechanical forces are ignored in the analysis. The results serve to verify the validity of physico-chemical theories employed and help interpret experimental data more fundamentally in terms of the system variables.     

不同形式诱导缝的等效强度承载性能的数值分析

将考虑尺寸效应规律的混凝土等效断裂模型应用到不同形式诱导缝等效强度公式中,得到了修正后的不同形式诱导缝的等效强度公式。同时,得到了诱导缝等效强度的变化曲线,并比较了单双向间隔诱导缝的优劣,得到双向间隔诱导缝优于单向间隔诱导缝的结论,为高拱坝中诱导缝的设计提出了建议。     

土的可恢复剪胀的一种解释

从土的各向异怀角度对土的可恢复剪胀现象进行了解释。基于各向异性情况下的土体弹性本构关系理论分析，认为土的可恢复剪胀现象可部分归因于土的各向异性引起的弹性剪胀。借助有关土体弹性参数实验结果，研究了应力诱导各迥异性对土体弹性剪胀的影响，结果表明：随土体应力诱导各向异性的增大，土体的弹性剪胀也增大。从土体弹性剪胀角度研究了土的卸荷体缩条件，认为土体卸荷体缩取决于加载应力路径的应力增量比，给出了土体出现卸荷体缩的区域。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。