试论工程地质作用的时间尺度问题

地球系统科学对全球变化进程的研究中特别关切对人类有意义的时间尺度上的作用与发展.对几十年到几百年的时间尺度上的工程地质作用进行了探讨.岩石风化作用既是地壳固体物质形态转变的重要途径,也是产生块体运动灾害的必要前提条件,其类型和强度受区域气温及降雨条件的控制;水的侵蚀作用的区域性规律受地貌成因和气候条件的制约,它对陆地环境的最大冲击是对海洋、湖泊及水库岸滩带的侵蚀和改造;流水的溶蚀作用可在几十年内对可溶岩类地区产生影响.人类活动可对自然地质作用的强度、频率和速率产生重要的影响,如酸沉积物是人类活动的间接产物,会对人类环境产生多方面的效应.探索地质作用对长期运行或永久性工程的负效应尤为迫切,需要开展及时的研究.     

试论红土化作用及红土的工程地质分类

本文主要讨论了红土化作用的科学定义及其与风化作用的关系。在此基础上依红土化作用程度对红土进行了工程地质分类。     

川藏交通廊道林波段冰川泥石流发育动态演化分析及监测预警方案

川藏交通廊道沿线山高谷深,地层岩性多变,新构造运动活跃,气候恶劣复杂,导致滑坡、崩塌、泥石流、冰湖溃决洪水等灾害极其发育,对铁路施工及运营带来严重影响.林芝-波密段就是典型地质灾害高发区域,常年受到冰川泥石流的影响,是川藏交通廊道重大灾害防治的难点区段.虽然目前在单沟尺度上对冰川泥石流的形成条件、影响因素、物源性质取得了一定的认识,但对于川藏交通廊道沿线不同类型的冰川泥石流诱发因素、区域发展演化规律及灾变指标的研究还较为初步,尚未构建完善的监测预警体系.借助多源长时序遥感影像、气象监测数据,结合野外实地验证和历史数据分析发现:川藏交通廊道周边区域冰川泥石流沟谷共99条,主要分布于恰青冰川-易贡乡、加拉贝垒-南迦巴瓦峰和古乡沟-嘎隆寺冰川一带;过去40年冰川经历了复杂的流动速度变化,表现为较小高海拔悬冰川活动性增强,大型沟谷冰川活动性减弱;自1973年以来,研究区冰川泥石流呈现频率增高、规模增大的特征.此外,从冰川泥石流发育沟道比降来看,发生高陡地形的滑坡、冰-岩崩诱发的泥石流频率增加.未来,冰川持续退缩,促使冰川源区冰瀑消失,发育更大规模的悬冰川,会增加这类冰川泥石流的风险;冰川泥石流形成及演化过程具有明显的灾变指标,如悬冰川裂隙密度增加、冰川速度增强、冰湖面积快速增加等.因此,基于以上认识,建议针对不同类型的冰川泥石流地建立完善的监测预警指标,并提出了融合卫星、航空遥感平台,气象、水文地面监测平台,地震动监测平台的冰川泥石流“空-天-地”立体监测框架,针对不同类型冰川泥石流进行灾变信息监测与预警判识,为川藏交通廊道安全施工运营提供技术参考.      

基于EMS微震参数的岩爆预警方法及探讨

一系列深埋长大隧道工程在我国西部涌现,深埋隧道围岩的岩爆成因机制及监测预警成为亟待解决的课题。微震监测作为岩体微破裂空间监测技术在隧道工程岩爆预警上发挥了重要作用。由于微震数据存在的波动性（时间序列）、离散性（空间分布）和误差,利用震源参数随施工循环的演化特征评估岩爆发育过程并非足够稳定、有效。基于3种微震监测易于获取且紧密联系的震源参数（地震能量、地震矩和视应力）,扩展建立了用于岩爆评估与预警的EMS方法。该方法定义了地震能量、地震矩、视应力3种评价指标,并获得了3种评价指标间的关系;将3种评价指标用于岩爆预测,并进行了岩爆等级评估;同时还给出了微震路径与震源参数空间的概念。最后,将EMS方法应用于巴陕高速米仓山隧道的岩爆灾害实例,对岩爆里程段微震事件簇（微震事件聚集区域）内岩体累进破裂和岩爆发育过程进行了评估,实现了简易有效的微震数据日常处理与岩爆灾害评估预警。     

花岗质岩石相关成矿系统的流体作用

与花岗质岩石相关的成矿系统与战略新兴矿产(W、Sn、Mo、Be、Nb、Ta、Li等)和大宗紧缺战略矿产(Cu、Au)密切相关。流体包裹体作为古成矿流体的样品,直接记录了成矿流体的温度、盐度和元素含量等关键信息。目前,随着单个流体(熔体)包裹体成分分析技术的突破,已经积累了一批可靠的成矿流体中元素含量的数据。本文总结了4种典型热液矿床的流体包裹体的温度、盐度和成分数据,对与花岗质岩石相关的成矿系统的流体性质和成矿机制进行探讨。斑岩型钼矿的熔体包裹体中钼含量不高,但斑岩型铜矿的熔体或熔流体包裹体中可含有高含量的铜和金。斑岩型钼矿和斑岩型铜矿热液阶段的流体相分离和特定温度域的流体冷却(420～350℃)是重要成矿机制。花岗伟晶岩型稀有金属矿和花岗岩型钨(锡)矿普遍发育的超临界流体可能具有超强的元素溶解能力。流体混合、水岩反应和流体沸腾等多种机制导致花岗岩型钨(锡)矿金属沉淀富集。目前,尚缺乏花岗伟晶岩型稀有金属矿的系统流体演化研究。