天池火山三期浮岩气孔形态的复杂性及其动力学成因

爆炸式喷发过程中,火山碎屑物气孔记录了挥发分出溶、膨胀和合并等信息,其大小、形态、数量密度、空间分布等局域特征是推断火山喷发动力条件的重要参考。文章基于天池火山三期喷发(50 000年前大喷发的黄色浮岩、千年大喷发的灰白色浮岩和1668年八卦庙期喷发的黑色浮岩)野外地质工作,以非线性火山喷发动力学为指导,开展了火山通道内气泡生长的流体动力学研究,揭示出岩浆流体黏性力和界面张力的共同作用对于岩浆减压和气泡生长过程的约束。在浮岩气孔结构的定量化分析基础上,进一步研究了天池火山三期喷发的浮岩气孔参数,通过气泡生长流体动力学方程得到了千年大喷发灰白色浮岩毛细管数Ca值为253, 明显高于50 000年前大喷发黄色浮岩(Ca值为94)和八卦庙期喷发黑色浮岩(Ca值为111),表明了千年大喷发曾发生过明显的成分变化,推测可能与幔源基性岩浆注入有关;而50 000年前大喷发黄色浮岩气孔不规则形态参数(1-Ω)值为0.098,大于后两期喷发(分别为0.052和0.064),可能意味着天池火山系统动力学平衡的弛豫周期变小或浮岩气泡生长受动力学、流变学改造过程减弱,这可为进一步研究天池火山活动规律提供参考。三期浮岩毛细管数Ca量级为102,气孔不规则形态参数(1-Ω)量级为10-1,从动力学上首次证实了天池火山属于普林尼型或超普林尼型喷发。     

在大地电磁二维Occam反演中求取拉格朗日乘子方法改进

Occam反演具有可靠性和加上各种先验信息可行性的优点,但是因为求取拉格朗日乘子需要很长时间,所以前人提出了几个直接选取方法。笔者改进了二维大地电磁测深Occam反演中求取拉格朗日乘子的方法。在搜索过程中加上观测数据拟合差与其期望值的比较。这样,在Occam反演的拟合差下降阶段的最后迭代和模型光滑阶段,能够排除多余的正演计算。这种改进对反演结果没有影响,但却使得反演速度加快并且更符合于Occam思想。根据模型实验和野外数据处理,可以减少正演次数20%~50%。     

多点地质统计学建模中训练图像建立方法综述

多点地质统计学建模是近年来储层建模技术的研究热点,其实用性受到训练图像的限制。训练图像的质量决定了多点地质统计学建模的精度和可靠程度,是多点地质统计学建模成功的关键因素。文章阐述了训练图像的特征和意义,从方法的定义、使用情况、实例等方面系统介绍了训练图像建立的方法,包括手工绘制、基于目标模拟、三维地震信息提取或转化、基于原型模型、基于过程模拟和二维图像方法,综合对比了不同训练图像建立方法的数据来源、优势与不足,探讨了多点地质统计学建模依赖训练图像存在的问题。结合文献调研和多点地质统计学建模实践,指出了训练图像及其建立方法的发展方向,为多点地质统计学建模研究者和使用者提供借鉴,为完善多点地质统计学建模方法提供思考。     

英云闪长岩奥长花岗岩花岗闪长岩(TTG)岩石构造组合及其亚类划分

TTG岩石构造组合(或岩类)表征洋壳俯冲作用。本文提出TTG岩类的4个亚类：(1)镁安山岩系列(MA)低压型TTG亚类,形成于非常年轻和很热的洋壳俯冲,压力≤1 500~1 600 MPa,深度≤50~60 km,例如活动洋中脊俯冲的板片窗的边缘;(2)镁安山岩系列(MA)高压型TTG亚类,形成于比较年轻和较热的洋壳俯冲,压力≥1 500~1 600 MPa,深度≥50~60 km;(3)低镁(或非镁)安山岩系列(LMA)低压型TTG亚类,形成于洋内弧下地壳,压力≤1 500~1 600 MPa,深度≤50~60 km;(4)低镁(或非镁)安山岩系列(LMA)高压型TTG亚类,形成了大陆边缘弧山根带,压力≥1 500~1 600 MPa,深度≥50~60 km。对TTG岩类4个亚类的研究,并结合对无TTG形成的老的冷的俯冲带洋壳和冷的弧地壳以及幔楔有无岩浆产生等方面的研究,可以重建岩浆弧的壳幔结构和热结构,进而可为与洋俯冲有关的成矿作用提供地质背景。     

基于闪烁仪观测低丘山地人工混交林通量印痕与源区分布

参考Meijninger提出的适用于大孔径闪烁仪(LAS)法的印痕模型,利用位于河南省济源市的华北低丘山地30年生栓皮栎-侧柏-刺槐人工林生态系统的主要生长季2009年5～9月通量等观测数据,计算、分析了该森林生态系统的通量印痕及源区分布.结果表明:①以90%通量贡献区面积为测算对象,不同风向条件下,在大气不稳定时,东南风向时源区面积最小,为1.1547 km2,西南风下最大,为1.5237 km2;在大气层结稳定时,西北风向时源区最小,为1.7271 km2,西南风向时最大,为3.5289 km2.并且在大气不稳定时的源区面积均小于稳定条件下的面积.其中,大气层结稳定时面积最小的西北风向时的源区面积比不稳定时面积最大的西南风向时的源区面积还要大11.8%.②以90%通量贡献区面积为测算对象,晴天条件下,由于湍流交换的逐渐加强,上午源区面积由8:00的1.1483 km2减小到11:00的0.4518 km2.中午之后,湍流交换逐渐减弱,大气趋向稳定层结,源区面积由14:00的0.4779 km2增加到17:00的0.7137 km2.通量源区面积的日变化趋势与大气稳定状况和湍流交换变化趋势大致一致.③以80%通量贡献区面积为测算对象,受大气状况、风向及下垫面性状的影响,各月通量源区各不相同.2009年5～9月期间,各月源区面积分别为1.834、1.680、2.043、1.671、1.380 km2.     

基于3D-FSM的预紧力端锚数值模拟及其多核并行化研究

在对传统锚杆荷载传递机制分析的基础上,提出了一种考虑托板、锚杆与岩体相互作用的数值模拟方法：通过Kelvin基本解计算出锚杆集中力对围岩的影响,同时就锚杆自由段与相应岩体两端点的位移差相等建立位移方程,结合先前开发的3D-FSM数值模拟系统中的表面受力平衡方程进行联立求解,利用所得结果可以计算域内任意点的应力及位移变化,形成完整的预紧力端锚边界元数值模拟系统。通过与Flac3D系统模拟对比,验证了该系统的可靠性。为提高运算效率,对该系统进行基于OpenMP的多核并行化改进,给出了改进的基本思路和加速比对比图。由于边界元本身具有建模简单、计算区域大、计算精度高等优点,因此,这种模拟方法有很大的应用价值。     

含水非晶碳酸钙的仿生矿化研究

生物成因矿物的形成过程通常是通过先沉积非晶前驱体,进而转变形成某一种结晶相的途径来实现的。对生物成因 碳酸钙而言,普遍认为其非晶的前驱体相是在生物有机大分子和无机离子共同作用下形成的。在阴离子柠檬酸根存在的情 况下,仿生合成了非晶碳酸钙（Amorphous calcium carbonate,ACC）,运用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、X-射线衍射（XRD）、 傅里叶红外光谱（FTIR）和热重-差热分析（TG-DTA）等实验手段进行了分析并观测了非晶碳酸钙后续转变。结果显示, 多羧基的阴离子能够诱导形成非晶碳酸钙,并且这些非晶碳酸钙具有与生物成因非晶碳酸钙类似的组成。这可能指示与生 物矿化相关的生物大分子,特别是一些富含极性羧基大分子能够诱导碳酸钙矿物非晶态前驱体相的形成,同时也能暂时稳 定这些非晶前驱体相。     

湖南新宁星子岩锑矿流体包裹体特征及矿床成因

湖南新宁县星子岩锑矿位于钦杭结合带中段湘中盆地内,脉状矿体受NE向硅化破碎带控制,直接容矿围岩为下寒武统香楠组碳质板岩和硅质板岩。文中对星子岩锑矿进行系统的矿物生成序列研究,将成矿过程分为两期3个阶段,即沉积期以碳质板岩内球状黄铁矿为代表,热液期早阶段脉状辉锑矿石英脉(局部夹围岩角砾)和晚阶段辉锑矿方解石脉。为进一步限定其成因,选取热液期与辉锑矿共生的早阶段石英和晚阶段的方解石进行流体包裹体研究。包裹体岩相学研究表明,热液期石英和方解石内广泛发育流体包裹体,主要类型为纯H2O型和CO2-H2O型流体包裹体。激光拉曼测试表明,CO2-H2O型包裹体气相主要成分为CO2,液相主要成分为H2O。显微测温过程中,当降温时可见CO2-H2O型包裹体由气液两相变为三相,其初熔温度为-60.0~-56.6 ℃,CO2部分均一温度为3.7~28.5 ℃,完全均一温度介于113~266 ℃,CO2笼合物熔化温度为3.0~9.6 ℃,对应的流体盐度w(NaCleqv.)为0.8%~12.0%。星子岩锑矿流体包裹体的中低温、低盐度和含CO2的特征与造山型金矿的变质流体成矿特征相吻合。综合星子岩锑矿的成矿大地构造背景、矿床地质和成矿流体特征,星子岩锑矿的精细成矿过程为：钦杭结合带在印支-燕山期发生强烈的陆壳叠置作用,富碳质含黄铁矿的寒武系地层发生变质变形脱挥发分作用,形成中低温、低盐度、富CO2和富集锑元素的变质热液;变质热液向上运移过程中,温度压力降低发生相分离,导致CO2逸失和流体沸腾作用,大量辉锑矿沉淀,最终形成有经济价值的矿体。湖南星子岩锑矿的矿床地质特征和成矿过程与造山型金矿一致,因此其成因类型为造山型锑矿。     

某Cr(Ⅵ)污染场地修复的PRB反应材料及结构设计研究

渗透反应格栅(permeable reactive barrier,PRB)在国外被广泛应用于场地尺度的地下水污染修复,因其无须外源动力、不占地面空间、运行成本低等优势在国内受到广泛关注。不同场地水文地质条件、污染物类型、污染羽分布具有差异性,前期场地调查、反应材料的筛选、反应墙尺寸结构的设计对于PRB的有效运行至关重要。本文以PRB修复河南某Cr(Ⅵ)污染场地为例,详细阐述场地调查、材料筛选、材料反应参数确定、PRB结构优化等方面的研究过程及成果,可为后续PRB修复技术的应用提供参考。研究结果表明:PRB修复技术适用于该场地,铸铁与活性炭混合材料为最佳修复材料;反应门长40 m(反应材料厚2 m,上下游分别为2 m厚砾石层),东西两侧隔水墙长为60 m的U型漏斗-门系统型PRB,可有效捕获并修复污染羽,工程成本远低于连续反应墙式PRB,为该场地修复最优PRB结构类型。     

大兴安岭南段锡的成矿作用：以黄岗-甘珠尔庙地区为例

大兴安岭南段是我国重要的锡多金属成矿集中区,为促进区域锡多金属找矿突破,以在黄岗-甘珠尔庙地区多年的野外调查研究工作为基础,运用年代学测试、化学分析及地质模型等方法,分析了区域锡的成矿作用。认为二叠统基底地层及锡林郭勒杂岩是成矿物质的初始来源,经历的变质过程具有进一步富集的作用,大部分锡矿均遭受了多期次的火山-岩浆活动,最终决定锡多金属成矿的是燕山期酸性岩浆-热液成矿作用。同时成矿作用还受到控岩控矿构造、围岩性质、氧化-还原条件、开放-封闭环境的制约,认为在氧化性花岗岩浆侵入钙质地层条件下成矿作用以铁锡为主;还原性岩浆在侵入具开放性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩外带围岩中的热液型脉状锡矿为主,而在侵入具封闭性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩内带岩浆凸起部位的花岗岩型锡矿为主。因此,建议将主攻矿种由铅锌调整为锡银,部署重砂及化探方法圈定异常,针对硫化矿体部署电法,针对隐伏岩体部署磁法与重力,还可部署烃、汞、氧气测量等非常规化探方法预测隐伏岩体。     

全极化探地雷达地下管道分类识别技术

常规探地雷达大多数是单极化雷达,单极化雷达只能获得单极化数据,对复杂环境中管道准确快速地识别比较困难。为了解决此问题,本文采用了全极化探地雷达识别管道的方法,提取了单一管道目标、多个管道目标中任何一个管道目标和受其他目标影响的管道目标的极化属性。结果表明,全极化探地雷达技术对处于极化属性受到影响环境下的管道目标均能较好地识别。因此,全极化探地雷达能够获得更加全面的目标体极化信息,有效地解决了复杂环境中管道准确快速识别比较困难的问题。     

纤维加筋MICP固化钙质砂的抗拉强度特性研究

针对微生物诱导碳酸钙沉积 (MICP)固化钙质砂脆性强、抗拉强度低等问题,通过制备“8”字形MICP固化钙质砂试样并开展直接拉伸试验,对纤维加筋的改善作用、纤维-MICP联合加固机理及纤维掺量、纤维长度等影响因素进行了研究。结果表明：纤维加筋能够显著提高抗拉强度、峰值位移和残余强度,减轻峰值强度点的脆性破坏现象,但受纤掺量和长度的影响,总的来说,抗拉强度随纤维掺量的增加和长度的加长呈先增后减的趋势。相比无纤维试样,添加最优纤维掺量（0.6%）时,试样的抗拉强度增长了172.4%,峰值变形提升了158.1%。机理可解释为纤维增加了微生物的吸附量,促进碳酸钙在纤维与钙质砂之间以及纤维表面的沉积,增大纤维与钙质砂之间的界面作用力,整体提升钙质砂的抗拉强度特性。纤维的添加能够显著改变试样的变形特征,无纤维添加试样曲线仅有初始误差阶段和弹性阶段两个阶段,添加纤维后曲线表现为四个阶段包括初始误差阶段、弹性阶段、损伤破坏阶段和残余阶段。纤维掺量影响的内因是纤维与钙质砂的界面作用力和纤维空间分布状态随纤维掺量的变化而变化,纤维长度的影响主要和破坏面附近纤维数量和单位长度所能承担的拉应力相关。研究成果对以钙质砂为地基的岛礁工程的稳定性、安全性具有一定的指导意义。     

河北省怀安县朱家洼矿区地球化学特征与找矿方向

河北怀安朱家洼矿区位于华北板块北缘中段太古宙、元古宙、中生代金银铅锌铁硫铁矿成矿带,为火山热液型金多金属矿。为查明该区成矿规律,明确找矿方向,在区内开展了水系沉积物测量、土壤地球化学测量等工作。通过对元素分布、元素相关性、元素异常等特征研究表明,Au、Mo为本区主成矿元素;各元素异常平面分布具有分带性,高温元素W、Sn、Bi异常位于骆驼山火山机构中心,中低温元素Pb、Zn、As、Ag等异常分布于火山机构边部及周边围岩中,成矿元素Au、Mo异常主要位于火山机构西侧围岩中。异常查证发现金钼矿化体2条,金钼矿化受火山机构和北西向构造带控制。依据成矿地质条件、地球化学异常及查证成果认为,朱家洼矿区Au、Mo成矿潜力大,火山机构西侧围岩区是该区重点找矿地段。     

深厚软土地基爆破挤淤效果检测方法及应用实例

爆破挤淤抛石置换断面的结构分层特点及电磁参数差异具备探地雷达检测的基本物理前提。通过浙江洞头某海涂围堤的检测表明,对于底部深度达35 m左右的深厚抛石层,可采用16 MHz低频天线和合适的测试参数探测,查明落底深度、宽度以及腰部宽度等堤身参数,突破探地雷达检测深厚抛石层的局限性。其底部泥石混合层难以识别。     

浙江临安指南山-东坑晚中生代火山侵入岩地球化学、岩石成因及构造环境

在1:5万区域地质填图的基础上,对浙江临安晚中生代天目山火山盆地内的指南山-东坑火山侵入岩进行锆石U-Pb测年和地球化学分析,探讨火山喷发-侵入作用过程。指南山侵入岩主要由细中粒石英闪长（斑）岩胶结大量安山岩集块角砾组成,东坑侵入岩主要由外部中细粒石英二长岩和内部细粒正长花岗（斑）岩、中粗粒正长花岗岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示,指南山细中粒石英闪长岩侵入时代为130.5±1.7 Ma,东坑细粒正长花岗（斑）岩和中粗粒正长花岗岩侵入时代为127.6±1.2 Ma和127.9±1.3 Ma,形成时代为华南中生代早白垩世火山活动的高峰期。岩石属准铝质–过铝质橄榄玄粗岩系列,具有中等-较高SiO2、富碱、高K2O/Na2O、低P2O5、TiO2特征,球粒陨石标准化稀土配分曲线具有弱右倾和强负铕异常的特征,富集K、Rb 、Th、U,弱亏损Sr、Ba等大离子亲石元素,亏损-弱亏损Ti、P、Nb、Ta等高场强元素。天目山-莫干山一带火山盆地中花岗质火山岩与侵入岩具有密切成因关系,其母岩浆可能主要是由幔源岩浆底侵导致江南造山带地壳部分熔融形成的,受到大量富集岩石圈地幔物质混染,并且经历了较高程度的分异结晶演化作用,为华南地区早白垩世早期伸展拉张环境大规模喷发的产物。     

智能JRC测量仪的研制

研制了一种智能JRC测量仪,该仪器可直接测量岩体结构面的粗糙度系数JRC值,适用于野外任意产状的岩体结构面,可以沿任意方向测量岩体结构面粗糙度系数,具有重量轻、体积小、携带方便、操作简单、测量速度快等特点。     

基于美国国家地热数据的地热温度计案例分析与方法适宜性评价

热储温度评价是地热系统研究的关键内容.文章选取建设比较成熟的美国国家地热数据系统(National Geothermal Data System,NGDS),分别利用地球化学地热温度计、多矿物平衡法、冷热水混合模型及气体地热温度计对不同地热田的热储温度进行评价,确定不同热储温度评价方法的适用性和局限性,以期为热储温度评...     

Research Progress on the Electrical Properties of Gas Hydrate-bearing Sediments

Electrical properties are important physical parameters of natural gas hydrate, and, specifically, resistivity has been widely used in the quantitative estimation of hydrate saturation. There are three main methods to study the electrical properties of gas hydrate-bearing sediments: experimental laboratory measurements, numerical simulation, and resistivity logging. Experimental measurements can be divided into three categories: normal electrical measurement, complex resistivity measurement, and electrical resistivity tomography. Experimental measurements show that the resistivity of hydrate-bearing sediment is affected by many factors, and its distribution as well as the hydrate saturation is not uniform; there is a distinct non-Archie phenomenon. The numerical method can simulate the resistivity of sediments by changing the hydrate occurrence state, saturation, distribution, etc. However, it needs to be combined with X-ray CT, nuclear magnetic resonance, and other imaging techniques to characterize the porous characteristics of the hydrate-bearing sediments. Resistivity well logging can easily identify hydrate layers based on their significantly higher resistivity than the background, but the field data of the hydrate layer also has a serious non-Archie phenomenon. Therefore, more experimental measurements and numerical simulation studies are needed to correct the parameters of Archie''s formula.     

钻井岩心三个力学参数的测试

介绍了钻井岩心机械特性的测试方法－－三轴应力试验，通过对两地区部分岩心的测试，得出了岩石泊松比，杨氏弹性模量和抗拉强度等岩石力学参数，数据分析表明，岩石泊松比和杨氏弹性模量都随围压增加而增大，并给出了经验关系式。     

河南省新安县石寺-北冶地区铝土矿地球化学特征及成矿物质来源探讨

河南省新安县石寺-北冶地区铝土矿属典型的古风化壳沉积型铝土矿,矿体赋存于上石炭统本溪组.为研究该铝土矿及其基底碳酸盐岩及北秦岭伏牛山岩体的地球化学特征,对钻孔内3件铝土矿样品及3件含铝岩系基底碳酸盐岩样品进行了稀土元素测试,并结合碎屑锆石年代学研究成果,讨论铝土矿成矿物质来源.SiO2-Al2 O3-Fe2 O3三元图...