河北矾山超钾质岩浆氧逸度及含水性特征的磷灰石地球化学记录

产于华北克拉通北缘的晚三叠世矾山超钾质碱性岩杂岩体主要由单斜辉石岩和辉石正长岩等组成,以发育内生磷灰石-磁铁矿矿床而闻名。本文选取矾山杂岩体中的磷灰石为研究对象,通过测试磷灰石的主微量元素及原位Sr-Nd同位素组成以探讨母岩浆的氧逸度及含水性特征。研究表明,矾山磷灰石以轻稀土元素富集、重稀土元素亏损为特征,显示出缺乏显著Ce异常的“右倾”的稀土配分型式,且具有较低的Ga含量及较高的δEu值,暗示杂岩体具有较高的岩浆氧逸度,这也得到了磷灰石Mn氧逸度计的支持。所有磷灰石以高Sr、低Y为特征,具有较高的Sr/Y(>30)和La/Yb(>90)比值,且Sr/Y与La/Yb存在明显的正相关关系,表明矾山超钾质岩浆具有较高的含水量。矾山磷灰石的原位Sr-Nd同位素投点位于地幔序列,明显偏离地壳趋势。母岩浆的“氧化且富水”特征是矾山杂岩体得以发生磷灰石-磁铁矿矿化的重要因素,其主要与板片俯冲过程中蚀变洋壳对岩石圈地幔的交代作用有关。通过对比矾山杂岩体与全球范围内其他地质环境中磷灰石的成分数据,发现具有“高Sr、低F、少Cl”特征的磷灰石可作为识别超钾质碱性岩杂岩体(及其相关金属矿床)的...     

河北高阳低凸起深部热储层回灌注水诱发断层失稳危险性探讨

近年来, 注水诱发断层活化引发地震已成为深部地热资源安全开采面临的突出地质安全问题。河北高阳低凸起深部岩溶热储丰富, 区内分布多条隐伏断层, 研究旨在探明未来大规模开发高阳低凸起深部地热资源是否会诱发区内隐伏断层失稳破坏。研究基于华北地区综合地应力场, 利用莫尔-库伦准则计算热储区及邻区主要隐伏断层的初始稳定状态; 选用Hsieh and Bredehoeft水文模型计算代表性地热井回灌注水10~40年产生的超孔隙水压力值; 在初始稳定状态的基础上叠加该孔隙水压扰动, 采用断层滑动失稳概率评价方法, 分析长期回灌注水对断层稳定性的影响; 讨论断层走向与最大水平主应力夹角变化对断层滑动失稳风险的作用规律。结果表明: 高阳低凸起及邻区代表性地热井在170 m3/h注水速率条件下, 持续注水40年产生的超孔隙水压力值最大不超过11 MPa, 该扰动以注水井为中心向四周呈幂函数规律递减, 其影响范围不超过8 km; 持续回灌注水对高阳低凸起代表性地热井附近2 km范围内隐伏断层的稳定性影响显著, 部分断层滑动失稳概率超过85%, 具有极高的活化风险; 距离注水井2 km范围内不同走向的断层, 在单井回灌注水50年的作用下, 滑动失稳概率随断层走向与最大水平主应力夹角的减小而迅速增加。文章研究方法及相关成果可为国内外深部地热资源安全开发利用提供地质科学支撑。     

西准噶尔北部塔斯特岩体辉长岩锆石U-Pb定年及其地质意义

西准噶尔北部萨吾尔地区晚古生代火山岩浆作用强烈,其形成构造环境一直是争议的焦点。塔斯特岩体作为区内最重要的复式岩体,主要由辉长岩、花岗闪长岩、二长花岗岩和钾长花岗岩组成,对其中的辉长岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,206Pb/238U年龄加权平均值为345.3±2.3Ma（MSWD=1.8）,说明塔斯特岩体形成于早石炭世中期。岩石地球化学特征显示,样品里特曼指数δ平均值为3.04,A/CNK（0.76~0.85） < 1.1,属于准铝质钙碱性岩石,岩石富集大离子亲石元素,而高场强元素和重稀土元素相对亏损,无明显的Eu异常,与西准噶尔地区后碰撞花岗岩类地球化学特征相似。综合研究认为,该辉长岩形成于后碰撞构造环境,可能是后碰撞阶段挤压-伸展转变期的产物。塔斯特辉长岩年龄是目前西准噶尔地区最老的后碰撞岩浆岩锆石年龄,表明西准噶尔地区在早石炭世中期已处于后碰撞构造环境,为西准噶尔地区后碰撞构造-岩浆演化下限的厘定提供了新的证据。     

基于模型试验的泥石流坡面物源启动预警模型

为进一步探明银洞子沟物源区坡面物源启动机理与降雨的相关性,在进行详细的现场考察与工程勘察工作后选取了典型模型体,并采用20余组人工降雨物理试验方法将降雨强度与坡度设为控制变量,研究了4种坡形、5种雨强条件下,坡面松散物源的失稳机制及破坏模式。试验结果揭示了地表变形与地下物理力学参数变化的定量响应关系,并基于试验发生破坏的临界雨量,建立了银洞子沟传统I-D预警模型。之后提炼可靠预警参数(坡度、深部体积含水率),通过数学回归分析方法并采用Exponential模型,得出IGD、IGM多参数新型预警判别式,实现了传统I-D模型的有效修正,并具一定的可靠性和实用价值。     

东北三省城市扩展及植被覆盖状况

基于三期遥感影像数据( MSS、ETM、CBERS) 对城市建成区的面积进行了调查,研究30 多年来东北三省城市的扩展情况,并且结合NDVI 数据,对研究区范围内的植被覆盖情况进行了研究。结果表明: 1976-2000 年、2000-2007 年两个阶段,城市建成区的面积持续增加,年均扩展率由 5. 10%增加至6. 32%,扩展强度比较显著的区域主要分布在哈大交通经济带上; 研究区范围内东部的植被覆盖情况明显好于西部,NDVI 均值随与城市距离的增加而提高。     

基于功效系数法的泥石流灾害预警研究

泥石流灾害破坏力巨大,预测预报泥石流发生的可能性是防灾减灾的重要手段,也是国内外学者研究的热点。基于功效系数法原理,在综合分析泥石流灾害发生的气象、地质环境影响因素的基础上,选取了山坡坡度、相对高差、植被覆盖率、沿沟松散物储量、5 d累计降雨量、最大小时雨强和当日雨量为评价因子,采用改进后的层次分析法计算评价因子的权重系数,建立了泥石流预测预警模型。以岫岩地区泥石流为例对预警模型进行检验,预测结果较好地反映了实际情况。表明基于功效系数法的泥石流预测预警模型具备较高的可靠性和实用性,研究结果为泥石流预测预警提供了一种新的思路和方法。     

水玻璃固化硫酸盐渍土强度特性及固化机制研究

盐渍土化学固化法是解决盐渍土盐胀、溶陷和腐蚀等不良工程问题的有效方法之一。通过无侧限抗压强度试验、X射线衍射试验、化学成分分析和扫描电镜试验研究了石灰粉、煤灰、水玻璃联合固化硫酸盐渍土的强度特征,分析探讨了其固化机制。试验结果表明：石灰含量小于8%时,石灰、粉煤灰、水玻璃联合固化硫酸盐渍土的抗压和抗剪强度较石灰粉煤灰固化土有大幅度提升,固化土强度随水玻璃浓度几乎呈线性增长。水玻璃固化硫酸盐渍土强度增加的机制在于：水玻璃的碱激发粉煤灰作用和水玻璃与盐渍土中化学成分的吸附作用所生成各类凝胶的填充和包裹,使得骨架颗粒的接触面积增大,颗粒之间的孔隙逐步减小,骨架颗粒由点接触变为面接触,固化盐渍土通过凝胶而黏结成为一个紧密的空间网状整体结构,土体强度得以提高。同时,复杂的物理化学作用大幅度降低了固化盐渍土中 含量,有效地抑制了硫酸盐渍土的盐胀特性。     

哈尔滨市地下水开采安全警戒量的研究

明确了地下水开采安全警戒量的概念，建立了哈尔滨市地下水开采安全警戒量评价指标体系。以地下水过量开采所带来的环境负效应作为评价指标，对这些环境指标进行了量化分级、加权。运用GIS空间叠加手段，建立了研究区每个栅格的地下水开采安全警戒量评价体系，求出了哈尔滨市地下水开采安全警戒量。     

汶川地震四川重灾区地质安全综合评估

以四川12个地震重灾县为研究区,在详细收集分析地震前后相关资料的基础上,开展了研究区灾后恢复重建的地质安全综合评估。首先在综合分析历史最高洪水位、25°坡角、活动断裂、沟谷稳定性、地质灾害易发性5项因子的基础上,划分出不宜建区和相对宜建区;再对相对宜建区开展地质安全综合评估,利用GIS软件的空间分析叠加功能,在对相对宜建区进行多边性网格单元剖分的基础上,选取地形地貌、活动断裂及区域地壳稳定性、斜坡稳定性、地质灾害易发程度4项指标进行单独分级评价,然后按照取差原则综合上述各单因子评价结果,进行综合评价,划分出了相对安全区、次安全区、不安全区,为灾后恢复重建工作提供了地质安全依据。