A Numerical Study of Mesoscale-Topography Influence on the Heavy Rainband of Typhoon Hato (2017)

During the movement of Typhoon Hato (2017) over land, heavy rainfall occurred when the spiral rainband which was about 100 km distance away from the center of the typhoon passed the Dayao Mountain (with an elevation of 1.2 km). In this study, the structures and forming mechanism of the heavy rainband along the mountain range are investigated by using high-resolution model simulations. The results show the importance of topography in causing the heavy rainband. Upslope of the steep terrain lifts the cyclonic flow to produce strong upward motion when the rainband passes across with high wind speed. At the same time, the warm and humid air is lifted to the steep slope, causing unstable energy to accumulate over the windward slope, which is conducive to the occurrence of rainfall. In particular, the convective cells generated upstream of rainband will further strengthen and develop due to the uplift when they move close to the mountain foot. Some precipitation particles in the convective cells fall to the ground while others move downstream with the intense updrafts, forming heavy rainfall near the summit. As a result, the largest accumulative rainfall coincides well with the orientation of the mountain ridge.     

阳春盆地陂头面铜多金属矿床成岩成矿年代学、锆石微量元素及地质意义

广东陂头面铜多金属矿位于云开地区的阳春盆地内,是一个与中细粒花岗闪长岩有关的矽卡岩型矿床。矿体形态不规则,主要呈层状、似层状和透镜状,受NE和NNE向构造断裂控制。本文在详细了解矿床地质特征的基础上,通过LAICP-MS锆石U-Pb测年以及辉钼矿Re-Os同位素定年技术首次对陂头面矿床进行了成岩成矿年代学研究。成矿岩体花岗闪长岩的锆石U-Pb等时线年龄为163. 5±0. 55Ma,4件辉钼矿样品的模式年龄为162. 9～163. 9Ma,加权平均值为163. 3±1. 1Ma,结果表明陂头面铜多金属矿床成岩成矿作用基本同时发生于中侏罗世晚期,这也是阳春盆地首次报道的形成于该时期的多金属矿床。该矿床辉钼矿样品的Re含量变化于30. 5×10~(-6)～41. 7×10~(-6),表明其成矿物质具有壳幔混源的特征。本文对成矿岩体开展了锆石微量元素的详细研究,结果获得锆石CeⅣ/Ⅲ比值范围为198～987,表明其具有高的氧逸度和很好的成矿潜力;锆石Ti饱和温度为597～782℃,暗示可能形成于与俯冲作用有关的构造环境。陂头面铜多金属矿床成岩成矿年龄的确定为下一步在阳春盆地及区域上开展150～170Ma左右的斑岩-矽卡岩多金属矿床找矿勘探提供了重要的线索,也为进一步深入研究钦杭成矿带成岩成矿作用动力学背景提供了新的资料。     

矽卡岩型钨矿床成矿相关岩体识别——以江西景德镇朱溪超大型矽卡岩型钨矿床为例

钨矿往往与酸性或中酸性侵入岩相关,对于复式岩体通常仅与某一特定期次岩浆相关,如何确定成矿相关岩体是找矿勘查的一道难题。朱溪矽卡岩型钨矿床位于江南古陆钨矿带,是一个世界级钨矿床。该矿床的形成主要与黑云母二长花岗岩和细粒花岗岩密切相关,此次研究发现黑云母二长花岗岩中的黑云母发生蚀变、分解过程中形成了大量含W金红石(w(WO_3)为0.01%~0.96%)。这类含W次生金红石同样出现在华南地区多个钨矿床的成矿相关岩体中,并且其WO_3含量显著高于与岩浆作用相关的锡矿床和斑岩型铜(金)矿床中的次生金红石的WO_3含量。此外,朱溪矿床中岩浆演化晚期形成的细粒花岗岩中结晶了一些自形板状的原生金红石,这些金红石同样显著富集W元素(w(WO_3)为0.06%~1.12%)。金红石中的Ti容易被W所替代,导致(岩浆)热液体系所经历的W元素富集过程会被结晶的金红石所记录。因此,通过花岗质岩体中黑云母发生蚀变或分解后形成的次生金红石,或岩浆演化晚阶段形成的细晶岩脉中的原生金红石的W元素含量,可以判断岩浆结晶演化过程中是否经历过W元素的富集及相应的富集程度,从而判断花岗质岩体是否具备形成钨矿床的潜力。     

四川冕宁里庄稀土元素矿床矿石类型及金云母Ar-Ar年龄

四川冕宁-德昌稀土元素成矿带长约270 km,宽15 km,该成矿带包括牦牛坪超大型、大陆槽大型、木落寨中型和里庄小型稀土元素矿床及一系列矿点和矿化点。里庄稀土元素矿床作为矿带中唯一矿化特征以细脉浸染状为主的矿床,该矿床细脉浸染状矿化特征的成因和围岩蚀变特征尚未得到详细研究。文章将通过详细野外调查和室内研究,总结矿石类型和碳酸岩、正长岩蚀变特征,揭示细脉浸染状矿化特征的成因。研究表明,里庄矿床矿石类型以细脉浸染状为主,兼有少量角砾状。细脉浸染状矿石呈致密块状,矿物共生组合主要为氟碳铈矿+方解石+萤石+天青石+金云母,大规模的氟碳铈矿形成于热液阶段晚期并叠加在早期方解石、萤石和天青石等脉石矿物之上。细脉浸染状矿石全岩稀土元素配分显示LREE富集(33430×10~(-6)～46530×10~(-6)),HREE亏损(160×10~(-6)～192×10~(-6)),稀土元素总量高(33620×10~(-6)～46690×10~(-6)),全岩稀土元素配分特征与碳酸岩和正长岩相似,但后两者稀土元素总量较低。与牦牛坪发育脉状矿化系统、大陆槽角砾岩筒系统相比,里庄矿化特征以细脉浸染状为主,其可能是由于张性裂隙不发育造成的。区内正长岩-碳酸岩杂岩体广泛发育强烈的蚀变作用。正长岩发育典型霓长岩化,这种蚀变以钾长石被钠长石交代为特征,并形成次生鳞片状黑云母,少量半自形氟碳铈矿叠加在钠长石和黑云母之上。碳酸岩广泛发育红化,其原生表面洁净的方解石被流体交代,大量氟碳铈矿叠加在蚀变方解石之上。矿区矿体赋存在正长岩-碳酸岩杂岩体中,BSE图像及显微镜观察显示氟碳铈矿叠加在蚀变碳酸岩-正长岩之上,结合已有数据发现矿石及部分脉石矿物与碳酸岩-正长岩在微量元素和Sr-Nd-Pb同位素组成特征的一致,表明碳酸岩-正长岩杂岩体提供了本矿床稀土元素矿化的物质来源。此次研究中发现,在里庄矿床中大量发育与氟碳铈矿密切共生的金云母。文章对该金云母进行了Ar-Ar同位素测年,获得金云母形成年龄为(26.0±1.1)Ma,误差范围内与已报道的氟碳铈矿SIMS Th-Pb年龄和正长岩的锆石SHRIMP U-Pb年龄一致,进一步说明REE成矿与正长岩-碳酸岩在成因上具有一致性。     

阿尔泰造山带喀纳斯群变质岩地球化学特征及形成环境

阿尔泰造山带喀纳斯群变质岩的地球化学研究表明,该套变质岩的原岩主要为泥质沉积岩,个别为砂质沉积岩,源区物质主要为中—酸性大陆岛弧火山岩,并夹杂少量其他碎屑物。尽管16个样品间岩性有差异,但其化学蚀变指数(CIA)几乎全部小于75,成分变异指数(ICV)接近或大于1,指示源区物质绝大多数经历了温暖、湿润条件下的中等化学风化作用,且成熟度较差,为活动大陆边缘首次沉积的产物。该套变质岩中的La、Ce、∑REE、δEu、LREE/HREE的值显示其原岩主体形成于大陆岛弧背景。其地球化学特征表明,喀纳斯群变质岩很可能沉积于活动大陆边缘的大陆岛弧相关环境,推测喀纳斯群发生沉积作用与变质作用的时间在(550±18)Ma至430 Ma之间;并根据相关对应时间,推测喀纳斯群变质期次为加里东期。     

一种基于PSO-BP神经网络的建筑物沉降预测模型

为更好地预测建筑物沉降,该文使用粒子群优化(PSO)算法BP神经网络进行建筑物沉降预测。利用PSO算法修正BP神经网络的初始权重和阀值,优化BP神经网络机构及算法全局收敛性,建立基于PSO-BP预测模型。将所建立的预测模型应用于实际案例,通过已有的监测数据,分别进行传统BP神经网络预测和PSO-BP神经网络预测,对预测的结果进行对比,结果表明,基于PSO-BP神经网络的建筑物沉降预测结果明显优于传统BP神经网络预测模型。     

螺杆钻具转子系统不对中的故障产生机理与诊断

螺杆钻具是由多个可以旋转的转轴通过万向联轴器连接成的一个轴系,主要用来传递转矩从而带动钻头运动。但是在安装或者在万向联轴器自身磨损消耗下,钻具会出现轴线上的不对中,进而引发一系列故障,比如螺杆钻具的螺杆马达转子联轴器偏移、轴承移动、转轴发生形变、油膜失稳等,导致机器发生振动并造成一系列的危害。因此,在实验室条件下,研究井下动力钻具不对中的故障产生机理,掌握不同故障的特征,并及时进行故障诊断,对减小或避免由于转子联轴器不对中而产生的故障具有十分重要的意义。本文借助于DHRMT双跨转子台高度模拟井下的钻具故障,设置转子不对中的不同故障类型,通过实验获得钻具转子不对中故障造成的振动特征,为井下动力钻具设计及改进提供参考依据。     

构造转换背景下应力与流体相互作用控制华南朱溪超大型W-Cu矿床成矿作用

朱溪W-Cu矿床是近年来在江南斑岩-矽卡岩W矿带发现的一个超大型矿床,其成矿作用特点在国内外众多研究者的关注下逐渐明朗,但构造对成矿作用的控制机制尚未明确.文章基于矿床地质特征的观察,对与蚀变和矿化有关的构造进行解析,依据矿脉(体)的穿切关系,主要厘定出5种具先后次序的控矿构造类型:早期挤压背景下形成的近水平贫矿热液脉(H脉),挤压向伸展转换背景下形成的陡倾波状张剪性含矿脉(R脉),水压致裂主导的流体逃逸构造和近直立平直白钨矿-石英-白云母脉(F脉),以及晚期伸展拆离背景下形成的角砾构造.其中,R脉为矽卡岩型W-Cu矿体的主要赋存形式,F脉为白钨矿-石英-白云母脉型矿体的主要赋存形式.结合前人同位素年代学资料,提出研究区经历了161 Ma以前的挤压,153～145 Ma期间挤压向伸展转换,145 Ma以后的伸展构造背景.其中,挤压向伸展转换时期的断层阀行为控制了朱溪W-Cu成矿作用.据此,文章将朱溪W-Cu矿床的断层阀模型划分为破裂前、断层阀(地震破裂)、流体充填(地震泵吸)、自愈合和再循环等5个阶段.矿化主要发生在断层阀模型的流体充填阶段,表现为压力骤降和流体沸腾,对应矽卡岩成矿期的退蚀变作用和浸染状W-Cu矿化,白钨矿-石英-白云母脉成矿期与白云母密切共生的细脉浸染状W-Cu矿化.朱溪W-Cu矿床的形成与燕山中晚期古太平洋俯冲板片沿扬子和华夏板块间的结合部位撕裂(156～135 Ma)导致岩石圈挤压向伸展转换并形成壳源过铝质-偏铝质花岗岩浆作用相关.     

都柳江上游沿岸喀斯特地区土壤重金属污染特征及风险评价

采集都柳江上游沿岸喀斯特地区62个土壤样品,利用地累积指数法、潜在生态风险指数法、克里金插值方法综合研究Sb、Cd、As、Cr和Pb五种重金属元素累积污染特征和潜在生态风险。结果表明,研究区土壤中Sb和Cd元素平均含量分别超过贵州省土壤环境背景值4.085倍和1.876倍。空间分布上,Sb元素严重污染面积占研究区总面积37.87%,主要受区内赋矿层位望城坡组、尧梭组和鸡窝寨组的影响。而Cd元素轻度累积污染面积为59.76%,其与碳酸盐岩分布密切相关。研究区土壤重金属污染潜在生态风险属于低风险等级,但是Cd和Sb元素单项污染潜在生态风险概率较大,Cd污染最高概率风险地层主要是石牛栏组和邦寨组,而Sb污染最高概率风险地层为邦寨组、鸡窝寨组和独山组。因此,研究区应重点防控石牛栏组、邦寨组、鸡窝寨组和独山组土壤Cd与Sb污染的潜在生态风险。      

海域沉积物蠕动地貌的研究现状与展望

沉积物蠕动是海底地层倾于发生破坏的前奏和指示,能够演变为大规模的海底滑坡,给海洋工程建设和人类生命安全带来巨大的威胁.目前发现的沉积物蠕动地貌主要发育在北半球,表现为槽脊相间的海底起伏.沉积物蠕动地貌的主要识别标志为槽脊形态的无规律变化与走向沿水深线延伸且槽脊内部发育剪切面等.地震活动、构造抬升、高沉积速率和地层压力、地层的含气性与水合物分解等均可导致沉积物蠕动地貌的形成.然而,在前人的研究过程中发现了诸多疑似沉积物蠕动地貌的起伏地形,证明或证伪这些起伏地形是否为沉积物蠕动地貌是目前研究的侧重点.沉积物蠕动的滑移变形速率、蠕动地层底界面及其与下伏构造的关系性、沉积物蠕动的形成过程和演变趋势等研究工作有助于进一步厘定沉积物蠕动地貌及其致灾等级,但这些工作还鲜有涉及.因此,后续沉积物蠕动地貌的研究应加强沉积物蠕动层底界面的刻画与表征,重视沉积物蠕动形成过程和演变趋势的数值模拟和物理模拟研究,为深入识别沉积物蠕动和评价其灾害等级提供重要的依据.