潜水地下水动态成因类型的综合判别方法——以三江平原松花江流域为例

传统地下水动态类型的判别方法存在受人为主观因素影响大、易产生多解性等问题。为提高地下水动态成因类型判断的可靠性,本文提出了基于水文地质条件定性分析与实测数据定量分析相结合的综合判别方法。根据研究区的气象、水文及水文地质条件等,将地下水各补给项及排泄项对地下水动态的影响进行定量化,对动态数据进行相关分析及逻辑判断,辨识出对地下水位动态贡献最大的补给项和排泄项,并依此确定地下水动态的成因类型。基于该方法,以三江平原松花江流域2011年及2015年相同的57个地下水观测点为例,结合地下水位埋深、地下水位、河水位、降水量、观测井距河流的距离、包气带岩性等资料,将研究区地下水动态成因类型共划分为水文型、降水入渗型、降水入渗-蒸发型、降水入渗-径流型、降水入渗-开采型和人工开采型6种类型;对比2011年及2015年研究区地下水动态类型的变化,降水入渗型、降水入渗-径流型等天然地下水动态成因类型占比减少,而受人类活动影响的地下水动态成因类型占比增加,表明人工开采活动对地下水动态的影响日益增强。相比根据地下水动态曲线特征确定动态成因类型的传统定性分析方法,本研究提出的综合判别方法能够在充分考虑水文地质...     

考虑应力变化速率的岩石脆性评价指标

脆性作为岩石的重要的力学指标,对深部岩体性态评价以及灾害预防具有重要意义。岩石应力-应变曲线能够很好地表征岩石的脆性。考虑到现有基于应力-应变曲线的脆性指标大多都只对曲线的一部分进行分析,且少有指标能够准确地应用于岩石Ⅱ类曲线中,对整体判断的缺乏可能会导致工程应用上适应性及可靠性不足的情况。针对现有脆性指标普遍存在的物理意义模糊、评估结果与岩石脆性的关系非连续等问题,综合考量岩石应力-应变曲线中峰前应力上升速率、峰后应力跌落速率以及峰值点应变值对岩石脆性的影响,提出了一种物理意义明确、计算结果与岩石脆性之间的关系是单调且连续的岩石脆性指数计算方法。选取国内外常用脆性指标对锦屏Ⅱ级水电站大理岩和某铁路隧道花岗岩、变质砂岩以及片麻岩的单轴压缩试验数据进行脆性评价后进行比较,验证了指标的适用性。进一步将提出的指标应用于常规三轴试验条件下大理岩脆性分析,结果表明,该指标不仅能够量化和分类不同岩石的脆性特征,还能表征围压对岩石脆性的抑制作用。     

内蒙古包尔汉图岛弧早古生代火山岩年代学、地球化学特征——岩石成因及对兴蒙造山带构造演化的约束

包尔汉图-白乃庙岛弧岩浆岩带分布于兴蒙造山带南缘,是古亚洲洋与华北板块之间早古生代俯冲作用的岩浆记录,以往工作大多集中在岛弧侵入岩和东段白乃庙群火山岩,岛弧西部包尔汉图群火山岩的研究相对较少.本文对内蒙古达茂旗北部出露较完整的包尔汉图群火山岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素组成和岩石地球化学分析,以完善兴蒙造...     

河北四家地热异常特征及其成因

河北四家地热异常区地势西北高、东南低,地热资源丰富。为了科学保护、合理利用该地热资源,以地热异常为研究对象,采用地温场测量、水化学及同位素测试、地球物理测量等方法手段,探讨了四家地热异常区地热资源形成机制、赋存环境及循环机理。研究表明,该地热异常区内地热井水位埋深介于-0.94~3.02 m之间,水位埋深浅; 异常中心以垂直向上对流传热为主,异常外围以传导传热为主,深部热流沿异常中心的断裂交会处上升,并产生横向迁移、扩散,在一定范围内储存起来,形成了本区的地热异常。可控源音频大地点测测深剖面解译成果表明,四家地区深部花岗岩体被切割,使深部的热流能够沿断裂上升,混合并加热赋存于四家地热异常区下部,形成该区域的地热异常。水质分析结果表明,四家地区地热流体水化学类型主要为SO42--Na+型,F-、SiO2含量与水温呈良好的正相关关系,同时F-、SiO2质量浓度严格受地温场的控制。四家地区地下热水为大气降水补给,属大气成因,区内地下热水氚值较低,为0.6~0.8T.U,通过研究认为本区地下热水年龄大于30 a。研究成果为今后在冀东及类似山区开展地热资源勘查研究具有指导意义。     

闽中梅仙矿集区丁家山铅锌矿床成矿时代厘定及成矿物质来源: 来自闪锌矿Rb-Sr同位素的证据

丁家山铅锌矿床位于闽中梅仙矿集区西南部, 矿体多呈层状、似层状和透镜状, 产于中—新元古界马面山群龙北溪组的绿片岩和大理岩中。为查明该矿床的成矿时代, 对该矿床中的主要矿石矿物闪锌矿开展了Rb-Sr同位素测年。8件闪锌矿样品构成的等时线年龄为143.1±3.2Ma(MSWD=1.7), 表明该矿床形成于燕山中期晚侏罗世。闪锌矿的锶同位素(初始比值为0.71434±0.00036)及前人的硫、铅同位素研究成果共同指示, 丁家山矿床的成矿物质可能主要来源于下地壳的深源岩浆。综合分析认为, 丁家山矿床形成于古太平洋板块向欧亚大陆板块俯冲-消减后的伸展引张环境背景下, 是晚侏罗世到早白垩世期间的花岗岩体与中—新元古界的大理岩经接触交代后的矽卡岩型矿床。作为梅仙矿集区的典型铅锌矿床, 丁家山矿床的成矿时代对区内其他铅锌矿床的成矿时代具有一定约束意义。     

三类构造背景辉长岩单斜辉石主量元素和微量元素的数据分析研究

判别岩浆岩产出的构造环境已经成为岩石学、地球化学及其地球动力学研究的重要内容。作为岩浆岩中的一种喷出岩,玄武岩被视为判别构造环境的最佳成员。对其中单斜辉石的研究,由于其数据本身的利用程度有限而效果欠佳。理论上,不同构造环境的辉长岩也会存在一定差异。为此,利用机器学习算法研究全球新生代辉长岩的单斜辉石势在必行。本文主要针对岛弧(IAB)、洋岛(OIB)及大洋中脊(MORB)3种构造背景辉长岩的单斜辉石进行特征筛选和数据分类。从GEOROC数据库中,经数据收集与清洗,我们分别获得岛弧辉长岩单斜辉石数据385条,洋岛辉长岩单斜辉石数据756条,大洋中脊辉长岩单斜辉石数据5 500条。其中绝大部分为主量元素数据,其余为微量元素数据。在特征提取部分,我们选用卡方检验判断特征独立性,F检验估计两个随机变量之间的线性依赖程度,互信息法捕获其他种类的统计相关性。3种检验方法互相印证,得出了统计学可靠的重要分类特征。在数据分类过程中,本文对比了K-近邻、决策树和支持向量机3种主流机器学习分类算法在辉长岩数据上的表现。研究表明,对于上述3种构造背景,Al2O3、TiO2为最有区分度的辉长岩单斜辉石主量元素成分,Sr为最有区分度的微量元素成分。另外,对于3种构造背景的辉长岩单斜辉石主量元素和微量元素数据,机器学习模型分类准确率均达94%。     

河南省一次冻雨过程中电线积冰厚度模拟

利用WRF中尺度数值模式并耦合Jones积冰厚度模型,对河南省2010年2月8—11日的冻雨过程进行了大气环流分析以及电线积冰厚度的模拟。研究结果显示:(1)在河南大部和安徽北部,冷暖气团在此交汇且出现强逆温层,满足了冻雨产生的天气条件:(2)模拟的降水场和10 m高度风向风速均与观测相当,但模拟降水中心强度略大:(3)模拟电线积冰在地面温度低于0℃时出现并快速增长。在积冰增长及维持阶段,垂直方向温度与水合物的模拟结果显示高低空配置与积冰厚度的变化趋势相吻合。积冰首先出现在伏牛山以北地区,随时间推移,积冰向伏牛山外围的东南部扩展。模拟的范围和积冰厚度演变大体上与观测值吻合,证明该模式可用于河南地区的积冰预测。(4)部分地区仍存在积冰厚度模拟值偏大的现象,其原因可能来自地形模拟精度较粗、模拟风速偏大、风向与电线夹角理想化以及Jones积冰模型阈值范围较小等因素,这表明耦合了Jones积冰厚度的WRF模式虽然有一定的模拟能力,但仍需要进一步改进。     

长江上游嘉陵江首末场强降水时间特征分析及预测

为满足长江流域水文气象预报防汛和蓄水服务需要,利用功率谱方法对1961—2017年共55年逐日雨量资料,分析了嘉陵江首末场强降水时间周期特征,并利用中国气象局130项气候系统监测指数和逐步回归方法,开展了首末场强降水预测方法研究。结果表明,嘉陵江首末场强降水时间的周期特征显著。基于监测指数建立的回归方程模拟效果好,复相关系数均通过了0.001显著性水平检验。利用回归方程对2006—2017年开展了独立样本检验,符号一致率均为66.7%,表明该方法具有一定的参考价值。     

连续电导率观测系统在五龙金矿深部找矿预测中的应用研究

辽宁省五龙金矿区地质工作程度较高,截至目前开采深度达近千米,而地球物理工作相对滞后,急需开展深部隐伏矿地球物理探测工作,进而指导深部找矿预测研究,实现寻找深部隐伏矿的有效突破。为此,在分析矿区地质、构造及岩矿石物性资料的基础上,结合区域航磁资料和区域构造的分析结果,针对矿区主要成矿地质体和成矿构造,实施开展了连续电导率观测,通过二维反演与综合分析,预测五龙矿区163主矿体向下仍有较大的成矿空间,且矿体向东南方向延伸,在矿区东南部及外围形成较为有利的成矿部位,进而为下一步矿区地质找矿工作提供有效帮助或指导。     

安徽庐枞盆地南部A型花岗岩成因探讨

长江中下游成矿带A型花岗岩与铀（金）矿床（化）具有密切的时空关系,目前关于A型花岗岩的成因存在较大争议,开展A型花岗岩的成因研究将有助于探讨其与铀（金）矿床的成因联系,为长江中下游成矿带寻找此类矿床提供依据。本文选取了庐枞盆地南部的城山岩体、何家凹岩体和梅林岩体3个典型A型花岗岩体为研究对象,开展了详细的野外观察及室内地球化学分析工作,结合前人的研究成果,深入讨论了这些A型花岗岩的成因。研究结果表明：城山岩体、何家凹岩体及梅林岩体侵位于127 Ma,为庐枞盆地最晚一次岩浆事件的产物,属于A型花岗岩,它们为同源岩浆演化的产物,源区以相当于董岭群的变沉积岩为主并夹杂少量地幔物质,岩浆演化过程以分离结晶作用为主,斜长石和钾长石为主要的分离结晶相。