软岩流变相似材料的研制及物理模型试验应用

目前能合理模拟软岩流变效应的相似材料很少,而采用模型试验法研究软岩工程的长期流变效应也处于探索阶段。为给软岩流变模型试验提供合适的相似材料,研制出一种以铁粉、重晶石粉和石英砂为骨料,松香酒精溶液为胶结剂,液压油为黏滞剂的软岩流变相似材料。该相似材料强度低,流变性强,不仅可模拟软岩的瞬时弹塑性性质,也能较好模拟软岩的流变特性。假定骨料比例恒定,调节松香酒精溶液浓度m和液压油含量w,开展了一系列梯度配比试验。研究表明：（1）该相似材料的主要瞬时强度变形参数和西原模型流变参数均受m和w两因素的双重影响;（2）松香酒精溶液浓度越大,试样强度越大,流变性越小;（3）液压油含量越大,试样强度越小,流变性越明显;（4）相比松香酒精溶液浓度m,液压油含量w对西原模型各参数的影响更大,起主控作用。最终,将该相似材料应用于神华新街软弱砂质泥岩煤矿盾构斜井的长期流变模型试验中,试验结果表明：该材料瞬时力学性能和流变特性均达到试验要求,为试验取得良好结果提供了材料保证。     

豫西双河金矿流体包裹体及稳定同位素研究

双河金矿床位于华北克拉通南缘的卢氏金多金属矿集区,为一石英脉型金矿;矿体呈脉状产于中元古代宽坪群石英二云母片岩切层断裂中;金主要产在黄铁矿和多金属硫化物石英/铁白云石脉中。以含金石英矿脉为中心由内到外围岩蚀变主要发育硅化、黄铁矿化及碳酸盐化。流体成矿过程包括早、中、晚3个阶段,分别以无矿白石英、石英-黄铁矿-多金属硫化物-铁白云石组合和石英-方解石组合为标志,矿石矿物主要沉淀于中阶段。双河金矿流体包裹体类型丰富,不同成矿阶段的流体包裹体主要有H_2O-CO_2包裹体、H_2O包裹体、含子晶(NaCl、CaCO_3)包裹体和含C单质包裹体。显微测温学研究表明,成矿早阶段乳白色石英中包裹体类型有H_2O-CO_2包裹体和H_2O包裹体,H_2O-CO_2包裹体均一温度为220～350℃,盐度为3. 89%～16. 55%NaCleqv; H_2O包裹体均一温度介于220～285℃之间,盐度为1. 40%～1. 70%NaCleqv。成矿主阶段烟灰色石英中包裹体类型包括H_2O-CO_2包裹体、H_2O包裹体、含NaCl子晶包裹体和含C单质包裹体,其中H_2O-CO_2包裹体均一温度为189～345℃,盐度为3. 33%～20. 23%NaCleqv; H_2O包裹体的均一温度介于180～348℃之间,盐度为0. 88%～14. 97%NaCleqv;含NaCl子晶包裹体均一温度为210～359℃,盐度为30. 92%～42. 50%NaCleqv。氢氧同位素研究表明成矿流体来自岩浆水与变质水(δ~(18)O_水=5. 3‰～8. 6‰,δD=-72. 6‰～-38. 4‰);热液碳酸盐的δ~(13)C_(V-PDB)值为-7. 5‰～-5. 2‰,δ~(18)O_(V-SMOW)值为14. 7‰～17. 0‰。包裹体及C-H-O同位素的研究表明,流体的沸腾及水岩反应可能是双河金矿金沉淀的主要原因。     

双排桩支护结构的计算方法研究及工程应用

总结了目前基于弹性土抗力法的双排桩支护结构常用计算模型,分别编制了平面杆系有限差分法计算程序,介绍了双排桩支护结构在某实际工程中的应用,比较了这些模型之间计算结果的差异。通过与实测数据的对比,提出了较为合理的模型,并对双排桩支护结构的诸多影响因素进行了计算分析,所得结论对双排桩支护结构的优化设计具有参考价值。     

铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜金矿床的成因机制:硫同位素制约

冬瓜山铜金矿床是铜陵矿集区乃至长江中下游成矿带中的一个重要矿床。矿床上部受石炭系层位控制,发育层状、似层状层控矽卡岩型矿体;下部受岩体及其接触带控制,在岩体及其接触带围岩中发育脉状、细脉浸染状矿体。上部层控矽卡岩型矿体中的矿石类型以含铜(金)石英硫化物为主,矿石硫化物矿物的硫同位素组成显示主要成矿阶段的硫同位素基本达到了平衡。矿石矿物中的硫化物和硫酸盐的硫同位素组成对比表明,冬瓜山矿床与斑岩型矿床相似,而与Sedex型和VHMS型矿床不同。结合矿床成矿物理化学条件和矿石矿物共生组合关系,根据硫同位素储库效应,认为冬瓜山矿床硫化物阶段成矿热液中的含硫物种以H2S为主(XH2S0.99),硫化物的结晶沉淀对成矿热液的δ34S值影响不大。应用大本模式,高温岩浆来源的热液与熔体之间的硫同位素分馏Δ34S为0‰～+5‰,依据岩浆岩全岩硫同位素组成可以确定岩浆来源热液的硫同位素组成为+0.3‰～+12.0‰。在高温(600～350℃)硅酸盐阶段和氧化物阶段,硬石膏与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S为+5.0‰～+19.0‰,而在高温(450～350℃)氧化物阶段后期及低温(350～200℃)硫化物阶段,黄铁矿与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S分别为-1.0‰～0‰和0‰～+1.5‰。据此计算的含硫矿物硫同位素组成理论值与冬瓜山矿床实测值基本一致,显示成矿热液流体中的硫源为岩浆来源。综合前人对区域及冬瓜山矿床的研究,本文认为冬瓜山矿床为与燕山期岩浆作用密切相关的层控矽卡岩型铜金矿床。岩浆及其平衡热液中较高的总硫同位素组成暗示岩浆混染了区域沉积地层中广泛发育的膏盐成分。虽然硫同位素组成特征显示区域沉积岩成岩过程中经历了明显的海水沉积作用和细菌硫酸盐还原作用,但冬瓜山矿床矿石没有保存海西期沉积成矿的硫同位素证据。     

SWAT与MODFLOW模型耦合的接口及框架结构研究及应用

目前水文科学研究的热点是采用水文模拟途径,在确定水文变化基准期的基础上,利用流域水文模型还原人类活动影响期间的天然径流量,定量评价气候变化和人类活动对流域水资源变化的影响,得出气候变化及人类活动对流域水循环过程影响的响应规律和机理,其中应用最为广泛的流域水文模型是SWAT模型和MOD-FLOW模型。首先分析将SWAT模型与MODFLOW模型耦合进行地表水与地下水联合模拟的必要性,然后对实现这两种模型耦合中的单元转换等接口问题及框架结构作了重点研究。由于SWAT模型和MODFLOW模型模拟的最小计算单元分别为水文响应单元(HRU)和网格(CELL),使得要实现SWAT模型与MODFLOW模型的耦合必须首先完成HRU与CELL之间的转换,即实现SWAT与MODFLOW模型耦合的接口,因此提出了一种在Arc-SWAT2005环境下实现HRU与CELL转换的方法,给出了SWAT-MODFLOW耦合模型的框架结构,并将该方法应用到浑河与太子河流域,为其进行地表水与地下水联合模拟奠定基础。     

四川紫色土地区鹤鸣观小流域分布式侵蚀产沙模型

从四川省南部县鹤鸣观小流域Ⅱ号支沟为研究区,构建了适合紫色土地区小流域分布式侵蚀产沙模型。该模型以20m×20m栅格为空间步长,以10min为时间步长,定量分析鹤鸣观小流域Ⅱ号支沟水土流失程度,模拟了各时段每个栅格次降雨侵蚀产沙过程,计算了每个栅格次降雨径流量、侵蚀量与沉积量,并且运用递归算法计算出整个流域次降雨侵蚀产沙量,模型能够评价流域下垫面各因子空间分布不均匀性和人类活动的影响。在鹤鸣观小流域Ⅱ号支沟进行了模型的检验,模拟过程与实测结果符合较好。     

山东山城金矿I号脉矿物找矿标型

Ⅰ号矿脉是山城金矿区中主要的工业矿体之一。黄铁矿和石英是主要的载金矿物 ,其标型特征是在矿脉空间上有规律的分布。矿体上部的黄铁矿以聚形晶为主 ,主要是八面体和立方体聚形晶以及立方体、八面体和五角十二面体聚形晶。黄铁矿的电物理性质 ,vnp>|- 17|,α >|- 12 0 |。石英相对吸光度D1、D2 、D2 /D3 、D3 /D1、D2 + 3 /D1相对较大。矿体下部的黄铁矿晶体形态主要是立方体单晶和立方体与八面体聚形晶 ,vnp<|- 17|,α <|- 12 0 |,D1、D2 、D2 /D3 、D3 /D1、D2 + 3 /D1相对较小。依据矿物标型展布规律 ,结合矿脉金含量的分布、载金矿物黄铁矿的晶体形态和热电性 ,以及石英相对吸光度的空间展布特征 ,建立了矿物学找矿模型 ,对深部矿脉进行了预测     

黑龙江金厂金矿区火山构造及其控矿特征

金厂矿区化类型主要有隐爆角砾岩型、构造蚀变岩型和黄铁矿及多金属硫化物细脉充填型，与其相对应的容矿构造分别为隐爆角砾岩筒，断裂和环状、放射状断裂。其中隐爆角砾岩筒和环状、放射状断裂是印支期花岗岩和燕山中－晚期闪长玢岩岩浆活动时伴生的火山－次火山构造,岩浆期后含矿热液充填其中并发生蚀变交代，形成了隐爆角砾岩型矿体及由黄铁矿－石英脉和多金属硫化物－石英脉充填的环状、放射状矿体。     

华北克拉通破坏的物理、化学过程:地幔橄榄岩证据

本文对比了华北东部不同时代、不同位置捕虏体/地质体橄榄岩的地幔属性,讨论了华北克拉通破坏的物理、化学过程。结果表明,拆沉作用不能很好地解释古老难熔、过渡型和新生饱满地幔并存的事实;单纯的熔体-橄榄岩相互作用也不易解释中、新生代岩石圈巨大减薄和新生饱满地幔Cpx中LREE亏损现象,即具复杂演化历史的克拉通地幔向演化历史简单的"大洋型"岩石圈的转换。华北东部克拉通破坏作用包括地幔伸展、熔-岩作用、侵蚀置换等复杂的物理、化学过程。岩石圈先大幅减薄、后小幅增厚实现了最终的地幔置换和岩石圈整体减薄过程。喷发时代为100 Ma的阜新玄武岩所捕获的橄榄岩主体是饱满的,说明华北东部部分地区在此之前有过地幔置换作用。     

钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液研制

钕同位素比值(~(143)Nd/~(144)Nd)是Sm-Nd同位素方法的关键量值,由于被测样品的~(143)Nd/~(144)Nd比值变化范围很小,所以对~(143)Nd/~(144)Nd比值测试的精准度要求很高(精度优于0.005%)。为了获得高精度和高准确度的测试数据,分析过程中所用Nd同位素标准物质起着重要作用。以往的Nd同位素标准物质都是氧化钕,经过近三十年有的已消耗殆尽。本文阐述了钕同位素比值~(143)Nd/~(144)Nd标准溶液的研制,经检验标准溶液的均匀性和稳定性良好,由11家实验室协同定值,采用MC-TIMS和MC-ICP-MS方法测定~(143)Nd/~(144)Nd,确定了Nd同位素标准溶液的特性值~(143)Nd/~(144)Nd=0.512438,不确定度为5×10-6。此标准溶液于2015年5月获得国家标准样品证书(批号为GSB 04-3258—2015),可被用于地质、资源、海洋、环境、考古等多种样品~(143)Nd/~(144)Nd比值测定时的仪器校准和分析过程的质量监控。