土洞型岩溶塌陷发育过程气体示踪试验研究——以广州金沙洲为例

运用气体示踪进行土洞型岩溶塌陷监测预警是一种比较新的技术方法,其原理是通过气体在不同形状、规模的土体孔隙、裂缝和土洞中的运移规律研究,分析气体特征值与土体变形破坏的关系,进而间接判断土洞的发育情况,实现岩溶塌陷监测预警。本文以广州市金沙洲岩溶塌陷区为例,通过室内物理模型试验再现了土洞发育、形成到地面塌陷的全过程。运用气体示踪技术,按照土洞形成、土洞发育、土洞堵塞、土洞扩大和土洞塌陷五个过程,研究气体浓度、气体聚集时间等参数指标与土洞不同发育阶段的关系。结果表明：①土洞型岩溶塌陷发育程度与示踪气体浓度存在对应关系,气体浓度升高反映了土体变形破坏的进一步发育;②土体变形破坏程度与示踪气体浓度总体呈正相关关系,距离地面塌陷点越近浓度越高;③土体变形破坏程度与示踪气体浓度达到峰值浓度时间存在对应关系,距离地面塌陷点越近,气体浓度达到峰值的时间越快。根据以上试验结果,运用气体示踪技术进行土洞型岩溶塌陷监测预警是可行的,后期应探索预警阈值并进行野外现场实际验证。     

鄂尔多斯盆地低信噪比复杂地区检波器组合方法分析

在鄂尔多斯盆地西北部,低信噪比复杂地区存在严重的随机干扰,这导致该区地震资料信噪比很低。在不提高覆盖次数情况下,针对该区造成地震资料信噪比低的严重随机干扰问题,开展检波器组合压制随机干扰的方法研究。研究了随机干扰对动静校正量准确求取的影响,检波器组合对干扰波的压制作用,组内高差和组合基距对地震采集资料高频的影响,对比分析检波器组内距对随机干扰的衰减效果。研究结果表明：在盆地低信噪比复杂地区,野外检波器组合重点压制严重的随机干扰波,提高地震资料信噪比;小于1 m的检波器组内高差对该区地震采集资料110 Hz以下高频成分影响有限,小于13 m组合基距对中、深目的层地震资料70 Hz以内频率影响有限;理论计算和试验资料综合确定的随机干扰半径为1.7~2.0 m,大于随机干扰半径的检波器组合内距能有效压制随机干扰波,其中组内距3 m比较稳定;以上参数确定的检波器组合接收方法压制随机干扰波后,所得到的地震单炮记录相比单点接收、高覆盖次数压制随机干扰波所得到的资料在70 Hz有限频带内更能提高信噪比、频率,而且成本相对低。该结果在鄂尔多斯盆地低信噪比复杂地区地震勘探野外采集中具有指导作用。     

雪冰中铁的研究进展

铁是地壳中丰度较高的元素之一,然而在全球海洋中却存在大面积缺铁的"高营养盐,低叶绿素"（HNLC）海域,因此海洋中铁是一种相对缺乏的元素。铁可以通过影响浮游植物对碳的固定,降低大气CO2的浓度,进而影响到全球气候变化。因此在近几十年来,铁循环是目前地球科学领域的研究热点。冰冻圈作为全球铁循环的重要组成部分之一,其中冰川、冰盖、积雪、冰山与海冰等是其主体,其不仅可以记录大气沉降铁,同时又能向海洋中输送铁,是全球铁循环的重要环节。本文对极地和青藏高原雪冰中铁的历史变化规律及气候意义进行了综述,总结了雪冰中大气沉降铁的现状及存在的问题,归纳了雪冰中铁的实验室分析方法。针对该领域目前研究上的空白和热点,对雪冰中铁的未来发展发向和需要重点关注的部分进行了展望。     

河南洛阳市土壤和农作物中钼分布规律与影响因素研究

钼是人体和农作物必需的有益元素,具有防癌抗癌作用。由于不同地区土壤中钼含量和土壤酸碱性的不同,农作物中钼含量有很大差异,同时不同农作物对钼的吸收也不相同。研究不同农作物中钼富集规律可以为健康地质发展、富钼农产品开发、功能农业发展、种植结构调整提供依据。本文以洛阳市硒资源详查区及其他农业种植区为研究区,通过采集22种大田种植的农作物及其根系土,采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测定土壤和农作物钼含量,研究了不同农作物钼含量特征及其影响因素。结果表明：洛阳市土壤钼含量较高,是中国土壤富钼特色地区。绿豆、豇豆、黑豆、黄豆、红小豆和花生是富集钼的主要农作物,钼平均含量>9mg/kg,富集系数>500%,属于钼的超富集农作物。芝麻、豆角、谷子、小麦、玉米和油菜籽钼含量较高,钼含量均值介于0.446~2.437mg/kg,富集系数介于40%~300%,属于富钼农作物。辣椒、大蒜、红薯、秋葵的钼含量介于0.1~0.3mg/kg,富集系数介于10%~30%,属于高钼农作物。苹果、梨、葡萄、石榴、樱桃与中药材银条的钼含量 < 0.05mg/kg,富集系数 < 5%,是低钼农作物。大多数农作物钼含量与根系土钼含量呈正相关,而苹果、葡萄、石榴、樱桃等水果钼含量与根系土钼含量呈负相关。研究揭示了在碱性环境下土壤中的钼更容易被农作物吸收。区内农作物与中国其他地区相比均呈富钼特征,是开发富钼农业产业的有利地区。依据不同农作物钼含量,选择出绿豆、豇豆、黑豆、黄豆、红小豆和花生是研究区特色富钼农产品,芝麻、豆角、谷子、小麦、玉米和油菜籽是富钼农产品,辣椒、大蒜、红薯、秋葵属于高钼农作物。本成果为研究区富钼农产品开发、调整种植结构提供了科学依据。     

胶东地区控矿剪切带脆性变形时代的Ar-Ar年代学及其对成矿的制约

胶东地区是典型的剪切带型金矿集中区,精确厘定该地区控矿剪切带的活动时代,可为探讨剪切带与金矿成因关系提供关键的时限约束,并且对矿床成矿模式的建立具有至关重要的意义。大量矿床地质证据显示胶东地区控矿剪切带中脆性变形活动对金矿体的形成具有直接影响,但其脆性变形时代尚不十分清楚。据此,本文在详细研究金矿体赋存特征的基础上,系统选取胶东焦家、玲珑、邓格庄、乳山这四个金矿区控矿剪切带断层泥中白云母进行⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学研究。定年结果显示,胶东地区焦家剪切带、招平剪切带以及牟乳剪切带的脆性变形时代分别为110.3±1.5Ma、122.8±1.7Ma、119.6±1.2Ma~115.8±1.4Ma。其中焦家剪切带的脆性变形时代明显晚于招平和牟乳剪切带,可能代表了焦家蚀变岩型矿化形成后易遭受后期的构造叠加。综合胶东各金矿区控矿剪切带变形时代、岩体侵位时代、成矿时代及剪切带活动特征和矿体产出特征,本文认为在多期岩体侵位以及控矿剪切带递进变形过程中,剪切带韧性变形区中由高压流体作用产生的同期脆性破裂可形成脉型矿化,如乳山金矿;而在脆-韧性和脆性变形区中发生的大规模脆性变形可导致脉型和蚀变岩型矿化的形成,如玲珑、邓格庄和焦家金矿。但随着剪切带的递进变形和隆升剥蚀,后期多期次的脆性构造变形叠加,可导致多种矿化类型出现在同一构造部位,如焦家金矿中石英脉型和蚀变岩型矿化。

     

分布埋入式光纤与隧道衬砌耦合性能试验及应用

为探究埋入式光纤与隧道衬砌的耦合性能,分别从理论与试验两个方面进行研究,并在实际工程中进行了验证。构建了光纤、中间体和基体结构力学分析模型,进行光纤应变传递机制理论分析,计算了光纤应变传递效率;使用钢筋混凝土梁模拟隧道衬砌,进行了2组不同加载速率的试验。其中,在同一根梁内(同一工况)设计6种光纤的布设方式,以位移控制的方式在梁跨中部位进行单点多级加载,使用BOFDA(布里渊散射光频域分析)技术分别对6条光纤进行监测。试验结果表明:6条光纤均可以有效监测梁从开始加载至钢筋开始屈服阶段,光纤与梁耦合性最好;钢筋开始屈服直至梁破坏阶段,光纤应变不再增加甚至减小或呈现出光纤断裂的状态,此过程光纤与梁耦合性较差;除开槽埋入式光纤的有效监测应变差为3 000×10^-6外,其余布设方式光纤有效监测应变差为2 000×10^-6;光纤在长距离(>>146 mm)埋入式布设情况下可认为其应变传递效率接近100%,2组不同试验结果呈现相似规律。在北京市新机场线地铁暗挖隧道CRD工法区间进行了工程应用研究,监测结果表明分布埋入式光纤布设工艺是可行的,可为...     

静载作用下波纹钢拱涵力学变形特性

通过填土及静载试验,选取涵洞轴线中部波谷截面、涵洞轴线中部波峰截面、涵洞洞口处波谷截面、涵洞洞口波峰截面4个钢波纹拱涵断面,布设应变片、土压力盒及变形测量仪器,对波纹钢拱涵应力-应变、位移等力学特性进行研究,得到静载作用下波纹钢拱涵的力学变形特性及变形规律。研究结果表明：1）在相同填土高度荷载作用下,波纹钢拱涵所受竖向应力相比于未设置涵洞的土体竖向应力较小,而由于涵洞结构挤压填土导致侧向土压力大于相同高度下土中应力;2）由于填土施工各阶段中涵洞所受周围土压力方向的不同,涵洞填土过程中多个位置出现拉压变化的现象,涵洞涵顶、涵腰位置处应变往往较大,故该点相对其他测点为薄弱点。     

内蒙古阿拉善地块北缘雅布赖地区埃达克岩锆石U-Pb年龄、岩石成因和构造背景

雅布赖地区位于阿拉善地块北缘,埃达克岩岩石类型主要为闪长岩和石英闪长岩。用LA-ICP-MS方法测得埃达克岩中的锆石206Pb/238U年龄为275±1 Ma（MSWD=1.00,n=27,闪长岩）和277±2 Ma（MSWD=0.64,n=26,石英闪长岩）,故认为雅布赖地区埃达克岩侵位年龄为275±1~277±2 Ma,形成时代为早二叠世。地球化学特征表明,该岩体具有较高的SiO2（60.56%~63.41%）、Al2O3（15.86%~17.33%）、Sr（572×10-6~758×10-6）含量,较低的MgO（1.45%~3.06%）、Y（11.10×10-6~14.7×10-6）、Yb（1.06×10-6~1.55×10-6）含量,富集大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr等,亏损高场强元素Ta、Nb、Ti、P等。岩石重稀土元素强烈亏损,轻、重稀土元素分馏明显,Eu异常较弱（0.81 < δEu < 1.04）,Mg#值较高（38~53）,Y/Yb值为7.35~11.89,Na2O/K2O值为1.18~1.77,具有C型埃达克岩特征,为拆沉下地売部分熔融产生的流体与地幔橄榄岩相互作用形成的产物。结合前人研究,其可能形成于碰撞后伸展环境。     

山东省桓台地区土壤F的地球化学特征及其影响因素

为研究土壤氟的地球化学特征及其影响因素,选取山东省桓台地区为研究区,系统采集了70件表层土壤样品,并测试分析了其中F元素、有机碳含量、pH值等共计8项指标。绘制了元素地球化学图,掌握了该区F元素含量的空间分布特征。研究结果表明,表层土壤F含量范围为466.30~793.40 mg/kg,平均F含量为621.31 mg/kg,显著高于山东省背景值和全国背景值,具有潜在环境生态风险。研究区总面积70%的土壤F含量较高,其中F含量过剩的土壤相对集中分布在城镇附近;研究区东南部青银高速附近和北部呈零星分布的土壤中氟为适中及边缘含量水平。土壤中F含量主要受控于土壤pH、有机碳含量和施肥。该研究结果为改善研究区环境质量,防止地方性氟中毒提供了基础数据和科学依据。     

云南鹤庆盆地近1Ma来的气候序列重建初探

云南鹤庆盆地近1Ma来的孢粉植物群很好地揭示了本区的环境演化过程。本文利用植物生态位知识,通过模糊数学方法对鹤庆(QH)孔孢粉序列所记录的古气候信息进行重塑,建立了近1Ma来的年均温、年降水量及年较差序列,并将本区气候演化分为4个气候旋回,32个气候期。该序列可与黄土-古土壤序列及海洋δ18O阶段对比,但冷暖波动的幅度及降温时段持续的长短有其特色,表明本区气候既受全球气候变化的控制,又受青藏高原阶段隆升的制约;近1Ma来气温的波动幅度呈递增趋势,0.30MaB.P.尤其显著;冷、暖段间年均温的变化幅度由第一气候旋回的7℃增大到第三气候旋回的9℃(按4次平滑值计算),而样点的实际最大差值由8℃增至16℃;最强烈的降温发生在第二气候旋回中的0.45～0.14MaB.P.时间段,这与玉龙雪山冰川活动规模最大相一致;降温时年降水量及年较差值增大,证实近1Ma来,西南季风区的气候组构与东南季风区不同。