污染泥堆场处置中自重固结与污染物迁移的耦合分析

基于一维固结方程和对流-弥散方程,提出了一种用于污染泥堆场处置中自重固结与污染物迁移耦合问题的求解方法,其中,自重固结方程由解析解直接求解,污染物迁移方程由显示差分法求解。在自重固结方面,新方法可考虑线性的压缩关系和渗透关系;在污染物迁移方面,新方法能够考虑对流、扩散、机械弥散、线性和非线性吸附以及孔隙率相依的有效扩散系数。新方法与CST1数值模型进行了对比,验证了新方法的正确性。基于所提出的解,分析了固结效应、压缩系数、渗透系数和污染物初始分布形式对污染物在淤泥中迁移过程的影响。计算结果表明:固结效应、压缩性、渗透性和污染物的初始分布形式对污染物的迁移过程有着显著的影响;固结效应能显著地加速污染物的流出;土体的压缩系数越大其污染物累计流出质量越大;土体的渗透系数越大其污染物累计流出质量越大;污染物的初始分布形式对污染物的流出速率影响较大。     

High‐precision Dating and Geological Significance of Chang 7 Tuff Zircon of the Triassic Yanchang Formation,Ordos Basin in Central China

The Ordos Basin, as the second largest petroliferous basin of China, contains abundant oil and gas resources, oil shale, and sandstone-type uranium mineral resources. Chang 7 shale is not only the major source rock of the Mesozoic petroliferous system of the Basin, but is also crucial in determining the space-time distribution relationship of the shale section for the effective exploration and development of the Basin's oil and gas resources. To obtain a highly precise age of the shale development section, we collected tuff samples from the top and bottom profile of the Chang 7 Member, Yishi Village, Yaoqu Town, Tongchuan District, on the southern margin of the Ordos Basin and performed high-precision chemical abrasion(CA)–isotope dilution(ID)–thermal ionization mass spectrometry(TIMS) zircon U-Pb dating on the basis of extensive laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry(LA-ICP-MS) zircon U-Pb dating data. Our results show the precise ages of the top and bottom zircon in the Chang 7 shale to be 241.06±0.12 Ma and 241.558±0.093 Ma, respectively. We first obtained Chang 7 age data with Grade 0.1-Ma precision and then determined the age of the shale development in the Chang 7 Member to be the early-Middle Triassic Ladinian. This result is supported by paleontological evidence. The deposition duration of the Chang 7 shale is 0.5 Ma with an average deposition rate of the shale section being 5.3 cm/ka. Our research results provide time scale and basic data for further investigation of the basin–mountain coupling relation of the shale section, the sedimentary environment and volcanic ash and organic-matter-rich shale development relation, and the organism break-out and organic-matter enrichment mechanism.     

胶东黄铁矿显微构造变形与金富集关系：黄铁矿EBSD组构和地球化学约束

载金黄铁矿显微构造变形与金富集关系可以从显微-超显微尺度揭示金成矿作用和地质过程,探讨金的再活化或再聚集作用。在胶东焦家金矿带成矿期识别出4种类型的黄铁矿,文章应用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和电子探针(EMPA)等技术方法,探讨黄铁矿显微构造特征、超微观结构与金的富集关系。结果显示:载金黄铁矿均不发育环带,其中w(Fe)为45.70%～46.85%,w(S)为52.57%～53.37%;显微构造变形既有脆性变形又有塑性变形;黄铁矿晶体优选方位(CPO)主要表现为平行于晶轴极密和复杂极密;黄铁矿晶格间距为0.58 nm,主要发育刃位错。焦家金矿带在金成矿作用过程中,可见金集合体经历了从复杂的纳米尺度到宏观尺度矿物载体富集的过程,包括成矿流体中金络合物、金-铋-硫族化合物富集等化学结构变化过程和纳米金、载金黄铁矿纳米颗粒、岩矿石显微-超显微构造微环境变化过程。因此,不同类型载金黄铁矿CPO受到化学结构变化和显微-超显微变形微环境变化的联合制约,间接反映出载金黄铁矿中金的富集与黄铁矿内部变形、表面形貌和结构缺陷有密切关系。     

层流—紊流共存流场中岩溶裂隙网络演化过程的数值模拟方法

研究岩溶水系统的演化过程对许多资源与环境问题有着重要意义。岩溶地区水资源、油气资源的预测与开发、水土流失成因及防治等课题都与此密切相关。岩溶管道是地下水对裂隙的逐渐溶蚀扩展形成的,岩溶演化初期,所有裂隙宽度不大,流场整体成层流状态。随着溶蚀的进行,一部分裂隙优先扩大使其中的水流进入紊流状态,而另一部分裂隙中水流仍呈层流状态。文章提出一种数值方法,能够模拟层流-紊流共存流场的岩溶演化过程。利用蒙特卡洛(Monte-Carlo)方法模拟初始裂隙网络,通过非连续介质方法模拟裂隙网络中的渗流。裂隙扩展的速度通过岩石表面溶蚀速度经验公式计算,使用迭代方法求解层流-紊流共存条件下的水头非线性方程。构建了能够利用解析法求解的模型,把数值解和解析解的结果进行对比,验证了本研究的数值法及软件的可行性。      

西秦岭太阳山斑岩铜-钼矿床岩体氧逸度及成矿意义

甘肃天水三叠纪太阳山斑岩铜钼矿床位于西秦岭造山带东段。矿体主要赋存于石英闪长斑岩、二长斑岩、石英二长斑岩和泥盆系大草滩群。氧逸度是表征岩石物理化学性质的重要参数,对岩浆热液成矿具有明显的控制作用。在综合评述常用氧逸度计算方法及适用性的前提下,文中应用激光剥蚀等离子质谱分析方法对太阳山矿床含矿岩体锆石微量元素进行测定,选用含量较高的Sm、Nd进行Ce异常计算,查明含矿斑岩岩浆氧逸度,探讨其成矿意义。太阳山矿床岩浆氧逸度计算结果表明,太阳山成矿二长斑岩和石英二长斑岩相对氧逸度ΔFMQ分别为+3.04和+3.15,成矿前石英闪长斑岩相对氧逸度ΔFMQ为-1.83,成矿岩体氧逸度明显高于成矿前岩体。成矿岩体岩浆氧逸度高于成矿前岩体的原因可能与富集地幔有关。富集岩石圈地幔的加入,带来了大量的硫和金属铜,并提高了岩浆氧逸度。     

珠三角沿海地区土壤硒的来源和富集成因初探

本文总结了珠三角沿海地区土壤硒含量的分布特征及其与成土母质的关系,探讨了该区域土壤中硒的来源及富集影响因素,提出珠三角地区土壤富硒是亚热带季风性气候湿热条件下花岗岩类强烈化学风化和富集改造的结果,土壤富硒作用的实质是杂质元素从成土母质中大量活化并分离移出,从而使硒元素发生相对富集的过程。本文对珠三角沿海地区土壤硒富集规律的总结显示该地区硒资源具有巨大潜力,具有广阔的开发富硒资源前景。     

大兴安岭中部乌兰浩特地区林西组碎屑岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

内蒙古乌兰浩特地区出露一套缺少化石、遭受接触变质作用的厚层碎屑岩。在该套地层采集碎屑锆石样品,进行碎屑锆石U-Pb测年研究。80个锆石分析点的年龄可分为3个主要年龄区间:242～294Ma,年龄加权平均值为263.6±3.3Ma(n=50,MSWD=4.9),峰值年龄为261Ma;301～381Ma,峰值年龄为348Ma;454～530Ma,峰值年龄为487Ma。另有7个锆石分析点的年龄分别为824Ma、836Ma、859Ma、867Ma、1279Ma、1556Ma、2447Ma。261Ma的峰值年龄限定了该地层的沉积下限,即属晚二叠世林西组。主量元素SiO2含量为67.81%,Al_2O_3为18.22%,MgO为1.44%,CaO为0.41%,Na_2O为1.54%,K_2O为3.90%,K_2O/Na_2O为1.15～10.21;A_(12)O_3/(CaO+Na_2O)为4.87～26.38;稀土元素总量介于162.39×10-6～223.46×10-6之间,平均值为200.88×10-6,负Eu异常,Ce为1.00～1.05,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,微量元素以亏损Nb、Ta、Sr,富集Rb、Ba、La、Ce、Pb、Nd、Sm为特征。以上分析表明,林西组形成于活动大陆边缘构造背景。依据碎屑锆石年龄谱值信息,林西组沉积物源具多样性和复杂性,除东北各地块,同时存在华北板块和西伯利亚板块的物源信息,说明林西组沉积时期华北板块与西伯利亚板块可能已经开始俯冲碰撞过程。     

1917号台风“塔巴”对浙江沿海风场的影响及其成因分析

通过分析浙江省区域自动站加密资料、常规观测资料、NCEP/NCAR 1°×1°和0.25°×0.25°再分析资料以及卫星TBB (Black Body Temperature)资料,研究2019年第17号台风"塔巴"影响期间,浙江沿海风场分布的特点及其成因,以寻找台风影响时浙江沿海风场预报的着眼点。此次台风大风具有影响时间早、持续时间长、影响范围大和大风强度强的特点。台风环流与浙江沿海地面弱冷空气之间形成一定气压梯度的堆积,以及后续随着台风环流的发展加强,两者之间气压梯度进一步增大,是导致此次台风大风提早出现的原因之一。垂直环流有利于水平的动量输送和高层动量下传,导致此次台风大风范围大、强度强。冷空气在这次台风大风中起到非常重要的作用。随着台风外围环流与冷空气距离拉近,部分干冷空气侵入台风环流,冷、暖气团之间θse等值线密集,环流附近风速增强。由于干冷空气的继续侵入,冷、暖空气相互作用累积并释放斜压能。同时台风低层的暖心结构被冷空气占据,高层暖心结构上抬,形成上暖下冷的中心结构,导致台风开始变性减弱。地形的辐合、阻挡和摩擦作用对风场的再分布也有一定影响。