基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统

光纤监测技术具有分布式、精度高等特点,在地面沉降监测中具有独特优势。但受限于监测成本较高与监测环境复杂,目前地面沉降光纤监测多通过人工采集数据,限制了在特殊环境变化情况下地面沉降的实时信息获取。文章在地面沉降钻孔全断面光纤监测技术的基础上,设计并建立了基于弱光栅技术的地面沉降自动化监测系统。该监测系统利用弱反射光栅、时分复用、物联网和数据库等技术,通过4G无线通信手段实现了地面沉降在线自动化监测和远程数据实时采集,并通过客户端系统软件实现数据的存储、查询和分析。将其应用到衡水地区地面沉降监测中,结果表明:钻孔内土层压缩变形主要发生在以黏性土为主的隔水层（Ad2、Ad3、Ad4）;受季节性地下水开采的影响,钻孔100～400 m深度范围内砂土含水层存在波动变化,在监测期内,冬季略回弹,随后春季地下水开采量增大,地下水位下降,土层呈现压缩趋势。监测结果验证了该系统的可行性与准确性,使得整个地面沉降监测流程趋于自动化、规范化和低成本化,具有广泛的应用前景。     

基于颗粒识别分析系统的碎屑流堆积物颗粒识别和统计方法研究

碎屑流堆积物颗粒识别和统计是碎屑流灾害的研究重点。文章基于图像处理孔隙（颗粒）及裂隙图像识别与分析系统（PCAS）,以贵州纳雍普洒村崩塌-碎屑流为例,结合纳雍崩塌堆积物粒径实测结果,通过阐释识别过程中阈值、孔喉封闭半径、最小孔隙面积的参数意义,研究PCAS软件在碎屑流颗粒识别与统计中的应用,并提出了颗粒识别时这些参数的选取方法。分析结果表明:（1）PCAS能自动准确地识别碎屑流堆积物颗粒与孔隙,相比人工计数更精细,所识别堆积物各区小颗粒比重较大,0～2 m颗粒粒径各区占比都在50%以上;（2）当阈值为170（像素）时能获得精细的二值图像,颗粒与孔隙得到了准确地区分;（3）不同参数取值下获得堆积物颗粒粒径分布结果不同,碎屑流堆积物颗粒识别宜采用较大的孔喉封闭半径和较小孔隙面积,当二者比值为3/30（像素）时能更好地反应颗粒粒径分布情况;（4）PCAS具有较高的可行性,统计结果显示,各粒径含量变化趋势与人工统计相近,两种统计方法各粒径占比、分布规律基本吻合,说明利用PCAS可以实现对崩塌碎屑流颗粒粒径分布的高效便捷分析。     

全风化花岗岩地层中高固相离析浆液灌浆机理研究

全风化花岗岩地层稳定性差、遇水易发生崩解,工程上使用常规材料防渗加固注浆时效果较差。针对这一情况,依托湖南省郴州市莽山水库防渗加固灌浆项目,通过自主设计的全风化花岗岩地层注浆室内模拟试验装置,进行模拟注浆试验,实现了浆液在整个注浆过程中的扩散情况模拟,对不同注浆压力、不同位置点所取试样开展单轴抗压、抗剪强度及渗透率测试试验,对不同注浆压力下完整结石体取样观察,研究以全风化花岗岩颗粒为配方主体材料的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层的防渗加固效果及浆液扩散模式。结果表明:该浆液在全风化花岗岩地层扩散过程中经历了渗透扩散、挤密压缩、劈裂扩展三个阶段,是一种复合注浆形式;以全风化花岗岩颗粒为主体的高固相离析浆液在全风化花岗岩地层注浆中效果显著,随着注浆压力提升,单轴抗压强度显著提升为原土体的3.25～13.67倍,抗剪强度在不同法向压力情况下提升为原土体的1.63～2.69倍,渗透系数从10?4 cm/s下降至10?5 cm/s甚至10?6 cm/s。     

冰层空气反循环快速钻进方法及冰屑运移研究

空气反循环钻进技术具有钻速快、能耗低、可不提钻连续取心取样、能有效避免积雪层漏失等优点,在冰层钻探中极具应用潜力。本文针对冰层钻探技术特点,提出了双壁钻杆式、双通道高压胶管式和寄生高压胶管式等三种空气反循环冰层钻探技术,分别介绍了其工作原理及特点。基于气力输送和气体钻井基本理论,对冰屑颗粒气体介质中的悬浮速度进行了分析,建立了单颗粒冰屑悬浮、运移方程和冰屑颗粒群悬浮方程,并设计了冰屑悬浮实验台,对冰屑悬浮所需的风速进行了实验测试。理论计算值与实验实测值吻合较好,最大误差约10.91%,可用本文建立的冰屑运动方程来计算实际钻进时携带冰屑所需的风量,为后续在极地实施冰层空气反循环钻进技术提供了依据。     

黔水地1井钻探施工技术难点及对策

总结了桂中-南盘江地区页岩气调查黔水地1井在钻进过程中出现的严重井漏、卡埋钻、起下钻或通井遇阻等技术难点及相应的处理措施。由于钻遇的地层较为复杂,因此综合采取了回填粘土、商砼封堵、顶漏钻进、岩屑打捞、空气钻进、跟管钻进、套管封隔等多种措施进行处理;此外,结合实际工程应用提出了针对该复杂地层的多种钻井液配方,均取得了一定的效果。处理技术难点的过程中所积累的钻探技术和钻井液技术的优化经验能够为日后黔西南复杂构造区页岩气勘探的实施提供一定的参考依据。     

危地马拉翡翠宝石矿物学特征及其与缅甸翡翠的对比研究

危地马拉目前已成为仅次于缅甸的第二大翡翠原料供应地。这两个产地翡翠辨别的需求愈发迫切,且应用意义较大。采用显微镜观察、电子探针分析及背散射电子照相获得危地马拉蓝水料翡翠的矿物成分及结构构造特征,结合两产地翡翠产出的大地构造环境、自然地理环境、原石特征与矿物成分特征等进行对比分析。总体上,危地马拉翡翠次生原石有一定的磨圆,呈次棱角状,“皮”(风化皮)厚度较薄,较少出现翻砂现象,由“皮”向里,极少甚至几乎不存在“红雾”。相对地,缅甸翡翠次生原石发育显著的球状风化,原石通常有较好的磨圆度,棱角状不明显,“皮”厚度可达数厘米,用手压磨有显著的翻砂现象, “皮”“肉”之间偶可见“红雾”。硬玉与绿辉石成分判别图显示危地马拉翡翠中硬玉和绿辉石呈相对富Ca、贫Na的特征,而缅甸翡翠中硬玉和绿辉石整体呈相对贫Ca、富Na的特征。在Fe含量上,危地马拉翡翠中硬玉的Fe含量较缅甸翡翠中硬玉的Fe含量偏低,而危地马拉翡翠中绿辉石的Fe含量较缅甸翡翠中绿辉石的Fe含量偏高。对翡翠外观特征的充分对比和对判别图的综合分析可应用于实际中翡翠产地的区分。     

U-Pb Zircon and Re-Os Molybdenite Geochronology of theW-Mo Mineralized Region of South Qinling,China, andtheir Tectonic Implications

A W-Mo mineralized region is located along the northern margin of the South Qinling tectonic belt of China. WMo mineralization occurs mainly in Cambrian–Ordovician clastic and carbonate rocks, and the ore bodies are structurally controlled by NW–SE-and NNE–SSW-striking faults. Evidence for magmatism in the area is widespread and is dominated by intermediate–felsic intrusives or apophyses, such as the Dongjiangkou, Yanzhiba, Lanbandeng, and Sihaiping granitic bodies. Quartz-vein-type mineralization and fault-controlled skarn-type mineralization dominate the ore systems, with additional enrichment in residual deposits. At present, there are few or insufficient studies on(1) the age of mineralization,(2) the relationship between intermediate–felsic granite and W-Mo mineralization,(3) the source of ore-forming materials,and(4) the metallogenic and tectonic setting of the mineralized area. In this paper, we present geochronology results for numerous intrusive granitic bodies in the South Qinling tectonic belt. U-Pb zircon geochronology of the Lanbandeng monzogranite and Wangjiaping biotite monzogranite yields ages of 222.7 ± 2.3 and 201.9 ± 1.8 Ma, respectively. In contrast to the Late Triassic age of the Lanbandeng monzogranite, the age of the newly discovered Wangjiaping biotite monzogranite places it at the Triassic–Jurassic boundary. Re-Os molybdenite geochronology on the Qipangou W-Mo deposit yielded a model age of 199.7 ± 3.9 Ma, indicating the deposit formed in the early Yanshanian period of the Early Jurassic. Granitoid intrusions in the mineralized area are characterized by composite granite bodies that crystallized at ca.240–190 Ma. While there were multiple stages of intrusion, most occurred at 210–220 Ma, with waning magmatic activity at 200–190 Ma. The Re-Os age of molybdenite in the region is ca. 200–190 Ma, which may represent a newly discovered period of W-Mo metallogenesis that occurred during the final stages of magmatism. The heat associated with this magmatism drove ore formation and might have provided additional ore-forming components for metallogenesis(represented by the Wangjiaping biotite monzogranite). Ore materials in the mineralized area were derived from mixed crustal and mantle sources. Enrichment of the region occurred during intracontinental orogenesis in the late Indosinian–Yanshanian, subsequent to the main Indosinian collision. At this time, the tectonic environment was dominated by extension and strike-slip motion.     

珠江口盆地中中新世SQ14.8层序-沉积演化及其地质意义

中中新世,位于南海北部陆缘的珠江口盆地发生了构造、沉积和古气候格局的骤然变迁,而对古珠江沉积体系层序、沉积的研究为重塑该变革提供了良好契机.本文利用珠江口盆地三维地震和钻井资料,选取中中新世SQ14.8三级层序开展了系统的层序地层和沉积解剖,通过厘定关键层序、体系域界面,建立了高精度区域四分体系域格架,并在此基础上重建陆架-陆坡区主要沉积体系的宏观展布特征和演化过程.研究发现,SQ14.8三级层序记录了珠江口盆地新近纪以来最大规模的一次相对海平面下降,引发沉积滨线跨越陆架长距离迁移到陆架坡折,发育了从低位到强制海退完整的体系域单元.古珠江三角洲作为陆架区主要的沉积体系,在相对海平面升降旋回的驱动下,其发育位置从内陆架到陆架边缘的迁移过程中,发育主控因素也由河流作用为主逐渐变为河流和海洋水动力共同控制.强制海退体系域的识别及沉积展布研究为预测深水储层提供了依据,该时期发育的陆架边缘三角洲下方陆坡区是寻找富砂重力流储集体的有利地区,而陆架边缘三角洲侧翼砂质沉积较少,下方的扇体以泥质扇为主.综合分析认为中中新世变冷事件是造成13.8 Ma相对海平面强烈下降的主要原因,在珠江口盆地促成SQ14.8层序典型强制海退体系域及陆架边缘三角洲的发育,进一步证明该事件是一次全球性的气候事件,其响应不仅可以在大洋钻孔获取的O同位素中找到证据,在边缘海盆的沉积记录中也有明显反映.     

粤中从化地区佛冈岩基白垩纪花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学特征

LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,粤中从化地区发育一套白垩纪花岗岩,其形成时代为～145 Ma,属佛冈岩基的一部分.地球化学研究表明,花岗岩的SiO2含量为71.9％～77.72％(平均74.89％),Al2O3含量为12.17％～14.42％(平均13.24％),A/CNK为1.31～1.49(平均1.4),ALK全碱指数7.92～9.15(平均8.5),为过铝质高钾钙碱性系列花岗岩.它们的稀土元素总量(ΣREE)为(128.8～393.8)×10-6,Eu具负异常,δEu值为0.1～0.4,LREE/HREEE值为2.2～13.3;具有富集Rb、U、La、Nd、Sm和Lu,强列亏损Ba、Nb、Sr、P和Ti等元素特点.元素地球化学特征显示其为高分异I型花岗岩,可能是在高温条件下幔源物质诱导下地壳部分熔融后引发古老地壳杂砂-泥质源岩部分熔融而形成.综合区域地质资料分析,从化地区白垩纪花岗岩可能形成于古太平洋板块向欧亚板块俯冲的陆缘弧构造环境.