湿陷性黄土层桩基侧摩阻力的试验研究

本文依托西安市东北二环立交工程实际,通过现场黄土层浸水试验以及桩基静载试验,研究在湿陷性黄土层中桩基侧摩阻力和桩端阻力的发挥情况、桩基负摩阻力取值问题及桩周土的沉降变化情况,并分析了其实验结果。在总结国内工程界多次试验结果的基础上,给出了湿陷性黄土层负摩阻取值的科学合理方法及应考虑的因素,并分析了影响负摩阻大小取值的因素和引起桩周土沉降差异的因素。研究结果表明：①本工程桩基提供负摩阻力段控制在3～9 m之间,取值建议为-2.0～-5.0 kPa;②桩基上的负摩阻值与特定桩长和地质环境有关,同时与湿陷下沉量及土的粘聚力大小也有关系。从而建议在西安平原地区,黄土层较小时（桩长20 m以上,湿陷层5 m以内）,可不考虑湿陷性对桩基承栽力的影响。本次试验为未来工程实践中湿陷性黄土层的沉降的研究及桩基负摩阻力的取值提供了参考依据和工程实践经验。     

Kalman滤波在地震电离层TEC异常探测中的应用

基于中国地壳运动观测网络GPS观测资料解算的电离层TEC数据,利用Kalman滤波方法对2008年5月12日汶川Ms8.0地震前的电离层TEC进行异常探测研究,并与以前的处理结果进行对比,对比结果表明：利用Kalman滤波方法能够有效地探测到震前的电离层TEC异常扰动。     

荒漠地区地表反照率与土壤湿度相关性研究

本试验分别对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区流动沙丘和1964年建植的人工固沙植被区生物土壤结皮的地表反照率和土壤湿度进行了同步测定。分析了该区这两种地表类型的反照率与太阳高度角和土壤湿度的相关性,分别提出了地表反照率与太阳高度角和土壤表层(0～2 cm)湿度的经验拟合关系式。结果表明,地表反照率随太阳高度角增加呈指数递减;排除太阳高度角的影响后,地表反照率随土壤湿度的增加也呈指数递减关系;流沙地表反照率对土壤湿度变化的响应要比生物土壤结皮地表敏感。     

西藏班公湖-怒江成矿带西段钠木钦金多金属矿地质特征及成因

钠木钦金多金属矿位于西藏班公湖-怒江成矿带西段,区域成矿以铜、金、铁矿为主.研究认为,钠木钦铜矿体受中二叠世下拉组地层与早白垩世中酸性侵入岩接触带——夕卡岩控制,而金矿体则主要受近东西向断裂构造控制,铜矿成矿类型为夕卡岩型,金矿成矿类型为构造蚀变岩型,成矿时代为早白垩世.矿区Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体的深部及Ⅱ号铜矿体的西部还具有较大的找矿空间.对矿区矿床特征的研究发现,钠木钦矿与区域上的尕尔穷等矿床具有较为相似的地质背景及成矿特征,但也有其独特之处.     

川西冕宁木落寨碳酸岩型稀土矿床流体演化对成矿的制约:来自包裹体和稳定同位素的证据

木落寨稀土矿床位于青藏高原东部,扬子克拉通西南缘,属于典型的碳酸岩型稀土矿床。与其他成矿过程复杂的碳酸岩型稀土矿床相比,该矿床具有完整而连续的流体演化过程,且几乎不受热液蚀变和后期构造-岩浆事件的影响,因此是研究碳酸岩型稀土矿床成矿过程的理想对象。本次研究结合详细的1∶5000矿区岩性-构造-蚀变-矿化野外地质调查和流体包裹体研究,将矿床形成过程划分为三期,即岩浆期、热液期和表生期。热液期作为主要的成矿期,又可细分为热液早阶段、热液中阶段和热液晚阶段三个阶段。对热液不同阶段的重晶石、萤石、石英和氟碳铈矿的流体包裹体研究表明,主要分为以下6类:(1)熔体(M类)包裹体;(2)熔流包裹体;(3)富CO_2包裹体(WC类);(4)含子矿物富CO_2包裹体(SC类);(5)含子矿物水溶液三相包裹体(S类);(6)气液两相包裹体(W类)。热液早阶段为岩浆-热液过渡阶段,以粗粒萤石和重晶石为特征,发育熔融和熔流包裹体,指示成矿流体来自岩浆出溶。WC、SC和S类包裹体主要在热液中阶段石英和萤石中而W类包裹体大部分存在于热液晚阶段氟碳铈矿中。WC类包裹体具有不同的CO_2充填度,表明热液中阶段成矿流体发生不混溶作用。结合WC类包裹体端元组成的显微测温结果和等容线法,模拟计算出不混溶作用发生的温度为280～320℃之间,压力为120～180MPa,盐度范围较大,为2. 4%～42. 4%Na Cleqv。热液成矿期晚阶段氟碳铈矿中的W类包裹体具有稳定的气液比,说明成矿环境较均匀,其测温结果显示大规模稀土矿化主要发生在200～260℃之间,压力200bars,盐度为6. 5%～11. 2%Na Cleqv。激光拉曼结果显示SC和S类包裹体中的子晶主要为重晶石、天青石和无水芒硝等硫酸盐,指示成矿流体富集Na~+、Ca~(2+)、K~+、Sr~(2+)、Ba~(2+)、SO_4~(2-)、F~-和Cl~-离子。成矿流体δD和δ~(18)O同位素组成分别为-96. 5‰～-50. 1‰和0. 9‰～6. 4‰,与区域上其他碳酸岩型稀土矿流体同位素组成相似,指示流成矿流体出溶过程中经历自岩浆脱气做作用,且晚阶段有大气降水加入。热液成矿期中阶段硫化物和硫酸盐的δ34SV-CDT分别为集中在-6. 10‰～-4. 77‰和4. 33‰～4. 90‰,与区域其他稀土矿床硫同位素值吻合,反应幔源岩浆硫特征。硫酸盐和硫化物的硫平衡分馏计算结果为16. 7‰～25. 1‰,远大于二者差值(9. 1‰～11. 0‰),显示成矿晚阶段为开放系统。以上研究结果和实验岩石学共同指示木落寨矿床稀土元素在热液中主要以[REE(SO4)2]-和[REECl]2+形式迁移,不混溶作用是流体演化的重要过程,提供成矿所需CO_2,而成矿流体冷却和大气降水混入致使络合物分解被认为是热液晚阶段稀土矿物大规模沉淀的主要机制。     

黄土高原平山造地工程环境效应浅析 ——以延安新区为例

黄土高原地区平山、填沟、造地、建城工程备受各界关注,大规模改造黄土沟壑地形地貌、地质与水文地质条件会引起哪些环境效应成为讨论的热点。以延安新区北区为例,通过地质调查、地面物探、监测、模拟等手段,从地质环境效应、水环境效应、植被生态环境效应、社会经济与人文环境效应等方面进行了初步分析,并讨论了全球城镇化、后现代城市兴起视角下如何看待平山造地工程。研究表明,适度的、严控质量的平山造地建城工程总体上拓展了建设空间,改善了城市环境,提高了生活质量,改善了基本社会服务,有利于城市治理和发展。同时指出,平山造地改变了国土空间结构及其利用模式,对沿沟峁居住的窑洞文化、黄土山水文化特征都会产生不同程度的影响;新区北区一座座现代化建筑拔地而起,面对新塑造的巨型岩土工程体也应居安思危,科学应对,对改造后的场地要分类有序建设,并加强监测;按照生态优先,节约集约的原则,加强国土空间规划研究,做到新城老城统筹规划,地上地下空间协同利用。     

21世纪以来中国关键金属矿产找矿勘查与研究新进展

关键金属作为全球高科技产业不可或缺的战略性资源,其成矿作用及找矿勘查均是目前国际矿床学领域关注的热点。近年来,中国在关键金属Li、Rb、Nb、Ta、W、Sn、Ni、Co、Mn和离子吸附型稀土矿找矿勘查及成矿作用研究方面取得了一系列重要突破和认识。文章初步系统地总结了中国进入21世纪以来不同类型关键金属矿床的主要勘查成果及全球关键金属矿产研究新进展。在前人研究基础上,研究总结认为锂循环与成矿主要在上地壳内部,而REE在大陆聚合与裂解以及壳幔之间循环并成矿。针对主要关键金属矿床的成矿作用和成矿环境,并考虑共伴生特点,将主要的关键金属矿床划分为8种成因类型:①与花岗岩-伟晶岩有关的W、Sn、Nb、Ta、Li、Rb、Cs、Be矿床;②与碳酸岩-碱性岩有关的REE、Nb、U矿床;③与镁铁质-超镁铁质岩有关的Ni、Co、Cr、Pt族元素矿床;④低温热液型Tl、Te矿床;⑤多种类型热液矿床中的伴生组分,包括Re、Ge、In、Cd、Tl、Te、Se、Sc、Ga等;⑥表生沉积型(包括铝土矿和煤矿中的伴生组分)矿床,例如Mn、V、Ni、Mo、Co、Li、Ga、Tl、Ge、V、Sc、Nb、Ta等;⑦与表生盐湖有关的Li、Rb、Cs矿床;⑧与表生风化作用有关的离子吸附型REE矿床。希望该分类能作为新一轮关键矿产研究的基础。     

川西木落寨稀土矿床年代学、地球化学与成矿特征

木落寨矿床位于川西冕宁-德昌稀土成矿带的北部,郑家梁子矿段是该矿床的主要成矿段。野外勘查发现,郑家梁子矿段主要的赋矿岩石是大理岩,其中发育的张性断裂充填大量矿脉,与矿带中其他矿床以正长岩为赋矿围岩的特征明显不同,而大理岩是否是成矿物质的主要来源尚不清楚。为进一步明确大理岩、正长岩和稀土物质来源之间的关系,文章对相关岩石和矿石进行地球化学特征对比分析。正长岩全岩稀土元素含量为1211×10-6～2974×10-6,稀土元素配分曲线呈轻稀土元素富集,重稀土元素亏损的特征。近矿蚀变大理岩稀土元素配分曲线整体呈右倾,稀土元素总量为1131×10-6～1935×10-6,而远矿新鲜大理岩稀土元素总量为8.20×10-6～8.69×10-6,由此可见,大理岩很可能不是稀土物质的主要来源。新鲜大理岩的δ13CV-PDB变化范围为1.3‰～1.6‰,δ18OV-SMOW介于23.2‰～23.7‰之间,显示其是海相碳酸盐岩变质的产物,蚀变大理岩的δ13CV-PDB变化范围为0.4‰～0.7‰,δ18OV-SMOW介于15.7‰～16‰之间,显示其受热液蚀变影响,并经历碳酸盐的溶解作用。新鲜大理岩与蚀变大理岩的δ13CV-PDB值变化较小(0.4‰～1.6‰),说明这2种大理岩为同源,近矿大理岩可能只是碳酸盐岩溶解蚀变的产物。矿脉中的方解石δ13CV-PDB变化范围为-4.6‰～-4.7‰,δ18OV-SMOW介于11.8‰～12.5‰之间,显示出碳酸岩岩浆经历低温蚀变的过程,证明矿脉与大理岩没有明显物质来源关系。矿石中氟碳铈矿的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb与208Pb/204Pb分别为18.3143～18.3629、15.6243～15.6349和38.6197～38.7309,正长岩的206Pb/204Pb、207Pb/204Pb和208Pb/204Pb分别为18.3233～18.3568,15.6298～15.6360和38.6664～38.6880。正长岩和氟碳铈矿的铅同位素特征一致,显示稀土的物质来源很可能是正长岩或隐伏的碳酸岩。本次研究选取典型矿石中与氟碳铈矿密切共生的金云母进行Ar-Ar同位素定年。鉴于矿石中的云母和氟碳铈矿并不存在多期次性,研究测得该矿段金云母的40Ar/39Ar坪年龄为(27.6±0.2)Ma,可以很好地代表成矿时代。     

小秦岭金矿田共轭剪切矿脉的发现及意义

小秦岭金矿田近EW走向的倾向南与倾向北金矿脉群金储量占全部储量的90%以上。以往大量矿床勘探工作未揭露到两组矿脉的交汇部位,有关断裂切割关系及组合形式始终存在疑问。通过采矿坑道的调查发现两组控矿断裂为共轭剪切关系。在平面和剖面上南倾与北倾矿脉均呈舒缓波状延伸,交叉部位充填无明显互相错开的膨大石英脉。两者在空间分布上还具有等间距性,北倾脉分布间距为200～400m,南倾脉间距为400～500m。共轭剪切断裂具有早期韧性、晚期脆性两个发展阶段:早期韧性阶段最大主应力(σ_1)为近直立状态,σ_1方向两组韧性断层共轭夹角约107°;晚期脆性阶段的破裂面继承早期韧性断层作伸展活动,充填含金石英脉,保持了原韧性阶段共轭剪切角。研究认为:早白垩世大规模花岗岩岩浆底辟侵位导致形成了热穹窿构造,以共轭韧-脆性断层为代表的伸展断裂系统发育于整个金矿田;含金石英脉可能并非形成于多级热液导矿渠道,而是以超临界流体(气态)充满热穹窿,降温后方成为热液。有关共轭剪切矿脉的认识不仅具有局部追索找矿意义,而且其分布的普遍性拓宽了找矿思路和范围。