富水断层非标准三角堰测法流量计算方法及工程应用

公路、铁路、水利水电、矿山等隧道工程建设和运营过程中,不可避免地会遭遇塌方、突涌水等地质灾害问题,围岩失稳破坏和渗流突变是发生突水的直接原因。为查明龙南隧道F₈富水断层洞身范围涌水来源及其涌水量的大小,采用非标准三角堰测法结合矩形堰测法现场监测F₈断层地表上、下游流量。本研究提出非标准三角堰测法的基本概念,并根据标准三角堰测法流量公式,结合流量的等效原理,推导出了非标准三角堰测法流量公式。通过理论与实测数据进行比较,证明了本公式的合理性。研究结果表明,非标准三角堰测法流量公式的推导为现场流量实测提供了方便,克服了标准三角堰测法公式适用范围不足的缺点,为分析断层破碎带洞身围岩范围内涌水量大小提供了可靠依据。      

大兴安岭南段毛登高分异碱长花岗岩成岩时代与地球化学特征SCIEI北大核心CSCD

毛登矿床位于内蒙古锡林浩特境内,是大兴安岭南段典型的钼铋锡铜矿床,产于阿鲁包格山杂岩体晚阶段侵位的碱长花岗岩和花岗斑岩以及下-中二叠统大石寨组火山角砾岩中。本文以碱长花岗岩为主要研究对象,开展了岩石地球化学、Sr-Nd-Hf同位素、锆石U-Pb定年和微量元素地球化学研究,以探讨成岩时代、岩浆结晶的物理化学条件及其对成矿的制约。研究显示,碱长花岗岩锆石结晶年龄为140.5±0.8Ma,侵位于早白垩世。岩体高硅,富碱,贫钙、镁、铝,富集Rb、F、Th、Nd、Sm、Zr和Hf等元素,亏损Eu、Ba、Sr、P、Nb、Ti和轻稀土等元素,轻、重稀土分馏较小,具稀土四分组效应。碱长花岗岩锆石Ti温度为654~817℃,Ce^(4+)/Ce^(3+)值为0.1~19,岩浆氧逸度lg f(O 2)为-25.7~-18.6,表明原生岩浆为高温、低氧逸度的熔体。岩体具较高的εNd(t)值(-0.1~+2.9)和正的εHf(t)值(+4.0~+9.3)以及年轻的二阶段模式年龄(t Nd DM2=699~940Ma;t HfDM C=600~936Ma),表明岩浆源区来自含大量幔源组分的新生地壳的部分熔融。碱长花岗岩经历了高度分异演化和熔体-流体作用,具高F、低氧逸度特征,是毛登矿区钼、铋、锡、铜金属矿化形成的重要先决条件。     

Fractal characteristics of sand grain group changes under freeze-thaw cycles and its correlation with long-term strength北大核心CSCD

Seasonally frozen soils are widely distributed in China in terms of area,and the freeze-thaw cycle effect generated by the alternation of cold and warmth is one of the causes of engineering damage in cold areas during construction,and it is particularly important to restore the nature and state of the soil when it is subjected to freeze-thaw action. Therefore,sandy soil specimens with different numbers of freeze-thaw cycles were prepared,and the long-term strength of frozen sandy soil was tested using a spherical template indenter. Using fractal theory and the microstructure image processing software ImageJ,the change law of grain group and long-term strength of two frozen sandy soils under different numbers of freeze-thaw cycles were studied. The results show that：for fine sand（FS）,the fractal dimension DB has a highly significant positive correlation with the long-term strength variation,among which ≥0. 15~0. 20 mm and ≥0. 25~0. 40 mm have the best fit with the long-term strength,and are the dominant grain classes of FS. For medium sand（MS）,the fractal dimension DB is slightly positively correlated with the long-term strength,and the variation shows a“vertical N”trend,in which the grain size content of ≥0. 30~0. 40 mm and ≥0. 40 mm fits better with the long-term strength,and is the dominant grain class for MS. The content of other grain groups did not correlate significantly with the long-term strength change. The freeze-thaw action changed the content ratios of coarse and fine grain agglomerates in the soil. With the increase of the overall particle size interval,the dominant particle size also increases,which shows that the long-term strength of frozen sandy soil tends to decrease and then increase with the increase of the content of some particle sizes. The results of the study can provide theoretical reference for the determination of long-term strength in areas subject to freeze-thaw action. © 2022 Science Press (China).     

东昆仑成矿带岩浆铜镍硫化物矿床成矿地质条件与成矿规律

东昆仑成矿带是我国重要的Au-Cu-Co-Ni-Fe-Pb-Zn及其他多金属成矿带,2011年夏日哈木超大型镍矿床的发现使东昆仑一跃成为我国重要的铜镍资源基地。经过多年的勘查,东昆仑成矿带Cu-Ni找矿取得了较大突破,陆续发现了一批具有较大找矿潜力的岩体,如石头坑德、阿克楚克塞、浪木日和尕牙河等岩体。笔者依据近些年研究的成果对东昆仑成矿带岩浆铜镍矿床的成矿规律和成矿特征作初步总结,并指出下一步找矿方向。形成的主要认识如下：东昆仑造山带至少发生了4期强度不等的Cu-Ni-Co-(PGE)成矿事件,分别为寒武纪—奥陶纪（535~445 Ma）、志留纪—泥盆纪（440~394 Ma）、二叠纪—早三叠世（271~239 Ma）与晚三叠世（233~208 Ma）,其中志留纪—泥盆纪的岩体数量最多、矿化率最高,产出的矿床数量多、规模也最大,而其他期次岩体的数量少、规模小与矿化弱;与其他成矿期的岩体零星分布于整个东昆仑成矿带不同,志留纪—泥盆纪岩体严格产在昆中断裂以北,又以昆中带数量最多,丛聚性明显;成矿具有显著的专属性,成矿岩体均以杂岩体产出,岩相发育齐全,富含贵橄榄石和斜方辉石的超镁铁质岩是最重要的含矿岩石,多属于铁质超基性岩;原始岩浆起源于软流圈地幔的大比例部分熔融,地壳物质混染是硫化物饱和的关键因素;志留纪—泥盆纪岩体找矿潜力最大,主要分布在昆中带,是今后找矿勘查的主攻方向和区域,其他期次找矿潜力较小,但仍需进一步评价寒武纪—奥陶纪岩体的Cu-PGE含矿性。     

深水水道沉积构型单元分级与结构样式

构型分级是深水油气高效开发重要的技术手段和指导方法。目前关于深水水道沉积体的构型分级方案缺乏较为统一的认识和标准,造成同一沉积单元的构型划分存在规模和成因等多解性问题,这制约了深水沉积理论的发展和油气勘探开发进程。在不同构型单元的沉积规模、叠置关系、时间跨度以及成因演化等基础上,采用正序分级原则,建立了相对系统的深水水道沉积体构型分级方案和结构样式。方案将水道沉积体划分为11级构型单元,1级单元为沉积颗粒段,包括孔隙非均质性、颗粒非均质性和填隙物非均质性;2级单元为纹层,多表现为平直状、波状、弯曲状、透镜状及不规则状;3级单元为岩层内均质段,如鲍马序列某一段;4级单元为岩层,如完整鲍马序列;5级单元为岩层组,包括“单一韵律叠置”和“砂体泥岩互层”两类;6级单元为次级水道单元,多呈透镜体型和楔形体型;7级为单一水道,可划分为层状充填、束状充填、侧积、切叠以及块状充填5种类型;8级单元为复合水道,由多期单一水道叠置,9级为复合水道系列,为多期复合水道叠置,8级单元和9级单元按其内部水道组合关系均可划分为离散型、拼接型和紧凑型三种类型;10级单元为水道体系,包括限制性、半限制性以及非限制性水...     

依兰盆地始新世沉积碎屑约束的古气候演化

为补充和印证其他气候代用指标揭示的东北地区始新世古气候的变化规律和变化细节,利用时频、时序分析以及降噪滤波等方法分析依兰始新世沉积碎屑组分中长石/石英和单晶石英/多晶石英的旋回性及细节特征揭示其气候变化过程。结果表明：依兰地区始新世存在暖湿、较暖湿、较干冷和干冷4种气候状态;伊普利斯期气候由初期的干冷逐渐变得暖湿,在卢泰特期开始达到始新世最暖湿的状态,卢泰特期晚期向干冷变化,到巴顿期早期达到最干冷状态,之后气候波动回暖;长石/石英和单晶石英/多晶石英所指示的结果与其他气候代用指标推断的变化趋势存在较好的一致性;长石/石英和单晶石英/多晶石英整体呈镜像关系,镜像程度越高,推断结果越同步,则推断结果越可信;其中长石/石英整体上对暖湿过程敏感,单晶石英/多晶石英对干冷过程敏感。     

基于金属稳定同位素的矿冶影响区土壤重金属污染源解析研究进展

矿冶影响区重金属的迁移和富集造成了严重的土壤重金属污染问题。深入了解矿冶影响区土壤中重金属的来源和迁移途径是开展土壤重金属污染高效治理的科学基础。近年来飞速发展的金属稳定同位素在识别土壤重金属污染来源和明确重金属迁移过程等方面有较大的应用优势。对金属稳定同位素分析技术、示踪原理及溯源模型进行系统分析,综述了矿产开采及冶炼过程（高温冶炼、电化学工艺和尾矿风化）导致的金属稳定同位素分馏研究进展,并总结了金属稳定同位素在矿冶影响区土壤重金属污染源解析的代表性应用成果。V同位素体系处于初期研究阶段,土壤重金属源解析应用研究相对缺乏;Zn、Cd和Hg同位素在识别高温冶炼过程相关的重金属污染源时有较大优势;Cu、Tl和Ni同位素可直接指示土壤中矿石的输入。但是,目前还存在部分金属稳定同位素分析难度大、溯源模型应用限制多、金属同位素易发生分馏导致源不确定等问题。在未来的工作中,需进一步探索和优化金属同位素分析方法,建立更多金属稳定同位素指纹图谱,开发适用性更强、结果更精确的溯源模型,明确复杂界面过程和反应中的金属稳定同位素分馏特征及机理,加强金属稳定同位素在追溯土壤重金属污染形成的时间尺度等方面的实...     

基于雪雨比的黑龙江省降水相态变化特征分析

利用1960—2015年黑龙江省27个气象站的日均降水和温度数据,分析了黑龙江省的降雪量和雪雨比长年变化,并对气候变化于降水相态的影响进行了初步的探讨。结果表明,在1960—2015年间,黑龙江省年均降雪量呈显著的上升趋势,气候倾向率达到3. 3 mm·(10a)~(-1),并于2003年出现了突变,突变后增加了34. 3%;降雨量则没有显著变化。以上结果造成黑龙江省的雪雨比显著上升,倾向率为7. 6%·(10a)~(-1)。黑龙江省降雪的多年变化分布呈较为一致的增加趋势,幅度由东向西逐渐降低;降雨分布则表现出复杂的地区差异性,但总体上南部变化幅度大于北部;雨夹雪量变化总体上呈现自东向西递减的趋势,尤其以长白山-大小兴安岭一线为界,东西差异十分明显。雪雨比和降雪的差异主要表现为降雨量发生显著减少的地区雪雨比的显著增加。此外,降雪起始日滞后和结束日提前共同造成了黑龙江省平均降雪季长度的显著缩短,共减少了18天左右。主要原因是春季温度的上升幅度高于秋季,特别是最低气温变化更显著。相比之下年降雪日数没有显著变化;降雪强度则显著增大,趋势为0. 8mm·(d·10a)~(-1)。     

稀有金属花岗岩岩浆—热液的形成路径和成矿过程——以广西恭城栗木矿田为例

关于稀有金属花岗岩的成矿流体来源及与岩浆演化的成因关系长期存疑。现以华南稀有金属花岗岩的典型代表广西栗木花岗岩为例,通过对成矿地质体花岗岩垂向分带的岩相学特征及矿床地质特征的深入研究,分析岩浆—热液的形成演化路径与成矿过程。研究表明,岩浆演化除了结晶作用外,还有大规模的气—液分离,岩浆—热液的形成主要与其中的气—液分离有关,不是传统意义上的岩浆残液。不同成因类型矿床的成矿流体均来自第二次气—液分离形成的二级残余富气流体相构成的岩浆—热液,岩浆—热液系统由三个不同空间分布的分支系统组成,每个分支系统在不同环境下以交代、结晶等不同形式与上部地质体作用,演化形成成矿流体,最后形成岩体接触带及附近的不同成因类型的矿床和以细晶岩为底部边界的成分分带。研究成果还原了岩浆演化形成岩浆—热液的详细路径,构建了成矿模型,对深入认识花岗岩的岩浆演化与成岩成矿作用具有启示意义。     

刚果(金)绿纱铜钴矿床黑色页岩Rb-Sr测年及其区域成矿意义

中非铜钴矿带是全球最大最具经济价值的沉积型层状铜成矿带之一.区域内铜钴矿床形成分布主要受区域地层和构造控制,成矿具有多期特征.含矿地层中发育大量褶皱前浸染状和顺层脉状矿化,指示可能存在成岩之后和造山主构造变形之前的矿化叠加作用.本文通过绿纱铜钴矿床矿化黑色页岩全岩Rb-Sr测年及Sr-Nd同位素研究,获得早期浸染状矿化黑色页岩等时线年龄为742±32Ma(MSWD=0.39),与木瓦夏-恩古巴裂谷作用同期;晚期脉状矿化黑色页岩及与脉体中白云石、黄铜矿单矿物构成的内部等时线年龄分别为680±24Ma(MSWD=0.95)和678±21Ma(MSWD=1.5),为刚果克拉通与卡拉哈里克拉通俯冲造山作用初期.Sr,Nd同位素特征显示,早期浸染状矿化成矿物质来源长英质基底和同期基性火山岩;晚期脉状矿化成矿物质来源基性基底和赋矿围岩,与盆地内循环热卤水成矿有关.大量证据表明,顺层脉状矿化及其伴生切层脉状和角砾岩状矿化具有三维空间上的连通性,为同期矿化作用产物.脉体的形成与区域挤压作用引起的超高压流体水压致裂和侧向流动有关,区域挤压应力的动力来源于俯冲造山作用.700Ma左右,罗迪尼亚超大陆裂解结束及冈瓦纳超大陆聚合开始,引起区域构造体制从伸展向挤压转换,可能是区域大规模叠加成矿作用发生的地球动力学机制.