动力扰动作用下多功能岩石结构面剪切试验装置研制与应用研究

动力扰动是导致岩石结构面滑动失稳进而触发地震、岩爆等强动力型地质灾害的重要诱因。为研究动力扰动作用下岩石结构面力学响应及其活化致灾机制,自主研制了动力扰动作用下多功能岩石结构面剪切试验装置。该装置主要包括用于施加准静态荷载、多种法向边界条件、复杂波形宽频率动力扰动荷载（0.5～50 Hz）及宽频剪切速率（0.000 1～10 mm/s）的法向和切向加载系统,施加冲击动力扰动荷载的摆锤冲击系统,开展循环往复剪切试验的剪切盒,数据采集和控制系统。通过控制软件编程,可开展不同剪切速率下恒定法向荷载、恒定法向刚度、卸法向荷载、变法向刚度和动态法向荷载条件下岩石结构面单调或循环剪切试验,静载叠加动载剪切试验,速率和应力阶跃试验和摆锤冲击剪切试验等。应用该装置开展了初步的试验研究,验证了试验过程中该装置具有良好的稳定性和准确性。该装置的研发对认识动力扰动作用下岩石结构面的响应特征,深入理解地震、岩爆等强动力型地质灾害的岩石结构面活化失稳触发效应及致灾机制具有重要的科学意义和工程价值。     

云南会泽铅锌矿喷流沉积成因研究

会泽铅锌矿床的成因认识各异,曾认为是沉积—改造层控型矿床。研究前人资料、结合亲历找矿实践,讨论该矿床另一种不同的成矿方式。研究矿床地质、地球化学、同位素组成、包裹体、方铅矿年龄测定和成矿温度测试等表明:会泽铅锌矿属海底热卤水喷流沉积—改造层控型矿床,与芒特—艾萨型热卤水喷流沉积层控矿床类似。     

九寨沟M_S7.0地震地电阻率变化时空演化分析

本文应用归一化变化速率(NVRM)方法,研究了2017年九寨沟M_S7.0地震周边800km范围内25个地电阻率台站2012—2018年的连续观测数据,分析了震中区周围的地电阻率时、空演化过程.结果显示:(1)25个台站中共有14个台站在震前出现了地电阻率变化,结合本次地震震源机制等分析其时空变化,认为邻近地震破裂带的临夏、通渭、武都和宝鸡台地电阻率在震前出现了下降—折返回升型的变化,符合前人已总结的强地震前地电阻率的变化过程.(2)地震发生前震中区周围大区域内出现了地电阻率负异常变化,且以震中区为中心呈条带分布,异常区的长轴方向与地震断裂带走向或地震烈度分布的长轴方向几乎垂直,与地震主压应力轴方向吻合.本文认为九寨沟M_S7.0强震发生之前,震中区周围出现的区域性地电阻率异常空间丛集现象是很好的中期和短临前兆;地电阻率震前异常动态演化、各向异性等特征对认识本次强震发震断层活动以及震源区应力场分布有启示意义.     

新街台格庙矿区煤层气参数井钻井关键技术

针对鄂尔多斯盆地东部台格庙勘查区煤层气勘探中,部署和钻探的6口煤层气参数井,经常出现井漏、卡钻、井垮、井斜超标、钻头堵死等问题,在钻探期间采用合理的钻孔结构和钻具组合、优选钻井液性能和钻井参数,引用成熟的绳索取心钻进技术,保证取心效果;完井后采用注入/压降试井技术,获取台格庙目标煤层含气性及储层数据,评价煤层气产能。结果表明:参数井取心收获率为93%～98%,机械钻速1.63～2.55 m/h,井斜控制在2.69°～3.22°,地层压力系数0.93,煤层渗透率1.16×10–3μm~2,降低煤层气钻井和测试成本,为今后相似地区的煤层气钻探施工和测试提供借鉴和参考作用。     

赣中玉华山泥炭地沉积来源的粒度端元法分析与2000 aBP以来气候环境重建

利用江西玉华山沼泽泥炭地YSH-2钻孔的沉积物进行测年,建立年代框架,结合该孔粒度参数、粒级组分、粒级-标准偏差、端元分析法分析,探寻响应气候变化的粒级组分,重建2 000 a BP以来气候环境。结果表明,玉华山泥炭地沉积物粒度组成以细粉砂(4～16μm)为主,中粗粉砂(16～64μm)次之;运用端元分析法得出3个端元,其中端元组分EM1代表水动力搬运来的较细组分,指示气候的干湿状况,EM2是反映土壤的成壤改造作用的组分,EM3是突发性的气候变化带来的组分。通过偏差法得出的敏感组分10.473～16.535μm,结合上述3个端元的变化规律,得出近2 000 a的干湿变化:(1)0—300 AD阶段,降水逐渐增多,气候由干转湿;(2)300—500 AD气候由湿润转入干旱,但整体较干;(3)500—650AD气候波动与突发性洪涝灾害都较少,是稳定且持续的湿润期;(4)650—900 AD,气候波动较大,变化频繁,总体偏干;(5)900—1400 AD是较为湿润的时期,其中有100年的频繁波动期;(6)1400—1800 AD为小冰期,此区域的气候变化分为湿-干-湿的3个阶段。     

吉林省桦甸市隆兴铁矿床深部地质特征

隆兴铁矿赋存于太古宙夹皮沟岩群三道沟岩组和腰抢子片麻岩中。认为矿床成因类型是属于受变质(火山沉积)铁硅建造铁矿。富矿部分则是混合岩化热液作用,使铁发生迁移而富集的。确定三道沟组内的火山铁硅质沉积建造岩层是寻找此类型矿床的地层标志,而地球物理标志是地面磁异常强度在1 000 n T以上的面积性异常即为矿致异常。     

动态库仑破裂应力变化的模拟计算及断层类型影响研究

对走滑断层、逆断层破裂产生的动态库仑破裂应力变化进行了模拟计算,得到了动态库仑破裂应力变化的空间分布图像.分析结果显示,不同类型断层破裂所产生的动态库仑破裂应力变化,其分布图像有很大区别.     

归一化水汽指数与地表温度的关系

城市热岛的遥感研究,传统上主要利用归一化植被指数作为指标来评估地表温度-植被之间的关系。本研究探讨了以归一化水汽指数作为评估其与地表温度关系的适应性,比较了归一化水汽指数和归一化植被指数在表达城市热岛效应方面的效力。利用"单窗算法"和3个不同时段的TM/ETM+数据获取了珠江三角洲核心区域的地表温度分布图,分析了两种指数与地表温度之间的关系。对局部区域逐像元和对区域总体分析的结果表明:不同时段的地表温度与归一化水汽指数之间均存在较强的线性关系,而地表温度与归一化植被指数之间的线性关系相对较弱。说明在城市化的环境下,与传统上常用归一化植被指数作为指标来定量分析地表温度相比,归一化水汽指数提供了一种互补的、甚至更加有效的衡量指标。     

湖北永兴洞降水对2015年厄尔尼诺的响应

通过对湖北永兴洞为期3年（2013年6月至2016年7月）的地表降水δ¹⁸O观测,发现该地点降水δ¹⁸O在2015夏季显著偏正。利用HYSPLIT后向轨迹方法对永兴洞降水水汽来源进行分析,结果表明在厄尔尼诺事件的影响下2015年夏季来自远源印度洋的水汽显著减少,而近源太平洋水汽相对增多,即降水δ¹⁸O因"环流效应"而偏正。本研究提供的观测证据表明永兴洞石笋δ¹⁸O记录在重建ENSO主导下的亚洲季风大气环流方面具有重要潜力。

     

基于SODA资料的南海表层风能输入的空间分布与长期趋势研究

海面风不仅是驱动上层海洋运动的主要动力, 其能量也是维持海洋表层流动的主要机械能来源。为了分析南海表层流风能输入的变化, 用SODA(Simple Ocean Data Assimilation)(1901—2010)资料估算了风向南海表层流(表层地转流+表层非地转流)的能量输入。结果表明, 风向南海表层流、表层地转流和表层非地转流输入的能量总体均呈减少趋势, 110年间分别减小了约56%、65%和49%。导致风能输入减小的最主要因素是风应力的减弱(减小了35%)。由于南海受季风系统的控制, 风向表层流及其各成分输入的能量呈现出显著的季节性变化。冬季风能输入最强, 高值区位于南海西部及北部区域, 呈一个显著的“回力镖”状结构。这些结果对深入认识南海环流具有理论意义。