江南隆起带后山和茂林岩体年代学、地球化学及其构造意义

后山岩体与茂林岩体处于下扬子江南隆起带内,沿江南断裂带两侧分布。二者岩性均以花岗闪长岩为主,主量元素特征显示其属于高钾钙碱性、准铝质—过铝质系列的Ⅰ型花岗岩;微量元素原始地幔标准化蛛网图见Nb、Ta、Ti谷;稀土元素显示其富集轻稀土而亏损重稀土元素,球粒陨石标准化曲线呈现右倾、Eu负异常。两个岩体地球化学特征显示其形成的花岗闪长岩岩浆主要源于地壳物质的部分熔融,可能有少量地幔物质的参与。利用锆石Ti温度计、长石温度计及黑云母温压计获得：后山岩体岩浆侵位温度约为660℃～780℃,结晶温度约为652℃～683℃,成岩温压： T=470℃～653℃,P=0.14～0.25 GPa,大约形成于4.6～8.3 km的深度;茂林岩体岩浆侵位温度约为679℃～768℃。结晶温度约为685℃～728℃,成岩温压：T=496℃～591℃,P=0.15～0.20 GPa,大约形成于5.0～6.6 km的深度。后山岩体花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果140.4±1.5 Ma,茂林岩体花岗闪长岩137.6±1.6 Ma、137.9±1.6 Ma、135.4±1.4 Ma,均属于早白垩世,是江南隆起带内燕山期早期岩浆活动的结果。两个岩体地球化学特征反映出其形成于区域上153～135 Ma时期的挤压向伸展过渡的构造环境下,代表了这一时期以太平洋构造体制主导下的应力作用开始在下扬子地区江南隆起开始逐渐发生转换。     

局部型地形因子并行计算方法研究

 随着分析区域的扩展及需求精度的提高,数据-计算密集型地形分析亟需通过并行化来满足用户的时间响应需求。局部型地形因子是以一定半径的分析窗口(通常为3×3)计算且具有单元计算结果独立性的地形信息,是数字地形分析的基本参数。本文在分析局部型地形因子串行算法特征的基础上,以坡度算法为样本,对局部型地形因子的并行计算方法进行了深入研究。从数据并行的角度,对并行计算环境下的数据划分粒度、方式及结果融合策略进行了分析,构建了局部型地形因子的并行计算方法。利用SRTM陆地表面地形DEM数据,设计了坡度并行计算的实验以验证其方法的正确性和实用性。实验结果表明,本文提出的并行计算方法顾及了任务、数据及计算环境,可快速对局部型地形因子串行算法进行并行化改造,提高算法的执行效率,具有较好的并行性能。     

球坐标系下三维大地电磁正演研究

大地电磁正演理论研究热点一直以来主要集中在如何提高计算效率和精度,但在剖面足够长、探测深度足够大的情况下,传统的笛卡尔坐标系数值模拟方式难以准确拟合地球曲率形态.本文研究了基于球坐标系的三维大地电磁正演,推导了交错网格有限差分三维正演公式,与一维解析解和三维标准模型测试对比,验证了正演算法的正确性.通过理论模型计算,对比分析球坐标和笛卡尔坐标系正演结果表明：球坐标系模拟更合理,避免了传统笛卡尔坐标拉伸投影所引入的误差,可代替目前的笛卡尔坐标模拟方法.基于球坐标和笛卡尔坐标系的三维大地电磁正演响应值随着频率变低差异越明显.球坐标和笛卡尔坐标计算结果差异度与频率、模型结构和电阻率有关.本文模型计算结果在数万秒周期处已出现接近10%的差异,对于较大尺度的长周期大地电磁,地球曲率的影响不能忽略.

     

堤坝管涌的室内试验与颗粒流细观模拟研究

本文对水流垂直方向的堤坝管涌现象分别进行了室内模型模拟和颗粒流模拟实验.在室内模型试验模拟中采用先进的数码成像跟踪设备在细观的尺度上对土样在管涌发生发展的全过程进行了观察和记录,为颗粒流细观模拟提供了必要的细观参数及宏观依据.提出的二维孔隙率与三维孔隙率转换的关系公式很好的将室内模型试验的孔隙率同颗粒流数值模拟结合,运用颗粒流程序采用固液耦合的分析模型对管涌现象作进一步的数值模拟分析.根据模拟结果,分析了管涌产生、发展在颗粒细观尺度的原因,对管涌产生发展中的试样细观变化规律及流速的变化规律进行了分析.这些结果为PFC2D在渗流和渗透破坏等方面的深入研究应用提供了一定的实用依据,同时也为在细观尺度上解释和分析管涌现象提供了一条新的途径.     

大地电磁场源效应特征分析及其校正研究

大地电磁法一直以来基本都遵循场源为平面电磁波的假设,这种假设普遍适用于中高频的大地电磁研究,但在具有显著非平面波场特性的区域或开展长周期大地电磁研究时,则对场源平面波的理论基础带来了挑战,若不满足理论假设,将会导致深部探测的可靠性降低,勘探目标定位风险增高.本文通过选择线状、片状及非规则场源模型来模拟极光电集流、赤道环...     

饮马河流域典型湿地植物净化河流水环境效果研究

采取单种及混种方式,通过小型湿地模拟实验,研究松花江支流饮马河流域河流湿地中常见的芦苇、香蒲、槽秆荸荠、藨草、慈姑、花蔺、菱角、紫背浮萍和金鱼藻9种湿地植物及其组合对河流水体中化学需氧量(COD_(cr))、氮、磷等的净化效果。结果表明:所选湿地植物,在模拟环境条件下均能有效提升取自河流水体的水质;不同的湿地植物对污水中各污染物净化具有明显的差异,花蔺对总磷(TP)、COD_(cr)和氨氮(NH_3-N)净化效果最好,去除率依次为99.65%、68.22%和99.54%;香蒲、菱角、金鱼藻混合组对总氮(TN)的净化效果最好,去除率是66.19%;槽杆荸荠、芦苇和金鱼藻对亚硝酸盐氮(NO_2-N)的净化效果最好,去除率是83.64%。两种植物混种后对某一种污染物指标的处理效果弱于分别独种时的处理效果,但对多种污染物指标的综合处理效果一般要好于独种时的处理效果。     

江南断裂带(安徽段)的构造性质及地球物理特征研究

江南断裂带在安徽境内沿东至、石台、泾县到宣城一线呈NE向分布,野外主要表现为构造角砾岩破碎带和一系列逆冲推覆断裂;其布格重力异常显示断裂深处产状逐渐变缓,具有向SE向偏移的特征;从寒武纪到晚泥盆世时期控制了断裂两侧的岩性和沉积环境。通过对其野外构造现象、地球物理、岩相古地理的分析和研究,认为江南断裂带（安徽段）是一个多期活动的深大断裂：加里东期,断裂开始发育;该断裂从寒武纪到晚泥盆世时期控制了断裂两侧的岩性、沉积相、沉积环境的不同,表现为同沉积活动断层的性质;印支期断裂主要表现为由南向北的逆冲推覆及顺层剪切作用;燕山早期主要为一系列由SE向NW逆冲推覆构造及脆性断裂;燕山晚期,断裂主要表现正断层及平移断层的特征;喜山期,断裂以正断层活动为特征。     

西藏冈底斯巨型斑岩铜矿带勘查研究最新进展

冈底斯斑岩铜矿带是近年来中国在世界三大斑岩铜矿带之一的喜马拉雅—特提斯成矿域中铜矿找矿取得重大突破的斑岩成矿带。驱龙等大—超大型斑岩铜矿床的发现与评价,标志着一个超千万吨级的斑岩铜矿勘查开发基地已经初步形成。笔者在重点介绍近年来驱龙、朱诺、冲江、吉如等斑岩铜矿最新找矿成果的基础上,对该带控岩控矿构造、含矿斑岩及其源区特征、成矿规律、成矿系列、成矿时代等主要理论研究成果进行了归纳与总结,并对其勘查和研究工作中存在的不足以及今后的努力方向提出了建议。     

三维激发极化法反演研究及其在金属矿勘探中的应用

激发极化法在金属矿、硫化矿等资源勘探方面应用较广.随着勘探设备与计算机硬件的发展,所采集到的数据具有观测数据量大、布极方式多样等特点.针对实测数据的特点,我们研究完成了基于并行技术的激发极化法对数反演算法,该算法具有如下特点：（1）通过压缩存储技术和并行技术的集成实现了可以处理大数据特征的反演算法;（2）利用对数反演来约束每次计算得到新模型的电导率恒为正,充电率在0到1之间变化,从而保证反演的稳定性和可靠性.本文首先设计了两组对比模型进行试验,通过对不同区块数据采用不同加权的方式来减弱噪声对反演结果影响的效果;其次,采用并行技术提高了反演的计算速度,并利用理论模型分析了不同电极装置对反演分辨率的影响.最后,在甘肃某金属矿开发前景区利用激发极化法开展了中梯装置的采集工作,利用加权后的观测数据反演推断出了测区金属矿开发靶区的大致位置及分布特征.

     

华北板块南缘石人山岩块晚古生代陆内变形特征及侧向挤出构造

华北板块南缘在古生代时期经历了复杂的陆内变形过程。石人山岩块边界断裂发育大量平行于断裂带的A型褶皱和近水平的矿物生长线理,表明其经历了以走滑剪切变形为主的构造阶段。动力学研究表明石人山岩块具有南西向逆冲的运动学特征,其南侧洛南—栾川断裂带（洛栾断裂带）以左行剪切变形为主,北东侧鲁山断裂带以北西向逆冲兼有右行剪切变形为特征,夹于其中的石人山岩块显示为向西、向上挤出的特征。选择典型岩石样品进行同位素测年来限定断裂活动的时代,其中,洛栾断裂带内同构造花岗岩脉的锆石U- Pb定年结果为413. 6±7. 4 Ma,鲁山断裂带内走滑剪切特征明显的构造透镜体内变形岩石的锆石定年结果为419. 3±11. 2 Ma。虽然洛栾断裂与鲁山断裂的运动方向不同,但是同位素年代学研究限定了两条断裂带发生走滑变形的时间都是晚古生代泥盆纪末期,从而共同构成了石人山岩块整体向西挤出的构造特征,同时也表明,相互碰撞的大陆在碰撞之后将很快转变为以平行造山带侧向挤出与走滑位移为主的陆内变形演化阶段。