改进切线模量的非线性弹性模型

为了更好的反映基坑开挖后土体的变形非线性特性,采用幂函数描述土体剪切过程中切线模量随主应力差值增大而衰减的过程。积分得到主应力差值和应变的数学表达式,其反映的数学规律符合一般土力学模型的要求。对应于不同的幂指数,该表达式可以很好拟合三轴试验应力-应变曲线。基于Duncan-Chang模型参数确定的方法,提出了本文模型参数的确定方法。在通用有限元软件基础上二次开发了模型的计算程序。应用于某基坑变形的计算结果表明,本文提出的模型比Duncan-Chang模型能更好的预测围护结构的变形。     

天津地区浅层地热能赋存条件浅析及前景展望

通过对地质、钻探资料和物探测井、岩土体热物性参数测试等资料的研究,结合综合勘查技术方法和对已有资料的二次开发,查明了天津地区浅层地热能赋存条件,尤其是岩土体的热物理参数变化规律,并借助Excel办公软件,采用数理统计方法对岩土体热物性参数的变化进行了分析。结果表明区内岩土体的热导率为1.23～1.62 W/(m·℃),比热容为1898.52～2201.70 J/（kg·K）;粘土和粉质粘土含水量在19％左右时热导率最佳,粉土和粉砂含水量在17％左右时热导率最佳。该区浅层地热能赋存丰富,具有很广阔的开发前景。     

三维地质模拟在深部找矿勘探中的应用

我国矿产资源形势严峻,使深部找矿勘探工作的重要性大大提高。三维地质模拟作为一种新型有效技术,利用立体建模的方式建立矿床三维模型,可定量定位地表达各种地质信息,有效地恢复矿区的深部与浅部的构造形态,这些地质信息共同存在于相同的三维空间中,受钻孔等直接信息数据的约束,更接近现实世界。本文论述了三维地质模拟在深部找矿工作中的广泛应用,包括深部矿床等地质体建模、综合分析、多种图件的自动绘制等,可为矿床储量估算、成矿规律总结、深部成矿预测和矿山生产等工作提供直观、快速的数据和技术支持。     

右江盆地西北缘安然背斜东段奥伦尼克期牙形石生物地层研究及地质意义

罗楼组上部灰岩段是右江盆地西北缘奥伦尼克期海生爬行动物化石的唯一赋存层位,生物地层研究精度较低.本文以安然背斜东段敢南、者堡一带罗楼组为研究对象,通过剖面测制,对该组上部灰岩段进行系统的牙形石生物地层研究.结果显示,敢南一带罗楼组上部可识别出5个牙形石带,者堡一带罗楼组上部可识别出3个牙形石带.根据两条剖面牙形石生物地层对比,认为右江盆地西北缘奥伦尼克期包含5个牙形石带,自下而上依次为:Neospathodus pakistanensis 带、Novispathodus waageni 带、Neospathodus crassatus 带、Icriospathodus collinsoni带以及Triassos pathodus homeri-Tr.symmetricus组合带.区内早三叠世海生爬行动物主要产于Triassospathodus homeri-Tr.symmetricus组合带.该研究结果为罗楼组上部灰岩段海生爬行动物群时代的限定提供可靠的生物依据,并为进行奥伦尼克期海生爬行动物群产出层位的精细对比提供佐证.     

黔北地区奥陶纪—志留纪之交黑色页岩地球化学特征及意义——以贵州道真道页1井为例

奥陶纪—志留纪之交是华南被动大陆边缘盆地向前陆盆地演化的重要转折时期,形成广泛分布的五峰组—龙马溪组黑色页岩。为进一步探讨该套黑色页岩的形成背景,以黔北地区道页1井为例,开展沉积序列和地球化学研究。研究结果表明：五峰组及龙马溪组底部主要为硅质碳质页岩,夹多层斑脱岩,U/Th为0.2～2.90,V/Cr为1.18～14.34,Ni/Co为2.31～11.59,TOC为0.68%～5.91%,平均3.76%,稀土配分曲线为平坦型,δEu以弱正异常为主、个别为弱负异常;龙马溪上部及新滩组主要由泥岩及钙质泥岩组成,U/Th为0.16～0.23,V/Cr为0.88～1.79,Ni/Co为1.77～3.91,TOC为0.1%～0.84%,δEu以明显负异常为主,表现出低斜率右倾型稀土配分曲线。以上特征表明五峰组及龙马溪组底部形成于间歇性缺氧的还原环境,龙马溪组上部及新滩组为富氧环境。结合斑脱岩的分布特征综合分析认为,五峰组及龙马溪组底部页岩是汇聚背景下前陆盆地早期沉积的产物,强烈火山作用给大陆边缘海带来营养元素,刺激初级生产力的增加,造成水体迅速缺氧,可能是造成同期海底缺氧的主要诱因。     

高纯石英原料特征和矿床成因研究现状综述

高纯石英具有重要的战略地位,是高新技术产业的基础原材料。本文对高纯石英原料的特征和矿床成因研究方法进行了系统的归纳。通过观察石英岩相学特征,分析矿物包裹体及流体包裹体的数量、大小、化学成分、存在形式和分布状态,以及SiO2和微量杂质元素的含量和赋存状态,可以研究高纯石英原料的矿物学特征;通过Ar Ar同位素定年可以计算高纯石英原料矿床的成矿年龄;通过H—O同位素测试,Ti、Al、Ge、Li等微量元素含量分析,可以研究高纯石英原料矿床的成矿物质来源;通过分析流体包裹体的均一温度、盐度、化学组成等特征以及SEM CL微结构观察,可以研究高纯石英原料矿床的成矿作用过程。在此基础上,本论文对我国高纯石英行业的发展提出相关的建议。     

基于拉格朗日方法的一次南疆西部特大暴雨水汽来源分析

利用新疆自动气象站资料、NCEP/NCAR再分析资料、GDAS数据,基于拉格朗日方法的气流轨迹模式（HYSPLITv4.9）,对2018年5月16—22日南疆西部特大暴雨过程的水汽源地和输送路径进行了分析。此次HYSPLIT后向轨迹模拟结果表明,暴雨水汽源于巴伦支海、喀拉海、挪威海和地中海,两地的水汽先分别沿西北气流和偏西气流向下游地区输送。水汽轨迹在哈萨克丘陵汇聚后进入北疆,再绕过天山东侧到达罗布泊地区后随低层的偏东急流抵达暴雨区上空。虽然从巴伦支海、喀拉海、挪威海出发的水汽轨迹略多于地中海,但两地的水汽贡献率分别占62%和38%。因此,巴伦支海、喀拉海、挪威海的水汽对于此次暴雨起到明显的增强作用。另外,后向轨迹模拟结果中并未出现从孟加拉湾出发的低层东方路径水汽,说明该区域的水汽并不是构成南疆西部暴雨水汽的必要条件。北极挪威海、巴伦支海、喀拉海地区海表温度异常偏高,有利于水汽源地蒸发增强和上升气流背景场的形成,北极海域的温度异常对于区域气候变化有很好的指示意义。     

基岩区寻找隐伏矿的地球化学方法:构造地球化学测量

构造地球化学测量是在基岩出露区发现深部矿化信息的一种较为有效的方法。本文介绍了构造地球化学的一些基本概念和构造地球化学测量方法的发展历程。为解决岩石样(构造岩样)的代表性和均匀性,提出了方格采样法,即在每个采样网格内多点采样组合分析采样方法,采集以构造破碎带物质、裂隙充填物、蚀变岩石、矿化岩石等为主的能反映深部矿化信息的样品。利用该方法在甘肃西和地区进行了1∶50 000构造地球化学测量试验,采用500 m×500 m的采样网格,在每个采样单元中采集6~8个子样组合,分析了其中的Au、Ag、Pb、Zn等19种元素,圈定了较好的金地球化学异常,经查证发现了金矿体。在江西岩背锡矿外围开展1∶10 000的构造地球化学测量试验,采用100 m×100 m的网格,采集构造裂隙样品,圈定了Sn等元素的地球化学异常,对圈定的Sn地球化学异常进行钻探验证,发现深部隐伏Sn矿体。不同比例尺的构造地球化学测量试验表明,构造地球化学测量在基岩出露区能有效发现深部矿化信息,在寻找隐伏矿工作中具有较好的应用前景,在中国黔西南地区寻找卡林型金矿和东南沿海地区火山岩覆盖区找矿中能发挥一定的作用。     

三维成矿预测数据整合过程不确定性研究——以宁芜盆地钟姑矿田为例

基于多元地学大数据的三维成矿预测方法是开展深部找矿预测的新方法和新手段,也是当前成矿预测领域的研究热点之一。然而,大数据具有高维、混杂、非精确等特点,其分析处理过程面临多重不确定性。多元地学大数据整合是三维成矿预测的最终环节,其存在的不确定性将直接作用于预测结果,影响进一步的找矿应用和风险评估。本文以宁芜盆地钟姑矿田为例,从大数据思维出发,定量分析和度量预测要素和数学模型在数据整合过程中存在的不确定性及对三维成矿预测结果的影响。结果显示,断裂构造、背斜轴部等预测要素的不确定性对三维成矿预测结果的影响最为强烈;数据整合模型中,较之Logistic回归模型和证据权重模型,神经网络模型可能具有更高的不确定性程度。进一步工作可通过增强上述预测要素的可靠性和有效性、采用更多的数据整合模型进行更为全面的不确定性分析和评价,以获得更为可靠的三维成矿预测成果,从而降低成矿预测和找矿勘探风险。     

内蒙古哈达门沟金矿成矿流体来源的氦、氩同位素示踪

内蒙古包头市哈达门沟金矿床是华北陆块北缘乌拉山-大青山地区的大型金矿床,矿床赋存于新太古界乌拉山群黑云角闪斜长片麻岩、角闪黑云二长片麻岩和含石榴石黑云斜长片麻岩中,成矿流体性质不明。文章对哈达门沟金矿主要载金矿物黄铁矿开展了流体包裹体中的He、Ar同位素组成研究。研究表明,赋存于黄铁矿流体包裹体中的4He含量为(83.92~606.46)×10-8cm3STP/g,n(3He)/n(4He)值为0.19~0.91Ra,幔源He的含量为2.62%~13.73%,平均为9.95%,表明成矿流体中的He主要来源于地壳,大约10%来源于地幔。~(40)Ar含量为(71.22~308.22)×10~(-8)cm~3STP/g,~(40)Ar/~(36)Ar比值变化于2793.6~7253.5之间,在n(~(40)Ar)/n(~(36)Ar)与R/Ra图解和n(~(40)Ar*)/n(4He)与R/Ra图解中,显示地壳氩和地幔氩的混合来源特征。结合已有的氢、氧、硫同位素研究,认为哈达门沟金矿成矿流体主体为地壳来源,但幔源流体的加入清晰可辨,乌拉特前旗-呼和浩特山前断裂很可能为富钾质壳幔混合流体的运移提供了通道和动力。