渝东南下古生界页岩构造裂缝形成及分布控制因素

天然裂缝对页岩气储集和渗流有重要影响,但目前对页岩构造裂缝研究不够深入。本文通过露头、岩心裂缝观察和分析,探讨了渝东南下古生界页岩构造裂缝类型、形成机理及分布控制因素。基于裂缝特征及力学成因,将剪切裂缝分为高角度剪切裂缝、倾斜滑脱裂缝和水平滑脱裂缝。倾斜滑脱裂缝是在上覆岩层重力和水平构造应力共同作用下沿应力集中的软弱面发生剪切滑动形成,水平滑脱裂缝是在构造挤压应力作用条件下主要沿页理面方向的剪切或层间滑动形成;页理发育程度及岩层曲率是控制水平滑脱裂缝形成的关键因素,岩石矿物组成、构造作用及岩层厚度是控制其它类型构造裂缝形成和分布的主要因素,页岩岩石力学层的划分需要根据裂缝特征、岩性变化特征、岩石力学参数及沉积界面等综合确定,岩层厚度与层间构造裂缝密度呈负相关关系。     

台风莫拉菲(2009)登陆前后电荷结构演变的模拟研究

利用中尺度起电放电模式以及卫星和闪电定位等观测资料,对比分析了台风莫拉菲（2009）在登陆前后以及衰亡阶段的电荷结构及形成。结果表明：莫拉菲在登陆前存在近海加强过程,加强中逐渐形成清晰的台风眼并伴随眼壁区闪电活动的多发。眼壁区对流在近海加强阶段呈现正的三极性电荷结构,主负电荷区位于-25℃——10℃层,其上下各有一个正电荷区。而在台风达到最大强度后呈现负的偶极性电荷结构,仅存在云中部的负电荷区和下部的正电荷区。眼壁区对流的电荷结构同台风强度变化密切相关而不受登陆直接影响。在台风发展的不同阶段,外螺旋雨带对流主要表现为正的三极性或正的偶极性电荷结构,之前的研究一般认为外雨带对流只能呈现正的偶极性电结构。外雨带三极性电结构的形成可以类似于眼壁区三极性结构的形成,也存在其他形成机制,即在霰粒子与冰晶组成的正偶极性电荷结构下存在一个由雹粒子组成的正电荷区,从而形成正的三极性电荷结构。台风衰亡阶段对流主要表现负的偶极性电荷结构,对流活动较弱,类似于陆地雷暴消散阶段的特性。不同类型的电荷结构所对应对流的相对强度也在文内进行了讨论。     

地震荷载作用下岩石边坡的抗倾覆稳定性分析及可靠度研究

在地震多发地区,地震荷载对岩石边坡的稳定性影响显著。因此,在边坡抗震设计中,准确有效地评估其稳定性显得非常重要。安全系数法未考虑地震荷载等影响因素的不确定性,因此具有一定的局限性。本文在考虑到破坏面出流缝未堵塞和被堵塞两种情况下,利用拟动力方法计算了岩石边坡抗倾覆稳定性安全系数。在此基础上,考虑到地震荷载、坡顶超载及张裂缝内水位深度的变异性,对岩石边坡的抗倾覆稳定性进行了可靠度分析。研究发现,当破坏面出流缝被堵塞时,岩石边坡的抗倾覆稳定性急剧降低。此外,地震荷载等因素的变异性对岩石边坡的抗倾覆稳定性有着显著的影响。因此,同时利用安全系数及可靠度指标来评估岩石边坡的稳定性,且适当地考虑岩体放大系数,有利于岩石边坡抗震设计的安全性。     

小兴安岭东安金矿区细粒正长花岗岩U-Pb年龄、岩石地球化学、Hf同位素组成及地质意义

东安金矿区细粒正长花岗岩是小兴安岭燕山早期与吉黑东部斑岩型-矽卡岩型钼多金属矿床有关的花岗岩带组成岩体之一.为了解区域燕山早期岩浆演化和大规模钼多金属热液的成矿作用,进一步提升东安金矿成矿地质背景的研究程度,对该花岗岩进行了岩石地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素研究,讨论了岩石成因、岩浆源区和构造背景.获得细粒正长花岗岩锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果184±2 Ma,MSWD=1.2,为早侏罗世.岩石富硅和钾(K₂O/Na₂O值为1.46~1.81),低钙、镁和Mg#(Mg#=12.79~23.52),A/CNK=1.05~1.14,属高钾钙碱性、弱过铝质系列岩石.岩石富集大离子亲石元素(Rb、K)和不相容元素(Th、U),亏损高场强不相容元素(Nb、Ti等),轻、重稀土元素分馏强烈,轻微负Eu异常(Eu/Eu*=0.76~0.92).综合岩石地球化学特征、Harker图解、Ce-SiO₂和(K₂O+Na₂O)/CaO-(Zr+Nb+Ce+Y)判别图解确定岩石为高分异I型花岗岩.锆石的176Hf /177Hf值为0.282 588~0.282 775,ε_Hf(t)值为-2.35~+3.94,二阶段模式年龄T_DM2为973~1 386 Ma,岩浆源区应主要为起源于亏损地幔的中新元古代新增生陆壳的部分熔融,有硅铝质地壳物质的加入.研究表明,岩石形成于古太平洋板块俯冲引起大陆弧后伸展和岩石圈减薄的构造背景,幔源岩浆底侵为地壳熔融提供了热动力.燕山早期伸展体制下大陆岩浆弧环境的中-浅成、高钾钙碱性花岗质小侵入体是吉黑东部斑岩型-矽卡岩型钼多金属矿床找矿的主要目标.      

SPOT5卫星影像在矿山环境调查中的应用

以吉林省辽源市煤炭矿山为研究对象,通过对SPOT5卫星影像纠正、融合、解译等处理,快速、便捷地查清矿区的地质环境问题:矿区固体废物堆放、尾矿库分布情况;矿山采空区地面塌陷、山体开裂、滑坡、崩塌、泥石流、岩溶塌陷、煤田自燃等地质灾害分布情况;由矿产开发引发的水土流失、土地沙化、侵占土地、植被破坏的情况;矿区水体、植被、土壤污染状况等。通过矿山地质环境调查实践,总结出了SPOT5卫星影像最优波段组合、融合方法及矿山地质环境调查中的地物判读标志,从而使SPOT5卫星影像在遥感环境地质调查中发挥了重要作用。     

基于面向对象影像分析方法的我国西沙珊瑚礁地貌单元信息提取

珊瑚礁地貌单元的空间分布对于理解珊瑚礁生态系统的地质构造过程具有重要作用。然而,基于像素的影像分析方法往往获取不到较高精度的分类结果。本文基于面向对象的影像分析方法,利用Landsat 8卫星影像数据对我国西沙地区的珊瑚环礁进行了地貌单元的遥感信息提取。借鉴于美国千年珊瑚礁测绘项目的工作成果,本文首先针对研究区特点定义了十类珊瑚礁地貌单元类型。然后,基于对象的多层次关系特点,并综合利用对象的光谱、形状、上下文关系等特征,建立合适的分类规则集,获取了研究区较大尺度的珊瑚环礁地貌分区图,其分类精度普遍高于80%。虽然研究结果表明基于面向对象的影像分析方法可以有效的进行珊瑚礁遥感信息提取,但其规则集的可移植性仍需要今后的工作加以改善。     

凸起型螺旋导板扰流抑制试验研究

为深入研究安装螺旋导板的深水立管涡激振动规律,设计一种月牙凸起型螺旋导板抑振装置,月牙凸起采用橡胶材料,在凸起两端肋高最低处连接成螺旋状。通过变化螺旋导板的螺旋数、螺距及螺高等形状参数,在风-浪-流联合水槽中进行安装该抑振装置的立管涡激振动试验,研究该抑振装置对涡激振动的抑制效率及其对立管动力响应的影响规律。研究结果表明,凸起型螺旋导板可取得优异的抑制效率,有效地降低由漩涡脱落引起的横向振动幅值;随着螺旋数的增加,螺旋导板抑制效率有所提高,但增幅降低,增加螺距对抑制效率影响不大,而随着螺高的增加,抑制效率有较大增幅;同时该抑振装置能有效地扰乱立管振动的主导频率,各抑振立管模型在示波区间内基本没有出现明显的主导频率。     

半潜平台浮子式系泊系统参数优化研究

通过在系泊缆中设置浮子可以改善系泊系统性能,降低平台运动响应。建立浮子式系泊系统的数值计算模型,验证浮子式系泊系统数值计算方法,详细分析浮子设计参数(设置位置和净浮力大小)变化对系泊缆张力特性与平台运动的影响规律,并根据得到的规律选择了优化的浮子系泊系统方案。最后对优化方案进行评估,表明优化方案可以显著降低系泊中的平台水平运动,尤其是低频运动,同时系泊缆张力变化不大,仍满足安全要求。研究结果可为今后浮子式系泊系统设计提供参考。     

Application of Linear Mean-Square Estimation in Ocean Engineering

The attempt to obtain long-term observed data around some sea areas we concern is usually very hard or even impossible in practical offshore and ocean engineering situations. In this paper, by means of linear mean-square estimation method, a new way to extend short-term data to long-term ones is developed. The long-term data about concerning sea areas can be constructed via a series of long-term data obtained from neighbor oceanographic stations, through relevance analysis of different data series. It is effective to cover the insufficiency of time series prediction method’s overdependence upon the length of data series, as well as the limitation of variable numbers adopted in multiple linear regression model. The storm surge data collected from three oceanographic stations located in Shandong Peninsula are taken as examples to analyze the number-selection effect of reference oceanographic stations (adjacent to the concerning sea area) and the correlation coefficients between sea sites which are selected for reference and for engineering projects construction respectively. By comparing the N-year return-period values which are calculated from observed raw data and processed data which are extended from finite data series by means of the linear mean-square estimation method, one can draw a conclusion that this method can give considerably good estimation in practical ocean engineering, in spite of different extreme value distributions about raw and processed data.     

东喜马拉雅构造结东、西边界断裂对比及其构造演化过程

为了查明东喜马拉雅构造结东、西边界断裂的关系,及其印度与欧亚板块碰撞以来东喜马拉雅构造结的构造演化过程.在综合野外填图、构造观察、代表性岩石的锆石LA-ICP-MS U-Pb测年分析及前人研究的基础上,对东构造结两条边界断裂的几何学、运动学特征进行对比,讨论了两条断裂的多期次、多阶段的变形特征,还探讨了在东构造结地区自印度板块-欧亚板块碰撞以来的演化历史.结果显示,东构造结两条边界断裂几何学和运动学非常相似,构造变形具有明显的同时代、同期次特点,共同经历从碰撞、持续俯冲-折返、直到后期垮塌-隆升等一系列重要的地质事件.