大洋铁锰结核的微生物成矿过程及其研究进展

深海铁锰结核作为世界上潜在的巨大金属宝库已成为当今开发海底矿藏的热点,因而深入了解铁锰结核成矿过程成为其开发利用的先决条件。研究发现多金属铁锰结核中的铁锰矿物不仅仅是由单纯的物理作用形成的,同时也包含了海洋生物驱动的生物矿化的过程。本文介绍了运用分子生物学、矿物学和地球化学等多学科的研究方法对大洋中铁锰的生物成矿过程和成矿特征的研究。深海铁锰结核的生长速率缓慢且其生长演化伴随着微生物群落的活动,因此结核的生长过程同时也记录着不同时期微生物群落结构的变化并生成了大量的微生物化石。在铁和锰的生物矿化过程中,细菌可以通过酶促反应氧化Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ),同时可能伴随生物能量的生成,此外微生物还可以通过非酶促反应的方式促进Fe和Mn的富集沉淀。这些研究表明生物矿化作用在大洋铁锰结核成矿过程中有巨大贡献,对大洋铁锰结核的生物成因过程提供更加全面准确的理解,从而为今后进一步充实大洋铁锰结核的生物矿化理论及其开发利用提供依据。     

共生黑钨矿与石英等多种矿物中流体包裹体的红外显微测温对比研究——以江西西华山石英脉钨矿床为例

西华山钨矿床是一个产于燕山期花岗岩中的大脉型钨矿床。已有百余年的开采史。但在矿床成矿条件和成矿流体性质等方面一直存在不同认识。作者利用红外显微镜及其它相关设备,对西华山矿床不同中段样品中的黑钨矿、锡石、绿柱石、黄铁矿、闪锌矿、石英和萤石中的流体包裹体进行了详细对比研究。结果显示,蚀变花岗岩中造岩石英只见次生气液包裹体,晶洞水晶中只有原生包裹体,而云英岩石英中原生、次生包裹体均较发育。黑钨矿中以原生气液包裹体为主,在早期结晶的黑钨矿中还有较多的硅酸盐熔融包裹体,而晶洞中的黑钨矿和水晶一样——只有原生气液包裹体。绿柱石中除了硅酸盐包裹体外,主要是气液包裹体(多为次生)。其它锡石、黄铁矿、闪锌矿和萤石等都只有气液包裹体(原生或次生)。研究结果表明,西华山钨矿床的初始成矿流体是一种岩浆——热液过渡性流体,尔后才演变成单一的热水溶液,在这一过程中黑钨矿、黄铁矿、闪锌矿、萤石和石英等矿物不断晶出。矿床总的成矿温度大致为700~200℃,压力约为160~200MPa。各种气液包裹体的盐度主要为5.0%~10%Na Cleqv。文中还对这些数据的地质意义以及对脉钨矿床流体包裹体研究和数据解释中的某些问题进行了较深入的讨论。     

高地应力条件下层状地层隧道围岩挤压变形与支护受力特征

西部地区普遍出露层片状岩体。由于强度低、自稳能力差、结构强度呈现各向异性等特点,在隧道开挖过程中常引起围岩大变形,导致初期支护结构强烈变形失稳而不得不频繁进行拆换。部分洞段二次衬砌混凝土甚至发生劈裂、掉块的破坏现象,严重影响隧道施工的进度与安全。以兰渝铁路两水隧道为工程背景,采用现场实时监测、数值模拟等手段,获取大断面隧道围岩与支护系统之间的接触压力,揭示开挖断面不同位置接触压力随时间发展规律和空间分布特征。研究结果显示,受围岩结构强度的各向异性控制,隧道开挖后支护受力极不均匀。空间上与围岩变形集中部位一致,时间上变化历时长,且由于开挖方式的影响不易稳定。初期支护钢拱架局部荷载过大而发生侧向扭曲失稳,且监测的失稳发生时间与收敛形变稳定时间相比而明显滞后。根据层状围岩的支护受力特征,提出针对此类岩体更为合理的隧道设计建议。     

塔里木盆地库车坳陷中生代盆地性状及成因分析

库车坳陷充填有厚约4000~5000 m(局部最大厚度可达6000 m)的中生界陆相地层。地面特征和地震资料表明,库车坳陷北部地区中生界与下伏强烈变形、变质的古生界呈角度不整合接触,南部地区中生界与下伏寒武系-奥陶系呈平行不整合或微角度不整合接触。按照地层厚度趋势推测的中生界在山前地带有强烈的剥蚀,沉积厚度轴线位于南天山晚古生代造山楔之上,显示库车坳陷中生代盆地是上叠在塔里木克拉通北部边缘隆起和南天山晚古生代造山楔过渡带上的拗陷盆地。三叠纪-侏罗纪沉降-沉积中心向后陆(造山带)迁移,早白垩世向前陆迁移,且盆地同沉积期区域规模的断裂活动不明显,据此推测晚古生代造山作用后的岩石圈热作用及地壳均衡作用是中生代盆地沉降的主控动力学因素。     

地下水回灌补源生态修复技术研究

胶东半岛滨海区由于水资源的综合开发利用不合理,地下水位大幅度下降,形成区域性的下降漏斗,海水入侵严重,导致一系列生态环境问题产生.本文集成利用地下水回灌补源生态修复技术,通过自然或人工工程补源技术进行地下水储存,实现了区域地表水、地下水资源联合调度时空调配运用,取得了水资源利用经济、社会和环境等综合效益的高效统一.     

三峡某地区已治理高边坡安全评估工作的启示

通过对三峡某地区已治理高边坡防护工程进行安全评估,发现由于土压力作用、填土不均匀沉降、渗流潜蚀作用等引起部分防护工程出现不同程度的变形破坏。变形破坏产生的根本原因在于防护工程存在设计缺陷、施工质量没有保证及后期疏于维护管理等方面。由于这部分高边坡工程当时属于应急治理,没有统一的技术标准,引起的设计、施工和后期管理方面的问题在三峡库区具有普遍性。经过此次安全评估工作后,应对评估为不同安全等级的防护工程分类采取相应措施。不安全和局部不安全项目要严格按照国家有关标准实施彻底整改;基本安全项目和安全项目要进行定期巡查,以便及时发现隐患。另外,高边坡治理工程后期维护的好坏对于能否充分发挥防护效益至关重要,要改变以往重治理、轻维护的管理模式,切实做好防护工程的后期维护管理,确保防护工程及防护对象的安全。     

火山岩地震屏蔽层的转换波叠前时间偏移成像

在反射地震转换波资料处理中,准确求取共转换点一直是一个难题,采用叠前时间偏移技术能避免共转换点道集的抽取,而且能够使转换波归位到真正的反射点上,实现准确成像.本文针对火山岩地震屏蔽层的转换波成像问题,通过对转换波共近似转换点道集进行速度分析,建立了转换波叠前时间偏移的初始速度场,通过速度扫描和纵、横波速度比值扫描确定最佳的偏移速度场和纵、横波速度比值,实现了在火山岩高速层覆盖区域的转换波偏移成像.实际资料的成像结果表明,本文采用的近似转换点计算以及转换波叠前时间偏移方法是有效的.     

鹤岗地震台阵记录的矿震与天然地震频谱特征分析

基于鹤岗地震台阵勘选数据,分析各子台记录的矿震和天然地震的频谱特征,从各子台频谱一致性角度对观测场地进行评估;采用希尔伯特—黄变换(Hilbert-Huang,简称HHT)方法,分析矿震和天然地震的时频特征。结果显示:勘选记录的地震频谱特征与已有研究一致,各子台特征也较一致,该勘选场地适合建设台阵;由经验模态分解(EMD)后的本征模态函数(IMF)分量可以明显识别出矿震面波,矿震和天然地震的HHT谱的时频特征有明显区别。     

改进曲率模态识别桥梁损伤位置方法研究

结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一是结构损伤识别。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,本文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率的变化的改进的结构损伤识别方法。随机子空间方法是一种行之有效的基于环境激励的结构状态识别方法。该方法的主要优点是无需人工激励,不中断桥梁的运营。为此,论文提出了一种不中断桥梁运营的基于改进曲率模态的桥梁结构损伤识别方法。最后用一三跨连续梁的有限元模型对该改进方法进行了验证。结果表明,采用随机子空间结合改进的曲率模态方法可以在不中断桥梁运营的前提下有效地识别出桥梁的损伤状况。