基于SEM的可变形块体离散元法研究

针对边坡工程中岩土体连续-非连续渐进破坏的特点,提出一种新的变形体离散元方法（DEM）。与传统有限单元法（FEM）不同,弹簧元法（SEM）通过构建一组广义弹簧系统描述单元的力学行为。弹簧元法中的一个广义弹簧可以具有多个方向的刚度系数,确定广义弹簧系统的构造形式及其各刚度系数表达式是弹簧元法的核心。以三角形单元为例,介绍平面弹簧元的基本理论。对任何二维正交广义弹簧系统,通过定义广义弹簧变形与单元应变之间的关系,直接对比单元的应变能与弹簧系统的弹性势能即可得到广义弹簧刚度系数的表达形式。定义泊松刚度系数和纯剪刚度系数两个系统参数,描述正交广义弹簧之间的联系。对任意泊松比的材料,该方法都可准确地描述泊松效应的影响,计算结果与传统有限元法一致。该方法不需要求得有限元单元刚度矩阵的具体形式,具有直接方便、物理意义明确的优点,应用该方法给出任意4节点单元弹簧系统的构造形式及其各刚度系数的表达式。基于SEM的可变形块体离散元法,用弹簧元中的广义弹簧求解块体变形,用离散元中的接触弹簧计算块体间作用力,在单元节点的控制方程中实现弹簧元-离散元耦合计算,通过接触弹簧的状态实现材料由连续到非连续的破坏过程。在基于连续介质离散元法（CDEM）程序的基础上实现弹簧元-离散元耦合程序,应用耦合程序计算均质土坡在重力作用下的弹塑性变形和基覆边坡在重力作用下的破坏,初步证明该方法用于边坡变形渐进破坏分析的可行性。     

祁连山中段白垩纪以来阶段性构造抬升过程的磷灰石裂变径迹证据

祁连山作为青藏高原的东北边界,是研究青藏高原隆升和扩展的重要区域,利用磷灰石裂变径迹分析反映的祁连山地区白垩纪以来阶段性隆升和扩展新认识对理解青藏高原的隆升过程有重要的意义。分别采自南祁连陆块、疏勒南山—拉脊山缝合带、中祁连陆块和北祁连缝合带22个样品的磷灰石裂变径迹年龄介于(124±11)Ma与(13±2)Ma之间,平均径迹长度介于(13.6±2.3)μm和(10.3±1.8)μm之间。时间-温度反演模拟结果表明祁连山地区至少经历了3个重要构造活动阶段:1)白垩纪早期((129±14)~(115±17)Ma)祁连山隆升,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带的冷却速率及剥蚀速率均较大,并且祁连山南部可能率先抬升而初步构成高原的东北边界;2)白垩纪中晚期—中新世((115±17)~(25±7)Ma)祁连山构造平静,南祁连陆块和疏勒南山—拉脊山缝合带冷却速率及剥蚀速率均较低;3)中新世以来祁连山由南向北逐渐扩展,构造活动强烈而最终形成盆-山构造地貌格局。祁连山白垩纪早期的快速冷却过程可能是受拉萨地块和羌塘地块碰撞的影响;中新世以来向北扩展则主要是受印度—欧亚板块碰撞的影响。     

流体包裹体特征及其地质意义——以甘肃省芨岭铀矿床为例

为确定芨岭铀矿成矿流体的性质,对成矿期碳酸盐脉开展了详细的流体包裹体研究。包裹体岩相学和显微测温结果表明,碳酸盐脉主要发育气相包裹体、液相包裹体和纯液相包裹体;包裹体均一温度为141~295℃(峰值分别为170~180℃、240~250℃),盐度为2.09%~7.69%Na Cleqv(峰值5%~6%NCleqv),属于低-中温、低盐度铀矿床。激光拉曼和群体包裹体成分分析结果显示:成矿流体气相成分以CH_4、H_2为主,H_2S、N_2、CO_2次之,液相成分富H_2O和CH_4,成矿流体属于NaCl-H_2O±CH_4±CO_2体系。结合C、O同位素组成,δ~(13)C_(VPDB)值在-1.50‰~-6.33‰之间,δ~(18)O_(SMOW)值为-2.577‰~5.051‰,成矿热液的水源主要为岩浆热液与大气降水混合特征,且以大气降水形成为主。结合成矿流体特征,流体不混溶或沸腾作用导致相分离产生铀沉淀,以及流体脱气(CO_2)作用导致铀矿质沉淀、富集,是芨岭铀成矿的主要成因。     

陆相断陷盆地层序类型与隐蔽油气藏勘探——以南堡凹陷古近系为例

以南堡凹陷高分辨率三维地震、测井和丰富的地质资料为基础, 运用高精度层序地层分析方法, 结合盆地构造和沉积充填特征的研究, 在南堡凹陷古近系识别出了1个超层序组、4个超层序、11个三级层序, 在柳北扇三角洲体系可划分出6个四级层序.根据古构造坡折带控制层序类型和层序构成模式的思路, 通过南堡凹陷古近系同沉积构造发育特征的分析, 认为南堡凹陷古近系存在同沉积断裂坡折带和同沉积背斜挠曲坡折带2种类型, 由此决定了南堡凹陷古近系主要发育了同生断裂坡折型层序和同沉积背斜挠曲坡折型层序, 建立了这2种类型层序体系域构成模式.其中同生断裂坡折型层序和同沉积背斜挠曲坡折型层序的低位域砂体及高位域砂体成藏条件优越、地震剖面易于识别, 是隐蔽油气藏勘探的主要目标.      

内蒙古阿力奔铅多金属矿床地质特征及矿床成因

阿力奔铅多金属矿床为一产于乌拉山群片麻岩之中的石英脉--蚀变岩型矿床,其矿化以铅为主,同时伴生有铜、锌、金和银等。矿化分为两个阶段,即早期的浸染--细脉浸染铜--铅--锌矿化及晚期的方铅矿--闪锌矿--石英脉型矿化。流体包裹体研究表明,早期阶段矿化石英中主要发育气液两相及富气相包裹体,均一温度分别为281. 6 ℃ ～ 357. 6 ℃及343. 5 ℃ ～ 351. 4 ℃,盐度分别为4. 18% ～ 9. 60% NaCl 及1. 05% ～ 1. 90%NaCl; 晚期阶段石英中主要发育气液两相流体包裹体,其均一温度为152. 6 ℃ ～ 335. 8 ℃,盐度为2. 74 % ～ 8. 55%NaCl。综合分析认为,成矿流体早期以岩浆热液为主,晚期有大量大气降水加入,矿床属中温岩浆热液成因类型。     

辽宁省四合屯下白垩统义县组的兽脚类足迹化石和可能的造迹者

记述了辽宁省四合屯下白垩统义县组三个半恐龙足迹,归入似鹬龙足迹（亦译为跷脚龙足迹）一未定种（Grallator isp.）。这是义县组恐龙足迹化石的首次描述。该行迹至少由3个造迹者所造。从足迹推断恐龙体长1.51m,属于义县组兽脚类恐龙较为普遍的体长范围。重建了尾羽鸟(Caudipteryx)和中华龙鸟(Sinosauropteryx)的足部,前者的足迹轮廓与似鹬龙足迹未定种的吻合度超过后者。根据化石记录,似鹬龙足迹类型可能广泛存在于义县组的各种中小型兽脚类（驰龙类与伤齿龙类除外）中。     

滇东北DD1井五峰组—龙马溪组地层界线划分及沉积环境演变

DD1井上奥陶统临湘组泥灰岩之上发育大套粉砂质泥岩,笔石化石缺乏,也未发现观音桥段含赫南特贝灰岩标志层,O-S界线通过生物地层和岩石地层方法难以确定.微量、稀土元素分析表明,粉砂质泥岩中部(1288.3 m)的Th、Sr、Y、Th/U以及Cen、Eun、δCe、δEu曲线均呈现尖锐的异常峰,该处∑REE含量显著高于上下...     

阿拉善地块北缘雅干花岗岩体地球化学、地质年代学及其对区域构造演化制约

位于阿拉善北部中蒙边境地区的雅干花岗岩体以二长花岗岩为主,岩体的锆石离子探针U-Pb年龄为283.2±2.2Ma (n=14,MSWD=0.016).该花岗岩体具有相对较低的SiO2含量(66.96％～70.71％),和较高的A12O3(15.05％～16.05％)和(Na2O+ K2O)含量(7.24％～9.19％),且岩体钠含量稍高(Na2O/K2O＞1).雅干花岗岩体总体上表现为高钾钙碱性及偏铝质-过铝质的特征.岩体稀土元素总合量为101.9×10-6～133.1 ×1O-6,在稀土元素配分模式图中,岩体表现为轻-重稀土元素中等程度-强烈分异,同时具有明显的负Eu异常(δEu =0.59 ～0.77);在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,岩体表现为亏损Nb、Ta、P、Ti,富集Ba、Rb、Cs、Th、K等大离子亲石元素;岩体同位素特征则表现为具有高的(87 Sr/86 Sr)i值(0.707654 ～0.710235)以及负εNd(t)值.根据雅干花岗岩体的形成时代、地球化学特征以及相关的沉积建造特征,可推断该岩体形成于后碰撞环境,表明古亚洲洋在阿拉善地块北缘北部地区的分支于早二叠世(283.2 ±2.2Ma)之前已经闭合.     

中国综合气候变化风险区划

气候变化作用于自然环境与社会经济系统,产生一系列影响。随着未来社会经济发展,气候变化危险性与自然环境和社会经济承险体耦合形成有规律的风险时空格局。将此时空格局系统化表达即是综合气候变化风险区划,是适应气候变化的科学基础之一。本文基于RCP 8.5下的近中期（2021-2050年）气候情景,分析了中国未来气温和降水变化趋势与速率,评价了干旱、高温热浪以及洪涝等极端事件危险性,选取人口、经济、粮食生产和生态系统等承险体风险作为综合风险定量评估的指标。在系统性、主导因素以及空间连续性原则的指导下,提出中国综合气候变化风险区划三级区域系统方案,划分出8个气候变化敏感区、19个极端事件危险区和46个承险体综合风险区。结果发现：2021-2050年RCP 8.5情景下中国的气候变化高风险区主要包括：华北弱暖增雨敏感区,华北平原热浪危险区,人口经济粮食高风险区;华南—西南弱暖增雨敏感区,黔滇山地热浪危险区,生态经济粮食人口高风险区;华南沿海涝热危险区,生态粮食经济人口高风险区。中国综合气候变化风险区划涵盖了气候变化情景、极端事件发生、社会经济与生态系统的可能损失信息,可以为国家或地方应对气候变化及气候变化风险管理提供科技支撑。     

地理科学与资源研究所80年回顾及展望

2020年中国科学院地理科学与资源研究所建所80周年。回眸80年,从1940年重庆北碚成立的中国地理研究所,到1953年重新组建的中国科学院地理研究所和1956年成立的中国科学院自然资源综合考察委员会,再到1999年地理研究所和自然资源综合考察委员会整合形成现在的地理科学与资源研究所,几经变迁,历经三代人努力,研究所始终如一,求真务实,开拓进取,推动着地理科学与资源科学的创新发展,为国家建设发展和生态文明进步做出了重要贡献。适逢建所80周年,本文回顾地理资源所发展历程,总结取得的重要科研成果,并展望未来发展。