基于数字散斑相关方法的虚拟引伸计及其在岩石裂纹动态观测中的应用

基于数字散斑相关方法（DSCM）发展了一种虚拟引伸计测量方法。该方法通过DSCM测量的应变场识别和定位裂纹,然后“事后”在裂纹处虚拟地安装引伸计,再通过DSCM测量的位移场计算裂纹的张开量和错动量。给出了虚拟引伸计的原理和实现方法,并用实验验证了虚拟引伸计的可靠性,同时分析并标定出虚拟引伸计在实测中可达到0.1像素的分辨率。将虚拟引伸计应用于含未穿透预制裂纹（三维裂纹）的花岗岩试件的破坏实验中,根据虚拟引伸计测得的裂纹张开、错动情况,对试件破坏过程中不同裂纹的出现顺序以及裂纹类型进行了判断,同时对试件破坏的机制进行了简单分析。     

某上游法尾矿坝抗滑稳定性浅析

通过某上游法尾矿坝抗滑稳定性分析,对比分析了坝体加高、浸润线条件、排渗系统运行状况和透镜体简化对尾矿坝抗滑稳定性的影响。结果表明该尾矿坝抗滑稳定性随坝体加高而降低;排渗系统运行状况对尾矿坝抗滑稳定性的影响超过坝体加高对尾矿坝抗滑稳定性的影响;根据一定简化原则减少透镜体,从而简化剖面形状和计算复杂程度,是一种能反映工程实际但比较保守的分析方法。拟静力法并非适合于所有的尾矿堆积坝抗震稳定性分析,即便采用其所得结果也可能会出现较大偏差。     

五大连池第四纪火山岩层序划分及其构造与生态意义

大量前人成果和1:5万区调钻孔资料证实,五大连池第四纪火山地层属于水平岩层.因此,该地区第四纪火山地层的划分,是在地表岩石层序与钻孔岩石层序充分划分与对比的基础上进行的.从沉积角度看,五大连池火山地层属于松嫩盆地连续沉积过程中的第四纪短暂幕式火山喷发所形成的水平岩层.本文结合K-Ar同位素测年新资料,将该区第四纪岩石地层重新划分为11个组级地层单位.其中的火山岩石地层可以自下而上划分为:下更新统焦得布玄武岩(1.214—1.113 Ma);中更新统尾山玄武岩(0.62—0.285 Ma);中更新统笔架山玄武岩(0.24—0.132 Ma)和全新统老黑山玄武岩(距今290～288 a),对夹于其间的正常沉积地层也进行了相应的划分.对层状火山岩层序的层位划分和空间分布研究对于理解五大连池火山群的构造背景和生态环境具有特别重要的意义,五大连池火山群处于中国大陆内部的大同—大兴安岭火山岩带的最北东端,是地幔流体向北东方向流动的最前缘;这类富钾的碱性玄武岩的火山喷发活动对东北富饶的黑土地的形成具有重要贡献,火山岩在嫩江平原上塑造的台地和火山锥地形地貌对生态多样性和优质地下水的生态要素具有重要影响.     

全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究

暖水珊瑚礁生态系统是热带海域最具生物多样性和代表性的生态系统之一。本研究分析了全球变化背景下暖水珊瑚礁生态系统的变化和风险,开展了受损暖水珊瑚礁生态系统退化和消失的致灾因子归因分析,综述了暖水珊瑚礁生态系统的适应性与修复技术研究。分析表明:①过去几十年来,暖水珊瑚礁生态系统快速退化,包括大面积白化和死亡、多样性明显减少和生态功能显著衰退,主要归因于海洋升温与人类活动等致灾因子的影响;②在温室气体高排放浓度情景下(RCP 8.5),相比工业革命前,到本世纪中叶,南海升温将可能远超过2℃,这表明南海暖水珊瑚礁生态系统正在逼近其气候临界点,即全球升温高于2℃时,90%~99%以上的暖水珊瑚将消失;③1980年代以来,海洋升温、海洋热浪和强热带气旋等海洋气候变化致灾因子对南海暖水珊瑚的危害性(影响的强度、范围和时间)明显增加,对暖水珊瑚礁生态系统产生了严重的影响;与此同时,近岸海域的过度或破坏性捕捞、采挖和潜水等人类活动,对暖水珊瑚造成了严重损害,增加了暖水珊瑚的气候脆弱性,而这种人类活动既是局部的,也是全球性的现象,使得暖水珊瑚更难以适应全球变暖的影响。分析还表明,为了增强暖水珊瑚适应气候与环境变化的恢复力(韧性),人们开展了诸多受损珊瑚礁生态系统的适应性与修复研究,但主要是采用无性繁殖或结合人工基质的修复方式,而应用有性繁殖技术恢复受损珊瑚礁的方式仍较少;最近,暖水珊瑚耐热的基因适应性研究取得了重要进展,为暖水珊瑚适应全球变暖提供了一种新的途径。本研究最后探讨了中国受损珊瑚礁生态系统的修复问题与对策。     

黔东北地区MVT型铅锌矿床闪锌矿Rb-Sr定年及其地质意义

贵州东北部是中国著名的MVT型铅锌成矿带,长期以来,由于缺少精确成矿同位素年代学数据,对该区矿床成矿类型及其成矿作用的争议较大。文章对铜仁市下寒武统清虚洞组中的卜口场铅锌矿床和中寒武统敖溪组中的大硐喇汞锌矿床进行了同位素年代学研究,获得了闪锌矿的Rb-Sr等时线年龄,分别为(349.6±9.1)Ma(MSWD=0.51,n=5)和(349.2±5.2)Ma(MSWD=0.031,n=4),两个矿床闪锌矿的共同Rb-Sr等时线年龄为(348.6±1.9)Ma(MSWD=0.46,n=9),初始值(87 Sr/86 Sr)i为0.7095。Rb-Sr同位素测年结果表明,黔东北地区不同碳酸盐地层中铅锌、汞矿床的成矿时代是一致的,均为后生矿床类型,其成矿物质可能主要来源于包括震旦系碳酸盐岩在内的下伏地层。区内铅锌、汞矿床在加里东运动后期至华力西运动早期,华夏板块与扬子板块后碰撞过程中,可能与保铜玉深大断裂(中元古代末期上扬子古陆与江南古陆结合带,即最重要的控矿因素)的继续活化、扭动、撕裂紧密相关。     

川藏铁路交通廊道地质调查工程主要进展与成果

川藏铁路是我国正在规划建设的重点工程,由于其位于地形地貌和地质构造都极为复杂的青藏高原东部,在铁路规划建设中面临一系列迫切需要解决的关键地质问题: 区域性活动断裂与断错影响、地质灾害、高地应力及其引起的岩爆和大变形、高温热害、断裂带高压水与涌水突泥、高陡边坡稳定性等。为满足技术支撑川藏铁路规划建设、精准服务国家重大战略实施的需要,中国地质调查局部署了“川藏铁路交通廊道地质调查工程”,聚焦制约川藏铁路规划建设的关键问题,充分发挥地质调查工作对国家重大工程规划建设的支撑作用。2019年主要完成铁路沿线1:5万区域地质调查1 350 km²、1:5万地质灾害调查5 000 km²,建设6口大地热流地质参数井、8个地温监测站,完成地应力测量20孔,编制完成11份地质调查专报,提出的大渡河大桥段、理塘车站段、毛垭坝盆地段等线路优化建议/防灾建议被采纳; 首次将1:5 000大比例尺航空物探技术引入复杂山地铁路工程勘察,创新形成千米级超长水平钻孔定向取心钻进技术,实现500 m深的水平孔地应力测量突破等。该工程通过2019年调查研究,全力提升了铁路沿线地质调查程度与精度,并创新了复杂艰险山区重大工程地质问题与探测技术、地质灾害风险防控理论与减灾关键技术,有效支撑服务了川藏铁路规划建设。     

分隔板对Spar平台涡激运动响应影响的分析研究

当流体流经单柱式结构物时,由于流体黏性和逆压梯度的存在,会产生非定常的升力、阻力和涡旋脱落,即涡激运动现象,对一座Truss Spar平台的硬舱部分附加长度为1.0D(D为硬舱直径)的刚性来流侧分隔板,基于开源平台OpenFOAM,采用基于剪切应力运输的延迟分离涡模拟(SST-DDES)方法,在不可压缩黏性流场中,对其进行三维数值模拟,以研究在不同流速下,来流侧分隔板对Spar平台涡激运动特性和运动响应的影响。结果表明：在较高流速下,横荡周期减小22.21%,横荡最大幅值减小81.3%。说明在较高流速下,附加分隔板有助于减少Spar平台的运动响应幅值。     

新疆东昆仑西段库拉甫河岩组火山岩地球化学特征及锆石U-Pb年龄

对东昆仑西段库拉甫河岩组火山岩地球化学进行研究,结果显示,主量元素MgO、FeO含量较高,TiO_2和K_2O含量分别为1.12%、0.63%,与岛弧拉斑玄武岩(0.84%、0.43%)接近;微量元素具有Sr富集,高场强元素Nb、Ta略亏损,P无明显分馏或未分馏的特征,稀土元素球粒陨石标准化配分曲线显示良好的同源性(配分曲线变化规律近似一致),且与富集型洋脊玄武岩配分趋势一致。结合构造环境判别,认为其形成于岛弧环境,具有岛弧拉斑玄武岩的特征,来源于与岛弧相关的富集地幔。利用锆石U-Pb测年获得2组年龄,其中一组年龄为688.7±5.1Ma,代表捕获晶年龄,另一组年龄483.4±3.3Ma为结晶年龄,代表玄武岩的形成年龄,属于早奥陶世。结合其构造环境、岩石地球化学特征和年龄数据,认为其是原特提斯洋俯冲消减环境下的产物,且原特提斯洋俯冲至少持续到早奥陶世。     

京津冀平原区土壤环境质量和土地资源分布特征

以京津冀平原区多目标区域地球化学调查数据为基础,研究土壤中As、Pb、Cd、Hg、Cu、Cr、Zn和Ni等8个重金属元素的含量特征,对土壤环境质量进行综合评价。评价结果表明京津冀平原区土壤环境质量整体优良,部分地区土壤为轻度、中度和重度污染,主要分布在北京中心城区、天津城区和蓟县、河北省石家庄市、保定市、唐山市和秦皇岛市等地区,该成果为京津冀协同发展生态优先保护方面提供了土壤环境质量状况依据,对重度污染土地要进行严格管控,做到京津冀协同治污。结合土壤中硒和钾的含量特征,以硒含量大于0.3mg/kg和全钾含量大于2.5%圈定了富硒和富钾土地资源区,主要分布在京津冀平原东北和冀西南地区,该成果可为京津冀现代农业协同发展提供依据。     

雄安新区顶面埋深在3500m以浅的中元古界热储可采地热资源量和开发参数评估

为了科学合理开发利用雄安新区顶面埋深在3500m以浅的中元古界地热能,从地热资源量回收率、布井规模、单井产量、国家水热下降许可指标、开采回注井距、回注量、开采时间等开发参数进行试算和分析,评估了雄安新区地热流体可开采量,试算结果表明雄安新区地热资源量回收率和布井规模有限制,目前雾迷山组主流单井产量110m~3/h、回注量165m~3/h、井距500m合理,可以满足100年的地热田开发寿命且符合国家水热下降许可指标。地热单元的理论热能最大回收率值与单层热储岩石孔隙度、密度、比热和地热水的密度、比热等物性有关,与热储面积、厚度无关,实际最大回收率约为理论最大回收率的一半,它与生产井布井规模、单井生产量、生产开发时间、尾水温度等开发参数直接相关。推出的回注井距、回注量、开采时间简化计算公式方便实用;在热突破距离、时间、回注量评估中,不论哪种岩性,有效热储层厚度是非常重要的因素,其次是回注量和回注时间,热储孔隙度及渗透性的影响远不及有效热储层厚度的影响。雄安新区的可采地热水资源乐观估算可采地热水量占总储存水量的50%,为163.79×10~8 m~3、可采地热水所含热量37.76×10~8 GJ、折合标煤2.579×10~8 t,以每平方米每年耗能0.32 GJ计,年均可满足1.137亿平方米建筑物供暖;保守估算是乐观估算结果的30%;最佳估算是乐观估算结果的50%,年均可采地热水可满足5685万平方米建筑物供暖;雄安新区成为是地热能源应用的典型示范区。