细粒含量对冰碛土抗剪强度影响的实验研究

为研究细粒组颗粒在浸水/降雨条件下产生迁移对冰碛土抗剪强度的影响,从西藏林芝市帕隆藏布嘎隆寺沟流域内采取冰碛土样品,进行7种不同细粒（粒径小于2 mm）含量情况下的冰碛土比重和相对密度的测试,开展了不同围压下的大型饱和固结不排水三轴（CU）实验。结果表明：（1）细粒含量对干密度的影响较小,不同细粒含量的冰碛土孔隙比大致相同,细颗粒对孔隙具有改造作用,不同细粒含量会引起孔隙结构的差异,从而导致冰碛土的结构差异,最终导致抗剪强度的不同;（2）细颗粒迁移导致冰碛堤坡脚和内部一定深度细粒含量较高,达到一定的量值时,抗剪强度明显降低,冰碛堤容易发生剪切破坏;（3）细粒含量对抗剪强度参数的变化具有重要影响,从中还可以反映出冰碛土结构控制的变化：粗颗粒控制→粗细颗粒共同控制→细颗粒控制。研究结果对于评价冰碛堤的稳定性具有重要意义。     

西藏革吉地区沙木罗组碎屑锆石年代学研究:物源及其对班公湖-怒江特提斯洋西段闭合时限的制约

班公湖-怒江特提斯洋盆的闭合时限对理解班公湖-怒江结合带的构造演化意义重大。本文采用碎屑锆石年代学的方法,分析了班公湖-怒江结合带西段革吉地区沙木罗组下段与沙木罗组上段的物源特征及差异,为班公湖-怒江特提斯洋盆西段的闭合时间提供了新的证据。研究结果表明沙木罗组下段碎屑锆石年龄分布于2586±26Ma～130±1. 5Ma之间,显示出1个主峰年龄约165Ma,1个次峰年龄约240Ma。碎屑锆石年龄分6个组别,集中在2600～2400Ma、2000～1900Ma、1000～840Ma、500～400Ma、340～200Ma和200～130Ma,分别与新太古代克拉通汇聚事件、哥伦比亚超大陆相关的构造热事件、新元古代构造热事件、冈瓦纳大陆边缘安第斯型造山作用的岩浆活动事件、龙木错-双湖结合带岩浆活动事件和班公湖-怒江特提斯洋盆俯冲消减的岩浆活动事件一一对应。沙木罗组上段碎屑锆石年龄分布于2558±22Ma～101±1. 0Ma之间,显示出1个主峰年龄约107Ma,2个次峰年龄分别约226Ma、150Ma。碎屑锆石年龄集中分布于1个年龄组为122～101Ma,记录了班公湖-怒江特提斯洋盆俯冲消减的岩浆活动。通过与潜在源区的年龄谱峰进行对比,沙木罗组下段物源区与南羌塘地块有良好的亲缘性,表明其沉积物物源主要为南羌塘地块,其中南羌塘岩浆弧可能为其主要贡献者。沙木罗组上段物源区与南羌塘地块和北拉萨地块均具有良好的亲缘性,其沉积物物源具有双源性,分别来源于南羌塘岩浆弧和北拉萨岩浆弧。沙木罗组下段和上段沉积物物源的差异性暗示它们形成的沉积环境和物源区不同。对比分析沙木罗组下段和上段岩石学、碎屑锆石形态学等特征,也揭示了类似的差异性。结合其他相关地质资料,认为班公湖-怒江特提斯洋盆在革吉地区的主体闭合时间约115～110Ma,其代表性岩浆事件为南羌塘地块和北拉萨地块的早白垩世岩浆弧,沙木罗组为班公湖-怒江特提斯洋盆由俯冲消减到闭合过程中的沉积产物。     

云南腾冲全新世火山岩岩浆演化和岩石成因

腾冲火山岩区是我国全新世以来记载火山喷发的少数地区之一,该地区岩浆作用的性质与成因是揭示青藏高原东缘的现今侧向生长过程与深部作用的重要依据。本文对腾冲火山岩区的马鞍山、黑空山、打鹰山全新世火山岩开展了矿物化学和岩石地球化学研究,以期揭示岩石成因和深部动力学过程。腾冲全新世火山岩主体岩性为高钾钙碱性系列的玄武粗安岩和粗安岩。岩石的Ca O、Fe_2O_3~T、Ti O_2与Si O_2负相关,而K_2O与Si O_2正相关,表明岩浆演化过程中可能存在橄榄石、辉石和斜长石的分离结晶作用。岩石中存在酸性斜长石(更长石,An=28)大颗粒捕掳晶,其边部发育了基性斜长石(拉长石,An=65)增生边;在大颗粒石英捕掳晶的边部发育了辉石的反应边,这些结构表明在岩浆上升到地壳浅部时,曾受到了花岗岩围岩的混染,但岩石的Th/Nb值均小于1.16,表明地壳混染总体不显著。腾冲全新世火山岩大离子亲石元素富集、高场强元素相对亏损,高Th/U、低Ba/La,富集Sr-Nd同位素,其岩浆源区应为经历过洋壳沉积物交代后的富集地幔。腾冲火山岩属于大陆板内环境,是印度与亚洲大陆碰撞后岩浆作用的产物。火山岩是沿着腾冲盆地南北向展布,且熔岩分布面积有限。由于高原侧向生长过程中的区域性走滑断裂会引起局部的伸展,腾冲火山岩产出可能与富集岩石圈地幔的减压熔融有关。     

云南哀牢山-红河断裂带南段新生代富碱斑岩岩石成因和地质意义

在青藏高原东南缘和扬子克拉通西缘,哀牢山-红河断裂带南段,产出了一些新生代富碱斑岩,本文选择绿春-金平一带的三类斑岩进行了年代学、地球化学和岩石成因研究,试图为研究区的壳幔相互作用和哀牢山-红河断裂带的关联提供新证据。研究区出露的三类富碱斑岩及其锆石U-Pb年龄分别是花岗斑岩(34.36±0.39Ma)、石英二长斑岩(35.48±0.39Ma)和正长斑岩(35.36±0.43Ma)。三类岩石的锆石ε_(Hf)(t)值分别是-6.4～+2.6、-1.5～+3.6和-3.1～+1.0。三类岩石具有相似的微量元素、稀土元素和同位素特征,具有富集大离子亲石元素、轻重稀土分馏强烈、亏损Nb、Ta和Ti等高场强元素的特征,具有弱的Eu负异常,~(87)Sr/~(86)Sr值为0.7067～0.7078,ε_(Nd)(t)为-3.8～-3.7。花岗斑岩和石英二长斑岩都来源于加厚的铁镁质下地壳,但正长斑岩来源于交代富集的岩石圈地幔,源区的富集可能是新元古代和晚古生代大洋俯冲交代导致的,印度与欧亚大陆的持续汇聚导致哀牢山-红河断裂带下部地壳和岩石圈地幔的增厚,在35Ma左右三江地区应力转变引起了岩石圈地幔的拆沉,使得软流圈上涌引起下地壳和岩石圈地幔的部分熔融,然后岩浆沿着地壳裂隙上涌和侵位,形成不同类型的富碱斑岩。     

北京西郊玉泉山地区岩溶水强径流路径地球物理分析

为研究北京西郊玉泉山地区岩溶水径流路径,需查明区内地层结构和断裂构造发育情况,故在玉泉山周边地区开展了综合地球物理勘查工作。完成1∶25000面积性重力测量3670点,在重力数据解释推断成果基础上,有针对性地布设可控源音频大地电磁测深(CSAMT)剖面测量5.1 km及微动测深点4个。综合研究了基岩起伏形态和构造展布特征,新解释推断了10条可能存在的断裂构造。结合区域水文地质资料,对主要断裂的水文地质意义进行了分析,形成了玉泉山地区岩溶水强径流路径新的认识,部分成果与最新的同位素水化学研究成果一致。本研究为玉泉山泉恢复确定合理的回灌方案提供了地球物理依据。     

基于黄河冲洪积地层试桩试验优化 桩基承载力设计的研究

以山东东营某工程为例,基于黄河冲洪积地层试桩试验成果,对试桩试验、试桩单桩极限承载力实测值与预估值相差较大（6.36%～20.19%）的原因进行分析。建立在相同桩顶标高（-5.7 m）条件下单桩极限承载力实测平均值与桩底标高（可以换算成桩长）的关系曲线,对工程桩桩基承载力设计方法进行优化。根据桩基检测结果,优化后的工程桩在相同桩长、桩径条件下单桩极限承载力实测值与预估值承载力相比提高约10%,达到发掘地质条件的潜力、减少桩数、节省工程造价的目的。相关试验方法、优化桩基承载力设计的方法可为类似地质条件的工程设计及建立区域桩基承载力数据库提供借鉴。     

白云凹陷第三系储层中铁白云石的成因机理及与CO2活动的关系

白云凹陷第三系储层中发育大量的铁白云石,受研究区热流背景的影响,铁白云石主要见于高地温梯度地区埋深1000～3000m、地层温度60～130℃的浅—中部地层中及CO_2热流体活动区域。铁白云石的δ~(13)C值(-2.83‰～-1.83‰)具有无机成因的特征,与研究区气藏中幔源岩浆成因CO_2的δ~(13)C值较为一致,铁白云石的δ~(18)O值(-9.45‰～-5.37‰)和~(87)Sr/~(86)Sr值(0.7101～0.7161)也反映了其沉淀受到深部热流体活动的影响。以两口典型CO_2气井为例,储层中流体包裹体均一温度及蒙脱石向伊利石的演化特征证明储层经历了热流体侵入;CO_2热流体活动区域不仅是铁白云石集中分布地带,并出现片钠铝石+铁白云石+菱铁矿等示踪CO_2运移、聚集的自生矿物组合。地层中铁白云石、高岭石含量与气藏中CO_2的含量呈正相关关系,绿泥石含量与CO_2、铁白云石含量呈反消长关系。高地温梯度地区丰富的CO_2热流体活动是该地区储层中铁白云石沉淀与含量高的重要原因,无机岩浆成因CO_2是铁白云石沉淀的主要碳源,CO_2热流体充注造成绿泥石等黏土矿物异常转化,为铁白云石沉淀提供了所需的Fe~(2+)、Mg~(2+)离子。     

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。     

珠江三角洲崖门镇地区水稻田土壤-植物系统中硒元素分布特征及迁移规律研究

硒在自然环境中的分布及迁移规律一直是研究热点。多目标区域地球化学调查成果表明,珠三角地区土壤硒含量较为丰富,适宜富硒特色农产品种植,但土壤-植物系统中硒的迁移转化规律尚不清楚。本文以典型富硒区—江门市崖门镇为例,系统采集了岩石、风化土、稻田土壤、浅层地下水、灌溉水及水稻样品,应用原子荧光光谱法进行硒含量测试,探讨土壤-植物系统中硒元素分布特征及迁移规律。结果表明:崖门镇花岗岩、花岗岩风化土、稻田表层土壤、剖面土壤、浅层地下水、灌溉水、大米硒含量平均值分别为0.0208mg/kg、0.2325mg/kg、0.5060mg/kg、0.83mg/kg、0.0003mg/L、0.0004mg/L、0.058mg/kg,表层土壤硒含量与珠江三角洲土壤地球化学背景值(0.51mg/kg)相当,大米硒含量达到富硒稻谷标准。土壤-植物系统中硒元素迁移规律为:土壤剖面硒元素向下部迁移,沿径流方向硒向下游迁移。土壤硒较易向水稻根部迁移,较难从根部向水稻地上部分迁移。本研究获得的土壤-植物系统硒元素分布与迁移规律可为该地区富硒资源开发利用提供科学依据。     

内蒙古中部苏尼特左旗地区阿巴嘎组火山岩地球化学特征及成因

内蒙古中部苏尼特左旗地区阿巴嘎组火山岩主要由安山岩组成。岩石富碱、高钾和铝、低镁。富集大离子亲石元素(LILEs)Rb、Ba、U、K和轻稀土元素(LREE),相对亏损高场强元素(HFSEs),具明显的Nb、Ta和Ti负异常和Pb正异常。稀土元素总量较高,轻、重稀土元素分馏强烈且属轻稀土元素富集型,具弱负Eu异常。主量、微量元素地球化学特征表明,阿巴嘎组安山岩为钾质火山岩,岩浆上升演化过程中经历了斜长石和铁镁矿物的分离结晶作用,无地壳物质的混染。阿巴嘎组钾质火山岩的形成与新生代太平洋板片俯冲密切相关,其岩浆来源于滞留的俯冲太平洋板片释放流体交代的富集陆下岩石圈地幔,是在板内伸展体制下含金云母石榴子石二辉橄榄岩低程度部分熔融的产物。这种板内伸展体制可能是新生代滞留于地幔过渡带中的太平洋板片俯冲后撤引起的。