日本彩虹石榴石的矿物学特征研究

利用带能谱仪的扫描电镜、电子探针、傅立叶红外光谱仪和激光拉曼光谱仪对日本奈良县吉野郡天川村彩虹石榴石样品进行了矿物结构、化学组成及光谱学特征的研究,分析彩虹效应成因,推测其形成环境。背散射图像可见深浅不一的条带交互排列,能谱半定量分析显示,浅灰色条带元素组成与较纯的钙铁榴石一致,深灰色条带元素组成为含Al的钙铁榴石,两者互层形成薄层结构,这种特殊结构使光发生干涉和衍射作用从而产生彩虹效应。电子探针测试确定日本彩虹石榴石主体成分接近纯钙铁榴石。在彩虹色矿物表面(简称彩虹面),垂直的薄层结构构成衍射光栅,使入射光产生光栅衍射,而平行彩虹面生长的薄层使入射光发生干涉作用,两种作用产生的光波结合形成彩虹色。日本彩虹石榴石的反射红外光谱中可见[Si O4]峰位以及受少量Al—O结构影响的Fe—O结构峰位,其红外光谱特征与含有少量Al的钙铁榴石结构对应。激光拉曼光谱测试发现Al含量高的部分较Al含量低(或无)的部分峰位向高频方向移动2 cm-1,整体谱学特征与钙铁榴石特征一致。日本彩虹石榴石具有钙铁榴石和铝含量较高的钙铁榴石交互排列的结构,据此推测其在富Fe贫Al的环境中形成。     

相山铀矿田黄铁矿微量元素、硫同位素特征及其地质意义

相山铀矿田位于江西省境内的相山火山盆地中,是中国目前最大的火山岩型铀矿田。文章利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀多接收电感耦合等离子质谱仪(LA-MC-ICP-MS)技术对矿田内几个典型铀矿床(居隆庵、河元背和沙洲矿床)中矿前期热液蚀变阶段形成的黄铁矿分别进行了微量元素及S同位素组成特征研究。研究结果表明,矿田内铀矿床中黄铁矿的Co/Ni比值主要介于2.00～6.00,支持其为热液成因。黄铁矿的δ34S值总体变化于+0.1‰～+16.2‰,但西部与北部铀矿床之间黄铁矿δ34S值存在显著差异:西部铀矿床(居隆庵、河元背)中黄铁矿δ34S值为+0.1‰～+8.4‰,介于矿田内新元古代基底变质沉积岩δ34S值(+7.9‰～+9.4‰)与壳源岩浆δ34S值(-5.0‰～+5.0‰)之间,暗示S可能来自基底变质沉积岩硫与围岩(流纹英安岩和碎斑熔岩)中硫化物的硫的混合;北部沙洲铀矿床中黄铁矿的δ34S值为+7.5‰～+16.2‰,与蒸发硫酸盐δ34S值相接近,表明硫的来源可能主要与矿田西北侧红盆内硫酸盐的热化学还原(TSR)相关,围岩(花岗斑岩)中的Fe2+在还原过程中发挥了重要作用。同时,热化学还原产生的H2S与围岩中的Fe2+进一步结合形成黄铁矿。铀成矿期含铀热液中的六价U(Ⅵ)与铀成矿前期形成的上述黄铁矿发生氧化还原反应,导致铀沉淀成矿。     

考虑吸力效应的非饱和黏土回弹模量预估模型

回弹模量是反映路基弹性支撑能力的重要指标,并受运营期间基质吸力变化的显著影响。通过3种压实黏土试样的土-水特征曲线试验和重复动三轴试验,研究了回弹模量与基质吸力的相关性,并基于非饱和土有效应力原理,提出了考虑吸力效应的回弹模量预估模型。结果表明：基质吸力与回弹模量之间具有较强的非线性相关性,可采用指数形式进行两者的拟合;含水率由最佳含水率-4%提升至最佳含水率+4%时,受基质吸力减小的影响,回弹模量降幅达到29.1%～39.0%;在 土-水特征曲线过渡区,采用以饱和度表征的有效应力参数,可较好地反映基质吸力对于回弹模量的贡献,预估效果优于采用残余含水率或进气值相关的有效应力参数;在相同饱和度的情况下,黏粒含量越多、塑性指数越高,基质吸力对有效应力的贡献比例越小。     

中部地壳剪切带花岗质岩石变形及其对于构造-岩浆关系的约束:以滇西点苍山为例

哀牢山-红河剪切带剪切时间的厘定至今存在较多的争议,争议的本质更确切地说是对于剪切带内及其附近剪切作用与岩浆作用认识的差异。点苍山杂岩是位于哀牢山-红河剪切带北端的一个杂岩体,由西部的深变质岩、东部的叠加退变质带和不同时代的花岗质岩石组成。为了正确厘定剪切前、剪切期(包括剪切前期和剪切后期)、剪切后花岗质岩脉,剪切作用过程中构造变形与岩浆作用之间的关系,同时对哀牢山-红河剪切带剪切时间进行新的约束,本文围绕点苍山杂岩开展详细的宏观构造解析、显微构造观察和组构分析,以查明岩体(脉)岩浆流动构造和晶质塑性变形构造,同时对同剪切岩脉开展锆石U-Pb学分析。结果显示,剪切不同阶段就位的花岗质岩石具有不同的宏观构造、显微构造与组构特征。现今所见岩石变形构造、显微构造和组构特点一方面取决于递进剪切变形作用过程中的时间早晚,另一方面还与它们在递进剪切变形作用过程中的构造位置有密切联系。获得两组同剪切年龄为28.54±0.15Ma和27.31±0.23Ma,其中前者为剪切早期阶段同就位的花岗岩脉,后者为剪切稍晚阶段同就位的花岗岩。研究揭示出就位较晚的岩脉(即后者)因其位于递进剪切变形的高应变带而具有较为复杂的变形构造、显微构造和组构型式,就位较早的岩脉(前者)因在递进剪切变形作用过程中位于低应变带而具有简单的变形构造、显微构造和组构型式,并仍然保留有岩浆结晶组构特点。哀牢山-红河剪切带在28.54~27.31Ma间持续发生着从早期阶段较高温(~700℃),向中期阶段中高温(550~600℃)和晚期阶段低温(低于400℃)环境的递进剪切变形作用。     

浅谈保护区与典型生态系统海岛监视监测工作——以湄洲岛、漳浦红屿、东门屿为例

文章根据2016年湄洲岛、漳浦红屿和东门屿人为活动监视、植被监测、海水监测和潮滩沉积物监测结果进行分析,其中东门屿植被面积覆盖率最高,湄洲岛次之,漳浦红屿较低;除无机氮和活性磷酸盐外,其余各监测要素均符合第一类海水水质标准;3个海岛潮滩沉积物质量状况良好。对海岛监视监测工作中可能存在的不足,提出逐步壮大和固化调查监测队伍;适当增加监测站位及监测要素;明确监测资金渠道,保证资金投入,更新技术装备,加强海岛调查与监测技术研究水平;完善海岛调查与监测技术规范和标准,建立海岛调查、管理、监测相衔接的监督机制等意见建议,以期完善现有的海岛监视监测体系,为海岛环境、海岛资源保护工作提供有力的数据支持,亦为决策的制定提供更为详实全面的资料。     

Heat tracing to determine spatial patterns of hyporheic exchange across a river transect

Significant spatial variability of water fluxes may exist at the water-sediment interface in river channels and has great influence on a variety of water issues. Understanding the complicated flow systems controlling the flux exchanges along an entire river is often limited due to averaging of parameters or the small number of discrete point measurements usually used. This study investigated the spatial pattern of the hyporheic flux exchange across a river transect in China, using the heat tracing approach. This was done with measurements of temperature at high spatial resolution during a 64-h monitoring period and using the data to identify the spatial pattern of the hyporheic exchange flux with the aid of a one-dimensional conduction-advection-dispersion model (VFLUX). The threshold of neutral exchange was considered as 126 L m^?2 d^?1 in this study and the heat tracing results showed that the change patterns of vertical hyporheic flux varied with buried depth along the river transect; however, the hyporheic flux was not simply controlled by the streambed hydraulic conductivity and water depth in the river transect. Also, lateral flow dominated the hyporheic process within the shallow high-permeability streambed, while the vertical flow was dominant in the deep low-permeability streambed. The spatial pattern of hyporheic exchange across the river transect was naturally controlled by the heterogeneity of the streambed and the bedform of the stream cross-section. Consequently, a two-dimensional conceptual illustration of the hyporheic process across the river transect is proposed, which could be applicable to river transects of similar conditions.     

承台型式对可液化场地桥梁桩-柱墩地震响应影响振动台试验

基于相同土层结构地基条件下,分别采用低承台群桩-独柱墩与高承台群桩-独柱墩结构,完成了两次可液化场地群桩-土-桥梁结构地震反应振动台试验,据此研究了承台型式对桥梁桩-柱墩地震反应的影响。研究表明,与高承台桩相比,可液化场地中低承台桩的抗震性能更优;地震中砂层尚未液化或液化不充分时,低承台更多表现出减弱桩尤其桩上段的加速度反应的作用,相反高承台更多起到放大桩的加速度作用,而高承台桩与低承台桩的峰值应变自下而上更多表现出逐渐增大趋势;即使砂层完全液化时,低承台桩的峰值应变自下而上仍以渐增为主;与低承台桩相比,高承台桩更有助于放大墩顶加速度、位移反应,对结构体系整体稳定性产生了不良影响;虽然低承台桩未出现严重破坏,但砂层中部桩的应变却很大,液化砂土-桩运动相互作用对桩的抗震性能影响不容忽视。     

The lining responses for shallow mountain tunnels subjected to frost heaving

Mountain tunnels in cold regions are vulnerable to adverse effects of freezing action.Thus,it is necessary to identify the lining responses of shallow mountain ...     

单环入渗试验与数值反演法结合推求土壤水力参数

单环入渗试验广泛应用于野外测定土壤水力参数。文章在三维非饱和带水分模拟程序VSF基础上,加入了单环入渗水流计算模块,并将改进的VSF与参数优化程序LEVMAR相耦合,构建了适用于单环入渗试验的土壤水力特征参数反演程序VSF-LEVMAR。利用大型室内土槽单环定水头入渗及变水头入渗试验资料,反求水平及垂向饱和入渗系数等土壤水力参数。应用结果表明:该方法既可以利用单环定水头入渗试验单独推求吸湿过程中的土壤水力参数,也可以结合单环定水头入渗与变水头入渗试验同时推求吸湿及脱湿过程中的土壤水力参数。     

双孔盾构隧道近接施工离心模型试验研究

通过室内离心模型试验模拟双孔盾构隧道近接施工,研究了衬砌结构横向内力的量值、分布规律以及随盾构推进距离和两隧道相对位置的变化规律。结果表明,衬砌结构拱顶和拱底内侧受拉,左右拱腰外侧受拉,拱底出现最大弯矩;整个结构均受压,拱顶和拱底处轴力较小,左右拱腰轴力较大;既有隧道施工完成后,结构内力基本呈对称分布,且随着新建隧道的施工,两隧道结构内力将随其相对位置的变化而变化;新建隧道施工对既有隧道结构内力影响明显,设计施工时应采取相应的加强措施。