基于改进Green-Ampt模型的滑坡稳定时变可靠度分析

降雨入渗滑坡稳定可靠度分析往往仅考虑了土体参数的空间变异性,而忽略土体初始含水率非均匀性空间分布的影响。基于此,推导了不同降雨工况条件下初始含水率任一分布的Green-Ampt入渗模型,利用变步长复化Simpson法求解初始含水率不同空间分布条件下湿润锋深度与降雨历时的函数关系。结合多维正态累计分布函数Mvncdf,计算整个降雨评估基准期滑坡稳定的时变可靠度,并利用某一滑坡实例进行对比验证。计算结果表明,初始含水率空间分布的不同对降雨条件下滑坡稳定时变可靠度的影响十分明显,且相较于初始含水率为均匀和梯形分布;相同降雨条件下,指数分布时滑坡稳定时变可靠度的下降幅度最小。该改进模型适用于土体初始含水率的任意分布,有利于Green-Ampt模型在滑坡稳定性评价的普适性推广应用。     

复杂深海工程地质原位长期监测系统研发与应用

海底滑坡、浊流等深海底地质灾害严重威胁海洋工程安全,是国家深海开发亟待解决的风险问题。为避免深海海底地质灾害对海底工程造成危害,解决深海海底地质灾害监测预警的难题,我们研发了一套复杂深海工程地质原位长期监测系统。该系统通过声学、电阻率、超孔隙水压力等方法监测深海海底沉积物的物理力学性质变化,实现了对深海海底地质灾害的监测和预警。该系统主要包括海床基搭载平台、监测系统、通信控制系统、供电系统等。其中监测系统主要通过原位长期监测海底沉积物的电阻率、声学、超孔隙水压力等的变化来获取海底沉积物的物理力学性质变化;通信控制系统可以实现海底到海面,再到陆地的双向通信和数据传输。其中供电系统通过独特设计的海水电池工艺,可以满足该系统在海底长期工作一年的电量需求。复杂深海工程地质原位长期监测系统已完成了近海测试,并搭载“海洋地质六号”“东方红三号” “张謇号”等科考船在南海进行了多次远海海试,获取了丰富的实测数据。电阻率监测系统采用温纳法滚动测量,测得的水土界面位置平均电阻率为0.207 Ω·m。超孔隙水压力监测系统采用开放式结构的压差式光纤光栅孔压测量方法,监测到孔压观测的4个标志性阶段:(1)贯入过程引起的超孔隙水压力累计,峰值为34.942 kPa,历时0.182 h;(2)贯入完成后累积的超孔隙水压力衰减,衰减到9.973 kPa,历时为0.810 h;(3)环境应力引起的超孔隙水压力实时响应,超孔隙水压力的变化范围为8.327~14.384 kPa;(4)残余孔隙水压力平均值为11.150 kPa。声学监测系统采用两个一发三收模式,测量的海水平均声速为1 533 m/s,测量的海底沉积物自上而下的平均声速依次为1 586、1 587、1 784、1 735、1 831 m/s。复杂深海工程地质原位长期监测系统的成功研制将显著提升目前海洋工程地质原位长期观测的技术能力,解决复杂深海工程地质评价及地质灾害监测预警的技术难题。     

巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段古盐度恢复及意义

巴音戈壁盆地巴音戈壁组上段泥岩是中国高放废物深地质处置的目标研究层位之一,目前缺乏对该地层湖相泥岩粘土矿物组合特征及古盐度影响因素的相关认识。文章应用全岩的B含量、Sr/Ba比值、Rb/K比值及Na+K质量分数等方法和X衍射测试分析技术对巴音戈壁组上段古盐度进行综合判别。分析得出：（1）巴音戈壁组上段以半深湖—深湖沉积环境为主,发育有厚层深灰色泥岩,以半深湖至深湖相沉积为主;（2）研究区目的层岩性结构为泥粉质,该段泥岩伊利石、蒙脱石、伊蒙混层发育较好,绿泥石和高岭石极少;（3）选取样品的Sr/Ba、Rb/K、B/Ga、Na+K值同Couch公式恢复的古盐度变化趋向相似,其水体以半咸水、微咸为主;（4）随着深度增加,TZK-1井、TZK-2井的古盐度呈规律变化,具有升高—降低特点,与伊利石含量的变化一致,并且古盐度变化与古气候及氧化还原的相关研究在该岩性段位耦合。综上表明：目标区古盐度的研究不仅有利于湖盆古沉积环境的恢复,而且有助于揭示古盐度的变化特征对粘土矿物组合特征及演化的影响,为后期深入研究粘土矿物对核素吸附性能及核素在泥岩中的迁移情况提供一定依据。     

基于煤层气井生产数据的储层含气量校正新方法

勘探实践发现沁水盆地潘庄、潘河区块及鄂尔多斯盆地保德区块煤层气井累计产量远远大于原始计算的地质探明储量。该现象对体积法计算的煤层气资源储量提出了挑战,同时为全面“上储增效”提出了新的方向。在采用体积法计算煤层气储量时,含气面积、含气量的准确性以及煤岩密度与煤层厚度的非均质特征都会对储量参数的准确性产生影响。其中,由于取心测试过程的局限性,煤层含气量的数值常存在一定的误差。本次研究基于鄂尔多斯盆地和沁水盆地的煤层气井生产数据并结合等温吸附实验结果提出了计算储层临界最低含气量的方法(临界最低法)。将校正后的临界最低含气量与实测含气量(基于美国矿业局直接法(USBM)和史密斯-威廉姆斯法)进行对比,并剖析含气量测试损失量的地质控制机理。结果表明:在中低至中高煤阶(R_o=0.7%~2.1%)范围,临界最低法计算的含气量总体高于其它两种方法计算的含气量,临界最低法在中低煤阶至中高煤阶具有较强的适应性。在高煤阶(R_o=2.1%~2.8%)范围,临界最低法计算结果可以与取心测试结果相互验证。总体上,煤层含气量测试(USBM法)损失量受不同煤阶煤岩孔裂隙发育特征、煤体结构、含气饱和度及逸散时间的影响。含气量测试损失量与孔渗发育特征、构造煤发育程度、含气饱和度及逸散时间呈正相关。此外,针对未取心的煤层气井,可以采用钻井岩屑测试等温吸附参数进而利用临界最低法求取储层含气量,为煤层气进一步的勘探开发提供数据基础。     

Retracted: The Original Organism Assemblages and Kerogen Carbon Isotopic Compositions of the Early Paleozoic Source Rocks in the Tarim Basin, China

The above article from Acta Geologica Sinica (English Edition), published online on 27 December 2018 in Wiley Online Library (wileyonlinelibrary.com) and in Volume 92, Issue 6, pp. 2297–2309, has been retracted by agreement between the authors, the journal Editor in Chief, Professor Zengqian Hou and John Wiley & Sons Ltd. The retraction has been agreed due to major overlap with a previously published article from the same group of authors published in Chinese.     

闽北羊角尾萤石矿成因:来自稀土、微量元素地球化学的证据

闽北浦城羊角尾萤石矿产于侏罗系梨山组火山碎屑岩中的断裂破碎带内, 对其地质矿产特征和矿石、围岩及矿区内黑云母正长花岗岩的岩石地球化学特征进行了研究。羊角尾萤石矿矿石∑REE为65.17×10–6～125.87×10–6, 重稀土相对富集, δEu和δCe无明显异常; Ni、Cd、Pb和As等中低温微量元素相对地壳富集。围岩梨山组火山碎屑岩轻重稀土分馏不明显, Eu负异常明显, Sm/Nd值与萤石接近, 微量元素相对地壳的含量曲线趋势与萤石基本一致。黑云母正长花岗岩则显示轻稀土富集、重稀土亏损, Eu正异常和Ce负异常的特征, Sm/Nd值远小于萤石矿。结合稀土微量元素特征及矿床成因判别图解, 认为羊角尾萤石矿的主要成矿物质来源为梨山组火山碎屑岩。成矿流体在形成后经历了长期的演化, 在此过程中与围岩发生了充分的水岩反映, 使Ca、F、REE等重新活化, 最终在构造破碎带就位沉淀形成矿体, 矿床成因类型为中-低温热液充填型。羊角尾萤石矿的矿床成因研究表明晚侏罗世火山-沉积岩系是区域萤石矿成矿的重要物源基础, 在区域找矿工作中应重点关注。     

藏南冈底斯岩浆带研究进展与展望

冈底斯岩浆岩带（以下简称冈底斯带）是新特提斯洋俯冲和印度—亚洲板块碰撞的产物,为典型的复合型大陆岩浆弧,是研究板块增生、大陆地壳生长再造和碰撞造山的天然实验室。大量研究揭示新特提斯洋主要经历了4个重要的演化时期：分别是早期俯冲（>152 Ma）、晚期俯冲（100~65 Ma）、主碰撞（55~40 Ma）和后碰撞伸展期（23 Ma至今）。前人对其开展了大量的工作,并取得了重要的认识和进展,然而关于新特提斯洋的形成和演化以及冈底斯带火成岩岩浆源区的属性、精细的成岩过程等方面仍然存在着激烈的争议。文章首先介绍了冈底斯带的研究历史和大地构造背景,对冈底斯带目前存在的主要科学问题和争议进行了初步梳理,从13个方面进行了论述和总结。初步的梳理给出的启示是：冈底斯带是一个典型的岩浆—构造—成矿—变形变质带,经历了长期、复杂和多阶段的演化过程,而不是简单地拼贴于古老拉萨地体之上的新生大陆岛弧体。主要认识包括：（1）冈底斯岛弧带是研究新特提斯洋俯冲最为理想的场所,记录了新特提斯洋演化的关键信息,是破解新特提斯洋板片初始俯冲时限和板片俯冲方式最佳的研究对象;（2）冈底斯带中不同时代的花岗岩基或岩株可能经历了一个多期次组装累积的过程,今后应运用晶粥体的模型去重新理解冈底斯带花岗质岩石的形成和动力学成岩过程;（3）冈底斯地区地幔的性质沿着走向表现出复杂性,具有地球化学上的不均一性;（4）冈底斯带的火成岩存在同位素上的倒转,这可能暗示冈底斯地区存在老的基底;（5）冈底斯岛弧带在构造上具有明显的掀斜性,表现出东段以下地壳组分为主,中西段以中上地壳组分为主,暗示了冈底斯带自新生代以来经历了一个不均衡的构造抬升和剥露过程; （6）冈底斯带的研究对象仍以火成岩为主,研究方法多限于传统的岩石学和放射性Sr-Nd-Hf同位素手段,而非传统的稳定性同位素（Mg-O-Li-B-Mo）的研究却鲜有报道,并且在研究内容上主要以岩石成因和地质年代学为主,而对火成岩侵位过程和成岩后的构造变形和抬升剥蚀等相关研究则相对薄弱;（7）目前,构造地质学手段在冈底斯带的研究中运用较少,常以岩浆演化来代替构造演化。最后,文章针对目前的研究现状,对冈底斯带未来的研究方向进行了展望。     

川西地区地质灾害发育特征与时空分布规律

川西地区受青藏高原隆升和发育于青藏高原的大江大河深切割等作用,共发育地质灾害16411处,以滑坡和泥石流为主,是我国地质灾害高风险地区。本文采用资料收集、数理统计、Arcgis软件分析等方法分析发现,川西地质灾害具有成因机制复杂,突发性、群发性与链生性、危害大等特点。形成机理差异大,滑坡变形模式以滑移-拉裂、蠕滑-剪断、倾倒折断等模式为主;泥石流形成机理主要为土力-水力驱动型和堵溃型;崩塌失稳主要表现为滑移式、倾倒式和坠落式。发育分布规律在低山和中山区呈带状,和沿活动断裂带和深切河谷呈线状集中分布;受地震和强降雨影响,地质灾害年际变化大,2008、2009、2013年、2017年地质灾害频发、高发和群发期。