关于脆性岩体岩爆成因的理论分析

大型工程开挖中,高地应力环境下高储能脆性岩体通常会通过脆性破裂快速释放应变能,产生岩爆。针对这类岩爆现象进行了一系列理论探讨,认为:(1)开挖条件下脆性岩体的岩爆破坏主要为张破裂或者张剪性破裂,破裂角一般较小,呈薄片状或刀口状。笔者认为开挖产生次生张应力和压剪应力条件下微裂纹裂尖出现张应力是可能的,因此采用格里菲斯强度理论研究开挖岩体破裂是有效的;(2)以格里菲斯强度理论为基础,分析了岩体在二维和三维情形下的岩爆破裂应力判据和破裂角,指出在有张应力的条件下,岩体的剪破裂角会减小,直至为零,这就解释了开挖面附近薄片状、刀口状破裂现象的原因;(3)分析了脆性岩体岩爆破裂的能量过程,指出张性破裂所耗能量较小,而张剪性和压剪性破裂耗能较高。认为岩爆破裂消耗的能量主要转化为新生裂纹的表面能和破裂碎片的动能,并指出表面能所占比例较动能为小。由此解释了脆性岩体岩爆破坏以动力效应为主的特征;(4)本文理论分析成果的工程应用价值在于:可以预示开挖脆性岩体破裂部位、破裂方式和破裂范围;提出岩爆破裂的张性应力控制依据。     

661铀矿床铅同位素组成与成矿物质来源探讨

661铀矿床位于浙江省境内,是赣杭铀成矿带东段重要的火山岩型铀矿床之一,矿体赋存于晚中生代磨石山群九里坪组流纹岩中。对采自该矿的与铀成矿相关的方解石进行了系统铅同位素测定。结果表明,该矿床不同阶段方解石具有一致的Pb同位素组成和较窄的变化范围,暗示成矿过程中铅可能来自于同一的且较为均一的铅源,少量晚期样品仅表现为206Pb/204Pb的增大,指示后期流体可能通过淋滤作用加入了部分早沉淀的铀。通过与基底陈蔡群变质岩和磨石山群火山岩铅同位素组成对比发现,矿石具有与磨石山群火山岩一致的铅同位素组成和变化趋势。在铅构造模式和铅同位素Δγ-Δβ成因图解中矿石和火山岩均显示出造山带铅或地壳与地幔混合的俯冲带岩浆作用铅特征,这与华东南地区的火山岩成因上主要由中下地壳熔融,并不同程度加入了地幔组分的结果一致。这些证据表明火山岩铅为该矿床的主要铅源。     

沾化凹陷东北部地区地层水特征及成因分析

统计分析了沾化凹陷东北部地区地层水的矿化度、水化学类型和化学系数变化特征,讨论了影响地层水化学性质的因素及地层水成因。研究表明,地层水矿化度随深度减小,化学系数随深度增大;沙河街组以低矿化度NaHCO3型地层水为主,东营组和馆陶组以较高矿化度CaCl2型地层水为主。低矿化度NaHCO3型地层水是长石高岭土化作用的结果,高矿化度CaCl2型地层水成因是斜长石的钠长石化。     

气象因子对洪湖有机氯农药大气沉降的影响

对洪湖进行了为期一年(2005年2月-2006年2月)的大气沉降采样,采用被动大气采样方法对大气沉降中的有机氯农药进行了分析,得到该年通过大气沉降向洪湖输入有机氯农药9.77 kg,其中大气颗粒态沉降量为2.74 kg,湿沉降量为7.03kg。大气沉降中六六六(HCHs)和滴滴涕(DDTs)的沉降量最大。将所获气象数据和各季度有机氯农药大气沉降量进行了相关性分析,结果表明:①气象因子对湿沉降的相关性较大气颗粒态沉降的明显,其中降雨量、平均温度、平均风速与湿沉降量的相关系数最高;②风速、温度、日照对有机氯农药在气相溶解态和大气颗粒态分配影响强烈,而温度是决定有机氯农药在大气中以何种形式沉降的主要因素;③由于降雨的前锋时段具备有效的强沉降能力,使得连续性降雨频次对大气沉降影响强烈。     

哀牢山—金沙江构造带白马寨铜镍硫化物矿床Ⅰ号含矿岩体铂族元素地球化学特征及其构造意义

白马寨I号岩体是哀牢山—金沙江构造带白马寨Cu-Ni矿区内最大的一个含矿基性—超基性岩体,从中心向边缘依次由含矿橄榄岩、矿化辉石岩和辉长岩3个相带组成环状体。从中心相到边缘相,岩石中SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O和K2O含量逐渐增加,TFe、MgO含量降低;稀土元素中w(∑REE)、w(LREE)/w(HREE)逐渐增加,δEu由负异常到正异常演变;微量元素具有大离子亲石元素和高场强元素逐渐增加、强亲岩浆元素逐渐降低的演变特征。铂族元素配分模式为Pt-Pd型,w(Pt)/w(Pd)比值为0.32~0.68,介于富硫化物拉斑玄武岩(0.38)和原始上地幔(1.36)之间,以及稀土元素配分模式、微量元素蛛网图和铂族元素配分模式中不同岩石配分曲线的相似性揭示3个相带不同岩石之间的高度一致性,展示基性—超基性岩形成于玄武质岩浆演化、熔离及岩浆一次性侵入、分异成岩成矿的特征。矿区内地层层序稳定,岩体与沉积岩之间的侵入接触关系及w(Zr)-w(Y)-w(Nb)图解说明白马寨岩体形成于陆内环境。岩体的低Ti含量、Th强烈正异常和含矿橄榄岩负Eu异常,以及w(Th)/w(Ta)比值、w(Th)/w(Nb)比值和w(Pd)/w(Pt)比值及Ir族元素配分曲线明显不同于峨眉山玄武岩和典型的地幔柱玄武岩,而与大陆裂谷玄武岩非常相近,说明白马寨I号岩体形成于大陆裂谷环境。     

猛犸牙与象牙的微生长结构及红外吸收光谱的差异性

猛犸象属古脊椎动物,其现存的猛犸牙多呈半化石状态。采用SEM,FTIR等分析测试仪器对猛犸牙和象牙的微生长结构、胶原蛋白等差异特征进行了研究。结果表明,象牙和猛犸牙主要由胶原蛋白和羟基磷酸钙组成,由胶原蛋白酰胺键致特征的红外吸收谱带分别位于1 663 cm-1（νC-O）,1 558 cm-1（νC-H）和1 240 cm-1（δN-H）处。石化作用导致胶原蛋白酰胺键受到不同程度的破坏,致使猛犸牙中胶原蛋白的红外吸收谱带强度递减。象牙与猛犸牙指向牙心的两组粗勒兹纹理的夹角存在着明显的差异,前者的最大夹角〉120°,后者的最大夹角〈95°。象牙的粗勒兹纹层具纤束状交织结构,结构致密、坚韧、细腻;猛犸牙的粗勒兹纹层多具叶片状结构,胶原蛋白纤束体数量明显减少,结构疏松,质地干涩,孔隙度增大,微裂隙发育,韧性变差。     

北太平洋海温Victoria模态与ENSO年际关系的非对称特征

利用美国NOAA海表温度资料,重点分析了北太平洋海温异常EOF第二模态Victoria模态(VM)与ENSO年际关系的非对称特征.研究发现,VM和ENSO在年代际尺度上相关性较弱,而在年际尺度上有很好的相关关系,两者同期为负相关,VM超前1 a为正相关.然而,正负VM事件与ENSO冷暖位相在年际尺度上的联系存在着一定的...     

强降水过程中热力切变平流参数的诊断分析

在以往研究的基础上, 本文把对流涡度矢量的垂直分量、水平散度和广义位温的垂直梯度有机地结合起来, 引入热力切变平流参数的概念。本文针对两次强降水过程, 利用NCEP/NCAR全球最终分析资料对热力切变平流参数进行诊断分析, 结果表明, 热力切变平流参数能够比较准确地综合表征雨区上空水平风场切变和湿等熵面漏斗状向下伸展等动力学和热力学典型的垂直结构特征, 因而该参数与降水系统的发展演变密切相关, 与观测的6小时累积地面降水区存在一定的对应关系; 在空间水平分布和时间演变趋势上, 热力切变平流参数的异常值区覆盖着观测的6小时累积地面降水区; 该参数在降水区内表现为强信号, 而在非降水区表现为弱信号。影响热力切变平流参数发展演变的因素分析表明, 该参数倾向方程中通量散度项的异常值区覆盖着观测的6小时累积地面降水区, 表明雨区内通量散度项导致的热力切变平流参数变化比较明显, 其中纬向风速与经向风速相互作用的贡献是不容忽略的。     

基于自动站观测的北京夏季降水特征

应用2007~2011年北京地区237个自动气象站资料,分析了北京夏季降水的精细化时空分布特征及城郊差异,结果表明:(1)北京大部分地区夏季平均有效降水时数约120~160 h,降水时数高值区主要位于北部怀柔、密云山前迎风坡一带。城、郊区间有效降水时数差异并不明显,城市化对局地降水强度有较明显影响。(2)北京夏季降水主要出现在傍晚到前半夜,凌晨到正午降水较少出现。夏季平均降水量极大值出现在17:00(北京时间),为3.2 mm/h。降水量存在较明显的周期变化特征,其中7 d左右的周期是主周期。(3)夏季城区平均降水量多于郊区,城、郊雨量差异主要来自较强降水过程。城市效应会导致城区弱降水事件的减少,亦会导致较强降水事件的增多。(4)城、郊区间降水持续时长的差异主要由较强降水过程决定,多数情况下城区降水持续时长大于郊区,午后到前半夜发生的降水尤甚。     

耦合模式在局地辐射雾三维数值模拟研究中的应用

本文利用中尺度数值模式MM5与三维辐射雾模式相耦合,分别对重庆和长沙地区的一次冬季辐射雾过程进行了模拟研究。结果表明,中尺度数值模式与三维辐射雾模式的单向耦合可以较好地模拟出雾的生消演变过程,以及雾的浓度、地理分布特征、形成和维持。由此可以说,利用耦合模式开展雾的预报是可行的。