Late Mesozoic compressional to extensional tectonics in the Yiwulüshan massif,NE China and their bearing on the Yinshan–Yanshan orogenic belt: Part II: Anisotropy of magnetic susceptibility and gravity modeling

Granitoids play an important role in deciphering both crustal growth and tectonic evolution of Earth. In the eastern end of the Yinshan–Yanshan belt of North China Craton, the Yiwulüshan massif is a typical region that presents the tectonic evolution features of this belt. Our field work on the host rocks has demonstrated two phases of opposite tectonics: compressional and extensional, however, the deformation is almost invisible in the intrusive rocks. To improve the understanding of the tectonic evolution of the Yiwulüshan massif and the Late Mesozoic tectonics of East Asia, a multidisciplinary study has been carried out. In this study, anisotropy of magnetic susceptibility (AMS) and gravity modeling have been applied on these Jurassic plutons (Lüshan, Jishilazi and Guanyindong), which intrude into the Yiwulüshan massif. According to laboratory measurements and microscopic observations on thin sections, the AMS of the Yiwulüshan massif is characterized by secondary fabrics, indicating that the intensive post solidus deformation has reset the (primary) magmatic magnetic fabrics. A relatively gentle NW dipping magnetic foliation has been identified with two distinct groups of magnetic lineations of N34°E and N335°E orientations, namely L_M1 and L_M2, relatively. Gravity modeling reveals a southward thinning of the massif with a possible feeding zone rooted in the northern part of the massif. Integrating all results from structural observation, geochronological investigation, AMS measurement and gravity modeling, two tectonic phases have been identified in the Yiwulüshan massif, posterior to the Jurassic (180–160 Ma) magmatism in the Yinshan–Yanshan area. The early one concerns a Late Jurassic–Early Cretaceous (~ 141 Ma) compressional event with a top-to-the-south to southwest sense of shear. The second one shows an Early Cretaceous (~ 126 Ma) NW–SE ductile extensional shearing. At that time, sedimentary basins widened and Jurassic plutons started to be deformed under post solidus conditions. In fact, the NW–SE trend of the maximum stretching direction is a general feature of East Asian continent during Late Mesozoic.     

扬子地台西南缘传统型铂族矿产地质特征

传统型铂族矿产,系指与镁铁质岩浆成矿作用有关的铂族矿产资源。华力西运动时期,扬子地台西南缘沿超壳深断裂带发生的大陆裂谷作用,为来自上地幔的镁铁质(拉斑玄武岩质)岩浆的上涌和侵位提供了极为有利的前提条件。含铂基性超基性岩的时空分布,受到大陆裂谷作用的主要发生发展时期和裂谷活动带的控制。通过对典型矿床特征及其成矿作用的探讨,论述了扬子地台西南缘主要的铂族矿床类型;并从四维成矿的角度,阐述了对区域成矿规律的一些基本认识。     

2013年四川芦山7.0级地震发震构造机理及青衣江上游流域地貌的响应

2013年4月20日发生在四川芦山的7.0级地震位于龙门山断裂带南段,文中通过分析震区青衣江上游流域地貌的构造响应与典型的震灾特征,研究此次地震的发震构造机理。对穿越龙门山断裂带南段的青衣江上游水系地貌特征及流域盆地面积高程积分的分析结果表明：该地区流域地貌发育对龙门山断裂带的新活动具有明显的反馈作用。在芦山地震中,遭受严重破坏的建筑物呈条带状分布,并产生大量次生地表张性地裂缝、串珠状砂土液化等地表破坏现象,其展布方向均与震区中的主断裂和背斜隆起相平行。余震分布表明,芦山地震与本区的双石-大川断裂、新开店断裂和大邑断裂的新活动有关。龙门山断裂带为典型的逆冲推覆构造,具有前展式发育特征,芦山地震的发震构造就具有该特征。综合龙门山南段的地貌响应过程、芦山地震的地表破坏及余震分布特征,认为芦山7.0级地震应为龙门山断裂带持续向SE逆冲扩展、地壳挤压缩短的产物。     

岛状多年冻土管道周围热-水-应力耦合数值模拟

考虑大气温度以及管内流动介质温度的影响,建立由多个土层构成的岛状冻土物理模型,研究塔河地区埋地输油管道周围热-水-应力（T-H-M）耦合作用,分析水-热-应力耦合作用下管道的受力情况并进行管道强度验算。采用多物理场耦合软件COMSOL Multiphysics进行数值模拟,计算在T-H-M三场耦合及非耦合两种工况下岛状多年冻土管道周围应力和沉降曲线等。分析比较表明,岛状多年冻土区的温度,冰水相变以及水分迁移对应力场存在较大的影响;水分场、温度场以及应力场三者之间耦合作用明显;岛状冻土随季节呈周期性冻融,管道周围出现较大应力集中和沉降现象,会对管道安全产生一定影响。     

邯峰矿区古构造应力场与构造演化

采用共轭剪节理应力反演方法,恢复了邯郸-峰峰矿区晚古生代以来的3期古构造应力场,进而探讨了煤田构造的演化历史,将其分为4大阶段：①中生代早期近NS向挤压,煤系后期改造初动期;②中生代晚期SE-NW向挤压,奠定煤田构造格架的基础;③中生代末至古近纪NW-SE向拉张,煤田构造格架定型;④新近纪以来近东西向拉张,煤田构造的现代活动.     

甘肃灵台黄土-红粘土序列中坡缕石的分布及其古气候意义

坡缕石是典型的干旱、强蒸发环境的指示矿物,黄土-红粘土序列中坡缕石的分布对古气候和古环境重建具有重要的指示意义。本文对灵台任家坡剖面中黄土、古土壤和红粘土代表性样品进行了场发射扫描电镜和高分辨透射电镜观察,结果发现,在3.6Ma以前沉积的红粘土中存有大量的自生坡缕石,而在3.2Ma以来沉积的红粘土及其上覆黄土古土壤序列没有坡缕石。剖面样品扫描电镜原位观察形貌特征和微观结构显示,坡缕石属于成壤作用自生矿物,系由伊蒙矿物在富镁孔隙液作用下转化形成。灵台剖面中坡缕石消失的层位与红粘土磁化率升高和粉尘通量及沉积速率增加的层位相一致。坡缕石在剖面中的分布指示3.6～3.2Ma前后是东亚季风的重要转型期,东亚古气候格局发生改变,由连续干暖的夏季风占主导向干冷冬季风和暖湿夏季风高频强波动交替环境演化。     

大理岩破坏的声发射双主频特征及其机制初探

因试样制备、试验操作等限制,获得饱和岩石的直接拉伸强度较为困难。为对饱和硬岩的直接拉伸强度进行合理估算并验证其可靠性,同时分析水对估算误差的影响,设计完成了干燥、饱和状态下两种硬岩的单轴压缩和直接拉伸声发射试验。基于Griffith理论和Hoek-Brown(H-B)强度准则,通过裂纹体积应变法确定岩石起裂应力,估算饱和硬岩的直接拉伸强度和H-B强度参数m_i。结合声发射波形信号频谱特性,分析两者估算结果的准确性。结果表明,基于Griffith准则并采用起裂应力估算饱和硬岩的直接拉伸强度是一种较可靠的方法。对于干燥硬岩,该方法确定的直接拉伸强度估算值比试验值偏小。饱和硬岩直接拉伸强度估算值与试验值基本接近,这是因为硬岩饱和后,延性和蠕变趋向增强,并发生更多的微观拉破裂。饱和硬岩的m_i值增大与增多的微观拉破裂有关,m_i值变化可用于描述饱和硬岩的软化程度。基于Griffith准则并采用起裂应力估算的岩石直接拉伸强度和H-B强度参数m_i可用于岩体工程的早期设计。     

基于动态重力信息的地震前兆与强震短临预报

地震预报是当今世界尚未破解的重大科技难题,短临地震预报是地震预报的难点,有效的前兆信息则是短临预报的关键。笔者围绕短临地震预报难题,研制了高精度动态固体潮汐重力仪和大气潮汐重力仪,成功捕获到2010～2023年间的玉树7.1级地震、土耳其7.8级地震等震前几十个小时的动态重力场变化信息。这些信息再现了强震孕育–发生的过程,初步揭示短临阶段“基本稳定→闭锁蓄能→震前平静→能量释放”的强震物理机制,可作为短临地震预报的前兆信息。为实现对短临地震“时−空−强”的准确预报,提出通过动态重力场变化组网观测和分布式前兆信息数据库建设,进一步揭示不同类型地震的动态重力信号响应规律,建立强震发生概率、时间、震中位置及震级预报模型的可行性路径,渴望破解强震短临预报的世界难题。     

基于多属性决策的抗滑桩截面优选研究

抗滑桩的截面目前主要存在两种形式,分别为圆形和矩形,这两种截面桩都可以起到很好的抗滑作用,但都有着各自的优势和缺点。为了最大地发挥这两种桩的优势,经济、合理地选择桩截面类型,本文通过多属性决策方法,分别选取施工场地要求、施工难度、工期、工程造价、施工风险性等因素,利用决策属性之间的权重关系,对这两种截面桩在工程中的应用进行了优选研究,表明：根据AOWEA算子建立关于抗滑桩截面类型优选方案模型,通过计算解得：桩截面类型优选结果为S1 S2。在抗滑桩满足治理要求、施工技术合理、保证滑坡治理安全性的原则下,在施工场地条件好、工期要求急迫的情况下,求解得到圆形截面桩施工方案优于矩形截面桩。最后通过具体工程实例进行了说明,以期该研究能对抗滑桩的工程应用提供借鉴和参考。     

砂卵石地层土压盾构掘进掌子面稳定性室内试验与三维离散元仿真研究

采用?800 mm模型土压盾构开展室内掘进试验,以探究砂卵石中土压盾构隧道掌子面失稳诱发地层变形特征。同时,补充开展三维离散元仿真以挖掘室内试验难以获取的掌子面失稳信息,并研究隧道埋深对掌子面稳定性的影响规律。研究结果表明：砂卵石地层中盾构隧道掌子面失稳发展到地表后,沉降曲面呈上大下小逐步收缩的沙漏状,影响范围小于砂土地层。考虑盾构动态掘进过程后,卵石颗粒接触关系变化十分剧烈,掌子面稳定性被削弱,极限支护压力随之增大。掌子面极限支护压力随隧道埋深基本呈线性增加,极限支护压力与初始支护压力之比则随埋深增大而减小。掌子面失稳机制可根据隧道埋深划分为3种模式。与既有研究相比,考虑了盾构动态掘进过程与实际工程更加接近,可为确保砂卵石地层土压盾构隧道施工掌子面稳定提供参考。