层状土毛细水上升过程中Lucas-Washburn模型评价及修正

受界面效应影响,毛细水在层状土中运移规律还难以用描述均质土中水分运移规律的Lucas-Washburn（LW）渗吸模型进行描述。基于此,本文设计了层状土室内模型试验,采用分布式的主动加热光纤法（简称AHFO）监测毛细水上升过程。根据AHFO测试结果,进一步对LW模型进行了修正,提出了适用于描述层状土中毛细水上升规律的ILW模型,并对ILW模型进行了试验验证。试验结果表明:（1）当毛细水湿润锋抵达“黏土（下部）-砂土（上部）”界面时,会产生“毛细屏障作用”,从而导致上部砂土中毛细水含水率急剧下降;（2）“毛细屏障作用”由砂土和黏土中的基质吸力不均衡造成,基质吸力大小由含水率决定;（3）当毛细水湿润锋抵达“砂土（下部）-黏土（上部）”界面时,在界面处出现“反毛细屏障作用”,从而导致上部黏土层中的含水率比相邻下部砂土层含水率更高;（4）虽然常见的LW模型可准确预测均质土中毛细水上升高度及速率,但受“毛细屏障作用”和“反毛细屏障作用”影响,LW模型在层状土中失效;（5）相比LW模型,ILW模型精度更高,能够更加准确地描述层状土中毛细水上升规律。     

危岩崩塌启动机制离心模型试验研究

大型高陡危岩崩塌初始失稳过程短暂,难以在现场进行及时观测并获取有效数据,为此引入离心模型试验。以重庆甑子岩陡崖高陡危岩崩塌为原型,对危岩崩塌启动机制展开研究,获取关键数据,定量化验证甑子岩危岩失稳的关键影响因素,探索危岩崩塌的离心模型试验方法。试验较好地完成了对岩质崩塌初始失稳过程的模拟,当危岩模型底部区域抗压强度为60 kPa时,失稳时刻离心加速度为73g;当抗压强度降至40 kPa时,失稳时刻离心加速度仅为18g;对照组试验证明高陡危岩底部区域强度对其整体稳定性起控制性作用。试验模型中上部岩体的失稳方式与原型具有一定差异,分析认为其原因除试验因素引入外力作用之外,主要是由于模型材料没有考虑原型的节理裂隙与抗拉强度所致,这表明高陡危岩崩塌模式除受底部岩体强度控制外,还与中上部岩体性状密切相关。研究结果可为高陡危岩压裂溃屈失稳机制提供试验依据与数据支撑,对崩塌灾害机理研究具有重要参考。     

鲁西隆起和济阳拗陷耦合关系分析

通过分析鲁西隆起和济阳拗陷的地壳结构特征,结合二者的空间分布、时间演化及构造上的相关性,发现同处于伸展构造环境且相邻的鲁西隆起和济阳拗陷在地壳结构特征存在明显不同.济阳拗陷表现为地壳均衡的镜像结构特征,不同于地壳呈向上隆起状的鲁西隆起,说明鲁西隆起和济阳拗陷在成因上存在明显差异.济阳拗陷的伸展过程并非由地幔物质主动上涌造成,应是鲁西隆起在隆升过程对济阳拗陷地壳的拖拽作用,鲁西隆起和济阳拗陷的地壳结构特征反映出它们在成因上具有明显的耦合性.     

Occurrence and conceptual sedimentary model of Cambrian gypsum-bearing evaporites in the Sichuan Basin,SW China

During the Cambrian, gypsum-bearing evaporites formed in the Sichuan Basin, SW China. These rocks are important for oil and gas sealing, but details of their distribution and origin are not well established. This study examines the regional distribution and origin of the gypsum-bearing evaporites using a comprehensive analysis of drilling data from 34 wells, 5 measured cross-sections in the basin and surrounding area, and 96 maps of area-survey data. Results show that in the stratigraphic succession, the gypsum-bearing evaporites occur mainly in the Lower Cambrian Longwangmiao Formation, the Middle Cambrian Douposi Formation, and the Middle-Upper Cambrian Xixiangchi Group. Geographically, the rocks are found mainly in the southeastern part of the basin, and the distribution of deposits shows an overall SW-NE trend. The sedimentary environments for evaporite formation were evaporative lagoon and inter-platform basin in a platform setting. Gypsum was generated by the underwater concentration of sea water in a strongly evaporative environment. Both an evaporative restricted platform and a mixeddeposition restricted platform model appear to be applicable to the development of gypsum in the Sichuan Basin. The gypsum-bearing evaporites with the best sealing capacity are located mostly in the southeastern part of the basin. These constraints can be applied directly to regional exploration, and have implications for the regional paleogeography and paleoclimate.     

内蒙古巴拉格歹地区构造混杂岩带中浊积岩、震积岩特征及意义——以内蒙古哈拉黑等八幅1:5万区域地质调查为例

浊积岩为具有鲍马序列的古海沟沉积,其部分沉积物与古海沟地震密切相关,由于岛弧外弧海沟地质构造复杂,洋板块俯冲及火山岩的喷发,地震活动强烈、频繁,沉积岩在成岩过程不断受到地震扰动,形成具有地震活动特点的震积岩。通过对巴拉格歹地区构造混杂岩带中浊积岩、震积岩的研究,识别出浊积岩系的具递变层理的槽模、沟模等冲刷铸模,包卷层理构造及最顶部黑色粉砂质泥岩段;识别出震积岩系的液化脉、地震震碎角砾岩、滑塌角砾岩、震褶岩-卷曲、纹层状、阶梯状断层构造等,建立并确认浊积岩、地震岩识别标志,恢复古地理构造环境,认为原划分的大石寨组应该解体,应为一套弧前盆地古海沟浊积岩沉积。结合浊积岩中的火山岩、基性岩及区域上化石山发现的超基性岩,初步确认,在测区浊积岩与岛弧火山岩、洋壳沉积物受板块碰撞拼接作用,由一系列逆冲断裂将上述各种块体构造就位在一起,形成构造混杂岩,为二连-贺根山缝合带在本区东延问题提供了资料。     

中国—吉尔吉斯斯坦天山构造格架与演化

中国—吉尔吉斯斯坦天山地处中亚天山造山带中段,地质构造复杂,矿产资源丰富。在前人资料基础上,基于区域构造-岩石组合的分布发育及时空属性特征,统一将研究区划分为哈萨克斯坦和塔里木两大板块,二者由南天山晚古生代缝合带所焊接。其中,进一步划分为5个二级单元,18个三级单元。研究认为,研究区内北、中、南天山构造格架连续,在800 Ma(相当于南华纪下限)前后都完成了大陆块体的拼合,成为全球新元古代罗迪尼亚超大陆的组成部分。此后经历了大致相同的构造演化史,从中二叠世开始全区转化成陆内盆山构造格局,新生代印度大陆同欧亚大陆碰撞使这一陆内盆山构造格局不断臻于完善。     

Middle Jurassic–Early Cretaceous tectonic evolution of the Bayanhushuo area,southern Great Xing’an Range,NE China: constraints from zircon U–Pb geochronological and geochemical data of volcanic and subvolcanic rocks

This study presents new zircon U–Pb geochronology, geochemistry, and zircon Hf isotopic data of volcanic and subvolcanic rocks that crop out in the Bayanhushuo area of the southern Great Xing’an Range (GXR) of NE China. These data provide insights into the tectonic evolution of this area during the late Mesozoic and constrain the evolution of the Mongol–Okhotsk Ocean. Combining these new ages with previously published data suggests that the late Mesozoic volcanism occurred in two distinct episodes: Early–Middle Jurassic (176–173 Ma) and Late Jurassic–Early Cretaceous (151–138 Ma). The Early–Middle Jurassic dacite porphyry belongs to high-K calc-alkaline series, showing the features of I-type igneous rock. This unit has zircon ε_Hf(t) values from +4.06 to +11.62 that yield two-stage model ages (T_DM2) from 959 to 481 Ma. The geochemistry of the dacite porphyry is indicative of formation in a volcanic arc tectonic setting, and it is derived from a primary magma generated by the partial melting of juvenile mafic crustal material. The Late Jurassic–Early Cretaceous volcanic rocks belong to high-K calc-alkaline or shoshonite series and have A₂-type affinities. These volcanics have ε_Hf(t) and T_DM2 values from +5.00 to +8.93 and from 879 to 627 Ma, respectively. The geochemistry of these Late Jurassic–Early Cretaceous volcanic rocks is indicative of formation in a post-collisional extensional environment, and they formed from primary magmas generated by the partial melting of juvenile mafic lower crust. The discovery of late Mesozoic volcanic and subvolcanic rocks within the southern GXR indicates that this region was in volcanic arc and extensional tectonic settings during the Early–Middle Jurassic and the Late Jurassic–Early Cretaceous, respectively. This indicates that the Mongol–Okhotsk oceanic plate was undergoing subduction during the Early–Middle Jurassic, and this ocean adjacent to the GXR may have closed by the Late Middle Jurassic–Early Late Jurassic.     

四川盆地：周缘活动主控下形成的叠合盆地

四川盆地位于扬子板块西缘和青藏高原东缘,地震勘探资料等揭示盆地前寒武纪基底保存完整的古俯冲带和地堑-地垒结构,说明盆地基底后期构造活动非常稳定;显生宙以来经历晚震旦世-石炭纪、二叠纪-中三叠世两幕克拉通边缘强拉张-强挤压,而克拉通内弱拉张-弱挤压的构造演化过程,体现出盆地内部稳定性结构沉积演化特征。克拉通内弱拉张初期以海相碳酸盐岩大面积稳定沉积（即震旦系灯影组和二叠系栖霞-茅口组）和随后的风化壳岩溶作用（即桐湾期、东吴期等不整合面）为特征,弱拉张期以拉张槽（如：绵阳-长宁拉张槽和开江-梁平拉张槽等）的形成为典型特征;弱挤压则以古隆起（如：加里东期乐山-龙女寺古隆起、印支期泸州古隆起等）的发育为典型特征。四川盆地晚三叠世后的前陆盆地演化阶段受控于其周缘造山带逆冲推覆构造活动,是现今地貌和构造盆地的主要建造期,形成了四川盆地周缘突变（线型）和渐变（弥散型）两种盆山结构。盆地西边界（龙门山）和北边界（米仓山-大巴山）即是线型突变边界,也是扬子地块（板块）的边界,边界几何形状和扬子板块刚性特征对盆山系统结构-构造特征等有较大的控制作用;四川盆地的东边界（齐岳山-大娄山）和西南边界（大凉山）即是渐变弥散型边界,同时也是板（陆）块内部的边界,它们受控于邻区（盆外）的构造变形和盆内沉积盖层中滑脱层的分布特征。受控于盆地（克拉通）周缘活动,四川盆地垂向上前寒武纪基底与盖层、盖层内早期和晚期构造具解耦特征。基底与盖层构造的解耦有利于盆地内部前寒武纪基底结构构造的保存和盖层内大型隆-坳结构的形成演化;盖层内早期和晚期构造的解耦有利于早期构造免遭后期破环,对深层油气藏的保存意义重大。总之,四川盆地可能是具独特形成过程和特征的叠合盆地新类型,其突出特征表现为周缘活动、内部稳定及早期和晚期构造解耦。     

大数据环境下内蒙古浩布高地区铅锌多金属矿智能矿产预测研究

传统机器学习算法已广泛应用于矿产预测,但面对地质大数据的高维稀疏、不平衡小样本等特性仍缺乏有效处理和分析的方法,设计适合地质大数据特点的机器学习算法是智能矿产预测亟需解决的新问题。本文以内蒙古浩布高地区的铅锌多金属矿产预测为例,提出了一种面向地质大数据的半监督协同训练矿产预测模型。首先对研究区地质找矿信息和地球化学异常信息进行定量分析,提取断裂构造、二叠系地层、燕山期侵入岩、地层与岩体接触带、围岩蚀变及Pb、Zn、Sn、Cu地球化学异常共9种找矿因子。然后利用递归特征消除法优选找矿因子组合,不包括Sn异常在内的8个找矿因子组合被选为最优组合。最后,利用支持向量机和随机森林算法作为基分类器进行半监督协同训练矿产预测,绘制成矿概率分布图。ROC曲线和预测度曲线分析结果表明,半监督协同训练模型的AUC值和预测效率都高于随机森林和支持向量机模型。研究结果也为大数据环境下的智能矿产预测提供了一种新的思路。     

南岭东部定南大湖沉积物粒度敏感组分及末次冰消期环境记录

为进一步探究定南大湖湖沼晚冰期以来的水文特征及气候变化,对研究区K02钻孔的粒度特征进行了详细的分析,采用粒级-标准偏差法和主成分分析法对348个沉积样品提取了对环境变化比较敏感的三个粒级组分:0.6~7.1 μm（组分1）,20~44.8 μm（组分2）和89.3~447.7 μm（组分3）。结合湖泊沉积物粒度一般分布规律,并根据敏感组分2和14C测年数据探讨了该区域近16 ka B.P.以来的气候变化。结果表明在过去的16 000年里,大湖地区的水文及气候变化可以分为4个阶段:1）在16.0~11.5 ka B.P.期间,气候总体偏冷干,敏感组分含量增降比较明显,能较好的对应老、中、新仙女木事件和B/A暖期;2）11.5~6.0 ka B.P.期间,大湖地区进入了湿润的全新世适宜期,敏感组分总体含量偏低;3）6.0~3.8 ka B.P.期间,敏感粒度组分含量迅速升高且波动较大,大湖湖沼地区进入一个相对干冷的时期;4）3.8 ka B.P.至今为第四阶段,敏感粒度组分含量总体偏低,考虑到人为干扰因素,暂不做详细讨论。通过对大湖地区水文状况的研究发现,大湖湖沼地区自晚冰期以来气候变化很不稳定。与格陵兰GISP 2冰芯、董哥洞D4石笋及其K02钻孔其他指标的记录对比可以发现,敏感组分2对仙女木、9.5 ka、8.2 ka等冷事件的记录更加明显,也说明了大湖地区的气候变化具有全球性,这种气候变化可能与太阳活动有关。