2009年7月初广西致洪暴雨过程综合分析

利用常规观测资料、自动站资料、卫星资料和NCEP再分析资料对2009年7月1～6日广西致洪暴雨过程进行分析,发现:850hPa西南急流为广西输送大量的水汽和不稳定能量,急流轴随时间逆转阻断水汽和不稳定能量北上,使之在广西积聚,500hPa低槽下高原后加深并出现闭合低涡,低涡附近强烈的上升运动,触发了暴雨的发生,同时地面闭合低压环流使低层辐合明显,闭合低压环流附近出现强降雨带。桂北静止锋云团、桂南辐合抬升不断加强生成对流云团,是造成了南北两条强雨带的重要原因。     

南黄海CSDP-2井晚泥盆世早期真蕨类Shougangia的形态观察

南黄海CSDP-2钻井上泥盆统五通组擂鼓台段2 068.00~2 069.02 m段岩心识别出了早期真蕨类植物。该植物具有至少三次羽状复叶,末二次羽片互生,小羽片扁平,呈扇状、楔状或舌状,基部收缩,至少一次深裂,裂片边缘钝圆,二分叉的叶脉明显。据此,可鉴定为优美守刚蕨（比较种）（Shougangia cf.S.bella）。本研究为南黄海地区上泥盆统五通组增加了古植物学新资料。     

Application of in-seam directional drilling technology for gas drainage with benefits to gas outburst control and greenhouse gas reductions in Daning coal mine,China

Gas outburst disasters are becoming more serious as the underground coal mines become deeper in China, and a thick zone of deformed coal provides conditions favorable to coal and gas outbursts. The Daning coal mine’s main mining seam is the No. 3 coal seam with coal and gas outburst hazard, which often contains two normal coal sub-layers and one deformed sub-layer. Considering both the geological conditions of the coal seam and applications of the in-seam directional longhole drilling technology, a new schematic diagram of in-seam directional longholes for gas drainage is developed. The two borehole layout models of longwall panel and main entries for gas outburst disasters control have been successfully applied. The gas drainage rates of both models are >70 %, and the residual gas contents are both <8 m³/t, which can be considered that the gas outburst disasters were effectively controlled. To better guide gas drainage, gas drainage normal and failure modes have been obtained. Although in-seam directional longhole technology has been successfully applied for regional gas drainage with benefits to gas outburst control, there are also some problems that are detrimental to greenhouse gas reductions in gas drainage and gas utilization. The three main problems are air leakage failure in gas drainage, decreasing gas concentration and a low gas utilization ratio. To address the problems mentioned above, five improvements are suggested.     

江西德兴铜矿大坞河土壤重金属累积特征与成因

江西德兴铜矿是中国超大型斑岩铜矿,随着矿业活动的增加,德兴铜矿区重金属污染问题日益严重。查明德兴铜矿土壤重金属累积作用及原因,可为政府机构、矿山开展环境整冶提供科学依据。在大坞河上游、中游、下游选定3个剖面,采集50件土壤样品,得出其基于地球化学基线的累积特征。整体来讲,Cu、Mo累积作用最为显著,Cr、As累积作用明显,同时发现一级、二级阶地上累积显著,并从矿石组合、地化背景、河流阶地、元素形态、矿山生产等角度开展累积作用的原因分析。     

Comparison of Blast-Induced Damage Between Presplit and Smooth Blasting of High Rock Slope

This paper focuses on the comparison of damage induced by smooth blasting and presplit blasting based on the excavation of high rock slope. The whole damage process of the smooth blasting and presplit blasting excavation method is studied by using a cumulative blasting damage numerical simulation technology based on the secondary development of the dynamic finite element code LS-DYNA. The results demonstrate that, in the case of contour blasting with the method of smooth blasting, the total damage of rock slope is a result of cumulated damage induced by the production hole, buffering hole, and smooth hole. Among the total damage, the blasting of the production hole is the main resource, followed by the smooth and buffering holes. For the presplit blasting, the final damage of rock slope is mainly induced by presplit blasting itself. The spatial distribution characteristics of the final damage zone of two methods are compared. Two classes of damage zone could be found in smooth blasting excavation; one of them is the columnar high-degree damage zone around the slope surface and the other is the low-degree damage zone located in the middle of the slope. But in the case of presplit blasting, there is only the columnar high-degree damage zone around the slope surface. Finally, a damage control suggestion for two blasting excavation methods is proposed and verified based on the excavation of the temporary shiplock slopes of the Three Gorges Project in China.     

扎鲁特地区无烟煤分子结构特征和模型构建

为了构建内蒙古扎鲁特地区无烟煤的分子结构模型,采用工业分析、元素分析、核磁共振碳谱、高分辨率透射电镜和X射线光电子能谱等测试方法对该地区无烟煤的分子结构进行研究。结果表明无烟煤分子结构中以芳香碳为主,脂肪碳以短烷基侧链和环烷烃为主。煤分子结构中氧原子主要以酚羟基和醚氧基的形式存在,氮原子主要以吡咯型氮和吡啶型氮的形式存在,硫原子主要的赋存形态是硫醇硫酚。结合由核磁共振碳谱测得的煤结构参数和由高分辨率透射电镜测得的芳香环尺寸和含量,构建了无烟煤大分子平均结构模型。对构建的模型进行了结构优化与能量分析,发现煤分子结构的芳香片层趋于平行排列,非键结势能中的范德华力是保持煤结构稳定的主要因素。本研究为采用分子动力学模拟从分子尺度研究扎鲁特地区无烟煤在石墨化过程中,其芳香碳层的拼叠过程及其反应路径提供了模型基础。     

基于逐减随机震源采样法的频率域二维黏滞声波方程全波形反演

全波形反演方法利用叠前地震波场的运动学和动力学信息重建地下速度结构,具有揭示复杂地质背景下构造与岩性细节信息的潜力。然而,巨大的计算量是阻碍其发展的一个瓶颈问题。为此,研究者们提出了震源编码技术来减少计算量,但是此方法在模型更新过程中会引进随机串扰噪声,降低反演结果准确性。所以,在保证计算精度的情况下,本文提出了采用逐减随机震源采样的方法来高效计算全波形反演问题。笔者将此方法应用于频率域二维黏滞声波波动方程全波形反演,开始了在频率域进行随机震源采样类方法的研究,计算过程中共使用了依次增大的8个频率段;并应用Overthrust模型来验证此类随机震源采样法的正确性。实验结果表明：基于逐减随机震源采样法的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.065 65,而应用基于全部震源的全波形反演方法得到的反演结果与实际Overthrust模型的拟合误差为0.064 64,两者差别不大;但计算用时由740 min减少到291.2 min,即计算效率提高了2.54倍。为了更好地确定方法的有效性,将其应用于Marmousi模型进行试算。模型试算结果表明：基于逐减随机震源和基于全部震源得到的反演结果与实际Marmousi模型的拟合误差分别为0.080 12和0.078 97,相差不大;但计算用时由1 218.9 min减少到274.4 min,计算效率提高了4.44倍。综上,在保证反演精度的情况下,基于逐减随机震源采样法的频率域全波形反演方法大大减少了计算量,具有不可替代的计算优势,并且没有引进随机串扰噪声。     

西藏南部印度-亚洲碰撞带岩石圈:岩石学-地球化学约束

拟以岩石学和地球化学的研究为基础, 结合地球物理与构造地质学的研究成果, 从一个侧面探讨青藏高原岩石圈、特别是印度-亚洲主碰撞带岩石圈结构、组成及今后进一步的研究方向.印度-亚洲主碰撞带具有青藏高原最厚的地壳, 由初生地壳及再循环地壳两类不同性质的地壳构成; 青藏巨厚地壳是由于构造增厚及地幔物质注入(通过岩浆作用) 增厚两种机制形成的.碰撞以来藏南地壳加厚主要发生在约50~25Ma期间.青藏岩石圈地幔在地球化学和岩石学上是不均一的, 至少存在3种地球化学端元: (1) 新特提斯大洋岩石圈端元; (2) 印度陆下岩石圈端元; (3) 新特提斯闭合前青藏原有的岩石圈端元.在青藏高原还发现了一批壳幔深源岩石包体及高压-超高压矿物, 对于认识青藏深部有重要的意义.可以识别出青藏高原现今存在3种岩石圈结构类型: 第1种, 增厚的岩石圈(帕米尔型); 第2种, 减薄的岩石圈(冈底斯型); 第3种, 加厚-减薄-再加厚的岩石圈(羌塘型).这3类岩石圈是否在时间上具有先后顺序, 尚无明确的证据, 需要在今后加以注意.研究表明, 沿冈底斯带后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与新特提斯洋俯冲板片在后碰撞阶段的断离及印度大陆岩石圈向青藏的持续俯冲作用有关, 但西段、中段与东段的动力学机制不相同.在青藏高原北部地区(羌塘、可可西里等地区), 后碰撞钾质-超钾质火山活动, 可能与波状外向扩展式的软流圈上隆引起的减压熔融有关.在高原北缘西昆仑、玉门等地区, 其形成机制可能为大规模走滑断层引起的减压熔融.青藏高原后碰撞火成活动具有明显而有规律的时空迁移.同碰撞的林子宗火山活动在65Ma左右始于冈底斯南部, 标志印度-亚洲大陆碰撞的开始.于45Ma左右火山活动向北迁移到羌塘-“三江”北段, 开始了后碰撞火山活动; 然后自内向外迁移, 即北向可可西里、南向冈底斯(在冈底斯内部又自西向东)、东向西秦岭迁移; 最后(6Ma以来), 再分别向高原的西北、东北、东南三隅迁移.结合已有地球物理资料, 一种可能的解释是它可能暗示由印度和亚洲大陆板块碰撞所诱发的深部物质(如中-下地壳、软流圈地幔物质) 流动.      

中国学者在数学地质学科发展中的成就与贡献

在过去的四十年里, 中国学者在矿产资源定量预测与评价、非线性地质学等领域取得了大量研究成果, 如提出和发展了地质异常定量预测理论、“三联式”数字找矿理论、综合信息成矿预测方法、混沌边缘成矿理论、多重分形矿产预测理论与非线性信息提取和综合技术(如C-A模型和S-A模型、模糊证据权模型)等, 并在矿产勘查、环境和地质灾害预报中得到广泛应用.中国学者对数学地质学科的发展做出了重要贡献, 并在国际数学地球科学协会、重要学术期刊和学术会议上担任重要职务.中国数学地质学科已经形成了一些具有较大学术影响的优势领域和特色方向, 并成为当今国际数学地质研究中心之一.      

岐口凹陷新近系生物-遗迹相及环境解释

岐口凹陷新近系包括明化镇组和馆陶组.通过新近系中的孢粉、介形虫和遗迹组构的系统研究, 识别出孢粉53个属种, 并建立了两个孢粉组合, 分别为Magnastites (粗肋孢) -Ulmus (榆粉) -Taxodiaceae pollenites (杉粉) 组合和Polygonaceae-Chenopodiaceae组合; 发现介形虫12个属种, 介形类以金星介科分子为主, 少数湖花介科分子, 以壳形单一、壳壁薄、表面光滑的类型为主, 表现了典型的非海相淡水介形类面貌; 划分出4种遗迹组构类型, 分别为Scoyenia遗迹组构、Skolithos遗迹组构、Palaeophycus遗迹组构和强扰动组构.在此基础上, 探索了生物与环境的关系, 划分了A、B、C、D、E5种生物-遗迹相带, 分别代表泛滥平原、蓄水注地或泛滥平原小型湖、河道及水下分流河道边部、滨浅湖和前三角洲沉积环境.