基于有限差分原理的预应力锚索抗滑桩改进计算方法

针对现有预应力锚索抗滑桩计算模型及其相应计算理论存在的问题,基于有限差分法的原理,提出了改进的锚索桩计算模型并进行了详细的理论推导。根据实际的施工和受力过程,该模型包括预应力施加和滑坡推力作用两个阶段,通过滑坡推力分布形式的改进和桩锚协调变形方程的修正来真实反映预应力锚索抗滑桩的主动式受力特点。同时利用Matlab编制成相应的计算程序进行算例验证,并同目前普遍采用的计算理论进行对比分析。结果表明,该改进计算方法及其相应的计算程序充分考虑了预应力施加这一锚索桩特有的过程所带来的影响,且在计算中不必将锚索拉力等效为在桩顶处施加的剪力和弯矩。另外还可对桩前滑面以上存在任意厚度滑体和任意复杂地基条件的情况进行合理地设计计算,相对于目前已有的计算理论,该改进方法更加合理、可靠。     

柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组咸化湖相泥页岩储集层特征

中国已获得湖相页岩气勘探开发的重要突破,但对于咸化湖盆环境泥页岩储集层特征的研究较少。作者对柴达木盆地西部地区古近系下干柴沟组湖相泥页岩储集层开展有机地化、岩矿组成、储集层孔隙结构等特征的研究。(1)研究区泥页岩有机质丰度在0.12％～1.35％之间,具有强烈的非均质性,有机质类型以Ⅱ型为主,氯仿沥青“A”含量较高。(2)泥页岩中碳酸盐岩矿物含量最高,平均27.8％,黏土矿物和石英含量次之,有38.2％的样品检测出硬石膏,反映典型的咸化环境特征。(3)扫描电镜观察有机质孔隙发育较少,形状不规则且孔径较大,粒(晶)间孔隙直径多以微米级为主,微裂缝宽多小于1μm;低温气体吸附测试显示,中孔提供了主要的孔比表面积和孔隙体积,氯仿沥青“A”的存在对样品孔隙结构产生影响。(4)研究区泥页岩储集层中黏土矿物含量低而脆性矿物含量高,与北美页岩气产层及四川盆地龙马溪组页岩储集层岩矿特征类似,易于产生裂缝,有利于页岩气的后期开采。     

砂岩侵入体系模拟及形成机理分析

砂岩侵入体系是一种普遍的地质现象,近些年来越来越受到地学界的重视,但对其形成机理探讨较少。作者及研究团队通过设计一套室内模拟实验装置,来简化模拟3层地层结构中砂岩侵入体系的形成和演化过程。在之前模拟实验(实验变量为顶层沉积物的厚度、进水管的结构)结果的基础上,进一步考察了地形坡度对实验结果的影响,并对砂岩侵入体系的形成机理进行了分析。实验过程中,共观察到7种不同形态不同样式的管道,并对实验过程中压力变化进行了测试。对实验结果分析认为:盖层厚度越大,压力下降的速度越慢,越不利于压力的释放;随着实验的继续进行,砂岩侵入体最终会转化为砂岩喷出体并喷出地表;不稳定的地形有利于触发疏松沉积物发生变形。实验表明,超压是砂岩侵入体发生的最重要条件之一, 沉积盆地中的压实不均衡和生烃作用是可独立产生大规模超压的2种主要机制。     

Decoding Neoarchaean to Palaeoproterozoic tectonothermal events in the Rangnim Massif,North Korea: regional correlation and broader implications

Any knowledge about Archaean to Palaeoproterozoic magmatic and metamorphic events in North Korea has the potential to make a significant difference to our understanding of the early tectonic configuration and evolution of East Asia. This zircon U–Pb dating and Hf isotopic study documents multiple Neoarchaean to Palaeoproterozoic tectonothermal events from the meta-igneous complex in the Machollyong ‘Group’ of the Rangnim Massif. Two tonalitic-trondjemitic gneiss samples record a crystallization age of meta-igneous protoliths at ca. 2.56 Ga and multiple migmatization and metamorphism from 2.52 to 1.85 Ga. A meta-dolerite sample yields a magmatic emplacement age of ca. 1.83 Ga. In situ zircon Hf isotopic data indicate that most zircons from the gneiss samples have ε_Hf(t) values from –16.9 to + 3.1 and crustal model ages from 2.84 to 3.73 Ga, whereas magmatic zircons from the meta-dolerite dike record ε_Hf(t) values from –5.2 to + 5.2 and model ages of 2.05–2.44 Ga. The first-recognized Neoarchaean tonalitic-trondjemitic migmatite complex in the Rangnim Massif, together with previously identified tonalitic-trondhjemitic-granodioritic (TTG) rocks in the Rimjingang Belt and the coeval counterparts in western Gyeonggi massif, represents the oldest crustal nuclei in the Korean Peninsula. The multiple tectonothermal events in this study present reliable evidence not only for attesting to consanguinity of the basement between the Korean Peninsula and the North China Craton but also for defining the influence scope of the late Palaeoproterozoic orogeny in the Korean Peninsula.     

Petrogenesis and geodynamic setting of the Triassic granitoid plutons in West Qinling,China: insights from LA-ICP-MS zircon U–Pb ages,Lu–Hf isotope signatures and geochemical characteristics of the Zhongchuan pluton

West Qinling is one of the most important parts of the Qinling orogenic belt and includes acidic–intermediate plutons and many types of ore deposits. In this article, we collected geochemical and geochronological data for the Triassic granitoid plutons of West Qinling and found that nearly all plutons share the similar features with the Zhongchuan pluton. We present new laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) zircon U–Pb ages, major and trace element geochemistry, and zircon Hf isotope systematics for the granites of the Zhongchuan pluton to elucidate the evolution of granitoid plutons in West Qinling during the Triassic. LA-ICP-MS zircon U–Pb dating indicates that the Xujiaba and Guandigou units formed at 220.1 ± 1.2 and 215.9 ± 0.85 Ma, respectively, reflecting the time of the Late Triassic. The rocks of the Zhongchuan pluton are metaluminous to weakly peraluminous and have a high-K calc-alkaline to shoshonite series with high SiO₂ (63.59–76.22%) and low P₂O₅ (0–0.2%) concentrations, a high K₂O/Na₂O ratio (1.18–17.92), a high differentiation index (78.45–93.04) and a medium A/CNK ratio (0.98–1.69). The zircon Hf isotope dating indicates that the Xujiaba and Guandigou units have an inhomogeneous ε_Hf(t) (?4.425 to 1.067 for Xujiaba and ?4.920 to 2.042 for Guandigou) and two-stage Hf model ages (1123–1531 Ma for Xujiaba and 1115–2342 Ma for Guandigou). The geochemical and isotopic data imply that the granites of each unit share the same origin. They probably derived from the partial melt of metagreywackes and then mixed with the mantle-derived magma. Based on the regional geological history, petrographic characteristics and new geochemical and isotopic data of the Zhongchuan pluton, we suggest that the Triassic magma was derived from the partial melts of metagreywackes and was influenced by the mantle-derived melt during the collision of the Yangtze and Qinling plates.     

三维成矿预测多源地学空间数据库建设——以宁芜盆地钟姑矿田为例

大数据是海量、高增长率和多样化的信息资产,是未来找矿靶区预测的不可或缺的技术。大数据-三维成矿预测研究面临机遇与挑战,其涉及的地学大数据除了数据来源众多、比例尺不同、数据量大、非结构化管理、时效性强、空间数据与非空间数据协同管理等复杂特点外,还必须具有适应进行三维建模及空间分析的数据结构。本文分析了地学空间大数据的特点,对多源地学综合信息的管理需求进行研究,参考国家及行业标准,建立了可满足三维成矿预测需求的多源地学空间数据库模型,并依据实际划分为勘查控制钻孔地质数据库、空间属性数据库和地球物理数据库,各数据库可在多源地学空间索引库的支持下协同工作。本文以大数据应用的典型实例--钟姑矿田作为研究对象,系统收集了矿田内勘查成果资料,建立了钟姑矿田多源地学空间数据库,并在此基础上进行了控矿要素的有效提取,可进一步支持三维成矿预测。研究结果表明,本文提出的多源地学空间数据库可有效管理地学空间大数据,是大数据-三维成矿预测的重要解决方案,是进行三维成矿预测的重要数据支持。     

库车前陆冲断带西部却勒盐推覆体变形特征分析

库车前陆冲断带西部发育中国最好的地表盐构造,可作为盐构造研究的天然实验室。前人对本区盐构造的研究主要集中于地下,包括地下盐构造样式的识别、地下盐构造分段性研究及盐构造形成机制研究等,而对于地表盐构造的研究相对较少。文章在前人研究的基础上,通过详细的野外填图,并辅以地震解释、遥感解译等方法,对库车前陆冲断带西部却勒盐推覆体变形特征进行分析,认为却勒盐推覆体的发育受控于却勒逆冲断层,库姆格列木群盐岩随逆冲断层出露地表。盐推覆体在东西向上构造差异较大,具有明显的分段性,在推覆体的中、西部,推覆体上盘地层发育齐全,盐岩仅沿推覆体逆冲前缘出露地表,属于典型的露趾增生型盐席;而在推覆体东部的察尔汗盐席处,盐上地层被剥蚀,盐岩出露地表后在重力的驱动下向周缘流动,属于溢流增生型盐席。察尔汗盐席受地表径流和降水作用影响明显,发育大量溶洞和盐山构造,并以"脉动流"的形式向前增生。盐内能干层的变形特征是反映盐岩流动性强弱的指标,盐推覆体东部察尔汗盐席盐内能干层变形样式更复杂,盐岩的流变性更强。缺少厚层顶板的限制和受降水及地表径流的充分影响是察尔汗盐席盐岩流变性较强的原因。     

羌塘盆地石炭—二叠系烃源岩地球化学特征讨论

长期以来,羌塘盆地烃源岩的研究一直限于中生代地层,而对其古生代地层生烃能力一直缺乏系统研究。针对这一问题,本文选择羌塘盆地石炭—二叠系8条剖面的暗色泥岩及碳酸盐岩样品,对其从有机质丰度、有机质类型和热演化程度等方面进行了有机地球化学特征的分析。研究发现,石炭—二叠系可能烃源岩类型包括泥岩和碳酸盐岩两种,其分布总体上受沉积相的控制,碳酸盐岩烃源岩可能为局限台地相发育的泥晶灰岩,而泥质烃源岩主要为三角洲及斜坡相发育的暗色泥岩及凝灰质泥岩。石炭—二叠纪泥岩有机碳含量较高,具有较好生烃能力,大多达到烃源岩标准,尤其是刻莫石炭系剖面及贡日二叠系剖面,大多为中等—好烃源岩。碳酸盐岩有机碳含量总体比较低,为非烃源岩。石炭—二叠系碳酸盐岩烃源岩有机质类型为Ⅱ1型,泥质烃源岩有机质类型主要为Ⅱ2-Ⅲ型。石炭—二叠系烃源岩热演化程度总体较高,除盆地东部刻莫石炭系剖面处在成熟阶段外,大都处在高成熟—过成熟阶段,非常有利于天然气的生成,具备良好的天然气勘探前景。     

细颗粒沉积物分布区地下水源热泵抽灌井施工工艺探讨

郑州市广泛分布着第四系松散堆积物,其特点是颗粒细,厚度大,含水介质主要为细颗粒的砂层。由于地下水富水性好,目前郑州市浅层地温能开发利用主要以地下水地源热泵工程为主。传统正循环泥浆钻探工艺施工的地温空调井,普遍存在洗井困难、涌水量和回灌量偏小的问题,在很大程度上限制了地下水地源热泵工程的推广使用。针对这一问题,本次采用泵吸反循环工艺施工地温空调井。施工过程及试验数据对比分析表明,在细颗粒松散沉积物分布区,采用泵吸反循环钻探工艺施工地温空调井,对提高施工进度、增大出水量和回灌量等方面具有显著优势,可以为类似地区地温空调井的施工提供借鉴。