深部地热能开发保温管技术研究现状及发展趋势

地热能是一种清洁的可再生能源,用地热能替代高碳能源是减少碳排放的有效途径之一。井下保温管技术是影响地热能开采效率的关键技术之一。本文从保温管的结构、材料、保温材料及制作工艺方面介绍了井下保温管的发展研究现状,指出纳米保温材料与真空油管的融合将是未来的发展趋势,真空纳米保温管是用于深部地热能开采的首选,同时也指出了真空纳米保温管的基础结构因素对保温性能的影响机制是研究的重点,为优化保温管的制作工艺、降本增效提供参考。     

砂土层中盾构掘进实测数据及数值模拟分析

相对于其他土层,盾构在富水砂层中掘进的风险更大,但目前盾构掘进引起砂层变形的机制并不清楚。依托广州某电力隧道项目,选取一典型富水砂性地层断面对盾构隧道施工引起的地层变形进行高频率、近距离的监测,得到以下几点认识可供类似的工程参考：（1）富水环境下,相对于均质砂层,隧道处于粉砂+粗砂地层组合更容易发生渗透破坏。此情况下,粉砂层在承受更大渗透力同时,又受粗砂层强烈补给供水,非常容易被侵蚀甚至掏空。（2）地层均匀损失与局部集中损失引起地层扰动规律有较大的不同。地层均匀损失时由于拱效应没集中局部损失的强,其扰动范围、地表沉降及水平位移均更大。水平位移最大值的位置与地层损失的非均匀化也密切相关。地层均匀损失时,隧道两边最大水平位移发生在隧道高程范围内;但地层非均匀损失（隧道顶部局部塌落）时,发生最大的水平位移的位置会明显上移。（3）渗透力的作用使得地层扰动范围扩大。（4）地层损失率受注浆影响严重,隧道附近大,地表最小,隧道上方土体呈松散化趋势。     

洞穴滴水、石笋中元素及元素比值对气候环境变化响应的研究进展

滴水/石笋元素是除δ18O和δ13C,研究气候环境变化的又一重要代用指标。外界气候环境变化通过改变表层岩溶带和岩溶含水层中的水文环境,甚至洞穴环境,进而影响元素的溶解、运移和沉淀过程,从而使得滴水/石笋中元素表现一定的变化规律。本文通过分析影响洞穴滴水元素及元素比值变化的因素：元素来源、水—岩相互作用和滞留时间、差异性淋滤、先期碳酸盐沉淀及分配系数的基础上,从元素对岩溶区“二元结构”和极端天气/气候事件响应的角度,探讨了滴水/石笋中元素的气候环境指示意义。取得了以下认识：① 强降水带来的冲刷作用和溶解作用,促进土壤和基岩中元素、胶体和天然有机质（NOM：Natural Organic Matter）等物质在短时间内快速溶解和运移,使滴水中元素含量增加;但随着降水增多带来的稀释作用,使得滴水/石笋中Mg,Sr和Ba等元素含量降低,因此,单一元素的解译较为复杂;② 基岩/溶液中元素溶解和沉积的差异,导致元素相对含量的变化,使得元素X/Ca值对外界环境的响应具有一致性,尤其是Mg/Ca和Sr/Ca值：在干旱条件下,降水减少导致方解石先期沉积（PCP：Prior Calcite precipitation）作用增强,使Mg/Ca和Sr/Ca值增大。但目前存在着一些问题：① Mg/Ca和Sr/Ca值变化对强降水事件的响应并不明显,可能与新、老水混合及元素溶解过程中的溶解比例差别不大有关;② 多源、多期混合水源会导致洞穴滴水元素对极端事件响应减弱;③ Mg/Ca和Sr/Ca的变化为解释δ18O的“雨量效应”及“源效应”提供了见解,但元素变化能否反映季风强度的变化,仍有待进一步的研究。基于以上认识,笔者提出开展更加系统的大气—土壤—包气带—洞穴的监测;开展更高分辨率、更长时间尺度的洞穴监测;开展多区域、多洞穴系统对比研究来更加深入地开展洞穴石笋元素研究。     

The rapidly shrinking cryopshere in the past decade：an interpretation of cryospheric changes from IPCC WGI Sixth Assessment Report北大核心CSCD

The Working Group I report of the Sixth Assessment Report（AR6）of the Intergovernmental Panel on Climate Change（IPCC）was released in August 2021. Base on updated and expanding data, AR6 presented the improved assessment of past changes and processes of cryosphere. AR6 also predicted the future changes us⁃ ing the models in CMIP6. The components of cryosphere were rapid shrinking under climate warming in the last decade. There were decreasing trends in Arctic sea-ice area and thickness. Sea-ice loss was significant. The Greenland Ice Sheet, the Antarctic Ice Sheet and all glaciers lost more mass than in any other decade. Global warming over the last decades had led to widespread permafrost warming, active layer thickness increasing and subsea permafrost extent reducing. Snow cover extent in the Northern Hemisphere also decreased significantly. However, the variations of snow depth and snow water equivalent showed great spatial heterogeneity. The rapid shrinking of the cryosphere accelerated the global mean sea level rise. The impact of human activities on cryo⁃ sphere will become more significant in the future. The Arctic sea-ice area will decrease, and the Arctic Ocean will likely become practically sea ice-free. The Greenland Ice Sheet, the Antarctic Ice Sheet and glaciers will continue to lose mass throughout this century. Permafrost and Northern Hemisphere snow cover extent will con⁃ tinue to decrease as global climate continues to warm. In addition, there are still uncertainties in the prediction of cryosphere due to the absence of observations, the poor sensitivity of models to the components and processes of cryosphere, and the inexplicit represent of the mechanism of light-absorbing impurities. More attentions should be paid on these issues in the future. © 2022 Science Press (China). All rights reserved.     

μ-XRF技术在黄龙铺钼(铀)矿床铀矿物学研究中的应用

东秦岭碳酸岩型钼成矿带是全球最大的钼成矿带。该带内的黄龙铺矿床是中国最早发现的碳酸岩型钼矿床之一。最近的野外地质调查发现,部分钼矿石具有较高的放射性异常,但其放射性元素的赋存形式和矿物学特征尚不明确。本文借助聚毛细管微束X射线荧光光谱分析(μ-XRF)分析速度快、原位无损、高灵敏度的分析优势,快速查明铀矿物的空间位置,再结合扫描电镜分析(SEM)和X射线能谱分析(EDS),确定铀矿物的种类及其次生变化。研究表明:黄龙铺矿床高放射性矿石中主要的铀矿物为钛铀矿、铌钛铀矿和晶质铀矿,它们与方解石、长石、黄铁矿、辉钼矿和黄铜矿呈共生关系。矿石中铀矿物后期均遭受氧化性流体改造,发生了明显的蚀变,钛铀矿蚀变之后转变为含Nb的钛铁氧化物,铌钛铀矿和晶质铀矿蚀变后矿物内部形成大量空洞,流体来源可能为大气降水。背散射电子(BSE)图像上灰度差异明显,暗示着矿物中元素分布的不均一性。     

江西武功山花岗岩地貌特征与成因

江西武功山花岗岩穹窿构造地貌景观类型具有多样性、典型性,具有极高的美学价值、科学价值和旅游开发价值。武功山花岗岩地貌类型可划分为花岗岩风化壳高山草甸、花岗岩侵蚀构造地貌、花岗岩流水侵蚀地貌和花岗岩崩塌堆积地貌等,而且每一类型又有多种微地貌景观,具有显著的集聚性特征,主要集中在金顶、明月山和羊狮幕地区,空间上可分为4个梯度,分别为中心高山草甸带、中心边缘构造侵蚀地貌区、外围峡谷、孤峰、瀑布、温泉区、武功山主山体前缘区。花岗岩穹窿构造核部及外缘区域的花岗岩地貌发育模式和发育阶段具有明显差异,反映了武功山不同山体单元多期差异性隆升后,在亚热带气候环境下,流水溯源侵蚀、构造、岩体性质等内外营力对原始地貌面的差异性作用过程。本研究不仅可为花岗岩穹窿构造地貌景观空间展布规律和地貌特征的研究提供有效借鉴,而且可为武功山地区地学科普、地质遗迹保护等提供支撑。     

四川峨边县玄武岩矿综合开发利用探讨

大量研究证明,玄武岩附加价值极高,只进行简单的破碎用作路基的垫石或混凝土骨料,则会造成矿产资源价值大打折扣,因此需寻求更科学的矿产资源综合利用方案（张凯军等,2021）。采取野外露头调查、钻探工程及采样测试分析等手段,在四川峨边地区发现了峨眉山玄武岩组（P2e）上部的致密块状玄武岩符合拉丝玄武岩原料要求,其矿石组构、化学成分范围和酸度系数及黏度系数等评价指标符合部分企业纤维用玄武岩的工业指标要求。     

华南鹰扬关构造带的大地构造属性与构造演化过程：基于构造解析的认识

北北东向鹰扬关构造带位于华南板块西南部,其大地构造属性尚存在蛇绿混杂岩、裂谷带与陆内构造变形带之争。笔者等在物质组成与年代学综述的基础之上开展了详细的构造解析,厘定了鹰扬关构造带的大地构造属性和构造演化过程。鹰扬关构造带主体由新元古代中—晚期岛弧型安山岩和玄武岩、裂谷型双峰式火山岩、盖帽碳酸盐岩与泥砂岩等物质组成。不同时代和不同岩性的混杂是新元古代晚期裂谷和伸展构造背景下重力作用的产物。新元古代沉积混杂岩在显生宙经历了广西期、印支晚期与燕山期造山作用的叠加,导致了不同岩块之间往往呈断层接触。广西期（450~415 Ma）造山作用使新元古代沉积混杂岩发育近E—W向紧闭褶皱和逆断层并被花岗岩侵位。印支晚期（227~220 Ma）造山作用导致NNE向鹰扬关构造带的形成,表现为NNE—SSW向褶皱、逆断层与左旋韧性剪切带。燕山期造山作用使鹰扬关构造带中NNE—SSW向断裂发生构造活化,强烈的正断作用和右行走滑控制了白垩纪上叠盆地的发育。综合物质组成、年代学和构造解析证据,鹰扬关构造带不是新元古代或早古生代蛇绿混杂岩,而是印支晚期陆内构造变形带,不具有板块缝合带的大地构造属性。     

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段重力流砂体构型及其主控因素

鄂尔多斯盆地陇东地区长7段重力流砂体规模巨大、油气资源丰富,但不同层系不同地区砂体的形态、规模及叠置关系差异巨大,砂体构型特征及发育规律认识程度低,制约了其油气滚动勘探和开发效率。在岩心观察基础上,基于单井砂体构型界面识别和区域性连井砂体对比,结合砂体沉积微相类型开展了砂体构型划分和发育特征研究。研究认为陇东地区长7段重力流砂体规模较大,主要发育西南物源体系,其次为东北物源。发育典型的重力流水道—湖底扇沉积,可细分为侵蚀型水道、过渡型水道、沉积型水道、溢岸、沟道化朵叶体、板状朵叶体和浊积席状砂7种沉积微相。自三角洲前缘斜坡至深湖沉积中心,除砂体形态从条带状向扇形转换外,砂体规模、垂向叠置关系、横向迁移方式等构型特征亦呈现规律性变化,平面上呈现良好的分带性。在靠近三角洲前缘斜坡的近岸半深湖区,单砂体厚度小,呈孤立条带状分布,叠置关系以薄互层或单层型为主;向盆地内部,单砂体厚度增大,横向连通性增强,砂体叠置导致垂向连通性增强,逐渐向连续叠加型转化;靠近沉积中心地区,单砂体厚度略有减小,但横向连通性显著增强,连片性明显,呈间隔叠加型。综合分析认为,该区重力流砂体构型受控于重力流沉积微相、基准面旋回变化以及物源供给速率。     

江南造山带西南段宰便辉绿岩年代学、地球化学及其构造意义SCIEI北大核心CSCD

宰便地区位于江南造山带西南段,发育有一系列新元古代镁铁质-超镁铁质火成岩。然而,其成因与构造背景仍存在广泛争议。因此,本文选择江南造山带西南段宰便辉绿岩为研究对象,系统开展岩石学、地球化学、Nd-Hf同位素和锆石U-Pb年代学研究。研究结果表明,辉绿岩具有高Mg^(#)(50~69)、高Al_(2)O_(3)(13.94%~18.63%)、低钾(0.03%~0.33%)、低磷(0.04%~0.28%)特征,显示为低钾拉斑系列岩石特点。同时,岩石整体相对富集Th、U等大离子亲石元素,亏损Nb和Y等高场强元素,Eu具有微弱负异常特征。辉绿岩的Nb/Ta、Zr/Nb比值揭示了母岩浆在岩浆侵位过程中未发生地壳混染。3件样品的锆石U-Pb年龄分别为820.7±3.0Ma、821.1±9.2Ma和823.1±9.5Ma,表明岩浆侵位时代为新元古代早期。锆石ε_(Hf)(t)值介于-13.6~7.7之间,Hf的t_(DM2)值介于1214~2547Ma之间,结合全岩地球化学特征,揭示其原始岩浆可能源于富集地幔,并伴有一定的亏损地幔参与。综合前人和本次研究的地质、地球化学和年代学数据,本文认为江南造山带西南段宰便地区在新元古代早期处于板内构造环境。