花岗岩巷道岩爆过程红外辐射时空演化特征室内模拟试验研究

通过含孔花岗岩的双向加载试验模拟巷道岩爆过程,以红外热像仪为观测手段,利用红外热像和最低红外辐射温度作为监测指标,研究岩爆过程中的红外辐射温度时空演化特征。结果表明：岩爆过程红外辐射时空演化特征与岩爆孕育、发生过程具有良好的同步性。岩爆发生前红外热像上出现低温嵌套于高温条带间的温度场,其在空间上的延伸扩展则是岩爆孕育和发展过程在温度场中的反映,其出现的位置对应着岩爆发生的区域。最低红外辐射温度呈现出上升-短暂下降-上升-下降4个阶段性特征,岩爆发生前最低红外辐射温度出现3个突变转折点。试验结果对于巷道岩爆灾害的时空预测具有一定的理论意义。     

花岗岩破裂过程声发射关键信号时频特征试验研究

开展花岗岩单轴压缩试验,利用决策树模型,构建岩石破裂过程关键声发射信号的提取方法,并通过选取特征参数将提取的关键信号分类,分析各类关键声发射信号的时频参数特征,进一步探讨各类信号所对应的岩石破裂机制。研究结果表明,基于决策树模型建立的岩石破裂关键声发射信号提取方法,能够有效提取岩石破裂过程中影响整体结构稳定性的关键破裂事件对应的声发射信号,准确率在90%以上。根据关键信号特征提取规则将信号分成A、B、C、D 4类,A类信号对应岩石在宏观破裂时产生的开裂、扩展型破裂;B类信号为岩石临近破裂与峰后阶段出现的大量小尺度开裂、扩展型破裂;C类信号对应岩石宏观破裂前产生的剪切滑移型破裂;D类信号对应岩石整体破坏后产生的小尺度张剪复合型破裂。     

哈尔滨沙尘沉降物物源敏感粒度组分的提取及来源分析

采用粒级-标准偏差算法对哈尔滨2006年3月10日沙尘沉降物进行了物源区敏感粒度组分的提取,获得各来源组分的粒级范围和含量,并进一步分析了不同粒级成因组分的来源.研究认为:1)19.2 μm是哈尔滨2006年沙尘天气颗粒短期悬浮和长期悬浮之界限,而152.4 μm是沙尘颗粒悬浮搬运的粒径上限.2)20 μm作为粉尘物质短期悬浮颗粒与长期悬浮颗粒之界限具有普遍性,而悬浮载荷的粒径上限则与一定的风力条件和地表状况密切相关.3)沙尘沉降物包含4个物源区组分,粒径范围分别为:<1 μm(组分1)、1～19.2 μm(组分2)、19.2～152.4 μm(组分3)和>152.4 μm(组分4).前2个组分属长期悬浮组分,其中组分1代表大气粉尘的本底值;组分2代表非本地源的远距离外源输入,可能与高空气流的搬运有关,包括甘肃和内蒙古在内的半干旱地区为哈尔滨沙尘提供了一定量的粉尘物质;组分3为短期悬浮组分,主要是区域内部沙尘天气产生,松散地表裸土是该组分的重要物源;组分4为跳跃或滚动组分,源于近源物质堆积,是就地起沙.4)哈尔滨2006年沙尘天气外源输入约占63.8%,近源和内源输入占36.2%.松散地表裸土的治理仍是哈尔滨防治沙尘天气的工作重点.     

西南汞矿区水稻富集甲基汞机理研究

甲基汞很强的亲脂性和高神经毒性会给生物体造成严重的毒害.水生系统食物链中,甲基汞表现出极强的生物富集和放大效应,凶此传统认为以鱼类为主的水产品是人类吸收甲基汞的主要途径.然而最近对贵州万山、务川汞矿区的调查却发现,汞矿区稻米(可食用部分)中甲基汞含量已经远远超过国家食品中汞限量卫生标准(≤0.02 mg/kg,总汞),说明汞矿开采区稻米具有很强的甲基汞积累能力,但稻米富集甲基汞的机制尚小清楚.     

南沙群岛道明群礁库归沙洲脊槽地貌定量研究

脊槽地貌（Spur and Groove）是现代珊瑚礁礁坪和礁前的典型地貌,其发育特征是揭示珊瑚礁形成与演化过程的重要基础,目前有关环礁各地貌带脊槽地貌形态及成因的研究仍较为薄弱。南海南沙群岛岛礁脊槽地貌发育,是进行相关研究的理想区域。本文以南沙群岛北部道明群礁东北库归沙洲的典型脊槽地貌为研究对象,基于多波束测深数据,借助小波分析和过零点分析等方法,对环礁脊槽地貌形态参数进行定量研究。结果表明：库归沙洲各地貌带脊槽发育平均起始水深为15~16 m,主要为深水脊槽,最大起始水深相差较大（达8 m）,而终止水深相似（平均为16 m左右）。脊槽高差在礁前斜坡和内礁坪为2.15 m左右,在潟湖坡为1.24 m;平均槽宽在礁前斜坡为47.30 m,在潟湖坡达54.92 m。因此,在礁前斜坡脊槽发育相对密集且高差大,潟湖坡脊槽发育相对稀疏且高差小。从礁前斜坡至潟湖坡,脊槽边坡坡度逐渐增大,由“V”型脊槽向“U”型脊槽过渡,槽谷由左倾逐渐转化为右倾。同时,在内礁坪和潟湖坡多发育次一级脊槽,“V”型和“U”型共存。与全球代表性珊瑚礁脊槽形态的对比分析表明：南海地区各环礁多发育深水脊槽,其槽宽和延伸长度的关系部分符合波浪侵蚀作用主控的“V”型脊槽的拟合直线,部分符合生物建造作用主控的“U”型脊槽的拟合直线,表明其可能受上述两个作用共同控制,不同地貌带两者相对强弱不同。同时,频繁的热带风暴的破坏作用可能也是一个要因。     

中国东部沙漠/沙地全新世地层序列及其古环境

通过对比中国东部沙漠/沙地典型地层序列的年代和古环境代用指标,文章揭示了中国东部沙漠-沙地全新世以来的地表环境变化特征及其对古气候变化的响应.风沙-古土壤沉积序列中一系列的古环境代用指标和光释光测年数据显示:(1)库布齐沙漠大规模现代沙丘景观形成于全新世时期;并在4~2ka期间普遍发育古土壤,指示了该时段区域降水量或有效湿度增加并促进了植被生长,风沙活动减弱,进而导致有机质累积、土壤发育;最近2ka沙丘大规模的扩张除了受自然因素影响,还与人类活动密不可分,丰富的沙源和人类活动共同促成了该沙漠现代景观的形成.(2)浑善达克沙地现代沙丘景观可能形成于12ka左右,而在此之前浑善达克沙地西部应是一个大湖;在9.6~3ka期间,浑善达克沙地比现代明显湿润,普遍发育古土壤,然而风沙活动并未完全停止;全新世湿润期在该沙地可能具有穿时性,沙地东部气候条件的转好早于西部.(3)呼伦贝尔沙地的古土壤早在14.5ka便开始发育,可能一直延续到最近2ka.中国东部各个沙地的古土壤发育具有高度的空间异质性,甚至各个沙地内部不同地点的古土壤发育时间也不一致,但是总体上中全新世(尤其是在7.5~3.5ka)各个沙地趋于固定,风沙活动强度显著减弱.近十年来中国东部沙地的古环境记录数量迅速增长,但是已经发表的数据数量与中国东部沙地广大的空间范围仍然不匹配,要全面理解中国北方风沙活动与气候变化的关系还需对更多的风沙沉积剖面进行深入研究.