汉中盆地发育机制及构造演化研究

正汉中盆地是一个北东东—近东西向展布的晚新生代盆地,盆地位于秦岭山脉南缘、青川断裂尾端,西起勉县,东至洋县,长100 km,宽近30 km。汉中以西,北东向梁山隆起自西南延入盆地,将盆地西部分为梁山南、北两个断陷。汉中盆地呈西宽东窄的楔形,盆地第四系厚度达700~1000 m,呈现出明显的东西差异。青川断裂自西南向东北延入盆地,构成盆地西侧边界,秦岭为盆地北侧的屏障,汉中盆地北缘断裂、南缘断裂为盆地的控盆断裂,二者在盆地东侧交汇,盆地逐渐尖灭。论文通过汉中盆地内部各级地貌面的影像解译及野外调查,对汉中盆地内部的地貌类型     

太行山麻棚地区高Ba-Sr花岗质侵入岩的地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

华北克拉通经历了长期而复杂的地质过程,中生代时期在太行山地区构造岩浆活动强烈,形成了一系列中酸性岩体。麻棚岩体位于太行山北段,侵位于新太古代片麻岩和表壳岩中,由中心向边缘分别出露似斑状二长花岗岩、花岗闪长岩和石英闪长岩。前人已经对麻棚岩体进行过岩石学、岩石化学、岩体成因类型和年代学等多方面的研究,其花岗岩类型仍存有争议。本文对麻棚岩体进行了系统的岩石地球化学、锆石SHRIMP U-Pb同位素年代学分析和Lu-Hf同位素组成研究,进一步探讨了麻棚岩体的地球化学类型、形成时代和岩浆源区性质。岩石地球化学特征表明麻棚岩体具有较高的SiO₂、Na₂O+K₂O、Ba、Sr、LREE含量和K₂O/Na₂O值,较低的Al₂O₃、MgO、Rb、Nb、Ta、Th、U、Y、HREE含量和Mg^#值,无明显的Eu异常,明显亏损Nb、Ta、P、Ti等高场强元素,属于高Ba-Sr花岗岩。新获得的3个不同相带岩石的锆石SHRIMP U-Pb同位素²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为129.4±1.4、131.2±2.2和129.5±1.3 Ma,且具有相似主量元素组成及稀土和微量元素分布模式,反映了麻棚岩体为同一期岩浆活动产物。Lu-Hf同位素测试分析数据计算获得麻棚岩体岩浆锆石的εHf(t)值为-27.00～-15.44,二阶段模式年龄t_DM2为2 358～1 765 Ma。麻棚岩体是前寒武纪变质基底部分熔融形成的岩浆与幔源岩浆混合作用的结果。     

龙门山前山断裂南段强震崩塌与1327年天全地震

具有强震孕育能力的龙门山前山断裂南段附近地区的强震事件仅有以史料记载的1327年天全地震和仪器记载的1970年大邑6.2级、2013年芦山7.0级地震,这些地震均引发大量的崩塌、滑坡。调查对比发现,沿龙门山断裂南段大川-双石断裂沿线的典型地段分布的历史地震崩塌范围和运移距离都大于芦山地震所触发的崩塌,崩塌的方量和粒径表现为南西往北东逐步减少、减小的趋势。崩塌调查、崩塌体埋藏物和表生地衣相对年代学测试结果、史料记载与震例对比和地震有感半径与震级经验公式计算综合表明,1327年天全地震引起的地面震动大于芦山地震,是天全县“大岩崩”地名和双石镇“晒经书”景观形成的主要原因,1327年天全地震的震中可能位于龙门山断裂南段大川-双石断裂附近的天全响水溪一带,震中烈度≥Ⅸ度,震级≥7.0。     

太行山南段安林地区侵入岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

太行山南段安林地区中生代侵入岩LA- ICP- MS锆石U- Pb测年表明侵入岩形成于129. 1±1. 0~129. 7±1. 1 Ma,属于早白垩世,与太行山其他地区乃至整个华北地区侵入杂岩体具有相近的形成年代,表明在晚中生代太行山地区与华北地区经历了相同的地球动力学背景和构造环境,即南太行山地区处于华北克拉通岩石圈减薄范围之内。安林地区中生代侵入岩轻稀土总量（LREE平均为113. 71×10-6）明显高于重稀土总量（HREE平均为11. 97×10-6）,具有相对明显的富集轻稀土元素的右倾型配分形式、Eu的弱正异常及大离子亲石元素相对富集的特征,且具有Sr、Ba含量高、Sr/Y、（La/Yb）N比值高的特征,表明壳幔岩浆混合是太行山南段安林地区中生代岩浆作用的主要成因机制。     

地下水监测工程承压-自流监测井密封技术

针对地下水监测工程施工中面临的承压-自流监测井密封、监测、取样、洗井等紧迫难题,研发了承压-自流监测井密封技术。该技术是在监测井管口安装一个具有多个功能组件的密封不锈钢盖板来实现自流监测井长期监测的各项需求。本文介绍了承压-自流监测井密封技术原理、系统组成和安装流程及方法。通过山西忻州市地下水监测井现场示范及其他地区50余口井的工程应用,证实该技术可有效解决自流监测井井口密封、水样采集、洗井清淤和维护探头等一系列问题,具有密封效果好、不污染水质、操作便捷和成本低等优点,可实现不同特征自流监测井地下水数据长期自动采集与传输,并可为类似井的封孔工作提供解决思路。     

区域构造应力场分析在确定地震破裂方向中的应用——1605年地震地震破裂方向质疑

1605年7月13 日(明万历三十三年五月二十八日)在海南琼山发生了一次71/2级大地震,震中烈度为Ⅹ度.地震在琼州海峡两岸,特别是在海南岛的北部地区造成了严重的破坏.经前人的研究,该震已有极震区不同方向的3个等震线,一是Ⅹ和Ⅸ度等震线为近东西向(1995年中国强震目录);一是陈恩民(1979)给出的Ⅺ、Ⅹ、Ⅸ度的等震线呈近东西和北北西相交的丁字形分布;另一个是丁原章给出北北西向的极震区.关于1605年地震的上述3个等震线,哪一个更能反映该地震震源破裂方向仍存在争论.     

基于修正D-S证据理论的锚杆承载力预测方法研究

锚杆极限承载力的准确预测是承载力预测中最重要的部分。传统的方法经常借助于拉拔试验中锚杆系统处于弹塑性阶段的试验数据进行预测,但实际上弹性和弹塑性阶段区分得不太明显,且实际锚杆荷载-位移（P-S）曲线形状多种多样,故使用单一预测模型不能够对锚杆极限承载力破坏值进行准确预测。针对预测锚杆极限承载力破坏值属于不确定问题,引入组合模型思想,借助被广泛使用在多传感器信息融合中的Dempster-Shafer(简称D-S)证据理论融合算法来建立组合预测模型。该方法是将互不相容的基本命题（假定）组成的完备集合表示对某一问题的所有可能答案,并为各命题分配信任程度,使用D-S合并规则计算同一命题下各个证据体共同作用产生的反映融合信息的新证据体的信任程度,分析各命题产生新证据体的信任程度来确定“不确定问题”的答案。通过减少弹性阶段数据使每个参加组合的预测模型产生多个预测值,将每个预测值都视为一个证据体,在同一鉴别框架下,把同类型、不同特征的证据体按照D-S合并规则合并成一个新的证据体,再根据决策规则得到最终的判定结果。将D-S方法与直接求取算术平均值的方法进行对比,结果表明：使用D-S方法得到的预测值较准确;由于预测值受给定初值影响较大,故对原有预测方法进行修正,修正后预测方法的预测效果更好,预测精度更高,适用范围更广。该研究成果可用于矿山、地下工程等施工过程,以及后续质量检测、稳定性评价、岩体强度预测等方面。     

轻便机动惯性泵在CMT监测井采样中的应用研究

针对CMT监测井监测通道内径小引起的采样困难的问题,研究了一种新型的轻便机动惯性泵,并对轻便机动惯性泵的可靠性进行了分析,对电机转速、采样深度、通道内径和采样管规格对采样速度的影响进行了试验研究,为后续轻便机动惯性泵的改造奠定了基础,为小口径监测井采样提供了借鉴。     

CMT技术在地下水多层监测中的应用研究

随着地下水监测技术的不断完善和发展,单孔多层监测井技术广泛应用于地下水监测工作。CMT监测井就是其中的一种,该技术采用了新型成井结构方式,能够实现单井监测多层地下水,分层采集水样进行水质分析,有一井替代多井监测的特点,能够降低建井及监测成本,提高监测效率。利用CMT多层监测技术,在黑河中游进行地下水多层监测,根据实际监测数据进行水文地质分析,验证了CMT技术在地下水多层监测中的实用性和有效性。     

甘孜-玉树断裂东南段晚第四纪活动特征及古地震破裂行为

甘孜-玉树断裂是1条全新世强烈活动的左旋走滑断裂带,与鲜水河断裂共同构成了巴颜喀拉地块和羌塘地块、川滇菱形地块的边界断裂,研究其晚第四纪活动特征及大地震复发行为是认识甘孜-玉树断裂未来7级以上大地震危险性的重要基础工作。文中通过野外地质调查、微地貌测量等方法揭示出甘孜段和邓柯段除左旋运动性质外,还具有明显的拉张作用,而马尼干戈段运动性质则以左旋走滑兼逆冲性质为主,全新世地层最大垂直位移量2m。结合断裂的几何展布特征、古地震破裂行为和历史地震地表破裂分布范围等方面的研究结果,可以将垭口和邓柯盆地2个阶区作为甘孜-玉树断裂东南段的分段边界。由于垭口附近的山脊及邓科盆地的障碍体规模均较小,阶区宽度仅1~2km左右,为非持久性障碍体,在未来大地震的破裂中可能会被突破。文中在马尼干戈段上的竹庆乡进行了探槽开挖,通过样品年代学测试共识别出3次古地震事件,分别为3875~3455BC之间、晚于775BC和最新1次断错地表事件。通过与前人在甘孜段和邓柯段的古地震研究结果进行对比,揭示出马尼干戈段与甘孜段、邓柯段的古地震破裂事件具有明显的不同,但限于甘孜-玉树断裂东南段的古地震研究仍缺乏足够的数据支撑,各几何分段之间是否存在级联破裂仍需要进一步的探讨。