Pore fluid pressure effects in anisotropic rocks: Mechanisms of induced seismicity and weak faults

Many observations and studies indicate that pore fluid pressure in the crustal rocks plays an important role in deformation, faulting, and earthquake processes. Conventional models of pore pressure effects often assume isotropic porous rocks and yield the nondeviatoric pressure effects which seem insufficient to explain diverse phenomena related to pore pressure variation, such as fluid-extraction induced seismicity and crustal weak faults. We derive the anisotropic effective stress law especially for transversely-isotropic and orthotropic rocks, and propose that the deviatoric effects of pore fluid pressure in anisotropic rocks not only affect rock effective strength but also cause variation of shear stresses. Such shear stress variations induced by either pore pressure buildup or pore pressure decline may lead to faulting instability and trigger earthquakes, and provide mechanisms for the failure of crustal weak faults with low level of shear stresses. We believe that the deviatoric effects of pore fluid pressure in anisotropic rocks are of wide application in studies of earthquake precursors and aftershocks, oil and gas reservoir characterization, enhanced oil recovery, and hydraulic fracturing.     

活动性肺结核高分辨CT的影像特点及联合T-SPOT.TB和TB-Ab诊断价值分析

目的:观察活动性肺结核高分辨CT影像学特点及联合T细胞斑点试验(T-SPOT.TB)和血清结核抗体(TB-Ab)检测的诊断价值.方法:选择2016年1月至2019年7月医院收治的疑诊活动性肺结核198例,入院后均接受高分辨CT检查、T-SPOT.TB及TB-Ab检查,总结活动性肺结核高分辨CT特点及T-SPOT.TB、TB-Ab联合诊断效能.结果:112例确诊活动性肺结核患者中见小叶中心结节、树芽征各92例(82.14％),支气管管壁增厚82例(73.21％),肺实变86例(76.79％),空洞征82例(73.21％),线状影81例(72.32％),液体支气管征81例(72.32％),磨玻璃征64例(57.14％).高分辨CT诊断活动性肺结核敏感度、特异度、准确率分别为77.67％、82.56％和79.80％,阳性预测值与阴性预测值分别为85.29％和73.96％;T-SPOT.TB诊断敏感度、特异度、准确率分别为95.54％、90.70％和93.43％,阳性预测值与阴性预测值分别为93.04％和93.98％;TB-Ab诊断敏感度、特异度、准确率分别为28.57％、82.56％和52.02％,阳性预测值与阴性预测值分别为68.09％和44.10％;联合诊断敏感度、特异度、准确率分别为97.32％、95.35％和96.46％,阳性预测值与阴性预测值分别为96.46％和96.47％.结论:活动性肺结核高分辨CT特异性征象为小叶中心结节、树芽征、支气管管壁增厚、肺实变、空洞征等,有助于其诊断及识别.而T-SPOT.TB对活动性肺结核诊断效能最高,对其无法确诊病例可辅助高分辨CT及TB-Ab检查,提高活动性肺结核检出率.     

小兴安岭湿地景观格局模拟及动态演变分析

针对小兴安岭湿地生态功能退化,急须对其景观格局动态演变特征进行分析,该文提出 了耦合人工神经网络、元胞自动机和马尔科夫链构建模型来预测小兴安岭湿地未来景观格局的方法;通过转移矩阵、景观格局指数分析小兴安岭湿地1995-2025年景观格局动态演变特征.结果表明:所构建模型耦合了马尔科夫链数量预测与元胞自动机空间预测的优势,能够较大限度地克服元胞自动机模型主观赋权的影响,有效地提高了预测模型的精度;1995-2025年,小兴安岭地区湿地面积呈波动式变化,1995-2005年湿地面积急剧减少,2005年后缓慢增加,至2025年趋于平稳;小兴安岭湿地景观格局总体趋于破碎化,景观异质性增加,2005年达到最大值,2015年后各景观类型比例基本稳定.研究结果为小兴安岭湿地生态功能修复提供有力的技术支撑.     

沁水煤层气田高阶煤解吸气碳同位素分馏特征及其意义

沁水盆地是我国煤层气勘探开发的重要有利区,沁水煤层气田位于盆地东南部。对采自沁水煤层气田两口井的煤开展了罐解吸实验。结果表明,该地区煤层气解吸速率很快,96 h后解吸气量都达到了总解吸气量的60%~85%,720 h后解吸过程基本结束;解吸气量大,平均在18 m3/t以上。煤层气解吸过程中甲烷发生碳同位素分馏,δ13C1值变化与解吸率呈良好的线性关系,参考这种正相关关系曲线,定期监视煤层气降压排采过程中甲烷δ13C1值的变化情况,可以大致推测出该地区煤层气解吸率,从而预测煤层气的采出程度。跟踪测试沁水煤层气田A1和A1-3井在试采过程的甲烷δ13C1变化情况,推测现在采出的煤层气可能主要是煤层裂隙中以游离形式存在的煤层气,表明该区煤层气稳产性较好,资源前景广阔。     

运城盆地11 kaBP以来气候环境变迁与湖面波动

通过黄土区湖泊沉积研究来恢复古气候、古环境，是对黄土区古气候、古环境研究的补充和检验。通过山西运城盆地硝地湖泊沉积物的多环境代用指标分析，结合史料记载，探讨了该地区11kaBP以来古气候演化和湖面波动的历史。结果表明，该地区存在YD（Younger Dryas）事件，进入全新世后气候有显著的趋势，最高湿润度发生在7．88－5．15和5kaBP后，气候逐渐变干，湖面波动与气候波动相关，全新世早期湖面开始上升，湖泊扩张，5kaBP后湖泊萎缩，盐类结晶析出。     

新疆尼勒克县圆头山后碰撞花岗斑岩的同位素年代学及地球化学特征

圆头山黑云母花岗斑岩位于尼勒克县城南,岩体普遍发育的铜矿化,以中部碎裂带中矿化最强。岩石具有典型的斑状结构,斑晶由碱性长石和黑云母组成,基质以长石、云母和石英为主,并含有少量的硫化物。圆头山黑云母花岗斑岩的轻重稀土分馏明显,并且明显富集大离子亲石元素(LILE) (除Sr外)和Pb,同时亏损高场强元素(HFSE)和Nb、Ta、P、Ti,显示出弧火山岩的地球化学特征。圆头山黑云母花岗形成年龄为269±3Ma,其源区以具有弧火山岩特征的下地壳为主,同时含有少量的幔源物质,而且在岩体的侵位过程中有高(⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i (0.706054~0.709228)和高Pb含量(5.05×10^-6~32.5×10^-6)的陆壳物质混染。在下地壳物质熔融过程中,位于下地壳底部的富水和成矿元素的MASH带物质也被圈入,使原始岩浆富水和成矿物质。圆头山黑云母花岗斑形成于碰撞后阶段,岩石的形成主要受岩石圈地幔拆沉作用的控制,而岩石圈地幔的拆沉可能与中亚造山带的垮塌或塔里木地幔柱活动有关。     

四川地区短时强降水事件时空演变特征研究

利用四川地区自动气象站逐小时降水观测资料,分析了2010~2019年5~9月短时强降水事件24h累计降水量、频次和强度的时空分布特征,探讨了短时强降水事件发生的频次、极值分布及其与地形、海拔高度等的关系。结果表明：四川地区平均24h累计降雨量基本在50mm以上,盆地东北部、西南部、南部及阿坝州东部甚至超过100mm,最大值出现在广安,达175mm。四川地区短时强降水事件开始时间的日变化特征表现为“V”型结构的夜间峰值位相,事件持续时段多为傍晚至凌晨,时长可达10h以上,最长甚至可持续22h。在强降水事件极值的日变化上,极大值频次和降水量呈单峰结构,在03时达到最大,其后逐渐减小至15时达到谷值,而后再次增大;降水强度呈弱双峰结构,分别在04时和16时达到谷值,13时和18时达到峰值,其日变化呈“增-减-增-减”的特征。四川短时强降水事件与复杂地形有密切的关系,5~6月事件活跃区在四川盆地中部,7月在盆地西部的龙门山脉一带,8月在雅安、乐山附近,9月在盆地北部且频次明显减少;短时强降水事件的最大小时雨强可达80mm以上,出现在7~8月的盆地西部龙门山一带和南部地区。短时强降水事件随着海拔高度的增加,发生频次和日数逐渐减少,海拔2000m以上地区基本无强降水发生日出现( 峨眉山气象站例外)。     

Phase Equilibria Constraints on Relations of Ore-bearing Intrusionswith Flood Basalts in the Panxi Region, Southwestern China

There are two types of temporally and spatially associated intrusions within the Emeishan large igneous province (LIP); namely, small uitramafic subvolcanic sills that host magmatic Cu-Ni-Platinum Group Element (PGE)-bearing sulfide deposits and large mafic layered intrusions that host giant Ti-V magnetite deposits in the Panxi region. However, except for their coeval ages, the genetic relations between the ore-bearing intrusions and extrusive rocks are poorly understood. Phase equilibria analysis (Q-PI-OI-Opx-Cpx system) has been carried out to elucidate whether ore-bearing Panzhihua, Xinjie and Limahe intrusions are co-magmatic with the picrites and flood basalts (including high-Ti, low-Ti and alkali basalts), respectively. In this system, the parental magma can be classified as silica-undersaturated olivine basalt and silica-saturated tholeiite. The equivalents of the parental magma of the Xinjie and Limahe peridotites and picrites and iow-Ti basalts are silica-undersaturated, whereas the Limahe gabbro-diorites and high-Ti basalts are silica-saturated. In contrast, the Panzhihua intrusion appears to be alkali character. Phase equilibria relations clearly show that the magmas that formed the Panzhihua intrusion and high-Ti basalts cannot be co-magmatic as there is no way to derive one liquid from another by fractional crystallization. On the other hand, the Panzhihua intrusion appears to be related to Permian alkali intrusions in the region, but does not appear to be related to the alkali basalts recognized in the Longzhoushan lava stratigraphy. Comparably, the Limabe intrusion appears to be a genetic relation to the picrites, whereas the Xinjie intrusion may be genetically related to be low-Ti basaits. Additionally, the gabbro-diorites and peridotites of the Limahe intrusion are not co-magmatic, and the former appears to be derived liquid from high-Ti basalts.     

辽宁省积雪对自动气象站观测地气温差的影响

利用1971—2016年辽宁省61个气象站气温、地表温度、积雪日数和积雪深度资料,分析了积雪的保温作用及其对地气温差的影响。结果表明：更换自动站前后地表温度观测方式的差异导致地气温差显著增大,地气温差的增大程度受所在区域积雪日数、积雪深度的影响显著。在积雪期较长、积雪较厚的地区,积雪引起反照率增大,使得雪面温度降低,导致雪气温差减小,而雪的保温作用使得地气温差显著增大。因此,更换自动站前地（雪）气温差与积雪日数呈显著负相关,而更换自动站后地气温差与积雪日数呈显著正相关。各台站之间地气温差随积雪深度的变化系数差异较大,为0.045~0.858 ℃?cm^-1,在年平均积雪日数＜40 d、年平均极端积雪深度＜10 cm的区域,积雪的保温作用随积雪深度增大而显著增大;在年平均积雪日数＞40 d、年平均极端积雪深度＞10 cm的区域,10 cm以下的积雪对土壤保温作用随积雪深度增大显著,当积雪深度＞10 cm后,其保温作用随积雪深度增大的幅度明显减小。     

北京市永定河地下水库水资源储蓄能力研究

北京市永定河冲洪积扇中上部,具备建设地下水库的基本条件。本文在确定永定河地下水库水资源人工补给方式的基础上,分析了各方式的入渗能力,提出了地下水库的人工补给方案,利用地下水数值模拟的预测结果和有效储水率计算公式,首次研究了地下水库的储水能力,分析了永定河地下水库的水资源补给效果。结果表明,永定河地下水库水资源人工补给能力最大可达18．93m^3／s,回灌地表水2．42×108m^3的情况下地下水位最大回升32m,地下水储存量增加2．09×108m^3,回灌后1年和5年的有效蓄水率分别为78．6％和46．8％,北京永定河地下水库具有较好水资源回灌能力、储存能力,地下水人工调蓄能够起到明显的效果。