基于Hoek-Brown的岩石横观各向同性屈服准则研究

为了描述岩石强度的各向异性特征,通过引入材料的微结构张量,考虑单轴抗压强度σ_cβ随层理倾角β而变化,提出了基于微结构张量的修正Hoek-Brown屈服准则。开展不同层理倾角(0°、15°、30°、45°、60°、75°和90°)的页岩试样不同围压(0、5、10、15和20 MPa)下的三轴压缩试验,结果显示,页岩峰值强度与层理倾角β呈"U"形曲线关系,在围压较低时呈"肩"形曲线关系,弹性模量E_t和泊松比ν对围压不敏感,其平均值随层理倾角β的变化关系分别呈倒"U"形、"肩"形。页岩的微观和宏观破坏图像表明,其破坏模式受围压和层理倾角双重控制。试验值与模型预测值的对比表明,修正的Hoek-Brown屈服准则可较好地对页岩强度的各向异性进行模拟。同时,采用Koteshwar千枚岩、Koteshwar板岩、绿泥石片岩等层状结构岩石的单轴和三轴压缩试验数据,进一步验证了提出的修正Hoek-Brown屈服准则对多数具有层理结构的横观各向同性岩石峰值强度模拟具有普遍适用性,并对屈服准则在试验数据较多和较少情况下的峰值强度模拟效果进行了评价。     

五台山蒋村地区四集庄组——对滹沱群时代的再限定

滹沱群是华北最典型的古元古界地层之一,限定其时代对建立早期地层年代格架和探讨华北早前寒武纪地质演化过程意义重大。本文对五台山地区蒋村镇附近的滹沱群地层进行了详细研究,从与蒋村砾岩中石英斑岩砾石相同的基岩中选取了2件石英斑岩样品,并获得其锆石U-Pb年龄结果分别为(2166±17)Ma和(2138±17)Ma。据此,限定蒋村地区碎屑沉积岩时代应小于2138 Ma。结合四集庄组底部发育厚层的砾岩和区域内2.2~2.1 Ga岩浆事件,我们进一步认为滹沱群底界年龄为~2.2 Ga。由于滹沱群豆村亚群和东冶亚群经历了同期褶皱变形作用,而侵入于蒋村四集庄组未变形正长花岗岩脉的锆石U-Pb年龄结果为(1816±18)Ma。因此,本文限定豆村亚群、东冶亚群的时代为2.2~1.82 Ga。石英斑岩中锆石Lu-Hf同位素分析结果为176Lu/177Hf为0.000717~0.002239,176Hf/177Hf为0.281399~0.281563,其176Hf/177Hfi为0.281315~0.281496和εHf(t)为–3.37~4.11,变化范围较大,初步认为其源自于新太古代早期上地壳的部分熔融并有地幔物质添加。     

东营近岸海域重金属元素分布特征与环境质量评价

根据在东营近岸海域采集的表层沉积物测试结果,系统研究了该区沉积物类型和重金属元素分布特征,并对其环境质量进行了评价。结果表明：东营近岸海域沉积物类型主要有5种,以砂质粉砂和粉砂为主。表层沉积物中重金属Hg、Cd、Pb、Cu、Zn、Cr和As元素的平均含量分别为0.019、0.12、21.53、22.4、73.02、67.02和12.77 μg/g。沉积物底质环境综合污染指数为0.27～0.73,平均为0.43,表明东营近岸海域底质环境大部分为清洁和尚清洁状态。研究区内表层沉积物重金属元素生态危害程度较低,污染程度顺序为As>Hg>Cd>Cu>Pb>Cr>Zn。     

常数和变化积雪密度方案诊断计算积雪厚度的敏感性研究

海冰上积雪的分布是影响海冰与大气能量交换以及气候变化的重要因素。当前的CMIP6气候模式（如CESM2和NESM3）采用定常的积雪密度,而专注于模拟雪厚度和密度变化的模式（如SnowModel-LG）则采用经验的变化雪密度公式。对比CryoSat-2卫星观测的积雪厚度发现,从积雪厚度的空间分布与平均值难以判断出变化雪密度对北冰洋积雪厚度模拟产生何种影响,对于变化雪密度模拟积雪厚度的改进及机制有待进一步研究。本文采用随气温、风速等因子变化的雪密度经验公式模型,并利用SNOTEL单站的长时间序列观测资料,对不同影响因子设计如下敏感性实验：A. 考虑所有气象因子的变化雪密度模型;B. 常数雪密度模型;C. 在A中不考虑风对密实化的影响;D. 在A中不考虑气温对密实化的影响。实验A、B、C和D诊断计算的2018年11月1日至2019年5月10日积雪厚度的均方根误差分别为4.2 cm、4.8 cm、25.9 cm和4.2 cm。结果表明,变化雪密度方案A模拟的积雪密度、厚度在平均值上与常数雪密度的结果接近,但其模拟的积雪厚度均方根误差最小,并且能够模拟出积雪厚度在几天到十几天时间尺度上的高频变化,同时减小了这种高频变化对应时段雪厚模拟结果的相对误差,二者具有一定的相关性。此外,还发现气温变化对积雪密实化的影响远小于风。     

用微聚焦电流测井法划分结构复杂煤层

我队杉桥勘探区的三迭、侏罗纪的煤层是高灰份,低变质程度的高阻煤层,煤层灰份一般在30—45％之间,而顶、底板岩石和煤层夹石大都是含炭量高的炭质泥岩,二者之间没有明显的物性差异。同时,煤层结构又极其复杂,有时厚度为数十厘米至数米的煤层,由几个至几十个分层组成,煤分层和夹石的厚度最小者仅2厘米左右,一般为0.1至0.5米。而常用的电阻率和伽玛伽玛测井方法,仅能分辨0.2米以上的煤层和夹石,且介面不够清晰。故往往造成很大的解释误差,对煤层难于作出正确的评价。《煤田地质情报》1975年第一期介绍了国外研究复杂煤层的微聚焦电极系测井法。我们引用这一方法,并根据具体情况,在部份地方作了一些改革。前后共在十多个钻孔中进行试验,结果证明,分层效果良好。曲线基本形态与电阻率、伽玛伽玛相吻合,在电阻率和伽玛伽玛曲线上有夹石显示而无法分层的地方,微聚焦电流曲线呈现清晰的界面,最薄至2厘米的煤层也有清晰的反映。     

埋藏方式控制储层压实效应的定量表征--以库车坳陷白垩系砂岩储层为例

埋藏方式对于储层压实作用的制约效应非常明显,但其定性描述无法精确反映其所涵盖的诸多因素。由此引入时—深指数（TDI指数）,是对储层埋藏历史中时间、温度和埋藏压力三者的综合表征,并以定量形式揭示埋藏方式的差异。以库车坳陷白垩系砂岩储层为例,探讨TDI指数对于储层粒间体积的制约效应,两者呈现明显的相关性,表明TDI指数不仅可以较好地表征储层埋藏方式的差异,也对于储层储集物性有着特殊的预测效果。     

安徽省绩溪县上金山地区钨钼矿矿化类型及找矿前景分析

上金山钨钼矿位于安徽省绩溪县与旌德县交界地带,是扬子准地台南缘新发现的一处大型层控型矿床。南华系休宁组上段上部地层及燕山早期的花岗闪长岩是本矿床主要控矿因素,赋矿地层岩性为锰钙质砂岩—粉砂岩,该赋矿层位是皖南地区找矿新发现。该矿床已达大型规模,地质、物化探综合信息显示,上金山地区具进一步找矿前景,且在已控制的层控型矿床深部及外围,存在寻找斑岩型钨钼矿及石英脉型钨矿的良好条件,经进一步勘查,矿床资源量将显著增加。     

基于CORS的智能手机高精度定位平台研究

以智能手机为载体,研究了连续运行参考站(CORS)和智能手机相结合高精度导航定位关键技术,形成了基于江苏省连续运行参考站(JS-CORS)的移动终端高精度导航定位解决方案.同时,开发了相应软件系统,包含一套移动端手机软件(APP)和一套位置管理平台.基于CORS的智能手机高精度定位平台的建设,对于延伸智能手机在地理测绘...     

华北克拉通南部太古宙大陆地壳的生长和演化

太古宙约占地球已有演化历史的三分之一强,这一时期涉及到大陆地壳起源、陆壳的巨量生长和稳定以及板块构造作用的启动、建立等诸多最根本的全球性重大地质事件。太古宙岩石在华北克拉通南部的涑水、登封、太华、霍邱和五河等杂岩中广泛出露,这为解析上述重大科学问题提供难得的素材。近十年来,在华北克拉通南部古生代-中生代火山岩或早前寒武纪变沉积岩中陆续发现冥古宙-古太古代的捕获/碎屑锆石,暗示南部地块依然尚存地球形成最初期的陆壳物质。根据华北克拉通南部太古宙岩石年龄统计结果显示有2850~2700Ma和2580~2480Ma两个突出年龄区间,对应的峰值年龄分别为~2.76Ga和~2.52Ga。其中~2.76Ga的岩石主要出露于南部的鲁山、霍邱、五河和中条山地区。此外,在华北克拉通诸多地区,诸如怀安、阜平、五台、中条等地区的花岗质片麻岩和变质沉积岩中也均发现年龄为~2.76Ga的碎屑锆石或者继承锆石,暗示华北克拉通2.85~2.70Ga岩石的分布似乎比现今出露范围更为广泛。与整个华北克拉通类似,2.58~2.48Ga岩石亦在克拉通南部广泛分布,尤其是嵩箕地区的登封杂岩几乎全部是由新太古代晚期的岩石组成。~2.52Ga是华北克拉通南部,乃至整个克拉通太古宙地壳演化最突出、最重要的岩浆-构造事件,明显有别于全球其它诸多典型克拉通。已有的同位素资料研究表明华北克拉通南部,乃至整个克拉通在太古宙经历了两期明显的地壳生长事件：一期发生在2.85~2.70Ga左右,以形成于此时期的涑水杂岩中花岗质岩石和鲁山太华片麻岩系中深成侵入岩和斜长角闪岩为代表;另一期发生在2.58~2.48Ga,以登封杂岩、涑水杂岩以及小秦岭地区太华杂岩中~2.52Ga各类花岗质岩石和变基性岩为代表。华北克拉通正是经过这两期陆壳巨量生长事件之后完成初始的克拉通化。我们在登封杂岩中识别出形成于俯冲汇聚环境的TTG质片麻岩、类似于赞岐岩的变闪长岩和具有N-MORB地球化学特征的变基性火山岩,提出其构成"新太古代构造混杂岩",标志着新太古代末期具有现代体制的板块构造在华北克拉通南部已经开始启动。最近,在登封杂岩中识别出的新太古代双变质带也支持上述观点。