水沙调节后荆江典型河道横向调整过程的响应——Ⅱ.上、下荆江调整差异初探

三峡水库2003年6月蓄水运用后,下游河道水沙过程已发生大幅变化,对于岸滩抗冲性较弱的荆江河道来说,河道的横向调整过程势必受到影响。采用考虑岸滩崩塌的河势研究数值模型,针对三峡水利枢纽工程运行所引发的水沙变异过程,初步探讨了荆江典型河道横向调整及河势变化对水沙条件变化的响应。对于下荆江石首河段来说,来沙减少后,冲刷加剧,局部河岸坍塌及平面变形加剧,主要发生在受弯道水流顶冲的位置,但河势演变趋势及平面变形总体上基本一致,并未发生较大变化。对于上荆江沙市—新厂河段来说,来沙量减小后,河道平面变形幅度总体上减小,局部最大减幅可达50%左右。     

基于微观力学的胶结岩土材料破损规律离散元模拟

采用离散元法（DEM）研究胶结岩土材料在不同加载条件下的结构破损规律。首先,基于微观力学理论,考虑胶结岩土材料颗粒间胶结特性,给出表征结构性损伤的破损参数式。该式具有微观物理意义,但不能直接用于建立宏观本构模型。其次,采用二维离散元源程序NS2D模拟等向压缩、等应力比压缩以及双轴压缩试验,分析破损参数在不同加载条件下随宏观力学变量（体积应变和剪应变）的演变规律。最后,根据模拟结果提出破损参数数学表达式,其为大主应变的函数。研究结果表明：胶结强度、应力比以及围压均在一定程度上影响了数值试样的结构破损规律。在等向压缩和等应力比压缩试验中,容易用函数式描述数值试样破损参数随体积应变或偏应变的演变规律;而在双轴压缩条件下,由于数值试样有剪胀特性,破损参数随体积应变的演变规律则不易描述。建议的破损参数数学表达式能够较好地描述数值试样在不同加载条件下结构破损规律。     

边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法

提出基于非侵入式随机有限元法的边坡可靠度分析方法,并编写计算程序NISFEM。采用有限元滑面应力法计算边坡安全系数,将Hermite随机多项式展开与SIGMA/W和SLOPE/W模块有机结合实现边坡可靠度非侵入式随机分析。根据随机多项式展开系数,给出边坡安全系数前4阶统计矩（均值、标准差、偏度和峰度）和Sobol指标解析表达式,并采用Sobol指标进行边坡可靠度参数敏感性分析。最后,以均质土坡可靠度问题为例,证明该方法在边坡可靠度分析中的有效性。结果表明,边坡可靠度分析的非侵入式随机有限元法能够有效地考虑边坡变形对边坡可靠度的影响,计算效率远远高于蒙特卡罗模拟方法（MCS）,是解决复杂边坡可靠度问题一种有效地分析手段;黏聚力和内摩擦角变异性对边坡安全系数前四阶统计矩具有明显的影响,重度变异性对安全系数前4阶统计矩几乎没有影响;抗剪强度参数间负相关性对边坡安全系数均值几乎没有影响,但对安全系数标准差、偏度和峰度均有明显的影响。此外,随着抗剪强度参数间负相关性的增加,边坡安全系数由近似正态分布逐渐变为明显的非正态分布。     

0.6～2.0GPa压力下部分熔融角闪辉长岩的纵波波速

利用超声波透射-反射法,测量了0.6～2.0 GPa、最高1 085℃条件下角闪辉长岩的纵波波速(vp),详细统计了部分熔融阶段实验产物组分的体积百分含量,利用矿物含量和弹性参数,计算了角闪辉长岩的纵波波速.实验测量和理论计算显示了较一致的vp-t关系,即高压下角闪辉长岩的vp随温度升高先缓慢降低,在温度约800～900℃后转而大幅下降.实验产物显示,样品在温度达812℃(0.6 GPa)、865℃(1.0 GPa)和919℃(2.0 GPa)后发生矿物脱水和部分熔融,熔体含量随温度升高显著增加.熔体是导致高温阶段岩石vp快速降低的主要原因.在初熔阶段vp随熔体增加而降低尤为显著,可能是初熔时矿物脱水生成的自由水及含水量高的熔体,以微细熔体薄膜浸润矿物边界或裂隙所导致.     

会理菜子园镍矿床方辉橄榄岩铂族元素、Re-Os同位素及其地质意义

四川省会理菜子园红土型镍矿床中出露较多的基性-超基性岩体,文章系统报道了其中3个橄榄岩体的岩石化学、铂族元素及Re-Os同位素地球化学特征.岩石化学均显示为高MgO及高Mg#值,低SiO2、Al2O3、Na2O、K2O特征,计算显示出主要的标准矿物为橄榄石和紫苏辉石(体积百分数＞90％),表明菜子园属镁质方辉橄榄岩.铂族元素总量比世界上大多数地幔橄榄岩低,且Cu/Pd比值大于原始地幔,可能是早期地幔较高部分熔融出的基性岩浆中硫化物的萃取、抽提作用所致.PPGE相对IPGE强烈亏损,与正常蛇绿岩底部的地幔橄榄岩特征类似,向右倾斜的原始地幔标准化配分模式表明菜子园铂族元素体系主要受地幔部分熔融的控制.PPGE中,Pt相对于Pd富集,可能与后期强烈蚀变有关,此外还可能反映了少量Pt以合金形式残留于方辉橄榄岩中,Pd以不相容元素的形式更多被熔体带走.菜子园方辉橄榄岩的Re-Os同位素体系封闭性相对好,γ(Os)值较小.岩石化学、铂族元素及Re-Os同位素地球化学显示,菜子园橄榄岩直接来自地幔,属正常蛇绿岩套底部的方辉橄榄岩,为古小洋盆洋壳的残片.菜子园蛇绿岩反映了中元古代晚期昆阳裂谷在菜子园-踩马水-麻塘断裂带以北演化成小洋盆,于其中沉积会理群,并在中元古代末期与南侧的东川群、汤丹群碰撞、拼贴.菜子园橄榄岩的蛇绿岩属性进一步证明,扬子地台西南缘的基底由不同时代的小陆块碰撞、拼贴导致基底陆壳增生.     

内蒙古突泉盆地ZK-WJT钻井下侏罗统红旗组 生烃潜力

对突泉盆地西南缘ZK-WJT井红旗组烃源岩的发育特征和有机质丰度、类型及成熟度的研究表明,下侏罗统红旗组暗色泥岩发育,厚度达113.0m.有机碳的含量分布在0.56％～6.24％之间,平均值为1.90％.应用Pr/n-C17与Ph/n-C18的相关关系及C27、C28、C29甾烷(ααα-20R)三者的相对含量,判断其有机质类型为Ⅱ1型.镜质组反射率R.主要分布于1.26％～1.73％之间,平均值为1.37％;岩石热解参数Tmax主要为489.0～517.0℃,平均值为507.6℃,红旗组烃源岩属于成熟—高成熟演化阶段.综合评价认为,突泉盆地下侏罗统红旗组具备较好的生油气潜力.     

大兴安岭中南部上二叠统林西组页岩气资源前景

在区域地质调查、露头剖面测量、钻孔编录等野外地质工作的基础上,对上二叠统林西组烃源岩的分布特征、沉积特征及有机地球化学特征进行了研究.结果表明,上二叠统林西组分布广泛、厚度巨大、暗色泥页岩发育,烃源岩的有机质丰度为中等—好,有机质类型主要为Ⅱ型,有机质热演化程度为高成熟—过成熟,达到生气阶段,是大兴安岭中南部地区重要的生烃层位.综合评价认为,林西组具有较高的页岩气资源前景,是本区晚古生代最有利的页岩气勘探新层系之一.     

中条山铜矿峪变石英二长斑岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征及其地质意义

中条山铜矿峪斑岩型矿床的成矿斑岩形成时代一直存在争议。本文通过对铜矿峪矿床中变石英二长斑岩的U-Pb年代学研究发现:铜矿峪变石英二长斑岩的36颗锆石的上交点年龄为2121±10Ma,207Pb/206Pb年龄从2065Ma到2196Ma,加权平均年龄为2117±13Ma,这与铜矿峪矿床的Re-Os同位素年龄(2108Ma)在误差范围内一致,暗示了成岩成矿的一致性。锆石的Hf同位素特征显示,样品的εHf(t)值介于-7.79～0.39,显示出斑岩的形成与古老地壳的部分熔融有关。同时,铜矿峪变石英二长斑岩的形成时代与华北地区的一些A型花岗岩,双峰式火山岩等与伸展有关的火成岩的形成时代大体一致,同时也与中条裂谷的活动一致,说明铜矿峪变石英二长斑岩形成于一个伸展的动力学背景下。因此,本文认为铜矿峪矿床是与大陆伸展环境的斑岩型矿床。     

松嫩盆地北部林甸地热田供暖尾水处理试验

将混入污染物和杂质的地热尾水直接排向地表水体,会造成水、土环境污染,也会造成水资源的浪费。为高效减少地热尾水中污染物,实现供暖地热尾水的无害化排放,以林甸县花园镇供暖地热尾水为例,通过混凝沉淀、超滤、纳滤工艺开展供暖尾水处理的室内实验和中试试验研究,连续监测获取地热尾水各处理工艺运行参数,组合工艺稳定运行期间监测到溶解性总固体浓度由5 824.7 mg/L降为432.40 mg/L、氯化物浓度由3 010.13 mg/L降为194.16 mg/L、氟化物浓度由1.57 mg/L降为0.31 mg/L、硼浓度由4.04 mg/L降为1.62 mg/L。确定该区地热尾水处理的最佳组合工艺为采用超滤运行压力为0.1 MPa,纳滤膜为陶氏NF90,操作压力为0.60 MPa,进水量为0.8 m3/h。室内实验溶解性总固体去除率90.21%～92.49%,氯化物去除率91.63%～93.02%,氟化物去除率96.81%,硼去除率55.20%～55.69%。中试试验溶解性总固体去除率为92.62%;氯化物浓度200 mg/L,氯化物去除率为92.57%;硼浓度1.77 mg/L,硼去除率为55.7%,以上实验结果均达到相关规范标准。试验证明本工艺处理松嫩盆地北部林甸地热田供暖尾水是可行的,解决了供暖尾水处理中资源浪费和尾水回收利用的技术性问题,为地热资源可持续利用提供了新的途径。     

湖南仁里稀有金属矿田206号锂辉石伟晶岩脉地球化学特征及成矿时代

湖南仁里稀有金属矿田是中国近年来新发现的一处重要的花岗伟晶岩型铌、钽、锂等稀有金属矿产地,文章针对矿田含锂伟晶岩地球化学特征、成矿时代及其与花岗岩的关系,选取传梓源锂铌钽矿床内规模最大的206号锂辉石伟晶岩脉开展地球化学和白云母Ar-Ar定年工作,并与区内其他伟晶岩、花岗岩的地球化学特征、成岩时代对比分析.传梓源206号锂辉石伟晶岩属高分异稀有金属伟晶岩,形成时代为(135.4±1.4)Ma,岩石地球化学表现为高硅、高铝、低钙、相对富碱、钙碱性及过铝质特征;稀土元素总量很低,以轻稀土元素为主;微量元素富集Cs、Rb、U、Ta、Nb、Zr、Hf,相对亏损Ba、Ti,Zr/Hf、Nb/Ta比值低且集中.幕阜山地区稀有金属成矿可分为2期:第1期稀有金属成矿时代约145 Ma,与燕山早期岩浆活动有关;第2期稀有金属成矿时代135～125 Ma,为主成矿期,该期稀有金属伟晶岩与燕山晚期的二云母二长花岗岩存在成因联系,两者为同源岩浆连续结晶分异过程中不同阶段的产物.稀有金属富集成矿经历了岩浆-热液两阶段作用,Be、Nb、Ta、Li、Rb、Cs等稀有元素的富集多发生于岩浆结晶分异晚期,热液作用使Ta、Li、Rb、Cs再次富集.