中国大陆深探测的大地电磁测深研究

通过对地震波速度、密度、磁性、导电性等物理场进行观测,研究地壳与上地幔的物性与结构特征,将为研究地球内部物质状态、地壳运动过程及其动力学机制等科学命题提供科学依据,同时也将为寻找深部大型矿床提供信息。大地电磁深探测方法作为研究地球壳幔电性结构的主要地球物理方法,在国内外完成了大量探测工作,取得了许多重要的研究成果。在研究壳幔构造方面,大地电磁法和地震方法一起被视为两大支柱方法,在世界范围内解决大陆动力学问题方面已有许多成功的应用范例。但由于大地电磁探测以天然电磁场作为场源,在矿集区等强干扰地区往往很难采集到高信噪比的数据,抗干扰能力较弱。同时,大地电磁与地震数据的约束反演以及联合解释目前尚没有达到实用化,这些都限制了大地电磁数据的处理及解释精度。"深部探测技术与实验研究"(SinoProbe)专项下属的"深部探测技术实验与集成"项目将选择青藏高原、西部造山带与华南山区结晶岩等复杂地质条件和不同人文干扰水平地区,以大地电磁探测与地震探测作为主要手段,研究深部精细地球物理探测技术的集成,并且通过实验剖面研究这些实验区的壳幔结构特征。其中的"大地电磁测深大剖面观测实验与壳/幔三维电性研究"课题,将通过在实验区的大地电磁观测实验,研究适用于不同地质条件及干扰水平地区的大地电磁数据采集方法技术以及精细处理与反演方法,同时探讨大地电磁数据与地震数据的约束反演以及联合解释。该研究将提高深部地球物理探测精度,为深部精细地球物理探测方法技术集成以及区域地球物理精细探测提供范例。已经完成的青藏高原东北缘西秦岭造山带和福建结晶岩地区的大地电磁观测试验表明,在这些典型地质构造区域,虽然存在施工困难,干扰水平大等各种不利因素,但只要采取合适的野外观测技术,并通过数据精细处理与反演计算,是能够获得高质量的大地电磁数据以及可靠的电阻率分布模型。试验所取得的成果,将为实现"深部探测技术实验与集成"项目科学目标和研究任务提供重要的技术支撑与保障。     

新疆贝勒库都克A型花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学及锡成矿

新疆东准噶尔卡拉麦里地区是一个重要的锡成矿带,分布有多种类型花岗岩。贝勒库都克岩体位于锡成矿带中部,由黑云母正长花岗岩和黑云母二长花岗岩组成。本文通过精确的LA-ICP-MS锆石U-Pb测年获得贝勒库都克含锡黑云母正长花岗岩年龄为283±2Ma,MSWD=0.14(95%置信度),时代属于早二叠世,这与东准噶尔后碰撞深成岩浆活动的范围(330~265Ma)相吻合。岩石地球化学研究表明,贝勒库都克岩体富硅(SiO2=75.25%~76.67%),低铝(Al2O3=11.91%~12.86%),贫镁(MgO=0.02%~0.18%)和钙(CaO=0.39%~0.89%),富碱(Na2O+K2O=8.08%~8.97%),K2O>Na2O,NK/A=0.86~0.95(平均0.92),A/NCK=0.97~1.02,富集Rb、K等大离子亲石元素及Zr、Hf等高场强元素,Ba,Nb,Sr强烈亏损,δEu=0.01~0.11,其FeOt/MgO(12.71~84.51,平均34.55)和10000Ga/A1(2.97~4.20)值大,HFSE元素(Zr+Nb+Ce+Y=191.8×10-6~353.3×10-6)含量高,明显不同于典型的I型和S型花岗岩,基本属于典型的铝质A型花岗岩。年代学和地球化学综合研究表明,贝勒库都克铝质A型花岗岩是壳幔混合成因,是准噶尔地区后碰撞幔源岩浆底侵作用导致大陆地壳垂向生长过程的记录者。贝勒库都克铝质A型花岗岩Sn的含量高(6.0×10-6~19.5×10-6,个别为80.0×10-6),铝质A型花岗岩是成矿热液的直接母体,而富Sn的流体相最终形成了贝勒库都克锡矿床,锡矿与铝质A型花岗岩是同期地质事件的产物。     

红层泥岩半刚性基床结构动态变形试验研究

高速铁路要为列车的高速行驶提供一个高平顺性和稳定性的轨下基础,而路基作为轨道结构的基础,必须具有强度高、刚度大、稳定性和耐久性好的特性。由于红层泥岩属于软岩,工程稳定性差,以红层泥岩作为基床的填料,其刚度明显不足,所以为了弥补基床表层的不足,在其顶部添加一层水泥稳定级配碎石。为了验证这些措施的效果,以便指导工程设计和施工,通过足尺动态模型试验,模拟在实际荷载条件下基床的动态变形特性,结果表明,采用水泥稳定级配碎石作为基床表层填料,静态变形明显降低,能够大幅降低动荷载作用时的动变形,减少了基床结构的永久变形,增强了轨道结构的稳定性。     

湘赣桂地区加里东期构造变形特征及成因分析

系统解剖了华南早古生代地层出露较好且加里东运动比较典型的地区,包括广西的元宝山、越城岭、大明山、大瑶山、云开大山地区以及湘赣边境等地区。通过对其褶皱、断裂形态的描述与分析发现大明山、大瑶山地区EW向的寒武系褶皱是云开地块在晚寒武世-早奥陶世由南向北推覆挤压的结果,而桂北元宝山、越城岭地区及湘赣边境地区NE-NNE向的早古生代地层的褶皱是由于华夏地块与扬子地块在晚奥陶世-早志留世沿郴州-临武断裂收缩挤压的结果,而且这一收缩挤压是属于陆内造山事件而不是前人所说的洋陆俯冲事件和陆-陆碰撞造山事件,且加里东运动先由南向北、后由东向西逐渐拓展,变形强度由强到弱。     

二维地震在延边凉水煤田勘查中的应用

二维地震勘探比较广泛应用于平原、丘陵等地区,但在地形比较复杂的山区应用比较少。延边凉水煤矿接替区位于吉林省长白山区,该区山高林密,地表施工条件较差,以往勘查资料较少。利用二维地震勘探方法查明了落差较大的断层和勘查区主要煤层的隐伏露头位置,确定煤层的赋存范围和构造形态,取得了一定的成果。     

长江中下游江湖关系演变趋势数值模拟

以长江中下游防洪系统为对象,概述了在大型复杂防洪系统洪水行为数值模拟基础上,成功地将长江中下游洪水演进数学模型转化为面向长江防洪系统防洪规划方案评估需求的长江中下游江湖水沙演变的数学模型.为适应防洪规划方案论证涉及江湖水沙相互制衡相互关联客观情况,建立了面向江湖水沙关系及其演变的数学模型.针对长江中下游江湖水沙运动特点,在水沙数值模拟的范围内侧重对下荆江河道冲刷、荆江三口分流分沙模式、洞庭湖泥沙淤积、江湖耦合等环节进行了讨论,提出了合理可行的数值处理方法.模拟结果较好反映了江湖水沙演变规律,主要成果已应用于长江中下游防洪规划和防汛调度方案中.     

汾河二库蓄水对兰村水源地影响的数值模拟研究

首先建立了汾河二库及其下游地区水文地质概念模型,然后根据地下水水头长观资料识别模型的水文地质参数,运用可视化标准软件Visual Modflow,建立了地下水三维不稳定流模型来刻画汾河二库地下水下游区域流动的基本规律。运用识别后的模型预测了未来2010年和2015年水库不同蓄水位条件下的地下水动态变化。模拟结果表明,汾河二库的建成使周围地下水流动发生了变化,水库蓄水造成流域地下水位的上升,但对兰村水源地的影响有限。     

寒区对研究设计施工的影响——第14届寒区工程学术会议综述

由美国土木工程师协会(ASCE)组织召开的寒区工程学术会议是北美寒区岩土工程界最为重要的学术交流会议之一.近年来,参加该会议的北美以外的寒区科研技术人员日渐增多.第14届寒区工程会议于2009年9月在美国Minnesota州Duluth市成功举行.根据本次会议的论文主题,从冻结作用、路面工程、铁路及公路工程以及其它一些方面对会议展示的主要研究进展进行了总结.     

渭河流域典型黄土剖面的环境磁学特征及其古气候意义

对黄土高原南部耀县全新世黄土地层的形成及保存环境进行了研究.结果表明:地层中磁性矿物主要为软磁性矿物,硬磁性矿物对地层的磁学性质贡献小;随着成壤强度的增加,硬磁性矿物的相对含量在减少.本区全新世地层的形成和保存环境为氧化环境,适宜用磁学手段反演全新世古气候.对磁化率和频率磁化率、无磁滞剩磁磁化率的对比分析,可以看出:成壤强度较低时,细粒磁性矿物相对于磁性矿物总量的增加速率相对较快;成壤强度较高时,细粒磁性矿物的相对含量会达到或趋近饱和,相对于磁性矿物总量的增加速率相对较慢.研究表明,在黄土地层中,χfd%和χARM/χ等指示细粒磁性矿物的磁学参数可以显示更细微的气候变化;在古土壤中,χlf的气候指示意义相对更好.     

积雪底部温度(BTS)方法在冻土分布调查和模型研究中的应用:研究进展

多年冻土的调查方法很多,如坑探、物探、遥感等,但相对于积雪底部温度(BTS)测量方法来说,这些方法都比较费时、费力、费钱.目前,BTS已经被成功应用于阿尔卑斯山等地多年冻土的调查研究,不过在国内的应用却是个空白.引入BTS方法,希望能为我国多年冻土的研究开辟一条新路.