华北南部产生中尺度对流复合体的环境条件分析

文章通过1996年7月30日中尺度对流复合体（MCC）的诊断分析,对盛夏华北南部集中出现MCC的原因进行了探讨。指出:华北南部MCC产生于控制黄淮上空的带状副热带高压西北部边缘。低空的暖湿偏南气流在静止锋上被强迫抬升,引起中尺度对流云团不断新生、合并,是MCC生成的主要机制。而华北南部地区西靠太行山脉、东临黄海和渤海的地理环境有利于高温区在这一带形成,以及鲁中山区的阻滞作用有利于地面静止锋形成、加强,则是MCC集中出现于华北南部的重要地方性因素。     

A general semi-analytical solution for consolidation around an expanded cylindrical and spherical cavity in modified Cam Clay

This paper presents a general semi-analytical solution for undrained cylindrical and spherical cavity expansion in Modified Cam Clay (MCC) and subsequent consolidation. The undrained cylindrical and spherical cavity expansion response in MCC model is obtained through the similarity solution technique. Then, the subsequent consolidation process around the cavity is governed by the classical partial differential equation for consolidation. Finite Difference Method (FDM) is selected for solving the consolidation equation numerically. The proposed semi-analytical solution is validated by comparing the prediction of the dissipations of the pore pressure with Randolph’s closed-form solution for elastic-perfectly plastic soil. Parametric study shows that G₀/p₀′, R and M have significant influence on the cavity wall excess pore pressure dissipation curve, while it is not sensitive to the value of ν′. It is also found that the negative pore pressure generates around the expanded cylindrical and spherical cavity wall during the consolidation process when R > 5 for typical Boston blue clay. The developed solution has potential applications in geotechnical problems, such as the pile foundation, in-situ test, tunnel construction, compaction grouting, and so forth.     

一次黄海之滨中尺度对流复合体多尺度结构特征观测研究

2006年7月3日傍晚到4日凌晨,苏北到黄海的一个中尺度对流复合体(MCC)产生了系列龙卷、直线型对流大风和强降水,利用常规高空地面观测、区域自动气象站、卫星云图以及多普勒天气雷达资料,详细分析此次中尺度对流复合体的结构和产生的天气背景。主要结论如下:(1)该中尺度对流复合体高层为对应分离背景场的强辐散,中层在副热带高压西北侧和500 hPa东移的短波槽前,地面位于锋面气旋暖区内;该中尺度对流复合体发生在中等到强的对流有效位能、强的深层(0—6 km)和低层(0—1 km)风垂直切变环境下;(2)该中尺度对流复合体主要垂直环流特征为:近地层东南气流和其上的中低层西南暖湿气流从对流复合体南部流入到复合体中心,复合体后部对流层中低层和中层为较干冷的西北气流夹卷进入中尺度对流复合体,导致降水蒸发冷却形成强烈下沉气流,产生带有西北风动量的下沉气流,到地面形成β中尺度冷池,冷池与周边暖湿气流的交界处为β中尺度阵风锋,同时中尺度对流复合体位于对流层低层到地面部分形成深厚冷池导致的雷暴高压,阵风锋前部有β中尺度暖低压;中尺度对流复合体中高层由于水汽凝结潜热释放加热形成暖心结构,位于对流层中层的主要特征为β中尺度气旋性涡旋对应的中尺度低压,对流层高层存在β中尺度辐散反气旋环流;(3)多普勒天气雷达探测揭示该中尺度对流复合体成熟阶段主要呈现为线性结构,主要构成是一条尺度在150—200 km的活跃弓形飑线,还有数条较弱的呈气旋性弯曲的对流雨带,雨带旋入共同的涡旋中心,该涡旋中心与地面锋面气旋的中心相对应(重合),同时也是相应中尺度对流复合体的β中尺度气旋的中心,直径为40—60 km;(4)在上述活跃弓形飑线的前侧出现多个中尺度涡旋,4个EF2级龙卷和3个EF1级龙卷都发生在这些中尺度涡旋内,导致龙卷的中尺度涡旋水平尺度为4—5 km,旋转速度接近超级单体的强中气旋旋转速度,垂直伸展比超级单体中气旋浅薄,形成机制也与超级单体中气旋有明显差异;(5)该中尺度对流复合体成熟阶段的云系尺度为1000 km,其中低于220 K (-52℃)冷云盖的尺度在400 km左右,其内部结构的主要构成是一条150—200 km长的活跃弓形飑线,地面β中尺度冷池和阵风锋,沿着弓形飑线前侧出现多个尺度为4—5 km的中尺度涡旋,其中部分中尺度涡旋导致尺度只有几十至几百米的EF1和EF2级龙卷,呈现出明显的多尺度结构特征。      

河南省崤山金多金属矿集区控矿构造分析与思考

崤山金多金属矿集区位于河南三门峡市境内,是一个典型的变质核杂岩发育区,也是豫西盆岭区的重要组成部分。该区具有优越的成矿地质条件,金-多金属元素异常广泛分布,虽然近年来发现了一些中-小型金多金属矿床和多处矿点、矿化点,但至今没有获得重大找矿突破。本文通过对区域成矿地质条件和控矿要素分析后认为,虽然崤山矿集区与相邻且金多金属矿丰富的小秦岭和熊耳山具有十分相似的成矿背景与地质演化,但本区大型同构造深成侵入体仍处于隐伏状态,表明崤山地体的构造剥蚀与去顶程度远小于小秦岭和熊耳山,这意味着深部应具有巨大的金多金属找矿潜力。因此,要实现崤山地区重大找矿突破,须重视:(1)加大勘查深度;(2)采用行之有效的地球物理探测手段与技术组合,对控矿断裂的深部结构进行高精度探测;(3)加强矿田构造与矿化垂向分带研究,重视与邻区(小秦岭和熊耳山)成矿系统的地质对比与参照。建议对本区有利找矿区段进行高精度地球物理扫面,配合典型断面的地质-地球物理交叉验证,进而优选出可供工程验证的深部找矿靶区。     

大陆碰撞成矿论

基于经典的板块构造而建立的成矿理论已日臻完善,完好地解释了增生造山成矿作用及汇聚边缘成矿系统发育机制,但却无法解释碰撞造山成矿作用及大陆碰撞带成矿系统。通过对青藏高原碰撞造山与成矿作用的详细研究,并与中国秦岭和其它碰撞造山带综合对比,本文系统提出了一套全新的大陆碰撞成矿理论,简称"大陆碰撞成矿论",初步阐明了大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的成矿动力背景、深部作用过程和形成机制。该理论认为,伴随大陆三段式碰撞过程而发育的主碰撞陆陆汇聚环境、晚碰撞构造转换环境和后碰撞地壳伸展环境,是大陆碰撞带成矿系统和大型矿床的主要成矿构造背景。对应于三段式碰撞而在深部出现的俯冲板片断离、软流圈上涌和岩石圈拆沉过程,是导致大规模成矿作用的异常热能驱动力。伴随三段式碰撞而分别出现的压-张交替或压扭/张扭转换的应力场演变,是驱动成矿系统形成发育的构造应力机制。大陆碰撞产生的不同尺度的高热流、不同起源的富金属流体流、不同级次的走滑-剪切-拆离-推覆构造系统和张性裂隙系统,是形成成矿系统和大型矿床的主导因素。成矿金属在碰撞形成的壳/幔混源高fO2岩浆-热液系统、地壳深熔低fO2岩浆-热液系统、剪切变质-富CO2流体系统以及逆冲推覆构造驱动的区域卤水系统和浅位岩浆房诱发的对流循环流体系统中,伴随成矿金属的积聚与淀积是形成大型矿床的关键机制。"大陆碰撞成矿论"还强调,完整的大陆碰撞过程可以引发三次大规模成矿作用,形成一系列标示性的大型矿床:在主碰撞陆陆汇聚成矿期,大陆碰撞引发地壳加厚与深熔,产生富W-Sn壳源花岗岩,形成花岗岩型Sn-W矿床;大陆俯冲板片断离诱发软流圈上涌,产生富金属的壳/幔混源花岗闪长岩,形成岩浆-热液型或叠合型Pb-Zn-Mo-Fe矿床;大陆碰撞从变质地体排挤出富CO2流体,在剪切带形成造山型Au矿,从造山带排泄出建造流体,在前陆盆地形成MVT型Zn-Pb矿。在晚碰撞构造转换成矿期,大规模走滑断裂系统诱发壳幔过渡带和富集地幔减压熔融,其岩浆在浅部地壳岩浆房出溶成矿流体,分别形成斑岩型Cu(-Mo-Au)矿床和碳酸岩型REE矿床;深切岩石圈的剪切作用与下地壳变质产生含Au富CO2流体,形成造山型Au矿;逆冲推覆构造驱动地壳流体长距离迁移汇聚、走滑拉分导致流体大量排泄和充填,形成Pb-Zn-Cu-Ag矿。在后碰撞地壳伸展成矿期,新生下地壳部分熔融产生富金属、富水、高fO2埃达克质岩浆浅成侵位和流体出溶,产生斑岩型Cu矿;中上地壳部分熔融层(岩浆房)驱动地热流体系统,在地热区发育热泉型Cs-Au矿,在构造拆离带形成热液脉型Pb-Zn-Sb和Sb-Au矿。