不同尺度下地质灾害风险评价方法探讨

吴堡县地处陕北黄土高原东北部,区内地质灾害发育,严重威胁当地居民生命及财产安全。在充分分析吴堡县地质灾害调查数据的基础上,针对全县域尺度选取坡度、坡向、地表曲率等评价指标,采用信息量模型基于GIS平台按25 m×25 m栅格单元进行风险评价。评价结果划分为:极高风险区、高风险区、中风险区、低风险区,分别占全区面积的0.63%、12.58%、24.40%、62.39%。针对重点区尺度,选取坡度、坡高等因子,采用层次分析模型基于GIS平台按水文法划分的斜坡单元开展风险评价,其中极高风险斜坡19个、高风险斜坡69个、中风险斜坡145个、低风险斜坡359个。选取两种尺度下同一区域（A区）,对风险评价结果进行差异性分析。表明:在不同的尺度下,同一地理位置,风险高低的评价结果可能不一致。在全县域尺度下宜采用各类具备预测功能的数理统计模型,但是在更小的重点区尺度下,由于用来训练的样本数量不够,不宜采用数理统计模型。相应的,县域尺度下可采用基于GIS工具划分的栅格单元作为评价单元;重点区尺度下可采用实际的斜坡体作为评价单元。     

基于BMA多模型组合的疏勒河径流预测研究

准确可靠的径流预测对于水资源的科学管理与规划具有重要意义,特别是在水资源紧缺的干旱半干旱地区,径流预测对流域内水资源高效利用与水利工程经济运行具有重要现实意义。针对径流预测通常采用单一方法进行建模与预测,难以利用各预测模型优势的问题,本文利用极限学习机（ELM）模型、支持向量机（SVM）模型、多元自适应回归样条（MARS）等机器学习方法建立了疏勒河上游未来1~7日的径流预测模型。在此基础上,运用贝叶斯模型平均（BMA）方法对ELM、SVM、MARS模型的预测结果进行组合,构建了径流组合预测模型,以获取更可靠的预测结果,并采用蒙特卡洛抽样方法获取BMA的95%置信区间,对预测结果进行了不确定性分析。结果表明：ELM、SVM、MARS模型以及BMA组合模型均适用于干旱半干旱地区的中长期日径流预测;BMA的预测精度较单一模型更高,能够提供更准确的预测值;BMA的95%置信区间对实测值覆盖率高,同时能够提供较好的确定性预测和概率预测结果。表明BMA在资料有限的条件下,表现出较单一模型更高的预测性能,可以成为干旱半干旱地区中长期日径流预测的有效方法。     

泥石流防治措施与冲击力研究进展

泥石流是一种世界范围内各个历史时期均普遍发生的地质灾害现象,尤其频发于地震多发的山地地区,每年均给人民的生命财产造成重大损失.为了应对这种暴发突然,来势凶猛,破坏力强的泥石流灾害,一系列防治措施应运而生.系统总结泥石流的防治措施.泥石流的防治措施可分为结构化措施和非结构化措施.其中结构化措施包括拦挡坝、拦挡网、导流渠、沉淀池和植被防护措施等,其设计依据可通过泥石流冲击力模型获取.泥石流冲击力模型可分为静力模型、动力模型.非结构化措施即建立泥石流预警和预报系统体系.      

水文模型与陆面模式耦合研究进展

水文模型与陆面模式耦合是目前全球变化研究中的热点问题,如何实现分布式水文模型与陆面过程模式的双向耦合,并将其有机嵌入大气模式中,是未来大气环流模式(GCM)和区域气候模式(RCM)发展和完善的重要目标之一.在简单介绍陆面过程模式和水文模型发展历程的基础上,对水文模型和陆面过程耦合研究的国内外进展进行了综述,指出了模式耦合中存在的共同问题和未来工作的研究要点.最后,探讨了分布式水文模型与陆面模式耦合在全球变化研究框架中的地位与意义,并展望了陆面水文过程发展的主流趋势和研究方向.     

稀有金属锂铍矿床研究中的几个关键科学问题——代序

20世纪30年代以来,国内外稀有金属矿床成因研究一直存在着争论,尤其在相关岩石的岩浆源区、岩浆的分异程度、岩浆-热液转换过程、流体作用及其对稀有金属富集成矿的贡献等方面的科学问题还存在不同认识;对于锂铍等超轻元素来说,测试技术的难点也制约了稀有金属锂铍矿床成因机制方面的研究。近年来,战略性新兴产业的蓬勃发展促进了新一轮稀有金属矿床找矿勘查和成因研究的高潮。在中国科学院地质与地球物理研究所吴福元院士的部署和组织下,经过两年多的努力,第二次青藏高原科学考察综合研究专题"稀有金属资源现状与远景评估"（2019QQKZ0802）和中国科学院地质与地球物理研究所重点部署项目"关键矿产资源锂铍的成矿理论创新与实践探索"（IGGCAS-20 1902）的课题组成员围绕锂铍的富集成矿机理开展了工作,在（1）青藏高原及其邻区稀有金属富集机理和成矿潜力、（2）中国东部火山岩型铍矿成矿潜力和找矿远景、（3）中国西部风化壳型元素Li-REE的富集机制、（4）元素铍的原位分析技术、（5）高分异花岗岩富集成矿判别标识的实践探索等5个方面取得了重要的进展。     

利用X射线衍射和岩矿鉴定等技术研究河南汤家坪钼矿区主要矿物标型特征

汤家坪钼矿床是2006年探明的一处大型斑岩型钼矿床,前人用常规地质方法对该矿区基础地质工作和成矿规律研究已比较系统和完整,认为汤家坪钼矿床属于深源浅成斑岩型钼矿床,汤家坪花岗斑岩体为矿区钼矿的成矿母岩;但是没有从矿物学角度来应证这些成矿规律。本文从矿物学角度,采用分离单矿物进行化学分析、X射线衍射(XRD)及岩矿鉴定等技术,对汤家坪钼矿区的辉钼矿、黄铁矿、石英、长石4种矿物标型特征(化学组成、微量元素、晶体结构、晶胞参数、结构状态等)进行研究。结果表明:1该矿区辉钼矿全部是2H型多型变体,且成分中Re含量很低;辉钼矿的δ34S值为3.0‰,硫同位素变化范围小,接近于陨石硫,具深源硫的特点,硫来源于花岗斑岩。2黄铁矿微量元素以富含Mo、Co、Cu,贫Ni、Pb、Zn为标型特征,另外Au、Ag含量低,S/Se大于250000,与前人"S/Se大于250000~500000的地区不可能找到金矿"的结论相符。3石英富含Mo;成矿期石英脉中δ18O降低,表明成矿晚期有少量大气降水参与热液蚀变成矿。4长石富含Mo;轻稀土(La~Nd)含量大于中稀土(Sm~Ho)和重稀土(Er~Y)含量;钾长石的有序度、三斜度以及结构参数的值均较高,结构温度较低,表明该矿区钾长石为低温状态下的三斜对称的微斜长石,是热液作用的产物,岩体钾长石化对钼矿化最为有利。本研究应证了汤家坪钼矿床属于深源浅成斑岩型钼矿床,对于总结斑岩型钼矿成矿规律、找矿标志有重要意义。     

福建省紫金山矿田龙江亭矿床地质和成矿流体特征及成因意义

龙江亭矿床地处福建省紫金山矿田的西南部,矿体受北西向断裂控制,产于燕山早期中细粒花岗岩中。含矿岩体整体遭受硅化-绢云母化-伊利石化-蒙脱石化,浅部为强硅化-迪开石化,深部保留有钾化;后期蚀变主要分布在地表,为硅化-高岭土化和褐铁矿化,偶见萤石化、重晶石化、石膏化。矿物组合和穿插关系显示,成矿前为无矿石英脉;成矿期脉体矿物组合为石英-绢云母-黄铁矿-铜硫化物;成矿后脉体矿物组合为石英-方解石±石膏。根据矿石组构和铜硫化物类型,成矿期脉体可细分为3个亚类或阶段:早阶段为黄铁矿-黄铜矿组合,浸染状和网脉浸染状构造,见于矿体深部;中阶段为黄铁矿-黄铜矿-斑铜矿-硫砷铜矿组合,具梳状、胶状或皮壳状构造,见于矿体中部;晚阶段为蓝辉铜矿-铜蓝组合,浸染状或晶簇构造,见于浅部坑道和地表。早阶段脉体矿物含大量富液相包裹体,少量富气相包裹体,均一温度为262~403℃,w(Na Cleq)介于0.2%~18.6%,显示中-高温热液的特征;中阶段脉体中的包裹体几乎全部均一到液相,完全均一温度为201~302℃,峰值为250℃,w(Na Cleq)介于0.2%~10.1%,总体显示中-低温热液的特征;晚阶段包裹体全部均一到液相,均一温度为117~250℃,w(Na Cleq)介于0.4%~9.5%之间,表现出低温、低盐度大气降水热液的特征。根据蚀变类型确定成矿期logf(O2)=-42~-38,p H值=3~5;根据金属矿物组合估算出中阶段logf(S2)=-9±,晚阶段logf(S2)=-6.5±。龙江亭矿床硫逸度-温度变化规律不同于世界上其他岩浆-流体成矿系统,可能经历了2次成矿事件,后期的高硫型浅成低温热液成矿作用叠加在早期的斑岩型矿床之上,一方面造成了复杂多样的蚀变类型、矿物组合和矿石组构,另一方面继承、残留了斑岩型矿床的特征。因此,其属于叠合成因的斑岩型-浅成低温热液型矿床,而非斑岩型与浅成低温热液型之间的过渡。     

微型抗滑桩单桩设计计算模型及算法研究

考虑微型桩与周围岩土体间摩擦力的作用,提出了一种新的微型抗滑桩单桩设计计算模型,并给出了具体算法。由微型桩加固滑坡体的变形特点,分析微型桩与岩土体之间的相互作用机制,将微型桩与周围岩土体的摩擦作用引入其受力分析中;根据微型桩上各部分受力特点的不同,将微型桩分成上部摩擦受拉段、中部滑坡推力作用段和下部锚固段3段进行分析,推导了微型桩总的变形控制方程及各分段的变形控制方程;采用初参数法对控制方程进行求解,得到了微型抗滑桩上的内力分布及变形规律。计算结果表明,在滑坡推力作用下,微型桩的变形主要发生在滑面附近及以上桩段,滑面附近桩段将产生较大的内力和弯曲变形,受拉段弯曲变形较小,近似水平移动;桩与岩土体间的摩擦力是微型桩与周围岩土体相互作用的重要组成部分,摩擦力的作用能显著减小微型桩的弯曲变形,有效控制滑坡体的位移。     

近海欠密实砂质海床内波致渐进液化特征研究

利用一个经过广泛验证的数值模型FSSI-CAS 2D为计算工具,采用砂土的高级本构模型Pastor-Zienkiewicz-Mark III (PZIII) 描述海床砂土的动态力学行为,定量研究松散海床地基土在波浪作用下,其内部的液化过程和特征,以加深对波致海床液化特征、性质的认识。计算结果分析表明,开发的耦合数值模型FSSI-CAS 2D能够很好地捕捉到波浪作用下欠密实海床的动力响应特征,以及海床内的累积液化过程等一些列的非线性物理现象。研究表明,波浪导致的松砂海床液化是一个渐进过程,海床表面首先液化,并逐渐向下扩展。     

“三江”中段两类碳酸盐岩容矿铅锌矿化成因的相关性——来自稀土元素地球化学研究的启示

世界范围内的碳酸盐岩容矿铅锌矿带内常在区域上出现以方解石等碳酸盐矿物为主要脉石矿物的富碳酸盐型铅锌矿化和以碳酸盐+萤石为主要脉石矿物的富氟型铅锌矿化这两种矿化形式,但不同元素组合的出现在成因上是否有相关性并不明确。青藏高原"三江"成矿带中段玉树地区同一矿集区内近同时发育了东莫扎抓富碳酸盐型和莫海拉亨富氟型铅锌矿床,二者均为碳酸盐岩赋矿,以逆断层为主要控矿构造,具有层控的矿体产状特征,矿石矿物均为方铅矿+闪锌矿,但是,东莫扎抓矿床以方解石+白云石等碳酸盐矿物为主要脉石矿物,莫海拉亨则以方解石+萤石为主要脉石矿物。研究表明,两个矿区含钙矿物的稀土元素地球化学特征存有差异。东莫扎抓矿区方解石的稀土元素具有轻重稀土元素分馏相对明显、轻稀土元素富集、Eu负异常明显的特征,在球粒陨石标准化配分模式图上呈现右倾或轻微右倾的"V"字形曲线。莫海拉亨矿区方解石及萤石轻重稀土元素分馏不明显,有明显的Eu负异常,球粒陨石标准化配分模式图上呈现轻微的"M"型曲线。稀土元素总量上,东莫扎抓(0.46×10-6~10.79×10-6)较莫海拉亨矿床(0.25×10-6~5.88×10-6)高。稀土元素地球化学特征揭示,两个矿床的含钙矿物都沉淀自与岩浆作用无关的热液流体,伴随硫化物沉淀,流体盐度降低,还原性变弱。莫海拉亨矿床除具有一套和东莫扎抓矿床来源一致的流体外,还具有另一套来自深部变质基底的富氟流体,这套流体控制了富氟型碳酸盐岩容矿铅锌矿床的沉淀位置,使其在区域上更靠近逆冲体系主逆冲带,且多在区域上最底层的碳酸盐岩地层中发育。这一认识解释了世界上多个碳酸盐岩容矿铅锌成矿带内同一空间、时间范围内两套不同类型铅锌矿床型式共同出现的原因。