青藏高原南部及邻区深部碳释放规模与成因

不同构造背景下的深部碳释放通量与机制研究对于深刻理解长时间尺度的气候变化具有重要意义,以往的相关研究多集中在洋中脊、大洋俯冲带和大陆裂谷等地质单元,缺少对大陆碰撞带深部碳释放规模与机理的关注,从而制约了对大陆碰撞带深部碳循环过程及其气候环境效应的进一步认识。青藏高原起源于印度和欧亚大陆的碰撞,是研究大陆碰撞带深部碳循环的理想地区。为此,在近年来青藏高原温室气体释放野外观测与研究的基础上,本文估算了高原南部及邻区火山-地热区的CO₂释放规模并探讨了其释放模式。气体He-C同位素地球化学与温泉水热活动特征等显示,青藏高原南部及邻区的深部碳释放主要受深部岩浆房、断裂和浅部水热系统等因素的控制。依据深部流体源区和上升运移控制因素的差异,可以将青藏高原南部及邻区的深部碳释放划分为三大类：(1)以壳内水热系统脱碳为主的藏南地区;(2)深大断裂控制的以水热系统脱碳为主的川西地区;(3)深部岩浆房和浅部水热系统共同控制的滇西南地区。青藏高原南部土壤微渗漏CO₂释放通量介于18.7~52.3Mt/yr之间,温泉溶解无机碳释放通量约为0.13Mt/yr;高原邻区的川西、滇东南断裂带温泉CO₂释放规模为0.1Mt/yr;腾冲火山区CO₂释放通量介于4.5~7.1Mt/yr之间。本研究认为,青藏高原南部及邻区每年向大气圈释放CO₂的规模为23.4~59.6Mt,这一规模与全球其他构造背景(如洋中脊、大洋俯冲带、大陆裂谷等)火山区深部碳释放规模相当,表明以青藏高原为代表的大陆碰撞带是地质源CO₂释放的重要场所。

     

基于AMT的龙首山成矿带西岔地段马路沟断裂带深部发育特征

为减少铀矿钻探工程风险,基于音频大地电磁法(AMT)资料,对龙首山成矿带中的马路沟断裂及次级断裂的深部发育特征进行了探究。通过对马路沟断裂与次级断裂正演理论模型响应特征分析,论证了方法的可行性,在此基础上,结合地质、岩石电性参数和钻探资料,对反演电阻率断面进行了推断解释,大致查明了区内断裂的深部发育特征。研究结果表明:马路沟断裂(F101)走向NW,倾角约80°,其中X501—X502剖面之间倾向NE,X502—X506剖面倾向SW;次级断裂F102、F103走向NW,均倾向NE,倾角75°~80°;上述断裂具有切割深度大、倾角较陡特征。该结果为后期钻探工程的布置提供了依据,提升了铀矿地质勘查的效果与效益。     

深部隧道爆破开挖诱发围岩损伤与扰动效应数值分析

现阶段,不同地应力条件下深部岩体受爆破作用的损伤破坏分析尚显不足。为了研究深部隧道围岩爆破开挖损伤破坏规律,基于有限元软件ANSYS/LS-DYNA,采用Riedel-Hiermaier-Thoma本构模型,对不同地应力环境下隧道爆破效果影响因素、围岩扰动范围等问题进行数值分析。结果表明：双向等压隧道的断面损伤程度与地应力水平呈负相关;随着地应力上升,地应力对隧道底板的损伤抑制作用渐为明显;隧道腰部围岩受爆破扰动较为突出,其应力和振动速度均随侧压力系数增大而大幅升高,且振动速度增幅超过40%,明显高于顶部围岩;在垂直应力20 MPa条件下,腰部测点应力、振动速度幅值随侧压力系数增加而增大的趋势较缓;当垂直应力升高至60 MPa时,侧压力系数对围岩扰动的影响较大。相关结论对实际工程施工具有重要指导意义,同时对隧道围岩稳定性监测与支护参数优化具有一定参考价值。     

深部含水层黏弹塑固结模型及压密模拟

上海市曾遭受了严重的地面沉降灾害,主要由于浅部含水层开采引发浅部土层固结所致。之后采取了回灌浅部含水层并转向开采深部含水层的措施,地面沉降得到了有效控制。但21世纪初,通过水位及分层沉降监测,发现随着开采量增加,深部含水层也会成为主要压密土层。其变形呈现出显著的非线性压密特征,即使水位普遍抬升,压密仍然持续,开展其固结压密机理模型研究对地面沉降防治十分必要。传统太沙基理论认为砂土骨架是瞬时变形的,忽略了流变性本质,因此无法解释该现象。基于国内外学者的研究,考虑了前期固结压力前后流变性的差异,建立了深部含水层黏弹塑固结压密模型。通过试验获取了相关参数,结合塘桥F16分层标监测结果,对第四含水层长期压密变形进行了模拟。模拟结果很好地反映了含水层长期非线性压密行为,研究结果对指导防治地面沉降有实际意义。     

锦屏一级水电站深部裂缝控制性灌浆技术研究

针对锦屏一级水电站深部裂缝加固技术难题,在对深部裂缝工程地质特征及其灌浆加固技术特点分析基础上,对水泥-水玻璃控制性灌浆技术进行了研究。首先对水泥-水玻璃灌浆作用机理进行分析,然后主要从胶凝时间和强度两方面对水泥-水玻璃浆液进行试验研究,分析了水玻璃和缓凝剂加量对浆液胶凝时间和强度的影响规律,并按初凝时间为5min的情况进行了水泥-水玻璃浆液配比设计。最后,提出采用水泥-水玻璃双液孔口混合式灌浆方法,采用自上而下、孔口封闭、纯压式灌浆方式对深部裂缝进行固结灌浆加固处理。由此初步建立了锦屏一级深部裂缝灌浆加固处理技术研究方案。     

地下水循环演化模式及研究方法综述

本文针对国内地下水循环演化的研究方法和手段进行了对比和分析.国内多侧重于地下水水循环的机理研究,采用了多种方法和手段,研究不同水文地质单元内的地下水循环演化特征,其中包括基础地质条件、水文地质条件、同位素及水化学条件的变化等.基于国外的模型,我国对部分模型进行了改进,使得水循环演化模型的刻画更符合我国的国情.     

内蒙古霍各乞铜多金属矿床原生晕地球化学特征及深部成矿远景评价

通过系统采集内蒙古霍各乞铜多金属矿区第7、-9勘探线上11个钻孔的岩石、矿石样品,绘制原生晕剖面等值线图,建立垂向元素分带序列,结合该矿床指示元素的变化特征,对钻孔深部隐伏矿进行了预测.该矿床成矿元素组合为Cu-Pb-Zn,前缘晕由Hg、Sb、Cd组成,尾晕以W、As、Sn为特征.该矿床处于倒转向斜的倒转翼,元素的垂向分带序列大部分为反向分带.垂向分带和指示元素的变化特征说明矿床具有多期多阶段反复叠加的特点,第7勘探线至少存在2期含矿流体,钻孔ZK702、ZK830、ZK726、ZK817深部可能有盲矿体.     

邯峰矿区深部煤炭资源勘查方法与模式

针对我国深部煤炭资源现状及深部煤田勘查所面临的困难和挑战,以邯郸峰峰矿区(以下简称邯峰矿区)为例,分析了影响深部勘查工程的煤田构造特征、勘查手段及勘查模式。强调浅部资料及钻探工程在矿区深部勘查中应用的重要性,对深部勘查工程的钻探深度、布孔方式、钻孔信息获取三方面的特点进行了系统总结。在综合分析的基础上,建立了以邯峰深部勘查区为例的老矿区深部煤炭资源勘查模式,即充分利用浅部生产矿井资料,以钻探工程为主,辅助其他多种勘查手段的综合勘查模式。     

陕西澄合矿区中深部4号煤层厚度变化原因

陕西渭北石炭-二叠纪煤田澄合矿区4号煤层是区内主要可采煤层之一。通过对区内煤层厚度与其上覆煤系厚度、煤中灰分、硫分及煤层顶板岩性-岩相等因素的相关性分析,结合4号煤层成煤期与聚煤期后环境分析,探讨了研究区及其周缘地区4号煤层厚度变化原因。结果显示:4号煤层厚度与上覆煤系厚度、煤中灰分及硫分均呈正相关关系,相关系数分别为0.810 1、0.430 9、0.813 6;该煤层发育于浅水型三角洲沉积体系的三角洲平原地带;煤层厚度变化受控于聚煤期同沉积构造和聚煤期后河流冲蚀作用的双重影响,前者使煤层厚度变化较小,后者对煤层厚度影响较大,甚至出现无煤带。     

近45年5-9月阿勒泰地区强降水气候变化趋势与突变特征

利用1970—2019年内蒙古地区110个国家站降水量资料,采用经验正交函数(EOF）分析、重标极差分析(R/S)和非周期循环分析,统计四季和年降水量时间序列的Hurst指数(H)、分维数(D)和非周期循环的平均循环长度,分析降水量变化趋势和记忆周期。结果表明：(1)内蒙古地区年降水量变化呈增多趋势,其中在东部的偏东地区增多最显著,变化趋势具有持续性特征,持续时间为8 a,但在内蒙古西部的偏南地区和东部的局地区域年降水量呈减少趋势;(2)春季、秋季和冬季年降水量的年代变化呈增多趋势,夏季呈减少趋势,特别是冬季在东部的偏北地区的个别区域Hurst指数H=1,呈现完全预测特征,降水量未来趋势为增多趋势且通过95%的显著性检验;(3)四季降水量过去的增量与未来的增量都呈正相关,夏季降水量减少趋势的持续性最弱,冬季降水量增多趋势的持续性最强,春季、夏季、秋季和冬季的记忆长度分别为8 a、8 a、9 a和10 a。