气溶胶吸收及气候效应研究的新进展

最新研究结果表明仅关注气溶胶大气顶辐射强迫是不够的,特别是对于在短波辐射区域存在较强吸收的气溶胶类型,如烟尘、沙尘气溶胶。INDOEX实验表明来自印度次大陆的吸收性气溶胶产生的地表辐射强迫在量值上是大气顶辐射强迫的3倍左右,二者的差额以大气辐射加热的形式出现。气溶胶吸收通过加热气溶胶层所在大气,减少地表太阳辐射,影响地面蒸发,改变大气稳定度,从而影响水分循环。另外气溶胶的吸收对云产生“燃烧效应”,从而可能导致云量下降。鉴于气溶胶吸收的重要性,气溶胶吸收问题是当前气溶胶气候效应研究的一个热点问题。尽管关于气溶胶的吸收问题以及与之有关的气候效应还存在很大不确定性,根据观测事实或模拟结果得出的结论差别明显,但勿庸置疑的是气溶胶吸收是一个急需深入探讨的课题。由于我国北方地区春季沙尘活动十分频繁,而东部地区由于能源结构以及能源利用效率等问题致使气溶胶中吸收性成分（碳黑）含量偏高,一些资料分析以及模式研究结果均表明我国发生了一些有别于全球或其他地区的独特气候变化现象,初步分析表明气溶胶吸收在其中可能发挥了一定作用,因此加强我国气溶胶吸收特性的观测和理论研究,结合全球或区域气候模式,深入认识我国气溶胶辐射强迫、气候效应具有重要的科学意义,另外对于评估我国近年来采取的一些卓有成效的污染控制措施的环境和气候效应也是必不可少的。     

山东招远金岭金矿埠南矿区1#脉流体特征及成矿物理化学条件研究

金岭金矿埠南矿区成矿流体成分特征显示流体为有幔源流体参与的岩浆水与大气水的混合流体。均一法测温表明成矿温度在 10 3～ 35 2℃ ,变化较大 ;通过Shenberger等和Hayashi等LogfO2 - pH图解 ,温度较低的成矿中期阶段 (2 5 0℃± )流体系统中的金明显比早期阶段 (30 0℃± )富集。成矿流体中金主要以Au(HS) -2 形式存在。根据含CO2 三相包体估算 ,流体压力在 5 1～ 70MPa之间。根据Sibson等断裂带流体垂直分带曲线 ,在流体压力为4 0～ 370MPa时 ,断裂带流体压力和深度之间为非线性关系 ,成矿深度既不能用静水压力梯度也不能用静岩压力梯度来计算 ,应该用特定的流体压力和深度关系式计算。通过分段拟合深度和压力之间的关系式计算出金岭金矿成矿深度在 5 .7～ 6 .78km之间 ;按照Gebre Mariam等提出太古代后生金矿深度分类 ,属典型中成脉型金矿。     

岩体质量对地下工程开挖效应的影响研究

以西北某大型水电站地下厂房洞室群为例．在地质调查的基础上,对洞室群围岩岩体质量进行了分析评价。而后,运用数值模拟手段研究了岩体质量不同时．洞室群开挖效应——二次应力场、位移场和破坏区的差异．较全面地讨论了岩体质量对洞室群开挖效应的影响。     

广东惠州—从化典型地热田水文地球化学特征及成因分析

本文通过对广东惠州至从化典型中低温对流型热水和冷水的水化学特征和同位素数据的分析,研究了热水的补给来源及其经历的深部地热过程。研究区热水均起源于大气降水,黄沙洞热水具有循环深度大,径流时间长,水岩反应强烈的特点,使其获取了更高的热量;从化热水具有滞留时间短,交替作用强,水岩反应较弱的特点。综合分析惠州黄沙洞热水循环深度为2600～4000m,冷水混合比例为62%～92%,储层温度为125～180℃;从化热水循环深度为1700～3200 m,冷水混合比例为48%～89%,储层温度为90～150℃。     

安徽宣城荞麦山矿床成矿岩体及其暗色包体成因与成矿意义:锆石U-Pb年代学、地球化学、Sr-Nd-Hf-O同位素制约

宣城矿集区是长江中下游成矿带内新提出的矿集区,近年来取得了重大的找矿突破,尤其是大型斑岩型铜金矿的发现使宣城矿集区逐渐成为研究热点。宣城矿集区一系列的斑岩-矽卡岩矿床均与早白垩世侵入体密切相关。荞麦山铜钨矿床是区内典型的矽卡岩矿床,矿床形成与花岗闪长斑岩密切相关,且花岗闪长斑岩发育较多的暗色包体。确定暗色包体的成因有助于深入理解含矿岩体的岩浆演化过程及成矿意义。本次工作以荞麦山矿床花岗闪长斑岩和暗色包体作为研究对象进行U-Pb同位素年代学、岩石及矿物地球化学、全岩Sr-Nd、锆石Hf-O同位素地球化学分析,探讨暗色包体及成矿岩体的源区、岩浆演化过程及其对成矿的意义。暗色包体的形成时代为141Ma（MSWD=0.8）,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值为0.7059~0.7069,ε_Nd（t）值为-6.0~-9.2,ε_Hf（t）值为-12.7~-5.8,δ¹⁸O值为5.8‰~7.7‰;寄主岩石形成时代为140Ma（MSWD=0.3）,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值为0.7061~0.7064,ε_Nd（t）值为-8.7~-7.7,ε_Hf（t）值为-12.1~-8.1,δ¹⁸O值为5.6‰~7.4‰。此外,暗色包体与寄主岩石主要氧化物含量与SiO₂含量呈线性负相关趋势、微量元素特征相似和寄主岩石斜长石斑晶的不平衡结构及捕掳晶的发现指示荞麦山暗色包体为岩浆混合成因,花岗闪长斑岩为起源于富集地幔的岩浆与壳源岩浆混合成的母岩浆侵位而来,同时幔源岩浆和壳源岩浆的混合也分别提供了成矿金属元素铜和钨,最终形成了铜钨共生的荞麦山矿床。     

长江中下游中生代安山质火山岩记录的新元古代大洋板片-地幔相互作用

大陆弧安山岩的形成是大洋板片向大陆边缘之下俯冲的结果,但是在具体形成机制上存在很大争议.针对这个问题,对长江中下游地区中生代安山质火山岩及其伴生的玄武质和英安质火山岩进行了系统的岩石地球化学研究,结果对大陆弧安山质火成岩的成因提出了新的机制.分析表明,这些岩石形成于早白垩世,它们不仅表现出典型的岛弧型微量元素分布特征,而且具有高度富集的Sr-Nd-Hf同位素和高的放射成因Pb以及高的氧同位素组成.通过全岩和矿物地球化学成分变化检查发现,地壳混染和岩浆混合作用对其成分的富集特征贡献有限,而其岩浆源区含有丰富的俯冲地壳衍生物质才是其成分富集的根本原因.虽然这些火山岩的喷发年龄为中生代,但是其岩浆源区形成于新元古代早期的华夏洋壳俯冲对扬子克拉通边缘之下地幔楔的交代作用.大陆弧安山岩地幔源区中含有大量俯冲洋壳沉积物部分熔融产生的含水熔体,显著区别于大洋弧玄武岩的地幔源区,其中只含有少量俯冲洋壳来源的富水溶液和含水熔体.正是这些含水熔体交代上覆地幔楔橄榄岩,形成了不同程度富集的超镁铁质-镁铁质地幔源区.在早白垩纪时期,古太平洋俯冲过程的远弧后拉张导致中国东部岩石圈发生部分熔融,其中超镁铁质地幔源区熔融形成玄武质火山岩,镁铁质地幔源区则熔融形成安山质火山岩.因此,大陆弧安山岩成因与大洋弧玄武岩一样,可分为源区形成和源区熔融两个阶段,其中第一阶段对应于俯冲带壳幔相互作用.      

水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则

以矿山分层充填为背景,针对水平分层充填体,提出了初始分层损伤、荷载损伤与总损伤的概念;利用损伤力学理论,考虑分层效应,建立了充填体损伤演化及本构模型;基于全微分方法构建了考虑分层效应的充填体强度准则。开展了不同分层充填体力学特性试验。研究结果表明：所建立的分层充填体损伤本构模型及强度准则理论曲线与试验曲线高度吻合,验证了模型的正确性;初始分层损伤随分层数增多,呈现 的二次多项式递增,分层效应与荷载耦合作用劣化了充填体总损伤;充填体总损伤率呈先增大后减小趋势。在峰值之前,分层数越多,则总损伤率越大;而峰值之后,分层数越多,则总损伤率越小,且总损伤率最大值随分层数增多而增大。     

考虑土拱效应的管棚合理间距计算方法

管棚作为隧道安全穿越不良地质地段的超前支护结构,依靠土拱效应发挥其支护作用,管棚间距与成拱效应密切相关。通过引入合理拱轴线,并考虑侧向土压力的影响,结合管棚间土拱破坏条件给出了管棚合理间距的计算方法,通过凤咀江隧道工程实例和离散元对比分析,验证了计算方法的合理性。进一步分析了管棚间距随管棚所处位置的变化规律以及管棚直径、土体参数等对管棚间距的影响规律。结果表明：当侧向土压力系数较小时,拱腰至边墙处管棚间距可适当调大;当侧向土压力系数较大时,拱顶至拱腰处管棚间距应适当减小。管棚间距随管棚直径和土体黏聚力的增加而线性增加,且与土体内摩擦角数呈正相关关系,随内摩擦角增大,对管棚间距的影响也越来越大。     

华北新构造：印欧碰撞远场效应与太平洋俯冲地幔上涌之间的相互作用

作为大陆内部典型的伸展断陷区和强震活动区,华北地区处于东部太平洋板块俯冲构造和西部印欧大陆碰撞构造的双重大地构造背景之下,其新构造运动相当复杂:西部沿鄂尔多斯地块周缘两个地堑盆地系引张伸展断陷作用、中部太行山块体的局部断陷和整体隆升、东部华北平原区和渤海湾海域区的区域沉降,南缘沿秦岭构造带的左旋走滑拉张活动,东缘沿郯庐断裂带的右旋挤压走滑活动。这些不同类型的断裂构造在晚新生代的阶段性活动,产生了复杂的构造地貌组合特征。综合研究发现,华北晚新生代经历了3期伸展断陷-挤压隆升演化阶段:新近纪晚期(10～2.5 Ma)、早中更新世和晚更新世以来。地壳引张应力方向或NW-SE、或NE-SW向;地块隆升导致湖盆的消亡,挤压应力方向为NE-SW至W-E向。研究认为,华北地区新构造受两个岩石圈构造过程的相互影响:印欧碰撞产生的远程效应和东部岩石圈地幔的上涌。一方面,青藏高原东北缘地块的持续推挤及其构造应力向东的传递导致鄂尔多斯地块反时针旋转和秦岭山地的向东挤出逃逸,这个挤出构造动力学统治了华北地区晚新生代的引张伸展、斜张走滑和挤压变形。尤其是,新近纪晚期强烈的NW-SE向地壳伸展变形与青藏东缘挤出造山作用同步(10～9 Ma至4.2 Ma);上新世末期(约2.5 Ma)、晚更新世早期(约200～70 ka)和晚更新世晚期—全新世(约20 ka以来)3次构造挤压事件与青藏高原东缘构造事件基本对应。另一方面,岩石圈地幔上涌主导了华北东部平原区的区域地壳沉降,同时伴随着早、中更新世的5期幔源火山活动。这两个岩石圈构造作用力此消彼长,深刻统治着华北地区新构造与现今活动构造以及地震构造。     

吸附–解吸状态下煤层气运移机制

带吸附作用的煤层气运移规律一直是煤层气地质学界关注的焦点问题之一。为研究吸附-解吸状态下的煤层气运移机制,推导了气体吸附-解吸方程并分析了多孔介质扩散-渗流理论,开展了煤层气运移实验并对实验结果进行了分析。研究结果发现:煤体孔隙结构对煤层气运移具有"容阻效应","容储""阻降"二重特性并存构成了煤基质的基本功能;气体运移过程中煤体对CO₂和CH₄吸附能力的差异体现在吸附响应时间、吸附速率增长率、吸附平衡时间和最大吸附体积等4项指标;煤层气运移过程中扩散和渗流两种方式并存,当裂隙及大孔内气体压力较中-微孔隙系统气体压力高时,气体运移速率以渗流为主,否则以扩散为主。