新资深大断裂变质带特征、成因及活动演化

在前人研究成果和野外调查基础上,对新资深大断裂变质带特征进行系统总结,从宏观构造、显微构造与组构、岩石矿物学、年代学和地球化学等多学科角度综合研究,分析了新资断裂带各类岩石组构成因,并建立了其活动演化期次。新资深大断裂变质带构造岩主要包括定向组构系列岩石和块状系列岩石,主要是由早期的韧性变形变质作用阶段和晚期的脆性破碎作用阶段先后作用形成。越城岭岩体西侧规模巨大的花岗片麻岩带应属新资深大断裂变质带的一部分,属早期活动的产物,其原岩为越城岭岩体,为断裂变质和动力热流变质作用形成。韧性剪切系列岩石按变形变质强度可分为高温高压韧性剪切带和中温高压韧性剪切带,表明韧性剪切作用具有多期性。新资断裂带活动演化主要经历了四个阶段,始于加里东期,至喜山期均有活动,现在的新资断裂带是经过多个阶段不同类型变质作用由东向西不断迁移和相互叠加的结果。     

典型地貌区原状黄土孔隙细观特征研究

以黄土高原典型地貌区14个场地的原状黄土为研究对象,通过扫描电子显微镜获取图像,借助PCAS孔隙图像识别与分析系统,得到了原状黄土在孔隙尺度、排列、形态和类型等方面的细观结构特征;并依据分形理论,对黄土梁峁区、塬区和台塬区三类典型地貌区的孔隙细观特征进行了统计分析。结果表明:不同地貌区的原状黄土孔隙结构有显著差异,黄土梁峁区表观孔隙比明显大于黄土塬区与台塬区;平均孔隙面积与孔隙数呈负相关关系,孔隙数在黄土梁峁区自西向东递减,在黄土塬区递增,在黄土台塬区差异较大;孔隙度分维值在黄土梁峁区相差不大,在黄土塬区自西向东递增,在黄土台塬区差异较大;孔隙概率熵多大于0.98,孔隙排列较为混乱,缺乏明显定向性;黄土塬区的孔隙平均形状系数最大且分维数最低,其孔隙形状较为圆滑,孔隙复杂程度较低。     

基于分形理论的SWCC边界曲线滞后效应模型研究

微观土颗粒及孔隙分布的非均匀性及由此引起的瓶颈效应是造成非饱和土土-水特征曲线(SWCC)滞后效应的主要原因。引入分形理论,考虑非饱和土孔径及渗流路径的微观分形特性,提出了一个用于描述水在非饱和土中渗流的毛细管模型。模型中将非饱和土孔隙简化为一系列具有不同孔径大小的毛细弯管,其孔径大小及弯曲程度假定服从分形规律。在此基础上,推导得了非饱和土的吸湿与脱湿过程的饱和度S_e~-水头高度h来描述土-水特征曲线滞后效应的特征方程以及饱和度S_e~-相对水力传导系数Kr特征方程。与室内观测结果及已有研究的对比表明,该模型相比以往方法,可更好地模拟非饱和土土-水特征曲线的滞后效应。对非饱和土吸湿与脱湿过程滞后效应的本质进行了对比分析,揭示了滞后效应产生的根本原因在于土体中流通孔隙大小的非均匀性。     

北大别造山后伸展期中-下地壳流动形式数值模拟研究

造山后伸展过程中,深部地壳的变形形式反映深部岩石圈的构造活动方式,是造山后伸展深部动力学研究的主要内容。本次工作以大别造山带造山后伸展变形构造为研究对象,在详细的构造观察和组构分析基础上,以实际变形组构为约束开展数值模拟,系统地研究伸展变形构造在垂向剖面上岩石变形机制的空间分布,进而揭示大别造山带造山后伸展过程中深部地壳的变形形式。野外观察表明,北大别穹隆边缘区域拉伸线理优选方位显著,而到穹隆中部拉伸线理定向性减弱,再到穹隆核部线理定向性有所增强。运动学上,北大别穹隆内呈现了一致的上盘向NW的剪切指向。以此为约束的数值模拟研究表明,大别造山带造山后伸展期中-下地壳流动方式总体上是介于透入性简单剪切形式与纯剪切形式之间的组合形式;垂直剖面上呈现为由上、下边界向中心简单剪切分量显著降低,中-下地壳流变带中部以纯剪切变形为主。我们用造山带加厚地壳的韧性垮塌和深俯冲的太平洋板块"后撤"来解释其动力学来源。     

胶东黄铁矿显微构造变形与金富集关系：黄铁矿EBSD组构和地球化学约束

载金黄铁矿显微构造变形与金富集关系可以从显微-超显微尺度揭示金成矿作用和地质过程,探讨金的再活化或再聚集作用。在胶东焦家金矿带成矿期识别出4种类型的黄铁矿,文章应用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和电子探针(EMPA)等技术方法,探讨黄铁矿显微构造特征、超微观结构与金的富集关系。结果显示:载金黄铁矿均不发育环带,其中w(Fe)为45.70%～46.85%,w(S)为52.57%～53.37%;显微构造变形既有脆性变形又有塑性变形;黄铁矿晶体优选方位(CPO)主要表现为平行于晶轴极密和复杂极密;黄铁矿晶格间距为0.58 nm,主要发育刃位错。焦家金矿带在金成矿作用过程中,可见金集合体经历了从复杂的纳米尺度到宏观尺度矿物载体富集的过程,包括成矿流体中金络合物、金-铋-硫族化合物富集等化学结构变化过程和纳米金、载金黄铁矿纳米颗粒、岩矿石显微-超显微构造微环境变化过程。因此,不同类型载金黄铁矿CPO受到化学结构变化和显微-超显微变形微环境变化的联合制约,间接反映出载金黄铁矿中金的富集与黄铁矿内部变形、表面形貌和结构缺陷有密切关系。     

锚固节理直剪力学行为的颗粒流数值分析

为探究锚固节理在直剪加载作用下的细观力学响应,利用颗粒流数值计算方法建立不同锚固角度下的锚固节理数值模型,并进行不同法向荷载下的直剪试验。之后,通过分析和对比剪切-位移曲线和峰值剪切强度来对锚固节理宏观力学性质进行研究。与此同时,基于微裂纹分布规律,从细观角度揭示了剪切荷载下不同锚固角度的岩石节理面的破坏特征;研究结果显示。（1）不同于非锚固节理,锚固节理的剪切-位移曲线在剪切后期呈现出一定的增长趋势,且粗糙度不同曲线变化特征存在一定的差异。（2）不同锚固角度下,锚固节理的破坏模式存在着较为明显的差异。当锚固角为90°时,锚固节理模型的破坏主要集中于锚杆与上下节理面接触位置,且破坏主要为挤压式破坏。随着锚固角度的减小,接触位置的破碎区域不断减小,节理破坏主要表现为沿着锚杆的轴向拉伸变形破坏及内部的拉伸破坏。（3）锚固角度的变化对锚固节理的抗强度的影响程度与节理面的粗糙度存在一定关联。具体而言,较为平直节理抗剪强度随着锚固角度的增大,增长趋势明显,而粗糙节理面随着锚固角度的增大峰值抗剪强度的变化趋势相对较为平缓。     

中下部地壳拆离断层带演化中的褶皱作用:以辽南变质核杂岩为例

作为变质核杂岩构造的重要组成部分,拆离断层带内广泛发育的褶皱构造与其寄主岩石一样记录了中下地壳拆离作用过程。选取辽南变质核杂岩金州拆离断层带内褶皱构造作为研究对象,基于叶理与褶皱构造关系分析,划分了褶皱期次与阶段性;通过形态组构分析、结晶学组构分析及石英古温度计等技术方法的应用,初步分析了拆离断层内褶皱的形成机制,为辽南地区拆离作用过程提供约束。根据褶皱形成与拆离作用的时间关系,将拆离带内褶皱分为拆离前褶皱、拆离同期褶皱和拆离后褶皱;拆离作用同期的褶皱按时间早晚分为早期(a1)阶段、中期(a2)阶段、晚期(a3)阶段。不同阶段褶皱的野外形态、叶理与褶皱关系等方面的差异,以及形态组构与结晶学组构的特征,为判断和恢复褶皱的形成机制提供了佐证,揭示出拆离断层带褶皱是在纵弯压扁和顺层流变的共同作用下递进剪切变形的产物。在拆离作用过程中, a1阶段和a2阶段褶皱以纵弯、压扁褶皱作用为主,a3阶段褶皱以弯滑作用为主。褶皱作用记录了拆离断层一定温度范围内(主要集中在380~500 ℃)的变形特征,拆离作用从早期到晚期的演化整体处于相对稳定的应变状态下。对金州拆离断层带而言,在区域NW-SE向伸展过程中,还伴随着NE-SW向微弱的收缩。     

济南市区短时强降水特征分析与天气分型

利用2007—2015年济南市区及历城区自动气象观测站的逐小时降水量资料,以及常规高空、地面观测资料,统计了198次短时强降水过程的范围和强度特征,年际、月际变化特征,按照短时强降水发生时的天气形势和影响系统,分为切变线型、低槽冷锋型、西风槽型、冷涡型、台风外围型及无系统型6类,并分析了不同类型和不同范围短时强降水的关键环境参量。研究表明：短时强降水的强度与范围有较好的相关性,7月中旬—8月中旬出现强降水的次数最多;切变线型短时强降水发生范围与强度分布最广,7、8月的低槽冷锋型过程极易造成大范围高强度降水;地面露点（Td）、850 hPa假相当位温（θse）、对流有效位能（CAPE）以及暖云层厚度能较好地区分不同范围的短时强降水过程。在天气分型的基础上,结合不同降水范围和不同降水类型环境参量箱线图与阈值表,可为济南市区短时强降水的预报提供有价值的参考。      

平遥票号传统建筑空间研究:基于空间句法的分析

建筑是体现与传承文化的物质载体,它将一定的社会文化、准则、习俗固化于其形态之中。平遥票号作为晋商建筑的典型代表,其内部空间组构特征体现了一定时期、地域的文化逻辑及生产、生活方式。空间句法作为一种分析空间与其所承载社会逻辑之关系的理论,为深入分析建筑空间形态与组构、功能、内在的文化逻辑提供了新的视角。通过田野调查、访谈及句法软件等分析方法,对不同类型的票号建筑空间分析后发现:平遥票号是晋商建筑的典型代表,其空间的文化逻辑主要通过空间整合度和视觉差异来体现,社会文化也正是通过空间的组构特征来传达;由不同性质建筑改造来的票号反映出不同的空间等级和社会文化,具体体现在整体布局、空间等级、院落布局、对外联系及功能布局等方面。这些发现为理解建筑形式与功能提供了新的思路,为传统建筑票号空间的保护与修复提供了科学依据,同时也可以提高文化遗产地遗产解说系统的科学性。     

天津地区一次对流性降水过程雨滴谱特征分析

激光雨滴谱仪是天津人影部门近年新引入的探测设备,它对降水过程的即时监测具有重要意义。本文基于LPM-THIES激光雨滴谱仪探测资料,对天津地区2015年7月19日的对流性降水过程进行了分析。研究显示:雨滴谱仪和翻斗雨量计所获取的逐时降水其变化趋势存在一致性,但雨滴谱仪获得的累积雨量要偏大;降水过程的时空差异性大,不同测站雨强差异明显,4站降水粒子平均直径介于0.40~0.64mm,且2.0mm以下的降水粒子占到了粒子总数的95%以上;降水时段的雨强与雷达反射率的起伏变化十分明显,雨滴数浓度基本上处于103量级;蓟县站3个时次的瞬时谱均呈现单峰型分布,且峰值位于0.5mm附近。