PSI和CRI联合算法用于苏通大桥基础沉降监测

深厚河床覆盖层地基上建设的超大型群桩基础,其沉降是安全监控的关键问题。针对苏通大桥群桩基础沉降监测中存在的问题,在基础沉降监测中综合运用了永久散射体干涉测量（PSI）和人工角反射器干涉测量（CRI）监测技术。结合大桥自身的永久散射体特性和桥位区重点监测部位安装的人工角反射器,利用EV-InSAR软件的CTM模块对该地区2003－2008年（主体工程施工期间）间获取的20景Envisat卫星单视复数据（SLC）进行差分干涉测量处理,利用PSI和CRI联合算法成功提取出了桥位区的永久散射体点,并解算出各永久散射体点在施工过程不同阶段的变形量,客观、全面地反映了苏通大桥在建设过程中基础的沉降。将获取的主墩处的永久散射体沉降量与有限元计算结果进行了对比,两者相对误差为4.64%。研究结果表明,PSI和CRI联合算法是一种极具潜力的大型桥梁地基基础沉降监测技术。随着监测区合成孔径雷达（SAR）数据的不断累积,利用该技术可以不断获取运营中的苏通大桥基础的高精度沉降量。     

日本MW 9.0级大地震前后华北和东北地区现今构造应力作用调整过程与研究意义探讨

为了探讨日本M_W 9.0级大地震前后华北和东北地区现今构造应力作用调整过程与研究意义,对华北和东北地区进行原位现今地应力绝对测量与实时监测、GPS测量,结果表明：日本大地震在山东半岛、华北北部地区和东北地区所诱发同震位移引起的张性效应调整周期分别约为6个月(即调整结束时间大约在2011年9月)、15个月(即调整结束时间大约在2012年6月)和26个月(即调整结束时间大约在2013年5月),张性效应调整周期与同震位移大小成正比。在这种调整过程中,往往表现出区域现今构造应力作用方式和构造应力场转换,并可能伴随重大地质事件(如地震等)的发生。2012年5月28日和29日、6月18日、8月26日及2013年1月11日在唐山及其周围地区分别发生的4.8级、3.2级、4.0级、3.3级和3.0级地震与华北北部地区构造应力作用方式和构造应力场转换有关,而2013年10月31日以来在吉林省松原市发生的地震群应与东北地区构造应力作用方式和构造应力场转换有关,而非一个大地震前的小震群。     

基于GA-PSO算法的冻土本构模型参数识别

遗传算法(GA)与粒子群算法(PSO)分别具有缺乏目标导向性和易陷入局部最优的缺点,但同时分别具有全局搜索能力强与能有效传递优势信息的优点。本文以GA计算步结合精英保留策略作为PSO计算步的优势信息,避免PSO算法陷入局部最优,以PSO计算步结合非精英优化策略作为GA计算步的导向信息,克服GA算法缺乏目标导向的问题,建立了GA-PSO新算法。其具体过程为,通过采用GA计算步对解空间进行全局搜索并对精英个体进行保留,进一步,将适应度较差的个体利用PSO计算步进行优化。基于多峰函数的验证结果表明,GA-PSO算法在解空间中具有更强的全局搜索能力,同时具有更快的收敛速度。将GA-PSO算法应用到冻土非正交弹塑性本构模型的参数识别中,通过模型的参数识别以及模型预测结果对比与验证,结果表明GA-PSO算法能够有效识别冻土非正交弹塑性本构模型的参数,提升了模型的预测效果。     

林子宗群火山岩与成矿关系:以斯弄多浅成低温热液型矿床为例

林子宗群火山岩是青藏高原规模最大的火山岩带,但对该火山岩与成矿关系的研究较少。文章以斯弄多低硫化浅成低温热液型银铅锌矿床为例,对矿区主要的赋矿火山岩开展了精确的LA-ICP-MS定年和全岩地球化学分析,获得矿区火山岩锆石U-Pb年龄在62~65 Ma之间,这些岩石属于高钾钙碱性-钾玄岩和过铝质岩石系列,相对富集轻稀土元素(∑LREE/∑HREE=3.39~13.21)和大离子亲石元素(LILE,如Rb、K、Sr);亏损重稀土元素(LaN/YbN=3.02~16.47)和高场强元素(HFSE:Nb、Ta、Ti、P),显示出弧火山特征。结合其他研究数据及区域上典型矿床成岩成矿时代特征,作者指出斯弄多低硫化浅成低温热液型矿床的形成与林子宗群火山作用(62~65 Ma)密切相关,是火山作用驱动地热体系的产物,成岩成矿发生在印度-亚洲大陆初始碰撞期的陆缘火山弧背景下。     

山西吕梁地区吕梁群变基性火山岩原岩形成年龄、地球化学特征及形成环境

华北克拉通古元古代中期构造环境及演化至今尚存有争议,该时期相关岩浆作用的成因研究可为这些问题的解决提供重要证据。本文对华北克拉通中部山西吕梁地区古元古代中期形成的吕梁群近周营组基性火山岩开展综合研究,获得2 180±19 Ma 的形成年龄,岩石地球化学低TiO₂、高Al₂O₃ 和K₂O,属钙碱性系列。微量元素富集Rb、Ba、Th、U、Sr 等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti 和P等高场强元素,富集Pb,具轻稀土略富集、铕弱异常的右倾稀土模式,与典型消减带弧岩浆产物特征一致。同位素组成显示正ε_Nd（t）= 1.0～2.6 和ε_Hf（t）= 1.8～9.2, 指示它们来源于亏损地幔,低的Ti/Y（246～385）和Ce/Y 值（0.99～1.77）进一步揭示,地幔源区受到俯冲流体的交代和沉积物的参与,是楔尖晶石二辉橄榄岩与石榴石二辉橄榄岩过渡带略亏损地幔区发生部分熔融,并经历了橄榄石、单斜辉石等矿物分离结晶作用而形成。结合同期埃达克岩-高镁安山岩-富Nb玄武岩-安山岩组合以及弧花岗岩类的出现提出,2 200 Ma 华北中部带已演化至活动大陆边缘弧的构造环境。     

西天山阿吾拉勒成矿带群吉A型花岗岩成因、地质意义及成矿潜力评价

群吉钠长斑岩具有富Si O2(65.3%~76.9%)、Na_2O+K_2O(6.02%~9.66%)、FeOT/Mg O(6.01~21.4),中等的A/CNK(0.90~1.04),低Al2O3(9.82%~15.64%)、Ca O(0.47%~1.84%)、MgO(0.13%~0.45%)的主量元素特征,同时富集Th、U、Ta、Zr、Hf等HFSE,轻稀土富集、重稀土相对平坦分布。高的Zr(468×10~(-6)~707×10~(-6))、Y(20.7×10~(-6)~91.4×10~(-6))、Nb(21.3×10~(-6)~57.7×10~(-6))、Ga(11.2×10~(-6)~19.7×10~(-6))以及Ce(36.7×10~(-6)~98.2×10~(-6))和Zr饱和温度(880℃)特征表明岩体具有A型花岗岩的特征。群吉钠长斑岩的ISr值较低(0.70203~0.70549),εNd(t=303Ma)为正值(+4.1~+5.2),同时全岩Pb同位素落于地幔和下地壳之间的区域,表明形成该岩体的源岩可能为下地壳玄武质岩石。地壳的伸展引起了软流圈地幔底侵,在异常地温梯度下被底侵的玄武质下地壳发生部分熔融,形成该地区晚古生代A型花岗岩岩体。群吉地区A型花岗岩的发现,表明在晚石炭纪西天山阿吾拉勒地区为伸展的构造背景,同时岩石圈的拆沉、下地壳的加厚在晚石炭纪就已发生。群吉钠长斑岩中有局部或全部的铜矿化,该岩体是阿吾拉勒成矿带主要的含矿岩体。钠长斑岩基质中含有自形-半自形的黄铁矿及斑岩中锆石较低的Ce4+/Ce3+(19.5~93.0,平均为39.6),反映了岩浆低氧逸度的成岩条件,这种条件使得S从高价态变为了低价态,有利于成矿。岩浆中Zr的含量与岩浆中的水分含量成反比,H2O的加入也可以使岩浆具有高的氧逸度,因此岩浆中高的Zr含量及低的氧逸度,说明岩浆的源区为"干"体系,H2O的加入很少,而较"干"的体系对形成大型斑岩矿床不利。     

辽宁辽阳地区辽河群酸性火山岩锆石U-Pb年代学及其地质意义

辽宁省辽阳地区出露有大面积的古元古代辽河群地层,在辽河群里尔峪组及高家峪组中识别出一套酸性火山岩。本文通过对酸性火山岩同位素年代学及地球化学研究,用以限定辽河群形成时代,并进一步探讨其形成的动力学背景。这套酸性火山岩岩性包括流纹岩、变流纹质含角砾凝灰岩、角岩化流纹岩和弱硅化流纹岩,对其中6件样品利用LA-ICP-MS锆石U-Pb方法测年。CL图像显示辽河群酸性火山岩中的锆石均具典型的岩浆振荡环带结构和较高的Th/U比值,显示为岩浆锆石。锆石U-Pb年龄可分为3期:2190~2180Ma、2110~2100Ma、1970~1960Ma,结合其中存在继承锆石的结果认为辽河群至少存在3期岩浆活动,将辽河群形成时代限制于2.19~1.96Ga,其形成时代大约持续了230Myr左右。野外接触关系的观察及酸性火山岩的年代学特征从另一个方面揭露辽河群总体为一套无序、局部有序的构造地层,各岩组间不存在上下关系。前人研究表明"辽吉花岗岩"形成年龄为2.16Ga,通过野外观察其与辽河群之间均为构造接触。D1442-1和D1444-2两个样品锆石U-Pb测年结果为2180±12Ma、2190±13Ma,均略早于"辽吉花岗岩",结合其与辽河群野外关系,认为"辽吉花岗岩"应该不是作为沉积基底,而是与辽河群为同一构造运动的产物。辽河群流纹岩Al_2O_3含量16.33%~16.90%,K_2O含量4.62%~4.77%,K_2O+Na_2O含量5.97%~7.54%,含铝指数(A/CNK)比较高为1.27~1.50,为过铝质岩石,显示富铝、高钾特征。此外流纹岩轻稀土富集,重稀土亏损,轻重稀土分馏明显,具有明显的负铕异常,亏损Ba、Sr、Ti,较高的Zr及(Zr+Nb+Ce+Y)含量、10000Ga/Al比值等特点都显示为A型花岗岩,说明其形成于地壳减薄环境。本文在辽河群中识别出一套酸性火山岩与前人在南辽河群识别出的变质流纹岩组成了酸性端元(2201~1960Ma),同时期存在的基性火成岩(2198~1869Ma)为基性端元,证明了辽河群"双峰式火山岩"的存在,暗示辽河群形成于伸展拉张环境。     

胶-辽-吉造山带北辽河变基性岩的成因、地球化学属性及其构造意义

大规模出露于胶-辽-吉造山带的北辽河变基性岩(NLHmetabasicrocks)是恢复造山带构造演化的关键之一,然而,研究者们对这些变基性岩的成因和构造环境有很大争议,制约了对胶-辽-吉造山带早期构造演化的深入研究。基于详细的野外地质调查,本文对北辽河变基性岩进行了系统的岩石学研究并提供了新的全岩地球化学数据,结合前人的测试结果,我们对这些变基性岩的成因和构造环境进行了相关探讨。变基性岩侵入于北辽河群的大理岩和碎屑岩中,经历了一定程度的蚀变以及绿片岩相-角闪岩相变质。岩石类型包括变质辉长岩、变质辉绿岩、斜长角闪岩以及石榴斜长角闪岩;前两者具有明显的变余辉长或者辉绿结构,可见自形斜长石,少见原生矿物单斜辉石的残留;后两者主要由斜长石和角闪石组成,部分含有石榴子石变斑晶;此外,岩石中出现大量Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)。地球化学研究表明,北辽河变基性岩均属于拉斑玄武岩系列(SiO_2=44.55%~54.11%,Nb/Y=0.16~0.31),以低TiO_2(0.69%~1.99%)和低MgO(多数5.47%~7.97%)为特征,轻稀土轻微富集((La/Sm)_N=1.22~2.66;(La/Yb)_N=1.66~4.56),并具有明显的Nb、Ta、P以及轻微的Zr、Ti亏损,岩石经历了橄榄石、单斜辉石和斜长石等矿物的三相结晶分异以及Fe-Ti氧化物(磁铁矿和钛铁矿)的堆晶;它们的微量元素配分型式类似于E-MORB和地壳岩石,并且地球化学组成与MORB相近,而不同于弧玄武岩和板内玄武岩;这些变基性岩的Ce/Pb(3.07~26.58)、(Ta/La)PM(0.47~1.45)以及(Hf/Sm)PM(0.91~1.15)显示出有限的俯冲相关流体的交代作用;此外,大多数不相容元素比值(例如Th/Nb、La/Nb及Th/La等)的变化趋势则表明北辽河变基性岩的岩浆源区不可能是大陆岩石圈地幔,并且在形成过程中经历了明显的地壳物质混染。基于这些野外地质调查和地球化学研究,我们认为北辽河变基性岩应形成于相对成熟的弧后盆地,这样一个形成环境也表明胶-辽-吉造山带在早期存在~2.1Ga的洋壳俯冲过程,该构造带应该是~1.9Ga岛弧与大陆碰撞形成的一条古元古代造山带。     

锆石U-Pb定年对大兴安岭东北部“兴华渡口群”形成时代和组成的约束

兴华渡口群等大兴安岭北部前寒武纪变质岩系的组成和演化对于确定额尔古纳和兴安地块的构造属性具有重要意义,是近年大兴安岭北部基础地质研究的热点之一。本次工作通过对黑河北部石灰窑—明智山一带的兴华渡口群二云石英片岩和"混合岩"进行锆石LA-ICP-MS U-Pb定年发现该变质岩系并非前寒武纪变质岩,而是由早古生代碎屑沉积岩(或变质岩)和晚古生代岩浆岩经后期构造岩浆作用改造而形成的构造杂岩。其中二云石英片岩中具有岩浆成因特征的碎屑锆石核部年龄主要存在401~427 Ma、442~448 Ma、473~517 Ma、639~714 Ma、757~818Ma、896~933 Ma和1704~1751 Ma 7个年龄组,其中473~517 Ma段碎屑锆石的峰最明显,与早古生代多宝山组岛弧火山岩等早古生代岩浆作用形成时间相一致,其他年龄组亦在区域上其他地区有报道,这表明该变质岩的原岩物源来源较广泛,不仅有元古宙岩浆岩和变质岩系,还有大量的早古生代岩浆岩,因此其原岩形成时代不应是前寒武纪,而是早古生代。根据碎屑锆石最小峰值年龄,本次工作推断该二云石英片岩原岩的最大沉积年龄应不早于416Ma,另外大量的元古宙碎屑锆石表明区域上可能存在前寒武纪变质基底。对所谓混合岩的调查发现其应为发生动力变质的糜棱岩化二长花岗岩,其中岩浆锆石(304.5±3.1)Ma的206Pb/238U加权平均年龄反映花岗岩形成于晚石炭世晚期,该期花岗岩为晚古生代兴安地块东缘花岗岩带的一部分。     

贵州省平塘塘边—罗甸董架天坑群与罗甸小井地下河系统的相关性

平塘塘边—罗甸董架天坑群位于处于规模宏大的小井地下河系统的临近排泄基准面的马鞍寨至小井一带集中分布,具有较大的旅游及科研潜力。地段内厚度巨大的可溶碳酸盐地层及复杂的地质构造为天坑群的发育提供了基础,地壳的不断间歇式提升和暗河系统不断的向上游溯源侵蚀使小井地下河暗河的埋深逐渐加大,由此使地下水不断汇聚、较大的水力坡度、地下水动态的巨幅变化,使岩溶发育具有向深性、迭加性和多阶段性特征,新构造运动是本区天坑形成较为重要的因素,依据岩溶发育的多期性特征,总结出天坑的形成模式。