湖北清江流域叹气沟河底栖动物群落结构与水质生物学评价

2006年4月至2007年3月.对清江流域上游一二级支流--叹气沟河的大型底柄动物群落结构进行了深入研究,并利用生物指数对河流水质进行了评价.结果表明,共采集到大型底栖动物82种,其中水生昆虫7目、27科、45属、70种.群落表现出明显的时空特点,具边缘效应的第2采样点物种最丰富,4月份物种最多,达61种;群落春季的多样性最高,依次为夏季、冬季、秋季;各微生境中共有种占据优势,物种相似性均大于60%;功能摄食群则以收集者占优,共计达55种.群落密度在4月份达到最大,为3293ind./m2;而生物量则在12月份达到最大.为163g/m2.采用Shannon多样性指散、生物指数和科级水平生物指数对叹气沟河水质评价的结果是该河流水质比较清洁.     

日本海沟俯冲带MW9.0地震震源区应力场演化分析

于2011年3月11日发生在日本东北部的M_W9.0级逆冲型板间地震是日本有地震记录以来震级最大的一次地震.本研究基于NIED F-net矩张量解目录中的震源机制解,选取两个长轴相互垂直的矩形区域进行应力场2D反演,获取了日本海沟俯冲带地区应力场的空间及时间分布图像.结果表明：主震前,俯冲带地区应力状态在空间上大体趋于一致,即应力轴（P轴、σ₁轴及S_Hmax轴）系统性地倾向板块汇聚方向,P轴、σ₁轴倾角整体偏缓（<30°）,且远离震源区及日本海沟东侧区域内的应力轴倾角普遍大于主震震源区内应力轴倾角;主震前,受2003年5月26日在宫城县北部发生的M_W7.0地震影响,位于M_W9.0地震震源区西北侧的应力场出现明显扰动,σ₁轴倾向顺时针偏转150°~180°,并于之后大体恢复至震前状态,同期其他地区没有明显变化,这种情况可能和主震断层局部（深部）的前兆性滑动有关;主震后,距离震源区较远处应力场变化不大,主震震源区内应力场发生显著改变,P轴及σ₁轴均以大角度（>60°）倾伏于板块汇聚方向,S_Hmax轴顺时针偏转60°~90°且在日本海沟附近普遍平行于海沟轴.这项研究以时空图像的方式展示了大地震前应力场变化的特点,反映了大地震孕震过程中构造与地震的相互作用,对于理解大地震孕震过程有重要意义.     

基于Comsol的饱和多孔介质动力方程的数值模拟及应用

两相饱和多孔介质的动力响应问题在地震工程领域具有重要的研究意义,由于涉及到固相和液相的动力耦合,使得该问题的求解尤为复杂。本文利用Comsol在求解多场耦合问题上的优点,针对Biot饱和多孔介质u-U耦合形式下的波动方程特征,经过一系列微分算子运算和矩阵变换得到导数形式下的波动方程,基于Comsol Multiphysics提供的广义偏微分方程模式对变形后的波动方程进行求解,并把改进后的无限元边界应用到无限域动力问题的模拟中。通过与饱和多孔介质动力响应的解析解进行对比,验证模型求解技术的可行性和正确性,并在此基础上讨论饱和土地基中空沟隔振效果与饱和土体参数孔隙率、泊松比的关系。通过研究分析,可以为饱和土地基中空沟隔振设计提供一些有价值的参考。     

基于数字地形模型的山区太阳辐射的时空分布模拟

在数字地形模型(DTM)的基础上,利用地理信息系统软件ArcGIS确定阴影、提供的地图代数语言功能,模拟了甘肃定西安家沟小流域任意时段内天文辐射的空间分布。该模型借助于ArcGIS的地形分析功能,解决了常规方法不能解决的地形遮蔽对天文辐射的影响。该模型是一个物理模型,对天文辐射能的时空分布可做出较精确描述,提供在常规条件下的重要参数。时空分布分析表明:地形对天文辐射的影响很大,尤其是坡向的影响;天文辐射随着季节变化很大,从3月底开始直到6月上旬一直处于上升阶段,然后下降;地形对天文辐射的影响程度随着季节不同有所不同,但是没有表现出明显的规律。     

青海贵德盆地扎仓沟花岗闪长岩成因及其地质意义——锆石U-Pb年龄、岩石地球化学及Hf同位素制约

青海贵德盆地广泛发育印支期花岗岩,但缺乏其深部地球化学特征、岩石成因及来源的研究,而这些问题的解决对于西秦岭印支期花岗岩形成背景研究有着重要意义。为此,本文选取贵德盆地扎仓沟地区钻孔ZR2花岗闪长岩样品为研究对象,对其进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年、全岩地球化学以及Lu-Hf同位素研究。锆石U-Pb同位素定年结果表明,花岗闪长岩的侵位年龄为(225.3±1.3)Ma,为晚三叠世岩浆活动的特点。主微量元素特征显示,花岗闪长岩为弱过铝质、高钾钙碱性系列岩石,表现出中等Eu负异常(δEu=0.59～0.91)、富集大离子亲石元素(Rb、U)、亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)的特征。锆石Hf同位素组成显示,花岗闪长岩的ε_Hf(t)值为-7.70～0.22,对应的二阶段模式年龄(T_DM2)为1 747～1 243 Ma,表明贵德盆地扎仓沟地区花岗闪长岩为下地壳和岩石圈地幔熔融混合的产物。结合前人研究成果,认为研究区中花岗闪长岩的构造背景为阿尼玛卿—勉略洋闭合后的同碰撞至碰撞后伸展的过渡构造体系。     

南秦岭冷水沟铜钼金矿床年代学及其地质意义

冷水沟铜钼金矿床位于南秦岭山阳—柞水矿集区内,是南秦岭晚中生代斑岩-矽卡岩型铜(钼)矿床的代表性矿床之一。冷水沟矿区内除斑岩-矽卡岩型铜钼矿体外,还发育构造蚀变岩型金矿体,但对于铜钼矿化与金矿化之间是否存在成因联系一直存在疑惑。本次通过对斑岩-矽卡岩型铜钼矿体中辉钼矿与构造蚀变岩型金矿体中蚀变钾长石和绢云母分别进行Re-Os和⁴⁰Ar-³⁹Ar定年,以期能够通过成矿年代学研究来厘定两者之间的成因联系。测试结果显示,斑岩-矽卡岩型铜钼矿体的辉钼矿Re-Os等时线年龄为(147.4±8.4)Ma,构造蚀变岩型金矿体中蚀变钾长石和绢云母⁴⁰Ar-³⁹Ar年龄约为144 Ma,两者在误差范围内一致,说明铜钼矿体和金矿体均形成于晚侏罗世—早白垩世,是同一成矿作用的产物,并与区域内晚侏罗世—早白垩世岩浆岩具有密切的成因联系。结合区域构造演化特征,本次研究结果显示冷水沟铜钼金矿床形成于晚中生代秦岭造山带构造体制转变的动力学背景。同时,冷水沟地区金矿成矿时代的限定也表明南秦岭地区存在晚侏罗世—早白垩世金矿成矿作用。     

二维地基中空沟−波阻板联合隔振屏障分析

针对地基隔振控制,提出了一类新型的空沟?波阻板联合隔振屏障,并对其隔振性能进行了数值分析。首先,利用复伸展坐标变换,在频域内建立了完全匹配层（perfect matched layer, PML）吸收边界的控制方程;其次,利用Galerkin近似技术,给出了以位移为基本未知量的二阶非分裂格式PML的频域有限元计算列式;最后,通过数值算例分析了空沟?波阻板联合隔振屏障的物性参数（地基与波阻板的模量比）、几何参数（空沟深度、波阻板深度）以及载荷参数（振动波频率）等对其隔振性能的影响规律。结果表明,空沟?波阻板联合隔振屏障结合了空沟和波阻板各自的优势,可以有效地控制不同频率振源引起的地基振动。     

水位变化对多空沟屏障远场隔振效果的影响研究

受季节性降雨的影响,雨季和旱季存在明显的水位波动。为分析地下水位升降对多空沟隔振效果的影响,建立了上覆单相弹性层饱和地基中空沟有限元分析模型。模型中考虑了沟中水的作用,算例分析了等沟深和不等沟深多沟屏障、沟壁倾斜多沟屏障和连续起伏地形屏障在不同水位下的远场隔振效果。计算结果与相应单相弹性地基进行对比,结果表明：土体渗透性低时,多数水位下不利于多沟屏障隔振;沟深为0.3LR（LR为R波波长）的三沟屏障通常可获得较理想的隔振效果（75%隔振率）,但屏障在隔振效果最差的共振水位(0.6LR)下,空沟须贯穿上覆干土层才可获得75%隔振率;递减沟深屏障可有效降低上覆土层共振的不利影响;沟深较浅时,沟壁倾角越大,多沟的隔振效果越好,但对较深多沟的影响小;连续起伏的地形景观可作为一种有效的绿色隔振屏障。     

LA-ICP-MS原位分析白钨矿稀土元素

白钨矿是各类矿床中较为常见的副矿物,通过分析白钨矿的稀土元素质量分数及其标准化配分模式图,可为矿床成矿流体特征及演化提供重要的判别依据。本文对东北地区羊鼻山矽卡岩型矿床和杨金沟热液脉型矿床两个典型钨矿床的白钨矿样品中的稀土元素进行了激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）原位分析。其中：羊鼻山矽卡岩型矿床白钨矿LA-ICP-MS分析方法所获得的稀土元素配分曲线模式与前人用传统的溶液-ICP-MS分析方法所获得的结果完全吻合,表明采用剥蚀束斑44 μm和剥蚀频率7 Hz的193 nm ArF激光器,NIST 610作外部标样,Ca作内标元素,对基体效应影响最小,所获数据可靠,方法可行;而杨金沟热液脉型矿床白钨矿溶液-ICP-MS分析方法与LA-ICP-MS分析法所获得结果既具有相似性又具有差异性。原因在于羊鼻山白钨矿的成因类型为矽卡岩型、粒度较小且形成时间短,因此不同矿物颗粒间、同一矿物不同部位间稀土元素的配分模式一致;而杨金沟白钨矿的成因类型属于热液脉型、粒度较大、沉淀结晶时间长,因此同一矿物不同部位的稀土元素的配分模式因成矿流体早晚阶段不同而不同。基于以上对比研究发现,无论是在取样和测试过程方面,还是数据准确度方面,相比传统溶液-ICP-MS分析法,LA-ICP-MS原位分析法均具有明显的优势,主要表现在样品形式简单、粒度和质量分数要求低、测试周期短、费用低且结果精确度高;同时其可对不同成矿阶段或白钨矿不同部位成分进行精细测定,从而得出不同成矿阶段或白钨矿不同部位的稀土元素质量分数,以及在更高的空间分辨率下获得更详细准确的数据信息。此外,对白钨矿（尤其是无明显环带者）进行LA-ICP-MS原位分析时,既可采用电子探针微量分析（EPMA）准确测定Ca的质量分数,也可直接采用标准化学式计算Ca的质量分数,分析所得数据同样可以获得合理的地质解释。     

胶东谢家沟金矿床蚀变钾长石40Ar-39Ar年龄及地质意义

谢家沟金矿床位于胶西北焦家断裂带和招平断裂带之间。在系统观察坑道各类蚀变现象的基础上,发现围岩蚀变主要有钾长石化、硅化、黄铁矿化、绢云母化,其次可见绿泥石化和碳酸盐化等;基于蚀变的叠加和穿插关系查明了不同阶段的主要热液作用记录,从早到晚依次为钾长石化、黄铁绢英岩化、陡立石英硫化物细脉;蚀变具有明显的空间分带现象,从中心到两侧分别为陡立石英硫化物细脉带、黄铁绢英岩化带、钾长石化带。本次研究对蚀变钾长石开展了⁴⁰Ar-³⁹Ar精细测年工作,获得的坪年龄为（112.79±0.62）Ma（MSWD=5.76）,与等时线年龄（（115.56±1.72）Ma（MSWD=4.59））一致,限定了谢家沟金矿床的钾化蚀变年龄,与胶东地区获得的金成矿事件年龄相近,说明谢家沟金矿床与胶东地区金矿床是在同一成矿-热事件下形成的。结合区域岩浆演化特征,胶东地区在郭家岭岩体形成之后、在（120±10）Ma还存在一期与金成矿关系密切的岩浆活动。