V形切槽巴西圆盘法测定岩石断裂韧度KIC的实验研究

采用国际岩石力学学会岩石断裂韧度建议测试方法(ISRM)[1]提出的V形切槽巴西圆盘试样(CCNBD),测试了一种泥质砂岩的I型断裂韧度值,给出了一套试样切割制备方案,从试验现象角度分析了该泥质砂岩的断裂力学特性,讨论了该试样类型的有效尺寸和断裂机制,并指出了该方法的特点和优劣性,得出如下结论：（1）该类岩石试样测得的I型断裂韧度值对CCNBD试样直径尺寸变化具有较大的敏感性,并且直径大于ISRM建议方法中最小有效直径（75 mm）的试样测试结果更为稳定;（2）CCNBD试样断裂机制表现为以拉张应力（间接拉伸）作用为主,兼有一定的韧带面内剪切作用的应力状态下I型裂纹扩展模式;（3）V形切槽巴西圆盘方法具有试样加工工艺简单、能承受较大临界载荷、测试的I型断裂韧度值较稳定等优点,但其没有考虑断裂过程区(FPZ)的非线性问题,建议对该方法进行非线性修正图解方案研究,以达到更准确测定岩石断裂韧度的目的。     

黑龙江省中西部地球排气与地震活动的探讨

本文根据近两年来在黑龙江省中西部沿断裂带逸出的H2、CO、H2S等还原性气体组合,结合C、H、S、He、Ar同位素研究,讨论了还原性气体组合的深源特征。在此基础上以安达地震为例,作者阐明了以氢气为首的还原性气体逸出与深部构造背景及其与地震的关系。深源还原性气体的逸出孕育着地壳不稳定的因素,有诱发地震和其他自然灾害的可能。地球排气作用与地震作用关系的研究在类似黑龙江省中西部大面积被第四系覆盖的地区是地震预报较为有效的手段。     

北大巴山逆冲推覆构造带前缘构造特征及变形年代学研究

在北大巴山推覆构造带前缘,北—北东倾斜的城口断裂和南—南西倾斜的高桥断裂形成一背冲式逆冲推覆体系,以两断层为界,其间为一巨型冲起构造。该冲起构造因边界断裂的产状特征、活动强度沿走向的差异,而表现出明显的分段性:其北西段为双向逆冲的"正花状"结构;而南东段为反向逆冲为主的"半花状"结构。同构造低温变质绢云母40Ar-39Ar年龄显示,城口断裂在燕山期(约143.3Ma)存在一次强烈的构造活动,导致北大巴构造带进一步逆冲扩展和强烈隆升。在逆冲-推覆向前扩展过程中,受锋缘外侧阻抗的影响,沿前缘部位形成一系列反向逆冲断层,从而形成巨型冲起构造。     

鲁西地块新生代断裂体系活动性与深部动力机制

根据野外观察分析, 综合前人研究成果, 对新生代时期鲁西地块的深、浅部构造特征、地震活动性以及动力学机制进行了分析。结果表明, 鲁西地块新生代浅表主体断裂构造格局为NW—NWW走向断裂构成的多米诺式组合, 震源机制解和野外观测揭示, 其具有左旋走滑性质, 并与NE向断裂共同控制了新生代盆地的形成和发育。地球物理资料揭示, 鲁西地块深部15~20km处存在一条缓倾滑脱带和大规模低速异常体, 浅表多米诺式断裂体系归并到该滑脱带, 表现为深浅部构造的脱耦性, 深部高低速异常体的过渡区域控制发育了鲁西地区两条NW向中强地震带。动力学成因上与太平洋板块俯冲作用导致地壳减薄、地幔上涌并在地幔楔中发生小尺度对流有关, 并造成了鲁西地块的隆起抬升。     

福州盆地及其周围地区地壳深部结构与构造的初步研究

1986—1988年,福建省地震局在福州盆地及其周围地区完成了五条地震测深剖面:宁德—永春剖面;洪懒—宁德剖面;莲峰—福州（尚干）剖面;南平—永泰—平潭非纵剖面;并在宁德—古田—嵩口首次试验扇形剖面观测系统,结果表明,扇形剖面对确定断裂是有效的. 根据对地震波走时的正、反演计算,用理论地震图和射线追踪方法进一步修改和完善,得到了福州盆地及其周围地区地壳深部为高、低速相间的速度分布特征.地壳介质速度为6.40km/s,在中地壳普遍发育一层速度为5.80—5.90 km/s、厚度约5.0 km的低速层.Moho面深度30—33 km,福州盆地为一Moho面隆起区,隆起幅度达3.0 km.北西向断裂发育,其中,闽江断裂在纵剖面和扇形剖面均有明显的反映,并切割到Moho面2.0—3.0 km. 反射波谱频方法计算得到福州盆地地壳Q值仅120—150,比邻近地区明显偏低,中地壳低速层Q值为40—80,是一典型的低速—高导—低Q（高衰减）结构层,此层上界面埋深14—15 km,与居里面埋深较一致.这些结果为福州地区的地热资源远景预测和开发提供了地壳深部结构和某些地球物理场背景.     

鲜水河断裂带地震活动性的沃尔什序谱分析及其应用

将沃尔什函数引进地震活动性分析，提出了地震活动性分析的沃尔什序谱分析方法，并以鲜水河断裂带为例。对该带进行了序谱分析。     

海冰爬坡和堆积行为的试验研究

对于浅海区采油平台等设施常采用斜坡式人工岛形式,虽然在一定程度上起到降低海冰对平台的作用,但是海冰沿着斜坡上爬至平台并形成堆积,同样也会对平台设施造成破坏,因此有必要对海冰堆积爬坡的关键参数进行研究。通过在冰排前进方向放置混凝土实体结构物模拟海冰堆积和爬坡过程,分析了模型冰爬坡和下滑角度、最大堆积高度等关键参数以及模型冰断裂长度的统计特性及其与变形模量的关系,试验结果表明水位越高,冰排越容易发生堆积爬坡。破碎的模型冰在结构物前堆积后,形成爬坡角和下滑角。爬坡角随着堆积体的增大而增大,下滑角则逐渐减小。堆积冰高度一定时,高度不再增加,在来冰方向会形成新的堆积。这种现象为浅海区海上结构物的防冰减灾提供了新思路。     

三山岛断裂在海域北延位置的确定及成矿预测

胶东金矿集中区是中国最重要的黄金基地,三山岛金矿带位于该金矿集中区之胶西北成矿区的西部,近年来深部和海域隐伏区找矿取得重大突破。作为该区域重要的赋矿构造,三山岛断裂带进入海域后向两端延伸位置未能确定。为了查明三山岛断裂在南北两端进入海域后的延展位置,使用海底重力仪开展了海上大比例尺重力测量工作,对其位置进行了推断。在布伽重力异常图上,三山岛断裂表现为规模大、水平变化率大的重力梯级带,在平面上呈"S"形,向北由三山岛金矿延伸入海,向南从新立西延入渤海,跨海后经仓上、潘家屋子东延入渤海。为了确定三山岛断裂带向北东方向穿过三山岛北部海域超大型金矿床后的延展位置,根据重力异常推断的三山岛断裂北延位置,结合该金成矿带地质矿产特征,部署钻孔进行验证。钻孔内主要岩性有中细粒(含黑云母)二长花岗岩、钾化二长花岗岩、碎裂状二长花岗岩、绢英岩化花岗岩等,暗色脉岩有辉长岩及少量黑云母闪长岩、闪长玢岩等,其中暗色矿物黑云母等略具定向排列,脉岩均发生不同程度的蚀变。构造蚀变(矿化)带宽206.25m(876.59~1082.84m),与上盘围岩分界较为清楚,与下盘围岩呈渐变关系,圈定7层矿体,累计厚度28.3m,最厚的单层矿体视厚度16.06m。钻孔位置位于重力梯度变化宽缓的"鼻状区",且空间位置符合等距分布、对应产出、分段富集等分布规律,钻孔中见到多为黄铜矿化、方铅矿、黄铁矿等多金属硫化物矿化,为典型的第一矿集群特征,可以确定该地区继三山岛北部海域470吨超大型金矿发现之后,其北部区域又出现一个很有找矿前景的靶区。     

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。