高桩码头岸坡滑弧模式研究与变形稳定性分析

分别采用有限元强度折减法、简单条分法以及Spencer法对108组不同条件的高桩码头岸坡进行了整体稳定性分析,比较了上述3种方法计算结果的差异性与关联性,并依据有限元强度折减法系统地研究了不同岸坡滑弧模式发生的土体强度条件,分析了岸坡特征点的侧向位移随安全系数的变化关系。结果表明,有限元强度折减法与简单条分法在安全系数的定义形式上是一致的,但计算结果一般存在-1%～8%的差异;当坡体下方或后方的土体与坡体的强度指标之比小于某临界值（一般在1～2之间）时,滑弧将向深处或者码头后方扩展;而当岸坡的整体稳定安全系数接近工程规范所规定的安全阈值时,坡顶点的侧向位移一般会出现突变。最后,通过对某工程岸坡实例加固效果的分析,验证了结论的合理性和有效性。     

采场底板突水机理的跨层拱结构模型

开采华北型煤田受底板承压水威胁的煤炭资源,必须对底板围岩的破坏规律有所认识。为了弄清底板岩层的活动规律,利用实验室大型非线性三维计算机数值模拟,对煤层底板应力分布特征进行了研究。发现采场底板存在跨层拱结构,并指出跨层拱是承载地应力和水压的承载结构;通过理论计算,得出了跨层拱最大主应力的计算公式,据此可以得出底板岩层裂隙产生的位置,该成果可对华北型煤田受承压水威胁矿井的回采工作面宽度设计提供参考。      

模拟分析低低跟踪模式重力卫星反演地球重力场的精度

本文利用卫星重力反演与模拟软件ANGELS系统(ANalyst of Gravity Estimation with Low-orbit Satellites)对低低跟踪模式的重力卫星的关键载荷精度指标进行了深入分析.模拟结果表明:(1)对短弧长积分法而言,在低低跟踪模式的关键载荷精度指标中,重力场反演精度对星间距离变率精度最为敏感;(2)通过对目前在轨运行GRACE的载荷指标进行分析,发现轨道数据的误差主要影响重力场的低阶部分(约小于25阶),较高阶次部分(约大于26阶)主要受星间距离变率的误差限制;(3)如果下一代低低跟踪模式的重力卫星的目标之一是把重力异常反演精度较GRACE提高约10倍,则在保持轨道高度和GRACE相同的前提下,轨道、星间距离变率和星载加速度计等关键载荷指标需要达到的最低精度分别约为2cm、10nm·s-1和3.0×10-10 m·s-2;(4)轨道精度和混频误差将是影响下一代低低跟踪模式重力卫星重力场恢复能力进一步提高的主要制约因素,距离变率精度和加速度计精度存在盈余.     

弓长岭铁矿蚀变岩及富矿成因

弓长岭铁矿床是鞍山本溪地区最典型的BIF型铁矿床之一,而且是该地区最大的富铁矿产区。从野外产出关系来看,弓长岭矿区的富铁矿与蚀变岩密切相关,蚀变岩与富铁矿基本上是形影相随。蚀变岩具有分带性,由富铁矿向外依次为镁铁闪石岩石榴石岩绿泥石岩弱蚀变斜长角闪岩斜长角闪岩。弱蚀变岩保留了蚀变原岩的岩貌特征,矿物的蚀变并不完全,可见残余的原生矿物。强蚀变岩的蚀变较彻底,基本无原生矿物残留。将蚀变岩与斜长角闪岩、磁铁石英岩的地球化学特征进行对比可以发现弱蚀变岩、石榴石岩、绿泥石岩与斜长角闪岩的痕量元素特征基本一致,而镁铁闪石岩的痕量元素特征更接近磁铁石英岩。再结合镜下特征、野外接触关系、主量元素特征等证据,认为除了镁铁闪石岩是由磁铁石英岩蚀变形成,其余蚀变岩都是由斜长角闪岩蚀变形成。根据各类蚀变岩中主要矿物的(Fe+Mg)/Si值以及蚀变岩的SiO2和Fe2OT3含量变化规律可以发现,在蚀变岩和富矿形成过程中发生了Mg、Fe以及Si的迁移。对本次取样的样品进行原岩恢复和构造环境判别投图,投图结果表明,绿泥石岩和弱蚀变岩的最初原岩都是形成于弧后盆地的玄武岩。     

西太平洋岛弧-弧后盆地热液活动及成矿作用

岛弧-弧后盆地是海底热液硫化物发育的重要环境。本文总结了近几十年对西太平洋地区岛弧-弧后盆地热液活动调查及研究的成果,阐述了岛弧-弧后盆地热液活动的分布规律、构造环境、热液喷口水深和流体温度变化关系、相分离过程以及热液硫化物的金属元素组成特征,分析了成矿元素富集规律和控矿因素。研究认为,随着岛弧-弧后盆地热液喷口所处水深的增加,其最高喷口流体温度也相应增加,这与相分离过程有关;岛弧-弧后盆地热液硫化物与洋中脊硫化物不同,以Fe-Zn-Pb型硫化物为主,显著富集Zn、Pb、Au、Ag等金属元素;热液成矿作用主要受到岛弧及弧后扩张处的岩浆作用、相分离、基岩、弧后扩张速率、沉积物盖层等5类因素的制约。     

下限分析有限单元法的非线性规划求解

下限分析有限单元法将下限定理这一数学变分问题转化为一个数学规划问题,克服了人为构造可静应力场的困难,在实际工程中具有广阔的应用前景。通过有限元离散得到的非线性下限规划模型中包含大量的优化变量与约束条件,常规优化算法难以求解。为此,在分析非线性下限规划模型自身特点的基础上,引入可行弧技术和Wolfe非精确搜索技术改进其优化求解效率。算例分析表明,基于可行弧技术和Wolfe非精确搜索技术,下限分析有限单元法优化求解程序的收敛速度和步长搜索效率得到明显的提升,并且其数值稳定性良好、计算精度较高,可以较好地适应实际工程问题的计算。     

扬子陆块北缘大洪山地区发现晋宁期造山带

对随南大洪山地区地质构造发展演化的认识,一直存在较大分歧。近期在该地区基础地质调查研究中取得了一些新进展:新厘定了扬子陆块北缘远安—京山地块、大洪山俯冲增生杂岩带和三里岗岩浆弧。在大洪山增生杂岩带内MORB型辉绿岩中取得820 Ma年龄资料、洋岛型玄武岩中取得817 Ma年龄资料;在三里岗岩浆弧内,于岛弧英安岩中取得841 Ma年龄资料、英云闪长岩中取得876.9 Ma年龄资料,首次在扬子陆块北缘(湖北境内)确立了晋宁期造山带的存在。     

新疆黑尖山Fe-Cu (-Au)矿床氢氧同位素特征及其地质意义

黑尖山Fe-Cu(-Au)矿床位于新疆东天山阿齐山-雅满苏岛弧带。黑尖山矿体赋存于上石炭统马头滩组火山岩和火山碎屑岩中。根据脉体穿切关系和矿物共生组合类型,可将黑尖山的矿物生成顺序划分为7个阶段,分别为铬铁矿阶段(Ⅰ)、绿帘石蚀变阶段(Ⅱ)、磁铁矿阶段(Ⅲ)、黄铁矿阶段(Ⅳ)、铜(金)阶段(Ⅴ)、后期脉阶段(Ⅵ)和表生蚀变阶段(Ⅶ)。阶段Ⅰ以在磁铁矿的核部出现铬铁矿为特征;阶段Ⅱ主要为绿帘石化;阶段Ⅲ为Fe矿化,以磁铁矿与角闪石共生为主,伴有少量钾长石化;阶段Ⅳ以石英-黄铁矿-磁黄铁矿±黄铜矿为共生矿物组合;阶段Ⅴ为Cu(-Au)矿化,以石英-黄铜矿-赤铁矿和黄铜矿-银金矿-绿泥石脉为特征;阶段Ⅵ主要为后期的热液脉体;阶段Ⅶ主要出现一些铜的表生矿物。磁铁矿阶段(Ⅲ)和铜(金)阶段(Ⅴ)分别为黑尖山的Fe和Cu(-Au)矿化阶段。H、O同位素研究结果显示:黑尖山在Fe矿化之前,大量晚石炭世海水与黑尖山矿区围岩在基性岩浆所产生的区域热作用下发生反应,形成大面积的绿帘石蚀变(阶段Ⅱ:δ18Ofluid=6.3‰~7.8‰,δDfluid=-12.3‰~-7.3‰);Fe矿化主要受高温(约590℃)的岩浆热液控制(阶段Ⅲ磁铁矿、石英和阳起石的δ~(18)Ofluid分别为8.8‰,9.5‰~9.7‰和8.9‰~9.3‰;阳起石的δD_(fluid)=-102.5‰~-87.6‰),并受其他因素(围岩及围岩中残留海水和有机质)的影响;外来的低温盆地卤水可能是形成硫化物和Cu(-Au)矿化的主要控制因素;后期大气降水的加入与大量后期热液脉体的形成相关(阶段Ⅵ:δ18Ofluid=1.4‰~3.5‰;δD_(fluid)=-76.1‰~-57.2‰)。黑尖山Fe-Cu(-Au)矿床在蚀变、矿化共生组合和成矿流体来源等方面与安第斯中生代IOCG型矿床相似,且黑尖山矿床Fe和Cu(-Au)矿化阶段成矿流体的显著不同可能是东天山阿齐山-雅满苏岛弧带其他Fe-Cu矿床的普遍特征,从而区别于典型矽卡岩型和海相火山岩型矿床。     

格咱岛弧带热林二长花岗岩的岩石成因及动力学背景:岩石地球化学、年代学及Hf同位素约束

云南格咱岛弧带是近年来西南三江特提斯构造带新发现的重要Cu-Mo多金属成矿带之一,燕山晚期伴随着碰撞型岩浆侵入作用形成了斑岩-矽卡岩型Mo(Cu)和热液型W(Mo)矿床。其中,热林Mo-Cu矿床是区内燕山晚期成岩成矿作用的代表性矿床。本文对热林Mo-Cu矿床二长花岗岩进行了锆石LA-ICP-MS U-Pb定年、岩石地球化学和Lu-Hf同位素分析。结果表明,热林二长花岗岩属高硅(SiO_2=69.88%~74.58%)、富碱(K_2O+Na_2O=7.24%~8.62%)的高钾钙碱性、准铝质(A/CNK=0.93~1.05)花岗岩。岩石具有较高的稀土元素总量(∑REE为(80.72~284.85)×10-6,平均值为190.86×10-6),轻重稀土元素分馏程度较高,具Eu负异常(δEu=0.46~0.83),相对富集LREE和LILE(K、Rb),亏损HFSE(Nb、Ta、P、Ti)和HREE,具埃达克岩亲和性。本文两件二长花岗岩样品的锆石U-Pb年龄分别为79.4±2.0 Ma(MSWD=1.1)、78±1.6 Ma(MSWD=1.8),代表了热林Mo-Cu矿床二长花岗岩的岩浆侵位结晶时代为燕山晚期;锆石的εHf(t)值为-12.12~-4.41,均小于0,二阶段模式年龄峰值在1.35~1.4Ga之间,揭示了热林二长花岗岩来源于中元古代地壳基底的深熔作用。研究表明,热林二长花岗岩是碰撞后的陆内伸展环境下壳源岩浆侵位结晶的产物,并伴随有成矿热液活动形成了Mo-Cu多金属矿化,最终形成热林Mo-Cu多金属矿床,其成岩成矿作用与燕山期碰撞造山作用密切相关。     

The Keepit arc: provenance of sedimentary rocks in the central Tablelands Complex,southern New England Orogen,Australia, as recorded by detrital zircon

Detrital zircon from the Carboniferous Girrakool Beds in the central Tablelands Complex of the southern New England Orogen, Australia, is dominated by ca 350–320 Ma grains with a peak at ca 330 Ma; there are very few Proterozoic or Archean grains. A maximum deposition age for the Girrakool Beds of ca 309 Ma is identified. These data overlap the age of the Carboniferous Keepit arc, a continental volcanic arc along the western margin of the Tamworth Belt. Zircon trace-element and isotopic compositions support petrographic evidence of a volcanic arc provenance for sedimentary and metasedimentary rocks of the central Tablelands Complex. Zircon Hf isotope data for ca 350–320 Ma detrital grains become less radiogenic over the 30 million-year record. This pattern is observed with maturation of continental volcanic arcs but is opposite to the longer-term pattern documented in extensional accretionary orogens, such as the New England Orogen. Volcanic activity in the Keepit arc is inferred to decrease rapidly at ca 320 Ma, based on a major change in the detrital zircon age distribution. Although subduction continues, this decrease is inferred to coincide with the onset of trench retreat, slab rollback and the eastward migration of the magmatic arc that led to the Late Carboniferous to early Permian period of extension, S-type granite production and intrusion into the forearc basin, high-temperature–low-pressure metamorphism, and development of rift basins such as the Sydney–Gunnedah–Bowen system.