岩石变形破坏的熵突变过程与破坏判据

在岩石的变形破坏过程中,当进入不稳定的破裂发展阶段之后,系统不断调整结构抵抗外力的扰动,裂纹向局域集中的有序方向发展,应变能不断耗散,并以应变能的耗散为媒介,使系统与外扰动所追加的负熵流产生能量流通,也使系统熵值和系统的维数逐次降低,这一阶段岩石系统远离平衡态,岩石的破坏是系统熵的突变过程。基于这一认识,并在验证应变能分布与结构块度分布模式的一致性的基础上,推导出包含了结构因素和能量分布的熵表达式;对熵表达式进行平衡分析获得局部突变的分岔集,得到了岩石局部破坏的熵折迭突变破坏准则;同时,探讨了熵表达式所表征的结构有序度的尖点突变性,解出岩石系统的分岔集,这个分岔集就是岩石系统熵突变的整体破坏准则。     

古尔班通古特沙漠腹地土壤水分动态

采用土钻法对古尔班通古特沙漠腹地典型自然沙垄剖面土壤含水量进行长期监测.采取多重比较(LSD)、典型相关分析(MANOVA)、并在国内第一次采用季节交乘趋势等统计方法,对土壤水分与环境因子的关系进行分析,研究结果表明:土壤含水量时间变化规律分为补给期、失水期和冻结滞水期.土壤含水量均值为补给期>冻结滞水期>失水期,变异系数为补给期>冻结滞水期>失水期;土壤含水量空间变化规律表现为:阴阳坡间具有极显著差异(P<0.01,F=0.002 9).垄间分别与坡中、垄顶具有显著性差异(P<0.05).垂直变化分为活跃层、过渡层和稳定层,活跃层与其他土层间均有显著性差异(P<0.05),土壤含水量均值为阴坡>阳坡,垄顶>垄间>坡中.活跃层>过渡层和稳定层;变异系数为阴坡>阳坡,垄间>坡中>垄顶,活跃层>过渡层>稳定层;降雨量和温度是影响研究区土壤水分时间分布变化的重要影响因子,同时也是土壤含水量变化的决定性影响因子,与土壤含水量具有显著相关性(P<0.05,F=0.02).     

Structure of the Potential Vorticity of an Explosive Cyclone over the Eastern Asian Region in Late November 2013

An explosive extratropical cyclone(EC)over the Eastern Asian region that caused two shipwrecks is analyzed using ERA-Interim reanalysis data from the European Center for Medium-Range Weather Forecasts.Analyses of the evolution of the EC reveal that the positive potential vorticity(PV)at the upper-tropospheric level displays a hook-shaped structure during the mature period of the cyclone.The PV distribution forms a vertically coherent PV structure called a PV tower.The vertical distribution of the PV can induce and strengthen cyclonic circulation from the lower-to upper-levels of troposphere,which is an important deepening mechanism of explosive cyclone.The PV tower occurs approximately ten hours prior to the development of surface occlusion in the cyclone.The evolution of surface fronts closely follows the development of the horizontal upper-tropospheric PV.This tandem development is largely attributed to the ability of the positive upper-tropospheric PV and the PV tower to induce cyclonic circulation simultaneously.The kinematic wrap-up process of cyclonic circulation also accelerates the formation of warm occlusion.A conceptual model of the distributions of positive PV and potential temperature combining the perspectives of dynamic tropopause folding,PV tower,and atmospheric stability,including westward tilting and baroclinicity,is proposed.This model can illustrate the explosive deepening mechanism of ECs.The regions of convective instability and rainfall determined by this model are consistent with those identified from the actual observation.     

地层证据--对大别造山带汇聚历史的制约

大别造山带的汇聚演化历史一直存在不同的认识,来自扬子陆块和华北陆块显生宙以来的地层记录以及北淮阳地区的地层记录可能为两个陆块的汇聚模式提供制约。通过对扬子陆块与华北陆块显生宙以来岩相古地理进行比较,其中3个阶段相似, 2个阶段差别很大。以浊积岩发育作为俯冲阶段的标志,磨拉石建造出现作为闭合的标志,显生宙以来,大别造山带曾经历了两次俯冲和两次汇聚,俯冲时间分别是晚奥陶世—早志留世和早三叠世,汇聚的时间分别为中 晚泥盆世和中三叠世,早期的汇聚具有软碰撞特征,以上认知得到了北淮阳地区地层、古生物和沉积记录的支持,同时也与大别山造山带榴辉岩的同位素年龄数据基本吻合。高压 超高压变质岩在晚三叠世处于快速折返阶段,早侏罗世以前到达地表,其平均折返隆升速率为39～66mm/a。     

青藏高原及邻近地区地壳与上地幔剪切波三维速度结构

本文利用30个基准台所记录的238条长周期面波资料,经过适配滤波和分格频散反演,得到中国大陆及邻区147个分格10—105s的纯路径频散,进而反演出青藏高原及邻近地区深至170km的剪切波三维速度结构.研究表明,青藏高原中西部地区和东部地区的地壳平均厚度分别为70±7km和65±7km,地壳平均剪切波速度分别为3.55和3.62km/s,上地幔顶盖平均速度分别为4.63和4.61km/s; 岩石层厚度均为120±10km;东部地区下地壳内30—40km深度处普遍存在低速层;青藏高原及其东侧的上地幔低速层内有横贯东西且明显向上隆起的低速腔.滇西缅北地区的地壳厚45±5km,上地壳及下地壳内都有低速层;上地幔顶盖的速度为4.42km/s,比青藏高原本体及恒河平原都低.恒河平原地壳厚34±2km,速度平均为3.45km/s;上地幔顶盖厚86±10km,速度平均为4.63km/s,顶盖内55—83km深处有一个低速夹层.     

鄂尔多斯盆地南部延长组富铀凝灰岩地球化学特征及形成机制

本文系统地研究了鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩元素和同位素地球化学特征。结果表明：凝灰岩主量元素具有高K、高Al、Si中等至高、低Na的特征; REE总体特征为轻稀土富集、重稀土亏损,∑REE在4857～40212 μg/g 之间变化,Eu呈现出负异常,在034～082内变化,δCe范围在080～208之间; 微量元素中U含量在312～144 μg/g 之间,Ba、U、Th、Hf和Ce呈明显正异常,Nb、P、Ti和Rb呈现负异常。详细的分析表明：U的富集和一些微量元素如Ta、Dy、Lu等相关,Th与∑REE存在明显的正相关性,这些变化可能和盆地中铀矿的富集有关; 凝灰岩的硫同位素总体呈现深源特征。根据以上的研究对凝灰岩的形成原因及形成环境进行了探讨。鄂尔多斯盆地南部延长组凝灰岩来源于秦岭造山带火山作用,其中的铀元素富集是由于砂岩型铀矿中铀向凝灰岩迁移而被还原所致。本研究对盆地砂岩型铀矿的铀运移和富集机理认识具有一定指导意义。     

某可溶性软弱基座型斜坡的破坏方式及变形破坏机制

以仁义河特大桥南桥台南侧斜坡为例,分析研究了可溶性软弱基座型斜坡的破坏方式及其变形破坏力学机制,认为该斜坡的失稳破坏主要为崩塌破坏,并存在倾倒(外倾型)、倾滑(内倾型)和基座倾滑3种崩塌破坏方式,形成不同崩塌破坏方式的内在变形机制有弯曲一拉裂、弯曲一层间滑动和拉裂一滑移3种模式,从而为解决该类特殊斜坡工程问题提供了理论依据。     

华北地幔捕虏体Fe-Mg-Ca同位素研究进展

近年来,得益于同位素分析技术和质谱仪器性能的提高,使得铁（Fe）、镁（Mg）和钙（Ca）等非传统稳定同位素的高精度测量成为可能,并很快在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域取得了丰硕的成果。本文通过对比分析来自华北克拉通不同地区不同类型地幔捕虏体的Fe、Mg和Ca位素组成特征,揭示华北克拉通岩石圈地幔Fe、Mg和Ca同位素组成不均一性的成因,并在此基础上,探讨华北大陆岩石圈地幔演化过程如部分熔融、橄榄岩-熔体反应过程、熔体的性质和来源等科学问题,为华北克拉通岩石圈的演化过程提供新证据。

     

柴达木盆地东部地区石炭系泥页岩生烃条件及选区

柴达木盆地石炭系露头、钻井资料均揭示,其为海相沉积烃源岩,且石炭系泥页岩气展现出良好的勘探前景。对柴达木盆地东部石炭系泥页岩沉积环境、有机质丰度、类型和演化程度进行综合评价,利用野外露头、探井、地震、非震等资料证实了石炭系的残留及分布。研究认为,柴东地区石炭系泥页岩主要集中在上石炭统滨岸潮坪沉积的克鲁克组,发育炭质泥页岩、暗色泥岩2种烃源岩,有机碳均值为3.08%,有机质类型为Ⅱ-Ⅲ型,处于成熟-高成熟演化阶段,73%的样品达到中等-好烃源岩。平面上主要分布于尕丘、欧南、霍布逊和德令哈凹陷,分隔性较强,具有多个厚度中心,其中以欧南凹陷石灰沟地区和霍布逊凹陷落实程度高、资源潜力大,是泥页岩气最有利的发育区。