基于岩石变形声发射实验结果讨论岩石失稳的可预测性

根据室内岩石变形声发射实验结果,计算了声发射序列的地震非均匀度GL值,并以此探讨了岩石破裂失稳的可预测性。在双轴压缩、等速率加载条件下,含障碍体断层、挤压雁列断层和Ⅲ型剪切断层等非连续岩石标本在临近滑动失稳前,声发射活动均出现了显著的均匀—非均匀的状态变化,表现为GL值出现持续大于1的异常变化,GL值异常的位置与破裂成核部位相重合,并与断层走向一致;改变统计窗长、窗内分割数及能级统计下限计算声发射序列的GL值,结果表明,GL值计算结果具有一定的稳定性。综合分析认为,地震非均匀度(GL值)可以较好地刻画岩石失稳前夕因破裂成核导致的声发射活动在时间分布上的状态变化,GL值持续异常是岩石失稳的显著性标志,对预测岩石失稳具有较好的指示意义。     

岩体多尺度异质性及其力学行为

异质性是岩体的重要属性之一,从岩体的物质组成到结构特征,再到微宏观力学行为表现,异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上,从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度,对异质性的产生原因、表现特征、力学效应和时空演化规律等进行阐述,并介绍了相关研究方法以及异质性在不同尺度上的差异表现。岩体异质性的研究,是岩体工程地质力学理论体系的延伸,而多尺度的研究方法也成为全面揭示岩体变形破坏机制的一种有效手段。     

膏溶角砾岩侧限膨胀特性试验研究

研究了膏溶角砾岩的侧限膨胀特性及其影响因素。这种岩石受到扰动后可吸水发生膨胀变形使其结构发生变形甚至破坏。通过GDG高压固结仪采用平衡加压法和充分膨胀法研究了侧限情况下岩石的膨胀力指标, 解释了充分膨胀法膨胀力指标大于平衡加压法膨胀力指标的原因。通过试验研究了供水充足条件下膏溶角砾岩侧限自由膨胀变形演化规律, 阐述了膏溶角砾岩侧限膨胀变形的影响因素。岩石试样采自山西石太客运专线太行山隧道, 试验结果表明, 膏溶角砾岩的膨胀特性不同于常规的膨胀岩, 其轴向膨胀变形随含水率增加而增加, 随密度增大而减小。     

Organic geochemistry of the Vindhyan sediments: Implications for hydrocarbons

The organic geochemical methods of hydrocarbon prospecting involve the characterization of sedimentary organic matter in terms of its abundance, source and thermal maturity, which are essential prerequisites for a hydrocarbon source rock. In the present study, evaluation of organic matter in the outcrop shale samples from the Semri and Kaimur Groups of Vindhyan basin was carried out using Rock Eval pyrolysis. Also, the adsorbed low molecular weight hydrocarbons, methane, ethane, propane and butane, were investigated in the near surface soils to infer the generation of hydrocarbons in the Vindhyan basin. The Total Organic Carbon (TOC) content in shales ranges between 0.04% and 1.43%. The S₁ (thermally liberated free hydrocarbons) values range between 0.01–0.09 mgHC/gRock (milligram hydrocarbon per gram of rock sample), whereas the S₂ (hydrocarbons from cracking of kerogen) show the values between 0.01 and 0.14 mgHC/gRock. Based on the T_max (temperature at highest yield of S₂) and the hydrogen index (HI) correlations, the organic matter is characterized by Type III kerogen. The adsorbed soil gas, CH₄ (C₁), C₂H₆ (C₂), C₃H₈ (C₃) and nC₄H₁₀, (nC4), concentrations measured in the soil samples from the eastern part of Vindhyan basin (Son Valley) vary from 0 to 186 ppb, 0 to 4 ppb, 0 to 5 ppb, and 0 to 1 ppb, respectively. The stable carbon isotope values for the desorbed methane (δ¹³C₁) and ethane (δ¹³C₂) range between −45.7‰ to −25.2‰ and −35.3‰ to −20.19‰ (VPDB), respectively suggesting a thermogenic source for these hydrocarbons. High concentrations of thermogenic hydrocarbons are characteristic of areas around Sagar, Narsinghpur, Katni and Satna in the Son Valley. The light hydrocarbon concentrations (C₁–C₄) in near surface soils of the western Vindhyan basin around Chambal Valley have been reported to vary between 1–2547 ppb, 1–558 ppb, 1–181 ppb, 1–37 ppb and 1–32 ppb, respectively with high concentrations around Baran-Jhalawar-Bhanpur-Garot regions (Kumar et al., 2006). The light gaseous hydrocarbon anomalies are coincident with the wrench faults (Kota – Dholpur, Ratlam – Shivpuri, Kannod – Damoh, Son Banspur – Rewa wrench) in the Vindhyan basin, which may provide conducive pathways for the migration of the hydrocarbons towards the near surface soils.     

用于核工程地震安全性评价的中小地震水平向加速度反应谱衰减关系研究

利用美国西部的中小地震记录对基岩场地条件下的中小地震水平向地震动多阻尼加速度反应谱的衰减关系进行了初步研究,并分析了震级与距离对中小地震水平向地震动加速度反应谱衰减规律的影响.     

长偶极大功率可控源激励下目标体电性参数的频率响应

利用三维（3D）全空间积分方程准线性解作为数值模拟手段,对包含电离层、大气层和地球介质层的“地-电离层”典型异常目标体多层介质模型进行了数值模拟,得到了偶极源长度100 km、电流200 A、收发距离远达1600 km的合理的异常电性目标体的电阻率-频率响应结果.通过对不同埋深异常目标体的电阻率-频率特征的讨论,认为当考虑电离层和大气层的“地-电离层”大尺度深层横向不均匀复杂介质模拟时,电磁场对深部目标体仍有很好的异常响应,但当异常体电阻率及同一电阻率的岩石埋深不同时,其电阻率-频率的响应特征有很大不同,这正反映了不同岩石物性参数的电阻率-频率响应特征.文中结果表明从长偶极大功率源（WEM）激励的电磁场观测资料区分岩石的电阻率参数是可能的,这为利用WEM观测资料建立电性参数和岩石/地层参数经验关系奠定了基础.     

辛安煤矿1402工作面临空窄煤柱采掘响应及动态加固

随着我国煤炭资源去产能整合煤矿的增多,复采工作面临空窄煤柱采动失稳问题日益凸显,已严重制约矿井安全高效生产。为此,针对辛安煤矿复采1402工作面辅运巷道5号钻场临空窄煤柱稳定性控制的工程难题,运用数值模拟与理论分析相结合的方法,探究5号钻场临空窄煤柱稳定性采掘扰动响应特征,提出5号钻场临空窄煤柱动态注浆加固技术方案并开展现场应用和效果检验。研究结果表明：1402工作面辅运巷道掘进对5号钻场临空窄煤柱稳定性影响较小;在1402工作面回采期间,距5号钻场18~6 m范围,临空窄煤柱集中垂直应力由非对称马鞍形分布逐渐过渡为拱形分布;距5号钻场6 m时,临空窄煤柱承载叠加垂直应力超过煤体强度,塑性区完全贯通,极易破坏失稳;现场采用MP364型注浆材料及专用注浆设备对5号钻场临空窄煤柱前后5 m区域进行加固,动态注浆始终超前工作面10 m,通过深孔窥视和气体监测手段验证临空窄煤柱良好的封堵固化效果,保障了工作面安全回采,为我国整合矿井类似条件下煤柱稳定性控制提供借鉴和参考。移动阅读     

阿吾拉勒山西段二叠纪火山岩组合与构造环境分析

阿吾拉勒山体西段发育了厚度巨大的下二叠统火山岩,这些火山岩均属碱性玄武岩系列,以钾质类型为主,钠质类型次之,岩浆演化呈现出跨越B型趋势。这种火山活动是在大陆地壳内部产生的,代表了陆内裂谷演化的早期阶段。在早二叠世末期,由于受到新源运动的影响,这种火山活动被终止了。     

青海祁漫塔格虎头崖多金属矿区岩体热年代学研究

虎头崖铜铅锌多金属矿床是青海祁漫塔格地区典型的与印支期岩浆侵入活动有关的接触交代矿床,矿区内出露多个不同时代的含碳酸盐地层,金属成矿元素组合复杂,中酸性侵入岩产状多变、岩性多样,成矿岩体及其成矿能力的判别一直制约着该矿区及区域的找矿勘查工作。本文基于详细的野外地质调查,开展了岩体热年代学和岩石地球化学研究。利用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb法,获得二长花岗岩体的年龄为230.3±3.7 Ma(n=13,MSWD=1.4);利用40 Ar-39 Ar法,获得二长花岗岩中黑云母和斜长石矿物的坪年龄分别为229.6±2.3 Ma和219.3±1.8Ma,厘定成岩时代为印支期。对二长花岗岩中不同矿物的岩体冷速率计算结果表明,虎头崖矿区二长花岗岩冷速率相对较快,其热效应较大,具有较大的成矿潜力。二长花岗岩为高钾钙碱性系列岩石,源于古老地壳物质的深熔或重熔,并可能有幔源物质的加入。