三峡引水工程秦巴段输水隧洞稳定性分析

三峡引水工程秦巴段隧洞总长占线路总长的80%。为了分析隧洞施工及运营中可能发生的工程地质问题,在地质调查、地应力测量和岩石力学参数测试的基础上,利用Ansys有限元软件对引水工程北部不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的应力重分布情况进行了模拟计算,得到了圆形隧洞、城门形隧洞和马蹄形隧洞围岩的应力分布结果。利用Hoek-Brown强度准则,得到了隧洞围岩的强度/应力比值,进而对不同深度、不同截面形态的隧洞围岩的稳定性进行了分析。初步认为:隧洞埋深小于1000m时,应优先考虑圆形隧洞和马蹄形隧洞;埋深大于1000m时,应优先考虑城门形隧洞。这项研究成果为引水工程深埋隧洞的设计提供了参考依据。     

新世纪以来铀矿地质遥感的科技进步与持续发展

从采用新型遥感技术、引进航空成像光谱测量系统和开发后遥感应用技术等方面,论述了新世纪以来我国铀矿地质遥感所取得的科技进步,并对铀矿地质遥感的持续发展问题进行了探讨。     

南水北调中线工程不同调水规模对汉江中下游影响分析

南水北调中线工程是解决我国北方地区水资源紧缺的重大战略措施。但调水将给汉江中下游的水文情势及用水带来一定的影响。文章分析了丹江口水库不同调水方案对汉江中下游水位、流量及灌溉和航运的影响,并提出补偿工程措施。调水６０×１０８ｍ３对汉江中下游的影响较小,可基本不予补偿;调水１５０×１０８ｍ３的影响稍重,但对航运和灌溉用水的影响不大,适当补偿可以解决;调水２３０×１０８ｍ３对汉江中下游水位流量及用水的影响十分严重,必须全部渠化并修建江汉运河。     

纪念中国大陆科学钻探实施15周年、国际大陆科学钻探委员会成立20周年

大陆科学钻探是“入地”的重要手段,是“深入地球内部的望远镜”。中国大陆科学钻探事业开展15周年以来,取得重要进展,获得全球地学界的高度关注,特别是2001年实施的中国第一口大陆科学深钻 （5158m）,成果辉煌,影响巨大。继后,又开展了青海湖环境科学钻探、松辽盆地白垩纪科学钻探、柴达木盐湖环境资源科学钻探,汶川地震断裂带科学钻探以及中国大陆科钻资源集成计划,总共钻进约 35km,显示了中国科学钻探方兴未艾的景象。为纪念国际大陆科学钻探20周年（1996~2016）和中国大陆科学钻探实施15周年（2001~2016）,本文回顾中国大陆科学钻探实施15年来的艰辛和奋斗的历程,展望中国大陆科学钻探的未来。     

中国大陆科学钻探主孔声发射法现今地应力状态的确定

对中国大陆科学钻探主孔的岩心进行了声发射测量,确定了301～1531m深度的最大主应力。并与钻孔崩落法(深度1269～1655m)测量结果进行了对比,结果表明,声发射测量所得测值基本上落在钻孔崩落法测值的趋势线上,两种方法所得结果一致,说明测量结果可信。测量结果表明科学钻探主孔地应力大小随深度增加,在浅部301m最大主应力为13.4MPa,在深部1655m为55.2MPa。随深度的增加率为0.0279MPa/m。最大主应力方向为N54°±3.3°E,且方向不随深度变化。     

Mineral oxygen isotope and hydroxyl content changes in ultrahigh-pressure eclogite–gneiss contacts from Chinese Continental Scientific Drilling Project cores

A combined study of mineral O isotopes and hydroxyl contents was carried out for the contacts between ultrahigh‐pressure eclogite and gneiss from main hole of the Chinese Continental Scientific Drilling Project in the Sulu orogen. While there is a large δ¹⁸O variation from ?8.3 to 7.3‰ for all minerals, different styles of mineral‐pair fractionation occur at the boundaries of different lithologies. Both equilibrium and disequilibrium O isotope fractionations are observed between quartz and the other minerals, with reversed fractionations between omphacite and garnet in some samples of eclogite. This suggests that both eclogite and gneiss acquired their negative δ¹⁸O values by meteoric‐hydrothermal alteration of their protoliths at high temperatures before subduction, and that fluid‐assisted O isotope exchange did take place across the boundary of different lithologies at local scales during amphibolite‐facies retrogression. Fourier Transform Infrared Spectroscopy analysis yielded H₂O concentrations of 50 to 1144 p.p.m. (by weight) for garnet and 139 to 751 p.p.m. for omphacite. The state of equilibrium or disequilibrium O isotope fractionations between omphacite and garnet are correlated with variations in their water content at local scales, indicating that the internally derived fluid plays a critical role in retrograde metamorphism during exhumation. The retrograde metamorphism results in mineral reactions and O isotope disequilibria between some of the minerals, but the fluid for retrogression was derived from the decompression exsolution of structural hydroxyl and thus internally buffered in the O isotope composition. A quantitative estimate suggests that a hand specimen (3 × 6 × 9 cm) of eclogite composed of 70% garnet and 30% omphacite can release 0.316 g water by the decompression exsolution of structural hydroxyl, which can form 14.4 g amphibole during exhumation. This provides sufficient amounts of water for the amphibolite‐facies retrogression.     

磁化率和密度对中国大陆科学钻探主孔100～2000 m岩石类型的判别

为查明磁化率和密度对于中国大陆科学钻探工程(CCSD)主孔100~2000m岩性的响应和判别特征,利用SPSS10.0统计分析软件进行了判别分析.研究结果显示,岩石的密度和体积磁化率主要受岩性的控制.采用迫入法建立全模型,对CCSD主孔100~2000m井段岩心的岩性判别率达84.8%.其中,蛇纹石化橄榄岩、正片麻岩、副片麻岩、榴辉岩、角闪岩和退变质榴辉岩的判别率分别为100%、87.1%、89.7%、89.6%、96.7%和63.7%.该研究表明,密度和磁化率可以为超高压变质岩石的岩性鉴别和区分提供定量约束,有利于地球物理探测成果和测井资料的准确解析.同时,本文也是SPSS统计分析软件在超高压变质岩石类型判别方面的一个应用实例,对于其他岩石类型的判别分析具有借鉴意义.     

探索地震安全农居推广机制

地震安全农居工程是新时期地震工作主管部门根据新形势、新任务、新目标而启动的一项具有开创性、探索性的工作。这项工作的开展,既是落实科学发展观,全面建设小康和构建和谐社会的需要,又是立党为公、执政为民、防灾利民的实际行动。许昌市主要做法有：调整成立地震安全农居工程推广领导小组,加强组织领导工作;建立健全农村建筑工匠防震抗震技术培训机制,培养一大批掌握农村民居抗震基础知识和操作技能的新型农村建筑工匠;免费设计不同类型、不同造价、不同规格的建筑施工图纸,供群众选择使用;组织施工、监理等有关工程技术人员对建房户现场进行指导,建房农户按图纸规范施工,保证了施工质量。     

爆破法处理武定工地埋钻事故

绳索取心钻探时,斜孔钻进发生的埋钻事故较难处理,在松软易碎地层中埋钻事故又极难预防。经多年实践,提出事故发生后采取优化钻孔井身结构,结合爆破法处理有效省时,节约成本又减少损失。     

苏鲁超高压变质带超镁铁岩深部碳酸盐交代作用的证据

中国大陆科学钻探工程第三先导孔(PP3钻孔),位于秦岭-大别-苏鲁超高压造山带的东部,赣榆岗上超镁铁岩体中。钻孔中超镁铁岩的岩性包括纯橄岩和石榴超镁铁岩等,该超镁铁岩的SiO_2含量均值在43.68%,变化范围为41.9%~47.11%;MgO均值在44.71%,变化范围为47.12%~48.62%;Cr_2O_3均值在0.39%,变化范围为0.30%~0.47%;CaO均值0.12%(变化范围为0.006%~0.34%);Na2O均值在0.05%(变化范围为0.005%~0.32%)。超镁铁质岩的Mg#(Mg/(Mg+Fe)×100)稳定在91.9~93.0之间,Cr#(Cr/(Cr+Fe)×100)均值在38,较高;变化在30~45之间,变化小。其中闪石化金云母超镁铁岩具有最低的值(Cr#=19)。Ni含量在2100×10~(-6)~2500×10~(-6),CaO含量均值为0.13%,Al_2O_3含量均值为0.41%。岩体成分均一,表现为高镁,低钙和低铝的特征。超镁铁岩的不相容元素和稀土元素总量很低,稀土元素总量均值在0.60×10~(-6)。(La/Yb)N比值在6.9~51.2,均值在16.1,重稀土元素严重亏损,是中国东部最亏损的地幔岩之一。超镁铁岩中橄榄石成分(Fo在88.7~93.1之间,Fa在6.8~11.1之间),从早期到晚期,岩石Fo值从93→91~92.4→88.7~89.1。铬尖晶石Cr#值从51到89变化,TiO_2和MnO_2值分别低于0.26%和0.46%,晚期铬尖晶石Cr#值增大,Ti含量减小。单斜辉石由透辉石(Wo_(45.9)8En_(47.89)Fs_(2.73)Ac_(3.39))和顽透辉石(Wo_(27.61)En_(68.78)Fs_(2.27)Ac_(1.34))两种,透辉石(Cpx_Ⅰ)在顽透辉石(Cpx_Ⅱ)中呈被交代的残余粒状。角闪石和金云母呈明显的条带状和脉状,局部发育。岩石具有弱的Na和K交代作用,较高的Sr和Ba等元素,亏损高场强元素(HSFE),以及特征的稀土元素和微量元素配分曲线;岩石中主要组成矿物橄榄石从早期到晚期,矿物Mg#指数下降(Mg#从93→88);单斜辉石中可看到透辉石被顽透辉石交代现象;次生角闪石和金云母的形成等特征都显示超镁铁岩经历了碳酸盐交代作用。在超镁铁岩矿物橄榄石中发现细小白云石和菱镁矿等碳酸盐矿物更有力证明了苏鲁超高压变质带超镁铁岩经历了深部碳酸盐交代作用。PP3钻孔超镁铁岩属于强烈亏损地幔岩区域,单斜辉石和角闪石等含水矿物在超镁铁岩中含量低,交代作用的范围和规模有限,且交代作用在动力学上是快速的和不平衡的过程。