Influence of Structural Non-Stationarity of Surface Roughness on Morphological Characterization and Mechanical Deformation of Rock Joints

Summary Structural non-stationarity of surface roughness affects accurate morphological characterization as well as mechanical behaviour of rock joints at the laboratory scale using samples with a size below the stationarity threshold. In this paper, the effect of structural non-stationarity of surface roughness is investigated by studying the scale dependence of surface roughness and mechanical behaviour of rock joints. The results show that the structural non-stationarity mainly affects the accurate characterization of the surface roughness of the fracture samples. It also controls the amount and location of the contact areas during shear tests, which in turn affects the mechanical properties and asperity degradation of the samples. It is concluded that for accurate determination of the morphological and mechanical properties of rock joints at laboratory and field scales, samples with size equal to or larger than the stationarity threshold are required. Author’s address: Nader Fardin, Rock Mechanics Group, Department of Mining Engineering, Faculty of Engineering, University of Tehran, P.O. Box: 11365/4563, Tehran, Iran     

华北克拉通北缘隆化地区S型花岗岩的独居石年龄图谱

位于华北克拉通北缘中段的隆化S型花岗岩由石榴石黑云母花岗岩、石榴石花岗岩以及片麻理化的黑云母花岗岩组成。其主体岩性石榴石黑云母花岗岩SiO_2和Al_2O_3含量分别为64.09%～69.6%以及14.6%～16.13%,K_2O/Na_2O>1.0,A/CNK>1,0,Mg~#在20.76～34.89之间变化,具有明显的Nb、Ta、P、Ti和Sr亏损以及Rb、K和Th富集。石榴石黑云母花岗岩(样品JB6031-1)采用独居石电子探针U-Th-Pb化学法进行测年,获得了2553±120Ma、2180±42Ma和1854±24Ma三个年龄峰值。一颗独居石内部成分分带上6个分析点定年结果构成2553±120Ma的峰值年龄,这一年龄与我们最新获得的2506±7Ma和2541±8Ma(继承锆石年龄)LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄相似,我们将这一独居石年龄解释为继承独居石的年龄,表明在赤城-隆化断裂以北存在太古宙陆块,并且在后期构造-热事件中发生部分熔融形成S型花岗岩。该独居石颗粒幔部成分分带上10个分析点的测年结果揭示的峰值年龄为2181±42Ma,该年龄也是出现频率最高的年龄值,我们建议2181±42Ma为S型花岗岩的结晶年龄,反映了S型花岗岩的侵位时代。独居石颗粒外部成分分带上8个分析点的测年结果构成1854±24Ma的峰值年龄,该年龄与华北克拉通中部带的变质年龄接近,我们将其解释为S型花岗岩的变质年龄,表明华北克拉通北缘的构造演化与中部带的构造演化密切相关。     

柴达木盆地北缘侏罗系两类不同有机质丰度泥岩的 生物标志物特征对比研究

在柴达木盆地北缘地区,分别选取有机碳含量很低和较高的侏罗系泥岩样品,对比分析了它们在生物标志物组成上的差异。结果发现,高有机质丰度泥岩的生标组成与我国西北地区侏罗纪煤系有机质的特征差异不大,相比而言,低有机质丰度泥岩的正烷烃以前主峰为特征,Pr/Ph比值在1.0左右,三环萜烷和伽马蜡烷丰度较高,并在部分样品中检出了25 降藿烷系列。结合泥岩的有机岩石学特征,认为这些差异可能反映了泥岩沉积环境和生烃母质的不同:高有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对弱还原条件下的形态有机质为主,包括藻类体、孢子体和角质体等,而低有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对强还原条件下的矿物沥青基质为主,其母质可能来源于低等显微菌藻类。进一步通过对比不同有机质丰度泥岩,以及区内原油生标组成之间的相互关系,讨论了研究区的油源问题。     

三峡库区生基包滑坡监测及成果分析

生基包滑坡监测属于三峡库区奉节县三期地质灾害监测预警项目之一,该滑坡位于长江左岸,临近人口稠密的安坪乡集镇,地理位置重要。三峡水库175 m蓄水后,其变形破坏特征有何表现？对航道安全运营有无潜在威胁？是否会对滑坡体上的重要建筑及村民生产生活构成危害？针对这些问题,首先分析了滑坡的工程地质特征及主要的影响因素;其次,确立以4种监测手段为主、人工巡查为辅的监测方案;通过对大地变形GPS、深部位移、滑坡推力等几种监测方法的运用及对其成果进行分析研究,以实例说明其在滑坡监测中的应用;再次,结合宏观人工巡查进行对照分析,以充分说明大地变形、深部位移和滑坡推力监测在实际运用中的可行性;最后,根据监测结论提出对生基包滑坡防治的建议。     

手掘式顶管在市政排水工程中的应用

从混凝土管材的选定、工作坑的设计及施工、顶管顶进中若干关键问题入手,介绍了手掘式顶管施工技术在成都市中心城水环境综合整治工程G标段管道排水工程中的应用。     

大同盆地孔隙地下水化学场的分带规律性研究

本文通过对大同盆地2004年孔隙地下水水化学资料的分析发现,盆地内孔隙地下水的水化学特征在水平方向上具有以盆地中部为中心,呈环状分布的特点,且与盆地水动力分区具有很好的一致性。由山前冲洪积倾斜平原到中部冲湖积平原,地下水依次经历了补给区、径流区和排泄区,相应的主要水化学类型分别为HCO3型、HCO3.SO4型和HCO3.SO4.Cl型。与中深层孔隙水相比,浅层孔隙水由于水位埋深浅,蒸发浓缩强烈,易受人类活动的影响,各组分的含量较高,变化幅度较大,水化学类型也相对复杂。浅层地下水的水质呈好转趋势,深层地下水水质基本保持稳定。     

西天山特克斯达坂库勒萨依序列埃达克岩的确立及钼找矿意义

库勒萨依序列斑岩体δ平均3.05,属于钙碱性系列岛弧浅成岩。 SiO₂含量为57.06％~70.74％,高Al₂O₃、Na₂O、Sr和相对富集LREE,低MgO、Y、Yb,强烈亏损HREE。Na₂O/K₂O＞1,Sr/Y平均57.67,正Eu异常,因而具有典型O型埃达克岩特征。库勒萨依序列斑岩体与Mo异常套合好,已发现钼矿体,找矿前景良好。该埃达克岩的确立,对深化西天山区域成矿规律和指导今后找矿具有借鉴和指导意义。     

胶东三甲金矿床流体包裹体特征

三甲金矿是胶东牟平-乳山金成矿带内重要的石英脉型金矿,金主要产于黄铁矿和多金属硫化物石英脉中。流体包裹体研究表明,三甲金矿蚀变岩石和各成矿阶段金矿石中的流体包裹体主要有三种类型：H2O-CO2包裹体、富CO2包裹体和H2O溶液包裹体。早期乳白色石英中主要赋存原生的H2O-CO2包裹体;成矿期黄铁矿石英脉和多金属硫化物石英脉中的富CO2包裹体主要为原生,随机分布,气液比变化较大,常与早期H2O溶液包裹体共生且均一温度接近,显示不混溶流体包裹体组合特征;在成矿晚期的石英和方解石中主要发育原生H2O溶液包裹体。显微测温结果显示,成矿前（第1阶段）H2O-CO2包裹体的完全均一温度（Tb．TOT,至液相）为280℃至416℃,成矿期（第Ⅱ和Ⅲ阶段）富CO2包裹体的完全均一温度为210—330℃,同期的H2O溶液包裹体均一温度为253～377℃,成矿后（第Ⅳ阶段）H2O溶液包裹体的均一温度为176—207℃。成矿流体为低盐度的CO2-H2O-NaCl型热液,成矿应力场转变导致的流体减压沸腾作用可能是三甲金矿金沉淀成矿的主要原因。     

安徽月山岩体的锆石SHRIMP U-Pb定年及其意义

月山岩体是长江中下游成矿带中安庆-贵池矿集区内月山矿田中最重要的中酸性侵入岩体.本文对月山岩体主要岩石--闪长岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年,得到年龄值为138.7±0.5Ma,表明岩体形成于早白垩世.该结果与铜陵等地的高钾钙碱性中酸性侵入岩的形成时代类似,但早于月山矿田内的花岗质岩体和庐枞盆地、宁芜盆地中的岩浆岩.在综合区内已有的岩石学、地球化学和成矿年代学资料的基础上,认为月山矿田内的铜金铁成矿作用与月山岩体的形成有着密切的成因联系,二者在时间上是一个连续的过程,皆发生于燕山期,成岩成矿作用过程发生于区域挤压-拉张过渡的构造背景.     

长江中下游地区二叠纪碳酸盐斜坡沉积及其成矿意义

长江中下游地区二叠系发育,主要由碳酸盐岩、硅质岩和碎屑岩组成.其二叠系不仅是华南地区最重要的烃源岩,而且也是长江中下游铜等多金属成矿带的重要赋矿层位之一,因此,进一步确定其沉积相以及古地理意义重大.发育在长江中下游地区的二叠系以往多被认为主要属于浅水碳酸盐台地沉积,其次是较深水的陆棚沉积或者裂陷槽沉积.但进一步研究发现,二叠系的碳酸盐斜坡沉积相发育,它主要由砾屑石灰岩、泥晶粉屑灰岩、硅质岩和泥晶灰岩组成,斜坡主要发育于中二叠世的栖霞期和茅口期,其次是吴家坪期和长兴期.碳酸盐斜坡主要沿安徽铜陵-东至-宿松-线以及湖北大冶-江西瑞昌一线分布,其成因大致受江南断裂和长江断裂控制.同沉积断裂不仅控制着碳酸盐斜坡的发育和展布,同时也构筑了深水盆地、斜坡和浅水台地沉积体系,构成油气生、储、盖单元的组合,为二叠系成为华南地区最重要的烃源岩提供了成因解释.控制斜坡发育的断裂既可以是含矿热水溶液、海底热泉和火山的通道,同时斜坡带也可以成为金属硫化物矿床的富集场所,因此,它对长江中下游铜多金属成矿带的层控和喷流成因提供了可选择的解释.长江中下游地区中、晚二叠世断裂发育,显示盆地的伸展特征,符合古特提斯洋东扩构造背景.