Directions and possibilities of mathematical geology

This paper considers the present state of mathematical geology. Three directions are recognized: applied, theoretical, and mathematical. Applied mathematical geology includes formal use of mathematics to solve problems and computer processing of data. Success is achieved by a correspondence of mathematical methods used to the nature of geological data. This correspondence can be demonstrated by purely mathematical means. Theoretical mathematical geology uses mathematics as a language of geology; however, a number of methodological problems must be solved: formalization of initial geological concepts and creation of a strict conceptual basis, substantiation of initial principles of mathematical simulation, creation of theoretical geological models, problems of elementary and coincidence in geology, and methodological substantiations of possibilities of any mathematical model to approximate geological models. The essense and significance of these problems are considered. The main task of mathematical geology is to prove its correspondence to the nature of the geological objects studied, geological data obtained, and geological problems solvable. Finally, the main problems of mathematical geology are not so much mathematical as geological and methodological.     

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿区硅质岩地球化学特征及沉积环境意义

文章通过详细的野外地质调查和系统的岩石化学、稀土元素、微量元素及硅、氧同位素等研究,探讨了羊蹄子山-磨石山钛矿区无矿白色硅质岩和富钛硅质岩的成因及形成地质构造环境。研究结果表明,呈厚层状产出的无矿白色硅质岩具较高的SiO2、Al2O3含量及Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值,稀土元素总量很低,其北美页岩标准化配分模式为向右倾的曲线,无明显铈异常和铕异常,表明其形成于受陆源影响的大陆边缘构造环境;赋矿岩系中薄层状富钛硅质岩的TiO2、Fe2O3、Cu、V含量较高,但Al/(Al Fe Mn)、Al2O3/(Al2O3 Fe2O3)比值较低,稀土元素总量较高,北美页岩标准化曲线为明显左倾型-平坦型,具弱的负铈异常,表明其形成于洋脊及附近环境。两种硅质岩的δ30Si值为变化较小的负值,与热水沉积和某些生物成因硅质岩的硅同位素组成相似,两者的δ18O值范围和平均值均相似。两类硅质岩的成因及形成构造环境不同,富钛硅质岩的地球化学特征表明,该矿床的形成与本区元古宙海底火山热液喷流作用有关。     

TBM在不良地质洞条件下的施工技术

TBM掘进机以其快速、高效、安全、优质等优点越来越广泛地被应用于隧洞开挖施工中,尤其更适用于深埋超长隧洞,然而在不良地质洞段中TBM掘进缓慢,甚至有卡刀可能,反而不如钻爆法灵活,这就需要根据围岩性状采取特殊技术处理措施,辅以监控量测手段对支护方案进行验证、调整支护措施、修正设计参数等。结合辽宁大伙房输水隧洞工程,总结了在不良地质洞条件下的超前地质预报方法、不良地质段处理措施以及围岩变形监测方法。     

滑坡体三维地质建模与可视化分析

针对滑坡地质研究的自身特点,提出了面向滑坡地质体三维建模的NURBS-BRep混合数据结构和地质结构单元实体构造技术.通过对滑坡基础地质数据的预处理、滑坡数字地形和滑动面的三维建模、地质结构面的系统构造、地质结构体的生成和显示,形成了一套完整的滑坡三维地质模型的构建方法.将该方法应用于某水库滑坡,建立了相应的三维滑坡地质模型,并基于此模型进行了三维剖切分析、数字钻孔、等值线生成、滑块自动剖分、滑坡失稳可视化动态模拟和滑坡体方量精确计算等一系列实用的可视化分析,为滑坡稳定性的准确计算和客观评价提供了有力的支持.     

加强技术创新服务地质调查——庆祝探矿工艺研究所成立30周年

为加强地质探矿技术力量,改变地质装备落后现状,经国务院批准,1978年8月8日成立了探矿工艺研究所。30年来,经过新老两代工艺所人的艰苦奋斗、刻苦钻研、勇于创新,在科研攻关、成果转化、基地建设和管理等方面都取得了可喜的成绩,为国家的地质科学事业做出了贡献,目前已成为一个“以勘查技术为基础,以承担地质调查任务和科研项目、提供勘查与监测技术方法和技术服务为手段,以服务国家经济建设、社会发展和地质工作为目标,以探矿工艺技术和地质灾害监测防治技术研发为主业”的地质调查科研机构。回顾了工艺所艰苦创业、改革进取的发展历程,对科技体制改革、专业结构调整、人事分配制度改革、地质调查和科研工作进行了总结,展示了丰硕的科研成果和强劲的科技实力;指出了工艺所在“十一五”期间地质调查和科研工作的重点领域和优先发展方向。     

杭州泗岭铝质A型花岗岩的发现及其构造意义

初步研究表明,以往被认为是典型的S型花岗岩或改造-重熔型花岗岩的泗岭岩体应为铝质A型花岗岩。该岩体高硅、碱、钾而明显贫钙、镁;高(K2O Na2O)/CaO值(平均16.79)和AKI指数(平均0.92);FeO*/MgO比值大(平均13.95),高于M型、S型和I型花岗岩,而与世界A型花岗岩平均值(13.4)相近;岩石为弱碱性、准铝-弱过铝质,富含稀土元素、HFSE元素,高Rb、F和Nb,反映其具A型花岗岩的成分特征。泗岭岩体氧同位素δ18O为 8‰～ 9‰,反映岩浆主要起源于下地壳。该岩体侵位于拉张的构造环境,是晚白垩世早期一次重要的构造-岩浆热事件,同时也反映了区域性孝丰—三门湾大断裂与学川—湖州大断裂在晚白垩世早期处于拉伸阶段。     

阿尔金南缘构造带西段辉绿岩墙群的地球化学特征及构造环境

对阿尔金南缘构造带西段辉绿岩墙群的岩石学和地球化学的详细研究表明,该区辉绿岩墙群为拉斑系列岩石,其主量元素以中等TiO2(1.19%～1.59%)、高MgO(5.51%～7.88%)、贫K2O(0.04%～0.84%)和P2O5(0.10%～0.20%)、Na2OK2O为特征;高场强元素(HFSE)丰度特征显示其为E-MORB型或过渡型玄武岩质岩石;稀土元素总量相对较高,轻重稀土元素分馏不显著[(La/Yb)N=1.93～3.61,LREE/HREE=3.01～4.10],在球粒陨石标准化配分模式图上呈略富集型.结合玄武岩构造环境判别图解综合分析推测,它们可能形成于一种裂谷向MORB环境过渡的构造环境,即初始小洋盆构造环境.     

滇西南澜沧江结合带北段云县花岗岩的地质特征及形成环境

滇西南澜沧江结合带云县花岗岩体的岩石类型主要为黑云二长花岗岩,SiO2含量平均为68.57%,K2O/Na2O值平均为1.67,相对富钾,岩石属高钾钙碱性系列,岩石酸、碱度低于同类岩石平均值,而镁铁组分高于平均 值,显示岩石偏中性,与同碰撞构造环境形成的花岗岩特征类似.Al2O3含量较高,平均为13.66%,A/CNK平均为1.1,呈铝过饱和,CIPw计算结果均出现标准矿物刚玉分子(105).岩石总体上相对富集大离子亲石元素,亏损高场强元素.稀土元素总量较高,平均为240.75×10-6,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损,(La/Yb)N为8.88～9.41,分异不是很大,Eu为中等负异常,銭u为0.52～0.57.经多种相关图解判别,岩石属S型花岗岩,其构造环境相当于大陆碰撞花岗岩类(CCG).锆石颗粒U-Pb测年结果显示,源岩的形成年龄最晚是晋宁期(778 Ma),岩体主体形成于华力西晚期一印支期.其中岩浆成因锆石样品的206Pb.238U和207Pb/235U年龄分别为49 Ma和61 Ma,反映在云县岩体中可能存在喜马拉雅期岩浆活动.     

青岛胶州湾地区重大工程建设项目设计的地质基础

本文以青岛胶州湾地区的基本地质条件为基础，分析研究了该地区地质基础对重大工程建设项目设计的影响，提出了青岛市重大工程项目设计的基本原则和对城市整体规划的具体建议。     

南黄海灾害地质因素及分区

尝试性地将南黄海灾害地质因素分为4大类。同时参考地貌沉积界线和其他因素将南黄海分成4个灾害地质区：即海岸带、苏北浅滩、海州湾和南黄海东部灾害地质区，并时各灾害地质区进行了定性评价，苏北浅滩灾害地质区是研究区内灾害地质环境最不稳定的区域。