Two-dimensional Numerical Modeling Research on Continent Subduction Dynamics

Continent subduction is one of the hot research problems in geoscience. New models presented here have been set up and two-dimensional numerical modeling research on the possibility of continental subduction has been made with the finite element software, ANSYS, based on documentary evidence and reasonable assumptions that the subduction of oceanic crust has occurred, the subduction of continental crust can take place and the process can be simplified to a discontinuous plane strain theory model. The modeling results show that it is completely possible for continental crust to be subducted to a depth of 120 km under certain circumstances and conditions. At the same time, the simulations of continental subduction under a single dynamical factor have also been made, including the pull force of the subducted oceanic lithosphere, the drag force connected with mantle convection and the push force of the mid-ocean ridge. These experiments show that the drag force connected with mantle convection is critical fo     

新疆雅满苏铁矿床地空高光谱异常特征及应用

正雅满苏铁矿床位处东天山成矿带,成矿地质条件优越。前人在矿床的成矿规律、地球化学、矿床类型、流体来源等方面,开展了较多科研工作(李厚民等,2014;王兴保,2005)。但在遥感地质方面的研究和应用工作还未开展。铁矿床及外围区域属准平原状丘陵地貌,基岩出露,地表蚀变信息丰富,可获取高质量的地空高光谱遥感数据,有利于发挥高光谱遥感的技术优势。     

豫西寨凹隐伏岩体地球物理场特征与深部找矿预测

寨凹隐伏岩体是豫西南地区利用重磁资料解释推断的8个隐伏、半隐伏岩体之一,分布面积约310km2。豫西南地区主要钼（钨）铅锌银（金）矿床均分布于这8个隐伏、半隐伏岩体区及其边部附近,二者具有非常明显的时空关系。研究隐伏岩体分布形态、深度、产状和深大断裂构造分布,对指导深部找矿勘探具有重要意义。通过研究寨凹隐伏岩体重、磁场变化特征和分布规律,并通过相关定量计算,确定了隐伏岩体的侵入模型。将全区隐伏岩体分为三个区,Ⅰ区隐伏岩体顶面深度0~0.8km,分布面积约71km2,Ⅱ区隐伏岩体顶面深度0.8~2.0km,分布面积约153km2,Ⅲ区隐伏岩体顶面深度2~4km,分布面积约86km2。根据隐伏岩体侵入模型和典型矿床物探异常特征,建立了立体成矿模型（从浅至深从中低温成矿元素到高温成矿元素的过渡模型）和综合地球物理找矿模型（包括隐伏岩体、隐伏岩体顶上带、岩钟和斑岩体、矿体矿化体的地球物理异常标志）;预测了找矿潜力,总结了勘查方法技术组合;指出在Ⅰ、Ⅱ隐伏岩体分布区银（金）铅锌矿床的下部有寻找斑岩型钼、钨、铜矿产的潜力。     

1960-2013年艾比湖绿洲湿地潜在蒸散量及地表湿润度变化特征分析

基于阿拉山口、精河、博乐、温泉4个气象站点1960-2013年地面观测气象数据,采用Penman-Monteith公式、Mann-Kendall检验、小波分析、主成分相关分析等方法分析艾比湖绿洲湿地年及季节潜在蒸散量及地表湿润度的特征变化及定量化成因,以期为艾比湖绿洲湿地区域的水资源科学配置提供科学依据。结果表明：（1）1960-2013年,艾比湖绿洲湿地年平均潜在蒸散量为1 063.52mm,夏季值最大为552.3 mm,冬季最小为25.3 mm,年平均潜在蒸散量以12.68 mm·（10a）^-1的速率递减,各季节潜在蒸散变化趋势与年变化一致,夏季表现最明显;（2）Mann-Kendall检验表明,年均和春、夏、秋潜在蒸散量显著性突变时间分别是1991年、1994年、1994年和1993年,冬季不存在突变,显著性突变均发生在21世纪90年代,地表湿润度年突变时间为1985年;（3）艾比湖绿洲湿地潜在蒸散量及地表湿润度存在明显的周期变化,主震荡周期分别为29 a和21 a,以多、少交替发生,具有全域性;（4）风速是年及季节潜在蒸散量的主导因素,地表湿润度变化的主导因素是降水量和相对湿度。     

贵州从江-黎平地区锰矿地质特征及找矿潜力分析

贵州从江-黎平地区锰矿产于南华系大塘坡组第一段黑色岩系中。通过对从江-黎平地区开展地质调查工作,查明该区含锰岩系分布于朝里向斜及寨柳向斜,区内两个已知矿床八当锰矿和高增锰矿即位于朝里向斜。文章系统阐述了从江-黎平地区锰矿成矿地质背景、含锰岩系特征、锰矿床地质特征,对该区南华纪大塘坡期锰矿成因进行了探讨研究,并总结了区内锰矿成矿规律,在此基础上,结合野外地质调查成果,对该区锰矿找矿潜力进行了分析,认为朝里向斜南部具一定找矿潜力。     

盐分对黏性土的沉积特性与表面电位影响研究

为了明晰黏土矿物和盐分浓度在沉积过程中所起的作用及物理机制,选取高岭土、膨润土及两者组成的混合土进行粒径分析试验、沉积试验和Zeta电位测试。结果显示,盐分环境下高岭土和膨润土的平均粒径增大,部分黏粒组向粉粒组转化。高岭土在蒸馏水环境下和盐水环境下,最终都形成土-水的稳定分界面,但是絮凝稳定时间在盐分环境下更短。膨润土在蒸馏水环境下处于稳定的分散体系中,在盐水环境下迅速絮凝沉积。混合土在蒸馏水环境下,上部澄清层和下部沉淀层之间存在土颗粒的悬浮层,且该层的高度最终稳定;盐水环境下,混合土则迅速的发生土水分离。随着NaCl浓度增加,膨润土和高岭土的Zeta电位绝对值降低,因此胶粒组的絮凝行为对平均粒径产生影响,进而影响其沉积特性。     

天然硫化物矿物对地球深部热能的热电转化效应研究

金属硫化物半导体矿物在地壳中分布广泛,其中一些禁带宽度较窄的硫化物矿物,如黄铁矿、黄铜矿和斑铜矿等,在地热梯度下产生的天然热电势可将地球内部热能转化为电能。本文选取黄铁矿、磁黄铁矿、方铅矿、黄铜矿、斑铜矿以及斑铜矿-赤铁矿-辉铜矿集合体等天然硫化物矿物样品,研究了其热电特性。研究结果表明,300～700K下,除磁黄铁矿具有低塞贝克系数和超高电导率而表现出金属导体的电输运行为外,黄铁矿和黄铜矿为n型半导体,斑铜矿和斑铜矿-赤铁矿-辉铜矿集合体为p型半导体,具有150～500μV/K的显著塞贝克系数和5～95 S/cm的电导率,说明样品在地热梯度下具有产生显著热电效应的能力。根据激光闪射法测得的热扩散率以及样品的理论比热、密度计算热导率,斑铜矿及硫化物矿物集合体样品表现出小于1 W/(m·K)的低热导率,说明样品在局部热源影响下可形成较大温差。根据热电基本理论和地热梯度构建天然热电效应模型,对硫化物半导体矿物集合体产生的天然热电势、额外地表电流密度及热电转换效率进行了模拟计算得出经验公式,发现硫化物半导体矿物在300～650 K条件下能产生100 m V左右的天然热电势,产生的最大热电转化率可达4‰,且可以通过偶极电流源模型计算矿物体产生的额外地表电流密度。研究认为硫化物半导体矿物可能作为天然热电转换介质深刻影响地球内部能量的转化与传递过程。     

深部切顶沿空成巷关键参数研究及工程应用

传统充填沿空留巷工艺繁琐﹑留巷速度慢,与现代化高强度开采要求不相适应,由此提出了切顶沿空成巷无煤柱开采新技术,其中关键参数设计是该技术的核心问题之一,对留巷的稳定性具有较大影响。以城郊煤矿21304工作面为研究背景,采用理论分析、数值模拟和现场试验等方法,对切顶沿空成巷关键参数进行了系统研究。基于岩石碎胀自承特性和围岩结构“S-R”稳定原理,推导出切顶高度﹑切顶角度的理论计算公式;建立了聚能爆破力学模型,并结合数值模拟和现场试验,确定了聚能爆破装药量及钻孔间距。研究结果表明：合理的切顶参数能够切断巷道顶板与采空区岩层间的力学关系,使采空区顶板沿切缝顺利垮落,碎胀的矸石可有效支撑上覆顶板,限制其回转下沉,减弱覆岩运动对留巷的扰动作用,沿空巷道围岩变形量明显减小。根据理论计算﹑数值分析和现场试验研究成果,确定了城郊煤矿21304工作面切顶沿空成巷关键参数,并在现场进行了应用,回采后沿空巷道侧向顶板能够迅速切落形成巷帮,留巷稳定后各项指标均能满足现场使用要求。     

基于STA/LTA岩石破裂微震信号实时识别算法及工程应用

微震监测获取的数据中通常混有大量的非岩石破裂信号,该类信号目前主要通过人工经验进行识别与滤除,这消耗了大量的宝贵时间,严重影响灾害的防治和救援效率。对大量微震信号进行分析,发现STA/LTA算法在信号实时触发后能大致表征波形振幅和频率的变化,岩石破裂信号和非岩石破裂信号在延迟位置处R值具有差异性。基于此,提出了岩石破裂微震信号实时识别算法。新算法应用到白鹤滩水电站地下厂房、红透山和阿舍勒铜矿深部采场3个工程,岩石破裂事件识别的准确率分别是85.98%、92.45%和91.06%,非岩石破裂事件滤除的准确率分别是72.06%、83.11%和49.87%。该算法使基于岩石破裂微震信息的岩石工程灾害自动分析与预警成为可能,具有重要意义。     

LSQR法在位场反演中的分析与评价

LSQR法具有计算效率高、对计算机内存要求低的优点,适合于大规模问题的求解。为探讨其应用于位场反演的稳定性和可靠性,笔者以加入不同噪声的两个合成模型数据为实验对象,比较分析了Tikhonov正则化与LSQR法求解结果,显示直接利用LSQR法求解位场反问题能够得到满意的正则化解,其解模型相对Tikhonov正则化,最大相对误差仅为0.36%,说明直接利用LSQR法求解位场反问题是可行的。将其应用于四川盆地雅安地区重力三维反演,极大地降低计算成本,获取了区内沉积盆及主要断裂分布情况,为页岩气靶区优选提供了有力支撑。