工程地质界面: 从多元表征到演化机理

工程地质界面是地层中两种或多种介质间的接触面, 以及对三相介质迁移、物态变化和岩土体稳定性起控制作用的转换面, 它们受自然营力和工程活动的共同作用, 在地质灾害的孕育、发展和发生过程中具有控制性作用。如何准确获取界面的多场演化信息, 厘清界面的灾变动力学机制和相互作用, 是工程地质防灾减灾领域的核心科学技术问题。在回顾工程地质界面研究领域发展历程的基础上, 梳理和归纳了工程地质界面的基本概念、分类体系和主要特征, 并以长江三峡库区典型滑坡为例, 结合本团队的研究工作对界面多元表征与演化机理方面的最新研究进展进行了详细的阐述, 最后对该领域未来的发展趋势进行了展望。上述综述表明, 工程地质界面是诱发地质灾害的关键带, 可分为物质界面、状态界面和运动界面3类。通过引入光纤传感等尖端感测技术, 初步实现了工程地质界面多元信息的智能表征。在对库岸滑坡长期原位监测的基础上, 系统总结了滑坡灾变的演化机理和界面控制模式。根据新时代学科发展趋势和国家重大需求, 今后应进一步关注如何结合工程地质界面的特征, 研发并构建空-天-地-内立体化监测网络, 实现关键界面热-水-力多场耦合信息的实时获取和表征, 并结合大数据及人工智能等技术研发相应的预警预报系统, 以提升对各类重大地质灾害的防范水平和应对能力。      

龙门山断裂带及附近区域地貌形成与地应力演化机制研究

以龙门山附近区域水平运动特性以及深部岩体力学特性为基本条件,采用FLAC模拟软件计算分析了龙门山断裂带及附近区域的地貌形成过程和地应力演化机制。研究结果认为:区域板块运动是龙门山地貌形成的重要原因,龙门山3条断层在62万年内的相对滑移速率分别为1.53,0.245和0.458 mm/a,与实际监测结果基本吻合;龙门山断裂带左侧呈抬升趋势,右侧四川盆地的垂向运动保持稳定;随着区域板块的运动,3条断裂带附近主应力的变化均经历了3个阶段,即应力低态稳定阶段,应力增高阶段和应力高态稳定阶段,最终形成应力积聚—应力释放的平衡局面;断裂带附近的最大、最小主应力比值介于2.94—3.71之间,平均为3.3,与实际监测结果基本吻合。由此可以推断,龙门山及附近区域将长期处于高偏应力环境,即长期处于“应力累积—进入临界状态—发震—新的应力累积”的地震周期。      

九寨沟M_S7.0地震的前兆异常时空演化特征及其分析

以2017年8月8日九寨沟MS7.0地震震中为中心,对震前不同震中距前兆异常的时空演化过程进行分析。研究表明,震中距100km范围内无前兆异常,前兆异常主要分布在震中距100～500km范围内。震前2年新增前兆异常开始逐渐增多;不同震中距范围内的新增异常测项所占比例在震前1.5年左右达到最大,在震前又降低。在震中距300km范围内的异常测项所占比例相对较高。前兆异常时空演化过程存在3个不同的变化阶段,即α阶段(前兆异常的早期阶段,包括α_1和α_2,震前1000天以上)的异常主要分布在震中东北方向和西南方向,异常具有向外扩展的特征;β阶段(前兆异常的中期阶段,震前500～1000天)的异常表现为大范围出现异常;γ阶段(前兆异常的短期阶段,包括γ_1和γ_2,震前500天内)的异常分布在震中的东北方向,表现为远源区的异常向震中收缩过程(γ_1)和近源区的异常向外扩展的过程(γ_2)。通过与其他震例对比分析发现,前兆异常的3个阶段现象可能是大震前的共性特征,大震前前兆异常的显著增加对发震时间的预测具有一定的指示意义。     

经济循环视角下的环境经济地理研究进展与议题

解析经济活动和环境的关系及相互作用是理解人地关系的重要途径。环境经济地理应运而生,主要研究环境要素对经济活动的影响,以及经济活动对自然条件的选择、适应与改造。论文首先梳理环境经济地理学科演进,构建经济循环视角下的研究框架,发现其经历了从关注外生发展时的成本外化与外部治理,逐渐转变为成本内化,将自然资源考虑为资本的新经济模式的发展历程。论文对1996—2023年国内外经济—环境文献进行文献计量分析,总结出环境经济地理研究经历起步期、建构期、腾飞期等重要阶段。结合全球价值链和物料流通理论,论文分析出环境经济地理议题对后发区域“绿色化”转向、生产部门网络重构、演化经济地理需求侧以及全球—地方互动的关注,并提出未来研究为解决生态环境治理,绿色创新与产业转型,能源、韧性与可持续发展的可能贡献。     

罗布泊不是游移湖--从罗布泊的演化讨论罗布泊的游移问题

从构造、沉积学的观点出发,讨论了罗布泊的发展演化,明确提出罗布泊不是游移湖.罗布泊从中更新世以来,从淡水湖演化到盐湖直至1972年干涸,其沉积中心基本是固定的.在新构造运动、气候和水源补给等的共同影响下,尽管其水域大小有一定程度的变化,其沉积中心也有过一定距离的迁移,但从总体来说并没有变化,因此,它不是“游移”湖.     

现代黄河三角洲海岸演化研究

通过不同年代海图或地形图对比、不同年代的卫片对比、野外地质调查、不同年代潮滩剖面测量及对比等,研究了现代黄河三角洲海岸带不同时期的冲淤速率及其发展演化趋势。黄河尾闾1996年6月进行人工改道向东流入海,开始堆积现代黄河三角洲的第11个叶瓣,推测这次改道可能是第3个亚三角洲形成的开始,使黄河三角洲的发展呈第一、第二、第三亚三角洲逐次向东偏北方向推进之势。现代黄河三角洲及莱州湾海岸带可分成7个冲淤状态不同的岸段：大口河至顺江沟岸段为相对稳定海岸段;顺江沟至挑河口岸段为弱蚀退岸段;挑河口至106站岸段为强蚀退岸段;106站至孤东油田段为石堤护岸强制稳定海岸段;孤东油田至大汶流海堡岸段为强淤进岸段：大汶流海堡至淄脉沟岸段为弱淤进海岸段;淄脉沟口至胶莱河口岸段为稳定海岸段。预测10a内,各海岸段的冲淤状态基本保持不变,但各海岸段的蚀退或淤进速率有逐渐减缓之趋势。人类活动对岸线的变迁有明显影响。     

Seafloor topography and landform characteristics of Zengmu Shoal waters and their evolvement

The topography data of the Zengmu Shoal and its adjacent area are acquired by the SeaBat-8111 multibeam system.The full survey covering over the Zengmu Shoal area gives us new knowledge about the area. It is a flat underwater platform consisting ofcoral reefs, its fathom line is like a trap in near SN direction and its shape is like an isosceles triangle with the acute angle pointing to the north. The east and west sides ofthe shoal are steep while its south side is more gentle. As viewed from geological evolution, the Zengmu Shoal is a typical biologic coral landform caused by tectonic uplift.     

江西相山酸性火山-侵入杂岩精确年代学与演化序列研究

相山火山盆地主体岩石为一套由熔结凝灰岩、流纹英安岩、流纹英安斑岩、碎斑熔岩、粗斑花岗斑岩及似斑状花岗岩组成的酸性火山-侵入杂岩体, 构成了两个完整的喷发-溢流(侵出)-侵入的岩浆活动亚旋回。本文在野外地质调查的基础上, 采用SIMS、LA-ICP-MS技术对主要岩类进行了高精度的锆石U-Pb年代学研究, 并建立了火山-侵入杂岩体的演化序列。结果表明, 打鼓顶组熔结凝灰岩代表了相山火山-侵入活动的最早期产物, 其锆石U-Pb年龄为140.7±2.7 Ma、140.1±1.8 Ma和138.2±1.6 Ma, 第一亚旋回主体流纹英安岩的锆石U-Pb年龄135.0±1.8 Ma。鹅湖岭组熔结凝灰岩代表了火山-侵入活动的第二亚旋回的开始, 其U-Pb年龄为135.6±1.2 Ma, 第二亚旋回主体碎斑熔岩的锆石U-Pb年龄133.6±1.3 Ma, 沙洲单元的粗斑花岗斑岩和似斑状花岗岩属于该亚旋回最晚期的侵入岩, 其锆石U-Pb年龄代表了相山火山-侵入活动的结束时间(分别为133.4±1.2 Ma和133.9±1.1 Ma)。相山早白垩世火山-侵入活动延续时间较短, 整体上呈现一个连续的过程, 初始时间在141 Ma附近, 结束时间在132 Ma左右。概言之, 第一亚旋回(141~135 Ma)以形成熔结凝灰岩、流纹英安岩和流纹英安斑岩为主, 第二亚旋回(135~132 Ma)以熔结凝灰岩、碎斑熔岩、粗斑花岗斑岩和似斑状花岗岩为主。岩石地球化学和野外地质特征也与两个亚旋回火山-侵入岩浆活动相吻合。     

江绍断裂带的构造演化初探

由于对江绍断裂带两侧前寒武纪地质认识的差异,特别是对浙东南陈蔡群、八都群变质岩时代、大地构造属性、构造演化等问题各家有不同看法,对江绍断裂带形成时代及其构造演化认识也不尽一致.文章对新元古代形成的作为江南古岛弧与华夏地块碰撞造山地缝合带的江绍断裂,在显生宙经历的多次构造变动演化进行探讨,提出碰撞拼接实现于距今8亿年前后,加里东、印支,特别是燕山期,经历了强烈的构造--岩浆变动,至鞔近期尚有活动.     

基于“情景-应对”的矿井水灾事故应急决策机制

为解决矿井水灾事故应急快速反应、高效决策的现场需求,针对矿井水灾事故的不确定性、复杂性和紧迫性等特点,运用多案例分析法,解析了11起典型矿井水灾事故,提出了判别“情景”和事故“情景”两个关键概念,定义了集合{突水水源,突水通道,采掘方式,出水量,淹没范围,生存空间}为矿井水灾事故的情景,并运用AHP分析法计算了6个情景要素各自的权重。确立了“情景-应对”应用在矿井水灾应急决策领域的实现途径,详细阐述了构建情景库、案例库、对策库的方法以及“情景-应对”型矿井水灾应急决策方案的生成过程,并提出了以“黄金72小时” “8天8夜”为时间节点的多阶段矿井水灾事故应急决策机制,案例推演应用表明,该应急决策机制不仅规范了事故应急流程,而且实现了精准、快速、高效的目标。