南海南部沉积物波:软变形及其触发机制

目前,沉积物波的成因还是存在很多争议.通过详细的地震资料解释,发现南海南部海域有一个规模巨大的海底滑坡,滑坡体长达160 km.从剖面上看,滑坡体结构完整,由减损带、加积带、滑阻带、破坏体、滑脱面、滑坡后壁、冠上裂缝、横向裂缝等结构要素组成.在如此低的海底坡度（仅0.3°~0.5°）上形成如此大规模的滑坡体,推测是地震活动触发的.加积带内发育沉积物波.形态特征和剪应力分析显示,沉积物波形成于减损带的推挤作用.加积带中部推力最大,导致下部为逆时针剪切,上部为顺时针剪切.因此,沉积物波属于海底滑坡引起的软沉积物变形.软变形沉积物波是海底滑坡的一种特殊标志,因此这项研究有助于发现海底滑坡,也有助于海底工程的减灾防灾工作.      

不同预制梁台座对软基差异沉降的影响分析

在软基路段上建造预制梁场,合理的布设预制梁台座能有效地减小软基差异沉降。采用有限元软件Midas/GTS建立三维计算模型,分析不同预制梁台座布设形式对软基差异沉降的影响。结果表明：当梁台座按横向排布时,梁场中部的梁台座总沉降量与每2 m长度上的最大差异沉降量均比外侧要大,且每2 m长度上最大差异沉降量较纵向排布大,建议优先纵向布设预制梁台座;当台座采用扩大基础时,台座总体沉降量比浅基础明显减小,最大沉降量由11.6 mm降低至8.5 mm,台座的2 m长度上的不均匀沉降量由0.41 mm降低至0.12 mm,建议优先选用扩大基础台座。     

海域天然气水合物浅软地层水平井钻井液技术

近年来,随着海域天然气水合物的勘探不断深入,为了进一步提高产量,加快实现海域天然气水合物商业化开采步伐,水平井开发成为了增产的重要手段。然而浅软地层水平井施工过程中,面对浅软未成岩地层,重点要解决好大斜度井段和水平井段的井眼清洁、井壁稳定、流变性能控制,润滑降摩、防漏等关键技术。本文从浅软地层水平井钻井液技术难点出发,通过室内研究和现场试验,形成了一套满足浅软地层水平井钻井施工的钻井液体系和钻井液施工工艺,并在陆地进行了多口浅软地层水平试验井施工,确保了钻完井顺利实施,为我国海域天然气水合物水平井试采提供了大量的现场试验数据。     

川西红层软岩崩解演变特征与微观响应机理试验研究

红层软岩透水性弱、亲水性强,受含水量和水热(温度和降雨)变化影响极易发生软化崩解,给红层软岩地区工程建设和地质环境带来挑战。为研究不同含水量和多种水热试验工况下红层软岩的崩解特征和微观机理,以川西金堂县和中江县两处开挖红层软岩边坡工程为依托,利用自制降雨装置和温控设备,开展不同梯度初始含水量红层软岩在多种水热试验工况下的循环崩解试验。从红层软岩宏观形貌演变、微观结构及矿物组成、崩解系数、R值(崩解质量损失率)和崩解后颗粒分析5个方面对红层软岩崩解情况进行了研究,试验结果表明:红层软岩宏观形貌演变特征与微观结构变化及矿物差异存在一定的对应关系;黏土矿物的含量是红层软岩发生崩解的主要内因且与崩解呈正相关关系;崩解程度与初始含水量及水热效应联系密切;两处红层软岩R最小/大值差距明显,分别为0.22%、0.05%和1.63%、2.17%;粒径分布对红层软岩的崩解程度具有较好的评价作用,崩解越强烈,大颗粒越少,小颗粒越多,小颗粒更集中于0.075~0.5 mm之间。崩解系数、R值和最终粒径分布曲线可以很好地结合起来对红层软岩的崩解进行量化分析,并与微观结构及矿物差异相联系解释红层软岩的崩解演变特征。研究成果可为金堂、中江及其他红层软岩地区的工程建设和地质评价提供一定参考。     

广西湖润锰矿矿层软沉积变形特征

锰矿作为我国大宗紧缺矿产,其矿体特征被学者广泛研究。然而关于矿层软沉积变形特征的研究却不多,其特征和成因有待厘清。湖润锰矿处于广西下雷超大型锰矿床的外围,作者通过对其主矿层Ⅱ+Ⅲ矿层的观察研究,发现Ⅱ+Ⅲ矿层以液化变形为主的软沉积变形发育,如液化砂、液化泥（亮）晶脉、自碎屑角砾、液化底劈、微褶皱纹理、同沉积断裂等,局部地段可见完整的变形序列,同时矿层被上覆岩系超覆;此类变形不仅在横向上有延伸,在垂向上还有重复且跨度长,从晚泥盆世至石炭纪均有发育,符合软沉积变形地震成因的典型特征。加之稀土元素地球化学特征显示成矿期热水参与了成矿作用,表明锰矿形成时期沉积盆地伸展作用强烈,矿化发生于裂陷槽下斜坡带。对比国内外著名的大型超大型锰矿床,认为软沉积变形应与成矿密切相关,可作为重要的找矿标志。     

书评：软沉积物变形构造--地震与古地震记录

正乔秀夫、李海兵、苏德辰研究员等所著的新书:"软沉积物变形构造——地震与古地震记录"已经由地质出版社正式出版。他们这个科研集体经过20多年的不懈努力,将软沉积物变形构造研究从单一的沉积学课题,变成了沉积学、构造地质学、实验地质学、区域大地构造学与古地震学的综合性研究课题,使之成为地质学的一门新颖的分支学科。此专著文字简明扼要,文图并茂。书中列出了80组精     

资源量估算的边界分析与矿化体圈定

资源量估算总是在特定的估算域中进行,其边界条件对估值结果有着显著的影响。传统方法采取用工业指标来圈定矿体并进行资源量估算的硬边界条件,过于强调了矿床的经济性,而对矿床的地质和地质统计学规律重视不够。本文介绍了国际上流行的资源量估算域的相关概念及边界分析方法,并通过实际案例来探讨其在资源量估算中的应用,在此基础上提出了利用三维软件进行矿(化)体圈定的基本原则。实践表明,利用软边界约束或圈定矿化体进行品位估计,可能更符合勘查阶段资源量估算的要求,进而降低估算域边界的不确定性带来的估值风险。     

水-应力作用下软岩细观结构摩擦接触分析

针对我国南方地区红层软岩变形破坏特点,在典型软岩细观结构显微观察试验基础上,概化出其细观结构模型,据此探讨软岩骨架颗粒摩擦接触关系,包括直接和间接摩擦接触两种关系:(1)直接摩擦接触分为静摩擦接触和动摩擦接触两个过程考虑,静摩擦接触中的最大静摩擦系数会随着实际接触面积、法向荷载、停留时间增大而增大;动摩擦接触中的动摩擦系数则随着速度突然增大而增大。(2)间接摩擦接触作用主要体现在黏土矿物的抗剪强度上,其主要由充填其间的黏土矿物颗粒间的摩擦系数和黏结强度决定。在此基础上,研究水对软岩骨架颗粒摩擦的弱化作用:水的弱化作用主要体现在对骨架颗粒接触应力的改变和黏土矿物本身的弱化效应,具体表现为水作用下骨架颗粒与黏土矿物间的接触应力降低、黏土矿物的黏聚力和内摩擦角减小。这一弱化效应将有效降低软岩骨架颗粒间的摩擦力,从而造成软岩结构强度降低,使得破坏过程更容易发生。以上分析可以在一定程度上反映软岩三轴压缩试验过程。     

雷山—锦屏一带清水江组软沉积构造的变形特征——远古的地震记录

通过面上地质调查,在黔东南雷山—锦屏一带的新元古代清水江组含火山碎屑之砂泥质岩层中,发现了大量软沉积物变形构造,主要有滑塌、滑移及阶梯状微断层。根据前人对形成该软沉积物变形的模拟试验成果,推断该类软沉积变形的机制与震动液化有关,其动力来源于古地震。在清水江组地层分布区,沉积物中含大量凝灰质,显示出古地震与古火山作用相伴频发之特点,这是新元古代裂谷盆地在此阶段构造演化的响应。     

位移-应力协同分析在新近纪软岩质滑坡监测中的应用——以陕西宝鸡市北坡滑坡为例

强降雨可诱发新近纪软岩质滑坡滑移变形。1955年至今,降雨在陕西宝鸡诱发超过十起大型滑坡灾害。2011年9月19日,宝鸡市区72 h内的降雨量达到332 mm,北坡金鼎寺、簸箕山与高家崖滑坡出现裂缝,威胁市区居民安全。为分析滑坡的变形机制与降雨触发的滑体内地下水位的波动关系,2012—2015年,开展了降雨量、地下水位、孔隙水压力、滑坡应力与位移等物理量的实时监测,统计分析了它们的频率、活动强度及累积变化规律,提出了滑坡的位移扩展模型。研究显示:(1)地下水的活动会影响新近纪软岩质滑坡的变形,但降雨量、地下水位、孔隙水压力、滑坡体应力与位移等物理量变化机制有差异,地下水位、孔隙水压力呈周期性变化,滑坡体的应力、位移的变化具有累积效应;(2)宝鸡市北坡滑坡运动变形具有蠕变、快速滑移两个阶段。降雨会触发的滑坡体各物理量出现加速变化,地下水位波动幅度为0.27~1m,孔隙水压力的变化幅度为10kPa,滑体浅层的水平应力变化幅度为5.6kPa;(3)在判断降雨能否诱发滑坡快速滑移过程中,既需分析滑体应力、位移变化的累积效应,又需分析新近纪软岩质滑带的摩擦破坏机制。