青藏高原错那—沃卡裂谷中部电性结构及其动力学意义

藏南裂谷作为青藏高原最显著的伸展构造样式之一,是研究高原生长过程的重要窗口,但目前其深部成因机制仍存在较大争议。本文利用沿错那—沃卡裂谷中部的大地电磁数据,分析裂谷区域的大地电磁测深曲线特征和相位张量,并通过三维大地电磁反演获得邛多江地堑和沃卡地堑深部电性结构。三维大地电磁反演结果显示,沃卡地堑和邛多江地堑深部存在一条连续的显著高导异常,并呈现“俯冲”形态,且上覆高阻结构体,而在邛多江地堑两侧浅部则分布低阻异常。结合早期的研究结果,本文支持错那—沃卡裂谷深部的高导异常为地壳部分熔融,可能与南向地壳流相关,并研究认为在南北向持续挤压作用下,裂谷下方的弱地壳层,通过解耦上地壳和下部地壳,促进了藏南裂谷系的发育。     

雄安新区D01井岩溶热储下伏太古界中热流测定研究

【研究目的】目前雄安新区范围内的热流数据多测自于新近系沉积盖层及白云岩地层,对岩溶热储下伏太古界的热流测定研究还鲜见报道,主要受限于以往的地热勘查开发层位主要在1800m以浅的蓟县系岩溶热储,揭露岩溶热储下伏太古界的钻孔稀少。2018年以来,在雄安新区牛驼镇地热田实施了D01深部地热参数井,揭穿了高于庄组岩溶热储,并揭露太古界厚度达1723.67m,给该地区岩溶热储下伏太古界的热流测定研究提供了条件。【研究方法】本文基于近稳态钻孔测温及岩心热导率测试,对D01井太古界进行了热流测定及分析。【研究结果】结果表明：D01井太古界呈显著的传导型地温特征,地温梯度为18.3℃/km,相比于新近系地温梯度48.6℃/km偏低。测得25块D01井太古界片麻岩岩心样品的热导率平均值为（2.41±0.40）W/(K·m)。根据钻孔测温数据及热导率测试,计算出D01井太古界2300～2700m深度的热流值为（44.1±7.0）mW/m²。同时,估算了D01井新近系400～800m深度段的热流值为84.6mW/m²,较太古界高出40.5mW/m²。【结论】分析认为D01井新近系较太古界高出热流主要为高孔渗岩溶白云岩层中地下水侧向热对流作用以及牛东断裂地下水垂向热对流作用共同所致。研究结果对前人提出的地下水运移聚热模式及导热断裂聚热模式提供了数据支撑,对雄安新区深部地热资源成因机制和太古界地温场研究具有重要意义。     

狭陡型泥石流成灾特征与防治对策研究——以阿坝州金川县刘家沟泥石流为例

刘家沟位于四川省阿坝州金川县,是一条狭陡型高频泥石流沟,每年雨季,降雨激发泥石流灾害链。本文在野外调查和实地勘测的基础上,分析认为,受汶川MS8.0地震扰动,刘家沟形成流通区单位面积上松散固体物质达98.11×10⁴ m³,在409.8‰的平均纵坡降下,泥石流活动频率明显增强,泥石流沿程放大效应明显,最终形成了降雨+径流侵蚀-滑坡-堰塞体-堰塞体溃决-增大的泥石流-堵河形成堰塞湖-卡撒沟中、下游损害的灾害链。提出采用格宾石笼进行固坡护床,结合拦挡坝拦粗排细的作用,根据保护对象设置防护堤,优化排导槽与主河交汇条件的综合治理措施,可为小流域高频狭陡型泥石流灾害的治理提供参考。     

分布式水文模型的GPU并行化及快速模拟技术

分布式水文模型对流域水文过程的应用深度及广度不断加深,常与数值天气及气候预报相结合,面临巨大的计算量。近年来GPU技术的进步使普通电脑能够实现高效而又廉价的并行计算。提出了资料插值、单元产流以及单元汇流采用GPU并行计算,马斯京根法河道汇流采用一种非并行的递归方法。基于笔记本电脑和NVIDIA GPU/CUDA结合C#语言,由分布式新安江模型在沂河流域的模拟应用表明,降水量空间插值及新安江产流的并行执行效率为普通CPU上C#的8~9倍。使用直接递归法实现马斯京根汇流演算比以往采用汇流次序表的执行效率提升0.5~0.9倍。     

大安市地下水动态变化趋势及驱动因素研究

为研究大安市地下水位的变化特征及其主要控制因素,根据大安市气候因素、引水灌溉水量、地下水开采和地下水埋深等数据资料,分析了环境因素的变化规律及趋势,基于suffer软件利用克里格方法对地下水埋深进行插值,分析其时空演变规律及驱动因素。结果表明,降水量呈波动增加的趋势,平均年降水量增量为0.249mm/a;蒸发量呈波动下降的趋势,平均年蒸发量增量为-2.063mm/a;引水灌溉水量呈增加趋势,平均年灌溉水量增量为0.212×108m/a。潜水埋深呈小幅度减小趋势,年均倾斜率为-0.023m/a,承压水埋深呈波动上升趋势,年均倾斜率为0.146m/a。承压水动态变化的驱动因子由大到小依次为人工开采(主要是农业开采与生活用水)、引水灌溉、降水、蒸发,农业开采是最主要的影响因子。研究结果可为制定完善的水资源调控方案提供理论依据。     

川北山丘区地下水补给特征与定量研究

针对川北山丘区地下水资源和污染防护研究中地下水补给难以定量等问题,以川北典型山丘区平溪河北岸的山丘区子流域为研究对象,布设监测孔并对其地下水的水位和水温开展动态监测,并基于大气压监测数据校正地下水监测水位,分析了山丘区地下水水位及水温的年内动态变化特征;采用渗水试验和分段双栓塞水文地质试验获取含水层空间渗透系数;基于达西断面法定量计算了研究区内观测断面的地下水径流补给量,并建立了月降雨量与降水入渗系数的函数关系,结果显示:研究区多年平均大气降水入渗补给量为16.61mm,多年平均降水入渗系数为0.0182;月降雨量与降水入渗系数呈幂函数关系;此成果可为研究区地下水资源、地下水防污性能评价及地下水数值模拟等研究提供重要依据。     

喜马拉雅淡色花岗岩

在青藏高原南部的喜马拉雅地区,分布有两条世界瞩目的淡色花岗岩带。南带主要沿高喜马拉雅和特提斯喜马拉雅之间的藏南拆离系(STDS)分布,俗称高喜马拉雅淡色花岗岩带,构成喜马拉雅山的主体。北带淡色花岗岩位于特提斯喜马拉雅单元内,又被称之为特提斯喜马拉雅淡色花岗岩带。这些花岗岩多以规模不等的岩席形式侵入到周边沉积-变质岩系之中,或者呈岩株状产出于变质穹窿的核部。岩体本身大多岩性均匀,变形程度不等,但岩体边缘可见较多的围岩捕虏体,并在部分情况下见及围岩的接触变质作用,反映它们的异地侵位特征。上述两带中的淡色花岗岩在矿物组成和岩石类型上表现为惊人的相似性,主要由不同比例的石英、钾长石、斜长石、黑云母(5%)、白云母、电气石和石榴石等构成二云母花岗岩、电气石花岗岩和石榴石花岗岩三大主要岩石类型。从不同地区的野外观察来看,二云母花岗岩为喜马拉雅淡色花岗岩的主体岩石类型,而电气石花岗岩和石榴石花岗岩主要以规模不等的脉体形式赋存于二云母花岗岩之中,反映前两者晚期侵位的特征。地球化学特征上,这些花岗岩具有高Si、Al、K,低Ca、Mg、Fe、Ti的特点,接近花岗岩的低共熔点组分。绝大多数淡色花岗岩具有较高的含铝指数,属于过铝花岗岩。微量元素表现为较大的变化范围,但总体上表现为富集大离子亲石元素K、Rb和放射性元素U,而不同程度亏损Ba、Th、Nb、Sr、Ti等元素。稀土元素总量总体上明显低于世界上酸性岩的平均丰度,且绝大部分表现为轻-中等程度的稀土元素分馏和不同程度的Eu负异常。传统认为,喜马拉雅淡色花岗岩是原地-近原地侵位的纯地壳来源的低熔花岗岩。但本文通过分析提出,该花岗岩可能是从一种高温的花岗岩浆演化而来,其岩浆源区的性质或成因类型目前还难以确定。该岩浆在上升侵位的过程中曾经历过大规模地壳物质的混染,并发生了高度分离结晶作用。因此,喜马拉雅淡色花岗岩首先是一种高分异型的花岗岩,是真正意义上的异地深成侵入体,而并不是原地或半原地的部分熔融体。这种以大规模地壳混染和结晶分异作用为特征的花岗岩系,在花岗岩的研究内容中还未被充分地讨论。以前根据相关信息认为这些岩石来自于沉积岩部分熔融的结论,只是较多地注意到了后期地壳混染和结晶分异作用的特征。即使这些岩石的原始岩浆将来被证明真的来源于沉积岩系的部分熔融,那以前的结论也只能说是"歪打正着"。根据形成年龄和地质-地球化学特征,本文将这些花岗岩划分为原喜马拉雅(44~26Ma)、新喜马拉雅(26~13Ma)和后喜马拉雅(13~7Ma)三大阶段。其中第一阶段对应印度-亚洲汇聚而导致的大陆碰撞造山作用,而后两个阶段同加厚的喜马拉雅-青藏高原碰撞造山带拆沉作用有关,对应青藏高原的全面隆升。根据这些淡色花岗岩的岩石与地球化学特征,我们还不能支持青藏高原存在广泛的中地壳流动的模型。相反,俯冲的高喜马拉雅岩系在深部的部分熔融及随该岩系折返而发生的分离结晶作用可很好地解释淡色花岗岩所具有的系列特征。     

松辽盆地北部青山口组重力流特征研究及其地质意义

为在陆相湖盆寻找有利勘探目标,在岩芯观察和沉积、构造分析的基础上,对岩芯观察资料、三维地震资料、钻井资料和测井曲线资料等进行了较为详细的研究。研究表明,松辽盆地北部青山口组发育广泛的湖相泥岩沉积,沉积相主要为三角洲平原、三角洲内前缘、三角洲外前缘、深湖-半深湖和滨湖。湖区发育大规模重力流沉积,该区发现的重力流沉积主要有滑动岩型、滑塌岩型、碎屑流型、浊积岩型等类型;重力流岩石学特征表明青山口组二段下部的重力流沉积,主要为滑动岩型和滑塌型,岩性主要以粉砂岩,泥质粉砂岩,粉砂质泥岩薄互层为特征,局部含油或有油迹;而青山口组一段顶部的重力流沉积,主要为碎屑流型和浊流型,岩性上以粗砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩、泥岩的薄互层为主。初步探讨了重力流的发育和控制机制,分析表明青山口组重力流沉积是湖区的有利储层区域,英台大安地区为最有利储层。该研究对深入了解湖相储层特征起指导作用。重力流沉积勘探在松辽盆地还处于探索阶段,其研究为在大型陆相湖盆中寻找新的有利勘探目标奠定坚实基础。在陆相湖盆中研究深水重力流沉积,对沉积学研究具有推动作用。     

成矿流体动力学与大地构造环境的关系(英文)

热液矿床的形成需要大量流体,而流体的运移需要包括地势差、岩石变形、热梯度及热异常等多种驱动力。这些流体驱动力与构造环境及过程有密切关系。流体压力状态和热场及地势差的组合决定了压性构造环境流体以向上运动为主,如造山型成矿系统,而张性构造环境流体以对流为主,如VMS和SEDEX成矿系统。造山作用造成的地势差及水平挤压作用所产生的超压可以驱动流体侧向迁移数百公里,如MVT成矿系统。但是,具体的成矿流体动力学过程比较复杂,且随构造演化而变化。在经历过多个大地构造演化阶段的地区,如地洼区,老的成矿流体动力系统不断被新的系统叠加或取代;新的构造单元需要来自地幔的流体源补充才有利于成矿。成矿学研究的是成矿作用与大地构造的关系,而流体动力学系统与大地构造环境密切相关,因此,成矿流体动力学应成为成矿学的一个重要组成部分。     

新一轮就矿找矿

本文简要回顾了二十世纪五、六十年代就矿找矿的历史,进而提出新一轮的就矿找矿。相比之下,新一轮就矿找矿具有新的特点。深部找矿实则是一种就矿找矿,地壳连续成矿理论、深部流体(成矿)作用理论、成矿台阶理论都为新一轮就矿找矿提供了理论依据。深部找矿在国内外初显成效,湘中地区亦有很多成功案例。本文从3个方面总结了深部找矿的一些经验标志,即矿种及矿种组合系列标志、花岗岩成矿专属性标志、幔源成因矿床的鉴别标志。此外,辨别成矿流体的深(幔)源标志、加强成矿规律研究、更新观念、引进新技术新方法,都是实际深部找矿工作中需要注意的。