Influence of Structural Non-Stationarity of Surface Roughness on Morphological Characterization and Mechanical Deformation of Rock Joints

Summary Structural non-stationarity of surface roughness affects accurate morphological characterization as well as mechanical behaviour of rock joints at the laboratory scale using samples with a size below the stationarity threshold. In this paper, the effect of structural non-stationarity of surface roughness is investigated by studying the scale dependence of surface roughness and mechanical behaviour of rock joints. The results show that the structural non-stationarity mainly affects the accurate characterization of the surface roughness of the fracture samples. It also controls the amount and location of the contact areas during shear tests, which in turn affects the mechanical properties and asperity degradation of the samples. It is concluded that for accurate determination of the morphological and mechanical properties of rock joints at laboratory and field scales, samples with size equal to or larger than the stationarity threshold are required. Author’s address: Nader Fardin, Rock Mechanics Group, Department of Mining Engineering, Faculty of Engineering, University of Tehran, P.O. Box: 11365/4563, Tehran, Iran     

华北克拉通北缘隆化地区S型花岗岩的独居石年龄图谱

位于华北克拉通北缘中段的隆化S型花岗岩由石榴石黑云母花岗岩、石榴石花岗岩以及片麻理化的黑云母花岗岩组成。其主体岩性石榴石黑云母花岗岩SiO_2和Al_2O_3含量分别为64.09%～69.6%以及14.6%～16.13%,K_2O/Na_2O>1.0,A/CNK>1,0,Mg~#在20.76～34.89之间变化,具有明显的Nb、Ta、P、Ti和Sr亏损以及Rb、K和Th富集。石榴石黑云母花岗岩(样品JB6031-1)采用独居石电子探针U-Th-Pb化学法进行测年,获得了2553±120Ma、2180±42Ma和1854±24Ma三个年龄峰值。一颗独居石内部成分分带上6个分析点定年结果构成2553±120Ma的峰值年龄,这一年龄与我们最新获得的2506±7Ma和2541±8Ma(继承锆石年龄)LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年龄相似,我们将这一独居石年龄解释为继承独居石的年龄,表明在赤城-隆化断裂以北存在太古宙陆块,并且在后期构造-热事件中发生部分熔融形成S型花岗岩。该独居石颗粒幔部成分分带上10个分析点的测年结果揭示的峰值年龄为2181±42Ma,该年龄也是出现频率最高的年龄值,我们建议2181±42Ma为S型花岗岩的结晶年龄,反映了S型花岗岩的侵位时代。独居石颗粒外部成分分带上8个分析点的测年结果构成1854±24Ma的峰值年龄,该年龄与华北克拉通中部带的变质年龄接近,我们将其解释为S型花岗岩的变质年龄,表明华北克拉通北缘的构造演化与中部带的构造演化密切相关。     

柴达木盆地北缘侏罗系两类不同有机质丰度泥岩的 生物标志物特征对比研究

在柴达木盆地北缘地区,分别选取有机碳含量很低和较高的侏罗系泥岩样品,对比分析了它们在生物标志物组成上的差异。结果发现,高有机质丰度泥岩的生标组成与我国西北地区侏罗纪煤系有机质的特征差异不大,相比而言,低有机质丰度泥岩的正烷烃以前主峰为特征,Pr/Ph比值在1.0左右,三环萜烷和伽马蜡烷丰度较高,并在部分样品中检出了25 降藿烷系列。结合泥岩的有机岩石学特征,认为这些差异可能反映了泥岩沉积环境和生烃母质的不同:高有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对弱还原条件下的形态有机质为主,包括藻类体、孢子体和角质体等,而低有机质丰度泥岩的有机显微组分以相对强还原条件下的矿物沥青基质为主,其母质可能来源于低等显微菌藻类。进一步通过对比不同有机质丰度泥岩,以及区内原油生标组成之间的相互关系,讨论了研究区的油源问题。     

三峡库区生基包滑坡监测及成果分析

生基包滑坡监测属于三峡库区奉节县三期地质灾害监测预警项目之一,该滑坡位于长江左岸,临近人口稠密的安坪乡集镇,地理位置重要。三峡水库175 m蓄水后,其变形破坏特征有何表现？对航道安全运营有无潜在威胁？是否会对滑坡体上的重要建筑及村民生产生活构成危害？针对这些问题,首先分析了滑坡的工程地质特征及主要的影响因素;其次,确立以4种监测手段为主、人工巡查为辅的监测方案;通过对大地变形GPS、深部位移、滑坡推力等几种监测方法的运用及对其成果进行分析研究,以实例说明其在滑坡监测中的应用;再次,结合宏观人工巡查进行对照分析,以充分说明大地变形、深部位移和滑坡推力监测在实际运用中的可行性;最后,根据监测结论提出对生基包滑坡防治的建议。     

盘山山前地下水与矿泉水污染成因分析

文章利用主成分分析方法,结合揭示变量和样品之间在成因或空间上联系的对应分析,通过SPSS统计分析软件,对盘山山前地区地下水和矿泉水污染成因进行分析。研究表明,盘山山前存在地下水和矿泉水污染;局部范围的污染主要是由于食品厂等企业的排污引起的,污染成分主要是Cl-和NO3—N,主要污染地区是塔院地区,其次是西大佛塔至南营,污染程度与至污染源的距离有关;大部分地区存在三氮面状污染,农业氮肥的施用是其主要原因。     

安徽月山岩体的锆石SHRIMP U-Pb定年及其意义

月山岩体是长江中下游成矿带中安庆-贵池矿集区内月山矿田中最重要的中酸性侵入岩体.本文对月山岩体主要岩石--闪长岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年,得到年龄值为138.7±0.5Ma,表明岩体形成于早白垩世.该结果与铜陵等地的高钾钙碱性中酸性侵入岩的形成时代类似,但早于月山矿田内的花岗质岩体和庐枞盆地、宁芜盆地中的岩浆岩.在综合区内已有的岩石学、地球化学和成矿年代学资料的基础上,认为月山矿田内的铜金铁成矿作用与月山岩体的形成有着密切的成因联系,二者在时间上是一个连续的过程,皆发生于燕山期,成岩成矿作用过程发生于区域挤压-拉张过渡的构造背景.     

长江中下游地区二叠纪碳酸盐斜坡沉积及其成矿意义

长江中下游地区二叠系发育,主要由碳酸盐岩、硅质岩和碎屑岩组成.其二叠系不仅是华南地区最重要的烃源岩,而且也是长江中下游铜等多金属成矿带的重要赋矿层位之一,因此,进一步确定其沉积相以及古地理意义重大.发育在长江中下游地区的二叠系以往多被认为主要属于浅水碳酸盐台地沉积,其次是较深水的陆棚沉积或者裂陷槽沉积.但进一步研究发现,二叠系的碳酸盐斜坡沉积相发育,它主要由砾屑石灰岩、泥晶粉屑灰岩、硅质岩和泥晶灰岩组成,斜坡主要发育于中二叠世的栖霞期和茅口期,其次是吴家坪期和长兴期.碳酸盐斜坡主要沿安徽铜陵-东至-宿松-线以及湖北大冶-江西瑞昌一线分布,其成因大致受江南断裂和长江断裂控制.同沉积断裂不仅控制着碳酸盐斜坡的发育和展布,同时也构筑了深水盆地、斜坡和浅水台地沉积体系,构成油气生、储、盖单元的组合,为二叠系成为华南地区最重要的烃源岩提供了成因解释.控制斜坡发育的断裂既可以是含矿热水溶液、海底热泉和火山的通道,同时斜坡带也可以成为金属硫化物矿床的富集场所,因此,它对长江中下游铜多金属成矿带的层控和喷流成因提供了可选择的解释.长江中下游地区中、晚二叠世断裂发育,显示盆地的伸展特征,符合古特提斯洋东扩构造背景.     

长江三角洲北翼J9孔揭示地层和古地磁特征

长江三角洲北翼地区缺少较长尺度的第四纪海陆变迁及环境演变的深入探讨,深达423m的海安县基岩标J9孔为此提供了较好的研究对象。通过观察该孔松散层岩心,总结其沉积特征,认为岩心可明显地划分为6个特征岩性段。同时,地层古地磁测试结果显示:0～200m为布容正极性世,200～334m为松山负极性世,334m以下为高斯正极性世。综合分析岩心沉积特征并参考古地磁测试结果对地层进行了初步划分,认为:0～39m为全新世地层,39～153m为晚更新世地层,153～200m为中更新世地层,200-334m为早更新世地层,之下为新近纪地层。地层中存在晚更新世晚期特征的硬粘土标志层,指示本地不是冰后期古河谷的发育地。     

基于贡献权重叠加法的滑坡风险区划

贡献权重叠加法是对滑坡本底因子和承灾体因子在滑坡发育中的贡献率进行统计后,通过贡献率均值化、规一化处理,利用权重转换模型计算出每一个因子内部的权重——自权重和因子相互之间的权重——互权重。将滑坡因子、承灾体因子和两者的自权重、互权重分别相乘叠加,得到滑坡危险度和易损度区划结果,再将2项结果相乘得出滑坡风险区划结果。     

青藏高原西北缘祁漫塔格山中新世快速抬升的磷灰石裂变径迹证据

对祁漫塔格山体不同海拔高度所取的9个磷灰石样品的裂变径迹分析结果表明,东昆仑西段中新世早中期为主要的隆升期且隆升速率较高,早期隆升速率为111m／Ma,晚期隆升速率为98m／Ma,总体隆升速率为100m／Ma。样品显示出磷灰石裂变径迹长度大致分2类,一类磷灰石裂变径迹长度为（12．21±10．20）-（13．75±0．30）μm,径迹长度分布图基本上为窄而对称的正态分布,反映具有快的剥露冷却速率,未受到后期热事件的干扰。另一类磷灰石裂变径迹长度为（11．88±0．33）～（13．32±0．27）μm,较前一类具有稍慢的剥露冷却速率,并且受到了后期热事件的干扰。