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2007年 32卷 第3期
2007, 32(3): 291-302.
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下三叠统印度阶与奥伦尼克阶全球候选层型剖面之一的中国安徽省巢湖市平顶山西坡剖面界线层, 经连续不间断采样获得大量牙形石化石并进行详细的分带工作, 建立了该界线层牙形石生物地层.由下往上划分为: 1. Neospathodus dieneri带; 2. N.waageni带.前者依次分为3个亚带: N.dieneri Morphotype1亚带, N.dieneri Morphotype2亚带和N.dieneri Morphotype3亚带.牙形石带可与该界线层的菊石带进行很好的对比; 在详细区分牙形石Neospathodus属内各种特征的基础上, 结合地层分布情况, 跨越印度阶与奥伦尼克阶界线, 演化谱系十分明显, 牙形石N.dieneri Morphotype3在奥伦尼克阶之底即Smithian初期演化为: N.dieneri Morphotype3→N.waageni→N.pingdingshanensis、Neospathodus dieneri Morphotype3→N.waageni (细齿直立型) →N.n.sp.R和Neospathodus dieneri Morphotype3→N.pakistanensis.从谱系演化的观点出发认为: N.waageni的首现点作为奥伦尼克阶底界是合理的, 并在该剖面确定了印度阶与奥伦尼克阶界线位于第24-16层, 距剖面大隆组与殷坑组界线40.49m处.
下三叠统印度阶与奥伦尼克阶全球候选层型剖面之一的中国安徽省巢湖市平顶山西坡剖面界线层, 经连续不间断采样获得大量牙形石化石并进行详细的分带工作, 建立了该界线层牙形石生物地层.由下往上划分为: 1. Neospathodus dieneri带; 2. N.waageni带.前者依次分为3个亚带: N.dieneri Morphotype1亚带, N.dieneri Morphotype2亚带和N.dieneri Morphotype3亚带.牙形石带可与该界线层的菊石带进行很好的对比; 在详细区分牙形石Neospathodus属内各种特征的基础上, 结合地层分布情况, 跨越印度阶与奥伦尼克阶界线, 演化谱系十分明显, 牙形石N.dieneri Morphotype3在奥伦尼克阶之底即Smithian初期演化为: N.dieneri Morphotype3→N.waageni→N.pingdingshanensis、Neospathodus dieneri Morphotype3→N.waageni (细齿直立型) →N.n.sp.R和Neospathodus dieneri Morphotype3→N.pakistanensis.从谱系演化的观点出发认为: N.waageni的首现点作为奥伦尼克阶底界是合理的, 并在该剖面确定了印度阶与奥伦尼克阶界线位于第24-16层, 距剖面大隆组与殷坑组界线40.49m处.
2007, 32(3): 303-312.
摘要:
通过研究翁通-爪哇海台ODP807A孔顶部岩心微体古生物和有孔虫同位素的变化, 探讨冰期旋回中赤道西太平洋晚第四纪古生产力的变化.多种古生产力替代指标揭示出赤道西太平洋古生产力自深海氧同位素13期以来总体呈升高趋势, 具有冰期高、间冰期低的特征.温跃层替代指标显示该海域温跃层变化不具有简单的冰期-间冰期变化模式, 而是分为2个阶段: 280ka以前温跃层平均深度较浅, 呈现高幅低频波动; 280ka以后温跃层平均深度变深, 呈现低幅高频波动.古生产力和温跃层变化模式的明显差异说明温跃层变化不是赤道西太平洋表层生产力波动的主要原因.807A孔古生产力变化与西北太平洋风尘通量变化基本一致, 所以提出来自亚洲中东部的风尘对于提高赤道西太平洋生物生产力可能具有重要意义.
通过研究翁通-爪哇海台ODP807A孔顶部岩心微体古生物和有孔虫同位素的变化, 探讨冰期旋回中赤道西太平洋晚第四纪古生产力的变化.多种古生产力替代指标揭示出赤道西太平洋古生产力自深海氧同位素13期以来总体呈升高趋势, 具有冰期高、间冰期低的特征.温跃层替代指标显示该海域温跃层变化不具有简单的冰期-间冰期变化模式, 而是分为2个阶段: 280ka以前温跃层平均深度较浅, 呈现高幅低频波动; 280ka以后温跃层平均深度变深, 呈现低幅高频波动.古生产力和温跃层变化模式的明显差异说明温跃层变化不是赤道西太平洋表层生产力波动的主要原因.807A孔古生产力变化与西北太平洋风尘通量变化基本一致, 所以提出来自亚洲中东部的风尘对于提高赤道西太平洋生物生产力可能具有重要意义.
2007, 32(3): 313-321.
摘要:
地质历史上留下了许多反映非洲季风的记录, 意大利南方晚新生代的海相地层便是其中著名的一例.Cape Sper-tivento剖面位于意大利卡拉布里亚半岛, 属于早上新世(5.3~4.8Ma) 地中海泥灰岩-灰岩沉积物.在借鉴前人工作的基础上, 重新为该剖面建立一个精度更高的天文年代标尺.反映古生产力的指标显示, 早上新世在北半球夏季辐射量增大期间, 地中海有机碳含量及其堆积速率增大, C/N出现高值, 碳酸盐含量及其堆积速率减小, G. obliquus稳定氧碳同位素出现负偏移, 这是非洲夏季风带来的降雨增强的结果.尼罗河泛滥让更多陆源营养物和淡水输入地中海.各个古环境指标的频谱分析结果存在强烈的岁差周期和丰富的半岁差周期, 说明早上新世非洲季风主要受低纬过程控制.
地质历史上留下了许多反映非洲季风的记录, 意大利南方晚新生代的海相地层便是其中著名的一例.Cape Sper-tivento剖面位于意大利卡拉布里亚半岛, 属于早上新世(5.3~4.8Ma) 地中海泥灰岩-灰岩沉积物.在借鉴前人工作的基础上, 重新为该剖面建立一个精度更高的天文年代标尺.反映古生产力的指标显示, 早上新世在北半球夏季辐射量增大期间, 地中海有机碳含量及其堆积速率增大, C/N出现高值, 碳酸盐含量及其堆积速率减小, G. obliquus稳定氧碳同位素出现负偏移, 这是非洲夏季风带来的降雨增强的结果.尼罗河泛滥让更多陆源营养物和淡水输入地中海.各个古环境指标的频谱分析结果存在强烈的岁差周期和丰富的半岁差周期, 说明早上新世非洲季风主要受低纬过程控制.
2007, 32(3): 322-328.
摘要:
前期研究认识到新疆东昆仑木孜塔格蛇绿岩形成在俯冲带环境.为了进一步研究该俯冲带的类型, 对新疆东昆仑木孜塔格蛇绿岩变质橄榄岩的岩石学和矿物学特征进行了分析.薄片观察发现变质橄榄岩的橄榄石以变质残余、变质重结晶和斜方辉石熔融结晶3种结构存在, 但探针分析发现它们具有稳定且低Fo值(87.8~89.5);斜方辉石发育变质残余和熔融残余结构, En较低(88~90), Al2O3含量变化大(2.90%~5.13%); 尖晶石为他形-半自形结构, 其Cr#(=Cr/(Cr+Al)) 集中分布在0.5080.723和0.1000.118两个范围内.根据这些来自岩石学和矿物学的证据, 并结合该蛇绿岩的构造背景与时代, 认识到该蛇绿岩形成在大洋向具有厚陆壳的大陆弧俯冲的俯冲带环境, 为新疆东昆仑地区古特提斯多岛洋洋-陆俯冲的结果.
前期研究认识到新疆东昆仑木孜塔格蛇绿岩形成在俯冲带环境.为了进一步研究该俯冲带的类型, 对新疆东昆仑木孜塔格蛇绿岩变质橄榄岩的岩石学和矿物学特征进行了分析.薄片观察发现变质橄榄岩的橄榄石以变质残余、变质重结晶和斜方辉石熔融结晶3种结构存在, 但探针分析发现它们具有稳定且低Fo值(87.8~89.5);斜方辉石发育变质残余和熔融残余结构, En较低(88~90), Al2O3含量变化大(2.90%~5.13%); 尖晶石为他形-半自形结构, 其Cr#(=Cr/(Cr+Al)) 集中分布在0.5080.723和0.1000.118两个范围内.根据这些来自岩石学和矿物学的证据, 并结合该蛇绿岩的构造背景与时代, 认识到该蛇绿岩形成在大洋向具有厚陆壳的大陆弧俯冲的俯冲带环境, 为新疆东昆仑地区古特提斯多岛洋洋-陆俯冲的结果.
2007, 32(3): 329-338.
摘要:
以陕西镇安西口石炭-二叠系界线剖面为具体实例, 探讨了冰川型海平面变化控制下的台地碳酸盐岩成岩作用规律.描述了陕西镇安西口石炭-二叠系界线剖面碳酸盐岩的各种成岩作用类型.根据成岩组构将研究区碳酸盐岩的成岩环境分为海水、大气淡水和埋藏环境.综合分析了各种成岩作用及其成岩环境的纵向分布特征.研究表明, 剖面上碳酸盐岩成岩作用和成岩环境的特征与岩石在高频旋回中的相对位置存在明显的对应关系, 受大振幅、高频率的冰川型海平面变化控制.早期海平面相对上升, 形成旋回的下部单元, 岩石首先经历海底成岩作用, 随着上覆沉积物的增加, 逐渐进入浅埋藏环境, 成岩作用表现为以压溶、重结晶作用发育为主要特征.晚期形成旋回的上部单元, 由于海平面相对下降, 沉积物逐渐抬升, 早期海底成岩作用尚未充分发育就脱离海水环境, 进入大气淡水成岩环境, 以强烈的大气淡水成岩作用为特征.
以陕西镇安西口石炭-二叠系界线剖面为具体实例, 探讨了冰川型海平面变化控制下的台地碳酸盐岩成岩作用规律.描述了陕西镇安西口石炭-二叠系界线剖面碳酸盐岩的各种成岩作用类型.根据成岩组构将研究区碳酸盐岩的成岩环境分为海水、大气淡水和埋藏环境.综合分析了各种成岩作用及其成岩环境的纵向分布特征.研究表明, 剖面上碳酸盐岩成岩作用和成岩环境的特征与岩石在高频旋回中的相对位置存在明显的对应关系, 受大振幅、高频率的冰川型海平面变化控制.早期海平面相对上升, 形成旋回的下部单元, 岩石首先经历海底成岩作用, 随着上覆沉积物的增加, 逐渐进入浅埋藏环境, 成岩作用表现为以压溶、重结晶作用发育为主要特征.晚期形成旋回的上部单元, 由于海平面相对下降, 沉积物逐渐抬升, 早期海底成岩作用尚未充分发育就脱离海水环境, 进入大气淡水成岩环境, 以强烈的大气淡水成岩作用为特征.
2007, 32(3): 339-346.
摘要:
黔东北及毗邻地区新元古界南华系下统铁丝坳组冰碛层(相当于Sturtian冰期) 之上, 大塘坡组的底部分布一套黑色岩系.在一系列同期形成的断陷盆地近中心区域, 黑色岩系下部主要由菱锰矿、白云岩等碳酸盐岩组成.通过对该地区出露的这套碳酸盐岩的野外地质构造、矿物成分、碳、氧、硫稳定同位素特征的研究, 发现除碳稳定同位素表现出强烈的负偏移外, 硫同位素值表现出明显的正偏移, 还发现了大量气孔状构造和泥火山、底辟等典型构造.其特征与现代海底天然气水合物的渗漏、释放和环境突变所形成的冷泉碳酸盐岩机理一致, 进而认为这套碳酸盐岩成因是新元古界古海洋的海底天然气水合物渗漏所形成的冷泉碳酸盐岩沉积.该成果拓展了海底天然气水合物研究领域和时空范围, 对其所导致的成岩成矿作用、环境评价的分析研究提供了新思路.
黔东北及毗邻地区新元古界南华系下统铁丝坳组冰碛层(相当于Sturtian冰期) 之上, 大塘坡组的底部分布一套黑色岩系.在一系列同期形成的断陷盆地近中心区域, 黑色岩系下部主要由菱锰矿、白云岩等碳酸盐岩组成.通过对该地区出露的这套碳酸盐岩的野外地质构造、矿物成分、碳、氧、硫稳定同位素特征的研究, 发现除碳稳定同位素表现出强烈的负偏移外, 硫同位素值表现出明显的正偏移, 还发现了大量气孔状构造和泥火山、底辟等典型构造.其特征与现代海底天然气水合物的渗漏、释放和环境突变所形成的冷泉碳酸盐岩机理一致, 进而认为这套碳酸盐岩成因是新元古界古海洋的海底天然气水合物渗漏所形成的冷泉碳酸盐岩沉积.该成果拓展了海底天然气水合物研究领域和时空范围, 对其所导致的成岩成矿作用、环境评价的分析研究提供了新思路.
2007, 32(3): 347-356.
摘要:
莺歌海盆地新生代发生了快速沉降, 盆内充填了最厚达17 km的沉积, 根据模拟实验, 印支地块或之上刚性地块的存在对莺歌海盆地的强烈沉降具有重要的贡献, 可能是造成莺歌海盆地裂陷期强烈沉降的重要原因之一.结合地质分析和物理模拟实验, 莺歌海盆地的演化大致可以分为以下4个主要阶段: 早期(42 Ma以前) 主要受到南海北部陆缘(主要是北部湾盆地) 裂解造成的右旋转换伸展作用的影响, 但影响范围较小, 主要为莺歌海盆地西北部和东部边界.42~21 Ma期间, 主要受控于印支地块左行走滑和顺时针旋转作用的影响, 莺歌海盆地在此期间发育了主体裂陷体系, 东侧受到右旋转换伸展应力场的叠加影响而导致沉降加强; 21~10.4 Ma期间, 受印支地块逐渐减弱直至停止的左行走滑作用的影响, 盆地西北部在21~15.5 Ma期间发生局部反转褶皱, 但盆地整体进入以热沉降为主的时期; 10.4 Ma以后, 盆地受华南地块沿红河断裂右旋走滑作用和5 Ma以后新一期热事件的影响.
莺歌海盆地新生代发生了快速沉降, 盆内充填了最厚达17 km的沉积, 根据模拟实验, 印支地块或之上刚性地块的存在对莺歌海盆地的强烈沉降具有重要的贡献, 可能是造成莺歌海盆地裂陷期强烈沉降的重要原因之一.结合地质分析和物理模拟实验, 莺歌海盆地的演化大致可以分为以下4个主要阶段: 早期(42 Ma以前) 主要受到南海北部陆缘(主要是北部湾盆地) 裂解造成的右旋转换伸展作用的影响, 但影响范围较小, 主要为莺歌海盆地西北部和东部边界.42~21 Ma期间, 主要受控于印支地块左行走滑和顺时针旋转作用的影响, 莺歌海盆地在此期间发育了主体裂陷体系, 东侧受到右旋转换伸展应力场的叠加影响而导致沉降加强; 21~10.4 Ma期间, 受印支地块逐渐减弱直至停止的左行走滑作用的影响, 盆地西北部在21~15.5 Ma期间发生局部反转褶皱, 但盆地整体进入以热沉降为主的时期; 10.4 Ma以后, 盆地受华南地块沿红河断裂右旋走滑作用和5 Ma以后新一期热事件的影响.
2007, 32(3): 357-365.
摘要:
在房山岩体南北缘出露有太古代(基底) 官地杂岩, 官地杂岩与上覆盖层不同地层之间发育一条基底韧性拆离断层.宏观及微观尺度上拆离断层运动学标志均指示SE; 剪切带内发育区域动力变质作用下的矿物组合角闪石-斜长石及硅值较高的白云母, 对其进行电子探针分析, 计算出拆离断层韧性剪切变形的温压条件为: 温度492~555 ℃, 压力0.33 Gpa左右, 达到低角闪岩相.按正常的静岩压力计算, 该韧性剪切作用发生于地表以下12.9 km左右, 代表了中地壳韧性流变的变形环境.野外观察发现房山侵入体与官地杂岩及该韧性剪切带间均呈明显的侵入接触关系, 在侵入岩体南北边缘有大量的片麻岩等捕虏体, 沿杂岩的片麻理或韧性构造面理, 发育大量的石英二长闪长岩脉, 岩脉成分与房山岩体一致, 因此该韧性剪切带的形成应早于房山岩体侵位.如对房山岩体的侵入和改造进行复原和恢复, 该韧性剪切带代表了早期的伸展作用, 可能与房山伸展穹隆体的韧性变形同期.
在房山岩体南北缘出露有太古代(基底) 官地杂岩, 官地杂岩与上覆盖层不同地层之间发育一条基底韧性拆离断层.宏观及微观尺度上拆离断层运动学标志均指示SE; 剪切带内发育区域动力变质作用下的矿物组合角闪石-斜长石及硅值较高的白云母, 对其进行电子探针分析, 计算出拆离断层韧性剪切变形的温压条件为: 温度492~555 ℃, 压力0.33 Gpa左右, 达到低角闪岩相.按正常的静岩压力计算, 该韧性剪切作用发生于地表以下12.9 km左右, 代表了中地壳韧性流变的变形环境.野外观察发现房山侵入体与官地杂岩及该韧性剪切带间均呈明显的侵入接触关系, 在侵入岩体南北边缘有大量的片麻岩等捕虏体, 沿杂岩的片麻理或韧性构造面理, 发育大量的石英二长闪长岩脉, 岩脉成分与房山岩体一致, 因此该韧性剪切带的形成应早于房山岩体侵位.如对房山岩体的侵入和改造进行复原和恢复, 该韧性剪切带代表了早期的伸展作用, 可能与房山伸展穹隆体的韧性变形同期.
2007, 32(3): 366-372.
摘要:
孔隙演化机理对研究中深层储层控制因素、预测中深层有利储层及中深层隐蔽油气藏勘探具有重大意义.通过辽东湾地区的辽中凹陷、辽西凸起及辽西凹陷孔隙演化分析表明, 辽东湾地区凹陷和凸起的孔隙演化阶段是一致的, 即在总体降低的背景中存在4个次生孔隙发育带, 所不同的是凹陷的次生孔隙发育带相对凸起深, 次生孔隙发育带与成岩演化、有机质的演化、粘土矿物的转化、超压、油气的早期充注密切相关.探讨了孔隙演化过程中孔隙度降低和次生孔隙发育的机理, 认为辽东湾地区4个次生孔隙发育带的形成主要源于有机酸对碳酸盐胶结物、长石、岩屑的溶蚀以及超压和早期油气充注对孔隙的保护.
孔隙演化机理对研究中深层储层控制因素、预测中深层有利储层及中深层隐蔽油气藏勘探具有重大意义.通过辽东湾地区的辽中凹陷、辽西凸起及辽西凹陷孔隙演化分析表明, 辽东湾地区凹陷和凸起的孔隙演化阶段是一致的, 即在总体降低的背景中存在4个次生孔隙发育带, 所不同的是凹陷的次生孔隙发育带相对凸起深, 次生孔隙发育带与成岩演化、有机质的演化、粘土矿物的转化、超压、油气的早期充注密切相关.探讨了孔隙演化过程中孔隙度降低和次生孔隙发育的机理, 认为辽东湾地区4个次生孔隙发育带的形成主要源于有机酸对碳酸盐胶结物、长石、岩屑的溶蚀以及超压和早期油气充注对孔隙的保护.
2007, 32(3): 373-380.
摘要:
新发现的谢家沟大型金矿床位于山东招远市西南部, 对其进行详细的宏观、微观矿石学基础研究, 包括矿石类型和成矿期次的划分以及金矿物的成色等, 对指导该区找矿具有重要意义.矿石类型划分为原生矿石和氧化矿石, 其中原生矿石分为黄铁绢英岩、黄铁矿-黄铜矿绢英岩、多金属硫化物绢英岩和黄铁矿-黄铜矿石英脉等4类, 它们分布于脆-韧性剪切带不同部位, 成矿作用方式有差别.成矿期次分2期5阶段.金的赋存状态主要有包体金、晶隙金和裂隙金, 金矿物成色平均值为844.19, 为中深成矿作用产物, 其中包体金成色均值为859.96, 晶隙金为843.83, 裂隙金为833.08, 反映从包体金至晶隙金再到裂隙金的成矿作用温度是逐渐降低的.
新发现的谢家沟大型金矿床位于山东招远市西南部, 对其进行详细的宏观、微观矿石学基础研究, 包括矿石类型和成矿期次的划分以及金矿物的成色等, 对指导该区找矿具有重要意义.矿石类型划分为原生矿石和氧化矿石, 其中原生矿石分为黄铁绢英岩、黄铁矿-黄铜矿绢英岩、多金属硫化物绢英岩和黄铁矿-黄铜矿石英脉等4类, 它们分布于脆-韧性剪切带不同部位, 成矿作用方式有差别.成矿期次分2期5阶段.金的赋存状态主要有包体金、晶隙金和裂隙金, 金矿物成色平均值为844.19, 为中深成矿作用产物, 其中包体金成色均值为859.96, 晶隙金为843.83, 裂隙金为833.08, 反映从包体金至晶隙金再到裂隙金的成矿作用温度是逐渐降低的.
2007, 32(3): 381-388.
摘要:
板块构造是一种全球大地构造理论.它以洋底扩张、洋壳边缘俯冲及转换断层为主要构造活动形式, 配以地幔对流为原动力, 建立一套颇具魅力的板块构造机制理论, 被受到广泛认同.但也存在一些重要问题, 主要是其地幔对流理念难以令人信服和对海陆格局变迁问题没提出明确的动力机制.在阐明造成板块构造理论这两方面困难问题的主要理由之后, 介绍了星地碰撞事件的存在状况及其动力作用, 着重论述了大规模星地碰撞的动力作用强大, 对全球地质构造活动都有重要影响, 板块构造也难以避免; 星地碰撞的强烈冲击作用, 有能力造成洋底开裂或使大陆裂解.据此设想, 可用“星地撞击成缝, 减压诱发岩浆上侵”的模式, 取代与地球内部层圈结构相抵触的“地幔对流”模式来解释洋底扩张; 并以星地碰撞发生地点的随机变化性作为大规模海陆格局变迁的主控原因.如此, 则可有助于上述板块构造理论中存在的两大难题的解决.
板块构造是一种全球大地构造理论.它以洋底扩张、洋壳边缘俯冲及转换断层为主要构造活动形式, 配以地幔对流为原动力, 建立一套颇具魅力的板块构造机制理论, 被受到广泛认同.但也存在一些重要问题, 主要是其地幔对流理念难以令人信服和对海陆格局变迁问题没提出明确的动力机制.在阐明造成板块构造理论这两方面困难问题的主要理由之后, 介绍了星地碰撞事件的存在状况及其动力作用, 着重论述了大规模星地碰撞的动力作用强大, 对全球地质构造活动都有重要影响, 板块构造也难以避免; 星地碰撞的强烈冲击作用, 有能力造成洋底开裂或使大陆裂解.据此设想, 可用“星地撞击成缝, 减压诱发岩浆上侵”的模式, 取代与地球内部层圈结构相抵触的“地幔对流”模式来解释洋底扩张; 并以星地碰撞发生地点的随机变化性作为大规模海陆格局变迁的主控原因.如此, 则可有助于上述板块构造理论中存在的两大难题的解决.
2007, 32(3): 389-396.
摘要:
岩体变形参数的确定对岩体稳定性模拟至关重要.提出了确定规则裂隙和不规则裂隙岩体等效变形参数的一种模型, 探讨了岩体等效变形参数的规律.通过对不考虑渗流-应力耦合时岩体等效变形性能的研究, 可以发现岩体的等效变形参数不仅与各组结构面的几何形态、结构面变形参数、岩块变形参数等有关, 而且与不同组系结构面间的交切形态有关.岩体的REVs具备以下几点规律: 首先REVs具有多尺度效应和不确定性.其次, REVs与结构面各几何形态要素之间有如下关系: 平均迹长越大, 平均间距越小, 方向角的方差越大, 结构面分布越凌乱, REVs的取值越小.REVs与岩块、结构面变形参数之间有如下关系: 结构面变形参数与岩块变形参数的差异程度对REVs的取值没有明显影响, 但是不同组系结构面或是同一组中的各条结构面, 其变形参数差异越小, REVs的取值将越小.
岩体变形参数的确定对岩体稳定性模拟至关重要.提出了确定规则裂隙和不规则裂隙岩体等效变形参数的一种模型, 探讨了岩体等效变形参数的规律.通过对不考虑渗流-应力耦合时岩体等效变形性能的研究, 可以发现岩体的等效变形参数不仅与各组结构面的几何形态、结构面变形参数、岩块变形参数等有关, 而且与不同组系结构面间的交切形态有关.岩体的REVs具备以下几点规律: 首先REVs具有多尺度效应和不确定性.其次, REVs与结构面各几何形态要素之间有如下关系: 平均迹长越大, 平均间距越小, 方向角的方差越大, 结构面分布越凌乱, REVs的取值越小.REVs与岩块、结构面变形参数之间有如下关系: 结构面变形参数与岩块变形参数的差异程度对REVs的取值没有明显影响, 但是不同组系结构面或是同一组中的各条结构面, 其变形参数差异越小, REVs的取值将越小.
2007, 32(3): 397-402.
摘要:
研究开发快速经济和行之有效的滑坡治理方法与理论, 一直是各国滑坡防治研究工作的重点.本试验研究使用一种经济适用的离子土固化剂(Ionic Soil Stabilizer, 简称ISS) 对提高滑带土的抗剪强度进行了探索.滑带土首先通过ISS不同配比水溶液的处理, 然后进行阿太堡试验、剪切试验、固结试验和自由膨胀率试验.试验结果表明: 滑坡滑带土在加入离子土固化剂后, 土的塑性指数降低, 粘聚力提高, 孔隙比和自由膨胀率减小.其机理为: 在以粘性土为主的滑带土中加入离子土固化剂, 通过物理化学原理, 它能取代吸附在粘土表面的可交换性阳离子, 改变粘土颗粒表面的双电层结构, 减小结合水膜厚度, 将滑带土的亲水性改为憎水性, 从而提高滑带土的抗剪强度.
研究开发快速经济和行之有效的滑坡治理方法与理论, 一直是各国滑坡防治研究工作的重点.本试验研究使用一种经济适用的离子土固化剂(Ionic Soil Stabilizer, 简称ISS) 对提高滑带土的抗剪强度进行了探索.滑带土首先通过ISS不同配比水溶液的处理, 然后进行阿太堡试验、剪切试验、固结试验和自由膨胀率试验.试验结果表明: 滑坡滑带土在加入离子土固化剂后, 土的塑性指数降低, 粘聚力提高, 孔隙比和自由膨胀率减小.其机理为: 在以粘性土为主的滑带土中加入离子土固化剂, 通过物理化学原理, 它能取代吸附在粘土表面的可交换性阳离子, 改变粘土颗粒表面的双电层结构, 减小结合水膜厚度, 将滑带土的亲水性改为憎水性, 从而提高滑带土的抗剪强度.
2007, 32(3): 403-408.
摘要:
三峡水库运行后,水库水位每年将在145 m~162 m~175 m间波动,库水位的浸泡软化作用及水位升降引起的地下水位的波动将会降低库岸岩土体的抗剪强度,影响已有滑坡的稳定性.因此,在实际水库运行条件下滑坡的稳定性是目前迫切需要研究的重要课题.针对库区大型复杂滑坡--金乐滑坡,分析了该滑坡的工程地质条件和形成机制; 建立了二维有限元计算模型并选择合理的岩土力学参数; 利用英国帝国理工学院ICFEP有限元软件,依据水库实际运行曲线,在一年时间内分7种不同的模拟状态进行了模拟.结果表明: (1) 金乐滑坡在天然状态下处于稳定状态; (2) 库水位上升状态下,滑坡前缘稳定性较相应的稳定水位状态较好; (3) 水位下降状态,滑坡前缘将出现破坏,特别是162 m下降至145 m时,滑坡前缘出现破坏,存在中前部渐进破坏的可能; (4) 金乐滑坡变形破坏形式为牵引渐进式,在一个水位波动周期内不存在整体滑移的危险.建议对滑坡前缘进行治理.
三峡水库运行后,水库水位每年将在145 m~162 m~175 m间波动,库水位的浸泡软化作用及水位升降引起的地下水位的波动将会降低库岸岩土体的抗剪强度,影响已有滑坡的稳定性.因此,在实际水库运行条件下滑坡的稳定性是目前迫切需要研究的重要课题.针对库区大型复杂滑坡--金乐滑坡,分析了该滑坡的工程地质条件和形成机制; 建立了二维有限元计算模型并选择合理的岩土力学参数; 利用英国帝国理工学院ICFEP有限元软件,依据水库实际运行曲线,在一年时间内分7种不同的模拟状态进行了模拟.结果表明: (1) 金乐滑坡在天然状态下处于稳定状态; (2) 库水位上升状态下,滑坡前缘稳定性较相应的稳定水位状态较好; (3) 水位下降状态,滑坡前缘将出现破坏,特别是162 m下降至145 m时,滑坡前缘出现破坏,存在中前部渐进破坏的可能; (4) 金乐滑坡变形破坏形式为牵引渐进式,在一个水位波动周期内不存在整体滑移的危险.建议对滑坡前缘进行治理.
2007, 32(3): 409-414.
摘要:
以贵州省鱼简河水利工程为背景, 在拟定坝址区地质模型和边界条件的基础上, 建立拱坝与地基相互作用的三维数学力学模型, 应用ANSYS软件研究不同变形模量对拱坝应力分布的影响.结果表明: (1) 最大主应力主要分布于坝底部位及软弱夹层附近; (2) 中间软层变形模量的大小对拱端与拱冠应力影响较大; 中间软弱层变形模量小于0.5 GPa时, 其应力差异较大; (3) 当地基为3种材料时, 最大拉压应力不是位于中间软弱层的顶部, 而是位于距离软弱层顶约10~15 m的位置, 这一结论对拱坝优化设计与坝基处理提供很好的理论依据.
以贵州省鱼简河水利工程为背景, 在拟定坝址区地质模型和边界条件的基础上, 建立拱坝与地基相互作用的三维数学力学模型, 应用ANSYS软件研究不同变形模量对拱坝应力分布的影响.结果表明: (1) 最大主应力主要分布于坝底部位及软弱夹层附近; (2) 中间软层变形模量的大小对拱端与拱冠应力影响较大; 中间软弱层变形模量小于0.5 GPa时, 其应力差异较大; (3) 当地基为3种材料时, 最大拉压应力不是位于中间软弱层的顶部, 而是位于距离软弱层顶约10~15 m的位置, 这一结论对拱坝优化设计与坝基处理提供很好的理论依据.
2007, 32(3): 415-419.
摘要:
以土工实验和计算机图像处理技术为基础, 探讨利用SEM照片获取土的孔隙结构参数的方法, 并以重塑粘性土为例进行实证分析.为获取孔隙结构参数, 首先分3个步骤对土样的SEM照片进行图像处理: 即照片格式转换、颗粒边际线探测和颜色充填; 然后针对黑白二元图像测算孔隙结构参数.从设计制备的重塑粘性土的三轴试验样品中, 选择了12个不同水分状态和密度状态的样品, 经风干和烘干后, 进行SEM测试, 每个样品拍摄了3个尺度的SEM照片, 放大倍数依次为500倍、1000倍、2000倍.之后, 对所获得的SEM照片进行了图像处理分析, 计算了相应的平面孔隙比和平面孔隙率.数据分析表明: SEM照片测算的孔隙参数与通常三相图计算的孔隙参数有关联, 测算数据可以反映土的孔隙结构特征; 样品的不同脱水方式对SEM照片测算的孔隙参数有影响, 与三相图法计算数据相比, 风干土样测算的数据略有偏大, 烘干土样测算的数据偏小; 同一土样不同比例尺的SEM照片测算出的孔隙参数有所不同, 邻近三相图法计算结果上下波动; 利用SEM照片提取土的结构信息是可行的, 对SEM照片进行图像处理分析是获取土的孔隙结构参数的有效办法.
以土工实验和计算机图像处理技术为基础, 探讨利用SEM照片获取土的孔隙结构参数的方法, 并以重塑粘性土为例进行实证分析.为获取孔隙结构参数, 首先分3个步骤对土样的SEM照片进行图像处理: 即照片格式转换、颗粒边际线探测和颜色充填; 然后针对黑白二元图像测算孔隙结构参数.从设计制备的重塑粘性土的三轴试验样品中, 选择了12个不同水分状态和密度状态的样品, 经风干和烘干后, 进行SEM测试, 每个样品拍摄了3个尺度的SEM照片, 放大倍数依次为500倍、1000倍、2000倍.之后, 对所获得的SEM照片进行了图像处理分析, 计算了相应的平面孔隙比和平面孔隙率.数据分析表明: SEM照片测算的孔隙参数与通常三相图计算的孔隙参数有关联, 测算数据可以反映土的孔隙结构特征; 样品的不同脱水方式对SEM照片测算的孔隙参数有影响, 与三相图法计算数据相比, 风干土样测算的数据略有偏大, 烘干土样测算的数据偏小; 同一土样不同比例尺的SEM照片测算出的孔隙参数有所不同, 邻近三相图法计算结果上下波动; 利用SEM照片提取土的结构信息是可行的, 对SEM照片进行图像处理分析是获取土的孔隙结构参数的有效办法.
2007, 32(3): 420-424.
摘要:
优先流是降水、灌溉水等入渗补给地下水的主要形式之一, 流速快, 流动路径复杂, 难以定量描述.针对优先流难以定量描述的问题, 以郑州地中渗透仪观测资料为基础, 探讨了新乡亚砂土等试筒降水入渗过程及其中的优先流补给量比例.根据土壤的水力性质、气候等资料建立不存在优先流的数值模拟模型来刻画降水入渗补给过程, 通过模拟获得的地下水入渗补给量与实测地下水入渗补给量的历时曲线, 将大于模拟值的实测值视为优先流的量及确定其在总补给量中所占的比例.结果表明, 优先流占总补给量的比例在10%~80%之间; 随着土壤粘性增加, 优先流所占比例呈增加趋势; 随地下水位埋深的增大, 优先流所占比例呈逐渐下降趋势.
优先流是降水、灌溉水等入渗补给地下水的主要形式之一, 流速快, 流动路径复杂, 难以定量描述.针对优先流难以定量描述的问题, 以郑州地中渗透仪观测资料为基础, 探讨了新乡亚砂土等试筒降水入渗过程及其中的优先流补给量比例.根据土壤的水力性质、气候等资料建立不存在优先流的数值模拟模型来刻画降水入渗补给过程, 通过模拟获得的地下水入渗补给量与实测地下水入渗补给量的历时曲线, 将大于模拟值的实测值视为优先流的量及确定其在总补给量中所占的比例.结果表明, 优先流占总补给量的比例在10%~80%之间; 随着土壤粘性增加, 优先流所占比例呈增加趋势; 随地下水位埋深的增大, 优先流所占比例呈逐渐下降趋势.
2007, 32(3): 425-432.
摘要:
总结了气候变化对水文水资源影响方面的研究方法, 分析了气候变化条件下水文水资源变化的研究现状和存在问题.并以山西省和黄河源区为研究对象, 以分布式水文模型为工具、GCMs输出的气候情景为输入条件, 针对不同的下垫面特征建立不同的分布式水文模型, 分别采用气候情景趋势分析结果和直接利用GCMs输出结果两类方法确定气候变化的数据源, 对研究区域未来的地表径流过程和地表水资源可能的变化趋势进行了研究.从气候情景的预测结果来看, 未来50年山西省的气温和降水都呈增加趋势, 但由于各自对水资源带来的影响不同, 将使山西省水资源呈现先增加后减少的趋势; 且由于冬季气温和降水的增幅比夏季大, 使得未来山西省的水资源年内分布有略微平缓的趋势.对黄河源区而言, 虽然未来100年内的降水和气温都呈增加趋势, 但由于降水增长引起的地表水资源的增加不足以抵消气温升高带来的影响, 因此将导致径流量不断降低的总体趋势, 并使径流年内分布略趋平缓, 而年际分布将越来越不均匀, 旱涝威胁日趋严峻.
总结了气候变化对水文水资源影响方面的研究方法, 分析了气候变化条件下水文水资源变化的研究现状和存在问题.并以山西省和黄河源区为研究对象, 以分布式水文模型为工具、GCMs输出的气候情景为输入条件, 针对不同的下垫面特征建立不同的分布式水文模型, 分别采用气候情景趋势分析结果和直接利用GCMs输出结果两类方法确定气候变化的数据源, 对研究区域未来的地表径流过程和地表水资源可能的变化趋势进行了研究.从气候情景的预测结果来看, 未来50年山西省的气温和降水都呈增加趋势, 但由于各自对水资源带来的影响不同, 将使山西省水资源呈现先增加后减少的趋势; 且由于冬季气温和降水的增幅比夏季大, 使得未来山西省的水资源年内分布有略微平缓的趋势.对黄河源区而言, 虽然未来100年内的降水和气温都呈增加趋势, 但由于降水增长引起的地表水资源的增加不足以抵消气温升高带来的影响, 因此将导致径流量不断降低的总体趋势, 并使径流年内分布略趋平缓, 而年际分布将越来越不均匀, 旱涝威胁日趋严峻.
2007, 32(3): 433-440.
摘要:
运用SPSS统计软件, 分析研究了木屑气化碳黑后形成的衍生燃料的商业化条件.根据商业化性能要求(抗压强度、挥发成分及热值) 与制备条件(粘接剂、成型温度及成型压力) 的相关性, 以确定最优制备条件.由衍生燃料燃烧温度、燃烧值、燃烧时间、灰分、含水率、总硫分及燃烧现象与传统商用木炭燃烧性质的对比, 确定最优应用条件.最后, 通过市场现状分析, 表明该衍生燃料具备价格和环保效益等多方面竞争优势.研究结果说明, 在综合考虑技术可行与经济效益后, 该衍生燃料的最优制备条件是: PVA-1000粘接剂添加量5%, 成型温度150℃, 成型压力130 kg/cm2, 制备出的产品符合目前商业化产品规范.其最优应用条件是: 最高温度可达550℃, 平均燃烧温度约350℃, 热值约24.284 MJ, 燃烧时间87 min/kg.整个燃烧过程温度释放均匀, 无烟无臭无味, 总硫分仅0.19%.燃烧后氮氧化物与硫氧化物的排放量比市售传统木炭低, 粒状污染物也在排放标准内, 燃烧后维持原型, 易清除, 最优市场价格为6元/kg.该项技术具有良好的环保及经济效益, 预计将有广泛的市场应用前景.
运用SPSS统计软件, 分析研究了木屑气化碳黑后形成的衍生燃料的商业化条件.根据商业化性能要求(抗压强度、挥发成分及热值) 与制备条件(粘接剂、成型温度及成型压力) 的相关性, 以确定最优制备条件.由衍生燃料燃烧温度、燃烧值、燃烧时间、灰分、含水率、总硫分及燃烧现象与传统商用木炭燃烧性质的对比, 确定最优应用条件.最后, 通过市场现状分析, 表明该衍生燃料具备价格和环保效益等多方面竞争优势.研究结果说明, 在综合考虑技术可行与经济效益后, 该衍生燃料的最优制备条件是: PVA-1000粘接剂添加量5%, 成型温度150℃, 成型压力130 kg/cm2, 制备出的产品符合目前商业化产品规范.其最优应用条件是: 最高温度可达550℃, 平均燃烧温度约350℃, 热值约24.284 MJ, 燃烧时间87 min/kg.整个燃烧过程温度释放均匀, 无烟无臭无味, 总硫分仅0.19%.燃烧后氮氧化物与硫氧化物的排放量比市售传统木炭低, 粒状污染物也在排放标准内, 燃烧后维持原型, 易清除, 最优市场价格为6元/kg.该项技术具有良好的环保及经济效益, 预计将有广泛的市场应用前景.
