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承压水作用下岩质地层基坑抗突涌安全厚度研究

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 213-223页

作者：王洪涛李建华殷允腾张红军宣兆腾赵明珠山东建筑大学土木工程学院山东济南250101 山东建筑大学建筑结构加固改造与地下空间工程教育部重点实验室山东济南250101 济南城建集团有限公司山东济南250031 山东省地质科学研究院山东济南250013

受下部承压水作用,基坑开挖后坑底发生突涌破坏是普遍存在的工程灾害。为保障基坑安全,设置足够的坑底厚度是阻止此类破坏的关键。基于塑性上限定理,将坑底突涌破坏范围分为上部被动区与下部剪切区两部分,分析了岩质地层中基坑突涌破坏... 详细信息

受下部承压水作用,基坑开挖后坑底发生突涌破坏是普遍存在的工程灾害。为保障基坑安全,设置足够的坑底厚度是阻止此类破坏的关键。基于塑性上限定理,将坑底突涌破坏范围分为上部被动区与下部剪切区两部分,分析了岩质地层中基坑突涌破坏机制。进一步,基于Hoek-Brown强度准则,推导了突涌破坏面曲线方程解析表达式,并给出了基坑临界安全厚度与承压水压力的理论预测公式。在此基础上,分析得到了被动区厚度、承压水压力、岩体强度参数等对基坑安全厚度及破坏范围的影响规律,并与现有研究方法、数值模拟得到的结果进行对比,验证了所提出方法的有效性。结果显示,基坑临界安全厚度与承压水压力、岩体经验参数等正相关,与被动区厚度、经验参数、岩体抗压强度、抗拉强度和重度等负相关。

关键词：基坑突涌承压水 Hoek-Brown强度准则上限定理安全厚度

山东省滕州城市边缘区土壤潜在有毒元素来源解析和健康风险评价

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中国地质 2024年

作者：阎蓓蓓魏乾乾李新凤孙相宇姜星王敏张睿林高宗军刘久潭山东科技大学山东省煤田地质局物探测量队

【研究目的】为探究城市边缘区周边土壤潜在有毒元素（PTEs）污染特征、来源及生态风险状况。【研究方法】采集了滕州市边缘区周边456个表层（0～20cm）土壤样本，测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量。采用地累积指数法和潜在生... 详细信息

【研究目的】为探究城市边缘区周边土壤潜在有毒元素（PTEs）污染特征、来源及生态风险状况。【研究方法】采集了滕州市边缘区周边456个表层（0～20cm）土壤样本，测定了As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn含量。采用地累积指数法和潜在生态风险指数法评估城市PTEs污染特征，利用绝对主成分得分多元线性回归模型（APCS-MLR）和正矩阵因式分解（PMF）定量解析PTEs污染物来源，并采用健康风险指数模型评估人体健康的风险。【研究结果】PTEs含量特征等结果表明，表层表土壤的生态风险相对较低，Hg污染最为严重，Hg污染存在空间差异大、污染聚集和受人类活动影响严重的特点。源解析表明，滕州市边缘区土壤PTEs源于自然源、工业源、交通源和农业源，在APCS-MLR模型中占比分别为39.59%、29.48%、25.17% 和 5.77%，在PMF模型中占比分别为29.64%、15.38%、28.03% 和 26.93%。人类健康风险评价表明，成人非致癌风险极低，儿童的非致癌风险及总人群的总致癌风险较大，As和Cr有一定致癌危害。【结论】表层土壤PTEs主要来源地质背景，要注意Hg、As和Cr监测和治理。建议加强饮用水资源的监测，并且减少交通污染排放，强化工厂废物排放监管。

关键词：表层土壤来源分析健康风险评估潜在有毒元素环境地质调查工程滕州山东省

陆地生态系统碳收支时空变化及影响因素——以湖南省郴州市为例

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长江流域资源与环境 2024年第5期33卷 1066-1075页

作者：杨卓琳刘荣波逄锦光王姝王诗涵冯徽徽中南大学地球科学与信息物理学院湖南长沙410083 山东省第四地质矿产勘察院山东潍坊261021

陆地生态系统碳收支不仅是衡量地表生态环境的重要参数,也是全球碳循环的关键变量。以国家低碳试点城市、可持续发展创新示范区——湖南省郴州市为研究区域,耦合多源遥感数据,结合土壤呼吸地统计模型、趋势分析、地理探测器和残差分析... 详细信息

陆地生态系统碳收支不仅是衡量地表生态环境的重要参数,也是全球碳循环的关键变量。以国家低碳试点城市、可持续发展创新示范区——湖南省郴州市为研究区域,耦合多源遥感数据,结合土壤呼吸地统计模型、趋势分析、地理探测器和残差分析等方法,系统开展了2001~2020年植被净生态系统生产力(NEP)时空变化特征分析及影响因素探究。结果表明:(1)在时间上,2001~2020年郴州市总体表现为碳汇,年均固碳总量达5.943×106 T Ca^(-1),NEP均值310.351 g Cm^(-2),平均增长速率2.066 g Cm^(-2)a^(-1)。(2)在空间上,NEP总体呈西高东低、北高南低分布,显著增加(P草地(318.650 g Cm^(-2))>耕地(257.509 g Cm^(-2))。(3)郴州市生态系统碳收支驱动机制复杂。NEP与气温、日照时数、相对湿度和高程等因子呈正相关,而与降水量和地表净辐射呈负相关,双因子对NEP空间分异性的交互作用明显高于单因子。(4)自然因子是郴州市植被NEP变化的主导因素(95.896%),但在城市边缘区等人类活动剧烈的区域,土地利用/覆被变化平均贡献率达59.761%。研究结果有助于准确把握区域陆地生态系统碳收支时空特征及其内在驱动机制,并为区域生态系统管理与可持续发展提供科学依据。

关键词：碳收支植被NEP 土地利用/覆被变化地理探测器土壤呼吸地统计模型

电感耦合等离子体原子发射光谱法用于锰矿石中碳酸锰、氧化锰和硅酸锰的物相分析

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冶金分析 2024年第1期44卷 81-86页

作者：姜云周鑫陈明桂夏传波山东省地质科学研究院山东济南250013 山东省金属矿产成矿地质过程与资源利用重点实验室山东济南250013

锰矿石中含锰矿物种类繁多、分类复杂,但目前锰矿石物相分析手续繁琐,流程不统一,缺少操作细节描述。实验选择了不同矿区、不同类型含量的锰矿石,通过单矿物实验选择浸取剂,建立了50 g/L硝酸铝沸水浴60 min浸取碳酸锰,30 g/L硫酸羟胺-1%... 详细信息

锰矿石中含锰矿物种类繁多、分类复杂,但目前锰矿石物相分析手续繁琐,流程不统一,缺少操作细节描述。实验选择了不同矿区、不同类型含量的锰矿石,通过单矿物实验选择浸取剂,建立了50 g/L硝酸铝沸水浴60 min浸取碳酸锰,30 g/L硫酸羟胺-1%(V/V)硫酸沸水浴60 min浸取氧化锰,残渣经酸分解得到硅酸锰,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定处理的溶液中锰,建立了锰矿石化学物相分析方法。方法的检出限分别为(以锰计):碳酸锰相0.000 3%,氧化锰相0.000 5%,硅酸锰相0.000 3%。按照实验方法测定1个碳酸锰原矿和1个氧化锰原矿,测定结果的相对标准偏差(RSD,n=12)小于5.0%,满足DZ/T 0130.3—2006《地质矿产实验室测试质量管理规范》的要求。实验方法用于测定锰矿石化学物相分析标准物质GBW(E)070256(碳酸锰矿)和GBW(E)070258(氧化锰矿),主相态测定结果的相对误差(RE)小于1%,其他相态相对误差小于10%,同样满足DZ/T 0130.3—2006的要求。

关键词：锰矿石物相分析碳酸锰氧化锰硅酸锰电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)

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静态岬湾海滩抛物线模型的优化与应用

应用海洋学学报 2024年第3期43卷 545-553页

作者：华文豪朱君王勇王楠孙凤娟姜敏战超石洪源王庆鲁东大学山东烟台264025 烟台地理信息中心山东烟台264003 中国海洋大学山东青岛266100

抛物线模型在海岸侵蚀防护领域应用广泛,但其系数表达形式多样、参数取值不一,给国内外的工程实践应用带来诸多不便。本研究在总结抛物线模型现存问题的基础上,基于我国沿海地区36个典型静态岬湾海滩数据,重新率定了抛物线模型的系数公... 详细信息

抛物线模型在海岸侵蚀防护领域应用广泛,但其系数表达形式多样、参数取值不一,给国内外的工程实践应用带来诸多不便。本研究在总结抛物线模型现存问题的基础上,基于我国沿海地区36个典型静态岬湾海滩数据,重新率定了抛物线模型的系数公式,开发了可快速计算静态岬湾稳定岸线的BayBeach软件,探讨了优化后的抛物线模型在海岸工程领域的多项应用。研究发现抛物线模型公式中3个系数C_(0)、C_(1)、C_(2)与波浪入射角β关系密切,当β<40π/180(40°)时,C_(0)、C_(1)、C_(2)随β的变化基本保持不变,之后C_(0)和C_(2)随着β的增大快速减小,C_(1)随着β的增大快速增大;本研究优化的抛物线模型系数公式在国内岬湾海岸具有较好的适用性,基于优化后的系数公式计算得到的稳定岸线与卫星影像图实际岸线吻合较好;对于潮差较大的岬湾海滩,在计算其稳定岸线时下游控制点应选择在海滩的高潮线上;开发的BayBeach软件可以通过调整岬头位置实现对阻浪型拦沙堤末端位置的确定。本研究优化后的抛物线模型系数及开发的BayBeach软件可服务于海岸侵蚀防护和海滩养护工程实践,对于准确分析工程建设对砂质海岸的影响有重要意义。

关键词：海洋地质学岬湾海滩抛物线模型系数拟合 BayBeach

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黄绿色葡萄石的谱学特征及颜色成因

光谱学与光谱分析 2024年第9期44卷 2538-2544页

作者：李灿陈江军王文杰殷科郑海蓉陆卓刘振东王一铭杨云淇韩文王朝文青岛农业大学艺术学院山东青岛266109 湖北省地质局水文地质工程地质大队湖北荆州434020 中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)地球科学学院湖北武汉430074 滇西应用技术大学珠宝学院云南腾冲679100 国家珠宝玉石首饰检验集团有限公司北京100013

颜色是宝石重要的光学性质之一,也是影响宝石品质及价格的重要参数。黄绿色葡萄石作为一种常见的玉石品种,其结构、致色离子的种类、价态及配位的复杂性,导致前人关于其致色成因存在较大的争议。采用傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、紫外-可... 详细信息

颜色是宝石重要的光学性质之一,也是影响宝石品质及价格的重要参数。黄绿色葡萄石作为一种常见的玉石品种,其结构、致色离子的种类、价态及配位的复杂性,导致前人关于其致色成因存在较大的争议。采用傅里叶红外吸收光谱(FTIR)、紫外-可见光分光光谱(UV-Vis)、激光剥蚀-等离子体质谱(LA-ICPMS)及穆斯堡尔谱(Mössbauer)等现代分析测试手段,对2个典型的黄绿色葡萄石样品(浅黄绿色样品LYG和深黄绿色样品DYG)的主要致色离子种类、价态及配位状态进行了深入研究,为黄绿色葡萄石的致色成因提供科学的解释。UV-Vis分析结果表明,样品LYG和样品DYG均出现明显的~425和~585nm处的吸收带,分别与Fe^(3+)oct的电子跃迁和Fe^(2+)ch-Fe^(3+)oct的电荷转移有关。Mössbauer超精细参数分析结果显示,样品LYG和样品DYG中Fe^(3+)的IS均为0.34mm·s^(-1),QS值分别为0.22和0.35mm·s^(-1),均符合葡萄石八面体配位中Fe^(3+)的特征。样品LYG(IS=1.08mm·s^(-1))和样品DYG(IS=1.07mm·s^(-1))的Fe^(2+)具有相近的IS值,均符合八面体配位中Fe^(2+)的特征。然而,样品DYG中Fe^(2+)的QS值(QS=2.78mm·s^(-1))明显高于样品LYG(QS=1.12mm·s^(-1)),说明前者结构中Fe^(2+)处于畸变的八面体中。样品DYG结构中Fe的含量和Fe^(2+)的比例(4.02wt%;11.88%)均高于样品LYG(3.55wt%;5.27%),表明黄绿色葡萄石的颜色可能与Fe的含量和Fe^(2+)的比例有关。样品LYG和样品DYG中V的含量分别为633和1810μg·g^(-1),指示V可能对黄绿色葡萄石的颜色有贡献,但含量明显低于Fe,所以V对颜色的贡献远低于Fe^(3+)和Fe^(2+)。该研究不仅查明了黄绿色葡萄石的主要致色离子种类(Fe),而且确定了致色离子的价态(Fe^(3+)和Fe^(2+))和配位状态(八面体配位),为黄绿色葡萄石颜色的定量研究提供了有益的基础素材。

关键词：离子种类、价态配位状态致色机理

巴尔哲锆-铌-铍-稀土矿床成矿精细过程研究

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岩石学报 2024年第6期40卷 1817-1836页

作者：吴鸣谦马甲栋邓军刁习裴磊邱昆峰中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 加拿大温莎大学环境学院温莎N9B 3P4 中国地质大学地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 中国地质大学(北京)深时数字地球前沿科学中心北京100083

巴尔哲碱性花岗岩型关键金属矿床拥有世界级Zr、Nb、Be、REE资源量,其成矿具有多期次、多阶段特征。Zr矿化(Ⅰ阶段)发生在岩浆期,表现为多锆相(agpaitic)界熔花岗岩熔体结晶出原生钠锆硅酸盐(斜钠锆石),在该阶段,多锆相界熔花岗岩经历... 详细信息

巴尔哲碱性花岗岩型关键金属矿床拥有世界级Zr、Nb、Be、REE资源量,其成矿具有多期次、多阶段特征。Zr矿化(Ⅰ阶段)发生在岩浆期,表现为多锆相(agpaitic)界熔花岗岩熔体结晶出原生钠锆硅酸盐(斜钠锆石),在该阶段,多锆相界熔花岗岩经历钠质交代,斜钠锆石原位分解为锆石-石英假象,假象中锆石U-Pb年代学表明锆成矿发生在123.9±0.6Ma。随后,Nb-Be-REE矿化以多种矿物形式、分三个连续的阶段(Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段)、呈浸染状分布于遭受赤铁矿化的界熔花岗岩中,重稀土为主的矿物普遍形成于以轻稀土为主的矿物之前。Ⅱ阶段是巴尔哲矿床中Nb、Be和重稀土矿化的主要阶段,大部分界熔花岗岩均遭受了不同程度的赤铁矿化,并伴随钇兴安石、铈兴安石、钇易解石、铌铁矿等稀有稀土金属矿物的形成,主要形成以石英为主的假象(Nb-Be-REE假象),Nb-Be-REE假象的前体矿物并非某种Nb-Be-REE矿物。Ⅲ阶段主要形成黑稀金矿、独居石及氟碳铈矿,热液独居石U-Pb年代学指示该阶段热液成矿活动发生在122.8±0.6Ma。氟铈矿和氟碳钙铈矿部分交代氟碳铈矿构成了Ⅳ阶段的矿物组合。Nb、Be和REE在热液过程中的多阶段分配和富集,是造成巴尔哲矿床中复杂矿石矿物组合以及高品位Nb-Be-REE矿化的重要原因。Nb-Be-REE矿石矿物组合中不存在锆石,且其分布与雪球石英、钠质交代和锆石-石英假象的分布没有时空关联。此外,巴尔哲角闪石中Nb、Be、REE的含量低,表明原生锆硅酸盐矿物和角闪石不是Nb、Be和REE等关键金属的物质来源。结合各岩相中角闪石元素含量的变化与熔体包裹体成分特征,笔者提出Nb和REE的富集可能是氟化物-硅酸盐熔体不混溶耦合岩浆期后热液富集的结果。因此,巴尔哲矿床中需要开展精细的熔体/流体包裹体成分研究,针对关键金属尤其是Be的来源、熔-流体演化历程以及矿化精细过程开展更深入的研究。

关键词：巴尔哲碱性花岗岩关键金属岩浆-热液过程

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济南趵突泉泉域水化学特征空间差异性及控制因素分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4565-4576页

作者：许庆宇刘春伟李常锁孙斌齐欢吴璇徐秋晓山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水... 详细信息

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水化学参数统计、多元统计、自组织神经网络(SOM)分析、水化学图形分析和离子比例系数等分析方法,研究各功能区地下水水化学特征空间差异性,并揭示其控制因素.结果表明,由于地下水径流路径的不同,不同功能区水化学参数存在差异,但总的来说趵突泉泉域各功能区地下水均呈碱性,表现出典型的碳酸盐矿物溶解特征;汇集出露区地下水同时受到直接补给区和间接补给区的补给,地下水从间接补给区到汇集出露区水化学类型由HCO_(3)-Ca型向HCO_(3)·SO_(4)-Ca型转变,含水层内存在少量的石膏溶解作用生成了Ca^(2+)与SO_(4)^(2-);地下水中离子主要来源于含水层岩石矿物的溶滤作用,同时受阳离子交换作用、矿物溶解-平衡及人类活动的综合影响.趵突泉泉域地下水受人类活动影响较大,人类活动在一定程度上影响了泉域地下水水化学的演化.

关键词：趵突泉泉域水文地质岩溶水水化学特征控制因素

郯庐断裂转换段新沂地裂缝成生机理及构造意义

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地学前缘 2024年第3期31卷 470-481页

作者：徐继山彭建兵隋旺华安海波李作栋徐文杰董培杰中国矿业大学资源与地球科学学院江苏徐州221116 长安大学地质工程与测绘学院/陕西省黄河科学研究院/地质灾害研究院陕西西安710054 中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 山东省地矿工程勘察院青岛地质勘查院山东济南250014 浙江数智交院科技股份有限公司浙江杭州310030

新沂地区处于郯庐断裂带转换段的关键部位,自20世纪70年代以来在新沂地区共发现地裂缝灾害点28处。这些地裂缝以群发的形式发育在南马陵山以西、沂河—骆马湖以东的区域内,地裂灾害影响区面积达100 km^(2)。新沂地裂缝与地层结构、地震... 详细信息

新沂地区处于郯庐断裂带转换段的关键部位,自20世纪70年代以来在新沂地区共发现地裂缝灾害点28处。这些地裂缝以群发的形式发育在南马陵山以西、沂河—骆马湖以东的区域内,地裂灾害影响区面积达100 km^(2)。新沂地裂缝与地层结构、地震活动、地下水开采等因素有着千丝万缕的联系,对其研究形成了多种观点。利用实地调查与勘探手段,新近查明了新沂地裂缝的基本特征,它们具有走向一致性、纵向尖灭性、局部群发性等特点,且与邻近断裂(郯庐断裂带次级断裂F3)具有高度一致性,属于区域构造控制型地裂缝。以新沂地区地质构造为原型,构建了逆断层作用下地裂缝成生物理试验模型。试验结果表明,随着逆断层断距加大而依次呈剪裂段、离层段、弯裂段等发展过程。结合新沂地区“地堑地垒地堑”组合结构,新沂地裂缝的成因机制可概括为“跷跷板”构造模型,在构造应力、自重应力、地下水波动等作用下,下沉段受挤压,上升段因抬升而弯裂,从而形成地裂缝。研究新沂地区地裂缝,对揭示郯庐断裂带“北中南”段构造变化和“深浅表”部结构联系具有重要的指示意义。

关键词：地裂缝郯庐断裂带地震逆断层构造应力华北板块