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印度-欧亚板块碰撞带中下地壳分层流动与减薄:来自希夏邦马峰地区藏南拆离系构造解析的证据

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岩石学报 2024年第5期40卷 1475-1488页

作者：闫佳鑫刘俊来周保军闻俊豪中国地质调查局西安地质调查中心(西北地质科技创新中心) 中国地质调查局造山带研究中心西安710119 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 中国前寒武系省级地质自然保护区管护局昆明650600

造山带中下地壳物质流动是造山带地壳变形的重要表现,它制约着造山作用过程。印度-欧亚板块碰撞带内藏南拆离系为理解陆-陆板块会聚过程中中下地壳物质流动提供了范例。本项研究围绕喜马拉雅造山带中段希夏邦马峰地区藏南拆离系开展构... 详细信息

造山带中下地壳物质流动是造山带地壳变形的重要表现,它制约着造山作用过程。印度-欧亚板块碰撞带内藏南拆离系为理解陆-陆板块会聚过程中中下地壳物质流动提供了范例。本项研究围绕喜马拉雅造山带中段希夏邦马峰地区藏南拆离系开展构造解析、显微构造观察和淡色花岗岩独居石U-Th-Pb年代学分析。结果表明希夏邦马峰地区藏南拆离系为一宽约2km的韧性剪切带,剪切变形岩石具有显著的分层流动特征。藏南拆离系新生代时期经历了两阶段塑性变形:D 1期变形表现为面理S 1、对称状透镜体和层间褶皱F 1的发育;D 2期变形表现为糜棱面理S 2、近E-W向拉伸线理L 2、不对称旋转碎斑和透镜体及褶皱的发育。运动学标志表明D 2期变形为上盘向东的运动学特征。淡色花岗岩独居石U-Th-Pb测年分析获得三组年龄:32.26±0.29Ma、22.31±0.18Ma和15.54±0.11Ma,这三组年龄的淡色花岗岩分别表现出D 1期变形、D 2期变形和未变形特征。结合前人已发表数据,本文得出藏南拆离系ca.35~26Ma发生以纯剪为主的剪切变形(D 1期),ca.26~15Ma发生以单剪为主的剪切变形(D 2期)。D 1-D 2期变形为一递进剪切变形,二者可能归咎于印度-欧亚板块碰撞过程中中下地壳固态分层流动。

关键词：构造解析独居石U-Th-Pb测年希夏邦马峰地区藏南拆离系中下地壳分层流动

基于Cesium的湟水流域地质灾害三维可视化与信息系统设计

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科学技术与工程 2024年第21期24卷 8843-8852页

作者：温兰冲赵健赟高崇越王志超陈风杨成龙青海大学地质工程系西宁810016

为实现青海省湟水流域地质灾害可视化管理,提高灾害信息处理效率,通过倾斜摄影测量与实地调查,结合数据库、前后端等技术开展了灾害三维可视化系统和后台信息管理系统的设计与开发。三维可视化系统基于Cesium引擎,在具备地球多维显示、... 详细信息

为实现青海省湟水流域地质灾害可视化管理,提高灾害信息处理效率,通过倾斜摄影测量与实地调查,结合数据库、前后端等技术开展了灾害三维可视化系统和后台信息管理系统的设计与开发。三维可视化系统基于Cesium引擎,在具备地球多维显示、快速定位、底图添加功能的基础上,扩展开发了数据加载、空间处理、漫游展示3个特色模块,可以加载研究区的矢量数据、影像数据、倾斜摄影模型,能够满足空间量测的需求,实现了在模型上绘制标签并结合现场调查情况进行“隐患点+风险区”的双控分析。后台信息管理系统实现了对灾害基本情况、发展趋势,以及区域内降水、人口、GDP等信息的空间查询分析,为地质灾害风险评估、治理防护提供了技术支撑。

关键词：地质灾害三维可视化系统开发数据处理 Cesium引擎

降雨作用下基于电导性能的土坡基质吸力时空变化试验研究

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自然灾害学报 2024年第1期33卷 139-150页

作者：林昀昭简文彬陈瑞敏康浩隆章德生福州大学岩土与地质工程系福建福州350108 福州大学福建省地质灾害重点实验室福建福州350108

降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析。为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植... 详细信息

降雨作用下土坡基质吸力随时空而变化,直接影响土坡的瞬态稳定性分析。为研究降雨作用下土坡电导性能与基质吸力的时空变化与联系,通过人工降雨滑坡物理模型试验,将电阻率作为监测量与常规的含水率、基质吸力相结合,并在边坡模型上种植马尼拉草,研究植草边坡在均匀降雨、前小后峰和前峰后小这3种动态降雨模式下的入渗特征。研究结果表明:动态降雨模式下,降雨强度变化对土体电阻率和含水率均能产生影响,但都存在一定滞后性。降雨前边坡土体基质吸力、电阻率较高,随着深度的增加逐渐递减。降雨后表层土体基质吸力、电阻率出现较大跌幅,分布上呈现由浅层到深层逐渐增大态势。结合Keller改进的Archie拓展模型与VG模型,得到基于电阻率的残积土基质吸力计算模型,并用试验数据进行验证,结果较为合理,为非饱和残积土基质吸力的测量提供一种快速便捷的方法。研究成果有助于探究非饱和残积土边坡在不同降雨模式下的渗流特征,揭示了降雨作用下坡残积土的电导性能演化规律与基质吸力空间分布特征。

关键词：滑坡降雨残积土电阻率基质吸力入渗

黔桂地区下石炭统富有机质页岩的页岩气勘探意义

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地质学报 2024年第7期98卷 2193-2215页

作者：梅冥相陈基瑜张英杰中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 中国地质大学(北京)生物地质与环境地质国家重点实验室北京100083 广西地质调查院广西南宁530023

一套总厚度接近300 m的富有机质页岩,总有机碳含量(TOC)普遍大于2%是其基本特征,主导着下石炭统杜内阶至维宪阶的鹿寨组,集中发育在黔桂地区所在的华南板块滇黔桂盆地的台间盆地相带之中的三级海平面上升期,代表着一套重要的潜在性页岩... 详细信息

一套总厚度接近300 m的富有机质页岩,总有机碳含量(TOC)普遍大于2%是其基本特征,主导着下石炭统杜内阶至维宪阶的鹿寨组,集中发育在黔桂地区所在的华南板块滇黔桂盆地的台间盆地相带之中的三级海平面上升期,代表着一套重要的潜在性页岩气勘探目的层。更为重要的是,特殊的形成发育时代,从深水台间盆地相的鹿寨组向浅水连陆台地中的深水陆棚相英塘组的相变和穿时减薄,而且结束于一套煤系地层主导的三角洲沉积体系的沉积过程之中;这些特征不但将这套富有机质页岩特征化,而且代表着一个与欧美地区泛大陆上的下石炭统(密西西比亚系)存在差异巨大的早石炭世沉积序列;因为在泛大陆上,只有石炭系的上部(上石炭统:宾夕法利亚亚系)储存着大量的煤,石炭系下部(下石炭统,或密西西比亚系)则包含着不同寻常的大套灰岩。这一套可以归为缺氧盆地相的下石炭统富有机质页岩,其中的有机质堆积作用,主要为以下3个因素之间复杂的相互作用所形成,即:①得到增强的生产率;②与还原条件相关而得到增强的有机质保存作用;③得到较低沉积作用速率导致的减弱的有机质稀释作用;而且这3个因素还直接受到海平面波动控制。但是,除了这3个因素之外,细粒植物碎屑的“生物碳泵(The biological carbon pump)”,也应该是这一套富有机质页岩中有机质富集的另外一个重要机制,尽管还存在许多细节问题需要进一步研究。

关键词：富有机质页岩页岩气勘探早石炭世沉积序列黔桂地区

基于BP神经网络的第四系覆盖物厚度预测及三维地质建模

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地球科学 2024年第2期49卷 550-559页

作者：张瀚桂蕾王腾飞杨赛中国地质大学工程学院湖北武汉430074 中国地质大学地质调查研究院湖北武汉430074

地质灾害风险精细化调查和评估是目前地质灾害减灾防控的重要内容.斜坡三维地质建模技术的发展为滑坡灾害风险精细化调查评估提供了新的思路,可大幅提高区域范围内滑坡灾害调查的效率和评估精度.基于Skua-Gocad平台,针对第四系覆盖物和... 详细信息

地质灾害风险精细化调查和评估是目前地质灾害减灾防控的重要内容.斜坡三维地质建模技术的发展为滑坡灾害风险精细化调查评估提供了新的思路,可大幅提高区域范围内滑坡灾害调查的效率和评估精度.基于Skua-Gocad平台,针对第四系覆盖物和下伏基岩两大模块开展区域斜坡三维地质建模技术研究,以重庆市万州区大周镇为例,采用BP神经网络模型,通过构建研究区第四系覆盖物厚度与地质环境指标的多维非线性网络实现了第四系覆盖物厚度预测.结合现场调查数据进行方法验证,基于BP神经网络的第四系覆盖物厚度预测精度达91.49%,在此基础上构建了三维地质模型,具有良好的可视化效果,并确保了数据的可靠性.克服了传统基于克里金插值方法无法反应地质环境因素的缺点,解决了区域范围第四系覆盖物厚度预测的难题.

关键词：第四系覆盖物预测 BP神经网络三维地质建模工程地质

塔里木盆地顺北地区奥陶系天然气地球化学与成因

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地质科技通报 2024年

作者：曹自成云露平宏伟李海英耿锋韩俊黄诚毛庆言丁勇中国石化西北油田分公司中国地质大学(武汉)资源学院石油地质系

（目的）经历多年勘探，顺北地区走滑断裂带陆续取得油气突破，形成北部油藏、南部凝析气藏、东部过渡到干气藏的油气类型和相态分布格局。因此，从整体油气分布讨论其天然气成因机制、来源和热成熟对下一步超深层油气勘探持续推进具有... 详细信息

（目的）经历多年勘探，顺北地区走滑断裂带陆续取得油气突破，形成北部油藏、南部凝析气藏、东部过渡到干气藏的油气类型和相态分布格局。因此，从整体油气分布讨论其天然气成因机制、来源和热成熟对下一步超深层油气勘探持续推进具有重要参考意义。（方法）本文通过系统采集不同断裂带天然气样品、对顺北地区天然气地球化学特征进行详细剖析。研究结果表明：除断裂带局部存在较强的热化学硫酸盐还原作用（TSR）改造外，顺北地区天然气总体受TSR改造较小。顺北1号和5号带北段和中段天然气主要为来自干酪根初次裂解的原油伴生气，而5号带南段和4号带天然气主要为早期干酪根裂解气（油伴生气）与晚期原油裂解气的混合。顺北12号带天然气则为深部高温原油裂解气成因，原油裂解级别达到湿气裂解。（讨论）研究区天然气主要来自下寒武统玉尔吐斯组烃源岩，生气母质具有底栖藻类或者底栖藻类和浮游藻类混源特征。最终，本文建立了针对玉尔吐斯组烃源岩生烃过程甲烷碳同位素热成熟度回归方程。研究结果可为下一步超深层天然气成因、来源和热成熟度分析提供重要参考。

关键词：顺托果勒低隆起原油裂解天然气热成熟度玉尔吐斯组

组合荷载下海上半埋入多叶螺旋桩水平动力响应分析

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振动工程学报 2024年

作者：季洪玄吴文兵高堂哲张云鹏中国地质大学(武汉)工程学院勘察与基础工程系

基于B iot饱和多孔介质模型和E uler-Bernoulli梁方程，采用等效刚度对海上多叶螺旋桩的螺旋叶进行模拟，通过积分变换、分离变量和刚度矩阵传递法推导了多叶片螺旋桩的频域响应解析解，并通过与简化桩基水平振动响应解和螺旋桩水平自... 详细信息

基于B iot饱和多孔介质模型和E uler-Bernoulli梁方程，采用等效刚度对海上多叶螺旋桩的螺旋叶进行模拟，通过积分变换、分离变量和刚度矩阵传递法推导了多叶片螺旋桩的频域响应解析解，并通过与简化桩基水平振动响应解和螺旋桩水平自振实验进行对比；验证了本文方法的正确性；通过参数分析探究了成层饱和土中半埋入多叶螺旋桩的水平动力响应特性及其影响因素。得到的主要结论为：螺旋叶片外伸比的增大会提高螺旋桩的桩顶复阻抗及共振频率；螺旋叶片距宽比的增大会提高桩顶复阻抗，但对于共振频率的影响不明显；桩顶所受的竖向荷载增加，桩顶复阻抗和共振频率会显著降低；叶片螺旋倾角的取值在对桩顶复阻抗的作用效果方面，存在一个最佳的范围。

关键词：螺旋桩等效刚度成层饱和土 Euler梁模型水平动力响应

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第一性原理计算约束宏观地质现象的微观机制

岩石学报 2024年第6期40卷 1972-1996页

作者：高子越邱昆峰罗炳程刘鑫龙政宇于皓丞张靖源邓军深时数字地球前沿科学中心地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 中国农业大学理学院应用物理系北京100083 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院北京100083

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的... 详细信息

微观尺度物理化学机制随着时间推移和空间尺度放大,逐步累积形成在地球系统中能够被直观观测到的大规模地质过程。揭示地质作用过程中隐藏在宏观表象下的微观机制一直是地球科学研究的重要内容。近年来,随着计算能力的提高和计算方法的进步,基于量子力学原理的理论计算方法——第一性原理计算,以精度高、效率高、应用灵活且所得结果可以媲美实验等优势,为构建宏观与微观之间的桥梁提供了一个有力途径。本文归纳总结了第一性原理计算的基本原理,梳理了使用第一性原理计算在研究宏观地质现象的微观机制领域取得的新认识,侧重论述了第一性原理计算在研究矿物物理化学性质、深部熔体性质、同位素分馏机理、元素地球化学行为等方面的应用,并展望了第一性原理计算在未来可能遇到的挑战和发展趋势,为微观机制的计算模拟研究提供帮助。第一性原理计算的发展和应用,增强了人们对地球系统微观机制的理解,为未来地球科学的研究提供了新思路。

关键词：第一性原理计算晶格振动频率计算分子动力学模拟深部地球矿物结构流/熔体

基于离心试验与离散元模拟的滑坡碎屑流冲击效应研究

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岩土工程学报 2024年第7期46卷 1498-1508,1515页

作者：张贝黄雨长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 同济大学土木工程学院地下建筑与工程系上海200092

滑坡碎屑流物质组成的复杂性造成其对工程结构的冲击效应尚未被完全理解,特别是粒径大小与级配特征如何影响冲击力及其组成,以及拦挡结构设计中如何考虑粒径特征的影响,当前仍缺乏深入的研究。针对这些问题,开展了一系列离心试验与离散... 详细信息

滑坡碎屑流物质组成的复杂性造成其对工程结构的冲击效应尚未被完全理解,特别是粒径大小与级配特征如何影响冲击力及其组成,以及拦挡结构设计中如何考虑粒径特征的影响,当前仍缺乏深入的研究。针对这些问题,开展了一系列离心试验与离散元模拟分析,研究结果表明滑坡碎屑流的颗粒粒径控制着冲击力的波动行为,即随着粒径的增大,总冲击力的峰值越来越明显,且伴随着显著的离散冲击力值。小粒径颗粒对大粒径颗粒存在明显缓冲效应,且小颗粒在冲击过程中更容易进入大颗粒的孔隙,进而贡献作用力,因此粒径和级配特征同时控制着冲击力的绝对值。不同粒径特征控制着颗粒尺度上动量传递机制,进而改变了滑坡碎屑流的冲击效应,由此造成冲击动压力系数α随着Savage数的增大基本上呈现出递增的关系,因此建议采用Froude数与Savage数作为双控指标,辅助确定冲击动压力系数α。此外,通过分析冲击力合力作用位置,发现工程设计中可按总冲击力峰值及矩形分布荷载进行考虑。

关键词：滑坡碎屑流冲击效应拦挡结构离心模拟离散元模拟