Direct Tensile Tests of Red Sandstone Under Different Loading Rates with the Self-developed Centering Device     

Zhang  Yue  Zhang  Qiang-Yong  Zhou  Xin-Yu  Xiang  Wen 《Geotechnical and Geological Engineering》2021,39(2):709-718

To study the tensile strength of rock under different loading rates, direct tensile test is the most accurate method. However, the eccentric tension in the process of rock direct tensile test has a significant influence on the test results. In this paper, firstly, a self-developed centering device for rock direct tensile test is introduced, which can effectively eliminate the eccentric tension in the process of rock direct tensile test. Then, with the aid of the self-developed centering device, the direct tensile tests of red sandstone under the loading rates of 0.001 mm/s, 0.01 mm/s and 0.1 mm/s are successfully carried out. After tests, both the macro failure characteristics and the scanning electron microscope micrograph show that the fracture pattern of the rock is caused by pure tensile loading. The stress-strain curves of the direct tensile test of the red sandstone show that the process of the direct tensile test can be roughly divided into four stages. With the increase of loading rate, both of the tensile strength and the peak tensile strain of the rock increase obviously. The direct tensile test of the red sandstone shows obvious loading rate effect.

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藏北尼玛地区白垩纪岩浆岩对班公湖-怒江缝合带演化的制约     

王伟  翟庆国  胡培远  唐跃  朱志才  吴昊 《岩石学报》2021,37(2):545-562

班公湖-怒江缝合带及其两侧广泛分布白垩纪岩浆岩,这些岩浆活动记录了班公湖-怒江特提斯洋俯冲至闭合以及拉萨-羌塘板块碰撞过程。为了约束该缝合带在早-晚白垩世的演化过程,本文对缝合带中段尼玛地区花岗岩进行岩相学、地球化学、锆石年代学和Hf同位素研究。尼玛北部虾别错花岗岩侵入到中生代地层中,发育石英闪长质包体。锆石U-Pb定年结果表明寄主花岗岩和包体形成于早白垩世(122Ma和121Ma)。这些锆石均具有正的ε_Hf(t)值,分别为+2.4~+7.0和+3.0~+5.1。寄主花岗岩具有高硅和高钾钙碱性特征,属于准铝质-弱过铝质系列。包体相对低硅,属于中钾钙碱性准铝质系列。寄主花岗岩和包体具有相似的微量元素分布,如均亏损Nb、Ta和Ti,富集Th、U和Pb。综合分析,虾别错寄主花岗岩和包体是壳幔熔体混合作用的产物。尼玛南部张乃错花岗岩侵入到古生代地层里。锆石U-Pb年龄为97Ma,形成于晚白垩世。锆石ε_Hf(t)值在+2.2~+6.0之间。张乃错花岗岩具有高硅特征,属于高钾钙碱性弱过铝质系列。岩体显著亏损Ba、Sr、Ti和Eu,富集Rb、Th、U和Pb等元素。该花岗岩来源于新生地壳部分熔融,并在后期经历结晶分异。结合区域地质概况,虾别错早白垩世花岗岩(和包体)形成于班公湖-怒江特提斯洋闭合过程,而张乃错晚白垩世花岗岩形成于洋盆闭合之后拉萨-羌塘板块碰撞背景。尼玛地区早-晚白垩世岩浆活动记录了班公湖-怒江缝合带从洋盆闭合到拉萨-羌塘板块挤压碰撞的演变过程。  相似文献   

下扬子地区幕府山组陆缘海-台地黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构特征          下载免费PDF全文

张玉玺  周江羽  陈建文  张银国  张悦  刘甜怡  万雪芳 《地球科学》2021,46(1):186-199

黑色细粒沉积岩系沉积学和孔隙结构研究对于沉积环境恢复、页岩气储层评价和有利储层预测具有重要意义.利用下扬子地区最新完钻的XYZ-1钻井资料,综合钻井岩心、岩石薄片、XRD分析、氩离子-场扫描电镜等手段,开展幕府山组细粒沉积岩系的沉积学和孔隙结构研究.结果表明,幕府山组岩性组成以块状、纹层状深色（碳质）泥岩、浅灰色纹层状泥质灰岩、泥晶灰岩为主,夹泥灰岩、云灰岩、陆屑灰岩和白云岩、安山岩、角砾岩等,以含硅质粘土质混合页岩相和含硅质粘土质页岩相为主,属于下扬子海盆的陆架浅海碳酸盐岩台地-深水海湾-潮坪环境.幕府山组黑色细粒沉积岩孔隙类型多样,有机孔为2~200 nm,面孔率为2.86%~15.90%,孔隙分布较均匀,但总体连通性较差,部分与脆性矿物或粘土矿物共生的有机孔分布不均匀.无机孔以粒内孔、粒间孔、溶蚀孔为主,部分为晶间孔和矿物层间孔.除黄铁矿晶间孔外,大部分无机孔均大于2 μm,最大可达50 μm.细粒沉积岩中的微裂缝广泛发育,构造微裂缝形态复杂,缝宽一般20~500 μm,常常被方解石和石英充填.成岩微裂缝长度一般大10μm,缝宽50~200 nm.幕府山组顶部深水海湾相和底部泥坪-蒸发台地相黑色细粒沉积岩TOC含量为2.66%~21.27%,平均值为6.30%,有机孔、无机孔和微裂缝发育,粘土矿物和脆性矿物含量较高,具备优质页岩气储层发育的有利条件.   相似文献   

CFD油田火山岩展布特征及其对油藏的控制作用          下载免费PDF全文

赵鹏飞  刘朋  明君  田晓平  刘文超  吕世聪 《地球科学》2021,46(7):2466-2480

火山岩复合油气藏特征独特,为揭示该类油气藏的特征和拓展勘探思路,论述了火山岩的特征及其对油藏的控制作用.综合薄片、钻井、测井和地震资料研究火山岩的岩相特征和发育模式,采用岩电分析和测井响应特征研究手段定量识别玄武岩和凝灰岩.在此基础上,依据地球物理手段确定火山岩和砂泥岩的波阻抗界限值,并基于测井约束下的波阻抗反演和东营组局部井区杂乱反射的地震特征,实现复杂岩性背景下火山岩的刻画和分布预测.论证结果:馆陶组为火山大规模活动期,发育大套火山岩,火山岩主要分布于油田南部和西南部.东营组和沙河街组火山小规模活动,发育少量火山岩,零星分布于油田的局部井区;主断裂区火山岩较厚,远离断裂区火山岩相对较薄,主断裂控制火山岩的发育程度和分布;火山岩岩性致密,可作为油藏的盖层和侧向遮挡层,并占据外来碎屑岩的沉积空间;火山岩是研究区油气成藏的必要条件,但其分割圈闭,控制和限制碎屑岩储层的分布,也限定了油藏的类型和规模,并对原油物性具有一定的影响.研究成果揭示了渤海湾盆地中新生界新的勘探领域,也可为该类油田的油藏评价和开发部署提供范例.   相似文献   

华北平原与大同盆地原生高碘地下水赋存主控因素的异同          下载免费PDF全文

王雨婷  李俊霞  薛肖斌  田小伟  迟秀成 《地球科学》2021,46(1):308-320

原生高碘地下水在我国有广泛分布,为查明不同区域地下水碘赋存机理的异同,通过选取我国大同盆地以及华北平原为代表性区域,完成区域地下水样品系统性采集及水化学、碘形态测试工作,对区域地下水水环境及其演化特征完成详细刻画.结果表明:大同盆地地下水总碘含量为2.86~1 286 μg/L,华北平原地下水总碘含量为2.40~1 106 μg/L,分别约有50.0%及49.5%地下水碘含量超过（GB19380- 2016）《水源性高碘地区和高碘病区的划定》中界定的100 μg/L国家标准.地下水水环境特征表明,在大同盆地,第四纪河湖相沉积所形成的,富含有机质、偏碱性、还原性、Na-HCO₃型水环境,利于赋存于固相介质上的碘以碘离子的形式进入地下水中,沿地下水流向,富集于盆地中心排泄区;在华北平原,由第四纪6次海侵形成的冲湖积、海积松散沉积物中富含Na、Cl、I等元素,其偏碱性、还原性、Na-Cl型水环境及低水力坡度的平缓地形利于赋存在固相介质上的碘以碘离子的形式进入地下水,沿地下水流向富集于沿海排泄区.控制两个地区高碘地下水形成的相同因素是偏碱性及偏还原的地下水环境,且该环境下碘的主要赋存形态均为碘离子,但大同盆地高碘地下水形成主要受富有机质环境影响,而华北平原高碘地下水形成的主要受富碘的海相沉积控制.   相似文献   

钙同位素地球化学研究新进展及其在碳酸岩-共生硅酸盐研究中的应用     

向蜜  龚迎莉  刘涛  田世洪 《地质学报》2021,95(12):3937-3960

作为"非传统稳定同位素"家族成员,钙同位素正受到国际地学界日益广泛的关注.钙是主要的造岩元素,也是生物必需的元素.钙在地球各圈层广泛分布,研究钙同位素的地球化学行为将有助于提高我们对各种生物过程和地质过程的认识.钙同位素测定主要采用热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS),分别表示为δ44/40 Ca和δ44/42Ca.目前自然界可观测到的δ44/40Ca变化范围为-2.0‰～6.75‰,约8.7‰.本文系统介绍了近年来钙同位素分析中样品溶解、化学分离、质谱测定以及高温地质过程中的钙同位素分馏及其地质应用等方面的研究成果,尤其对钙同位素在碳酸岩-共生硅酸盐岩研究中的意义、钙同位素组成以及取得的主要认识作了较为全面的介绍.阐述了放射成因40 Ca、部分熔融作用/分离结晶作用、地壳同化作用、古俯冲碳酸盐循环、热液蚀变作用、岩浆起源深度等对碳酸岩、硅酸盐岩的钙同位素组成造成的影响.最后,通过系统对比碳酸岩-共生硅酸盐岩的锂、镁、钙同位素研究成果,认为应该开展多元同位素体系的联合示踪.由于不同同位素体系存在相似性和差异性,而多元同位索体系相结合能有效地加强优势互补,将是同位素地球化学研究发展的一种必然趋势.  相似文献   

豫西汝阳群、洛峪群碎屑锆石年代学特征及其地质意义     

刘欢  李怀坤  田辉  常青松  张健 《地质学报》2021,95(8):2436-2452

华北克拉通南缘"豫陕裂陷槽"发育大量中—新元古代地层,其中汝阳群和洛峪群分布于渑池—确山地层小区,其形成时代一直存有争议.本文针对汝阳群和洛峪群沉积岩进行了系统的碎屑锆石年代学研究工作,结合地层发育和岩石组合分析,为建立华北克拉通南缘中—新元古代地层框架提供依据.根据云梦山组下部碎屑锆石中获得年轻锆石年龄平均值1723.6 Ma,结合前人从洛峪群凝灰岩夹层中获得的年代学资料(1611±8 Ma、1640±16 Ma、1638±9 Ma、1634±10 Ma),将汝阳群-洛峪群的沉积时限限定在1720～1600 Ma之间.本文所采集的云梦山组、白草坪组和崔庄组样品中碎屑锆石207Pb/206Pb年龄分别在2657～1739 Ma、2712～1780 Ma和2654～1819 Ma之间,说明三个组沉积物质主要来源于古元古代地质体,部分为新太古代地质体.鲁山地区发育的新太古代—古元古代的太华杂岩,登封地区发育的新太古代登封群以及古元古代嵩山群和花岗质岩石等,均可为中—新元古代沉积岩提供物源.豫西地区汝阳群-洛峪群碎屑锆石中～2.7 Ga、～2.5 Ga、2.1～2.0 Ga和1.85～1.8 Ga的年龄谱峰值分别对应华北克拉通早前寒武纪发生地壳生长、克拉通化、裂谷和造山等重要地质事件.越来越多资料显示华北克拉通在2.2～2.0Ga时期存在强烈的岩浆活动,豫西地区～2.1 Ga的岩浆作用也逐渐被识别出来.  相似文献   

基于深反射地震剖面的沂沭断裂带岩石圈精细结构     

张尚坤  罗文强  于学峰  田京祥  唐璐璐  陈军  杨斌  杜圣贤  刘凤臣  仵康林 《地质学报》2021,95(11):3192-3204

为揭示沂沭断裂带深部结构及发生—发展过程,查清断裂切割深度及对岩石圈地幔的破坏,探讨沂沭断裂带的构造组合样式、运动方式、地壳稳定性及其对资源环境的约束作用,研究团队于2019年在沂沭断裂带南段沂南—莒县附近布设了一条长约60 km的深反射地震剖面,系统采集了沂沭断裂带和两侧地块的地震数据,对沂沭断裂带深部岩石圈精细结构进行了解剖.结果显示,该区岩石圈结构在横向上表现为以沂沭断裂带为界的块状结构特征,地壳厚度约30.8～39.5 km;莫霍面总体呈西浅东深态势,并被西倾的沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)错断,垂直落差达10.5 km.与浅部"两堑夹一垒"的构造组合样式不同的是,沂沭断裂带在深部剖面上表现为由沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)向上延伸与分叉散开的多条断裂组成"双枝状"构造组合样式.断裂带内被断层切割的界面反射波多呈向上的拱弧形,其构造形迹具有伸展、挤压和走滑并存的特征,推断这些界面为层间滑脱构造,它们指示了沂沭断裂带"多层滑移"构造运动方式.该断裂带不仅切穿了近地表、壳内地质界面,F2、F4断裂还向下切割莫霍面,深入岩石圈地幔,是深达地幔的深大断裂构造带,为地幔热物质的上涌提供了通道,对中生代的岩浆活动和内生成矿具有控制作用.地震剖面西端的铜井金矿成矿与沿F2断裂上侵的铜井杂岩体关系密切;剖面东端的火山机构保存完整,没有明显构造破坏痕迹,据此认为沂沭断裂带左行走滑主要发生在早白垩世青山期以前,其后水平滑移量应不大.从区域地质分布及地震反演结果看,昌邑—大店断裂(F4)明显将山东省分割为鲁西和鲁东两个地质构造单元,因此将其作为区域地质构造分界线是合理的.本项研究结果进一步加深了沂沭断裂带深、浅部结构的认识,为分析研究沂沭断裂带的深部过程和浅部构造响应及对资源环境的影响提供了资料约束.  相似文献   

基于Sentinel-1和DEM数据的南岭高植被覆盖区地形线性特征提取方法          下载免费PDF全文

鲁泽恩  田玉刚  柳庆威  王晶  朱宁  徐亚东 《地球科学》2021,46(4):1349-1358

在南岭高海拔山脉、植被茂密等地区开展地质调查难度大,人员和物资难以进入,因此需提前根据该区域的地形线性特征合理设计野外调查路线;此外地形线性特征可为区域构造运动信息的认知提供辅助知识.遥感技术以其宏观性、多尺度、多层次的特点成为地质研究和地质勘查的重要手段,然而在高植被覆盖区,常见的光学影像难以穿透植被,而微波雷达遥感则因为较好的植被穿透性,使得其应用成为可能.因此,提出了一种基于雷达卫星Sentinel-1和数字高程模型（digital elevation model,DEM）数据的地形线性特征提取方法.该方法首先利用似然比边缘检测算法提取Sentinel-1影像中的边缘特征,然后对DEM进行线性特征增强以生成山体阴影影像,再利用Canny边缘检测算子提取DEM数据中的山脊线与山谷线等主要线性特征,以DEM提取出的特征线为中心建立缓冲区并与雷达影像的提取结果做相交处理,将得到的线性特征利用道格拉斯-普克算法进行局部直线拟合,最后得到研究区的地形线性特征.结果表明,该方法综合考虑了雷达影像的微观细节信息和DEM数据的宏观趋势信息,在保留主要线性地形特征的同时剔除了伪边缘和噪声点,提取效果较好.   相似文献   

从反射地震剖面认识龙门山断裂带彭灌杂岩深部结构          下载免费PDF全文

于明羽  于常青  瞿辰  王琪  曾祥芝  田镇瑜  郑晓杰 《地球科学》2021,46(5):1737-1748

彭灌杂岩位于龙门山断裂带中段,是龙门山区域地质构造重要组成部分.通过对一条穿过彭灌杂岩中部的深地震反射剖面进行分析解释,描述该区域彭灌杂岩深部结构特征及形成机制.地震反射剖面分析表明彭灌杂岩在纵深上存在分层结构,且彭灌杂岩存在底界面,在该区域表现出无根特征,参考岩体层倾向推断原岩应来自现位置西北方向更深部;同时剖面能量图上映秀-北川深部断裂位置发育在彭灌杂岩体不同分层间隙,未破坏彭灌杂岩主岩体深部结构,彭灌杂岩体浅部的断层发育与龙门山地表断裂系统一致,表明彭灌杂岩成岩时间早于龙门山构造运动;综合岩性及成岩时间推断彭灌杂岩源于现有位置的西北方向大陆基底,由印支期板块运动中松潘陆块基底物质多期次上涌形成,并在喜山运动期受到西北方向应力推覆隆起到达目前位置.   相似文献