鄂尔多斯地块—扬子地块深部电性结构特征及其动力学意义     

吕宏斌  叶高峰  金胜  魏文博  董浩  张乐天  谢成良  尹曜田 《地质论评》2020,66(4):813-828

位于青藏高原东北缘的秦岭造山带在大地构造上南接扬子地块、北接华北地块,是特提斯构造域和古亚洲洋构造域的转换带。本文基于对一条起始于扬子地块,穿过秦岭造山带和鄂尔多斯地块,到达河套地堑的南北向大地电磁测深剖面的研究,探讨秦岭造山带和其北侧的鄂尔多斯地块、南侧的扬子地块之间的接触关系,以及青藏高原物质东北向逃逸等地学问题。对实测数据进行了张量阻抗分解和维性分析等工作,并对剖面进行了二维反演,获得岩石圈电性结构模型。根据电阻率模型认为:在秦岭造山带北部发现大规模"瓶颈状"分布的低阻异常体(C2),可能为华北、华南地块双向俯冲前缘地幔物质的上涌通道,或者是青藏高原中、下地壳物质沿秦岭造山带中构造薄弱位置向东逃逸的通道;在秦岭造山带和大巴山弧形带边界处发现南倾的低阻异常(C1),解释为大巴山弧形带北缘的逆冲断裂在电性上的反映;电性结构模型中,扬子地块高阻异常体(R2、R3和R4)向北倾斜至秦岭造山带下方,而北部鄂尔多斯地块的高阻异常体(R5和R6)向南倾斜至秦岭造山带下方;高阻异常通常被认为是稳定岩石圈的反映,据此推断这两组相向俯冲至秦岭造山带下方的高阻异常是华北地块和扬子地块向秦岭造山带下方汇聚的电性结构探测依据;鄂尔多斯地块南、北电性差异较大,北部中、下地壳大规模分布电阻率值在3～100Ω·m之间的低阻异常体,可能为地幔上涌导致的局部熔融或含盐流体共同作用的结果。  相似文献   

Enhancement of backtracking search algorithm for identifying soil parameters     

Yin-Fu Jin  Zhen-Yu Yin 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(9):1239-1261

In this paper, an enhanced backtracking search algorithm (so-called MBSA-LS) for parameter identification is proposed with two modifications: (a) modifying the mutation of original backtracking search algorithm (BSA) considering the contribution of current best individual for accelerating convergence speed and (b) novelly incorporating an efficient differential evolution (DE) as local search for improving the quality of population. The proposed MBSA-LS is first validated with better performance than the original BSA and some other typical state-of-the-art optimization algorithms on a benchmark of soil parameter identification in terms of effectiveness, efficiency, and robustness. Then, the efficiency of the MBSA-LS is further illustrated by two representative cases: identifying soil parameters from both laboratory tests and field measurements. All comparisons demonstrate that the proposed MBSA-LS algorithm can give accurate results in a short time. Finally, to conveniently solve the problems of parameter identification, a practical tool ErosOpt for parameter identification is developed by integrating the proposed MBSA-LS and some other efficient algorithms for readers to conduct the parameter identification using optimisation algorithms.  相似文献   

安徽庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型   总被引：1，自引：1，他引：0  

张赞赞  张舒  吴明安  写熹  吕博  魏国辉 《矿床地质》2020,39(2):305-325

开展长江中下游地区玢岩型铁矿床轴向原生晕地球化学分析及建模,可弥补地球物理勘探结果的多解性及探测精度的局限性,对定位和评价深部盲矿体具有至关重要的作用。文章在以往研究的基础上,开展庐枞盆地泥河玢岩型铁矿床钻孔原生晕的研究工作,采用多元统计分析方法,查明了主要成矿指示元素在不同地质体中的富集和亏损,确定了磁铁矿、硫铁矿和硬石膏矿体的矿中、近矿及远矿指示元素组合,结合矿床成因模型,建立了泥河玢岩型铁矿床地质-原生晕地球化学找矿模型,通过罗河和小包庄玢岩型铁矿床的佐证,认为该模型可以应用于长江中下游成矿带玢岩型铁矿床的勘探工作中。  相似文献   

西藏雄村斑岩型铜(金)矿床Ⅰ、Ⅱ号矿体热液黑云母特征及地质意义     

肖鸿天  谢富伟  郎兴海  冉凤琴 《岩石矿物学杂志》2020,39(4):469-480

雄村铜(金)矿区位于西藏冈底斯成矿带中段南缘,由Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号矿体和多个矿化体组成。本文以Ⅰ、Ⅱ号矿体钾硅酸盐化蚀变带内的热液黑云母为研究对象,采用光薄片镜下鉴定、电子探针等分析方法,系统研究了热液黑云母的产状和成分特征。结果显示,雄村矿区Ⅰ号矿体黑云母类型主要为金云母和镁质黑云母;Ⅱ号矿体黑云母类型为镁质黑云母。两个矿体黑云母都具有低Ti(TiO_2 3%)、高Al(Al_2O_315%)的特点,且具有较高的MgO含量,Mg/Fe0.5,K/Na10,显示了与矿化良好的相关性。Ⅰ号矿体热液黑云母平均结晶温度470℃,氧逸度位于镍-氧化镍缓冲剂与磁铁矿-钛铁矿缓冲剂之间(NNO—HM);Ⅱ号矿体热液黑云母平均结晶温度234℃,氧逸度位于镍-氧化镍缓冲剂与铁橄榄石-石英-磁铁矿缓冲剂之间(NNO—FQM),说明Ⅰ号矿体形成于较高温、高氧逸度的热液系统,Ⅱ号矿体形成于相对较低温、低氧逸度的热液系统。此外,Ⅰ号矿体热液黑云母Ⅳ(F)值介于0.61～2.72之间,平均值1.26,Ⅳ(Cl)值介于-5.49～-4.53之间,平均值-5.03,Ⅳ(F/Cl)值介于5.63～7.89之间,平均值6.29;Ⅱ号矿体热液黑云母Ⅳ(F)值介于1.83～3.32之间,平均值2.66,Ⅳ(Cl)值介于-5.64～-4.89之间,平均值-5.31,Ⅳ(F/Cl)值介于7.14～8.68之间,平均值7.97,说明Ⅰ、Ⅱ号矿体都形成于富Cl的热液系统,且Ⅱ号矿体热液较Ⅰ号矿体更富Cl,贫F。富Cl流体易萃取流体中的Cu和Au等金属元素并以Cl的络合物形式运移,在沿构造裂隙向上运移的过程中,物理化学条件发生改变,使得流体中金属元素络合物溶解度降低,促使硫化物沉淀成矿。  相似文献   

水岩作用下泥质板岩软化非线性机制研究     

黄智刚  左清军  吴立  陈福榜  胡圣松  朱盛 《岩土力学》2020,41(9):2931-2942

水岩作用下泥质板岩表现出明显的软化特征。通过单轴压缩试验分析了泥质板岩软化过程中单轴压缩强度、弹性模量和泊松比与吸水时间之间的关系；借助核磁共振试验研究了水岩作用下泥质板岩软化过程中孔隙的产生、扩展和贯通规律，分析了泥质板岩软化过程中孔隙度与吸水时间之间的关系；采用电镜扫描试验分析了水岩作用下泥质板岩软化过程中微观结构的演变规律，基于分形理论研究了不同浸泡时间下泥质板岩分形维数的变化规律；运用非线性动力学理论，选取微观结构孔隙形状分维值、孔隙度、单轴抗压强度、弹性模量作为描述泥质板岩与水溶液相互作用系统的变量，建立了水岩作用下泥质板岩的软化模型，结合试验数据验证了模型的适用性。结果表明：泥质板岩单轴抗压强度、弹性模量随吸水时间增大而减小，呈负线性相关，而泊松比与吸水时间之间的关系不明显；在浸泡初期，水岩作用强烈，泥质板岩内部微孔隙会发生扩展贯通进而形成更大尺寸的孔隙，孔隙度在浸泡初期增长较快；随着浸泡时间的延长，水岩作用减弱，孔隙度增长速率趋缓；随着吸水时间的推移，泥质板岩内部孔隙相互连通，进而形成复杂网状结构的大孔，泥质板岩分形维数呈对数增长，最终趋于稳定；采用非线性模型计算的结果与试验数据较接近，说明泥质板岩的软化过程具有明显的非线性动力学特征，利用非线性动力学模型可以较好地表征水岩作用下泥质板岩的软化规律。研究成果可为软岩?水相互作用理论研究提供参考。  相似文献   

蔚县矿区地面沉陷InSAR多维形变监测     

杜建涛  闫丽  赵超英 《煤田地质与勘探》2020,48(1):168-173

河北蔚县是我国华北地区最大的地下采煤区之一，该地区长期存在采矿塌陷灾害，不仅威胁采矿安全，而且严重破坏当地生态环境。本文基于合成孔径雷达干涉（InSAR）这一新型空间对地观测技术，采用61景Sentinel-1A/B干涉宽幅（Interferometric Wide swath，IW）模式数据进行矿区形变观测，获取整个矿区在2017—2018年间的地表形变空间分布特征，并对矿区地表的沉降量级及面积进行详细的统计分析。此外，采用融合多轨道SAR数据的多维形变时序估计方法，对西细庄矿数据进行东西向和垂向的二维形变分解，获取该矿的二维形变时间序列。结果表明:除南留庄井田外，其余三大井田在监测期间均存在不同程度的地面沉陷灾害；整个矿区年沉陷速率超过-10 cm/a的区域达到了2.16 km2；受成像几何影响，不同轨道数据获取的形变结果存在一定差异；西细庄矿以垂向形变为主，伴随明显的东西向水平形变。研究结果为蔚县矿区地面沉陷监测与煤矿安全开采提供数据参考。   相似文献   

New formulae for capacity energy-based assessment of liquefaction triggering     

Yasaman Jafariavval 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(2):214-222

Abstract

Liquefaction of loose saturated soil deposits is a hazardous type of ground failure occurring under earthquake excitations. Therefore, an accurate estimation of liquefaction potential is extremely important in geotechnical engineering. In the current study, a new model is proposed which estimates the level of strain energy needed for liquefaction initiation. A compiled database containing cyclic tests gathered from previously published works was used to develop new models to predict liquefaction potential. M5′ algorithm was used to find the best correlation between parameters. It was shown that not only the derived formulas are acceptably accurate but also they feature a very simple structure in comparison with available formulas in the literature. The proposed equations are accurate, physically sound and uncomplicated. Furthermore, safety factors were given for different levels of risk, which can be useful for engineering practice. In addition, the influence of different predictors on the liquefaction potential was evaluated and also the significance of input variables was assessed via sensitivity analysis. Finally, a new model was introduced for preliminary estimation of liquefaction potential.  相似文献   

Unified numerical study of shallow foundation on structured soft clay under unconsolidated and consolidated-undrained loadings     

Santosh Kumar Yadav  Guan-lin Ye  Usama Khalid 《Marine Georesources & Geotechnology》2020,38(4):400-416

Abstract

Based on a new elasto-plastic constitutive model, this paper presents a soil–water coupled numerical prediction of the bearing capacity for shallow foundation constructed on Ballina soft clay for unconsolidated undrained (UU) and consolidated undrained (CU) conditions. This elasto-plastic constitutive Shanghai model has an advantage of describing the mechanical behaviour of over-consolidated and structured soil under different loading and drainage conditions, by using one set of material parameter. In this paper, the Shanghai model used for both UU and CU conditions has the same initial parameters obtained from laboratory test results. The loading conditions and consolidation stages vary based on construction details. The predicted bearing pressure-settlement responses for UU and CU, approves the field observation. The phenomenon of gaining the bearing capacity due to consolidation is captured and explained by the use of soil–water coupled numerical analysis with a new elasto-plastic model. The stress strain behaviour, stress paths and the decay of the structure of elements at different depths presented in this study, reveal the mechanism for the difference between UU and CU conditions to understand the foundation behaviour. Effect of the initial degree of soil structure on the bearing capacity is also addressed. Overall, this approach provides the integrated solution for the shallow foundation design problems under short and long-term loadings.  相似文献   

基于纵横波保幅分离的粘弹介质弹性波正演模拟     

侯志强  尹文笋  李键  孙永壮  刘云 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,(1):82-92

地下介质往往表现为粘弹特性,研究基于粘弹假设的数值模拟方法对于正确认识地震波的传播规律和提高地震勘探精度具有重要意义。波动方程正演过程中纵横波的保幅解耦是研究准确的粘弹介质中地震波传播机理的前提,基于散度和旋度算子的纵横波解耦方法会使波场的相位和振幅产生畸变,且解耦后的波场在极性反转位置上无法与分离前混合波场各分量对应。在散度和旋度算子上再做一次梯度和旋度运算的波场分离方法虽然能够克服上述缺陷,但存在保幅性差等问题。本文从粘弹介质中的一阶速度-应力方程出发,推导了矢量纵横波分离的波数域表达式,结合有限差分思路给出了其在空间域的求解方法。本文方法利用纵横波的传播速度对现有的矢量波场分离方法进行振幅校正,并将校正结果分别作为纵波与横波对时间的二阶偏导,实现了粘弹介质中的纵横波分离。模型试算结果表明,本文方法能够克服现有方法的缺陷,获得更具保幅性的波场分离结果。  相似文献   

复杂载荷作用下立管触地段损伤管道的动力响应     

代云云  周晶  李志刚 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2020,(1):145-153

触地段(Touchdown zone, TDZ)是在役钢悬链线立管(Steel catenary riser, SCR)的关键部位,在复杂载荷作用下,极易形成损伤缺陷,其载荷寿命的评估是深海结构工程中的一个关键问题。本文以大型有限元软件ABAQUS为平台,运用损伤管道实体单元与土弹簧阻尼单元相互作用的模型模拟触地段损伤海底管道在复杂载荷作用下的动力响应,数值计算考虑了管-土相互作用过程中的材料非线性、几何非线性以及接触非线性。讨论了单一环向体积损伤位于触地段管道的不同位置时,触地段损伤管道在不同载荷作用下的动力特性及特征点的动力响应。结果表明,管道所受内外压力以及管道提升端的竖向位移载荷会影响结构的自振频率;体积损伤部位的动力响应较完好部位更剧烈;体积损伤的位置和动力载荷频率对管道动力放大系数的影响很大;当动力载荷的激励频率越接近结构基频时,损伤管道的动力响应及动力放大系数越大。  相似文献