河谷下切过程中岸坡不对称卸荷机理

岸坡异常卸荷是西南深切河谷地区大规模水电工程建设过程中常遇到的典型问题之一,经现场平硐调查发现,拟建澜沧江上游河段的第四级水电站上、中坝址左右两岸均存在不对称卸荷现象,即右岸卸荷深度明显大于左岸,根据坝址工程地质条件建立了河谷下切二维离散元模型,并模拟了河谷下切过程中岸坡的卸荷过程。结果表明,左右岸坡不同的坡体结构和岩性组合是导致不对称卸荷的控制性因素,上、中坝址右岸均发生压缩—倾倒变形,韧性剪切带在坡体分布位置的不同,产生不同程度的软弱基座效应,也会导致卸荷深度不同。

河谷下切物理模拟试验相似材料配比研究

为研究西藏某水电站右岸边坡异常卸荷机理,采用物理模拟试验模拟河谷下切岸坡的形成过程。物理模拟试验要求相似材料抗压强度为原型的0. 002 5倍,而容重与原型一致,使该相似材料具有低强度、高容重的特点,正确配制出符合该要求的相似材料对物理模拟试验至关重要。通过正交试验,获得了基本满足试验物理力学参数的配比,分析得到不同因素对相似材料物理力学性能的影响规律,基于MATLAB,对正交试验数据进行多元回归分析,并建立回归方程,对相似材料配比做出合理优化。

河谷下切对岸坡卸荷影响的数值模拟研究

为了解河谷下切过程中对岸坡卸荷的影响,以某水电站下坝址岸坡为研究对象,通过建立相应三维模型进行数值模拟计算,分析河谷下切过程中的应力场特征、位移场及塑性区演化特征。结果表明,河谷下切过程中,同高程处坡体内部应力水平大于坡表临空面,垂直于河道方向的位移逐渐增大,卸荷深度不断向坡体内部延伸。韧性剪切带的存在对边坡岩体的卸荷有较大影响。

某水电站河谷下切卸荷机理物理模拟试验研究

为研究某水电站河谷下切的卸荷机理,根据相似理论配比相似材料和堆筑模型进行室内物理模拟试验,模拟5次河谷下切,对岩体进行应力分析、位移分析和破坏情况分析。结果表明:卸荷过程中,两岸坡体应力逐渐降低,坡表局部位置出现裂纹以及小范围的垮塌现象,坡体产生了向河谷方向的位移。

河谷下切对危岩体卸荷带裂缝发育的影响

在建的金沙水电站所在地区工程地质条件复杂,经现场调查发现电站坝址区及近坝库段上游右岸的花石崖危岩体区存在有多条裂隙,裂隙发育严重危及工程安全。为此,根据危岩体边坡的地质构造和后期的地质作用,采用三维有限元数值方法建立数值模型,分期次对花石崖段河谷下切过程进行模拟,分析了河谷演化过程中河谷应力场的变化规律及卸荷特性。结果表明,下切卸荷过程中拉应力的增大形成了初始裂隙,切应力的存在导致裂隙产生错动并进一步延伸,应力集中导致河谷下切过程中应力场的不断调整,下切过程有继续开展的趋势,计算结果与裂隙位置基本吻合,表明分析方法合理、可行。

考虑河谷下切的岸坡卸荷特征成因研究

为了研究岸坡在河谷下切中发生怎样的卸荷过程及探索部分区域卸荷深度异常增大的原因,根据研究区工程地质资料建立模拟河谷下切的三维有限元模型,模拟河谷五次下切后坡体的变形,位移,塑性区分布情况,对河谷下切过程中岸坡卸荷的过程进行研究,结果表明:岸坡卸荷由两岸坡体的相向位移和卸荷回弹引起;异常卸荷现象与韧性剪切带有关,且韧性剪切带会使得上方与上方的岩体破坏现象各有不同。得出了现有卸荷特征是由河谷下切过程中的岩体卸荷回弹及边坡内韧性剪切带周围软弱岩体共同作用所决定的结论。

天津南部地区末次盛冰期以来下切河谷及沉积相序特征研究

中国河口三角洲地区发育末次盛冰期(LGM=Last Glacial Maximum)下切河谷,为研究天津南部海陆交互作用平原区LGM下切河谷,本文通过钻孔、陡坎剖面调查、遥感解译和高密度电法剖面测量等工作手段,结合AMS14C测年、微体化石(有孔虫和介形类)和孢粉鉴定等测试进行综合研究,研究结果表明该区LGM以来发育3种沉积相序类型:类型Ⅰ(FS-Ⅰ):由下切河道相—湖相—滨海相—海陆交互相(滨海湖沼/潟湖相)—河漫滩相构成;类型Ⅱ(FS-Ⅱ):由下切河道相—湖相—滨海相—河道相—河漫滩相构成;成为下切河谷内不同时期河流序列的叠置;类型Ⅲ(FS-Ⅲ):由LGM硬黏土—湖相—滨海相—海陆交互相(滨海湖沼/潟湖相)—河漫滩相构成。LGM时期古植被以云杉、松、蒿、藜等干冷植物为主,气候干冷;古河道空间格局和古流向受控于基底构造;汊道古河流发育且摆幅较大。与长江三角洲地区对比,该区下切河谷深度(宽约几百米、深20~30 m)及规模远不及前者(宽数十千米、深40~90 m)且不发育强潮河口湾相,原因在于没有开放海和统一的大河口。冰后期海平面上升,古微地貌低洼处受到海侵或地下水位上升湖相或湖沼发育形成全新世海侵基底泥炭,最大海泛面之后,不同微地貌处先后随着河流进积增强成陆,末次盛冰期以来沉积相序地层受控于全球海面变化和区域构造的影响,河海进退和河流摆动是沉积层序形成的直接原因。因研究区缺乏末次盛冰期以来下切河谷及沉积相序特征研究,故本文研究可为该区域末次盛冰期以来地层结构厘定、古环境恢复与演化以及水工环勘察、地下空间资源规划和开发利用等方面提供重要基础资料。

东营凹陷现河南坡东营组底部小型下切河谷地震地貌学特征及石油地质意义

以东营凹陷现河油区南坡为例,采用地震地貌学研究东营组底部小型下切河谷形态和分布特征。研究发现:对地震数据体进行小波域信号重构的基础上采用地震相干中的同相轴的检测技术可以进一步提高目标相干切片的信噪比,其刻画的断层平面形态更加明显;在不整合面之上、东营组底部小型下切河谷形态特征明显,呈南东—北西向延伸,其对应的地震同相轴具有明显的下凹特征;在南坡中部可识别出3~4个小型下切河谷,经剖面测量及时深转换后预测河谷宽度为380~800 m,河谷深为8~28 m。

中国河口三角洲地区晚第四纪下切河谷层序特征和形成

应用800多口钻孔及文献资料，讨论了中国沿海滦河扇三角洲、长江三角洲和珠江三角洲及钱塘江河口湾4个地区的下切河谷体系，这些皆为丰沙河流形成的河口三角洲。这些河口三角洲地区的下切河谷为长形或扇形，长数十至数百千米，宽数十千米，深40-90m。河口三角洲地区的下切河谷相序可分为4种类型，即FS-Ⅰ，FS-Ⅱ，FS-Ⅲ和FS-Ⅵ。可以将这4类相序自海向陆排成一个理想序列：FS-Ⅰ位于海岸线附近，FS-Ⅳ位于河口三角洲的顶部，显示海的影响逐渐减弱，陆相作用逐渐增强。下切河谷层序可分为海侵和海退序列。海侵序列的厚度占下切河谷层序的50％以上，体积占60％～70％。海侵序列是在海平面上升过程中，溯源堆积依次叠置而成的，其下部的河床相是在溯源堆积能到达、而涨潮流未能到达的下游河段产生的，往往不含海相微体化石和潮汐沉积构造。在海侵序列中未见区域上可对比的侵蚀面，表明冰后期海平面上升速率的变化、甚至小幅下降也未留下统一的侵蚀记录。下切河谷中的海退序列由河口湾充填及三角洲进积而成，其进程是各不相同的：长江古河口湾先被强潮河口湾相、后由三角洲相所充填，河口湾也经历了由强潮型向中潮型的转变；滦河扇三角洲和珠江三角洲，其古河口湾则被河流相和三角洲相所充填；钱塘江河口湾正被强潮河口湾相所充填。

钱塘江下切河谷充填物沉积序列和分布模式

以最新钻取的SE2孔沉积物为重点研究对象,对晚第四纪以来钱塘江下切河谷充填物的沉积特征和沉积相进行了精细研究,重建了研究区地层结构和层序地层格架,总结了强潮型钱塘江河口湾和下切河谷的沉积模式。钱塘江下切河谷充填物自下而上依次发育河床、河漫滩、古河口湾、近岸浅海和现代河口湾5种沉积相类型,表现为一个较完整的Ⅰ型层序,其内部层序界面、初始海泛面、最大海泛面、海侵和海退潮流侵蚀面、体系域内海侵面发育。钱塘江下切河谷充填物自海向陆可划分为海向段、近海段、近陆段和陆向段4段,各段沉积序列和海陆相互作用程度不同。在钱塘江下切河谷充填物中海陆过渡部位首次明确划分出了古河口湾相,并对其沉积特征和分布模式进行了初步探讨;其形成时间在9000 a BP左右,具有与现代河口湾不同的沉积特征,表现为中部为潮道砂体沉积,向陆渐变为受潮流影响的河流沉积,两侧被潮坪或盐沼沉积包围,沉积物在平面上自陆向海呈现粗—细—粗的分布模式。现代河口湾平面上自陆向海依次发育受潮流影响的河流沉积、粉砂质砂坎、潮道—潮流砂脊复合体和湾口泥质沉积区,沉积物呈现粗—细—粗—细的分布模式,与大多数河口湾常见的粗—细—粗的分布格局明显不同。

江苏南通地区晚第四纪下切河谷沉积与环境演变

采用层序地层学基本原理,以海平面升降旋回为主线,根据钻井岩芯、古生物、测年和分析化验等资料,探讨了江苏南通地区晚第四纪地层层序、层序界面、沉积特征及沉积环境的演变。结果表明,研究区晚第四纪发育三期下切河谷,形成了三套沉积层序,自下而上三个层序的地质时代分别相当于晚第四纪早期、晚第四纪中期和晚第四纪晚期。由于后期河流的强烈下切破坏,早期沉积层序往往被剥蚀殆尽,仅残留下部的河床相粗粒沉积,造成不同期河床相的叠置;相对而言,晚第四纪晚期形成的下切河谷沉积层序以不同的沉积相组合被保存下来,自下而上划分为河床、河漫滩、河口湾、浅海和三角洲5种沉积相类型,表现为一个较完整的沉积层序。晚第四纪晚期下切河谷底界面,是末次冰期海面下降,河流下切形成的侵蚀面,与河间地古土壤层顶面的沉积间断面同属一个地史期的产物,一起构成区域不整合面,界面上下岩性突变,其上的冰后期地层属同一个海平面变化旋回,可互相对比,因而具有年代地层学意义。三期下切河谷层序的套叠结构表明,晚第四纪以来,研究区存在三次"低海面—海侵—高海面—海退"周期性海面变化。

钱塘江下切河谷充填及其层序地层学特征

钱塘江口是世界著名的强潮型河口湾。平面上呈典型的喇叭状，具明显的三分性：上部的正常河流段、中部的河口湾漏斗、下部的口门带。据沉积作用和沉积相组合，钱塘江河口湾的形成及其发育可以分为四个阶段：（１）末次冰期（２００００－１５０００ａＢ，Ｒ）──下切河谷形成；（２）冰后期早期海侵（１５０００－７５００ａＢ，Ｐ．）─－河口湾充填；（３）最大海侵（７５００－６０００ａＢ．Ｐ．）──海湾形成；（４）海面相对稳定期（６０００ａＢ．Ｐ．至今）──河口湾发育。其间形成了一套完整的海退－海侵进积旋回沉积层序。下切河谷底部的厚度异常的河床相砂砾层，从形成阶段上看，可以分为两个阶段，早期是河流下切的滞留沉积，晚期是基面抬升河流加积作用形成，它们的界限即为初次海泛面。加积作用形成的河床相砂砾层，有别于滞留沉积作用形成的河床相砂砾层，前者具加积副层序组合、向上变细的正粒序，且形成的地质年代较晚。

钱塘江下切河谷充填物地质特征及浅层生物气的孔隙水压力封闭机理(英文)

近年来,在浙江省北部钱塘江河口湾地区发现并开发了大量的晚第四纪浅层生物气藏。末次盛冰期,全球海平面的下降使河流梯度增加,下切作用增强,导致钱塘江下切河谷的形成。下切河谷内的沉积序列从下到上可划分为4种沉积相类型,分别为河床相、河漫滩—河口湾相、河口湾—浅海相和河口湾砂坝相。所有的商业浅气田和气藏都分布于太湖下切河谷和钱塘江下切河谷及其支谷的河漫滩—河口湾相砂体中。钱塘江下切河谷的河漫滩—河口湾砂体埋深30～80,m,厚3～7,m,被非渗透的黏土包围,可能代表了下切河谷内分布的潮流沙脊。快速堆积的河口湾—浅海相沉积物为生物气藏的形成提供了充足的源岩和良好的保存条件。河漫滩—河口湾相的黏土层为研究区浅层生物气藏的直接盖层,主要分布在下切河谷内,其埋深、残留地层厚度和孔隙度范围分别为30～80m、10～30,m和42.2%～62.6%。河口湾—浅海相的淤泥层为间接盖层,覆盖了整个下切河谷,其埋深、残留地层厚度和孔隙度范围分别为5～35m、10～20,m和50.6%～53.9%。黏土层和淤泥层的孔隙水压力远大于下伏砂体的孔隙水压力,其差值可达0.48MPa。在储集层和盖层分界面即浅气藏的顶部,孔隙水压力值达到最大。黏土层和淤泥层的孔隙水压力可以超过砂质储集层中气体压力和孔隙水压力之和。黏土和淤泥盖层的高孔隙水压力可能是浅层生物气被完全封闭住的最重要因素。直接盖层的封闭能力比间接盖层要好。黏土层和淤泥层的孔隙水压力消散时间很长,有时候很难达到稳定状态,这表明黏土层和淤泥层的渗透性差、封闭性好。随着埋深的增加,其压实程度和封闭性能增加。与黏土层和淤泥层相比,砂层的孔隙水压力消散较快,很容易达到稳定状态,而且消散时间与埋深无关,表明砂层渗透性好、封闭性差。气体一旦进入砂层,孔隙水就不能有效释放,导致砂层的孔隙水压力消散时间比黏土层和淤泥层的要长,这可能与生物气在孔隙水压力释放后的快速补充有关。

晚第四纪钱塘江下切河谷充填物物源特征

对晚第四纪钱塘江下切河谷内SE2孔沉积物重矿物和稀土—微量元素进行系统分析,并与邻区长江沉积物相应特征进行对比。结果显示:(1)晚第四纪钱塘江下切河谷充填物中河床(U5)、河漫滩(U4)和古河口湾(U3)沉积物的重矿物组合为赤褐铁矿—磁铁矿—锆石—白钛石—锐钛矿;微量元素中的铁族元素、大离子亲石元素和高场强元素与平均大陆上地壳(UCC)相近,且大离子亲石元素和大部分高场强元素与北美页岩(NASC)相近,在Th/Co-Cr/Th投点图中靠近钱塘江物源区,远离现代长江沉积物投点区;稀土元素球粒陨石和NASC标准化曲线与钱塘江沉积物特征相似,不同于现代长江沉积物。(2)近岸浅海(U2)和现代河口湾(U1)沉积物的重矿物组合为绿帘石—辉石—角闪石—石榴石—榍石—金红石—电气石;微量元素具有与UCC较为相近或富集的铁族元素,大离子亲石元素和高场强元素相对亏损,且与NASC相比,铁族和高场强元素明显亏损,大离子亲石元素亏损较弱,在Th/Co-Cr/Th投点图中主要落于长江和钱塘江来源沉积物之间;稀土元素在球粒陨石和NASC标准化曲线中,配分模式与现代长江沉积物极为相似。(3)U5、U4和U3单元具有与U1和U2单元不同的沉积物来源:前者母岩主要为长英质中酸性火成岩,为古钱塘江提供;而后者沉积物主要来源于中基性物源区,由长江提供,同时上游钱塘江也提供了部分沉积物。可见,长江沉积物自近岸浅海沉积时期开始大量进入到钱塘江下切河谷内,为钱塘江下切河谷的沉积环境演化提供了重要物质基础。

晚第四纪钱塘江下切河谷体系层序地层特征

钱塘江河口湾下切河谷体系为一强潮型的简单山前下切河谷体系，可分为两段：第一段从低海面时的下切河谷的口门至最大海侵时海相层深入内陆最远的地方．该段内沉积物向上分别为低位河床滞留沉积、早期海侵河流沉积、滨浅海沉积和高位河口湾及河流沉积第二段从第一段的内端至湖区界芦茨阜，缺失海相层和河口湾沉积，但受基面变化的影响，下切河谷体系缺乏湾顶三角洲、中央盆地、河口砂坝等地貌单元，因此，不可套用国外的模式来划分该下协河谷体系．

晚第四纪下切河谷体系研究综述

下切河谷的研究不仅可以正确划分地层、确立年代地层格架、判定沉积环境演变、探讨海平面变化规律,对碳氢化合物勘探开发、地质工程等重大国民经济建设也有重要意义。本文介绍了下切河谷体系概念、特征、划分类型、研究历程和科学意义,着重论述了晚第四纪下切河谷的形成演化、层序地层格架和控制因素。晚第四纪下切河谷体系主要是海平面下降、河流向盆地扩展并侵蚀下伏地层的下切河流体系,在海平面上升时期被充填的长条状负向地形,以区域性的地层不整合面为底界。浪控型与潮控型下切河谷体系模式有许多不同之处:①前者存在河口砂坝、中央盆地、湾顶三角洲,后者则没有这些沉积单元;②前者浅海沉积较薄,后者较厚;③前者代表了贫砂的小河河口湾,由于泥砂量少,河口湾在最大海侵线附近,后者河流作用较强,泥砂量相对大,现代河口湾不断向海扩展,较下切河谷范围要大的多;④前者涉及溯源堆积在下切河谷充填中的作用,但对其强度估计不足。下切河谷体系的形成演化的影响因素众多,海平面变化、沉积物供应、沉积过程、下切河谷形态和气候变化等是主要控制因素。

天津市北部尔王庄地区末次盛冰期下切河谷特征

渤海湾西岸尔王庄地区钻孔岩芯、微体古生物、孢粉及14C测年等资料及联合地质剖面研究结果表明,末次盛冰期全球海平面下降使该地区形成下切河谷,冰后期海平面迅速上升引发的海侵造成古河谷的充填,依次形成河床相、河漫滩―河口湾相和三角洲相,与相邻的滦河扇三角洲下切河谷有差异,该下切河谷受海河水系控制,流向大致与古潮白河一致。其演化过程受海平面变化、构造运动和古气候等因素影响,经历了末次盛冰期深切、15~7 ka BP海侵期间河床相及河漫滩―河口湾相的充填和之后海退形成的三角洲相埋藏等三个阶段。

天津—河北沿海钻孔地层中的末次盛冰期下切河谷

文章回顾了1965年李四光先生追寻末次冰期对环境影响的讲话,以及40余年来在天津—河北沿海钻孔地层中、末次盛冰期下切河谷的发现过程。在源到汇过程中,起码自晚更新世以来,研究区已经是古黄河沉积区,多处发现的末次盛冰期下切河谷底板多位于30~32m深度,低于全新统底板一般在20m的深度;与长江口地区钻孔末次盛冰期下切河谷深62m相比,研究区下切河谷规模不如前者,也没有一个统一的大河口。末次盛冰期下切河谷最远地点,是距现代海岸约80km的河北省孟村回族自治县县城北侧,即西汉黄河亚三角洲叶瓣顶部。众多钻孔见早全新世快速沉积,只能是黄河支流有这样充足的泥沙供给,在局部顶托了早全新世海侵作用发生。

钱塘江下切河谷SE2孔全新世沉积物黏土矿物特征及其意义

通过X射线衍射系统分析了杭州湾地区SE2孔全新世沉积物的黏土矿物组成,结果显示研究层段黏土矿物主要由伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石组成;伊利石结晶度较好,化学风化指数普遍大于0.5,表明以化学风化为主,且风化趋势自下而上呈递减趋势。通过对比中国东南部主要河流沉积物的黏土矿物组成,认为钱塘江下切河谷全新世沉积物的黏土矿物组成具有较好的物源指示意义:全新世Ⅰ段(即古河口湾和河漫滩)沉积物主要来自钱塘江上游,特征黏土矿物为高岭石,河口外物质贡献不大;Ⅱ段(即现代河口湾和近岸浅海)沉积物包含较多蒙脱石,表明不仅包括钱塘江上游物质,河口外长江物质也开始进入钱塘江河口。黏土矿物中,高岭石对气候有较好的指示作用:中全新世高岭石含量达到最高值,反映气候最为湿热,化学风化程度最高;晚全新世含量逐渐降低,反映气候逐渐回冷,化学风化强度降低。

钱塘江下切河谷SE4孔晚第四纪沉积环境与古气候演化

综合钱塘江下切河谷SE4孔岩心观察和描述及粒度、孢粉、测年等分析数据,探讨了钱塘江下切河谷晚第四纪沉积环境和古气候演化,揭示了其气候变化机制下沉积响应的具体过程。研究表明SE4孔晚第四纪沉积物自下而上包括河床亚相、河漫滩亚相、古河口湾相、浅海亚相和现代河口湾相5套沉积。研究区晚第四纪以来古植被和古气候演化分为6个阶段:第一阶段植被类型为阔叶树为主的针阔混交林—草原,气候温和偏湿,沉积了河床和河漫滩亚相;第二阶段为落叶栎稍多的针阔混交林,气候温和湿润,沉积了古河口湾相和浅海亚相;第三阶段为针阔混交林,气候温暖湿润,浅海亚相沉积发育;第四至第六阶段植被类型经历了针阔混交林—草原、针阔混交林、针阔混交林—草原的交替,气候经历了温和偏干、温和偏湿、温和偏干的变化,现代河口湾相沉积发育。