大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山分期:K-Ar年代学与火山地质特征

大兴安岭中部哈拉哈河-绰尔河第四纪火山区分布有34座火山,这些火山总体呈北东向带状分布,火山岩分布面积约400km2,岩性主要为碱性橄榄玄武岩。根据火山地质特征,结合火山岩K-Ar测年结果,哈拉哈河-绰尔河第四纪火山可进一步划分为早、中、晚更新世和全新世4期。早更新世火山岩,由于被后期火山岩覆盖,主要分布于火山区周边和出露在河谷中。中更新世火山活动最强,不论火山数量(27座)还是熔岩流规模都超过该区第四纪火山的一半以上。晚更新世时期火山活动趋弱,火山活动范围缩小,只局限于小范围区域。全新世火山活动又进入新的高峰期,强爆破式喷发和规模宏大的熔岩流,以及保存完好的熔岩流地貌是全新世火山之特点。

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩地幔源区与岩浆成因

哈拉哈河-绰尔河第四纪火山地处重力梯度带上的大兴安岭中段。火山岩主要类型为钠质系列碱性橄榄玄武岩。火山岩大离子亲石元素和轻稀土元素相对富集,轻重稀土分异程度弱((La/Yb)N=8～12),稀土元素和微量元素配分曲线与大同碱性玄武岩平行,总体上表现出与OIB相似的特征。在Sr-Nd-Pb同位素组成特征上表现出亏损地幔的特点(εNd=4.8～5.9),接近MORB的源区范围。哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩岩浆由轻稀土富集的石榴子石二辉橄榄岩低程度(8%～15%)部分熔融产生,火山岩高MgO(>9%)、Ni(>200×10-6)和Mg#(60～70),表明它们是较原始的岩浆,岩浆上升过程经历了橄榄石和辉石为主的弱分离结晶作用,没有受到地壳物质明显混染。区域伸展作用引发软流圈地幔上涌是哈拉哈河-绰尔河第四纪火山的岩浆成因。

大兴安岭岩石圈地幔特征——哈拉哈河-绰尔河橄榄岩捕虏体的证据

大兴安岭哈拉哈河-绰尔河第四纪火山岩中含有尖晶石相和石榴石相橄榄岩捕虏体。本文报道的尖晶石相橄榄岩包括方辉橄榄岩和二辉橄榄岩两类,前者分布数量略高于后者。方辉橄榄岩多数具有较高的平衡温度(1072～1193℃),矿物化学成分变化大,含有高Mg橄榄石和高Cr#尖晶石,这些特征一致表明是古老岩石圈地幔残余的样品。而二辉橄榄岩显示相对均一的矿物化学成分和很宽的平衡温度变化范围(636～1178℃),代表了明显受到改造的岩石圈地幔,可能反映岩石圈地幔的不同深度和局部经历了软流圈与岩石圈相互作用。通过与华北克拉通的对比,发现地处兴蒙造山带的大兴安岭岩石圈地幔中仍保留有相当量的古老岩石圈地幔残余,区别于遭受强烈改造和破坏的华北克拉通东部地区的岩石圈地幔。

大兴安岭焰山、高山火山——一种新的火山喷发型式

在野外地质资料基础上,利用火山形态学方法,探讨了大兴安岭焰山、高山火山的喷发型式。结果表明,大兴安岭哈拉哈河-绰尔河火山群中的焰山和高山火山不同于斯通博利式喷发形成的火山,其早期爆破喷发的火山碎屑形成火山渣锥、空降火山碎屑席和小型火山碎屑流,晚期溢出大量熔岩。两火山具有较高大的锥体(标高200～300m以上),在结构上,松散火山砾、火山弹等构成下部的降落锥,熔结集块岩构成上部的溅落锥。由火山砾和火山灰组成的空降火山碎屑席分布在火山锥体周围。两火山溢出的熔岩经历了从结壳熔岩→翻花石→渣状熔岩的演变。根据喷发产物可推断焰山和高山火山具有以下喷发特征:爆破喷发形成持续的喷发柱→斯通博利式喷发→熔岩喷泉喷溢,其中以持续时间较长的喷发柱区别于典型的斯通博利式喷发。类似焰山、高山火山的喷发特征,在龙岗第四纪火山群、镜泊湖全新世火山群中也都有个例,这是中国大陆火山作用中一种新的喷发型式。

基于TBM滚刀等效更换次数的滚刀寿命分析

为准确获取现场TBM滚刀的使用寿命,统计引绰济辽输水工程2标硬岩隧道中TBM滚刀的消耗量和累积磨损量,结合滚刀的磨损限定值,提出滚刀等效更换次数的概念用于计算滚刀寿命。根据隧道沿线的岩体条件,分析花岗岩和凝灰岩中不同围岩等级下的滚刀寿命变化规律,探究Ⅱ、Ⅲ类围岩中滚刀寿命与岩石单轴抗压强度和岩体体积节理数的相关性。研究结果表明:1)所提出的滚刀等效更换次数可以准确计算出滚刀在不同地层中的寿命,并反映出异常失效滚刀在不同围岩等级中的占比情况;2)在Ⅱ、Ⅲ类围岩中,滚刀寿命与岩石强度呈负幂函数关系,与岩体体积节理数呈正幂函数关系,随着岩石强度的降低及岩体节理的发育,滚刀寿命逐渐增加;3)在Ⅳ类围岩中,影响滚刀失效的因素复杂,异常失效滚刀占比大,滚刀寿命降低。

绰尔河鱼类群落结构及生物多样性研究

2022年5—6月对绰尔河鱼类资源进行了现状调查,并结合历史调查资料分析了绰尔河鱼类群落结构、生态类型、区系组成、资源分布和生物多样性。结果显示:绰尔河共有鱼类67种,包括国家Ⅱ级保护鱼类3种、濒危种1种、易危种4种;鱼类群落主要由喜静缓流水生境鱼类、杂食性鱼类、产黏沉性卵鱼类、定居性鱼类和小型鱼类构成。绰尔河鱼类由6大区系复合体组成;不同区系鱼类在绰尔河具有明显的空间分布特点。此次共调查到鱼类1 249尾37种,鱼类资源呈衰退趋势。绰尔河鱼类Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数总体较高;自绰尔河上游至河口鱼类种类数和生物多样性指数呈现递增的趋势。提出了加强渔政管理、建设过鱼设施恢复连通性、开展增殖放流等资源保护建议。该研究结果可为绰尔河鱼类资源保护和恢复提供科学依据。

不良地质条件下浅埋隧洞大高差变径交叉段施工技术

长距离隧洞施工时往往需要设置辅助坑道,如竖井、支洞、斜井等,用以增加洞挖掘进工作面、加快施工进度、改善洞挖作业条件.交叉口作为辅助坑道与主隧洞相交的部位,其施工安全质量尤为重要.以引绰济辽工程为例,介绍了不良地质条件下浅埋隧洞大高差变径交叉口开挖支护施工工艺及要点,所取得的经验可为今后类似工程参考.

绰尔河源头及两岸水源涵养林水源涵养状况简析

绰尔河是嫩江右岸一级支流,发源于内蒙古呼伦贝尔市大兴安岭顶部石门子附近,属大兴安岭森工集团绰源林业局施业区,流经兴安盟扎赉特旗境内,最后在黑龙江省江桥汇入嫩江,绰尔河源头及两岸的水源涵养林的水源涵养能力大小,直接关系到嫩江上游来水是否充足,同时,对嫩江流域的生态环境状况有着举足轻重的作用。文章从绰尔河源头及两岸的水源涵养林的林分状况入手,简析了绰尔河流域的生态环境状况,同时提出了具体保护经营意见。

引绰济辽工程二标隧洞段TBM滚刀磨损规律

通过在引绰济辽工程二标隧洞段隧道掘进机(tunnel boring machine,TBM)刀盘上搭载刀盘状态监测系统,实现TBM掘进中滚刀磨损的实时监测。基于监测系统的实时滚刀磨损记录,获得单滚刀全寿命磨损规律。将单滚刀全寿命磨损过程分为低速磨损、加速磨损和均速磨损3个阶段,磨损过程中刃宽变化对滚刀速率影响显著。通过在TBM掘进过程中跟踪记录岩体条件,结合TBM掘进参数和监测数据,分析地层参数和掘进参数对滚刀磨损速率的影响。结果表明:滚刀破岩体积磨损速率较适合用于衡量滚刀磨损速率;岩石磨蚀性、岩体完整性和岩体可掘性指数是影响滚刀磨损速率的关键参数,可为将来精细滚刀磨损预测模型研究提供依据。

引绰济辽工程输水工程区平面施工控制网的建立与成果分析

主要介绍了引绰济辽工程输水工程区平面施工控制网的布设与实施工作,针对长距离供水工程的施工以及隧洞段和管线段对施工控制测量成果精度的不同要求,提出了平面施工控制网测量的关键问题及解决方案,并分析了成果精度,供类似工程参考。