32 m T型梁梁端变形对无砟轨道扣件受力规律研究

无砟轨道扣件实现了钢轨与混凝土道床、下部基础的连接。扣件受力除轮轨作用下的正常服役工作状态外,还包括桥梁地段梁端变形诱发扣件受力状态变化。为保障桥梁地段无砟轨道扣件正常服役状态,本文以32 m T型梁为载体,通过分析梁端转角、垂向位移、预留梁缝及扣件安装位置等变量,研究了T型梁梁端变形及接口构造对无砟轨道扣件受力的影响。结果表明:梁端变形引起的扣件上拔力与梁端转角、垂向位移及转角位移组合变形线性相关,提出了不同构造变量与扣件上拔力的线性表达式。研究成果可为客货共线桥梁铺设无砟轨道梁端变形控制及构造设计提供参考。

南海北部扩张的地表过程响应:来自海南岛五指山的磷灰石裂变径迹年龄证据

海南岛是南海地块的重要组成部分,其构造演化很大程度上能够反映整个南海的构造活动特征。新生代,海南岛在新构造运动作用下,断块差异升降比较明显,形成了大致以王五-文教断裂为界,北为沉降区,南为断隆区的构造格局。对断隆区隆升过程的研究能够帮助揭示海南岛新构造活动历史,但至今为止,琼中南山地隆升的原因和时限仍存在争议。为了厘清海南岛中部的剥露隆升事件,本文选择琼中南地区海拔最高、高差最大的五指山为研究区,采集8组高程岩石样品,高程范围为203.55~1153.52 m。对采集的样品进行了磷灰石裂变径迹测试和热历史模拟分析,结果表明海南岛五指山地区新生代主要经历了两期快速隆升剥露。第一期为渐新世—中新世(32~17 Ma):隆升速率较快,此时期太平洋板块向欧亚板块俯冲后撤,南海正经历第二次扩张,使得海南岛拉张,活动强烈,造成琼中山地区快速隆升,直到中中新世转为缓慢隆升。第二期为中新世末期(5 Ma)的快速剥蚀隆升阶段:南海扩张已经结束,随着菲律宾板块俯冲亚洲板块,南海北部陆缘整体处于加速热沉降阶段,且全球气候变化加快,造成了海南岛广泛的隆起和加速剥蚀。

新疆库车坳陷东部中—新生代构造-热演化与油气勘探远景分析

【研究目的】库车坳陷油气资源丰富,但与油气生成与保存相关的构造-热演化研究很薄弱。【研究方法】本研究通过对库车坳陷东部典型钻孔样品开展磷灰石裂变径迹测试分析与热史模拟,精确重建了库车坳陷东部自中生代以来的构造-热演化史,并评价了烃源岩成熟演化期次。【研究结果】本文基于原位LA-ICP-MS法测试的磷灰石裂变径迹年龄介于77.7~104.5 Ma,远小于地层年龄,有效地记录了晚白垩世的快速隆升事件。通过热史模拟揭示出库车坳陷东部地区自侏罗纪以来经历了早白垩世—晚始新世(120~40 Ma)和晚中新世至今(10~0 Ma)两期快速隆升事件,分别是由拉萨地块、印度板块与欧亚板块南缘碰撞的远程效应造成的。【研究结论】库车坳陷东部地区的差异性构造隆升是由南天山由北向南逐渐推进的俯冲挤压造成的。库车坳陷东部地区侏罗系烃源岩在多期沉降作用影响下表现为多阶段成熟演化模式,但受构造隆升事件的影响,曾在早白垩世—晚始新世和晚中新世至今处于停滞阶段。本研究厘定了库车坳陷东部自中生代以来的构造-热演化史,明确了主要烃源岩成熟演化过程,对区域构造演化和下一步油气勘探具有重要的指导意义。

青藏高原南羌塘坳陷白垩纪以来的隆升剥蚀历史——来自低温热年代学的约束

为了重建青藏高原的形成过程和评价羌塘盆地油气的保存条件,对南羌塘坳陷隆升剥蚀历史进行了研究。利用锆石和磷灰石(U-Th)/He和磷灰石裂变径迹技术,对南羌塘坳陷中部嘎尔敖包地区的侏罗系砂岩样品进行了分析,数据显示大部分颗粒经历完全退火阶段;基于实验数据对盆地热史进行反演,并结合区域低温热年代学研究,认为南羌塘坳陷共经历了3期隆升剥蚀历史,即早白垩世、古新世—始新世和中新世以来,分别造成了南羌塘坳陷中部地区1.7~2.6 km、1.89 km和1.13 km的剥蚀量。热历史结果显示,早白垩世南羌塘坳陷中部地区首先遭受剥蚀,随后剥蚀逐渐向南、北两侧传递。南羌塘坳陷第一期冷却历史可能受到羌塘地体和拉萨地体碰撞的影响;第二期冷却历史可能受到印度—亚洲大陆碰撞的影响;第三期冷却历史可能与印度—亚洲大陆持续会聚下羌塘盆地发育大量近南北向断层有关。南羌塘坳陷中部地区位于不同构造位置的样品的热历史显示,其经历了不同的剥蚀过程,这可能受到印度—亚洲大陆的碰撞和随后持续会聚造成的区域性近南北向断裂差异性活动的影响。基于不同构造位置样品热历史的差异性,认为区域性南北向断裂开始活动时间为65~45 Ma。

川北米仓山隆起构造-热演化特征

本文基于实测锆石(U-Th)/He和磷灰石裂变径迹年龄的联合热史模拟明确了米仓山隆起自新元古代以来的构造-热演化史。米仓山隆起前寒武系样品锆石(U-Th)/He年龄和磷灰石裂变径迹年龄分别为190~138 Ma和106.1~120.6 Ma,均小于地层年龄或成岩结晶年龄,有效地记录了早期热信息。热史模拟结果表明米仓山隆起自新元古代以来主要经历了早侏罗世—早白垩世和晚中新世至今两期快速冷却事件,分别与扬子-华北板块碰撞和印度-欧亚板块碰撞的东扩作用有关,而白垩纪—早中新世的缓慢冷却过程则与当时的古夷平面发育有关。本文不仅丰富完善了川北地区构造-热演化成果,而且对于该地区下一步油气勘探具有重要的指导意义。

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带新生代山体抬升和剥蚀的裂变径迹证据

阿尔金山北段阿克塞—当金山口一带的裂变径迹测年证据表明,该地区于9～7 Ma以来发生过快速抬升和剥蚀,并且一直持续形成了现今所见的阿尔金山。新生代以来至少经历了三次抬升:早期43.6～24.3Ma、中期19.6～13.6 Ma、晚期9～7 Ma。抬升速率先缓慢、后相对快速,9～7 Ma以来的抬升速率为0.94 mm/a。晚期的构造拾升可能与阿尔金断裂带左行走滑活动有关,而与相邻的柴达木盆地北缘地区的构造抬升并不一致。

南天山新生代隆升和去顶作用过程

利用磷灰石裂变径迹技术并结合库车坳陷的沉积和变形特征,对南天山的隆升和去顶作用过程进行详细的研究.南天山在中新世早期就开始了现代天山形成的隆升事件,根据样品的磷灰石裂变径迹结果,其隆升年龄为17～25 Ma;而且此隆升事件是一快速隆升事件,隆升速率达到138.8～198.8 m/Ma.中新世南天山隆升的南部边界并不是前人所认为的北部古生代地层和南部中新生代地层之间的冲断层,而是在南部的中新生代地层中.在库车坳陷的阳霞地区,隆升的界线位于吐格尔明背斜核部的韧性剪切带.通过库车坳陷的新生代沉积和变形特征的分析,提出了天山中新世以来的隆升与库车坳陷的沉积和变形特征存在很好的耦合关系.

东天山地区中—新生代隆升-剥露过程:来自磷灰石裂变径迹的证据

前人已经对西天山及邻区以及阿尔金断裂带进行了大量中—新生代隆升-剥露的研究工作,但对东天山地区的研究工作很少。天山造山带中—新生代期间的隆升-剥露过程是否具有均一性,目前仍没有确切的认识。为了获得东天山地区中生代以来的隆升-剥露信息,对吐哈盆地东南缘雅满苏地区磷灰石裂变径迹进行了研究。研究表明,在不同构造位置采集的花岗岩、砂岩、火山岩样品年龄集中分布在81～53Ma,样品年龄记录了东天山地区晚白垩世—古新世发生的冷却事件。磷灰石裂变径迹平均长度为13.60～14.36μm,接近于磷灰石初始径迹长度约14.5μm,表明径迹形成后没有发生过明显的退火作用。根据地温梯度计算得到东天山晚白垩世以来的平均隆升速率约为4.31×10-2 mm/a。进一步的热史模拟表明,晚白垩世—古新世（80～50Ma）期间东天山地区经历了一次隆升-剥露事件;始新世以后（50 Ma）,东天山地区地壳处于稳定状态,东天山隆起带现在的构造面貌基本继承了中生代的特征。

阿尔金山北段晚新生代山体抬升的裂变径迹证据

对阿尔金山北段阿克塞 当金山口剖面的裂变径迹研究结果表明 ,该区晚新生代 8Ma左右曾发生较快速抬升。抬升年龄的展布与阿尔金左行走滑断裂带晚期活动在该区所呈现的正花状构造相吻合。

黄陵隆起中-新生代隆升作用的裂变径迹证据

通过对8个样品磷灰石裂变径迹年龄和3个样品锆石裂变径迹年龄的测定以及时间-温度热演化历史的反演，研究黄陵隆起中新生代的隆升作用过程，结果表明：黄陵隆起自晚三叠世200Ma开始隆升，表现为持续的隆升过程，经历了4个阶段：200Ma～160Ma±的缓慢隆升冷却作用阶段；160Ma～98．4Ma的快速隆升冷却阶段，岩体进入磷灰石部分退火带中；之后进入了一个构造相对稳定的阶段，样品滞留在部分退火带中；随后36．7Ma～28．4Ma以来，再次快速隆升剥蚀冷却。两次快速的隆升作用指示了中扬子地区两次强烈的构造活动和构造变革。作为印支期以来持续的古隆起，黄陵隆起周缘地区是中扬子地区海相油气运聚有利的指向区。

高速铁路路基沉降高聚物注浆修复后动力性能及长期耐久性的试验研究

高速铁路路基的过大沉降影响轨道结构耐久性和列车运行安全,有必要及时通过抬升路基水平恢复轨道线路的垂向平整性。尝试通过在路基表层和轨道混凝土底座之间进行非水反应高分子聚合物填充注浆的方法实现轨道结构的整体均匀抬升。通过大型物理模型试验测试分析了抬升后轨道–路基的整体动力学性能及长期耐久性。通过定点循环激振试验对比分析了路基抬升前后的轨道整体刚度的变化规律,发现抬升后整体刚度相比抬升前略有减小,但对轨道–路基体系自振频率的影响有限;模拟列车运行的大周次循环加载测试了抬升后路基的动力累积沉降和动刚度变化过程,结果表明抬升后路基在列车长期荷载作用下具有较好的动力稳定性。

阿尔金北缘EW向山脉新生代隆升剥露的裂变径迹证据

本文主要利用磷灰石裂变径迹测年技术探讨了阿尔金北缘EW向山脉隆升的时空差异特征。22个岩体分别采自阿尔金北缘EW向山体中的卓尔布拉克、大平沟和喀腊大湾地区。裂变径迹测试结果显示,样品的径迹年龄介于(62.6±3.5)^(28.3±1.7)Ma,平均径迹长度均介于(13.25±0.15)^(14.29±0.1)μm之间。进一步根据裂变径迹长度和温度数据,开展了磷灰石温度-时间的反演模拟。结果表明,阿尔金北缘山体的隆升呈现一定的规律:在南北方向上,南部率先隆升并向北部扩展,东西方向上,山脉中段大平沟样品径迹年龄较其他样品年龄大且时间局限在古新世和始新世,呈现中间向两侧隆升趋势。所有样品热史模拟曲线形态相对一致,径迹长度分布呈单峰式,表明阿尔金北缘地区可能仅仅新生代经历了古新世—渐新世(65—28 Ma)的快速隆升-剥露事件,中新世及后期的构造隆升-剥露事件在本区不发育。对比分析阿尔金地区的隆升剥露热事件可知,阿尔金山脉新生代的隆升-剥露整体性和差异性共存:古近纪阿尔金山脉隆升具有普遍性和区域性,而中新世至今的隆升和剥露仅仅存在于NEE走向阿尔金主断裂带旁侧的山体和NE向的山体,推测中新世以来阿尔金主断裂带的快速走滑并没有影响阿尔金北缘EW向山体的隆升和剥露。

准噶尔盆地周缘山脉抬升-剥露过程的FT证据

本文主要通过磷灰石裂变径迹测年结果结合温度-时间热模拟反演的研究,探讨准噶尔盆地周缘造山带的抬升-剥露作用过程及其差异性特征。研究结果表明,准噶尔周缘造山带自晚三叠世至新近纪至少经历三次大的抬升-剥露事件,结合样品位置分析,推测准噶尔盆地周缘造山带的抬升-剥露作用具有明显不均一特征。始于晚三叠-早侏罗世的山脉抬升作用范围有限,仅局限于准噶尔东北缘;但是,发生在中-晚白垩世(～115～95Ma)的这期构造抬升作用在盆地周缘的所有山系都有记录;古近纪早期(～60～50Ma)在准噶尔盆地北缘有一期隆升事件,但该事件也仅仅局限于盆地北缘;新近纪～25Ma 以来发生在巴里坤(博格达山)的局部抬升冷却事件,仅仅局限于天山北缘,而此时准噶尔盆地的东西两侧山脉可能相对稳定,推测该期抬升事件应是印-亚碰撞的远程效应在天山地区的构造表现。

秦岭-大别-苏鲁造山带白垩纪以来的抬升冷却史——低温年代学数据约束

总计100个新的磷灰石裂变径迹数据提供了从整体上探讨晚中生代以来抬升冷却史的年代学数据。这些切过东秦岭至黄陵背斜、穿过桐柏至扬子前陆冲断带以及大别和苏鲁超高压变质岩带,南秦岭的裂变径迹年龄与扬子内的黄陵背斜相似,而北秦岭则与桐柏-大别-苏鲁相当。从北秦岭到大别,裂变径迹年龄趋于减小,但过郯庐断裂到苏鲁则略有增加。与我国西部造山带裂变径迹年龄格局相较,桐柏-大别-苏鲁带与西部各造山带显然不是处于同一挤压变形体制下。相对于超高压岩石早期快速的阶段性抬升,即岩浆活动期(～120Ma)后的抬升要和缓得多;相对于其它地质单元,扬子前陆冲断带、黄陵背斜和南秦岭在岩浆活动期后即抬升冷却到了磷灰石裂变径迹封闭温度(～110℃)对应的深度。基于裂变径迹数据和相关Ar/Ar 和 K-Ar 数据进行的冷却史模拟结果显示:全区均表现为相似的三阶段冷却过程:(1)白垩纪早期开始快速抬升至磷灰石裂变径迹退火带的冷却阶段;(2)随后的处于部分退火带的缓慢冷却阶段;(3)上新世以来的加速抬升过程。现今的磷灰石裂变径迹年龄格局基本上受控于白垩纪的快速抬升冷却事件,但最后为晚期活动断裂所定格。

滇西北独龙江岩体晚中新世以来的热史和剥蚀历史的磷灰石裂变径迹记录

位于藏东-滇西高原构造急剧转折地段的独龙江地区,其花岗岩体内系统垂向取样的9个花岗闪长岩样品的磷灰石裂变径迹年龄数据在4～6．8Ma之间。裂变径迹分析显示样品应处于剥露的部分退火带,其表观年龄主体表现为冷却年龄,部分具混合年龄特征。热史分析揭示出岩体至少记录了自晚中新世以来的3个显著冷却阶段。早期的时限可推至约13～8Ma,中、晚期的时限分别在约5．5Ma和2．8Ma,基本可以与区域上的不整合相对应。依据冷却史推导的各阶段剥蚀速率分别为0．10～0．12mm/a,0．26～0．3mm/a和0．85～1．02mm/a,可以与藏东-滇西高原周缘及邻区的盆地沉积记录相对应。研究结果为探讨藏东-滇西高原晚中新世以来的构造抬升-伸展变形提供了定量的参照时限。

华山岩体中、新生代抬升的裂变径迹证据

对采自华山岩体不同高度的磷灰石样品进行裂变径迹分析 ,所得结果结合相关地质资料认为 :(1)华山岩体抬升至少始于渐新世或始新世 ;(2 )华山主峰及北峰间可能发育一条对应于华山山前断裂的次级正断层 ,断距约 340m ;(3)据华山北峰样品研究 ,其各时段的平均抬升速率依次为2 9 2 6～ 2 5 0 5Ma ,V =0 183mm/a ;2 5 0 5～ 2 3 2 7Ma ,V =0 152mm/a ;2 3 2 7～ 2 0 59Ma ,V =0 0 19mm/a。

依连哈比尔尕山和博格达山中新生代隆升的时空分异：裂变径迹热年代学的证据

依连哈比尔尕山和博格达山同属于北天山构造带,它们的裂变径迹测年证据表明,依连哈比尔尕山于134Ma～118Ma开始隆升,中生代以来经历了5期隆升过程:134.1Ma～118.6Ma,68.2Ma～65.5Ma,37.1Ma～36.2Ma,23.8Ma和9.8Ma;博格达山于152Ma～106Ma开始隆升,中生代以来经历了4期隆升过程:152.3Ma～106.3Ma,65Ma,43.9Ma～42.6Ma和25Ma。博格达山磷灰石裂变径迹年龄与样品高程具正相关性,依连哈比尔尕山磷灰石裂变径迹年龄与样品高程具负相关性。中新生代隆升年代学及隆升机制在区域小尺度上具有明显的差异。对比北天山中尺度以及整个天山大尺度上中新生代、特别是65Ma以来的隆升和演化在时间和空间上同样具有明显的分异性。导致这种时空分异的原因一方面是印度板块与欧亚板块碰撞的远程挤压效应的动力诱导,更主要的原因可能与天山造山带不同区域深部(地幔和地壳)特定条件下的差异性活动、热-流变学性质的差异性以及不同构造边界活动的差异性有关。

青藏高原东南缘察隅地区晚新生代岩体差异抬升-剥露和高原扩展的裂变径迹证据

对青藏高原东南缘晚新生代抬升扩展的研究是联系青藏高原周缘陆内变形发展特征的重要问题。通过藏东南察隅地区的磷灰石裂变径迹分析揭示,自北向南的德姆拉岩体、阿扎贡拉岩体和察隅岩体受控于断裂构造而表现出的晚新生代差异抬升—剥露是高原向周缘扩展的一种指示。抬升—剥露的时序为15.1～13.7Ma、6.3～4.3Ma、3.5～3.3Ma、1.9～1.7Ma和1.1～1.0Ma,活动性总体上向南扩展和迁移。晚中新世(约6～5Ma)是岩体抬升—剥露速率出现转折的关键时期,在藏东南—滇西北地区具有区域响应,并可能奠定了现今青藏高原东南缘的地势发展格局。从青藏高原东北部到东南部,高原晚新生代陆内变形向周缘的扩展和增生表现出多阶段、准同时和不均衡的发展特性。

龙门山冲断带的隆升和川西前陆盆地的沉降

通过龙门山地区和川西前陆盆地岩石样品的裂变径迹和镜质体反射率的测定和计算机模拟得出:(1)松潘-甘孜褶皱带10Ma以来至少隆升了3—4km,隆升速率最低为0.3—0.4mm/a;(2)龙门山逆冲推覆构造带10Ma以来至少隆升了5—6km,隆升速率最低为0.5—0.6mm/a;(3)龙门山滑脱拆离带60Ma以来隆升1—2km,隆升速率为0.016—0.032mm/a;(4)川西前陆盆地60Ma以来隆升了1.7—3km,隆升速率为0.028—0.05mm/a;(5)10Ma以来北川—映秀—小关子断裂西侧的隆升速率是其东侧隆升速率的40倍;(6)60Ma以前松潘—甘孜褶皱带的隆升与川西前陆盆地的沉降曲线呈镜象关系,即松潘—甘孜褶皱带隆升较快时,盆地沉降也较快。60Ma以来,川西前陆盆地也以隆升为主,但松潘—甘孜褶皱带的隆升速率要大得多;(7)川西前陆盆地的古地温梯度为25℃/km。

鲁西隆起蒙山晚白垩世-新生代抬升的裂变径迹证据

研究晚白垩世以来蒙山的抬升对全面认识鲁西隆起区的构造演化具有重要的意义。对采自蒙山山脉的6个岩石样品进行了磷灰石/锆石裂变径迹测年及热历史模拟分析。分析结果表明蒙山自晚白垩世开始快速抬升,经历了70～43 Ma和32～20 Ma两个快速抬升阶段,并且蒙山的抬升表现出加速抬升的特征。晚白垩世以来蒙山的快速抬升与其毗邻的泰山有着较好的对应关系,蒙山的整体抬升略早于泰山,并且鲁西隆起的抬升表现出由南向北的抬升序列。蒙山的两期快速抬升事件很好地对应了济阳坳陷在这两个时期经历的构造沉降和区域隆升过程,表明新生代蒙山的快速抬升与济阳坳陷的构造演化有着良好的隆拗耦合关系。