河北兴隆王坪石正长花岗岩地球化学特征及成因研究

王坪石岩体具有超酸性(SiO2=73%～76%)、SiO2过饱和(大量石英)、偏铝质到弱过铝质(Al2O3=12.48%～14.23%)和碱性(Na2O+K2O=7.83%～9.41%)的特征。总稀土较低(ΣREE=(54.41～140.21)×10-6),稀土配分型式为左陡右缓的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损型。微量元素富集K、Pb等大离子亲石元素以及Rb、Th、U等强不相容元素,相对亏损Ba等大离子亲石元素和Nb、Ta、Ti、La、Ce等高场强元素和P元素。Sr-Nd-Pb同位素地球化学研究表明,该岩体的(87Sr/86Sr)i较低(0.70498～0.70503),εNd(t)为负值(-10.9‰～-12.1‰),以上特征结合岩浆混合的证据表明,该岩体的物质来源主要为下地壳古老变质岩(变质杂砂岩),但受到地幔端员的混染作用。

川南地区志留系龙马溪组页岩力学性质及微观破裂机理

为揭示页岩力学性质和微观破裂机理,对川南地区志留系龙马溪组页岩开展了X射线衍射、三轴压缩、微米CT扫描和扫描电镜测试。研究发现:页岩矿物成分和围压对其力学性质和储层物性具有显著影响。随着脆性矿物含量的增加,页岩弹性模量和峰值应力增大,指示两者具有正相关关系。随着黏土矿物含量的增加,页岩塑性增强,岩石强度降低。随着围压的增加,页岩中的裂缝逐渐闭合、孔隙变形收缩、孔隙度减小,围压越大,压缩越严重。页岩在破坏过程中主要发育矿物颗粒边界裂缝和矿物颗粒内部裂缝两种裂缝。对于力学性质相近的页岩,随着围压的增大,页岩从矿物颗粒边界裂缝占主导演变为矿物颗粒内部裂缝占主导。围压增大导致矿物颗粒内部和颗粒边界裂缝向破碎带演变,页岩发育更多的裂缝。

云南马关地区岩石圈地幔组成和年龄:地幔橄榄岩包体的Re-Os同位素限制

本文对马关地区新生代碱性玄武岩中的地幔包体进行了系统的岩石学和地球化学研究,并首次进行了包体的Re-Os同位素测试。马关地区的橄榄岩包体主量成分上表现为饱满肥沃的特征;具有不同程度的轻稀土亏损特征,亏损Nb、Ti和Zr等高场强元素(HFSE)以及Ba等大离子亲石元素(LILE);橄榄岩包体的Nd同位素特征表明橄榄岩包体代表的是不均一的亏损地幔。5个橄榄岩全岩样品的Re-Os同位素分析结果表明,样品的Os含量总体较高(3.29×10-9～3.78×10-9),接近于造山带橄榄岩体的Os含量,Re含量变化范围较大(0.24×10-9～0.54×10-9),与Re的迁移能力较强有关。样品的187Os/188Os值在0.12295～0.12530之间变化,与187Re/188Os值和Al2O3含量之间都不存在较好的相关性,说明Re-Os体系不单纯由熔体抽取过程所控制。橄榄岩包体的Re亏损年龄tRD为254～604Ma,说明马关地区岩石圈地幔形成的时代应该在新元古代之前。马关地区岩石圈地幔并非是由软流圈上涌新增生的地幔,而是经历了如下演化历史:在新元古代之前,由原始地幔的部分熔融和熔体抽取作用形成了岩石圈地幔,之后经历了熔/流体交代和改造而发生了再富集作用,导致部分地幔橄榄岩逐渐从亏损难熔的特征向饱满肥沃转变,而未遭受熔/流体的改造的橄榄岩仍然保持了难熔亏损的特征。这种熔/流体交代和改造作用很可能与晚二叠纪峨眉山地幔柱的活动有关,而新生代以来印度-亚洲大陆碰撞导致地幔物质向东南方向的侧向流动,诱发软流圈上涌和马关地区的钾质岩浆的活动,也对马关地区岩石圈地幔的改造具有重要的影响,但由于喷发时间较新对Os同位素组成的影响还未显现出来。

基于多源数据的城市下垫面信息提取与内涝模拟模型研究

在全球气候变化与中国城市化加速的背景下,城市内涝发生的频次、风险和造成的损失不断增加。城市内涝灾害模拟预测及内涝影响分析评估是防治城市内涝自然灾害、控制和降低减少灾害损失的核心内容,是分析内涝过程中内涝积水时空分布及其对社会经济影响的重要手段,对于提高城市管理水平、完善城市规划设计、切实有效地降低灾害造成的损失和影响具有重要作用,也是国际社会、学术界高度重视的热点问题之一。本文以城市内涝灾害模拟预测及影响分析评估为应用目标,基于多源空间数据,研究了服务于内涝模拟的多尺度城市汇水区划分方法、基于真正射影像和高度信息融合的下垫面信息快速提取方法,构建TGFMS-SWMM流域-城市内涝模拟模型与方法,开展了基于该模型模拟情境下的内涝影响评估应用研究。论文主要创新总结如下:(1)提出了GFMS-SWMM流域-城市内涝模拟模型与方法,解决了城市管网与自然河流接口边界条件难以获取的问题,提高了城市内涝模拟精度与准确度。将自然流域水文过程与城市雨洪过程耦合,充分发挥了 GFMS中陆面水文过程模型在全球尺度、流域尺度方面的模拟优势,尤其是提供全分布式和实时的城市管网排水与自然流域汇流干道所有接口的边界条件等,通过耦合SWMM模型,将精细的城市地形、排水管网、地表覆盖等纳入模型计算,从而模拟城市内涝的时空分布,体现了自然河道水体与地下排水管网系统之间的相互作用,实现了流域水文与城市内涝模拟的有机结合。(2)针对城市航空遥感真正射影像光谱分辨率较低、空间分辨率超高、数据量大、基本无几何畸变和位移、遮挡少、能同期获得地形数据等特点,提出了一种基于规则集的下垫面信息快速提取方法,并验证了方法的有效性、实用性。该方法基于真正射影像和地形数据,采用高度、植被颜色指数、高度纹理、亮度等特征信息,在面向对象的基础上,综合阈值分层逐步提取下垫面信息,计算量小、效率高、适用范围广。(3)提出了内涝情境下基于可达性分析的设施服务人口覆盖率、改进步行指数等指标与评估方法,建立了内涝模型模拟结果与城市居民日常生活需求之间的联系,为内涝影响评估提供了新视角、新维度。利用互联网地图、交通流量、手机信令、车行网络、步行网络等海量空间数据,面向居民生活需求,分车行和步行两种出行方式,基于可达性分析提出了内涝情境下相应指标的评估方法。

透视石的原位高压单晶X射线衍射研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧（DAC）技术,对透视石进行了室温下的原位高压单晶X射线衍射研究。实验的最高压力为11.7 GPa,在实验压力范围内,未观察到透视石发生相变。随着压力的升高,晶胞体积逐步被压缩,体积压缩率符合三阶Birch-Murnaghan状态方程,拟合获得体模量K0为114.6（5.3）GPa。压力低于9.3 GPa时,c轴的压缩率大于a轴;在9.3-11.7 GPa压力范围内,限制于透视石结构中的水分子在高压下会阻碍硅氧四面体六元环沿c轴方向的扭曲变形,导致c轴的抗压性增强,最终a轴与c轴的被压缩程度趋于一致。通过分析多种含水环状硅酸盐矿物的高压行为,发现高压下结构中水的存在形式对含水环状硅酸盐矿物的弹性性质有重要的影响。

松辽盆地西斜坡青二段底部高频层序格架内岩性圈闭研究

松辽盆地西部斜坡东北部地区青山口组二段底部高四砂组发育的三角洲前缘砂体,具备形成构造-岩性圈闭的良好条件。本文运用高分辨率层序地层分析方法,以次级湖泛面为界将研究区青山口组二段底部划分为一个下降半旋回的湖泊扩张域(Eg4)和一个完整旋回的湖泊萎缩域(Sg4),两套三角洲前缘砂体岩性主要由砂岩、泥岩、少量灰岩以及与其过渡类型岩石构成,砂岩为主,泥岩次之,灰岩很少。在二维地震资料追踪三角洲前缘的尖灭线,并通过地震属性和井点数据对该地区沉积相进行分析,研究表明,青二段湖泊萎缩域相对湖泊扩张域三角洲进积作用进一步增强,三角洲前缘砂体发育,规模大。通过砂体与构造叠合看,构造与砂体匹配,其构造背景具有鼻状构造形态,三角洲前缘条状带在西侧形成岩体变化带,可形成构造-岩性圈闭。通过对有利圈闭目标区内所有钻井的录井显示、测井解释结果统计分析,在构造高部位的井油气显示活跃,含油性较好,测井解释有油气层、差油气层。

云南马关新生代钾玄质玄武岩的岩石学与地球化学特征及构造环境

云南马关地区广泛出露了一套富含大量幔源包体和捕掳晶的新生代玄武岩.对该地区的新生代玄武岩进行了岩石学和地球化学方面的研究,为该地区自新生代印度-欧亚大陆碰撞以来发生的岩浆活动及壳幔物质交换等问题提供重要的信息和岩浆岩约束.研究表明:该区玄武岩具有富碱且富钾的特征,其中全碱含量w(K2O+Na2O)变化在2.94%～8.23%之间、K2O/Na2O在0.44～6.72之间,21个样品平均的K2O/Na2O比值为1.26.采用火山岩类型系列与划分方法,确定本区多数岩石属于钾玄岩类的玄武岩或碧玄岩.岩石具有富集LREE和LILE的特征,经球粒陨石/原始地幔标准化后的稀土元素配分形式和微量元素蜘蛛图均具有与OIB相似的特征.岩石中含有大量深源岩石包体,斑晶含量少且结晶程度低,相容元素Ni含量较高等特点,符合原生岩浆的基本特征;唯有Mg#(0.49～0.72)偏低,可能与源区本身的性质或者源区发生的壳幔混合作用等因素有关.根据钾质岩石构造环境判别标准,显示岩石形成于板内环境,其成因与印度-欧亚大陆的碰撞诱发的软流圈物质向高原东南方向侧向挤出有关.