复杂载荷作用下立管触地段损伤管道的动力响应

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。     

辽南庄河地区栗子房变质核杂岩的发现及意义

在区域地质调查资料基础上,根据宏观与微观构造测量,通过分析区域岩浆活动性及其测年资料等,揭示了在辽南庄河栗子房地区存在另一个变质核杂岩构造,即栗子房变质核杂岩。该核杂岩具有3层结构和5个部分,即由新太古代变质深成岩及中生代花岗岩侵入体构成的下盘、由不同层次的构造岩组成的中部拆离断层带以及由前寒武纪沉积盖层和白垩纪伸展盆地构成的上盘。栗子房变质核杂岩形成于早白垩世,运动方向为上盘相对下盘由NWW向SEE方向运动,与辽南金州变质核杂岩和万福变质核杂岩在几何学、运动学极性和形成时间等方面具有很多相似性,形成于同一动力学背景。该变质核杂岩的厘定可为阐明华北克拉通东部晚中生代岩石圈减薄过程及岩石圈的力学和流变学属性提供依据。同时,变质核杂岩与金矿床成矿关系密切,栗子房变质核杂岩的拆离断层带附近可作为下一步金矿勘查的重点工作区,成矿潜力较大。     

湘东北冷家溪群沉积岩地球化学特征及其构造意义

冷家溪群是江南造山带湖南段的最早物质纪录，其沉积构造背景及相关的钦杭结合带位置尚存争议。在野外地质调查基础上，对湘东北金井地区冷家溪群早期-中期相对新鲜砂岩采样进行系统的主量元素和微量元素含量分析，进而按时代先后对砂岩分组并进行地球化学研究，以此探讨沉积期盆地性质及大地构造格局。金井地区冷家溪群砂岩的主量元素组成变化较大，SiO₂质量分数总体较低、Al₂O₃质量分数和Al₂O₃/SiO₂比值较高、K₂O/Na₂O比值高且变化大。轻稀土富集、重稀土平坦、铕负异常明显等特征暨球粒陨石标准化曲线形态与典型的后太古宙页岩和上陆壳相似。主量元素地球化学特征反映沉积环境为弧后盆地，且早期易家桥组和潘家冲组的成熟度较高，主要来源于北邻构造相对稳定的扬子陆块南缘；中期雷神庙组-黄浒洞组的成熟度较低，可能更多来源于南邻构造相对活动的大陆岛弧。各组地层构造环境微量元素判别图解均显示为大陆岛弧环境，但从微量元素特征对母岩的继承性分析，仍反映出弧后盆地环境；有关微量元素参数的相对大小指示早期沉积环境为活动陆缘、中期沉积环境为大陆岛弧，与主量元素特征反映的信息一致。根据上述地球化学证据，提出冷家溪期构造格局与演化过程:早期受古华南洋板块向北西高角度俯冲影响，弧后软流圈上涌导致岩石圈伸展而形成宽阔的弧后盆地，金井地区处于盆地北部而主要接受北邻扬子陆块来源沉积；中期古华南洋板块俯冲角度变缓并推动大陆岛弧向北西运移，弧后盆地收缩，金井地区因构造迁移而主要接受南邻大陆岛弧来源沉积。结合区域资料，认为弧后盆地南邻大陆岛弧大体在安仁-双牌一线。      

松辽盆地北部上二叠统林西组地球化学特征及地质意义

为探讨松辽盆地北部林西组地球化学特征、沉积环境及构造背景，对该区黑富地1井所钻遇的上二叠统林西组暗色泥质板岩进行主量元素、微量元素和稀土元素测试分析，结果表明：样品主量元素平均质量分数SiO₂为65.05%、Al₂O₃为17.23%、CaO为2.58%、Na₂O为2.84%、K₂O为3.29%，K₂O/Na₂O值为0.20~3.48，A1₂O₃/（CaO+Na₂O）值为0.41~8.01；稀土元素w（∑REE）值介于80.68×10^-6~215.59×10^-6之间，平均值为173.41×10^-6，δEu值介于0.61~0.88之间，平均值为0.70，表现为Eu的负异常，δCe值介于0.91×10^-6~1.01×10^-6之间，为微弱的Ce负异常，LREE富集，HREE亏损；微量元素以亏损Nb、Ta、Sr，相对富集Rb、Ba、La、Ce、Pb、Nd、Sm为特征。样品元素分析和物源w（TiO₂）-w（Ni）、La/Th-w（Hf）等判别图解表明，林西组沉积物源具有多样性，主要来源于上地壳长英质物源，还有少量来自中、基性岩火成岩物源区。样品微量元素标准化蛛网图，稀土元素球粒陨石标准化配分模式图，K₂O/Na₂O-w（SiO₂）、Th-Co-Zr/10、F₂-F₁构造背景判别图及地球化学参数对比结果表明，松辽盆地北部林西组物源构造背景主要为活动大陆边缘和大陆岛弧，可能形成于靠近大陆岛弧的活动大陆边缘构造背景。林西组应形成于海陆过渡相到陆相环境，水体由半咸水逐渐转变为淡水。     

大兴安岭北段三根河林场新民组流纹岩锆石U－Pb定年及地球化学特征

三根河林场新民组火山岩主要由流纹岩、流纹质熔结凝灰岩组成，U－Pb定年结果表明流纹岩形成于165.71±0.83 Ma的中侏罗世.岩石地球化学分析结果显示，SiO₂含量71.05%～76.77%，Na₂O+K₂O含量6.66%～8.49%，铝饱和指数（A/CNK）1.02～1.17，相对富硅、碱、过铝质，稀土元素总量中等，轻、重稀土元素分馏明显，具有较强的Eu负异常（δEu=0.39～0.66）和Dy负异常，大离子亲石元素Ba、Sr相对亏损，高场强元素Th、U相对富集，Nb、Dy、Ti相对亏损，岩石具有A型流纹岩的特征.岩石地球化学研究表明，岩浆来源于地壳物质的部分熔融作用.空间上，新民组沿大兴安岭火山岩带中北段均有分布，显示大兴安岭火山岩带于中侏罗世处于张性构造环境.     

淮南顾桥煤矿新构造运动的证据

新构造运动系指晚新生代以来的构造运动,其在天然地震研究、煤田地质与油气勘探、城市建设等领域均具有重要的意义。以淮南顾桥煤矿为研究区,结合区域构造背景和顾桥煤矿的地震地质条件,利用地震解释中的层拉平技术恢复研究区典型剖面的古构造地貌,厘定了各条断层的时空配置关系;结合13块钻孔岩心样品的ESR和热释光年龄,定量分析了断层的发育年代。结果表明:研究区存在新构造运动,且与地震层拉平构造演化预测结论吻合;研究成果对于顾桥煤矿的设计和安全生产的意义。     

中生代之前柴达木的演化研究

现今柴达木盆地的形成,中生代以来的构造运动起到了关键性作用,但是柴达木地块在中生代以前的演化也具有重要的意义。基于前人的研究,系统论述了柴达木在中生代以前的发展演化。柴达木盆地存在一个统一的前震旦系克拉通基底,基底存在双重结构,包括元古宙结晶基底和古生代褶皱基底。柴盆周边古老山体出露有下元古界区域热变质作用形成的达肯大坂群和金水口群,以及中上元古界的小庙群、冰沟群和丘吉东沟群。柴盆基底多登—小柴旦一线可能存在一个东西向的"中央断裂带",断裂带西北部的基底塑型强、埋深大,新生界地层发育;而东南部基底具刚性,埋深较浅,第三系不发育,地表主要为第四系盖层。自显生宙以来柴达木的演化,是与新元古代联合古陆的裂解,再到二叠纪中期北半球劳亚古陆形成的大地构造演化背景一致的;寒武纪时,柴达木地块还处于南半球低纬度,后逐渐向北漂移,至二叠纪时已位于北纬12.7°。关于柴达木盆地的形成,特别是中生代后逐渐演化为现今盆—山模式,主要是受到周边断裂带的控制,即柴北缘断裂带、东昆仑断裂带和阿尔金断裂带。因此,柴达木地块的演化,是在与周边地块不断适应、调整过程中实现的。     

GF-3全极化影像在地表浅覆盖区进行地质构造解译的新方法

地质构造信息对地质矿产调查具有重要意义,野外实测和光学遥感等常规手段在一些地表浅覆盖区获取的地质构造信息十分有限,而合成孔径雷达(SAR)对地表具有一定的穿透性,在探测地表浅层覆盖区域的地质构造特征中具有独特优势。利用高分三号(GF-3)全极化影像,在典型的地表浅层覆盖区域,开展了断裂构造等信息的解译探索,提出了一种地表浅覆盖区域地质构造解译的新方法。首先对西藏改则、林芝、贵阳、北京千家店等4个研究区内的断裂构造和环带构造进行分析;接着,提出了GF-3全极化影像用于浅覆盖区地质解译的处理流程,通过引入DEM数据对GF-3影像进行地形校正,充分利用微地形微地貌特征,并采用不同极化方式的RGB合成,增强了影像的判读性,并进行地质构造解译;最后,将解译结果与1∶5万实测数据进行对比,断层的位置和方向与实测结果基本一致,同时获取了大量野外实测未能探明的浅覆盖层以下的断层信息,进一步丰富了研究区的地质构造信息。结果表明,GF-3全极化影像可用于浅覆盖区的地质构造解译,并且具有野外实测和光学遥感等常规手段所不能替代的独特优势。     

胶东纱岭金矿床构造叠加晕特征及深部找矿预测

纱岭金矿床位于焦家断裂中南段,属于典型的焦家式金矿床,探获金资源量约389.2t,目前是国内平均勘查深度最大的金矿床。为进一步探讨纱岭金矿床深部成矿潜力,该文在野外地质工作的基础上,选取钻孔岩心样品,采用构造叠加晕研究方法,重点研究Ⅰ-2号主矿体地球化学特征、原生晕分带特征,建立构造叠加晕模型并进行深部找矿预测。研究结果表明:矿床的前缘晕指示元素为As-Sb-Hg,近矿晕指示元素为Au-Ag-Cu-Pb-Zn,尾晕指示元素为Bi-Mo-W-Sn;Ⅰ-2号主矿体构造叠加晕出现"反分带"现象,表明纱岭金矿床具有多期成矿成晕特征;在矿体尾部存在前缘晕与尾晕共存叠加现象,指示深部有良好的找矿前景,预测矿体侧伏方向深部(-1600m之下)有盲矿存在,预测靶位标高为-1600m～-2000m。     

波浪作用下单桩基础周围海床液化机制研究

建立波浪作用下单桩周围三维海床动力响应模型,考虑自重影响下的海床长时间固结过程。采用已有物理模型试验数据对模型进行验证,证实其具有较好的适用性。模拟波浪作用下单桩周围三维海床液化区域,通过定量分析超孔隙水压力和土体初始有效应力的变化,讨论单桩插入深度对海床液化的影响机制。研究表明,单桩插入深度发生变化时,土体初始有效应力对海床液化的影响要大于超孔隙水压力,且影响程度随着插入深度的增加而逐渐增大。