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2020年  第39卷  第5期

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2020, 39(5).
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摘要:
2020年全国工程地质大会专栏
基于临界状态的边坡渐进破坏力学模型分析及应用
吴益平, 卢里尔, 薛阳
2020, 39(5): 1-7. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0501
摘要 HTML全文 PDF下载 icon662 icon1152
摘要:
边坡条分法物理意义是以强度折减表征材料峰值强度的下降程度。以不平衡推力部分强度折减法为例，推广传统假设，应用理想弹塑性模型和全过程剪应力-应变模型，在峰值剪应力和峰值应变相等条件下，模拟边坡的渐进破坏过程；提出了临界状态决定法，随着临界状态逐步移动，边坡不平衡力和驱动力越来越大，抗滑力越来越小，直至整体处于破坏状态。以湖北省恩施州稻池村边坡为例，以3种数值(部分强度折减、理想弹塑性和全过程剪应力-应变本构)模型揭示边坡渐进破坏过程中各参量变化特征。结果表明：3种数值条块法均能描述稻池村边坡渐进破坏过程，基于条分法和理想弹塑性模型部分强度折减系数大于全过程剪应力-应变本构模型稳定系数。
基于“三段法”的锚拉桩桩身内力计算方法与应用
苏爱军, 甘诏文, 宋洪斌, 鲁志春
2020, 39(5): 8-16. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0502
摘要 HTML全文 PDF下载 icon568 icon1089
摘要:
针对抗滑桩常因地质条件、地形地貌等原因导致受荷段底面与嵌固段顶面不在同一水平面的情况，将此段划为次受荷段，并推导了次受荷段桩后设计荷载大小计算公式和荷载分布公式，以及在弹性地基梁和悬臂梁模型下的适用于悬臂桩和锚索桩内力与挠度计算通用公式。以巴东县焦家湾移民安置点库岸防护工程预应力锚索桩为例，研究次受荷段对抗滑桩内力和挠度影响。结果表明：忽略次受荷段后土压力作用的传统计算方法会使桩身弯矩计算结果偏小，导致桩身配筋量不足，存在设计安全隐患。再以锚索排数、位置为控制变量，研究其对预应力锚索桩内力和挠度的影响，提出预应力锚索可有效地降低抗滑桩工程造价；增加预应力锚索的排数有利于调节抗滑桩内力分布，设计时应优先考虑将锚索设置为多排锚索。
数字钻孔全景影像中结构面特征智能识别方法
宋琨, 孙驰, 安冬, 仪政
2020, 39(5): 17-22. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0503
摘要 HTML全文 PDF下载 icon827 icon1116
摘要:
数字钻孔全景影像是识别深部岩体结构面的主要方法，传统解译方法主要依靠手动操作完成，其结果存在较强的人为性、主观性和较大误差。针对数字钻孔全景影像技术，提出了一种考虑结构面图像灰度分布特点的智能识别新方法。通过钻孔图像的灰度化、降噪预处理后利用结构面定位信号特征值D定位结构面，获取其所在区域图像；再进行边缘检测、阈值分割及形态学等处理，通过拟合边缘曲线并结合数学表征方法实现了结构面特征(产状、隙宽等几何参数)的智能化识别。通过对地下水封洞库工程深部岩体数字钻孔影像的实例分析，运用本智能识别方法获得结构面特征信息相对于传统人工识别方法，其结果的准确性和客观性更强、批量识别效率更高。这对这数字钻孔影像的智能、快速识别具有一定的参考价值。
岩质边坡平面滑动锚固方向角的三维优化方法
安彩龙, 梁烨, 王亮清, 孙自豪, 邓姗, 朱林锋, 姜耀飞, 田建林
2020, 39(5): 23-30. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0504
摘要 HTML全文 PDF下载 icon587 icon1128
摘要:
以岩质边坡中常见的平面滑动为研究对象，研究其最优锚固方向角的计算方法。将锚索自由段单位长度能提供的最大抗滑增量作为目标控制变量，将坡面和滑动面特征参数与锚索设计参数作为优化控制自变量，通过坐标系转换得到的线性方程组对锚索的预拉力进行分解，并根据锚索支护时的三维模型建立了锚索自由段长度的优化公式，进而推导了用于锚固方向角三维优化的新计算方程。在该方程的基础上借助MATLAB软件中的fmincon函数对锚索加固方向不受限制时的锚固方向角进行了优化。最后通过锚固方向角敏感性分析与工程实例分析相结合，证明了推荐的最优锚固方向角计算方法的有效性与先进性。新方法有效地解决了边坡坡面与滑动面走向存在夹角时最优锚固方向角的求解问题，可进一步提高锚索的锚固效益，降低边坡的支护费用。
电缆通道本体结构失效及加固修复技术
李明, 贺雷, 马保松, 王天宇, 朱子豪
2020, 39(5): 31-37. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0505
摘要 HTML全文 PDF下载 icon587 icon1123
摘要:
我国城市地下电缆通道结构，在其设计寿命周期内容易受到复杂的环境和人类工程活动的影响而发生失效破坏，并造成巨大的社会经济损失和影响，因此需要针对其结构的破坏规律和加固修复方法展开研究，进而有效避免工程灾害的发生。为了探究电缆通道的结构失效问题及其加固修复方法，参考地下管道结构特点，采用工程实例与数值模拟相结合的方法，研究了电缆通道本体结构破坏的类型、分级，结构的应力应变分布及其裂缝的分布规律。工程实例表明其结构损伤形式通常有8种，4个级别；数值模拟结果显示该类结构损伤大都集中在结构失效的危险区域。从适用范围、修复效果和成本等方面对相关的结构加固修复方法——明挖修复、注浆加固修复和非开挖喷涂修复方法进行了对比和分析，对比结果表明非开挖喷涂修复方法适用性较强，施工便捷，安全高效。通过结合对结构破坏和加固修复方法的研究，可以为解决我国的地下电缆通道中可能存在的结构失效问题提供参考。
块石定向性特征对土-石混合体强度影响的数值模拟
林成远, 唐辉明, 汪丁建, 李田军, 温韬
2020, 39(5): 38-46. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0519
摘要 HTML全文 PDF下载 icon565 icon1163
摘要:
为了探讨土-石混合体的力学强度受块石定向性特征的影响，开发了二维椭圆块石集合体随机模型(2D Elliptic Block Collection Stochastic Model，简称EBCS2D)，并在此基础上进行了双轴压缩数值模拟。模拟结果显示土-石混合体的强度受块石定向性特征的影响，该影响规律与含石量显著关联。通过对各向异性屈服面曲线方程和数值模拟结果的拟合分析，验证了该屈服面曲线方程在表达土-石混合体强度方面的适应性。通过引入土-石相互作用单元的概念，阐明了在低、中、高3种含石量下，块石孤立作用和团簇作用交替主导，造成了块石定向性特征对土-石混合体力学强度的不同规律的影响。
基于损伤分区与统一强度理论的岩石本构模型
申培武, 唐辉明, 宁奕冰, 安鹏举, 张勃成, 何成
2020, 39(5): 47-54. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0516
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摘要:
自然界中岩石内部均存在一定程度的损伤，损伤的持续演化过程对岩体的稳定性极为不利。为了研究岩石的损伤演化过程，将岩石分为未损伤部分、闭合裂隙部分与张开裂隙部分，采用统一强度理论与统计损伤理论分析岩石微元强度的分布，通过分析变形协调条件下各部分的应力-应变特征得到岩石的损伤本构模型与损伤演化模型，与巴东组紫红色泥岩三轴压缩试验结果对比验证后将模型应用于某反倾层状岩质边坡的破坏深度分析。分析结果表明：提出的损伤本构模型可以较好地模拟巴东组紫红色泥岩的三轴压缩应力-应变特性，提出的损伤演化模型可以较好地分析巴东组紫红色泥岩的损伤演化过程，且模型参数具有明确的物理意义；此外，根据基于损伤演化模型的反倾层状岩质边坡破坏深度修正模型计算得到的结果偏保守，用于岩土工程设计偏安全。
循环荷载作用下片麻岩劣化损伤机理与规律试验
杨龙, 史小勇, 陈钱, 魏云杰, 张明, 吕文韬
2020, 39(5): 55-60. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0517
摘要 HTML全文 PDF下载 icon481 icon1186
摘要:
新疆塔县地区广泛分布的大规模片麻岩崩塌、滑坡主要是由于长期地震力循环作用下岩体劣化所致。为揭示该地区片麻岩在地震力作用下的劣化损伤机理，采用在不同应力水平条件下对片麻岩岩样进行循环荷载试验和三轴压缩试验的方法，分析了片麻岩阻尼参数及循环加、卸载前后三轴抗压强度的变化规律。研究结果表明：片麻岩阻尼比和阻尼系数随着循环荷载次数的增加而逐渐降低，随着应力水平的升高而增大；循环荷载作用后，片麻岩的三轴抗压强度均明显降低，且应力水平越高，降低的幅度越大；此外，片麻岩内部矿物颗粒的相互摩擦，原生微裂隙、孔洞的张开、闭合以及次生裂隙的产生、发展是导致其劣化损伤的主要机制。总的来说，长期地震力作用下，研究区片麻岩由于内部劣化损伤导致的力学性质降低，是该区域广泛发育大规模崩塌、滑坡等地质灾害的主要原因之一。
冻融循环作用下砂岩单轴压缩破坏断口特征分形研究
周盛涛, 方文, 蒋楠, 胡萌, 罗学东
2020, 39(5): 61-68. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0518
摘要 HTML全文 PDF下载 icon572 icon1118
摘要:
寒区岩石的力学特征往往受到冻融循环和荷载的共同影响，冻融岩石单轴压缩破坏断口蕴含着与冻融循环和荷载有关的损伤演化信息，冻融岩石单轴压缩破坏断口研究对冻融岩石断裂破坏机理分析有重要价值。为研究冻融岩石单轴压缩破坏断口形貌特征及其与宏观力学参数之间的关联性，通过摄影观测经历不同次数冻融循环的砂岩单轴压缩破坏断口形貌，采用像素点覆盖法计算断口分维值，探究了断口分维值与宏观力学参数之间的关系。结果表明：随着冻融次数的增加，冻融砂岩的力学性能劣化，单轴抗压强度、弹性模量、断口分维值、耗散能密度逐渐减小，峰值应变增大；单轴抗压强度、弹性模量、耗散能密度均与断口分维值之间存在指数关系，断口分维值越大，对应的单轴抗压强度、弹性模量、耗散能密度越大。冻融岩石单轴压缩破坏断口分维值可作为寒区岩体断裂破坏机理分析的有效参数。
资源地质工程
莺琼盆地区中央峡谷源头沉积特征及油气勘探前景
谢玉洪
2020, 39(5): 69-78. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0601
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摘要:
深水油气勘探是近些年油气勘探取得重大发现的主要领域，我国已在琼东南盆地深水区中央峡谷体系中发现并成功开发了首个深水大气田——陵水17-2气田。为进一步扩大油气勘探成果，急需阐明中央峡谷源头区沉积特征及其油气勘探前景。基于在多口钻井约束下覆盖整个研究区的三维地震资料综合解释建立的等时地层格架，系统总结了中央峡谷体系的形成演化过程，及各演化阶段中央峡谷源头区的沉积体系类型、空间展布和沉积模式，进而结合研究区天然气成藏条件和成藏模式分析，讨论了中央峡谷源头区油气勘探前景。研究结果表明，中央峡谷源头区在黄流组发育了深水水道、陆架边缘三角洲和水道化扇等沉积体系，来源于印支地块、红河和海南岛等多物源区的沉积体系总体以重力流方式呈汇聚型向盆地深水区搬运，并最终汇聚于中央峡谷体系内。在中央峡谷源头区沉积的轴向水道、陆坡水道和水道化扇内发育了优质储层，因此，来自深部的天然气在具有以泥-流体底辟构造作为天然气输导通道的区域，有望聚集形成大型整装天然气藏。该研究成果不但丰富和完善了中央峡谷沉积体系的认识，而且对南海北部深水油气勘探具有重要实际价值。
砂砾质辫状河露头地质建模方法研究:以克拉玛依黑油山露头区35剖面为例
史乐, 袁述武, 王辉, 李想, 吴小军
2020, 39(5): 79-86. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0506
摘要 HTML全文 PDF下载 icon480 icon1093
摘要:
露头研究对认识地下地质情况具有举足轻重的作用，通过露头揭示的沉积规律可以更加精确地描述地下同类型的沉积特征。以克拉玛依油田黑油山露头区35剖面为例，采用RMS地质建模软件的基于目标的Composite方法，确立建模基本目标体，评估多期河流沉积的形态规律，建立与露头认识一致的辫状河砂体的空间展布模型。研究表明，通过Composite方法多次迭代得到了辫状河多期河道侧积与切割的理想结果；通过目标函数和接收概率的退火模拟方法能够解决辫状河和三角洲河道砂体的几何形态问题。
姬塬地区长81油层组砂体结构特征及对油藏的控制作用
邱祥亮, 陈小东, 丁黎, 谭玉涵, 黄琼
2020, 39(5): 87-96. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0507
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摘要:
作为姬塬地区主力开发层系的长81油层组，其砂体的交错叠置关系严重影响该地区油藏分布规律的认识。为了研究长81油层组砂体结构特征及其对油藏分布的控制作用，立足于长81油层组的砂体形成机理，综合沉积、测井等资料划分砂体结构类型，刻画砂体的横向交错和纵向叠置关系，进而厘清砂体结构对油藏分布的控制作用。研究结果表明：姬塬地区的砂体结构可划分为4种类型，分别为叠合箱型、齿化钟型、孤立箱型和孤立指状型，其中叠合箱型砂体含油性好，是油藏主要储集体；齿化钟型和孤立箱型砂体顶底含油性差，中部含油性好且均匀；孤立指状型砂体物性和含油性均较差。该地区的砂体结构与有利区分布具有显著关系，叠合箱型砂体发育地区多为Ⅰ类有利区。研究成果可为姬塬地区长8油藏的精细勘探开发提供依据和方向。
湖北大冶铜山口斑岩-矽卡岩型铜钼矿床包裹体特征及流体演化意义
何迪, 谭俊, 刘晓阳, 张铭, 赵彪, 陈杨, 赵岩岩
2020, 39(5): 97-108. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0508
摘要 HTML全文 PDF下载 icon922 icon1214
摘要:
为了提供矽卡岩岩浆成因证据，丰富多成因矽卡岩理论，并研究湖北大冶铜山口铜钼矿床成矿流体性质，以包裹体的岩相学观察为基础，结合高温流体包裹体显微测温和激光拉曼光谱分析，对铜山口矿床矽卡岩矿化进行了研究。结果表明：在早期矽卡岩矿物石榴石中发现了丰富的晶质和非晶质熔融包裹体、熔体-流体包裹体，表明天然岩浆珠滴被矽卡岩矿物晶格缺陷捕获，其中含有石榴石、黄铜矿等子矿物，且早期流体包裹体均一温度超过500℃，为早期矽卡岩岩浆熔体成因提供了重要证据。矽卡岩成矿早期以岩浆作用为主，晚期以热液作用为主，且熔-流转换的过程主要发生在干矽卡岩阶段，早期岩浆熔体中富含成矿物质，为矿区深部成矿提供了物质基础。
东太平洋CC区多金属结核铂族元素(PGEs)的特征及其意义
邱忠荣, 马维林, 杨克红
2020, 39(5): 109-117. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0509
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摘要:
为了研究多金属结核的成矿机理，对中国大洋第45航次在东太平洋CC区（Clarion-Clipperton zone）所获得的20枚多金属结核进行了主量、微量及铂族元素分析测试，并与其他区域不同类型的多金属结核进行了对比。结果表明，研究区多金属结核基本为混合型结核，其PGEs总质量分数（w（ΣPGE））为77.2×10-9~197×10-9，平均值为136×10-9，明显低于库克（Cook）岛海域典型的水成型结核的值（w（ΣPGE）=306×10-9）；研究区结核球粒陨石标准化PGEs配分模式与水成型结核及富钴结壳非常相似，均呈现明显的Pt正异常及从Os到Pt逐渐富集、从Pt到Pd逐渐亏损的特征，结合海水的PGEs配分特征及前人研究结果，表明结核中PGEs应该直接来源于海水；研究区多金属结核w（ΣPGE）与w（Fe2O3）表现为正相关，与w（MnO）表现为负相关，而Cook岛海域水成型结核w（ΣPGEs）则与w（MnO）表现为正相关，与w（Fe2O3）表现为负相关，表明不同成因类型的多金属结核PGEs的赋存载体有所不同，水成型结核中PGEs主要赋存在锰矿物相中，而混合-成岩型结核则主要赋存在铁矿物相中，且成岩作用越强，结核富集PGEs的能力越低。研究成果对于东太平洋多金属结核成矿机理及其赋存载体研究有一定的指示意义。
四川盆地及周缘地区加里东运动幕次研究现状综述
张浩然, 姜华, 陈志勇, 苏旺
2020, 39(5): 118-126. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0510
摘要 HTML全文 PDF下载 icon1102 icon1294
摘要:
四川盆地位于上扬子北缘，前人研究表明加里东运动对四川盆地岩相古地理格局和油气分布具有重要控制作用，但已有的研究成果之间存在较大分歧。通过系统梳理和对比前人在华南板块上形成的构造认识，首先将华南板块上发生的加里东运动分为3幕：郁南运动、都匀运动和广西运动，并对华南加里东运动的构造演化进行了详细的描述；通过对比分析，归纳了加里东运动在四川盆地周缘与内部的同步响应特征；最后根据川中地区地层的剥蚀情况以及沉积环境，进一步明确了川中古隆起的构造演化，认为川中古隆起发育于兴凯地裂运动，后受到加里东期3幕运动的改造变形，最终在二叠纪前定型为大型鼻状古隆起。在此期间，川中古隆起形成了多个不整合面，发育了多套有利储层，其研究成果可以为下一步的勘探部署提供参考。
北秦岭孤山坪地区辉长岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成
翟文建, 赵焕, 崔霄峰, 何凯, 翟文芳, 杨俊峰, 李承东
2020, 39(5): 127-138. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0511
摘要 HTML全文 PDF下载 icon856 icon1136
摘要:
北秦岭孤山坪地区辉长岩的研究程度较低，而辉长岩通常是下地壳或上地幔玄武质岩浆结晶的产物，可以在一定程度上反映特定地质时代壳幔演化格局。为了研究其成因和形成机制，对其锆石U-Pb年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素进行了研究。结果表明：辉长岩的侵位结晶年龄为（457.4±1.4）Ma，即形成于晚奥陶世；总体上富集轻稀土元素和大离子亲石元素K、Rb、Ba、Sr，相对亏损高场强元素Nb、P、Ti、Zr，指示其可能形成于活动陆缘弧环境；锆石εHf（t）=6.4~9.1，一阶段模式年龄（tDM1=822~708 Ma）和二阶段模式年龄（tDM2=1 268~1 025 Ma）均大于锆石结晶年龄。综合研究认为，孤山坪地区辉长岩原始岩浆应来源于受俯冲流体交代作用改造的富集型地幔，可能形成于二郎坪群早期岛弧与秦岭地块之间的弧陆碰撞所导致的增生造山作用过程，代表了晚奥陶世二郎坪群由岛弧向弧后盆地转化的初始岩浆记录。本研究可以为北秦岭早古生代构造演化的厘定提供进一步的约束资料。
环境地质工程
伊犁盆地水文地质条件与铀成矿的关系
何忧, 荣辉, 黄琨, 王宗星, 万军伟
2020, 39(5): 139-147. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0629
摘要 HTML全文 PDF下载 icon731 icon1117
摘要:
砂岩型铀矿是一种水成矿产，研究盆地水文地质条件与铀成矿的关系对揭示铀成矿规律和预测铀成矿靶区十分重要。以伊犁盆地为例，根据盆地地下水系统演化特征分析了不同地质时期铀成矿的水动力条件，运用水文地球化学测试技术分析了地下水化学特征及铀成矿的水化学条件，结合铀矿勘探钻孔资料，统计分析了铀储层及其内部层间氧化带的发育特征与铀矿分布的关系，揭示了盆地内部不同部位、不同时代铀储层的铀成矿水文地质条件的差异以及铀成矿的有利区段。结果表明：空间上，盆地西南部构造稳定，铀储层规模大、连续性好，铀成矿作用的持续性好，具有最有利的铀矿富集的水文地质条件；东南部次之，北部的铀成矿条件最弱。各铀储层中，西山窑组的铀成矿条件最好，八道湾组次之，小泉沟群最弱。
神农架大九湖PAHs多介质归趋模拟
廖婷, 邢新丽, 石明明, 刘威杰, 程铖, 胡天鹏, 祁士华
2020, 39(5): 148-155. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0512
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摘要:
选择美国环境保护署EPA优控污染物NaP（萘）、Phe（菲）、Fla（荧蒽）、BaA（苯并蒽）、Chr（屈）、Pyr（芘）和BaP（苯并芘）7种多环芳烃（polycyclic aromatic hydrocarbons，简称PAHs）作为研究对象，采用Level Ⅲ逸度模型对神农架大九湖地区PAHs多介质归趋进行了模拟，并利用神龙架大九湖大气、土壤、水体和沉积物中PAHs的实际监测数据对模型进行了验证；同时，将气候因素（温度、降水）对环境介质中PAHs转化的影响整合进模型中，探讨了气候变化对PAHs归趋的影响。结果表明：模型计算值与研究区PAHs监测值吻合良好，说明模型参数的选取合理可靠；不同PAHs的相间迁移通量具有一定差异，2环和3环PAHs则以沉积物向水体、水体向大气迁移为主，表现出由沉积物向水体和大气释放的特点，而4环和5环PAHs以大气向土壤和水体向沉积物迁移为主，体现出由大气向土壤和沉积物沉降的特点；温度与水-气、土-气和水-沉积物界面交换净通量存在明显的正相关关系，降水量与水-气、土-气界面交换净通量呈负相关关系，但与水-沉积物界面交换净通量呈正相关关系。本研究结果表明应重视因气候变化而引起的土壤、水体、沉积物的内源释放所造成的二次污染。
江汉平原高砷地下水稳定碳同位素特征及其指示意义
袁晓芳, 邓娅敏, 杜尧, 甘义群
2020, 39(5): 156-163. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2021.0008
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摘要:
溶解性有机碳（DOC）是地下水中砷释放过程的关键因素，为查明江汉平原高砷地下水稳定碳同位素特征，识别有机质的降解过程对砷富集的影响，采用稳定碳同位素分析测试技术并结合地下水化学特征，对江汉平原典型砷中毒病区的浅层地下水进行了区域采样分析。结果表明：浅层承压水的砷质量浓度为0.23~2 621 μg/L。地表水较地下水具有更负的δ13CDOC、δ13CDIC值。地下水中溶解性无机碳（DIC）的δ13CDIC值在-11.9‰~-3.99‰之间，溶解性有机碳的δ13CDOC值在-28.5‰~-19.6‰之间。地下水的δ13CDIC-δ13CDOC差值与ρ（As）呈一定负相关关系，表明微生物作用下有机质的降解促进了As的富集。δ13CDIC-δ13CDOC差值与δ13CDIC和ρ（DOC）均具有较显著的正相关关系，表明地下水中有机质的氧化分解是导致δ13CDIC贫化的重要过程，微生物作用下溶解性有机质的降解是地下水中无机碳的重要来源。此外，江汉平原少数高砷地下水呈现较大的δ13CDIC值，推断江汉平原高砷含水层强还原环境下可能存在的产甲烷过程导致了明显的碳同位素分馏。
岩溶洼地内涝蓄水量与不同级次裂隙对溶质迁移影响的室内实验与模拟
季怀松, 罗明明, 褚学伟, 张雪梅
2020, 39(5): 164-172. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0520
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摘要:
岩溶洼地在西南地区分布广泛，岩溶地下水为当地居民生产和生活的主要水源，研究岩溶洼地内涝条件下裂隙系统中的溶质迁移及响应规律可为峰丛洼地区岩溶地下水的污染防控提供科学依据。基于相似原理构建了岩溶洼地-裂隙系统物理模型，采用对流-弥散模型和脉冲响应模型对溶质迁移过程进行了模拟分析，探讨了不同级次裂隙和内涝蓄水量大小对溶质迁移的影响。结果表明：大裂隙作为优先水流通道，对溶质迁移起主要的控制作用；小裂隙对溶质迁移起暂时储存和缓慢释放的调蓄作用，其溶质迁移的叠加过程使总出口溶质迁移的"拖尾"效应更加明显；随着内涝蓄水量的增加，稀释作用增强，导致溶质峰值质量浓度降低、溶质质量浓度回归至本底值的时间延长、延缓释放溶质的质量增加。该物理模型是对复杂岩溶洼地系统内污染物迁移研究的一种新探索，其模拟结果进一步深化了对洼地内涝条件下面源污染物在岩溶水系统中迁移规律的认识。
新技术新方法
近地表弹性介质瑞雷波勘探研究进展与展望
宋先海, 张学强, 王一鸣, 侯喜, 李翔
2020, 39(5): 173-182. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0608
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摘要:
瑞雷波法已在研究地球内部结构、近地表地球物理工程和超声无损检测等领域中获得了广泛应用，尤其是近年来瑞雷波法作为近地表场地表征新兴领域的前沿技术已成为国际学术研究与应用的热点。对国内外近地表弹性介质瑞雷波勘探的主要研究成果与进展进行了综述，通过对瑞雷波勘探现有的研究成果和进展密切追踪发现当前近地表瑞雷波勘探主要基于水平地表弹性水平层状介质模型，利用单分量瑞雷波相速度频散曲线单目标反演获得一维横波速度剖面和相关岩土力学参数。但是，该方法也存在着现有瑞雷波频散曲线反演极易出现模式误识别、现有单分量单目标瑞雷波反演未充分利用多分量信息、现有瑞雷波相速度反演未充分利用群速度传播特性、现有瑞雷波反演未充分利用质点椭圆极化振动特性等挑战性学术难题和不足。基于上述问题，建议未来近地表弹性介质瑞雷波勘探重点研究方向应集中在进行多模式表面波全速度谱反演研究、多站多分量表面波相速度多目标全速度谱反演研究、单站多分量表面波群速度多目标全速度谱反演研究和单站多分量表面波椭圆极化振动特性多目标反演研究。由此构建新的近地表多分量瑞雷波多目标全速度谱反演理论，引领多分量瑞雷波多目标反演学科前沿，拓展现有单分量瑞雷波单目标反演理论范畴，推动多分量瑞雷波高精度实用勘探技术的发展。
基于多源遥感数据的纳米比亚欢乐谷地区千岁兰断裂带识别及新发现
王俊虎, 武鼎, 张杰林, 郭帮杰
2020, 39(5): 183-190. doi: 10.19509/j.cnki.dzkq.2020.0630
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摘要:
遥感影像因其可直观显示地质构造形迹的物理特征及地表形态，弥补野外点线观测的局限性，在成矿环境识别及资源评价领域受到众多地学工作者的青睐。以纳米比亚欢乐谷白岗岩型铀成矿区为研究区，基于ETM+、Radarsat-2多源遥感数据，通过开展彩色合成、纹理信息提取、光学和雷达信息融合等图像信息增强，从地层、岩体、构造、地形、水系、植被等方面构建了千岁兰断裂带遥感解译标志，如岩体、岩层被切割、错开或呈穹窿状，地貌为破碎的山体垭口形态或地形切割强烈破碎的深沟，发育硅化、高岭土化、钾化、方解石化、绿泥石化蚀变现象等。基于构建的遥感解译标志和断裂识别方法，识别出了区内部分出露、部分隐伏、规模最大且最重要的千岁兰控矿断裂，创新性提出了千岁兰断裂在区内并非为1组断裂，而是由北部、中部、南部3组断裂组成的断裂带。结合野外出露断裂判别特征和控矿作用分析，验证了千岁兰断裂带的真实存在，且正是该断裂带控制着区内含铀白岗岩和铀矿化的产出。

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