面向生态的矿区地下水位阈限研究

分布在干旱半干旱地区的植被,由于降水不足以维持其长期生存,需要地下水提供部分或全部水源,因而对地下水有一定的依赖性。煤层开采破坏含水层后地下水位会大幅降落,这在一定程度上会给依赖地下水植被造成水分胁迫,进而控制生态系统演化过程。针对榆神矿区煤层开采引起地下水位变化的基本特征,提出了生态安全约束下矿区地下水位控制阈值的确定方法。研究表明,植物根系与地下水毛细上升带保持接触时,植物就可以吸收利用地下水,因此本文将最大毛细上升高度与根系长度之和作为植被利用地下水的最大临界埋深。在毛管流理论指导下,以颗粒排列方式与孔隙直径大小的关系建立了最大毛细上升高度计算公式,并给出了通过颗粒级配曲线确定最大毛细上升高度的方法。据此计算的毛乌素风积沙最大毛细上升高度的取值区间为0.7～2.0 m,进一步确定了榆神矿区生态安全约束下的矿区水位控制下限为4.0 m。在此基础上,以2016年地下水流场基准,以水位埋深4.0 m为界将榆神矿区划分为生态约束区和无约束区。水位埋深小于4.0 m的区域植被对地下水依赖程度高,属于生态约束区,煤层开采造成地下水位下降极易使植被遭受水分胁迫,因而是矿区生态环境保护的重点。研究成果阐明了榆神矿区生态环境及地下水位对煤层开发的限制条件,为进一步推进保水采煤技术的发展奠定了理论基础。     

分级循环加卸载下砂岩损伤力学特性研究

通过选取陕西省略阳市某滑坡表层的中风化砂岩进行静态单轴压缩试验与三轴循环加卸载试验,研究低围压循环加卸载条件下岩石的损伤力学特性,得到力学参数、损伤参数、滞回环面积等随循环过程的演化规律及循环荷载作用下砂岩的变形破坏机制。结果表明：循环加卸载试验过程中,围压增强砂岩抵抗变形破坏能力,随着围压增大,动弹性模量明显增大而动泊松比逐渐降低,砂岩试样内凹现象逐渐“模糊”;滞回环面积受围压与轴向载荷影响明显,与围压变化呈负相关,与轴向载荷变化呈正相关,轴向载荷增大时,不可逆应变逐渐累积,砂岩损伤加剧;砂岩内部原始裂隙在初始较低循环荷载作用下压密,后过渡到弹性变形与裂纹稳定扩展阶段,随着试验进行,裂纹加速演化不稳定扩张,岩样逐渐变形失稳破坏。     

矿产开发对地下水失衡影响及其控制对策——以陕北煤炭资源开发为例

地下水既是不可或缺的水资源,也是重要的生态与环境支撑要素.保护和合理开发利用地下水资源,足经济社会可持续发展的基础保障条件.矿产开发改变了地下水循环规律、破坏了含水层结构、造成地表水径流变迁和水质严重污染.文章以陕北能源化工基地煤炭开采破坏地下水为例,在系统分析采矿导致地下水失衡机理基础上,提出加快"采矿保水"的法制建设、加强矿山企业准入管理、强化地下水保护论证、鼓励高新技术进入采矿业、大力发展循环经济等4项措施.     

基于地统计学的伊犁-巩乃斯河谷渗透系数空间变异性研究

渗透系数的空间变异性研究是水文地质领域研究的热点问题之一,然而伊犁-巩乃斯河谷区渗透系数的变化规律尚不清楚,一定程度上制约了该地区地下水形成演化和资源评价的研究进程。运用地统计学理论和方法,进行了伊犁-巩乃斯河谷含水层渗透系数的空间变异性分析。结果表明:伊犁河谷西部平原区的潜水含水层的渗透系数服从Box-Cox变换的正态分布,承压水的渗透系数服从对数正态分布,变差函数均符合高斯模型;采用Kriging最优值理论进行了插值空间分析,潜水渗透系数插值结果表现为霍城县西部渗透系数偏高,伊宁县北部为渗透系数最小的区域,巩乃斯河谷地渗透系数较稳定;承压含水层渗透系数除察县附近外,总体呈现自东向西逐渐变小的特点;结合该区地形地貌和水文地质条件,划分了潜水和承压水的渗透系数分区,为地下水资源评价提供了关键水文地质参数。     

吐哈盆地鄯善弧形带三间房组二段重矿物物源分析

利用重矿物的相关性分析、因子分析、 Q 型聚类分析、稳定系数分析、平面组合特征分析以及古地貌 地形分析等,对吐哈盆地鄯善弧形带三间房组二段的重矿物组分进行了统计研究,认为该区母岩类型主 要为沉积岩和变质岩,分别对应南部塔克泉凸起主要物源区和东南部了墩隆起次要物源区,其中塔克泉 凸起物源区主要控制弧形带丘陵地区辫状河三角洲扇体展布形态,了墩隆起物源区主要控制温吉桑地区 辫状河三角洲扇体展布形态,丘陵东部地区则为两大物源交汇区。     

公益性地质工作引入竞争机制探讨

公益性地质工作引入竞争是促进地质事业改革的重大举措。根据地质工作特点,参照建设工程项目招投标管理模式,科学制定不同类型地质调查项目的竞争方式,健全完善竞争性选择地质项目承担单位的管理制度和操作规程是做好地质调查项目优选工作的重要内容。本文从问题引出、地质工作内涵分析入手,对地质调查项目竞争方式选择进行论述,并提出充分认识地质工作竞争重要性、健全完善制度、做好地质调查项目数据库建设与维护等相关对策建议,以推进公益性地质调查工作市场化运行,确保地质事业的蓬勃发展。     

兰坪金顶铅锌硫化物成矿中硫化氢成因

滇西北兰坪金顶超大型铅锌矿床是目前中国最大的铅锌矿床,也是世界上形成时代最新且唯一的陆相沉 积岩容矿的超大型铅锌矿床。为探讨金顶铅锌矿所需大量硫化氢的形成机理,对矿区含有机质包裹体均一温 度、硫同位素、碳同位素进行了测试、整理和分析。研究表明:金顶矿区广泛分布的石膏、硬石膏和丰富的有机物 质为生成大量硫化氢提供了重要条件;在早期成岩矿化阶段,温度相对较低,以生物还原作用产生硫化氢为主; 在主成矿期,伴随着深部幔源流体的上涌,温度升高,油气的高温热化学还原作用产生大量硫化氢。     

川南泸州地区五峰组—龙马溪组古构造应力场及裂缝特征

川南泸州地区为深层页岩气勘探的重点区,中生代以来经历了多期构造运动,下古生界五峰组—龙马溪组深层页岩储层的裂缝主要受控于区域古构造应力场。为了探究泸州地区有利的深层页岩勘探区,以其五峰组—龙马溪组深层页岩地层为研究对象,以褶皱断裂系统、地震资料综合解释、埋深古构造图和页岩岩石力学参数测试为基础,开展了目的层燕山期Ⅲ幕(裂缝主要形成时期)的古构造应力场数值模拟,采用ANSYS有限元数值模拟方法,结合钻井裂缝实测结果,利用裂缝形成的力学原理,预测了其裂缝发育特征。结果表明:该区深层页岩储层的地应力呈差异分布,燕山期Ⅲ幕最大主应力方向为NW向,约为135°;窄背斜核部和断裂附近裂缝发育,低陡构造向斜区裂缝较发育,宽缓向斜核部裂缝弱发育;主要发育水平层理缝和高角度裂缝,裂缝密度分布由NE向SW逐渐降低,在高应力值的低陡构造向斜区,深层页岩储层裂缝发育,有利于游离态天然气聚集。该结论为泸州地区深层页岩气的勘探开发提供了地质依据。     

基于MRAS证据权重法的西昆仑玛尔坎苏地区锰矿床成矿预测

西昆仑玛尔坎苏地区是中国重要的锰矿资源基地,目前区内仍不断有新的锰矿点被报道,已发现多个大中型锰矿床。该地区锰矿床为海相沉积型矿床,赋矿层位为上石炭统喀拉阿特河组(C₂k)与下二叠统玛尔坎雀库塞山组(P₁m)。本文在总结玛尔坎苏地区锰矿床成矿规律的基础上,基于MRAS证据权重法,重建了该地区的锰矿床找矿模型。提取并构置了地层、遥感、锰化探异常3个预测要素作为证据因子。(1)地层信息证据因子：上石炭统喀拉阿特河组(C₂k)碳酸盐岩与下二叠统玛尔坎雀库塞山组(P₁m);(2)遥感证据因子：铁染异常区及羟基异常区;(3)化探证据因子：锰单元素化探异常区域。根据后验概率值圈定三级找矿有利靶区7处,并对找矿靶区进行了验证。通过圈定有利区,为下步找矿新突破提供了新的借鉴。     

黄土中降雨入渗规律的现场监测研究

已有许多人工降雨试验确定的黄土入渗深度有限,一般很少超过4 m,由此认为降雨难以通过正常渗流途径到达地下水位,而是通过裂隙、落水洞等通道灌入深部补给地下水的。然而调查发现,这种入水通道仅在黄土塬边的卸荷区常见,塬的中部很少。为了了解黄土地区地表水是以何种方式补给地下水的,在甘肃正宁县建立了一个监测站,通过在一深度为10 m的探井井壁上埋设土壤水分计,对天然降雨入渗条件下不同深度黄土层的体积含水率变化情况进行了为期一年的连续监测,同时采用雨量计记录其间的日降雨量。结果表明:2 m以内的浅部土层,土壤水分具有周年的背景变化趋势,该趋势和蒸发量的变化趋势吻合。当日降雨量小于18 mm/d时,水分仅在表层循环,对地表以下(20 cm)的含水率几乎没有影响。当日降雨量大于18 mm/d时,才会引起土壤含水率骤增,降雨量越大,土壤含水率增幅越大,影响深度越大,随着深度增加,增幅减小,时间上渐有滞后。观测点黄土的浸润带约为2 m,2 m以下的非饱和黄土中,水分以非饱和渗流或水汽形式迁移,水汽迁移量很小,但不可忽视,当遇到透水性差的古土壤层时,会在其顶部富集,长期作用则可能形成软弱带,诱发黄土滑坡。