中国-俄罗斯原油管道工程(漠河-大庆段)冻土工程地质考察与研究进展

在2005-2007年期间,先后3次对中国-俄罗斯原油管道漠河-大庆段沿线的冻土工程地质条件等进行科学考察,开展了冻土工程地质条件及其在气候变化和人类活动作用下的评价和预测研究.考察研究结果表明:管道沿线多年冻土在各类融区、季节冻土和水系等分隔作用下呈片状或岛状分布,沿线岛状、稀疏岛状及零星岛状占多年冻土区段的40%左右;管道沿线多年冻土随着气候的转暖和人类活动的影响不断退化.地形地貌单元、植被分布、地表水分条件的变化等局部因素对多年冻土的分布和地下冰的赋存产生重要的影响,管道沿线大约分布有50 km左右的沼泽湿地,其表层为腐殖质土及泥炭层,泥炭层下面分布着含土冰层或地下冰,是管道沿线最差的冻土工程地质地段;由于中俄原油管道沿线水系发育多,冻胀丘、冰椎和冰幔等不良冻土现象广泛分布.科学考察的成果为管道沿线冻土工程地质条件评价和预测、管道的稳定性影响分析以及后期的长期检测系统设置等研究奠定坚实的基础,进一步为即将开工的中俄原油管道漠河-大庆段工程的设计、施工提供科学依据.     

黑龙江省金厂金矿床J0矿体流体地球化学研究

黑龙江省东宁县金厂金矿床是最新发现的特大型金矿床,目前探获黄金资源量86吨,它位于中亚造山带东端的吉黑成矿带,是与中生代中酸性岩浆活动有关的复杂成矿系统,矿化类型可能包括了斑岩型、爆破角砾岩型、浅成低温热液型.研究表明,高丽沟J0号矿体为爆破角砾岩型,热液成矿过程经历了早、中、晚3个阶段,分别形成以石英-黄铁矿、多金属硫化物-石英和碳酸盐为代表的矿物组合,中阶段矿物含自然金最多,次为早阶段矿物.初始成矿流体系统为高温、高盐度、高氧逸度、富CO2的岩浆热液;经减压沸腾,CO2等挥发分大量逸出,流体温度、盐度和氧逸度下降,导致大量金属硫化物及自然金快速沉淀;大气降水混入导致晚阶段流体低温、低盐度、贫CO2,对成矿贡献甚微.总体而言,成矿流体盐度高(11.70%～37.81%NaCl.eq),成矿作用发生在中-高温(238.3～425.7℃)的浅成环境(深633m～2736m).岩浆-流体成矿系统富CO2应发育于大陆碰撞造山带的伸展构造背景,而非大洋板块俯冲诱发的岩浆弧背景.     

河南洛宁段河金矿流体包裹体研究和矿床成因

河南省洛宁县段河石英脉型金矿主要包括石寨沟和岭东两个矿区,分别由3～4条含金石英脉构成。矿化过程从早到晚包括石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐等3个阶段．其中中阶段金矿化最强,次为早阶段。各阶段石英中流体包裹体以气液两相包裹体为主．次为纯液体包裹体。激光拉曼测试表明,气液两相包裹体的液相为H2O,气相主要为Ho和CO2混合、纯H2O,次为纯CO2;纯液体包裹体为纯H2O。石寨沟矿区包裹体均一温度从早到晚依次为240．9～315．9℃．188．7～304．5℃,137．3～259．3℃：流体盐度变化依次为（6．74～12．85）wt%NaCl．eq,（2．41～8．68）wt％NaCl．eq,（2．24-7．86）wt%NaCl．eq。岭东矿区均一温度从早到晚依次为303．7-343．1℃,251．8-325．4℃,305．7～355．0℃：流体盐度变化依次为（5．11～11．70）wt％NaCl．eq,（2．74-10．11）wt％NaCl．eq,（0．53-6．74）wt％NaCl．eq。两矿区主成矿期流体均为中温、低盐度,早阶段流体为改造热液和变质热液的混合体,含一定量CO2,且流体CO2含量和盐度从早到晚逐渐降低。石寨沟矿区包裹体均一温度逐渐降低,而岭东矿区包裹体均一温度先降后升,加之岭东矿区各阶段成矿温度均高于石寨沟矿区．表明成矿流体系统主要受岩浆热驱动,岭东矿区更靠近岩体,且在晚阶段又有脉动性的岩浆加热．段河金矿区南部存在隐伏岩体。     

无外加流体、350℃和差异应力条件下硫化物再活化实验研究

红透山块状硫化物矿石主要成分为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和石英、角闪石、黑云母等脉石矿物。将此矿石烘干后作为试料置于岩石三轴应力试验机,在13h内将轴压、围压和温度分步升至1276MPa、414MPa和350℃,然后在空气中自然冷却至室温。实验产物中黄铁矿、石英、长石等以脆性碎裂为主,而磁黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿和云母等以塑性变形为主。再活化的黄铜矿、磁黄铁矿和少量闪锌矿呈脉和网脉穿插黄铁矿碎斑。实验结果表明,即使没有外来流体加入．构造动力作用所导致的流体包裹体破坏所释出的流体,就足以使成矿物质发生活化转移和再活化。     

大沽河下游咸水入侵区含水砂层水敏感性评价

通过室内砂柱的水平渗流试验,对大沽河下游成水入侵区含水砂层的水敏感性进行了评价。对海水入侵治理的注淡压成和抽成方案过程中含水层的渗透性变化进行了研究．提出了控制和减小方案实施过程中含水砂层渗透性降低的方法和措施。研究结果表明：该含水层具有显著的水敏感性特征,注淡压成过程导致其渗透性下降幅度超过了两个数量级;注淡和抽成的流速分别超过21ml／min和42ml／min时,亦能引起含水砂层水敏感性的发生,称为临界流速;淡水驱替咸水过程中存在一个临界离子强度-7638us／cm,驱替水的离子强度不宜小于该值以避免水敏性的发生。     

不同粘土矿物水敏性特征

通过改变砂样中的粘土矿物的种类和含量,结合咸淡水之间的单一和驱替实验,研究不同粘土矿物的水敏性特征。在单一的咸水和淡水情况下,当砂柱中的粘粒含量≤1.5%(重量比)时,其渗透系数基本不发生改变,即使粘粒含量从1.5%增加10%,其渗透系数也仅下降约一个数量级。各种粘土矿物中,蒙脱石导致含水介质渗透系数的下降最为明显,高岭土和伊利石约是其影响值的一半。咸淡水驱替实验中,加入蒙脱石颗粒的砂柱的渗透系数急剧下降,当蒙脱石含量达3~4%时,渗透系数已经下降的极低,可以看作不透水层,而加入高岭土和伊利石的砂柱的渗透系数没有急剧变化。对于这种现象的解释是:不同类型的粘土颗粒吸附不同数量的水分子,形成数量和大小不同的胶体团,使得介质渗透系数的变化量不同。     

利用地下水位监测资料分析水文地质条件的实例研究——新疆奎屯河流域南洼地

地下水动态长期监测资料不仅是地下水资源评价和开发利用管理的基础依据,而且可为分析和认识水文地质条件提供重要信息。本文以新疆奎屯河流域南洼地为例,通过对地下水长期监测资料的分析,对地下水径流特征有了更进一步的认识,即:奎屯河入渗补给地下水后向西侧的径流量大于向东侧的径流量;奎屯河东侧地下水向下游径流的三个通道中,沿乌兰布拉克沟构造豁口的径流是主要的。这一认识对论证评价独山子石化第二水源地的地下水资源保证程度具有重要意义。     

松散砂粒孔隙结构、孔隙分形特征及渗透率研究

多孔介质孔隙结构特征是决定流体微观运移机制的重要方面。文章用环氧树脂固结松散石英砂磨制出二维多孔介质薄片,并用孔隙结构图像处理方法提取出孔隙结构参数信息;根据孔隙结构参数,建立描述孔隙结构的分形几何模型,分析松散地层孔隙结构的分形特征;进行多孔介质渗透率的实验测量和分形计算。结果表明:多孔介质的孔隙率和孔径与粒径之间存在线性相关性,拟合度分别达到-0.976 5和0.996 6;在方格边长ε和含有孔隙的格子总数N(ε)的双对数坐标系中,lnε-lnN(ε)数据点近似成直线,且不同样品的孔隙分布分维数值比较接近;而在孔径r与大于该孔径的孔隙总数N(r)的双对数坐标系中,lnr-lnN(r)的数据点必须进行分段回归分析,以便能更好地反映孔隙结构的实际情况;孔隙分布分维数和孔径分维数与粒径也存在较高的对应关系;中砂渗透率的实验测得值是5.19×10-5mm2,孔径分维数分段回归法计算的大孔隙多孔介质渗透率为5.75×10-5mm2,测量值与计算值较为接近,孔径分维数可以计算多孔介质的渗透率。     

杞麓湖泄水暗河淤塞的不良环境效应分析

杞麓湖岩溶盆地为一封闭的汇水径流型断陷湖盆,汇水面积内的地表地下水流入杞麓湖后,从岳家营落水洞灌入式补给高寨暗河系统,通过地下暗河岩溶管道径流至东部的华宁盆地后以暗河形式排泄。由于泥砂堵塞暗河岩溶管道,导致落水洞最大泄流量不断减小,削弱了杞麓湖的水资源调节功能,引发洪涝灾害;淤塞物及径流迟缓引起污染、污染水置换缓慢又加剧了暗河污染;为解决淹蓄矛盾修建的调蓄水隧道施工以来,岩溶渗漏使得隧道沿线地下水位下降,疏干了山区农村水源,导致地面沉降变形,间接引出一系列新的环境地质问题。     

连续多通道管监测井成井技术

连续多通道管监测井是一种新型监测井。此种监测井井管无接头、无泄漏、内壁光滑,滤水管现场制作,对位准确;连续多通道管监测井下管可以一次完成,多管到位,并围绕一根连体管从地表填砾、止水,施工方法简单可靠。连续多通道管监测井达到了一孔监测多层地下水目的,为地下水污染监测提供了一种新的技术方法。结合工程实例,介绍了连续多通道管监测井的成井工艺。