小秦岭金矿区土壤重金属生物有效性与影响因素

土壤中重金属生物有效性与影响因素分析是土壤重金属风险管控的关键问题。通过实地调查、现场采样、实验测试、综合分析等方法,分析了研究区100km2内Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属元素的有效态含量特征,研究了这些重金属有效态含量之间、有效态含量与全量、有效态与土壤pH、有机质含量、粒度等基本理化参数之间的相关性,分析了重金属污染来源。结果表明,土壤中Hg、Pb、Cd、Cr、As、Cu、Zn七种重金属有效态的平均含量分别为2.29mg/kg、594mg/kg、2.52mg/kg、6.30mg/kg、2.16mg/kg、48.14mg/kg、50.21mg/kg,其变异系数大小为:HgPbCuZnCdAsCr。Hg的变异系数最大,是由于金矿选矿活动采用混汞法提金排放的尾矿堆(库)分布不均。Hg、Pb、Cd、Cu、Zn有效态量与全量之间均存在显著的相关性;土壤有机质与重金属有效态之间存在显著的相关性;土壤pH与有效态重金属之间存在显著的负相关性;土壤粒度对重金属有效态的累积影响不明显。     

基于综合勘查的煤系矿产资源组合类型研究

含煤岩系矿产资源综合勘查和协同开发是当前煤炭领域关注的热点和前沿方向。通过系统收集整理相关资料、现场调研、以及专题会议研讨,重点考虑不同煤系矿产资源的赋存、相态、综合勘查评价要求等特征,从综合勘查角度,对煤系矿产资源所具有的共性进行梳理,提炼划分出3种煤系矿产资源组合类型,包括煤与煤系异体固体矿产组合、煤与煤系同体固体矿产组合、煤与煤系气组合,可为含煤岩系矿产综合勘查工程方案的制定提供理论指导。      

小秦岭某金矿区土壤-农作物重金属元素富集规律

土壤-农作物重金属富集规律是土壤和农作物重金属风险管控的关键问题。通过实地调查、现场采样、实验测试、综合分析等方法,重点研究了金矿活动影响区内的土壤Hg、Pb、Cr、As、Cu、Zn等重金属元素的全量、有效态含量特征,以及小麦不同部位与立地土壤中重金属含量之间的关系。结果表明:土壤Hg、Pb、Cu元素累积显著,Hg、Pb含量平均超标倍数为6.65、2.04倍;土壤中Hg(34.44%)、Pb(83.31%)、Cu(44.24%)、Zn(40.82%)的有效态含量占相应重金属全量的比例高,是危害农作物的主要元素;小麦籽中Hg、Pb、Zn元素平均超标率分别为26.33%、100%、26.32%;除Zn元素外,Hg、Pb、Cr、As、Cu含量全部符合籽粒茎杆根须土壤的规律;重金属含量的富集率平均值排序为Zn(30.54%)Cu(10.33%)Pb(0.45%)As(0.38%)Hg(0.14%)Cr(0.13%),Zn、Cu是小麦富集能力强的重金属元素。     

关于煤系石墨鉴定标准的讨论

煤系石墨的鉴别及其类型划分,是矿产地质勘查和资源开发利用的前提条件和基础性工作,制定煤系石墨鉴定标准应遵循科学性、系统性、适用性和可操作性的原则。煤石墨化作用与煤化作用是连续递进加跃变的演化过程,煤系石墨的大分子结构阶跃性演化和物质组成非均质性等特点,造成矿种鉴别的复杂性。为制定科学实用的鉴定标准,从成矿机制研究和资源评价需求出发,按照矿石总体石墨化程度由高至低,划分了煤系石墨一号、二号、三号等3种类型;在前期工作的基础上,补充了110多组实测数据,修改完善了由初步鉴定指标和精确鉴定指标构成的煤系石墨鉴定指标体系。初步鉴定指标包括挥发分产率V_daf和最大反射率R_max,用于资源评价和地质勘查阶段初步区分煤与煤系石墨;精确鉴定指标包括晶面间距d₀₀₂及其等效的石墨化度G、拉曼光谱参数R₂,用以精确鉴别煤与煤系石墨,并划分煤系石墨类型。基于涵盖我国主要煤系石墨矿山500余组样品实测数据统计分析结果,确定了煤系石墨类型划分指标:煤系石墨一号,0.335 4 nm≤d₀₀₂<0.338 0 nm(G>0.70)、R₂<0.50;煤系石墨二号,0.338 0 nm≤d₀₀₂<0.340 0 nm(G>0.50~0.70)、R₂值范围0.50~0.60;煤系石墨三号,0.340 0 nm≤d₀₀₂<0.344 0 nm(G>0~0.50),R₂值范围0.50~0.60。根据上述指标,建立了煤系石墨鉴定模板,主要煤系石墨矿山样品测试数据表明,该鉴定模版具有实用性和可操作性。      

母岩类型对土壤和沉积物镉背景的控制: 以贵州为例

镉是土壤和沉积物中最受关注的重金属污染物之一,合理确定其自然背景对于环境管理具有重要意义。然而,由于不同基岩中该元素含量差异很大,且在风化成壤过程中元素也可能发生富集或贫化,造成该元素具有很大的空间变异,甚至可以超出筛选值和管制值。本文从基岩-土壤地球化学元素迁移规律出发,以基岩类型较复杂、镉空间变异较大的贵州省为例,基于土壤和沉积物调查数据,建立基岩与土壤或沉积物中镉含量的对应关系,筛选合理的岩性类型端员和背景区域划分方法,为环境管理确定基础背景。研究结果显示,岩性类型是造成土壤镉空间变异的重要因素,石灰岩(排除白云岩)、玄武岩、辉绿岩和碳质页岩等是造成土壤高镉背景的重要岩石类型。相对母岩类型,岩石所在地层时代对土壤镉背景的影响不太明显。本文通过大量数据统计,给出了相对较纯的岩性发育土壤的镉背景值和变异区间,不纯岩性或地质单元发育土壤的镉背景值可能受多个岩性端员的影响。     

煤系战略性金属元素富集成矿的构造控制

煤系战略性金属矿产的聚集分布是多因素、多阶段、多层次综合作用的结果,地质构造控制作用是其中一个值得重视的因素。煤中战略性金属富集成矿的构造控制因素包括大地构造背景,构造运动,构造–岩浆活动等方面,体现在对金属矿产载体——含煤岩系的控制、对成矿物质来源的控制、对元素原生聚集和后期迁移重组的控制。从煤系矿产物源相关、耦合成矿、同盆共存的角度分析,构造作用对战略性金属富集成矿的控制贯穿于含煤盆地形成与演化的全过程。聚煤期前的构造运动奠定煤盆地基底构造格局,构造沉降和隆升提供了聚煤作用的场所和含煤岩系的物源区,从而决定了含煤岩系及其战略性金属元素的物质基础。聚煤期构造作用主要表现为盆–山耦合过程、同沉积期构造活动、岩浆作用等方式,通过对聚煤源–汇系统、岩相古地理与聚煤环境、泥炭沼泽类型及地球化学条件等因素的影响,决定成矿物质在泥炭化阶段和成岩作用阶段的迁移与原生聚集。聚煤期后的构造–热演化过程对金属元素迁移重组产生不同程度的影响,主要体现在构造沉降增温和岩浆热效应、构造格局与含矿热液活动、应力应变控矿机制,以及煤田构造定位决定矿床赋存状态。煤系战略性金属元素富集成矿构造控制研究应注重加强以下4个方面:与煤盆地沉积充填相关联的大地构造格局与演化、作为含矿流体运移通道的断裂构造特征、不同时期岩浆活动的影响差异性,以及应力应变的构造物理化学效应。      

准噶尔盆地南缘煤系水矿化度对低煤阶煤层气的影响

煤系水矿化度是影响低煤阶煤层气生成、运移和成藏的重要因素之一。以新疆准噶尔盆地南缘地区为研究区,把研究区划分为8个水文地质单元,分析了研究区煤系水矿化度的分布特征及其对产甲烷菌生存的影响。以1 000 m埋深为例,估算了各个水文地质单元内煤系水的甲烷溶解度,据此分析评价了各水文地质单元溶解运移甲烷的能力。通过煤系水的矿化度分布、氯离子浓度和区域地质构造形态分析,综合判断区域内煤系水的大致流向。以准南地区硫磺沟水文地质单元为例,探讨了矿化度与煤层气富集成藏的关系。研究结果表明,研究区矿化度分布具有南北分带、东西分段的特征。后峡水文地质单元、玛纳斯河-呼图壁河水文地质单元的南部、硫磺沟水文地质单元的南端和阜康水文地质单元的西部地区矿化度有利于产甲烷菌的生存和产气。后峡水文地质单元溶解运移甲烷能力最强。地下水的流向大致由南向北,地表水的径流会使地下水流向发生偏转。指出了硫磺沟水文地质单元内高矿化度中心和低水位的汇水洼地是低煤阶煤层气富集成藏的地区。      

矿山地质环境量化评价模型研究

以资源毁损、地质灾害和环境污染3要素和16项指标为基础．构建量化评价矿山地质环境模型。按评定等级的标准,把指标分为五类;以最合理的方法得出各要素、各指标的权重模糊子集;以所评定的各要素、各指标等级构建要素指标对5个等级的隶属度矩阵,以此矩阵与各要素各指标权重模糊子集作初级合成,将所得结果再与要素权重模糊子集作二级合成,建立矿山环境地质质量量化评价等级。     

煤层气开发中煤粉问题的研究现状及研究思路

随着煤层气的开发,煤粉问题已逐渐成为制约煤层气开发的重要问题。由于近年来煤粉问题才开始被关注和重视,煤粉研究缺乏系统科学的研究思路和方法,从煤粉的危害、煤粉形成机制、煤粉产出规律及煤粉管控措施方面,总结了煤层气开发中产出煤粉的研究现状,指出了煤粉研究的不足,提出了一套由理论依据、研究内容、研究方法等核心环节构成的煤层气开发中煤粉问题的研究思路与方法:以煤层气地质与开发学、煤田地质学、岩石力学和流体力学等多学科理论为指导,以《煤层气勘探开发规范》《煤层气井监测方法》《测试分析技术方法》等相关技术标准和规范为依据,以历年煤层气地质资料和煤层气排采数据为基础,按资料收集→现场监测与采样→测试与数据处理→物理模拟与数值模拟→专题制图与综合分析→技术设备研发→现场工程应用的工作流程和方法,以煤粉产出的影响因素、煤粉产出机理、煤粉产出规律和煤粉管制措施等为主要研究内容,选择典型煤层气示范区,开展全面系统的煤粉研究工作,为实现煤层气高效开发提供保障。本研究思路与方法为科学研究煤粉问题提供方法学依据。      

准南硫磺沟矿区及周边地区煤层气保存条件分析

煤层气保存条件是评价低煤阶煤层气成藏条件的重要方面之一。硫磺沟矿区及周边地区侏罗系西山窑组发育多层煤层,且煤层厚度大,煤变质程度低,受喜马拉雅运动等影响,地质条件复杂。从区域构造、煤层盖层两个方面对低煤阶煤层气的保存进行研究,认为构造对煤层气含量及分布影响较大,构造控气样式中在逆冲断层与向斜缓翼组合,越靠近向斜轴部其含气量越大,且越靠近断层附近,含气量随深度增大的增速越大;叠瓦式逆冲断层与其间的褶皱组合中,越靠近逆冲的前端,其含气量越大。通过统计分析煤层顶板岩性及厚度两个因素,得出14-15号煤层盖层封盖性能最好,其次为9-10号煤。