灰岩含水层中稀土元素在地下水与围岩间的分异:以皖北任楼煤矿太原组灰岩含水层为例

采取了皖北任楼煤矿太原组灰岩和灰岩水样品进行稀土元素测试分析,结果显示灰岩样品稀土总量较低,平均为36.947×10-6,灰岩样品稀土配分模式表现为轻稀土富集、重稀土亏损型;灰岩水样品稀土总量平均为0.052 6×10-6,灰岩水样品轻、重稀土均富集,轻、重稀土之间分异明显。对灰岩含水层水岩相互作用进行研究,结果表明:轻稀土表现稳定,重稀土分异明显,尤其在Y处有一个明显的峰值;Y元素与Ca元素呈正相关关系,相比石灰岩,灰岩水的Y/Ho、Y/Dy分异更为明显。研究认为,灰岩水中Y元素的峰值效应也可作为灰岩水源识别的依据。     

宿县矿区太原组灰岩岩溶发育特征

为发现宿县矿区太原组灰岩岩溶发育特征,通过对矿区内太原组灰岩厚度、钻孔岩芯岩溶发育形态描述以及井下钻、物探等资料的分析,得出太原组灰岩岩溶在平面上的分布特征为：宿东向斜内整体上来说岩溶发育较差,位于宿南向斜内的桃园煤矿岩溶发育好,祁南矿、祁东矿岩溶较发育,祁南深部、龙南及龙北矿岩溶发育较差,邹庄矿、钱营孜矿和骑路孙矿岩溶发育差;太原组灰岩岩溶在垂向上的分布特征为：在整个矿区内三、四灰岩溶发育程度和灰岩富水性较一、二灰强。     

华蓥山矿区龙滩煤矿开采系统涌水量分析比较

龙滩煤矿位于华蓥山背斜中段,水文地质条件较为复杂,在井巷开拓过程中发生过多起突水事故,严重影响了煤矿生产。在分析矿区水文地质条件及矿井充水因素的基础上,认为长兴组含水层是矿井的间接充水含水层,龙谭组含水层是煤层顶板直接充水含水层,茅口组含水层是煤层的底板直接充水含水层,运用大井法、水平廊道法和比拟法．对矿井开采系统涌水量进行了预算,并对结果进行分析对比,最后建议采用比拟法的计算结果作为矿井涌水量的评价结果．为矿井建设提供了依据。     

河渠水位曲线回水影响半无限含水层河渠附近地下水非稳定流计算

本文探讨河渠水位呈曲线变化时,河渠附近地下水非稳定运动问题。抛开经典河渠附近地下水非稳定渗流理论之瞬时回水的假设条件,重新推导河渠影响半无限潜水含水层地下水非稳定流计算公式。应用数值逼近的理论、逼近河渠水位变化规律。给出河渠水位以任意次多项式规律变化的一系列地下水非稳定流计算公式。从理论上证明了瞬时回水假设的根本矛盾,并用一实际例子对比计算加以验证。指出了抛弃瞬时回水的假设条件,重新建立一套全新的河渠附近地下水非稳定流理论的必要性。     

王家岭矿区奥陶系灰岩含水层弱富水性研究

王家岭煤矿在12km长的平硐开拓过程中揭露整个奥陶系灰岩,但出水量及出水点均不如震旦系花岗岩及寒武系灰岩多,与华北地区的普遍情况相反。同时,区内的水文地质补勘资料也显示其q=0.000 4～0.031L/(m.s),表明了奥陶系灰岩含水层的富水性弱,分析原因为:①区域内补给源变弱,矿区不在强径流带上,边界多为隔水边界,地下水系统处于半封闭状态;②构造及地形造成水易流失而不易被保留;③奥灰岩溶隙发育形态及岩性组合减缓阻碍地下水径流。     

神东矿区地下水变化观测与分析研究

针对西部大规模高强度煤炭开采对地下水的影响,利用神东矿区约1 500 km²区域的200余个钻孔的长期观测结果,研究了超大综采工作面开采工艺对地下水系统的影响规律,地下水流场变化与基岩和含水层空间分布的关系。研究表明,超大综采工作面开采形成了地下水\     

示踪试验在探查灰岩含水层突水通道中应用

为了查明新庄孜煤矿63301工作面1组煤层底板灰岩含水层的突水通道,分别从太原组灰岩、奥陶系灰岩含水层投放NaCl示踪剂,寒武系灰岩含水层观测孔投放KI示踪剂,在工作面突水点间隔采集样品。经测试分析其浓度随时间变化关系曲线发现：底板太原组灰岩含水层中存在多条小通道和一条大通道,奥陶系灰岩含水层中存在多条小通道,而寒武系灰岩含水层存在2条通道,在不同灰岩含水层通道中,水流速度存在较大差异性,反映了其岩溶裂隙发育非均匀性特点。此外,利用本次突水资料,计算灰岩含水层的参数。为工作面底板太原组灰岩水害治理提供依据。     

刘桥矿区地下水环境同位素特征研究

通过对刘桥矿区主要含水层的环境同位素测试分析,表明研究区内各含水层δ¹⁸O值为-5.5 1‰~-10.87‰,平均-9.34‰;δD值为-5 6.3‰~83.4‰,平均-71.4 8‰,且δD与δ¹⁸O值自浅到深依次降低。还分析了该矿区地表水、新生界松散层一含水和二含水、煤系砂岩水、太灰水、奥灰水氢氧稳定同位素一般特征,研究了矿区主要含水层水的补给环境及奥灰水与其他含水层之间的联系。     

兖州煤田奥陶系灰岩地下水水化学特征及其形成机理

鲁西南兖州煤田的奥陶系灰岩地下水对煤田深部煤炭开采具有潜在的水害威胁,且为研究区的主要供水水源之一,其水化学特征及形成机理分析,可为该区深部煤炭开采水害防治和地下水资源利用提供依据。经过目的层水样的采集与测试可知,地下水水化学类型以SO_4-Ca-Mg型为主,SO_4~(2-)含量为537~2 296 mg/L,Ca~(2+)和Mg~(2+)的平均含量分别为455.7 mg/L和116.6 mg/L,TDS的范围为961~3 555 mg/L,pH值为6.9~8.0。Ca~(2+)和SO_4~(2-)随TDS的增加而增加,呈良好线性关系,推断TDS的增加主要来自Ca~(2+)和SO_4~(2-)的贡献。由饱和指数(SI)可知,地下水中的白云石和方解石均处于过饱和状态,而绝大部分的水样的石膏饱和指数均小于0,处于不饱和状态。石膏的饱和指数与地下水中TDS呈正相关关系。这些结果表明,在该含水层中地下水运移过程中不断发生水岩相互作用,主要包括石膏溶解、白云石和方解石沉淀或溶解、离子交换等反应。     

浙江长兴“金钉子”灰岩Re Os富集机制研究

通过对浙江长兴煤山D剖面二叠—三叠"金钉子"灰岩样品Re-Os同位素、主微量元素和有机碳测定,对不同层位灰岩的沉积环境进行了判别。通过分析灰岩主微量元素、有机碳与Re、Os含量的相关性,探索性地研究了灰岩中Re、Os富集机制。研究发现,灰岩中Re、Os的富集主要受氧化还原作用影响,Re只有在还原环境下,才会被灰岩中的有机物富集,此时灰岩中Re含量较高,适用于Re-Os同位素定年,而Re在氧化环境下很难被灰岩中有机质富集。Os在还原环境下同样被有机质富集,但氧化环境下,部分Os也可以被灰岩地层中含铁、铜等自生矿物吸附富集,含铁、铜等自生矿物Os同位素比值可以代表沉积时海水Os同位素特征。Re、Os在灰岩中的富集机制研究对于将Re-Os同位素应用于灰岩地层精确定年及古环境示踪具有重要意义。Re、Os在不同氧化还原条件下的富集差异导致了还原环境沉积的灰岩中187 Re/188 Os要大于氧化环境灰岩中187 Re/188 Os,灰岩中187 Re/188 Os变化对研究古海洋沉积氧化还原环境可能具有一定指示意义。     

梧桐庄矿治理野青灰岩含水层的有效途径研究

根据矿井精查地质报告以及目前进行的综合水文地质勘探资料分析了梧桐庄矿井田野青灰岩含水层的水文地质特征以及对生产的危害特点，提出了对野青灰岩含水层的治理方针即“以治为主，查、疏、注、堵相结合，综合治理”，具体途径为“掘前超前勘探，采前查明条件，疏水降压、注浆改造底板，疏堵结合，综合治理”。     

海潮引起有越流的滨海承压含水层地下水头变化的数值模拟

海潮波动可以引起海岸带有越流的承压含水层地下水头发生波动。建立了基于有限差分法的滨海地区一维承压含水层地下水运动数值模型。通过将潮汐波动概化为正弦波,分别对初始水头水平及线性倾斜的承压含水层模拟了滨海地区有越流的承压含水层地下水头随潮汐波动的变化。通过对两种情形下的变化比较,结果表明,受海潮影响的滨海承压含水层地下水头与海潮有相似的波动特征,但变幅减小,受海潮的影响程度与离海岸的距离有关,随着离海岸距离的增加,地下水头的变幅及潮汐效率呈负指数函数衰减,水头倾斜情形下变幅更小,潮汐效率更小,滞后时间更短,地下水头对海潮的滞后时间随距离呈线性增加。     

莱州湾沿岸寿光、莱州和龙口地下水的稳定同位素与地球化学

依据地下水咸化机理:蒸发、溶解和混合,海水入侵是地下淡水与较之更咸的海水的混合,海水和淡水的混合包括水分子的混合和溶解盐分的混合。只有溶剂水分子和溶质溶解盐分都发生了相同比例的混合,才能确定二种水体发生了混合。地下淡水变咸并不能都归因于海水入侵,也有可能源于蒸发或溶解。鉴定是否存在海水入侵可运用惰性示踪剂和反应示踪剂来共同识别。惰性示踪剂包括δD、δ~(18)O、Cl~-和Br~-,反应示踪剂包括主要化学成分和微量元素。本研究对莱州湾沿岸寿光、莱州和龙口的地下水进行了化学成分形成过程的对比研究。莱州采集样品6件,龙口10件,寿光9件。莱州和龙口的碎屑沉积物以硅酸盐矿物为主,而寿光的沉积物来源于南部鲁中南山地的碳酸盐岩。根据莱州采样点地理条件和样品的稳定同位素δD-δ~(18)O分布域确定了当地降雨入渗的多年平均值,进而明确龙口样品也源于就地降雨入渗补给,根据高程效应和当地水文情况确定寿光样品补给来自南部山区的降水,经河道排入洼地后入渗地下。Cl~--δ~(18)O关系表明盐分都来源于淡水溶解的蒸发盐,而非与海水混合。Br~-/Cl~-比值证实了蒸发盐溶解,还存在人为污染物和海侵沉积物中有机质分解的影响。从三线图可看出龙口样品经历了离子交换反应。主要成分和微量元素(HCO_3~-,H_2SiO_3,F~-,Li~+,Sr~(2+)和Ba~(2+))的含量与样品所处含水层的矿物组成有关,反映出水岩作用。所有样品都没有淡水和海水混合的现象。惰性示踪剂分析提供了区域地下水补给的框架,明确了大气水源因溶解蒸发盐而咸化,排除了淡水和海水混合的可能性。用反应示踪剂中主要化学成分和微量元素来分析水中化学成分的形成过程,在和海洋盐分输入对比基础上,二者偏差值主要源自水-岩相互作用结果,包括溶解、沉淀、离子交换等,以及局部样品的污染物输入。所以沿海地带研究地下水咸化,先要解决溶剂的混合问题,在此基础上辅以水文地球化学分析,利用水化学的多种示踪剂,主要解决溶质混合以及盐分来源问题。     

渭北东部奥陶灰岩地下水硫酸盐起源的化学同位素研究

通过对渭北东部奥陶灰岩地下水中SO42-、δD、δ34S、δ18O的分析研究,认为奥陶灰岩地下水中硫酸盐起源主要为海相硫酸盐的溶解,其次为南部古沉积咸水混入.     

松散承压含水层水文地质参数分区及水流场数值模拟

为了揭示华北型煤田松散承压含水层水文地质参数及其对地下水流数值模拟的意义,以安徽淮北煤田宿南矿区祁东煤矿松散层承压第四含水层(简称“四含”)为研究示范,对多个影响因素综合分析,采用层次分析-模糊综合评价法,对研究区四含水文地质参数进行分区,合理确定各分区的水文地质参数,并用于采煤情景下地下水流动态数值模拟。数值模拟结果表明：祁东煤矿2008-2012年浅部煤层开采过程中四含地下水流场没有明显改变,但南北分区水头差逐年增大,地下水流向始终从南向北,而且在井田北部水力梯度逐渐减小,在井田南部水力梯度逐渐增大,南北区以倾角为60°~70°、断距为10~320 m的魏庙断层为分界线,基岩中大倾角与大落差断层的出现是引起上覆松散承压含水层水力梯度异常的根本原因。     

导向钻进铺管技术在浅层低渗透性含水层地下水开采中的应用

水平水井是开采浅层低渗透性含水层地下水的有效方法,水平水井施工包括钻进、护壁、扩孔、井管安装、填砾、洗井等步骤.对导向钻进铺管技术在浅层低渗透性含水层地下水开采中的工艺进行了详细探讨.通过研究,研制出了适合水平水井施工的过滤器,提出了相适应的钻进方法和成井工艺,为浅层低渗透性含水层地下水开采提供了一种新方法.     

历史海平面变化对上海地区地下水的影响

在总结海平面变化及长江三角洲古河道分布的基础上,通过上海地区第Ⅱ至第Ⅴ承压含水层地下水化学、~(14)C年龄特证的分析,探讨了因海平面变化引起的长江及支流河道的侵蚀、堆积对地下水径流交替的影响,提出了滨海三角洲地区地下水补给、径流、排泄的一种模式。