珠穆朗玛峰绒布河谷冰碛地貌测量与演化研究

采用后差分GPS方法对珠穆朗玛峰北坡绒布河谷中时期的冰碛地貌进行实地测量与研究,结合该河谷数值年代,得到时间序列上关于各期次冰碛地貌终碛垄的平面面积、表面面积、体积等参数:基龙寺终碛平面面积、表面面积以及体积分别为1.53×106m2、1.90×106m2和1.98×108m3;绒布寺终碛为1.03×106m2、1.24×106m2和0.82×108m3;绒布德新冰期终碛为1.72×106m2、2.0×106m2和1.98×108m3;小冰期终碛及现代表碛为2.43×106m2、2.60×106m2和1.69×108m3.对比分析认为:河谷地形差异是控制绒布河谷冰碛地貌表面形态的主要因素,冰碛地貌形成过程中冰川退缩方式以及形成以后所遭受的流水切割、搬运等外力作用是影响冰碛垄规模大小差异的基本原因.受局地小气候差异影响,同期次侧碛表现出形态特征的不对称性:新冰期东坡侧碛坡度值大于西坡侧碛,前者为30.7°～46°,后者为30.7°～37.9°,另外在东坡侧碛发育有冰碛土柱,西坡侧碛未见分布.     

普若岗日冰原西侧及念青唐古拉山西坡侧碛垄形态差异及气候构造成因

冰碛垄的几何学特征反应了它形成时的各种影响因素,包括构造状况、气候条件.而对冰碛垄进行高程测量,并应用数值模拟技术反演其形态,可以荻取高度、坡度、坡向等数据进行分析.文中应用该方法对青藏高原腹地普若岗日冰原一条侧碛垄以及东南部念青唐古拉山西端南坡的三条侧碛垄进行处理,结果表明普若岗日的侧碛垄规模比念青唐古拉山的侧碛垄规模小得多,普若岗日处侧碛垄的坡度也较缓,且坡向数据表明侧碛垄几何性质不对称.结合气候、构造等资料对它们的形态学参数进行对比分析表明,气候是造成两地侧碛垄规模差异的主要原因,坡度的差异受气候与构造双重作用影响.从两地坡度的差异可以推导出念青唐古拉山侧碛垄的形成年代比普若岗日地区的要晚.根据普若岗日侧碛垄几何性质的不对称,结合遥感资料解译,判断该区末次冰期以来有正断层活动,断层面倾向北,上盘在南边.     

青藏高原现代最大冰原区第四纪冰川作用

普若岗日冰原是青藏高原最大的冰原,总面积达400km².野外观察表明,从现代冰舌前端开始向山外有5套终碛垄和侧碛垄系列,分别称之为冰碛垄Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ.根据地貌位置、地层关系、相对风化程度、风的改造程度和覆盖在有冰川漂砾的戈壁上的沙子的电子自旋共振(ESR)年代,并与中国西部山地第四纪冰川数值年代比较,这些冰碛垄分别形成于现代冰川、小冰期、新冰期、末次冰期晚阶段和早阶段.冰碛垄V中的花岗岩漂砾散布于距山前6km以内的山麓平原,说明在第四纪晚期冰原西坡的古冰川虽到达山麓平原,但未能与邻近山地古冰川相连形成统一大冰盖.     

0．7Ma以来的念青唐古拉山脉隆升过程——来自冰川剥蚀作用的证据

通过对念青唐古拉山冰碛地层划分及冰碛物同位素测年，发现最早一期冰碛物形成于0．7～0．6MaBP，指示自中更新世以来念青唐古拉山脉开始隆升，主峰地区发生了大规模的冰川剥蚀作用，形成了大面积分布的冰碛高平台；0．2～0．14MaBP念青唐古拉山又快速隆升，并堆积了刚刚伸出各大沟谷口的高侧碛；0．07～0．03MaBP念青唐古拉山再次小规模隆起，形成各大沟谷内的侧碛和终碛垄；0．01Ma BP还有小规模冰川活动。念青唐古拉山主峰地区的冰川剥蚀作用反映出的山脉隆升过程，可较好地与青藏高原的隆起过程相对比，它应是青藏高原隆升的响应。     

西秦岭迭山西北部冰川地貌分布及其特征

迭山西北部位于青藏高原的东缘, 属西秦岭山脉的西段. 在海拔3 700 m以上保存有类型较为齐全的冰蚀地形(冰斗、刃脊、U形谷、悬谷、粒雪盆、鲸背岩与基岩磨光面等)与冰碛地形(侧碛垄与终碛垄). 采用野外考察、遥感影像解译与填图等方法对该区的冰川地貌分布及其特征进行了探讨. 基于研究区冰川地形分布与特征, 结合青藏高原现代的抬升速率、邻近山地冰川地形的年代学资料以及其他古环境研究成果进行综合分析得出: 该区的古冰川发育于末次冰期, 末次冰期最盛期是其最主要的形成期. 冰川最盛时面积约38 km², 为具有暖底性质的冰帽冰川.     

白头山区冰川地貌航空卫星照片解译

通过解译,首次在吉林省白头山下发现了巨大的冰碛扇裙、冰水扇裙和叠加其上的冰碛垄、蛇形丘、中碛、侧碛等;在火山锥体上发现了若干冰斗、冰窖、冰蚀环谷、基岩鼓丘、葫芦谷等冰蚀冰碛地貌,同时对火口内前人已报导过的冰斗、冰窖,根据其相互叠加关系进行了划分和成生探讨。根据火山锥体表面及其外围若干冰蚀冰碛地貌的空间组合及其相互关系,并充分考虑到区内新构造运动的影响、流水侵蚀和重力崩塌等的协从作用,在此基础上分析探讨了区内冰川作用的若干规律性问题。     

青藏高原第四纪大陆冰盖形成的野外证据

青藏高原第四纪大陆冰盖形成的各种各样冰川遗迹,分布十分广泛。是重建和研究古大陆冰盖最有力的证据。目前发现和比较肯定的冰蚀遗迹有:冰蚀平原、冰蚀丘陵、U形谷、冰蚀洼地、冰盆、冰阶、冰笕、冰坡和基岩鼓丘等。冰碛遗迹主要有:块砾碛、鳍碛(新类型)、漂砾碛(新类型)、冰水砂砾岩、和冰碛丘陵、冰台及侧碛堤等。从大陆冰盖遗迹分布连续和普遍发育,证明青藏高原在第四纪时期曾形成连绵一片的统一的大陆冰盖。大陆冰盖形成的时期为早更新世,形成时的古雪线的海拔高度最多在2000m左右,冰川类型属于海洋性统一大陆冰川。     

天山玛纳斯河源鹿角湾冰川地貌与冰期序列

在鹿角湾冰川区40 km²的考察范围内,共发育了18个冰斗.按斗底高度的不同,可以将18个冰斗分成3个高度等级,分别代表了3次雪线高度不同的冰进.冰斗朝向以偏北为主,说明水热条件对冰斗发育是限制因素.18号冰斗和2号冰斗朝向偏南,说明其所代表的冰进阶段水热条件组合有利于冰川的长期存在,从而发育了大规模的向阳冰斗.鹿角湾冰川共发育了10道保存比较完整的冰碛垄,按冰碛垄表面特征和产出位置,结合测年资料,将10道冰碛垄划分为5套冰碛地层.对冰碛垄上所采冰碛土样品进行年代测试的结果是:冰碛丘陵上组地层属于小冰期沉积,较早的两次冰进结束时间为(680±60)a BP和(250±60)a BP;冰碛丘陵组地层属于新冰期沉积,3次冰进结束年代分别为:(4.2±0.4)ka BP,(2.9±0.3)ka BP,(1720±60)a BP;末次冰期晚期结束年代为1.1~1.2 ka BP.其它几次冰进阶段未能取得可信的测年数据.     

天山乌鲁木齐河源1号冰川冰面第一道垄状冰碛成因的初步分析

天山乌鲁木齐河源1号冰川冰面第一道冰碛垄,从五十年代末冰川考察时就引起了人们的注意,对其性质存在着不同的看法。有的认为是剪切碛,有的认为是中碛。1981年,雀之久也提出剪切碛的意见。作者于1983年7至8月对这套冰碛垄进行了较为详细的观测和采样,经室内分析,得出了较明确的认识,现公之于众,不妥之处请批评指正。     

山东蒙山第四纪冰川组合遗迹的发现及初步研究

本文介绍了山东蒙山地区南坡保存的丰富而清晰的第四纪冰川遗迹,重点展示了兰溪山谷的冰石河、侧碛堤组合,并对相伴产出的擦痕、磨光面、颤痕等冰川遗迹进行了调查与测量。同时对冰石河、侧碛堤的分布、规模、物质组成、岩石特征进行了介绍。根据侧碛堤的排列位置及砾石的风化程度,初步确定为末次冰期的冰碛遗迹;对山谷两侧磨光面上的擦痕进行了测量统计,显示谷壁磨光面上擦痕的长宽比具有10:1左右的比例规律;根据侧碛最大高度法(MELM),结合对于蒙山侧碛的调查,对蒙山雪线的高度进行了估算,初步估算蒙山南坡末次冰期时的雪线高度约为700 m左右。蒙山地区这些组合冰川遗迹的发现,为中国东部第四纪冰川的研究提供了直接的证据。     

近直立特厚煤层深孔爆破防治冲击地压效果检测

为了对近直立特厚煤层冲击地压进行防治,采用地面岩柱深孔爆破方法对煤层间岩柱进行预裂爆破,并采用地面EH-4探测法和井下瞬变电磁探测法对爆破前后岩柱体的物理力学结构进行探测,对卸压效果进行分析。EH-4探测表明,深孔爆破后岩柱结构破坏明显,在+550~+650 m水平范围时,岩柱体的电阻率等值线由近直立向近水平发育,视电阻率值主要集中在150~250 Ω·m,明显高于未爆破区域;井下瞬变电磁探测表明,深孔爆破后岩柱裂隙增大,探测区域前方20~90 m,视电阻率值从爆破前的25~86 Ω·m增加到爆破后的84~216 Ω·m,出现高阻异常区域。深孔爆破后岩柱破碎效果较好,岩柱体内积聚的弹性能得到释放,卸压效果明显,有效降低了冲击地压发生的危险性。      

Empirical Approaches for Design of Web Pillars in Highwall Mining: Review and Analysis

Pillar design is of paramount importance to any underground mine design. Oversized pillars may lead to loss of coal while undersized pillars may lead to instability. While underground pillars are mostly square and rectangular, highwall mining pillars are long and narrow, as they are formed after driving parallel entries in the seam from the highwall. These pillars are termed as web pillars. The overall stability of highwall depends upon these pillars as no other supports are provided in the entries. Web pillar differs from usual coal pillars in respect of w/h ratio being <3.0, with an exceptionally longer length compared to its width, to the tune of 50–500 m. Several empirical coal pillar strength equations developed for rectangular pillars are still being used with some modifications to adapt to web pillars. Review and analysis of these empirical approaches for determining web pillar strength along with a numerical approach for web pillar design are discussed in this paper. Their application to some Indian case studies is also discussed.     

The development of the pinnacles (Lena pillars) along Middle Lena (Sakha Republic,Siberia, Russia)

The study deals with the Lena Pillars (Sakha Republic, Russia, Siberia). The Lena Pillars are pinnacle features which are characteristic on karsts. The importance of these features is that they are extremely large and occur on very large areas. Their occurrence is interesting because they do not appear on tundra karst. We investigated the veneers of cliffs, the fracture density of the building rock, the distribution and dispersion of the fracture directions, direction distribution and dispersion of the giant grikes between the pillars, the layer thickness of the building rock, the size and dispersion of debris. We distinguished pillar types, and then we classified the features on the area of the pillars from a morphogenetical point of view. According to investigations and morphological analyses, the pillars developed from palaeokarsts. During the former karstification grikes and caverns developed close to the surface. These features coalesced into each other. The giant grikes of great size became filled and the pillars were covered. After the cut of the Lena River these features were revealed and became exhumed. Now the pillars are destroyed and continue developing by frost weathering.     

煤矿陷落柱地震层析成像试验

陷落柱是我国北方煤矿机械化综采的主要障碍之一,在综采前探明采区陷落柱的位置和分布具有重要意义。本文介绍用于探测煤矿陷落柱的地震层析成像方法,并利用物理模拟的资料作成像试验,证实应用地震层析成像方法可以准确地圈定煤矿中的陷落柱。     

中条山胡一篦型铜矿床控矿构造浅析

应用杨赤中滤波法系统分析了胡篦型铜矿几个矿床成矿元素的品位资料,结合矿床地质特征研究,认为该类矿床不仅受ＮＥ向褶皱冲断构造控制,而且还受ＮＷ向断裂构造复合控制,在其交汇部位形成矿柱。矿柱是组成该类矿床的基本单元,其产状与两组构造的交线产状基本一致。     

基于无人机倾斜摄影三维建模技术的赤马山铜矿地质环境调查及评价

赤马山铜矿位于湖北省东南部长江南岸,因资源枯竭已闭坑。近年来赤马山铜矿区出现严重采空区塌陷、山体裂缝、危岩体等地质灾害问题。基于此,本文通过无人机倾斜摄影测量技术与三维实景建模,结合现场采空塌陷区的调查测绘、工程地质调查等方法,研究湖北省赤马山铜矿采空塌陷造成的一系列次生地质灾害,查明其现状及分布规律,探讨塌陷区-山体裂缝-危岩体与采空区之间的耦合关系。结果表明：地面塌陷由1#、2#、3#、4#四个塌陷坑组成,走向114°～127°;山体裂缝与塌陷长轴平行展布,裂缝宽0.2～3.0 m;塌陷区-山体裂缝-危岩体主要是采用崩落顶底柱及间柱方式处理采空区所导致。同时进行矿山地质环境的预测建模和预测评估,提出合理的采空塌陷区安全对策和治理建议,为矿区生态环境修复提供可靠依据。     

长屿采矿遗址1997年采石塌陷及地震记录

采矿塌陷在开采施工中被给予了特别关注,也是施工地质灾害重要表现形式之一。已有地震记录中不乏对其形态辨识,然而少见对塌陷机理和发生过程中能量转换等较全面的研究。温岭市长屿硐天采矿遗址区碧玉潭洞室群1997年8月11日早晨发生持续时间约20 s大塌方。现场残留了面积约31 380 m2、体积约1.35×106 m3的塌陷岩体。通过现场工程地质调查、塌陷过程追溯、邻近地震台站频谱记录分析,笔者认为这次发生在凝灰岩中的大规模塌陷系因地下采石过程中保安矿柱被过量开挖掉而引发局部顶板破裂和应力分布的大改变,进而发展至整个矿区岩体塌落破坏,使矿坑积水飞溅和压缩空气冲击波带来了沿途150 m范围内人员伤亡、树木折断和财产损失。塌陷区南93 km的温州台地震波谱记录了这次采矿塌陷地震活动,其波形数据与现场塌陷破坏能量转化情况基本吻合。在采矿活动中保安矿柱的合理配置、为人员安全设置变形破坏过程监测等,是需考虑的预防塌陷措施。     

Possibilities of oil shale mining under the Selisoo mire of the Estonia oil shale deposit

The paper presents results of the study on oil shale mining (Estonia underground mine) possibilities under the Selisoo mire. The Selisoo area is 2,051 ha in extent, and most of the mire is in natural state. Peat layer consists of thick (4.4–6.5 m) oligotrophic peat. Mining under Selisoo will go at depths 65–70 m under the surface. The mining field of the Estonia mine was planned between Ahtme and Viivikonna fault zones. The lowest hydraulic conductivity of carbonate rocks 0.11 l/day per m² is found in the Oandu layer and for peat it is 0.35–0.0002 m/day. Therefore, together they form a good aquitard. When the annual rainfall amount is the highest, the difference between horizontal water inflow and runoff is positive with 127,000 m³. Positive water balance is guaranteed in case of precipitation being at least 540 mm/year. The positive water balance is important for preserving the ecological system of Selisoo mire. For guaranteeing long-term stability of mine pillars, a new calculation method has been elaborated, based on the conventional calculation scheme, where the factor of safety is more than 2.3. Rheological processes are out of question, collapse of the pillars is impossible. Stability of the underground constructions and overburden rocks must be “eternal”. The criteria were elaborated for oil shale mining and will guarantee preservation of mires in natural or close to natural state.     

河北石湖金矿床控矿构造特征及矿体定位机制研究——以101脉为例

石湖金矿床位于太行山中北段,矿床产出严格受断裂构造控制。在详细野外观察及室内综合研究基础上,结合矿山生产地质资料的二次开发,认为石湖金矿控矿构造是在前中生代近SN向和NW向剪节理基础上,经燕山期构造追踪、叠加、复合而成。在主成矿期NNW-SSE向左行走滑应力作用下,石湖金矿区101脉控矿构造NW向部位以早期充填的石英闪长玢岩脉顶底板为薄弱面相对扩容,相应地矿床围岩蚀变带变宽、矿化强度高、矿化类型以石英脉型为主,形成局部"富矿柱";而近SN向部位则相对空间压缩,相应地围岩蚀变带变窄、矿化强度低、矿化类型以蚀变岩型为主,不利于成矿;富矿柱以高角度(约70°)侧列式分布,各富矿柱联合形成总体以40°向南侧伏的假象。根据该构造控矿规律,预测石湖金矿101脉47~61勘探线间、标高150 m以下部位为有利成矿部位,该成果已为矿山生产所证实。     

巨厚松散层下煤层开采的抗渗透性破坏和煤柱安全性研究——以口孜东矿为例

随着深部煤炭资源的枯竭,浅部煤层上巨厚松散层水体成为淮南矿区不可忽视的安全隐患,预留煤柱的安全性评价显得尤为重要。本文以口孜东井田为例,通过全面系统地收集整理口孜东矿近年来井上、下补充探查、矿井水动态长期观测、井下采掘工程揭露的地质和水文地质资料,通过数值模拟和理论分析方法得出以下几点认识。(1)以矿区经典块段的钻孔柱状图为依据,建立基于FLAC3D的力学模型,按步长模拟工作面回采,通过观察分析位移云图、最大主应力图、塑性破坏图来认识开采覆岩破坏规律并分析导水裂隙带高度约为56.6 m,导水裂隙带无法发育至含水层高度;(2)根据口孜东矿的水文地质资料,建立基于GMS(Groundwater Modeling System)的水文地质模型,采动引起的覆岩弯曲变形导致了其垂向渗透系数和水力梯度发生变化,将FLAC3D中采动对模型产生的应力影响作为依据,将应力大小转化为弯曲带的垂向渗透系数作为变量在GMS模型中体现出来,校核模型准确性并观察开采前后的渗流场变化,发现渗流场产生的变化非常微小,也保证了留设煤柱的安全性;(3)分析涌水溃砂的控制因素,结合矿区抽水试验数据,利用计算机建立迭代计算程序,计算四含与红层的临界水力梯度分别为J_cr四含=1.66、J_cr红层=1.62,得出各个点位的临界水头高度取值范围在10~25 m之间,远低于实际水头值,从抗渗透性破坏方面评价了煤柱的安全性。目前在含水层下开采煤层时防水煤柱的留设依据主要是采高、煤层倾角、顶板岩性及其力学性质等因素,而未考虑含水层的水理性质及其在渗流场发生变化后的改变,亦未考虑基岩风化层的上述性质,本文通过对巨厚松散层下开采的覆岩破坏规律、含水层渗流场变化及抗渗透性破坏的联合研究,为评价煤柱的安全性提供了科学的方法和依据。