山东省重要地质遗迹自然区划研究

地质遗迹区划是地质遗迹资源保护的基础,该文根据山东省重要地质遗迹资源的空间分异和山东省大地构造二级构造单元,划分出3个地质遗迹大区,再以其自然分布规律、遗迹形成时间、空间、成因和地质构造单元的关联性进一步划分出8个地质遗迹区和24个地质遗迹集中区,从而建立了山东省重要地质遗迹自然区划系统,亦为地质遗迹保护提供了可靠的科学依据。     

山东曹县地区土壤地球化学特征

山东省曹县地区土壤地球化学调查是按浅层土壤样品1点/4 km~2,深层土壤样品1点/16 km~2。测试N,P,K,Cu,Zn,B,Mo,Mn,F,As,Hg,Pb,Cr,Cd等14种指标。在统计这些指标的表层、深层土壤地球化学特征参数的基础上,对其与世界、全省同类参数的差异进行了分析,并分析了区内表层、深层土壤元素含量的相关性,认为该区表层土壤元素含量的显著特征是高F而低P,Zn,Mo。大部分元素在表层土壤中的含量继承了土壤母质的成分特征,但N,P,F,Hg等受人为活动和污染源的作用在表层土壤中明显富集。     

山东—辽东半岛周边海域沉积物粒度特征对元素化学成分的制约

为研究山东—辽东半岛周边海域沉积物粒度及沉积物类型对地球化学成分的控制作用,分析了该海域135个表层沉积物粒度和常微量元素组成。结果表明,研究区沉积物常微量元素组成与粒度关系密切:SiO_2含量与平均粒径大致表现为负相关;Al_2O_3、Fe_2O_3、MgO、TiO_2、Cr、V、Zn、Co、Ni、Cu与平均粒径大致表现为正相关;而CaO、K_2O、MnO、Na_2O、P_2O_5、Ba、Sr、Zr、Pb则与平均粒径没有明显的相关性。砂、粉砂质砂、砂质粉砂及粉砂4种沉积物类型中的元素分布也呈现明显的差异性,常量元素[Mean(s)]/[Mean(t)]值在粉砂质砂沉积物中最接近1;颗粒最粗的砂的变化趋势与粉砂质砂较为一致;较细颗粒的砂质粉砂和粉砂,[Mean(s)]/[Mean(t)]值变化较大,除了SiO_2和K_2O之外,多数元素表现为>1。微量元素在较细颗粒的粉砂和砂质粉砂分布较为相似,表现为较大幅度的波动;而较粗颗粒的粉砂质砂和粉砂则变化较小,[Mean(s)]/[Mean(t)]值略<1。以研究区分布最普遍的砂质粉砂中SiO_2/TiO_2和Al_2O_3/TiO_2为指标来研究现代河流入海物质的输运范围,揭示了黄河入海物质可以大范围运移至渤海中部(121.5°E),后沿山东半岛近岸一直输运至南黄海中部,而朝鲜半岛来源物质主要集中在123°E以东区域。     

西天山那拉提东拉尔墩达坂一带石炭系岩石地层单位重新厘定

西天山那拉提东拉尔墩达坂一带广泛出露石炭纪巨厚火山-沉积建造,最初前人将其划归"大哈拉军山组",后又出现了地层划分与命名上的"同物异名"等问题。经调查认为其自上而下由3部分构成:上部碱性裂谷双峰式火山岩,锆石U-Pb年龄为(301.3±3.8)Ma和(302.5±3.9)Ma,时代为晚石炭世;中部浅海相碎屑岩及碳酸盐岩,含丰富的生物化石Caninophyllum、Kansuella、Athyris等,时代为早石炭世晚期;下部钙碱性岛弧火山熔岩及同质火山碎屑岩,时代为早石炭世早期。这3部分地层间均以角度不整合接触。据地层划分理论和中国地层指南,并与区域地层对比,将其依次重新厘定为早石炭世大哈拉军山组、早石炭世阿克沙克组和晚石炭世伊什基里克组。     

新疆奥尔托喀讷什锰矿含锰岩系地质特征及成矿条件分析

新疆阿克陶县奥尔托喀讷什地区锰矿在近年来取得重大找矿突破,目前该锰矿区已累计查明资源储量1206.74万吨,矿床平均品位37.82%。本文通过钻探、坑探和各类地质测量全面分析了奥尔托喀讷什地区的区域地质特征、赋矿地层及锰矿的矿床地质特征和成因。查明了区内地层层序,并确定上石炭统喀拉阿特河组第三岩性段（C2k3）是本区主要的含锰岩系,是锰矿体的主要赋存层位。探明了区内矿体的产出形态、规模、产状、矿石类型及结构构造,分析了区内锰矿形成的地质背景、成矿条件,并初步建立了奥尔托喀讷什锰矿的成矿模式,进而为该区找矿突破提供了理论支撑。     

青藏高原北缘前寒武纪地质演化：进展与讨论

青藏高原北缘前寒武纪块体主要出露于塔里木盆地南缘的铁克里克和阿尔金、祁连山及柴达木盆地周缘等地区。这些古老块体分布于相对年轻的古生代秦祁昆造山带之中,大多经历了古生代造山事件的改造叠加。近10年来,对该地区前寒武纪地层时代格架、物质组成和构造属性研究取得了许多进展：1）揭示铁克里克、北阿尔金、全吉和阿拉善地块具有相似的2.5～2.2 Ga、2.1～1.7 Ga的基底演化和1.7 Ga之后的盖层沉积记录,反映塔里木克拉通、全吉地块和华北克拉通在Columbia 超大陆中具有相关和相似性。2）一系列地层时代被重新厘定,为建立新的前寒武纪地层划分方案提供了依据;3）厘定出铁克里克新元古代裂谷火山—沉积盆地,其可以与华北克拉通南缘1 000～830 Ma的裂解事件对比,它们在新元古代早期可能构成同一个克拉通裂解边缘;4）在南阿尔金与祁连、柴达木等地块识别出性质相似的新元古代岩浆作用和变质作用,它们可能共同代表一个新元古代早期活动大陆边缘的构造杂岩,为古生代汇聚、增生于塔里木克拉通或华北克拉通南缘的外来地块,存在于秦祁昆造山带之中。目前关于青藏高原北缘前寒武纪块体的物质组成、时代格架、构造属性和古环境变化研究还存在许多问题,仍需要开展进一步的大量工作。     

超临界CO2温变对低渗透煤层孔渗变化的实验研究

为解决我国高瓦斯煤层渗透性差导致瓦斯抽采率低的难题,利用超临界二氧化碳强扩散和溶解增透等独特优点,采用自制三轴渗透实验装置,开展不同温度下超临界二氧化碳作用后煤的宏观增透实验,在宏观增透实验基础上进行煤微观扫描成像实验。结果表明:恒定体积应力和孔隙压力条件下,不同温度超临界二氧化碳作用后,煤的渗透率较增透前提高一个数量级,但在二氧化碳的超临界温度范围内,煤的渗透率随温度增加呈负指数变化规律。超临界二氧化碳作用后,煤微观孔隙率较增透前提高两个数量级,随着温度增加,煤微观孔裂隙的演化速率减慢,孔隙率随温度增加呈负指数变化规律。宏微观实验数据同时表明,煤宏观渗透率随微观孔隙率增加而增大。超临界二氧化碳增透过程中,孔隙压力对低渗透煤层的增透效果起主控作用。      

基于GIS空间分析的虚拟钻孔确定与实现方法

在三维地质建模过程中,通过引入一定数量的虚拟钻孔,对地层分界面几何形态更加精确的控制,不仅能够明显改善地质分界面网格的质量,而且能够提高模型精度和可视化效果。现有虚拟钻孔的引入途径主要通过手工添加实现,受人为主观因素影响较大,且自动化水平低,耗时、费力,针对这一问题,提出了一种基于GIS空间分析的虚拟钻孔确定与实现方法。以地质勘查获取的钻孔数据和地质剖面图为数据源,在ArcGIS平台的支持下,综合运用自动矢量化（Arc Scan）、要素转点（Feature To Point）、创建TIN （Create Tin）、TIN转三角形（Tinto Triangle）、泰森多边形（Create Thiessen Polygons）和相交（Intersect）等空间分析和文件转换工具,分别生成断层构造和建模区域内的二维（2D）虚拟钻孔点;而后,在利用插值工具生成各地层栅格表面的基础上,结合图形插值（Interpolate Shape）工具将2D虚拟钻孔点投影为三维（3D）虚拟钻孔;然后,利用Model Builder可视化建模工具设计了生成虚拟钻孔的模型,实现虚拟钻孔创建的自动化;最后,将获得的3D虚拟钻孔应用于三维地质建模,并进行了建模对比实验,结果表明,该方法具有一定有效性、实用性和可操作性。      

钻孔多参量指标预测冲击地压危险性的试验研究

为准确预测预报冲击地压危险性,提出一种通过监测钻孔过程中钻杆推力、钻杆扭矩与钻屑量等钻孔多参量指标变化规律来预测冲击危险性的方法。利用自主研制的钻孔多参量一体化测试装置,在实验环境下对不同煤体应力状态下的多参量指标进行测试分析,发现钻杆扭矩与钻屑量均随着煤体应力的增大而增大,钻杆推力随着钻进时间的增加呈现先增大再减小,并出现波谷随后增大最后减小的规律。在相同钻机及钻具条件下,进行井下原位钻孔试验,结果表明:随着钻进深度增大,钻杆扭矩与钻屑量变化规律呈现较好一致性,在5 m深度前均先增大随后减小;钻杆推力在1~4 m内呈上升趋势,在5 m处下降至波谷位置,随后推力值再次上升,最后呈稳定趋势。对此区域应力分布带情况进行划分,可确定应力峰值点大致在孔深5 m处,并利用SPSS数据分析软件初步确定此试验点钻杆推力临界指标为7.5 kN,钻杆扭矩临界指标为50.0 N·m。研究结果可为冲击地压等煤矿动力灾害危险性的预测预报提供理论基础与工程指导。      

基于支持向量机的喀斯特山区土壤环境质量评价——以贵州北部一茶叶园区为例

以贵州北部一茶叶园区80个表层土壤样品为研究对象,对其Hg、As、Cd、Pb、Cr和Cu含量进行测定,在MATLAB中应用支持向量机构建土壤环境质量评价模型,并与模糊综合评价法和内梅罗综合污染指数法的评价结果对比分析,探究支持向量机模型在喀斯特山区土壤环境质量评价中的适用性,其结果表明:研究区土壤质量Ⅰ类与Ⅱ类样品比例为33∶7,土壤环境质量大多数为I类;支持向量机方法的评价结果与模糊综合评价法和内梅罗综合污染指数法结果的相同率分别达到82.5%和80.0%,并分析结果有差异的样品,发现支持向量机评价结果更符合实际情况,这说明该模型适用于土壤环境质量的评价。