黔西南水银洞金矿涌水坑道钻探难点与对策

针对黔西南水银洞金矿坑道钻探施工中的特大涌水钻孔,总结了该矿区坑道钻探施工难点,研究了涌水对钻进效率和岩心采取率的影响,探讨了普通取心工艺钻进时采用岩心上升系数的实践意义,提出绳索取心工艺钻进时的“泄”、“堵”、“疏”的解决思路,形成了解决该矿区Ⅰa含矿层的坑道钻探施工难点的对策,以期为类似地层条件的坑道钻探提供技术指导。     

川西甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中熔体、流体包裹体固相物质研究

川西甲基卡二云母花岗岩和伟晶岩内发育大量原生熔体包裹体和富晶体流体包裹体。为了查明甲基卡成矿熔体、流体性质与演化特征,运用激光拉曼光谱和扫描电镜鉴定了甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中二云母花岗岩及伟晶岩脉不同结构带内的原生熔体、流体包裹体的固相物质。分析结果表明,甲基卡二云母花岗岩石英内熔体包裹体的矿物组合为磷灰石+白云母、白云母+钠长石、白云母+石墨;伟晶岩绿柱石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为刚玉、富铝铁硅酸盐+刚玉+锂辉石、锂辉石+石英+锂绿泥石;伟晶岩锂辉石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为磷灰石、锡石、磁铁矿、石英+钠长石+锂绿泥石、萤石、富钙镁硅酸盐+富铁铝硅酸盐+富铁硅酸盐+石英;花岗岩浆熔体与伟晶岩浆熔体(流体)具有一定的差异,成矿熔体、流体成分总体呈现出碱质元素(Na、Si、Al)、挥发分(F、P、CO_2)含量增高及基性元素(Fe、Mg、Ca)降低的特征;包裹体中子矿物与主矿物的化学成分具有一定的差别,揭示出伟晶岩熔体(流体)存在局部岩浆分异作用,具不混溶性及非均匀性。因此认为,伟晶岩熔浆(流体)为岩浆分异与岩浆不混溶共同作用的产物,挥发分含量的增高(F、P、CO_2)使伟晶岩能够与稀有金属组成各类络合物或化合物,这对于稀有金属成矿起到了至关重要的作用。     

基于快速行进迎风线性插值的微震定位算法研究

准确的微震定位方法是微震监测技术进行岩体稳定性分析的基础,而初至波走时计算方法是决定微震定位精度重要因素之一。引入一种由快速行进法(fast marching methods, FMM)与线性插值射线追踪法(LTI ray tracing)改进而来的线性插值算法,实现了在复杂岩体中相对准确的微震初至走时计算,并在均一速度模型和Marmousi模型中得到了验证。在此基础上,采用常微分方程数值算法中的单步高精度Runge-Kutta法,得到了震源点和传感器之间的射线路径,并在分层和带空洞的岩体模型中验证了其合理性。选取最小二乘法为目标函数,通过寻找目标函数值最小的方式来获得最优节点实现微震定位。在所建立的加入地下硐室的Marmousi岩体模型中,对于预设震源点的定位结果误差分别为1.41、1.00、2.83、1.41、1.41m,验证了所提方法在复杂岩体速度模型中能够实现较准确的微震定位,为进一步提高工程岩体的微震定位精度提供了新思路。     

基于粒子群算法优化小波支持向量机的岩土力学参数反演

常用的确定岩土力学参数的方法有原位测试和室内试验两种,但都存在一定的局限性,参数选择的合理与否,对设计计算及数值模拟分析结果的有效性影响很大。支持向量机法在理论基础和求解算法方面都具有明显优势,为确保岩土力学参数取值的合理性,采用支持向量机法对岩土力学参数进行反演。先通过小波分析理论构造出支持向量机的核函数,再用粒子群算法(PSO)分别优化Morlet小波、Mexico小波和RBF函数的支持向量机模型参数,通过小波支持向量机模型建立反演参数与沉降值间的非线性映射关系。根据正交试验和均匀试验对需反演的岩土力学参数进行设计,结合有限元软件进行计算分析,得到学习样本和测试样本。分别采用Morlet小波、Mexico小波和RBF函数得出的预测结果和原始数据进行对比分析,发现采用Morlet小波核函数预测效果更佳。使用Morlet小波核函数预测的参数输入到Midas模型中计算建筑物最终沉降量,比较计算值与实际监测值,其相对误差不超过8.1%。研究结果表明,该方法在岩土工程参数的反演中具有良好的应用价值,对今后岩土力学参数的确定及校核提供了一种新方法。     

堆积层滑坡地震动力响应的物理模型试验

以玉树7.1级地震诱发的玉树机场路堆积层滑坡为对象,该滑坡坡度约为10o,长×宽×厚为317 m×482 m×19.8 m,由以碎石土为主的上覆层、卵石土为主的滑动带及基岩3层组成,开展大型振动台模型试验,探究震后边坡再次承受振动荷载的能力以及地震垂直分量对坡体稳定性的贡献,分析其动力响应特征和失稳破坏机制。结果表明,强震作用下堆积层滑坡的永久变形是造成地震地质灾害的重要因素;随着输入地震荷载增大,坡脚率先破碎沉降,坡体中部产生弧形裂隙并产生沉降,坡顶出现贯穿张裂隙和剪切裂隙并向坡腰推进,表现出典型的牵引性滑坡特征;峰值加速度(PGA)、动土压力以及加速度频谱与输入地震波的强度、滑坡高程呈正相关;PGA放大系数呈现出明显的非线性特征,其变化趋势随地震荷载强度增大而减小,地震波垂直分量对滑坡PGA放大系数影响略大于水平分量。     

Babu (SW China)‐Cao Bang (NE Vietnam) Ophiolite Complex: Implications for Tectonic Evolution between South China and the Indochina Block

The convergence process between South China and the Indochina Block is still controversial. A large number of igneous rocks scattered along the current China‐Vietnam border provide a good opportunity to investigate the tectonic evolution. Babu ophiolites, cropping out in the southeastern Yunnan province (SW China), consist primarily of metaperidotite, serpentinite, pillow basalt (metabasalt), gabbro, metadiabase. Most of them are fault contacted and strongly sheared, especially between metaperidotite/serpentinite and metabasalt. U‐Pb zircon analyses yield an Early Permian formation age of ～278 Ma. Basalts and metagabbros show light rare earth elements (LREEs)‐depleted and heavy rare earth elements (HREEs)‐flat REE patterns, and large ion lithophile elements (LILEs)‐depleted primitive‐normalized spider diagrams without Nb‐Ta anomalies, which is similar to N‐MORB. Metaperidotites have low initial ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os (0.122‐0.126) and γOs values, and indicate that they were derived from a depleted mantle source. Relative low (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)i and high εNd(t) values of basalts and metagabbros also support their DMM origin. The petrological, geochemical and isotope characteristics suggest that Babu ophiolites were N‐MORB‐type and represent remnants of an Early Permian oceanic crust. Mafic‐ultramafic rocks exposed in Cao Bang area (NE Vietnam) have recently been considered as dismembered Paleotethyan ophiolites instead of were genetically linked to the Emeishan Large Igneous Province. U‐Pb zircon analyses suggest an Early‐Middle Permian age (274 ±18 Ma) for the formation of ultramafic rocks. Both whole rock geochemistry and Cr‐spinel mineral chemistry show MORB‐like characteristics. Field observations suggest that Babu and Cao Bang ophiolite complex structurally overlie Middle‐Triassic deposits, and form a tectonic mélange zone. It developed from the subduction of a Paleotethyan subsidiary ocean basin between the South China and Indochina blocks until their collision..     

南秦岭镇安核桃坪钨铍矿床成矿时代及成矿模式探讨

秦岭造山带是中国中央造山带重要组成部分,近年来取得了一系列钨的找矿突破,尤其是在南秦岭镇安地区新发现了首例铍矿达到工业品位的核桃坪钨多金属矿床。在详细的野外地质工作基础上,本文通过对该矿床开展年代学及微区原位元素/同位素地球化学研究,限定其成矿时代和物质来源,旨在查明其成矿机制并建立成矿模式。利用Ar-Ar法获得铬云母坪年龄为201.4±2.10 Ma,金云母坪年龄为196.6±2.38 Ma,指示区域内大规模钨(钼、铍)等稀有金属矿化与印支晚期-燕山早期后造山阶段的酸性岩浆活动关系密切。LA-ICP-MS微区原位分析结果显示,白钨矿中Mo、Nb、Ta等元素相对富集,且由氧化物早阶段至晚阶段Nb/Ta比值显著降低,~(87)Sr/~(86)Sr比值显著升高,反映氧化物早阶段的成矿物质来源以深源酸性岩浆为主,而演化至氧化物晚阶段,壳源的成矿物质逐渐增多。本区白钨矿呈轻稀土富集特征,指示石榴子石、透辉石等矽卡岩矿物先于白钨矿和绿柱石沉淀,相对富钾的热液环境有利于Be在氧化物早阶段富集沉淀。综合南秦岭地区地质背景以及各钨矿床的地质特征,镇安西部地区钨多金属矿床成矿作用受到了岩浆、地层及构造的多重制约,含矿热液与碳酸盐岩围岩相互作用产出矽卡岩化似层状矿(化)体,而在裂隙中充填交代形成脉状矿(化)体。成矿机制可以归纳为"隐伏岩体+特定层位+两组性质的断裂控矿",深部勘探过程中可以借鉴华南"五层楼+地下室"的勘查模型,重点探寻不同岩性界面层间破碎带控制的层状矿体。该成矿模式对区域上同类型钨矿的深部找矿和综合评价也具有重要的参考价值。     

雄安新区顶面埋深在3500m以浅的中元古界热储可采地热资源量和开发参数评估

为了科学合理开发利用雄安新区顶面埋深在3500m以浅的中元古界地热能,从地热资源量回收率、布井规模、单井产量、国家水热下降许可指标、开采回注井距、回注量、开采时间等开发参数进行试算和分析,评估了雄安新区地热流体可开采量,试算结果表明雄安新区地热资源量回收率和布井规模有限制,目前雾迷山组主流单井产量110m~3/h、回注量165m~3/h、井距500m合理,可以满足100年的地热田开发寿命且符合国家水热下降许可指标。地热单元的理论热能最大回收率值与单层热储岩石孔隙度、密度、比热和地热水的密度、比热等物性有关,与热储面积、厚度无关,实际最大回收率约为理论最大回收率的一半,它与生产井布井规模、单井生产量、生产开发时间、尾水温度等开发参数直接相关。推出的回注井距、回注量、开采时间简化计算公式方便实用;在热突破距离、时间、回注量评估中,不论哪种岩性,有效热储层厚度是非常重要的因素,其次是回注量和回注时间,热储孔隙度及渗透性的影响远不及有效热储层厚度的影响。雄安新区的可采地热水资源乐观估算可采地热水量占总储存水量的50%,为163.79×10~8 m~3、可采地热水所含热量37.76×10~8 GJ、折合标煤2.579×10~8 t,以每平方米每年耗能0.32 GJ计,年均可满足1.137亿平方米建筑物供暖;保守估算是乐观估算结果的30%;最佳估算是乐观估算结果的50%,年均可采地热水可满足5685万平方米建筑物供暖;雄安新区成为是地热能源应用的典型示范区。     

国际城市地下空间开发利用现状、趋势与启示

城市地下空间开发是缓解“城市病”、实现城市可持续发展的重要举措。欧美等发达国家和地区已经积累了丰富的城市地下空间开发的经验和教训。通过调研国际上一些主要城市的地下空间开发利用状况,剖析了当前国际城市地下空间开发的现状、问题及发展趋势,以指导我国城市地下空间开发。目前,国际城市地下空间开发形成了以缓解城市交通拥堵、扩大城市生存空间、建立集约型城市、构建舒适宜居城市环境为导向的开发模式,并以建设绿色、智慧的立体化城市为未来的发展趋势。我国应在充分吸收和学习国际上城市地下空间开发的经验和教训基础上,结合自身城市特点,高质量开发城市地下空间。     

内蒙古因格井坳陷湖相白云质泥岩地球化学特征及地质意义

本文对内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统音戈壁组上段湖相白云质泥岩进行了地球化学分析,据此探讨了其 对构造背景、源岩属性及古沉积环境重建的意义。研究表明：白云质泥岩具有富Ca,Na,Sr,U,V 元素,贫K,P,Ba, Rb,Sc,Th,Zr 元素的特点;稀土元素总量变化范围大（59.29×10-6~283.80×10-6）,轻、重稀土分异明显,δEu 为中等偏 强的负异常（平均值0.62）,δCe 无异常（平均值1.01）。构造判别图解及δEu 异常特征共同指示白云质泥岩源岩具有大陆岛 弧和主动大陆边缘构造背景。稀土配分模式及源岩属性判别图解指示白云质泥岩源岩以上地壳长英质岩石为主。垂向上巴 音戈壁组上段整体为干旱、厌氧、偏强还原的咸湖环境。古气候、古盐度及氧化还原指标在巴音戈壁组上段中部和下部界 面变化明显。在下部（K1b2-1） 干热环境下出现过相对湿冷的沉积过程,古盐度、氧化还原环境也均与干热-冷湿演化具有 耦合性,即在厌氧的、偏强还原的咸湖沉积环境下存在短暂的氧化环境。