Non-Darcian flow toward a larger-diameter partially penetrating well in a confined aquifer

In this study, non-Darcian flow to a larger-diameter partially penetrating well in a confined aquifer was investigated. The flow in the horizontal direction was assumed to be non-Darcian and described by the Izbash equation, and the flow in the vertical direction was assumed to be Darcian. A linearization procedure was used to approximate the nonlinear governing equation. The Laplace transform associated with the finite cosine Fourier transform was used to solve such non-Darcian flow model. Both the drawdowns inside the well and in the aquifer were analyzed under different conditions. The results indicated that the drawdowns inside the well were generally the same at early times under different conditions, and the features of the drawdowns inside the well at late times were similar to those of the drawdowns in the aquifer. The drawdown in the aquifer for the non-Darcian flow case was larger at early times and smaller at late times than their counterparts of Darcian flow case. The drawdowns for a partially penetrating well were the same as those of a fully penetrating well at early times, and were larger than those for a fully penetrating well at late times. A longer well screen resulted in a smaller drawdown in the aquifer at late times. A larger power index n in the Izbash equation resulted in a larger drawdown in the aquifer at early times and led to a smaller drawdown in the aquifer at late times. A larger well radius led to a smaller drawdown at early times, but it had little impact on the drawdown at late times. The wellbore storage effect disappears earlier when n is larger.     

江汉平原西部浅层孔隙水水文地球化学特征

为了揭示地下水由江汉平原周缘向中心径流过程中的水质演化和复杂的水文地球化学作用,以江汉平原西部地区为例,通过数理统计、水化学、同位素地球化学、离子比值关系等方法,开展了江汉平原西部边缘地带浅层孔隙地下水的水文地球化学特征研究。结果表明: 平原区孔隙水以HCO₃-Ca·Mg型为主,丘岗区(丘陵和岗地)主要是HCO₃-Ca·Mg型,少量为HCO₃·SO₄-Ca·Mg型,还出现了HCO₃·NO₃-Ca·Mg型水,总溶解固体(total dissolved solids,TDS)升高主要是由于碳酸盐岩的溶解; 浅层孔隙水均来源于大气降水,蒸发作用对该地区孔隙水的影响较小; 方解石、白云石和石膏的溶解主导研究区的水文地球化学过程,也是孔隙水中Ca²⁺、Mg²⁺的主要来源,Na⁺和K⁺的主要来源是阳离子交换吸附。     

赣南白面石铀矿田成因再认识

赣南白面石铀矿田经上世纪60~80年代勘查,发现和探明了白面石、龙坑、双坑、马荠塘4个铀矿床和黄泥湖铀矿点,成为中国重要的铀资源基地。该矿田产于EW向南岭铀成矿带东段的白面石沉积-火山盆地内。该盆地的基底为印支期白面石花岗岩体;盖层为中侏罗统菖蒲组。盖层的底部为第一层砂岩,其上由基性-酸性双峰式火山岩组合与5层碎屑岩夹层组成。铀矿主要赋存在盖层底部的第一层砂岩中,其次是产在第一层玄武岩与第一层砂岩的接触带,有少量产在基底花岗岩顶部的风化壳中。关于该铀矿田的成因,有砂岩型沉积说、同生沉积后生富集说、成岩成矿热液叠加说、岩浆热液说,等等。为了厘定矿床成因类型,以确立今后的找矿方向,笔者对该矿田的资料进行了重新整理,应用Minesight软件选择典型的白面石铀矿床建立了三维地质模型,并收集了最新的同位素定年和岩石地球化学分析资料。研究表明,白面石铀矿田存在2次成矿（160~156 Ma和99~86 Ma）,其主成矿作用与第一层玄武岩的覆盖,在空间上相伴（铀矿体主要赋存于第一层砂岩及其与玄武岩的接触带）、时间上相近（成矿时间为160~156 Ma,玄武岩成岩时间为173 Ma）、成生上相关（矿化具有明显的中-低温热液蚀变）,为火山热盖成因类型,后期又有大量脉体活动,在岩脉两侧的砂岩层内又有热液型铀矿化叠加,从而形成了火山热盖及热液叠加的复成因矿床。该矿田的成矿条件是：富铀的基底,砂岩的沉积,洼沟的地形,岩浆的热盖,脉岩的入侵。     

湘西大溶溪钨矿床中辉钼矿Re-Os同位素定年及其地质意义

湘西大溶溪钨矿床,为雪峰隆起区内的一个中型白钨矿矿床。文章对该矿床中穿插钨矿体的含辉钼矿石英脉进行了Re-Os同位素年代学研究。分析结果显示,该矿中辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄为217.0~221.1 Ma,平均为（219.0±1.2） Ma,其对应的等时线年龄为（223.3±3.9） Ma,揭示其形成于晚三叠世。这些年龄数据与矿区内大神山花岗岩的侵位时间〔（224.3±1.0） Ma〕基本吻合,表明该区含辉钼矿石英脉的形成与花岗岩的侵位具有密切的时、空联系。考虑到该区钨矿体的形成时间介于花岗岩和含辉钼矿石英脉之间,因此,推断大溶溪钨矿床形成于223 Ma左右。该研究成果,不仅为湘西雪峰隆起区存在多期次的钨成矿事件提供了可靠证据,同时又进一步证实了华南地区确实存在一次区域性的与印支期花岗岩有关的成矿作用。     

云南石林世界地质公园阿诗玛石柱碳酸盐岩 显微特征及沉积环境

云南石林世界地质公园阿诗玛石柱,其岩石地层是呈水平产状的中二叠统茅口组厚层块状灰岩,但其构成岩石的具体岩性却未见做过详细工作。笔者等经公园管理部门同意,自下而上分别在阿诗玛石柱背侧底部、下部、中部、上部和顶部共采集样品五块,对其岩石学特征及沉积微相作了详细研究,弄清了这一世界著名景点自下而上的岩石构成及沉积相。底部为高能浅滩相灰色厚层块状具平行层理生屑颗粒灰岩,构成阿诗玛脚部。下部为中能浅潮下灰色厚层块状虫筳生屑泥粒灰岩,构成阿诗玛腿部。中部为中能浅潮下灰色厚层块状砂屑泥粒灰岩,构成阿诗玛腰部。上部为中能浅潮下灰色厚层块状具生物扰动含砂屑生屑泥粒灰岩,构成阿诗玛胸部;顶部为高能浅滩相灰色厚层块状砂屑生屑颗粒灰岩,构成阿诗玛头部。其中含有大量生物化石碎屑:有孔虫、三叶虫、藻类、介形虫、腕足、苔藓虫、虫筳、海百合茎、双壳类,为高能浅滩相和中等能量浅潮下环境。希能为石林形成过程研究和科学普及提供参考。     

南海西部海底巨型麻坑活动性示踪研究

南海西部陆坡海域海底广泛发育麻坑,其规模和数量在世界范围内均属罕见,但关于它们目前的活动特征尚不清楚。通过对西沙隆起西南部麻坑区采集的两根沉积柱样孔隙水SO^2–4、K^＋、Mg^2＋、Ca^2＋、Sr^2＋以及溶解有机碳（DIC）含量随深度的变化特征的研究,揭示麻坑内与硫酸根消耗有关的生物地球化学过程,并推断麻坑目前的活动状况。采集于麻坑外的C9柱样SO^2–4浓度变化整体呈向下凹的形态降低,减少的硫酸根是被有机质硫酸盐还原作用消耗。采集于麻坑内的C14柱样SO^2–4浓度梯度呈现明显的三段式变化,0.00-0.66 m内SO2–4浓度变化主要受有机质硫酸盐还原作用控制,0.66-3.70 m受有机质硫酸盐还原和甲烷缺氧氧化共同控制,3.70 m以下部分主要受甲烷缺氧氧化作用的影响。根据C14柱样3.7 m以下孔隙水硫酸根浓度梯度计算的硫酸根-甲烷交接带（SMI）约在14.3 m处,甲烷向上扩散的通量约为0.0144 mol/（m^2·a）。此外,2个柱样沉积物孔隙水的Ca^2＋浓度均随深度明显降低,而Mg2＋浓度略微降低,主要与自生碳酸盐矿物沉淀有关。C14的Mg/Ca和Sr/Ca随深度变化指示该柱样沉积物中自生碳酸盐岩矿物主要为高镁方解石。2个柱样的孔隙水地球化学特征显示目前研究区麻坑活动不活跃, C14麻坑中含甲烷流体发生微弱渗漏,可能处于麻坑活动的衰落期。     

云南中甸红牛-红山矽卡岩型铜矿床矿物学特征与成矿作用

红牛-红山矿床位于西南三江成矿带的中甸岛弧,是形成于晚燕山期的矽卡岩型铜矿床。矿区与成矿作用密切相关的石英二长斑岩中角闪石和黑云母斑晶的出现以及较高的含F量(分别为1.49%和2.62%),表明其岩浆为富H2O富挥发分熔体;石英斑晶具有港湾状、浑圆状的溶蚀表面和钾长石细晶外壳,并且显示了典型的骸晶状结构指示了其岩浆经历了快速上升侵位过程和岩浆热液的自交代作用;钻孔中岩浆热液角砾岩和大量石英细脉的出现暗示了岩浆在快速上侵过程中发生了隐爆作用,形成并出溶了含有大量F、Cl等组分的高盐度超临界流体。矽卡岩阶段石榴子石和透辉石具有明显的三个期次:早期细粒的钙铝榴石(And22-57)和角岩中的透辉石(Hd7-27)形成于少量高温气液岩浆流体与围岩的扩散交代作用;中期粗粒的钙铁榴石(And75-98)和次透辉石-钙铁辉石(Hd10-99)形成于大量高温、低氧逸度的岩浆流体与围岩的渗滤交代作用;晚期的钙铝榴石脉(And14-60)和钙铁辉石脉(Hd31-58)形成于低温、高氧逸度的早期交代残留溶液。矽卡岩矿物的生成,使碳酸盐围岩丢失CO2,矿物体积减少,孔隙度和渗透性增加,为成矿提供了条件。退化变质阶段的透闪石、阳起石、绿帘石、绿泥石等交代早期矽卡岩矿物,消耗了成矿流体中大量的CO2和H2O,生成含水矿物以及石英、方解石,使围岩裂隙愈合,孔隙流体压力增加,导致成矿流体沸腾,形成大量黄铜矿、磁黄铁矿、黄铁矿、辉钼矿化。石英-硫化物阶段,由于成矿流体超压→流体沸腾,裂隙生成→减压排泄,裂隙愈合→流体超压的循环,在此过程中围岩经历了多次破裂和裂隙的愈合,直至整个成矿体系完全开放,并与大气水发生混合,使成矿流体中剩余金属最终沉淀。     

秦岭山阳-柞水地区燕山期中酸性侵入岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄及Lu-Hf同位素组成

秦岭山阳-柞水地区广泛出露燕山期中酸性花岗(斑)岩体,并有大量与其相关的斑岩-矽卡岩型Cu-Mo-Fe、Cu-AuFe矿化。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,与矿化密切相关的斑岩体形成于144.6~141.5Ma。岩石地球化学分析结果表明,这些花岗(斑)岩体SiO2含量为55.73%~67.80%,K2O含量为2.52%~6.40%,Na2O含量为1.94%~5.19%,Al2O3含量为14.61%~16.10%,FeOT含量为2.1%~9.0%,MgO含量为1.32%~5.52%,主体显高钾钙碱性准铝质特征。A/CNK1.1,P2O5与SiO2负相关,Mg#平均为49,含有角闪石、黑云母、榍石、磁铁矿等矿物,属I型花岗岩类;稀土元素分异明显,无明显Eu异常;富集K、Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素,Nb、Ta、Ti、P和Hf等高场强元素亏损,属后碰撞型花岗岩。岩体的锆石εHf(t)为-4.5~+1.78,平均为-0.87,表明其岩浆源区为地壳物质的熔融岩浆与幔源岩浆的混合,且以地壳熔融成份为主;Hf同位素二阶段模式年龄(t DM2)为1479~1084Ma,表明其壳源源区物质可能形成于中晚元古代(1.4~1.0Ga)。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段凝灰岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源层中广泛分布了薄层和纹层状凝灰岩,凝灰岩中锆石U-Pb同位素年代学研究表明,长7段凝灰岩结晶年龄为234Ma左右。对比勉略缝合带、南秦岭的花岗岩的年龄,三叠系延长组凝灰岩应该形成于俯冲阶段。锆石的Hf同位素分析表明延长组长7段凝灰岩主要来自地壳岩石部分熔融,并且有一定的地幔物质加入。Hf同位素二阶段模式年龄大部分集中在1.1~1.3Ga,其中以1.2Ga为主峰,表明延长组凝灰岩主要来自元古代增生的地壳物质,在物质组成和时代上可能类似于南秦岭基底中的耀岭河群基性火山岩和郧西群酸性的混合。     

四川盆地下寒武统膏盐岩发育特征与封盖有效性分析

四川盆地下寒武统广泛发育一套膏盐岩,主要沉积于早寒武世龙王庙期。基于四川盆地深井及实测剖面中膏盐岩的识别和统计,发现下寒武统有川南和鄂西两大聚盐区,最厚达690.40m;川南聚盐区西部以含泥含云质石膏岩类和含膏砂泥岩类为主,东部及颚西聚盐区主要为含膏白云岩类。结合前人研究,认为膏盐岩发育于浅水缓坡沉积环境,有潮上萨布哈和缓坡蒸发两类成因。通过对川南聚盐区储盖匹配关系及后期构造与膏盐岩封盖性分析,表明下寒武统膏盐岩与盐下震旦系优质的白云岩储层在空间上具有良好的匹配关系;四川盆地边界大断裂及边界外寒武系的抬升暴露让膏盐岩在盆地外封盖性失效,而在盆地内膏盐岩的封盖性较好。威远气田解剖表明有膏盐岩分布的威远地区成藏,而无膏盐岩分布的资阳地区气藏被破坏,显示了下寒武统膏盐岩在四川盆地油气成藏中具有重要的作用。