陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施——以神府矿区郭家湾煤矿为例

郭家湾煤矿地处神府矿区新民采区西北部,为生态环境脆弱区。井田七层煤三个煤组开采后引发地面塌陷、含水层疏干、土地结构变化等地质环境问题,严重制约了地方经济的发展。为了煤炭资源可持续发展,研究陕北煤矿区地质环境保护与恢复治理措施,以1∶10000野外详细调查为依据,首先进行现状评估,然后针对矿山工程建设可能遭受、加剧、引发的矿山地质环境问题进行预测评估,最后提出了以移民搬迁、回填裂缝、生态恢复、建立矿山地质环境监测体系等为主的防治措施,让煤矿开采与矿山地质环境问题恢复治理并行。旨为陕北地区乃至全国煤矿,在保护地质环境中开发利用矿产资源提供依据和示范。     

单岩性米级旋回在旋回地层划分中识别——以北京西山张夏组为例

通过对传统米级旋回成因的讨论,提出了在传统的四种米级旋回之间存在米级旋回的过渡类型,即单岩性米级旋回的观点,并从米级旋回的成因及层序—岩相古地理方面对单岩性米级旋回的形成模式进行了分析,在野外露头对北京西山张夏组碳酸盐岩进行了旋回地层划分,就沉积间断面不易识别的旋回地层进行了讨论,并识别出了单岩性米级旋回。层序—岩相古地理背景下的米级旋回模式,可对米级旋回的平面展布进行预测;单岩性米级旋回的发现,有利于提高三级旋回层序识别及划分的精度。     

从地壳上地幔构造看大陆碰撞带岩石圈的克拉通化

本篇讨论超级大陆汇聚后逐渐变为克拉通或扩大克拉通的作用过程,即指经及大陆碰撞地体汇聚后新形成的大陆块逐渐转变为刚性克拉通的作用过程。增生大陆岩石圈的克拉通化的作用后果,包括大陆地壳密度的增加,岩石圈地幔的增厚和大地热流值的下降,使大陆岩石圈逐渐刚性强化。大陆碰撞后形成的大陆块必须经过克拉通化的过程,才能逐渐成为刚性克拉通。作用过程主要包括:①上地壳沉积碎屑岩石结晶岩化和中地壳岩石角闪岩化;②下地壳岩石基性化;③大陆碰撞带下凹莫霍面的磨平;④岩石圈地幔底侵加厚形成陆根。从大陆碰撞带转变为克拉通的过程也是岩石圈地幔不断增厚而地壳缓慢变硬变冷的过程。这个过程包含以下作用:区域变质作用,交代作用和岩石圈幔源岩浆的底侵。这个过程时间尺度比碰撞造山作用大一个级次。长期的底侵作用使地壳岩石密度和强度不断加大,改变岩层的矿物成分和局部结构。当大陆岩石圈克拉通化到一定程度之后,由于下方软流圈的热能供应逐渐减缓,使岩石圈地温梯度缓慢下降,最终结果会形成大陆根。由于显生宙大陆碰撞带岩石圈强度弱,大陆碰撞时更容易造成岩石圈变形,因此大陆碰撞的板内效应主要发生在大陆内的显生宙碰撞带。显生宙大陆碰撞带如果再次受到大陆碰撞板内效应的作用,其克拉通化的过程必然会推迟。     

从地壳上地幔构造看洋陆转换作用

根据近年来全球地壳上地幔探测的成果,分析了洋陆转换、地壳和岩石圈加厚的作用过程。洋陆转换作用可分为以下五个演化阶段:①同大洋扩张期的地壳增厚;②海沟发生与早期俯冲;③俯冲带成熟与沟弧盆体系形成;④俯冲带汇聚和位移;⑤陆—岛碰撞和陆壳连接。同大洋扩张期的地壳增厚作用指发生在被动大陆边缘的地质作用。包括沉积作用,岩浆底侵作用,下地壳和岩石圈地幔压裂,形成海沟等。海沟形成后陆缘转变为主动大陆边缘,大地构造机制转换为板块俯冲作用。成熟期的洋—陆转换作用特征是海盆扩张和板块俯冲造成的洋壳缩短取得平衡。弧后盆地和弧后边缘海的打开,表明俯冲带进入完全成熟的阶段。洋脊俯冲之后过成熟期的洋—陆转换作用,其特征是海盆逐渐缩小而且板块俯冲带汇聚。这里既有密集的俯冲带又有短期打开的边缘海岭;俯冲带不断位移,既可后撤也可前冲;俯冲板块经常发生断裂和拆沉。过成熟期的板块俯冲结果是边缘海微板块的萎缩。经过陆—岛碰撞,岛弧地壳增厚,与大陆板块连为一体,成为大陆内部的一个构造单元,即显生宙的"古洋—陆转换带"。     

石柱地区建深1井志留系超压顶封层的封闭机制

石柱复向斜地区建深1井志留系地层钻遇超压, 压力系数为1.75~2.00, 且全层段含气.地层中超压形成和保存与盖层封闭的有效性密切相关.在对超压层段泥岩压实特征以及埋藏史、热史、生烃史研究的基础上分析欠压实、生烃、构造挤压及其他增压机制在志留系超压形成所起的作用, 其中早三叠世至侏罗纪末期干酪根和液态烃裂解生气作用引起的流体体积膨胀是本区超压形成的主控因素, 生气作用终止后无重要的增压事件发生.早白垩世以来的构造抬升作用导致大量溶解态天然气从地层水中出溶, 并聚集于孔喉半径较大的粉砂岩层中.志留系顶部超压顶封层中泥岩和粉砂岩频繁出现互层, 因而形成多个含气粉砂岩薄层.垂向上各个气水界面的毛细管作用力具有可叠加性, 增强了顶封层对超压的封闭能力, 使本区志留系地层中的超压保存至今.      

绿泥石对CO2-水-岩石相互作用的影响

为了解关键性矿物在“超临界CO₂-水-岩石”系统中的地球化学作用,利用先进的数值模拟软件TOUGHREACT,结合我国鄂尔多斯盆地深部咸水含水层的基础地质条件,建立一维垂向模型,研究了盖层中绿泥石含量分别为3%、9%、15%时对CO₂-水-岩石相互作用的影响.发现CO₂进入盖层后,盖层的矿物成分和渗透率发生了较大变化.当绿泥石体积分数为3%时,盖层渗透率在5 000 a期间一直处于增大状态,不适合CO₂封存;当绿泥石体积分数为9%和15%时,盖层渗透率呈现先增大后减小的趋势,产生自封闭现象,有利于CO₂封存.结果表明,绿泥石的溶解为盖层中钙蒙脱石、铁白云石、片钠铝石、菱镁矿的沉淀提供了必要的Mg2+、Fe2+、AlO₂-等离子.绿泥石含量越多,CO₂矿化捕集量越大,盖层的自封闭效应越明显,其渗透率最大减少10%.本研究结果可为CO₂地质封存的长期性和稳定性评价提供理论依据.      

岩溶作用碳汇强度计算的溶蚀试片法和水化学径流法比较——以陈旗岩溶泉域为例

溶蚀试片法和水化学径流法是计算岩溶作用碳汇强度的两种重要方法,利用这两种方法对贵州普定陈旗岩溶泉系统的岩溶作用碳汇强度分别进行了计算,结果发现:通过溶蚀试片法估算出的岩溶作用碳汇强度仅为水化学径流法估算值的1/6左右,这主要是因为陈旗岩溶泉域内埋放溶蚀试片处的上覆土体中含有石灰岩角砾和土骨架中存在少量原生与次生碳酸盐矿物,这些碳酸盐的先期溶蚀大大降低了下部试片的溶蚀量。可见,溶蚀试片法具有一定的局限性,即在该方法应用之前,必须对试片上覆土体的碳酸盐矿物含量进行分析,以评价该方法的适宜性。     

黔中—渝南沉积型铝土矿区域成矿模式及找矿模型

黔中—渝南沉积型铝土矿的区域成矿模式概括如下:志留纪末的广西运动和泥盆纪末的紫云运动等,可能都是在峨眉地幔柱演化的壳幔相互作用阶段,因地幔柱向地壳大量输送物质和辐射能量,从而引发的地壳升降运动,在此期间,全区大面积抬升,形成长期隆起区;泥盆纪末准平原化;早石炭世岩关期气候湿热,暴露地表的早古生代岩石全面红土化、钙红土化,形成的含三水铝石红土风化壳物质,为沉积型铝土矿提供了物源。修文及息烽—遵义沉积区,于早石炭世大塘期早—中期沉积了铝土矿含矿岩系—九架炉组。绥阳—正安—道真沉积区,在晚石炭世的黄龙组石灰岩沉积并钙红土化之后,于马平期沉积了铝土矿含矿岩系的大竹园组。3个沉积区的铝土矿含矿岩系,都是在以陆相为主的环境中沉积形成的。在成岩阶段,铝土矿中的三水铝石逐渐变质为硬水铝石。由于各沉积区形成含三水铝石红土风化壳的母岩不同,由此沉积而成的铝土矿及其含矿岩系,在化学成分和矿物成分上也就有所差异。     

内蒙古苏布格塔蓝闪石片岩基本特征及成因分析

苏布格塔蓝闪石片岩赋存于奥陶纪哈拉哈河组地层中,岩石组合类型多样,据蓝闪石光学特征及电子探针分析结果,认为本区的蓝闪石属铁蓝闪石。蓝闪石片岩的标型矿物组合以蓝闪石+绿帘石+阳起石+多硅白云母+榍石为特点,由泥质碎屑岩变质重结晶形成,原岩形成环境为大陆边缘海盆地。其变质成因,属于与板块运动有关的区域低温中高压动力变质作用形成。