基于DFOS的地面变形监测技术研究进展与展望

近30年来,随着基础设施建设和工业化、城镇化进程的加快,我国各地出现了一系列与地面变形相关的灾害,造成了很大的经济损失和人员伤亡。地面变形的监测对预防地面塌陷、地面沉降和地基失稳等灾害有着极其重要的地位,亟需一种灵敏度高、动态范围大、性能稳定同时兼顾经济性的监测系统,以弥补常规技术在实时性、覆盖面与精度等方面的不足。本文详细介绍了分布式光纤传感（DFOS）的基本原理和其在地面变形监测工作中的独特优势,列举了几种常见的DFOS技术,并综述了这些技术的研究进展及其在地面变形机理研究及工程实践中的应用,对不同的监测方案和铺设工艺进行了对比分析。最后总结了基于DFOS的地面变形监测技术当前存在的瓶颈,指出了今后该课题研究的发展趋势。     

基于短波红外技术的西藏多龙矿集区铁格隆南矿床荣那矿段及其外围蚀变填图-勘查模型构建

采用短波红外技术测量西藏多龙矿集区铁格隆南矿区地表岩石样本,发现蚀变矿物主要有绢云母和绿泥石,并在地表形成了一套从绢英岩化带-青磐岩化带的具有斑岩特点的蚀变矿物组合特征。通过测量地下ZK0804,ZK1604,ZK2404,ZK3204四个钻孔岩心的短波红外特征,发现钻孔岩心中存在大量明矾石、高岭石、地开石和绢云母,在东西向展布的过程中,绢云母数量及厚度明显增大,有继续向下延伸的趋势,说明矿体向深部逐渐从富含明矾石、地开石、高岭石的高硫、低温类型的矿物组合向绢英岩化带转变,并构成了规律的蚀变分带系统。根据地表、地下岩（矿）石的短波红外光谱特征及蚀变矿物分布趋势,构建了基于短波红外勘查技术的多龙矿集区斑岩-高硫浅成低温热液型铜（金）矿床找矿勘查模型,总结了从钾化带-绢英岩化带-泥化带-高级泥化带（明矾石-地开石-高岭石组合）-青磐岩化带的一套完整蚀变矿物组合及光谱特征。     

超临界CO2岩石致裂机制分析

超临界CO2是一种介于气体和液体之间的特殊状态的CO2流体,具有低黏、高扩散性和零表面张力等独特的性质。利用超临界CO2作为压裂液,有助于裂缝的起裂和扩展,同时可避免储层伤害。通过研究超临界CO2射流破岩和压裂特性,分析得到了超临界CO2岩石致裂机制。研究结果表明,超临界CO2低黏等特性使其更容易进入岩石微孔和微缝之中,在岩石内部建立大小不一的流体压力系统,使岩石发生拉伸和剪切破坏;常规流体压裂起裂压力较高,裂缝一般为单条或多条平直裂缝,大多沿着同一方向贯穿强度较高的胶结颗粒,且裂缝断面光滑、平整;超临界CO2压裂起裂压力相比于常规流体压裂低,在岩石中形成的裂缝网络较为复杂,裂缝互相连通,一般沿着强度较低的胶结物开裂,较少贯穿胶结颗粒,裂缝断面较为粗糙。该研究结果可为超临界CO2压裂技术的实施提供理论支撑。     

陡倾层状斜向岩层视向溃屈机制力学分析——以陕西山阳滑坡为例

以陕西山阳滑坡为例,分析了陡倾层状斜向岩层岩质滑坡的视向滑动特征、滑移-溃屈破坏模式与机制。基于梁板理论、层状板裂结构岩体弯曲-溃屈破坏的力学模型在考虑自重、地下水静水压力作用及斜倾层状山体视向滑动侧向摩阻力作用的影响下,采用岩体结构力学分析的方法建立了相应的力学模型;经过力学分析,推导出基于斜坡自重、地下水静水压力与侧向摩阻力作用下的陡倾层状斜向岩层斜坡溃屈段长度条件方程。为验证条件方程的正确性,以山阳滑坡为例进行了验算,最后得出与实际调查较一致的结果,为防御陡倾层状斜向岩层斜坡产生视向溃屈破坏提供依据。      

云南省麻栗坡地区高棬槽白钨矿床地质特征及矿床勘查类型的确定

高棬槽白钨矿床为成都地质调查中心近期新发现的一大型矿床。笔者在分析、总结该矿床地质特征基础上,重点讨论和确定了该矿床勘查类型主要参数。参照新规范确定高棬槽白钨矿床勘查类型为第一勘查类型,同时根据实际地质情况,提出了该矿床在不同勘查阶段所采用的勘查工程间距。这对高棬槽白钨矿床今后的勘查工作具有重要的指导意义,并对邻区同类型的白钨矿床勘查工作提供了有力的借鉴。     

山东烟台地区苹果果园土壤中DDTs和HCHs残留分布特征与来源解析

为研究不同土壤类型中有机氯农药的残留特征、降解程度和来源途径,采集了山东烟台9个不同地质单元苹果园根系土壤和剖面土壤样品,用电子捕获检测器气相色谱法测定其中的滴滴涕(DDTs)和六六六(HCHs)。结果表明,研究区所有类型根系土壤中DDTs和HCHs均未超出《土壤环境质量标准》的二级土壤限值(500 ng/g);土壤中DDTs的残留量及检出率均高于HCHs,DDTs检出率为100%,平均残留量为71.7ng/g,而HCHs的检出率为19.70%,平均残留量为7.9 ng/g;根系土壤中DDTs各异构体平均浓度依次为p,p’-DDT>p,p’-DDE>o,p’-DDT>p,p’-DDD,而HCHs大部分以α-HCH形式存在,部分以β-HCH、γ-HCH存在。不同类型土壤中有机氯农药残留分布特征明显不同:DDTs在棕壤土(臧家庄)中最高(145.5 ng/g),在中粗粒砂土(武宁)中最低(24.1 ng/g);而HCHs在细砂质壤土(蛇窝泊)中最高(27.9ng/g)。各剖面土壤DDTs均在<20 cm层位中残留最高。DDTs和HCHs来源解析表明:研究区土壤为好氧条件;麻砂棕壤(官道和桃村)、黏细壤土(牟平)、细砂质壤土(蛇窝泊)和棕壤土(臧家庄)近年来仍有新的DDTs输入;大部分根系土壤均未发现HCHs新来源,但麻砂棕壤(桃村)在HCHs禁用后可能仍存在林丹的使用。     

煤层气直井开发井网适应性优选

利用直井井网开发煤层气,优选合理的井网对于煤层气藏的高效开发关系重大,因此,有必要针对不同储层条件的煤层气藏研究优化井网类型。通过数值模拟方法,针对不同渗透率、不同各向异性的煤层气藏,进行了正方形、矩形和菱形3种不同井网的数值模拟,得出适合不同井网开发的储层渗透率和各向异性的范围。模拟研究表明:正方形井网不适合煤层气的开发;矩形井网适合于中渗、低渗至特低渗煤储层;菱形井网适合于中渗至高渗煤储层。     

重庆秀山寒武纪海相碳酸盐的锶同位素组成及其地层学意义

锶同位素地层学是化学地层学的组成部分 ,简要介绍重庆市秀山县溶溪乡罗家沟寒武系剖面海相碳酸盐的锶同位素分析结果 ,建立了该剖面的锶同位素演化曲线 ,并与 Gao及 Denison等的同期锶演化曲线作了对比 ,秀山寒武纪锶同位素演化曲线与其他两条同期曲线有较大相似性 ,据此提出了秀山寒武系剖面部分主要年代地层界线的参考意见 ,并简述了寒武纪全球海平面变化的概况。     

牙形石微量元素对生物绝灭事件的响应: 以二叠-三叠系全球层型剖面第一幕绝灭事件为例

首次系统地利用浙江长兴煤山剖面牙形石化石, 依托中国地质大学(武汉) 地质过程与矿产资源国家重点实验室激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS) 获取牙形石微区原位元素含量信息.结果显示, 牙形石的Ce异常和稀土总量出现快速的波动, 它们均反映出P/T之交环境(氧化-还原、生态条件等) 的不稳定性.这些微量元素特征可以很好地与古海洋环境和生物绝灭事件耦合.这一研究将为系统探索全球古生代末生物大灭绝及其后生物复苏的过程、时限与古海洋化学及古生态变化性质等问题的研究提供新的途径, 并有望对这些重要科学问题提供有效的制约.      

汶川地震四川重灾区地质安全综合评估

以四川12个地震重灾县为研究区,在详细收集分析地震前后相关资料的基础上,开展了研究区灾后恢复重建的地质安全综合评估。首先在综合分析历史最高洪水位、25°坡角、活动断裂、沟谷稳定性、地质灾害易发性5项因子的基础上,划分出不宜建区和相对宜建区;再对相对宜建区开展地质安全综合评估,利用GIS软件的空间分析叠加功能,在对相对宜建区进行多边性网格单元剖分的基础上,选取地形地貌、活动断裂及区域地壳稳定性、斜坡稳定性、地质灾害易发程度4项指标进行单独分级评价,然后按照取差原则综合上述各单因子评价结果,进行综合评价,划分出了相对安全区、次安全区、不安全区,为灾后恢复重建工作提供了地质安全依据。