深埋炭质板岩隧道的大变形分级研究

为合理实现炭质板岩隧道的大变形分级,以木寨岭隧道大变形段五个监测断面的监测成果为基础,利用极限位移准则实现其现状分级,利用递进优化思路构建隧道大变形预测模型,并根据外推预测结果的速率均值实现大变形发展趋势分级。结合隧道大变形的现状分级和发展趋势分级结果,开展隧道大变形发育程度的综合评价。实例分析表明：在大变形现状分级过程中,不同位置处的大变形等级存在一定差异,其中,以DK180+960 m断面的大变形程度相对最为严重,属Ⅴ级-极严重,其余四个断面的大变形等级为Ⅳ级-严重;通过发展趋势分级,得DK180+940 m断面和DK180+960 m断面的大变形发展趋势等级为2级,其余三个监测断面属1级,均具持续增加趋势,趋于不利方向发展。结合前述大变形现状分级和发展趋势分级结果,综合得出DK180+960 m断面的大变形最为不利,其次是DK180+940 m断面,其余三个断面的大变形程度相似。因此,可根据断面的大变形综合评价结论来制定具有针对性的防治措施,以达到优化现场防治措施的目的。     

富铁橄榄石的水溶性实验研究SCIEI北大核心CSCD

地幔的力学性质主要受橄榄石流变性的控制,含水对橄榄石流变性质的影响很大,而橄榄石的水溶性受到温度和铁含量的影响,因此,本文进行了不同铁含量橄榄石在不同温度下的水溶性实验研究。实验使用的样品为天然橄榄石单晶Fa_(17)和Fa_(24.7)(Fe_(No.)=100×molar Fe/(Mg+Fe))以及人工合成的橄榄石单晶Fa_(22);橄榄石单晶的水溶性实验在300MPa围压和1273~1473K的温度条件下进行,每隔50K进行一组实验,氧逸度被控制在Ni NiO水平上。实验结束后,对橄榄石单晶沿b面进行双面研磨抛光,用电子探针分析确定橄榄石单晶成分,采用EBSD精确测量橄榄石的单晶方向,使用红外光谱仪(FTIR)的非偏振光路测试橄榄石单晶在b轴上的吸收光谱。对FTIR吸收光谱进行积分得到富铁橄榄石的水溶性实验结果:当温度由1273K升至1473K时,橄榄石单晶Fa_(17)的水溶性变化为600~1200H/10^(6) Si,橄榄石单晶Fa_(24.7)的水溶性变化为1000~1300H/10^(6) Si,人工合成的橄榄石单晶Fa_(22)的水溶性变化为500~900 H/10^(6) Si。因此,相同铁含量橄榄石单晶的水溶性随温度的增加而增加,相同温度条件下,天然形成的橄榄石的水溶性随着铁含量的增加而增加,百分之一的铁含量的增加,可以导致约百分之十的水溶性的增加。本文所研究的不同铁含量的橄榄石可以为更好地估算上地幔水溶性提供依据。     

砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究

地浸铀矿山退役后,含水层中残留的含铀浸出液随着地下水的运动向下游迁移扩散,存在对周边地下水污染的风险。本文设计了若干组批实验和柱实验,研究铀在北方某地浸铀矿山砂岩含水介质中的吸附和迁移行为。实验结果表明,砂岩对铀的吸附在12 h以内达到平衡,铀初始浓度越高,砂岩的铀吸附容量越大;砂岩对铀的吸附为吸热反应,温度升高有利于吸附反应的进行。溶液pH值和共存 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度会对铀的吸附作用产生强烈的影响:pH值在7左右时,铀的吸附量最高; {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度越高,铀的吸附量越低。这些影响是通过改变溶液中铀的络合形态和砂岩矿物表面的电荷性质实现的。柱实验表明,pH值、铀浓度、流速和 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度是影响铀在饱和砂岩含水介质中迁移的重要因素。pH值≤7时,pH值越高,砂岩柱越不易被铀穿透;而铀浓度、流速、 {\mathrm{HCO}}_3^{-}浓度越高,砂岩柱越易被铀穿透。两点非平衡模型可以很好地拟合不同条件下铀在砂岩柱中的迁移过程。批实验获得的分配系数是柱实验的1.16.6倍。通过对比实验条件、含水层特性和地下水化学特征,确定分配系数为48.1 mL/g时,较适合描述研究区内砂岩含水层中的铀迁移。上述认识为地浸铀矿山地下水铀的反应运移过程和天然自净化机理提供了理论依据。     

滇中富碱斑岩风化成土过程中元素地球化学行为及其主控因素

富碱斑岩带分布较广,目前对其风化过程中的元素地球化学行为研究较少。笔者等以滇中姚安富碱斑岩为例,通过对其化学风化过程的研究,有助于了解富碱斑岩成土过程中元素富集贫化控制因素,丰富碱性岩浆岩风化成土理论。笔者等分析了富碱斑岩风化过程中的矿物风化特征、元素含量分布特征、化学风化趋势、元素迁移富集特征及主控因素,结果表明：富碱斑岩各风化层元素含量与基岩具有继承性,体现了原位风化的特征,符合北亚热带季风气候下云南境内上扬子地块岩石的风化特征;与大陆上地壳组成（UCC）相比,风化成土过程中Ca、Na、K等阳离子强烈淋失亏损,Fe、Al富集;化学风化过程主要发生脱Ca、Na、K、Mg、Si与富Al、Fe作用,风化早期主要为去Ca、去Na过程,风化中、晚期为去K、去Mg、富Al、富Fe过程,并伴随着强烈的脱硅作用;结合迁移系数,常量元素活动性强弱顺序为：Ca>Na>K>Mg>Si>Al>Fe;微量元素地球化学行为一方面主要受地球化学性质相似的常量元素行为控制,另一方面Al、Fe氧化物/氢氧化物和受黏土矿物吸附作用的影响,Sm、Nb、Sc、Th、Ti、U、Y、Cu、Cr、Ni随风化原地残余富集,Ba、Rb、Sr与K、Na、Ca、Mg等常量元素行为一致,随风化而淋失迁出。     

基于井中垂直磁场的可控源电磁法深部矿产探测研究

我国浅部可用矿产资源量日益枯竭,如何提高深部矿产探测效果是亟待解决的重要问题。然而对于深部资源的探测,受限于地面地球物理勘探技术的探测精度、深度以及抗干扰能力,传统的电磁法难以在地表准确探测到深部隐伏矿的有用信息。为提高可控源电磁法（CSEM）的分辨率,本文利用矿井作为接收电磁总场响应的测点位置,采集井中垂直磁场数据BZ,获取地下电导体三维空间分布信息。采用有限差分法正演研究不同矿井位置对异常体的正演响应,结果表明矿井越靠近地下异常体边界,响应越大。基于有限内存拟牛顿法（LBFGS）所实现的快速三维反演,进一步证实井中磁场数据可以有效提升对深部空间信息的识别。最后,井中磁场数据与地面磁场数据结合起来实施的联合反演,实现了从浅到深的高精度成像,为实际深部矿产勘探提供了理论支撑。     

湘南红旗岭锡钨铅锌多金属矿区构造控矿规律及找矿预测

红旗岭多金属矿区位于南岭成矿带中段北缘东坡矿田北东侧,是湘南脉状锡钨铅锌矿床的典型代表之一。矿体严格受构造控制,具有明显的平/剖面矿化分带现象。本文通过大比例尺构造剖面精细解析,典型控岩控矿构造力学性质鉴定,查明了锡钨矿体、铅锌矿体的控矿构造特征,总结了该矿床的构造控矿规律,提出深部有利赋矿构造部位。结果表明:(1)4号和101、102、103号锡钨矿体受NNE向断裂控制,具倾向相反、下钨上锡和深部交汇的空间分布特点。(2)F₄为4号锡钨矿体的主控断裂,倾向SE,主要经历了成矿前压性→成矿期压扭性的转变过程; 101、102、103号锡钨矿体受NNE向张性构造控制,倾向NW。(3)铅锌矿体(脉)空间展布总体受NE-NEE向断裂控制,具多期活动特征,经历了成矿期张扭性→成矿后左行扭性的转变过程,受其控制的3号矿体在平面上自南西侧至北东侧矿化元素呈现锡钨→铅锌过渡的分带规律。(4)矿区西侧NNE向控锡钨断裂向下延伸可与矿区东侧NE-NEE向控铅锌断裂联通。综合研究表明矿区东部控制铅锌矿体的NE-NEE向断裂深部具有较好锡钨找矿前景。     

鄂尔多斯盆地樊学油区长8砂岩裂缝平面展布及控制因素

裂缝发育程度及其平面展布是影响低孔特低渗储层有效、高效注水开发的关键。鄂尔多斯盆地樊学油区长8油藏及周边油藏投产油井存在砂岩裂缝发育区含水上升快、裂缝侧向油井水驱开发效率低等问题。本文基于岩心、声电成像测井资料标定常规测井资料,选取特征参数构建裂缝识别综合指数,实现樊学油区长8储层中砂岩裂缝的识别。依据识别结果绘制砂岩裂缝平面展布图,进而结合区域构造应力场及沉积特征分析裂缝发育的控制因素及其对生产开发的影响。研究表明,基底断裂中生代以来的重新活动控制了樊学油区裂缝的形成与展布,裂缝优势展布方位为北北西向和北东东向,砂岩裂缝的发育程度受区域构造应力场、砂体厚度以及岩层组合等因素影响。裂缝发育区油井具有初产高、产量递减快的特点,因此,在实际生产开发中,需要选择合适的注采井网,尽量采用大井距、小排距的方式提高驱油效率。上述认识为油藏开发部署提供一定的参考。     

准噶尔盆地西缘车排子地区砂岩型铀矿成矿潜力及找矿方向

砂岩型铀矿作为一种重要的铀矿类型,以其开采成本低、环境影响小、经济效益好成为当今铀矿勘查主攻方向。准噶尔盆地周缘具有巨厚的沉积地层和巨大的斜坡带,是我国砂岩型铀矿重要的找矿靶区。本次研究针对准噶尔盆地西缘车排子地区,通过γ测井、矿化砂体地球化学和地下水地球化学特征研究,结合区域构造条件、铀源条件、水文地质条件、矿化砂体地质特征和放射性异常等砂岩型铀矿成矿条件和找矿标志,分析车排子地区砂岩型铀矿成矿方式和可能的找矿方向。研究认为,车排子地区具有优越的砂岩型铀矿成矿地质条件,其中油气还原作用是铀成矿的主要方式,新近系沙湾组是铀成矿的主要层位,砂体的高孔隙度和渗透性以及所处良好的氧化还原环境是有利的铀成矿条件。     

吉林中部敖花村角闪辉长岩锆石U-Pb定年、Hf同位素和岩石地球化学特征

古太平洋板块的俯冲在欧亚大陆东缘的区域构造演化中发挥了重要作用,但其发生的时间尚不清楚。本文报道了吉林中部新发现的敖花村角闪辉长岩的锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成和岩石地球化学数据。锆石U-Pb定年显示,角闪辉长岩形成于早侏罗世(180.3±2.3 Ma),锆石εHf(t)值高且均一(9.6～11.3)。岩石地球化学分析显示样品低Si和Al,高Fe、Mg和Ca,富集轻稀土和大离子亲石元素(如Rb、Ba、U、K和Sr),亏损重稀土和高场强元素(如Nb、Ta和Ti),具有弱Eu负异常(δEu=0.67～0.98)。岩石起源于板片流体交代的亏损岩石圈地幔,形成过程中分离结晶、地壳混染和堆晶作用不明显。结合东北地区东段早中生代火成岩组合及时空分布,认为古太平洋板块向欧亚大陆下的俯冲开始于早侏罗世,敖花村角闪辉长岩形成于与古太平洋俯冲密切相关的弧后环境。     

液体石油化工品码头设计关键技术

依据日照港岚山港区1#和2#液体石油化工品码头工程设计实例,对液体石油化工品码头工程设计中的平面布置形式和码头底高程的选择进行了分析,同时对码头装卸区接卸口和接卸管道的布置数量进行了研究,结果表明,在到港船舶等级相差悬殊,5 000DWT以下船舶居多的情况下,平面布置应考虑组合靠泊,推荐码头采用顺岸布置形式;在自然条件、航道等公共资源条件允许的情况下,码头底高程尽量一致;管道数量较多时,推荐采用一个接卸口布置一半数量的接卸管道且同品种管道的接卸口间隔布置,以及采用"U"型管布置方式。