基于氢氧同位素和水化学的废弃煤矿充水水源识别

峰峰矿区地处太行山东麓边缘,属华北地层区,矿区含水层可分为四大含水岩系,其中第四系孔隙含水层地下水和二叠系砂岩含水层地下水主要接受降水补给,石炭系薄层灰岩含水层地下水除接受沟谷河段渗漏补给外,在局部接受下伏奥陶系灰岩地下水的补给,奥陶系灰岩含水层地下水主要接受鼓山、九山及西北部灰岩裸露区降水补给。峰峰矿区有生产矿井13对,废弃矿井4对,本次研究对象为废弃的一矿和二矿。本文运用水化学成分和氢氧稳定同位素作为水循环过程的示踪剂,研究了峰峰矿区不同含水层地下水的水文地球化学特征,并在此基础上识别了废弃矿井主要充水来源。通过现场调查,系统采集了该区废弃矿井水、奥灰水、薄层灰岩水、砂岩水和松散岩类孔隙水水样,并采用离子色谱法、滴定法和高分辨率激光光谱法在实验室完成了水化学成分（K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、HCO3-和Sr2+）和氢氧稳定同位素组分（D和 18O）测定。水化学分析结果显示,废弃矿井水、奥灰水的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水;不同水体Sr2+含量存在一定的差异,废弃矿井水和奥灰水Sr2+平均值分别为0.67mg/L 和0.69mg/L,且二者Sr2+/Ca2+和Sr2+/Mg2+比值比较接近,可能说明二者存在密切的水力联系;不同水体水化学成分主要受到溶滤作用的影响。氢氧稳定同位素研究表明,砂岩水和孔隙水δD和 δ18O相对富集,废弃矿井水和奥灰水δD和 δ18O值比较接近。结合矿区奥灰含水层富水性强并与煤系地层存在密切水力联系的水文地质条件,说明奥灰水为废弃矿井水的主要充水水源。     

佳木斯地块北部早古生代沉积建造的时代与物源:来自岩浆和碎屑锆石U-Pb年龄及Hf同位素的制约

本文对出露于佳木斯地块北部金银库组变沉积岩和侵入其中的火成岩脉体中的锆石进行了系统的LA-ICP-MS/SIMS U-Pb定年和Hf同位素研究,旨在限定金银库组的沉积时限,并揭示其物源及沉积环境。3个样品中锆石呈自形-半自形,显示典型的岩浆生长环带或条痕状吸收,暗示其岩浆成因。研究结果显示:采自金银库组绢云母片岩中的碎屑锆石72个分析点给出1 955~457 Ma的年龄区间,主要峰期年龄为814、757、568、491和463 Ma,其ε_Hf（t）值为-13.9~-0.1,Hf同位素一阶段模式年龄T_DM1和二阶段模式年龄T_DM2分别为1 827~1 307 Ma和2 411~1 715 Ma。采自侵入金银库组的花岗细晶岩和辉绿岩分别给出了263和267 Ma的结晶年龄,前者的ε_Hf（t）值为0.9~2.0,Hf同位素二阶段模式年龄T_DM2为1 110~1 047 Ma;后者的ε_Hf（t）值为-7.7~6.4,Hf同位素一阶段模式年龄T_DM1为1 206~662 Ma。结合佳木斯地块及邻区约430 Ma火成岩的存在和金银库组中该期碎屑锆石的缺乏以及碎屑锆石年龄众数及其Hf同位素组成,我们认为金银库组的形成时代应为晚奥陶世至早志留世（463~430 Ma）,形成于被动大陆边缘背景,沉积物源主要来自佳木斯地块及其邻区的古元古代和早古生代早期火成岩。     

西秦岭糜署岭岩浆带成因及构造意义

糜暑岭岩浆带分布于西秦岭黄渚关EW向深大断裂带中，由2类岩石组成，酸性端元以草关、董河岩体为代表，岩性为中粗粒似斑状石英闪长岩-辉长闪长岩组合；基性端元以挖泉山岩体为代表，岩性为细粒辉长岩，而糜暑岭、黄渚关岩体则是2类岩浆的强烈混合产物，不仅大量的岩石学资料佐证了岩浆混合作用的存在，而且主岩与其混合作用形成的包体具有一致的同位素年龄，主岩中钾长石中的Pb同位素具有明显的幔源性质，因而是一个与幔源岩浆作用有关的构造岩浆带，这为确定区域性构造边界和大地构造单元划分提供了重要证据。同时，也为探讨本区中生代壳幔混合作用和地壳增生提供了新的信息。     

斜长石中人工合成流体包裹体的实验研究

天然斜长石流体包裹体被广泛应用于揭示各种地质作用及地质过程的研究,但关于这类包裹体的捕获机制及捕获后的变化、地质温压计等研究需要基于斜长石的人工合成流体包裹体研究的验证或修正。目前,以斜长石为寄主矿物的人工合成流体包裹体技术尚未见诸报道。本文基于传统的寄主矿物裂隙愈合方法,通过在寄主矿物的预处理、囊组装等方面的适当改进,在1～1.5 GPa、800～900℃的条件下,模拟俯冲带中玄武质洋壳发生脱挥发分反应的实验中,以斜长石为寄主矿物的流体包裹体被成功地合成。对合成的包裹体进行了详细的岩相学观察、激光拉曼光谱分析和显微测温分析,以及尝试性的单个流体包裹体的激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析,结果显示斜长石捕获了常温下呈富碳液相+富水液相的两相流体包裹体,捕获的流体具有H₂O+CO₂±CH₄±N₂的组成,流体盐度因加入初始标液不同而有变化,有Cu、Mo等被活化进入到流体中。实验展示了基于斜长石的人工合成流体包裹体技术在二氧化硅不饱和体系的高温高压模拟实验中的成功运用,其在地质流体和实...     

西天山阿吾拉勒阔尔库岩基的解体及地质意义

通过岩石学特征、接触关系、地质时代等详细研究,阿吾拉勒山阔尔库岩基可解体为早石炭世赛肯都鲁序列((石英)闪长岩-花岗闪长岩组合)和早二叠世阔尔库序列(二长花岗岩-正长花岗岩组合),两序列的同位素年龄分别为331Ma和281Ma.地质调查已证实,两序列间为侵入接触.赛肯都鲁序列为钙碱性岛弧成因,阔尔库序列为碱性同碰撞型或后造山型成因.阔尔库岩基的解体,不仅客观反映了岩浆的分布及活动特征,而且对丰富研究区的构造岩石组合和探讨大地构造演化有重要价值.     

西天山阿吾拉勒一带阿克沙克组的厘定

在西天山阿吾拉勒一带前人确立的大哈拉军山组中,新发现一套富含早石炭世腕足和珊瑚等化石的浅海相碳酸盐岩-碎屑岩建造,其与上覆大陆裂谷双峰式火山岩建造(伊什基里克组)及下伏岛弧钙碱性火山岩建造(大哈拉军山组)间均为角度不整合接触.新发现地层在岩石组合、生物面貌、沉积环境、接触关系等方面均与阿克沙克组层型剖面可对比,故将其从大哈拉军山组解体出来,对比厘定为阿克沙克组.这一地层单位的合理确立,为区域地质填图建立了正确的岩石地层单位,并为本区的地层划分和区域对比提供了新的依据.     

多功能地质勘察平台关键结构设计与应用

本文结合小型简易式平台、“探海1号”大陆架科学钻探平台等设计建造应用的经验,对多功能地质勘察平台模块化连接、升降模块以及桩靴等关键结构进行设计及应用,创新设计解决了平台建造场地限制、运输、方便安装等问题,提高了平台升降、迁移的效率,以适应短周期、需频繁移动平台的海上工程勘察项目。通过实际应用效果良好。     

西天山阿吾拉勒地区石炭系划分对比新资料

西天山阿吾拉勒一带石炭纪地层单位划分与厘定争议已久,本次1∶5万区域地质矿产调查,在阿吾拉勒一带发现一套碳酸盐岩、碎屑岩等浅海相沉积,其间采获丰富的珊瑚Gangamophyllum vetiforme,腕足类Gigantopra ductussp.和菊石Goniatites sp.等,时代为早石炭世晚期之大塘晚期—德坞期.其上覆与下伏均为火山岩,分布相对稳定,岩石组合特征明显,野外易识别,大区易对比,时代分别为晚石炭世和早石炭世.三者接触关系均为角度不整合,现将其进一步解体并由老到新厘定为大哈拉军山组、阿克沙克组和伊什基里克组.     

优化位移边界反演三维初始地应力场的研究

采用优化位移边界条件拟合工程区域初始地应力场,根据实测地应力资料建立针对所施加的任一边界位移模式的优化函数,不断调整位移边界模式并通过有限元数值计算,最终得到边界位移模式的最优组合和工程区域初始地应力场,从而为初始地应力场的反演分析提供一个新的途径。最后,针对三峡工程地下厂房区域给出了用该方法拟合初始地应力场的计算结果,通过地应力测点计算值和实测值的对比分析,其拟合效果较好,证实此方法是可行的。