Key Groundwater Control Factors of Deep Buried Coalfield by Landform and Sedimentation in the Northern Ordos Basin

There were three landforms (i.e. desert, bedrock platform and loess gully) in deep-buried coalfield of northern Ordos Basin. Water inflow of working face in desert area was 1~2 orders of magnitude larger than that in other landform areas. In order to find out the key controlling factors of the directly water filled aquifers on the roof of the coal seam, we carried out research from the aspects of topography, landform and geological sedimentation. The results showed that desert landform provides abundant recharge water for underlying aquifers because of gentle topography, large precipitation infiltration coefficient, thick and water-rich quaternary system. While bedrock platform and loess gully landform were the water sources with weak recharge capacity of underlying aquifers. The sandstone-mudstone interbedding structure formed by continental deposits resulted in the absence of regional stable aquifers in Jurassic and Cretaceous strata on the roof of coal seams. Pumping tests of boreholes showed that all strata belong to weak to medium water-rich aquifers. The groundwater level of Cretaceous aquifer decreased by 20~130 m in three mines. There was a close hydraulic relationship between shallow and deep aquifers. The Mesozoic strata belonged to fluvial deposits. Qilizhen sandstone and Zhenwudong sandstone aquifers were mainly developed on the roof of the coal seam, which were characterized by thick medium-coarse sandstone sections. The geological and sedimentary conditions of direct water-filled aquifer were similar, but the amount of borehole water, cumulative pre-drainage water and water inflow from goaf in desert geomorphic area were much larger than those in bedrock platform and loess gully geomorphic area. The water-rich of the aquifer was mainly controlled by geomorphology, and the water sources of the deep aquifers were meteoric precipitation and Quaternary aquifer. In different mines with similar Quaternary conditions in Mu Us Desert, there were also great differences in the amount of borehole water, cumulative pre-drainage water and water inflow from goafs. The difference was related to the thickness and lithology of the aquifers. It reflected that the geological sedimentary conditions of the coal seam roof were also important factors to control the water-rich of the aquifers. Topography, landform and geological sedimentation were the key factors to control the water-rich of the aquifer directly and the water inflow from the working face.     

东秦岭寒武纪构造古地理概况

本文提出寒武纪以商丹断裂带为界,东秦岭地区北部属中朝板块南部陆缘区,为主动大陆边缘,以双列岛弧为特征;中部和南部属杨子板块北部陆缘区,由两隆(大陆区北缘和中秦岭微板块)—凹(南秦岭盆地)组成,为被动大陆边缘。     

青藏高原东北部新近纪古流向与物源分布对隆升的响应

通过对青藏高原东北部11个新近纪沉积盆地的沉积相演化、古流向和物源演变的详细对比研究,揭示了研究区新近纪4次沉积演变与构造隆升的响应.①中新世早期(23～19.5Ma):阿牙克库木湖、柴达木、德令哈和酒泉盆地的古流向和物源分析表明东昆仑和阿尔金已经抬升成剥蚀区.循化、贵德和临夏等盆地物源和古流向指示西秦岭和拉脊山也已成为隆起区.区域上整体地势差异不显著.②中新世早中期(17.5～15Ma):区域湖盆面积扩大,阿牙克库木湖、索尔库里、柴达木和酒泉盆地的资料反映东昆仑、阿尔金和祁连山已经全面隆升,贵德循化、临夏盆地的古流向反映为盆地周缘型,指示西秦岭和拉脊山明显抬升,区域差异隆升造成盆地凹陷扩张进入湖泛期.③中新世中晚期(10～7Ma):阿牙克库木湖、索尔库里、柴达木和酒泉盆地沉积物的粒径和沉积速率增大,与热年代学证据一致,揭示出阿尔金山和祁连山进一步快速隆升.贵德、循化和临夏盆地古流向和物源反映为显著的多源性,除西秦岭和拉脊山外,位于循化和临夏两盆地间的积石山也开始隆起.④上新世(5.3Ma以来):索尔库里、柴达木和酒泉盆地古流向没有明显变化,沉积速率和粒径继续增大,阿尔金和祁连山加速隆升为高海拔地貌.贵德盆地主物源区是拉脊山.区域上,地势差异加强,湖盆被肢解后逐步萎缩消亡.     

东昆仑南缘布青山地区哈尔郭勒玄武岩地球化学特征及其地质意义

哈尔郭勒玄武岩位于东昆仑南缘布青山地区。详细的地球化学研究表明哈尔郭勒玄武岩可以分为碱性玄武岩和亚碱性玄武岩,其中碱性玄武岩的∑LREE=63.8×10-6~175.36×10-6,∑HREE=14.46×10-6~28.56×10-6,∑LREE/∑HREE=4.41~6.14,(La/Yb)N=4.14~6.71,(Ce/Yb)N=3.31~5.12,δEu=1.03~1.17,具有与洋岛玄武岩(OIB)相似的稀土配分模式;亚碱性玄武岩的∑LREE=11.07×10-6~29.95×10-6,∑HREE=12.56×10-6~25.41×10-6,∑LREE/∑HREE=0.88~1.54,(La/Yb)N=0.29~0.74,(Ce/Yb)N=0.37~0.77,δEu=1.02~1.22,具有正常洋中脊玄武岩(N-MORB)的稀土元素地球化学特征。这表明哈尔郭勒玄武岩是OIB与N-MORB的共生组合。布青山地区哈尔郭勒玄武岩中的OIB形成于洋脊附近的海山或洋岛环境,岩浆源区可能为EMⅡ型富集地幔;N-MORB形成于洋脊环境,起源于亏损地幔。哈尔郭勒玄武岩为布青山地区晚古生代存在洋盆提供了更充分的证据。     

海拉尔-塔木察格盆地中部断陷带构造演化与富油构造带成因机制分析

海拉尔盆地和塔木察格盆地分属于中国和蒙古国,构造上具有统一的构造背景和成盆演化过程。为了整体剖析海拉尔-塔木察格盆地构造演化过程及其对油气运聚成藏的控制作用,本文在明确成盆背景基础上,立足中部断陷带,系统研究了盆地的沉积充填结构、盆地的性质及其叠加演化过程,进而分析了不同演化阶段富油构造带的形成机制及构造演化对油气成藏的控制作用。研究表明,海塔盆地分别由铜钵庙组构成的残留盆地和由南屯组-青元岗组构成的被动裂陷盆地两种不同性质盆地叠加而成,被动裂陷盆地可进一步划分为4个演化阶段,即南一段下、中亚段构成的初始裂陷演化阶段、南一段上亚段-南二段构成的强裂陷演化阶段、大磨拐河组-伊敏组构成的断坳转化演化阶段以及青元岗组构成的坳陷演化阶段。初始裂陷阶段简单剪切走滑变形控制形成的掀斜隆起带,为下部油气系统即南一段下亚段和中亚段的有利勘探方向; 强裂陷阶段的纯剪切伸展变形控制形成的中央隆起带和中央背斜带,为中部油气系统即南一段上亚段和南二段的有利勘探方向; 断坳转化阶段伊二、三沉积晚期的纯剪切张扭变形控制断裂密集带的形成,并指示下部和中部油气系统的油气运聚成藏及富集部位; 伊二、三段末期及坳陷演化阶段的挤压反转变形主要控制了多类型反转构造带的形成,并指示上部次生油气系统即大磨拐河组的油气调整聚集成藏及富集部位。     

阿克苏河流域气候变化对潜在蒸散量影响分析

蒸散发是水文过程的关键环节,研究气候因子对潜在蒸散发的影响,有助于深入认识水文过程对气候变化的响应。本文基于阿克苏河流域1960-2007 年逐日气象资料和Penman-Monteith公式,估算并分析参考作物蒸散量(RET) 时空变化特征,并用多元回归方法定量区分气候因子变化对RET 变化的贡献率。研究发现流域RET 空间差异明显,东部平原区平均年RET 为1100mm左右,是西部山区的近2 倍;东南部绿洲区的RET显著减少,而西部变化复杂。RET变化趋势的季节差异也很显著,以夏季变幅最大,是年变化的主要贡献者。高海拔地区相对湿度对RET变化影响最大,其它区域的风速变化对RET变化的贡献率最高。库车和乌恰站的风速变化对RET变化的贡献率大于50%,是RET变化的主导因素。     

韧性剪切变形过程中稀土元素的变异--对"稀土元素在剪切带中的含量变异及其变异机制"一文的讨论

本文通过对周建波等人1998年发表在本刊上的有关韧性剪切带稀土元素稳定性一文的讨论,结合国内外有关稀土元素在各地质环境中的活动性和韧性剪切带流体渗滤作用对体系中元素迁移影响的研究成果,探讨了韧性剪切变形过程中稀土元素的可变性质及其控制因素.     

中国城市地下空间地质结构分类与地质调查方法

城市地下空间开发和利用是顺应城市发展规律的合理抉择,也是我国近年来城市建设的热点区域。中国幅员辽阔,各类城市分布在不同的地貌区域内,具有不同地质背景和地质结构条件,在进行大规模城市地下空间开发和利用之前,要根据不同的地质地貌条件对各类城市地下空间结构进行初步分类,建立我国城市地下空间工程地质结构的分类体系,用于指导未来我国各类城市地下空间开发利用的工程实践。在考虑到不同城市所处地貌位置、区域构造特征、岩石圈深部结构特点、现今地震活动情况、地下岩土体结构、地下水埋深等多种参数,对未来中国可能进行大规模地下空间开发和利用的49座城市进行了分类。将地貌位置作为一级划分单元,对处在同一地貌部位各类城市所处大地构造环境、壳幔特征、基底结构、表层断层活动性以及潜在震级大小进行区分;同时对表层岩土体类型和岩土体立体结构进行分类。城市地下空间分类是基于对地下空间的精细化探测。本文还总结了现今对地下地质结构的调查方法,包括地面调查、钻探、地球物理勘探和建模方面的新技术和新方法,但对于在复杂地质环境下及深层地下空间开发中结构系统的全要素精细探测仍需要发展新的方法和理论,对不同类型城市地质结构模型的构建理论和描述方法也有待突破,城市地下空间地质结构分类体系和分类方法仍需进一步完善。     

南极东方站深冰层及冰下湖钻探技术

自1970年至今,前苏联和俄罗斯在南极东方站持续进行了近50年的冰层钻探活动,先后攻克了包含粒雪层、冰层、冰岩夹层和湖水冻结冰的复杂冰层钻进难题,逐渐形成了一套集热融取芯钻探、电动机械取芯钻探和分支孔钻探等为一体的深冰芯钻探技术。创造了冰层最深干孔钻进深度记录（952.4 m）、最深热融取芯钻进记录（2755 m）、最深冰芯钻探记录（3769.3 m）,累计进尺达13000 m,并获取了总长超46 m的含湖水冻结冰样品的冰芯。东方站的钻探活动对极地冰层钻探技术的发展起到了巨大的推动和引领作用,同时积累了宝贵的深冰钻探经验。通过对东方站深冰钻探技术的系统梳理,将为我国正在实施的深冰芯钻探和即将开启的冰下湖科学钻探提供重要的借鉴。     

利用SAXS表征不同变质程度煤纳米孔隙特征

文章通过小角X 射线散射（SAXS） 的方法研究了自然演化系列不同煤级煤的纳米孔隙结构和分布特征。结果表明, 随着煤级的增高,孔隙表面分形呈多阶段变化： Ro＜0.89%,壳质组开始逐渐液化,发育大量孔隙,分形维数不断增大; Ro 为0.9%~1.5%,因挥发分生油充填孔隙和原油沥青的芳构化等作用,而使微孔表面平整光滑,分形维数减小;Ro 为1.5% ~3.5%,镜质组裂解生气发育了大量纳米孔隙,分形维数再次增大;随后逐渐石墨化,表面分形再次降低。煤中纳米级孔 隙主要集中在50~100 nm 范围内。其中细介孔（2~10 nm） 体积百分比占0.21%~3.12%,中介孔（10~25 nm） 体积百分比占 5.06%~11.28%,粗介孔（25~50 nm） 体积百分比占21.06%~26.36%,大孔（50~100 nm） 所占体积百分比最大,高达 64.63%~68.36%。随着煤级升高,煤样的最可几孔径不断减小,最可几孔径由80 nm 减小到10 nm,减小的速度由缓到快; 中介孔和细介孔体积百分比不断增大,与成熟度分别呈对数和线性关系;粗介孔和大孔百分比不断减少,与成熟度呈对数 关系。最可几孔径变化也十分明显,在低煤化烟煤阶段时,随煤化程度增高最可几孔径略有下降（峰值处的孔径范围在 75~71 nm 内）,中高煤化烟煤阶段时,随煤化程度的增高最可几孔径呈较明显的下降趋势（峰值处的孔径范围在78~53 nm 内）,到无烟煤阶段时,其孔径则快速下降（峰值处的孔径范围在72~9 nm）。