Rock Mass Characteristics in Beishan, A Preselected Area for China’s High-Level Radioactive Waste Disposal

Geological and hydrological characteristics, joint geometric features, rock physical and mechanical properties and rock mass quality are studied in the Beishan area, preselected for China’s high-level radioactive waste (HLW) disposal engineering. A comprehensive survey method is developed to study joint geometric features in the outcrop and samples from borehole BS06 into the Xinchang rock mass were tested. The optimal joint sets are determined by rose diagrams and equal-area lower hemisphere plots of joint poles. Results show that: 1) the distribution of joint occurrence obeys a normal distribution, while the distribution of joint spacing obeys a negative exponential distribution; 2) concentric circular and tangent circular sampling windows are applied to study the trace length and the trace midpoint density. Results indicate that tangent circular sampling window is more stable and reasonable; 3) Beishan granite shows high density, low porosity and high strength based on many laboratory tests and the physical properties and mechanical properties are closely related; and 4) a synthesis index, Joint Structure Rating (JSR), is applied to evaluate the quality of rock mass. Through the research results of rock mass characteristics, the Xinchang rock mass in the Beishan preselected area has the favorable conditions for China’s HLW disposal repository site.     

北方某废弃矿区地下水污染帷幕注浆应急处置研究

随着我国煤炭资源的枯竭,大量矿山关闭,遗留了广大的地下采空区场地。不少化工企业向废弃矿井内倾倒化学废液等导致了矿区地下水污染事故,威胁地下水水源地的水源安全。针对此类复杂场地条件下污染事故的应急处置案例和经验都非常少,本文以北方某废弃矿区地下水污染注浆帷幕应急处置为例,通过对矿区地质条件的分析、地下空间结构和地下水流场的刻画,构建三维地质模型,以模型为基础设计帷幕注浆工程并实施,研究复杂场地条件下开展帷幕注浆应急处置的重要内容和决定因素,并利用场地地下水样品监测结果,分析研究帷幕内外污染物浓度分布特征及差异,找出地下水运移规律,评价注浆帷幕效果。研究表明：在事故井周边100 m范围实施的帷幕注浆工程,对污染物运移的封堵效果显著,帷幕注浆内外污染物含量差距明显。一期检测结果显示帷幕注浆范围内地下水中二氯甲烷浓度最高1390 μg/L,帷幕范围外最高浓度仅为8. 07 μg/L;二期检测结果为污染物检出浓度大于5 μg/L的区域全部位于帷幕范围内,帷幕范围外均未检出。同时污染物的分布特征指示着地下水沿巷道运移成为最主要的形式,对地下空间结构的精准刻画是决定帷幕注浆工程成效的重要因素。     

超细固体悬浮液进样-电感耦合等离子体质谱法测定土壤中的微量元素

固体进样技术应用于土壤样品测量领域,一直受制于样品粒径的限制,无法应用在配有气动雾化器的分析仪器上。本文系统研究了土壤样品超细粉碎技术,在乙醇介质下,数分钟内将其粉碎至微米级,经此制成的固体悬浮液直接进行电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,可以避免气动雾化器的堵塞。标准物质测定表明,样品粒径为6.8μm时,固体悬浮液进样仍然存在干扰,通过在固体悬浮液中加入少量氢氟酸和硝酸,对固体悬浮液进行改性,减小了固体悬浮液中固体颗粒粒径,从而减少了样品粒径的影响,可用ICP-MS测定土壤中锂铍钒铬镍铜锌铷锶镉铯钡铅等13个微量元素。经国家一级标准物质验证,本方法的最大相对误差在10.5%左右,多数元素的相对误差小于5%,相对标准偏差(RSD)小于5.4%(镉元素除外),满足了DZ/G 0130—2006质量控制要求。     

西秦岭西成矿集区郭家沟超大型铅锌矿床成矿地质特征与控矿因素

郭家沟铅锌矿床位于甘肃省西成矿集区东端,是近年来在西秦岭新发现的超大型矿床,也是寻找厂坝式矿床的重大突破。该矿床的矿体主要赋存于中泥盆统安家岔组生物灰岩、硅化-铁白云石化灰岩以及千枚岩中,明显受层间断裂带的控制。由于其新发现不久,该矿床控矿因素和成因认识尚不清楚。文章在系统成矿地质特征观察的基础上,将成矿期次划分为沉积成矿期和热液成矿期,其中,热液成矿期包括:石英-闪锌矿-方铅矿-铁白云石(菱铁矿)阶段(Ⅰ)、石英-方铅矿-闪锌矿-碳酸盐阶段(Ⅱ)和方解石-硫化物阶段(Ⅲ)。在综合分析该矿床成矿过程与控矿因素的基础上,认为成矿受压扭性逆冲断层相关的断裂构造系统和褶皱构造变形带控制,硅化和铁镁碳酸盐化与铅锌矿化密切伴生,表现出热液交代蚀变矿化为主的特征,矿脉穿切矿区内的花岗岩墙,推测成矿作用发生在三叠纪或者更晚,后生热液成矿作用造成了铅锌的巨量富集。     

湖北武汉典型地区岩溶发育特征分析

本文在分析以往地质资料和完成的武汉市1∶5万岩溶塌陷调查成果的基础上,从武汉市岩溶发育的形态及规模、不同岩溶条带、不同构造条件、不同地层、不同埋深和不同地貌七个方面,分别系统总结了武汉市典型地区岩溶发育的特征。区内岩溶总体中等发育,岩溶形态主要为溶隙、溶孔以及小规模溶洞;在水平方向上存在5个走向NWW—SEE、各自相对独立的碳酸盐岩条带,其中白沙洲条带岩溶最为发育,在垂直方向上浅层溶蚀发育;各地层的岩溶发育强度依次为P2q>T1d>C2h+d>T1-2j;在褶皱核部或转折端、断层带附近、长江一级阶地、山前补给局部地区等地下水交替循环强烈地带和可溶岩与非可溶岩接触带,岩溶发育相对强烈。结论可为武汉市岩溶塌陷地质灾害防治提供地质基础支撑。     

准噶尔盆地南缘前陆冲断带深层地质结构及对油气藏的控制作用:以霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁褶皱冲断带为例

准噶尔盆地南缘前陆冲断带位于天山北麓,在晚新生代强烈的挤压作用下,地表发育数排背斜带。由于构造变形复杂、地震反射成像质量较差,对深层地质结构争议较大,另外前新生代盆地原型对晚新生代以来的褶皱冲断带构造格局的影响也尚未探讨。霍尔果斯—玛纳斯—吐谷鲁(简称霍-玛-吐)褶皱冲断带位于准噶尔盆地南缘前陆冲断带地表第二排背斜带,利用最新采集和处理的地震反射资料,并结合地表地质露头建立深层构造模型;利用平衡地质剖面复原和构造物理模拟实验的方法探索早侏罗世盆地原型结构对现今褶皱冲断带构造格局的影响;在此基础上分析霍-玛-吐褶皱冲断带深层天然气富集规律。霍-玛-吐褶皱冲断带垂向上发育古近系—第四系逆冲推覆构造、中上侏罗统—白垩系构造楔和下侏罗统半地堑断陷结构。控制早侏罗世半地堑系统的高角度正断层在晚期挤压构造变形体系中充当逆断坡,并控制上覆构造楔和浅层逆冲推覆构造的发育。早侏罗世半地堑系统具有分段性,并通过侧向断坡进行连接,侧向断坡上覆地层发育南北向走滑调节断层。油气勘探现状表明,霍-玛-吐褶皱冲断带内部南北向走滑调节断层具有高效沟通下侏罗统烃源岩的特点,是控制天然气的富集的重要因素。以上研究表明,中西部陆内前陆冲断带前新生代古构造对于晚新生代挤压冲断构造格局和深层天然气富集规律具有重要意义。     

滇东北镇雄硫磺矿区环境地质问题及其对策与意义

硫磺渣是硫磺矿区主要的矿业固废,其随意堆放可产生一系列的环境地质问题,并对山水林田湖草等自然资源、环境及人的健康构成较大危害。滇东北地区长期以硫铁矿为原料、以煤炭为燃料,土法炼硫生产硫磺,导致巨量硫磺渣堆积,产生了严重的环境地质问题。本文针对该地区镇雄县硫磺矿区,调查了小硫磺生产形成硫磺渣的规模和特征,梳理了该硫磺矿区主要环境地质问题及其对当地生态环境的影响,认为目前镇雄硫磺矿区存在的环境污染、自然资源破坏及可能形成的矿渣性泥石流等环境地质现状与过去40多年的小硫磺生产密切相关。基于以上认识,强调应结合矿业固废无害化、减量化和资源化技术政策,从资源回收利用、生态环境恢复、地质灾害防治和文化遗产保护方面探讨和提出镇雄硫磺矿区矿渣治理和生态修复的新理念和新对策。     

新疆伊犁河谷黄土滑坡冻融失稳机理研究

伊犁河谷地处中国天山山脉西段,属于典型的季节性冻土区,季节性冻融作用对斜坡稳定性影响强烈。本文以皮里青河"3.24"滑坡为例,通过现场详细调查、多期遥感影像动态比对、数值模拟等方法,研究了黄土滑坡冻融失稳机理与滑坡运动特征,得到以下几点认识:(1)滑坡失稳与水密切相关,一方面是地表水侵蚀作用,另一方面是地下水的冻融作用;(2)根据变形特征,将滑坡失稳过程分为坡脚侵蚀、冻结滞水和冻融循环破坏三个阶段,模拟结果表明,地下水水位上升导致孔隙水压力增大是滑坡冻融失稳的主要原因;(3)DAN-W数值模拟软件的Voellmy模型和Frictional模型可较好地模拟滑坡的运动堆积过程,模拟结果显示,滑坡历时12.8 s,最大运动速度17.7 m/s,平均堆积厚度4.9 m,运动距离139 m。本研究为伊犁河谷地区黄土冻融滑坡的早期识别与风险评估提供了重要的技术支撑。