基于分布式光纤传感技术的采动覆岩变形监测

采用基于布里渊背向散射的分布式光纤传感技术（BOTDR）,监测煤层采动过程中覆岩的变形情况。以淮南矿区某工作面为例,在煤层开采之前,通过钻孔安装工艺将分布式传感光缆植入到覆岩中,然后进行封孔注浆,使传感光缆与围岩变形协调。随着工作面的逐步推进,通过获取和分析传感光缆的应变分布特征及其动态变化过程,得到了煤层采动过程中覆岩的变形及破坏状态。最大拉应变位于孔深5m处,应变量是8350με;最大压应变位于孔深37m,应变量约为-550με。光缆应变与地层具有很好的对应关系,在岩性相对较软的地层（如泥岩）中,拉应变值相对较大,而在岩性相对较硬的地层（如砂岩）中,应变量较小且多为压应变。根据光缆的应变分布得到的沿钻孔方向地层的最大变形量为34mm,巷道围岩松动圈范围约为6m。研究结果表明,BOTDR分布式光纤传感技术能够准确地获取覆岩的变形分布及其变化情况,该技术的应用可以为深部煤层的安全高效开采提供可靠的依据。     

黄河流域水循环研究的进展和展望

总结了黄河流域水循环研究的进展,指出缺乏立足于水循环整体的机理过程的探讨及缺乏较成熟的流域水文模型是已有研究的不足。为能更好地模拟水文过程对各种作用力的响应,今后研究的方向将是建立既考虑垂向水分和能量传输(如降水,蒸发,感热),又考虑水平向的地表水分运动(汇流)和地下水基流过程的黄河流域的分布式水文模型。模型将结合遥感信息与地面资料,建立与区域大气环流模式(GCM)的接口,辅之以野外生态试验小区、径流试验场和室内试验的资料,以深入探索黄河流域水循环动力学机制     

广西防城港地区浅层地下水pH值时空分布、成因及对生态环境的影响

【研究目的】查明防城港地区浅层偏酸性地下水时空分布、成因及环境影响。【研究方法】于2013—2015年间进行了浅层地下水pH值现场测试,枯水期214组,丰水期168组;讨论了其时空分布特征、成因和生态影响。【研究结果】结果表明,丰水期和枯水期偏酸性（pH <6.5）地下水样分别占79.3%和64.3%,pH值总体上丰水期低于枯水期。地下水pH值在低山区（均在5≤pH＜5.5范围,平均值5.18,n=4）＜丘陵区（大多数5≤pH＜6.5,平均值5.18,n=202）＜平原区（大多数6.5≤pH＜8.5,平均值6.77,n=8）。【结论】偏酸性地下水成因主要与偏酸性大气降水有关,其次与酸性的包气带介质及硫化物矿物的氧化有关。偏酸性大气降水入渗补给是丰水期pH值低于枯水期的主要原因。相比较而言,潮汐作用使得江平地区地下水pH值升高。偏酸性地下水影响饮水安全（研究区枯水期仅20.6%的样品pH值符合生活饮用水标准）,促进某些有害组分的释放,腐蚀地下管网和建筑桩基等设施。偏酸性地下水向地表水排泄亦可对地表水环境和地表生态系统产生影响。本研究有助于研究区水资源管理。创新点：本研究利用地质调查项目数据优势,系统阐述了防城港地区浅层偏酸性地下水时空分布特征;偏酸性地下水的成因与偏酸性大气降水、酸性包气带介质和硫化物矿物氧化有关;偏酸性地下水对人类健康、地下设施和生态环境具有潜在影响。     

中国稀土元素地球化学背景与远景区优选

稀土元素是现代科技、新能源、特种制造的关键性材料, 以其不可替代性和稀缺性, 而备受关注, 很多国家将其列为关键资源或战略资源。地球化学是研究稀土分布和发现稀土矿床的有效方法。本文利用“化学地球”大科学计划获得的全国15个稀土元素地球化学基准数据以及“一带一路”的中蒙边境、中缅老越边境地区地球化学填图数据为基础, 阐述中国稀土地球化学背景和圈定远景区。获得全国岩石和汇水域沉积物15个稀土元素、轻稀土(ΣLREE)、重稀土(ΣHREE)和总稀土(ΣREE)背景值。全国岩石背景值分别为: ΣLREE 121 μg/g, ΣHREE 35.0 μg/g, ΣREE 157 μg/g, 轻重稀土比值为3.5。全国汇水域沉积物背景值分别为: ΣLREE 134.0 μg/g, ΣHREE 38.5 μg/g, 和ΣREE 173 μg/g, 轻重稀土比值为3.5。总体上汇水域沉积物与岩石一致, 但含量略高于岩石。全国共圈定稀土地球化学异常区35处, 其中有26处异常与已知稀土矿或稀土成矿带相吻合, 新发现稀土超富集中心的稀土异常9处, 分别位于内蒙白云鄂博以西的乌拉特中旗—乌拉特后旗、华南异常富集中心、松潘—甘孜—攀西地区、云南红河州—中越边境、三江南段—中缅边境、雅鲁藏布江东段、西藏札达地区、中塔边境、黔东正安—荔波地区。这些异常显示, 是具有寻找白云鄂博型、碱性岩型、离子吸附型、花岗伟晶岩型、磷块岩型和泥岩型稀土矿的有利地区。     

基于绿洲土地利用的区域GDP公里格网化研究

为解决以行政单元为单位的经济数据空间表示与实际空间分布不符的问题,根据分县控制、分产业建模的思路,综合考虑经济发展的一般规律,建立基于土地利用的1 km栅格GDP空间化模型对统计型经济数据进行空间分布仿真模拟.对第一产业产值采用面积权重的方法进行拟合,对第二产业建立基于道路的反距离加权模型,第三产业产值则基于城镇规模,建立距离衰减加幂指数模型.通过对新疆2000年GDP数据的空间化模拟试验,结果表明:新疆GDP的模拟值与真实值间的相对误差为-1.13%,其中第二、三产业产值的模拟效果较好,相对误差分别为0.45%和0.11%.研究区GDP高值区主要分布在天山北坡和南坡的经济、石化产业带上,这与实际情况相符,较真实地反映了区域经济的空间分布特征,可以满足对社会经济数据的空间化需求,对准确把握区域经济动态具有一定的实用价值.     

开封凹陷区地下热水的化学特征

在分析开封凹陷区地下热水的水化学组份的基础上,分别对其分布特征和动态特征进行了初步分析,并对其热水进行了医疗热矿水等质量评价.为合理开发利用地热流体资源提供了地质依据.     

中国东部燕山期大火成岩省:岩浆-构造-资源-环境效应

中国东部燕山期的大规模岩浆活动,即侏罗纪—白垩纪(150—100 Ma)的碱性流纹岩-碱性玄武岩-金伯利岩-钾镁煌斑岩-碳酸岩及其管道系统,分布于江南造山带内侧和郯庐断裂带南段以西的华北地台内,累积面积超过30万km2.该期短时限内大规模活动的岩浆事件代表了中国东部地质历史演化中的一次大火成岩省(LIP)事件,实质控制着中生代以来中国华北—扬子地台的构造格局变化、资源能源形成与地质环境变迁.晚侏罗世—早白垩世(150—100 Ma)的大火成岩省,是中生代中期古太平洋大火成岩省沿中国克拉通东部边缘活动的一部分,是包括昂通爪哇(Ongtong-Java)(Mahoney et al.,1993;Ingle and Coffin,2004)—中国东部在内的超级地幔柱上涌,在岩石圈板片对流,挤压地幔物质快速上升,引起陆域内长英质地壳物质大规模重熔的结果,形成:(1)髫髻山组—张家口组碱性流纹质-玄武质双峰式火山岩及其管道系统,与华北大规模金-多金属矿成矿作用密切相关;(2)辽宁瓦房店—山东蒙阴—安徽栏杆,湖南宁乡—贵州镇远一带的金伯利岩—钾镁煌斑岩±碳酸岩±基性超基性杂岩及其管道系统,与金刚石、金-铂族元素等成矿关系密切;(3)辽东—胶东半岛、南岭—滇黔桂交界地区的连片花岗岩,是硅质大火成岩省(SLIP)的管道系统(plumbing systems),与金刚石矿、金-铂族元素矿、钨锡铌钽矿、锂-钾-铷-铯-铀矿等,以及油气等战略性关键金属成矿关系密切.同时,巨型岩浆作用引发的富含钾、磷及稀土等微量元素的基岩形成优质土壤层对生态多样性的助益等有利和/或有害的环境效应,直接关系到地球家园的生态环境.因此,中国东部燕山期大火成岩省产生深刻的岩浆-构造-资源-环境效应.     

钾镁煌斑岩:优质金刚石主要载体与幔源流体活动标志

钾镁煌斑岩是一类较为特殊的火山成因或浅成的超基性岩,是一种重要的深源岩石,是深源岩浆活动的标志性产物,可作为了解地幔信息的窗口,也作为继金伯利岩之后的另一种金刚石寄主岩被持续关注.全球最优质的金刚石产于钾镁煌斑岩中,主要分布于西澳阿盖尔等地.中国钾镁煌斑岩主要分布于黔湘一带、山西饮牛沟、山东大井头、湖北大洪山和西昆仑克里阳地区,综合分析认为,钾镁煌斑岩主要分布于深大断裂附近,中国钾镁煌斑岩受江南台隆西缘的都匀—贵阳—铜仁—怀化深断裂、常德—安仁深断裂以及郯庐断裂带等深大断裂带控制;贵州镇远马坪、湖南宁乡云影窝、山东平邑大井头等钾镁煌斑岩有原生金刚石产出,钾镁煌斑岩的金刚石成矿潜力仍然有待深入研究,尤以湘黔钾镁煌斑岩带、郯庐断裂带大井头等地可望突破.钾镁煌斑岩的标志性矿物有富钛贫铝金云母、钾碱镁闪石、镁橄榄石、镁铝榴石、铬尖晶石、铬铁矿等.其中S1、S2组贫铝富镁铬铁矿对钾镁煌斑岩中金刚石的形成有指示意义.中国钾镁煌斑岩活动具多期性,其中晚侏罗世—早白垩世(147—100 Ma)时期属于中国含金刚石钾镁煌斑岩和相关的金-稀土等金属矿产的重要成矿时期.     

薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响研究

为研究薄互层条件下围岩变化对煤层反射波的影响,以地震勘探中λ/4薄层范围内含煤地层为研究对象,建立围岩岩性、厚度与结构变化三类模型,基于薄层反射系数谱理论中Brekhovskikh方程,计算并总结围岩变化对煤层AVO曲线、属性及道集的影响。研究结果表明:λ/4范围内围岩岩性变化会对煤层AVO响应产生显著影响,其中顶板为砂岩会使得煤层AVO截距和梯度属性明显增大,顶板为泥岩会使得煤层AVO截距和梯度属性增大,且顶板岩性不同,对应的煤层AVO道集特征也会发生变化;λ/4范围内围岩互层结构和厚度变化会对煤层AVO响应产生一定影响,但是影响较小,其中围岩互层结构的变化会使得煤层AVO道集特征产生变化,围岩厚度的变化会使得煤层AVO截距属性产生变化;基于界面型的Zoeppritz方程不适用于薄互层含煤地层的正演模拟,应选取更适用于薄互层的Brekhovskikh正演方程或者其他模拟方法。      

穿透性地球化学在干旱戈壁荒漠覆盖区的应用——甘肃花牛山铅锌矿试验实例

干旱戈壁荒漠区地处我国西北部地区,天山、北山、祁连山三大多金属成矿带横贯其中,成矿条件优越,找矿尤其是找隐伏矿的潜力巨大,但受风成砂土的影响,很难获知覆盖层下方的矿化信息.穿透性地球化学已被证实是有效寻找隐伏矿的方法,其被定义为能探测深部隐伏矿体发出的直接信息的勘查地球化学理论与方法技术.笔者在花牛山铅锌矿开展土壤微细粒全量测量、金属活动态测量(水溶态测量、黏土吸附态测量、铁锰氧化物态测量)和地电化学测量多种穿透性地球化学勘查方法实测工作,结果表明,5种测量方法分析数据主成矿元素(铅、锌)异常衬度高,变异系数大,富集成矿可能性大,地球化学异常与深部隐伏矿体位置吻合,相比较而言,土壤微细粒全量测量效果最好,黏土吸附态测量、铁锰氧化物态测量和地电化学测量效果较好,水溶态测量效果稍差;所选方法技术针对干旱戈壁荒漠区寻找隐伏铅锌矿是有效的.气固介质中内生条件下的纳米金属微粒的发现为利用土壤作为采样介质的穿透性地球化学方法技术(土壤微细粒测量、金属活动态测量)提供了理论基础.电提取泡塑载体中大量的微米级的黏土矿物颗粒发现,以及微量元素异常与铁、铝等常量元素异常高度一致,初步推断地电化学测量提取过程是对黏土矿物颗粒选择性吸附过程.