塔里木盆地塔中志留系柯坪塔格组物源示踪:碎屑锆石U-Pb年代学证据

目前对塔中志留系物源的认识仍存在不确定性.利用LA-ICP-MS分析技术对塔里木盆地塔中地区志留系柯坪塔格组2件样品开展碎屑锆石U-Pb年代学研究.结果表明塔中志留系碎屑锆石主要为岩浆结晶成因,锆石年龄主要分布在早古生代460～490 Ma、新元古代760～1000 Ma、古元古代1600～2200 Ma及新太古代晚期...     

煤层底板水害防治智能决策支持系统框架构建

煤层底板突水是华北型煤田煤矿生产过程中一种常见的水害类型,为解决水害防治工程的科学决策问题,进一步提高防治水工程的可靠性,提出构建智能决策支持系统的技术思路。智能决策支持系统是传统决策支持系统与人工智能技术相互融合的产物,在分析底板水害防治决策支持功能需求的基础上,提出“数据-模型-方案”一体化设计流程,从数据导入、模型驱动、智能决策等3个层次构建底板水害防治智能决策支持系统的基本框架。将模型驱动层进一步细分为方法库、模型库、知识图谱构建3项专业化服务,模型库包括底板突水空间点预测模型、疏水降压数值模拟模型、注浆改造工程可靠性分析模型、隔离工程设计模型及底板水害监测预警模型。系统最终输出的决策方案包括底板突水危险性分区、疏水降压Q-t-s方案、区域注浆改造设计及工程可靠性评价、隔离工程设计、底板突水监测预警警情发布。系统通过注浆过程的反馈-控制、突水监测预警的深度学习、疏水降压方案的动态优化等实现其智能决策。智能决策支持系统将会在煤层底板水害防治可靠性保障方面提供新的技术支撑。     

软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯数值模拟及试验

水力冲孔是煤层瓦斯增透抽采的主要技术措施,其主要以出煤量考察卸压效果,但是也存在出煤量大、卸压不均一、应力易集中等问题。因此,提出软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯技术,考虑瓦斯压力压缩和煤基质吸附瓦斯膨胀对本体变形的影响,建立应力场、裂隙场、渗流场耦合条件下的多物理场理论模型,并结合COMSOL数值模拟软件对软煤夹层水射流分支数、卸压影响范围内煤体的瓦斯压力和瓦斯含量变化规律进行了研究。研究表明：当水射流分支长半轴为2 m,短半轴为0.22 m时,水射流分支数为6个时较为合理;在相同出煤率情况下,相同时间内瓦斯压力和含量均随着与钻孔距离的增加而减小,抽采180 d,水射流层状卸压有效抽采半径约为常规水力冲孔有效抽采半径的2.14倍,且在有效影响范围2 m时,水射流层状卸压瓦斯含量降低量为7 m³/t,而常规水力冲孔瓦斯含量降低量为4.1 m³/t,水射流层状卸压瓦斯降低量为常规水力冲孔的1.71倍;在新义煤矿现场试验中发现,当水射流层状卸压出煤率为常规冲孔出煤率的0.29~0.71倍,抽采较高浓度瓦斯时长仍是常规水力冲孔的2倍。软煤夹层水射流层状卸压增透抽采瓦斯技术的提出,对未来煤矿井下软煤夹层水力冲孔技术的发展有着重要的意义,为井下瓦斯的治理提供了新的方法和方向。     

辽东湾北部JXC-1孔稀土元素组成与物源判别

黄河对渤海海底沉积物贡献量巨大,但黄河物质进入渤海后向北扩散的范围尚不明确。本文对位于辽东湾北部海域岩芯总长为62.68 m的JXC-1孔1.2 Ma以来沉积物稀土元素进行测试分析,结合岩性、粒度参数和测年数据,研究了钻孔稀土元素垂向变化的影响因素,并对其物质来源变化进行了探讨。研究表明,沉积环境变化导致沉积物粒度和物质组成差异,钻孔沉积物的ΣREE与粒度变化有一定的相关性,但ΣLREE/ΣHREE、（La/Yb）_N和δEu等参数不受粒度控制。稀土元素分异参数有效示踪了物质来源,经对比,JXC-1孔沉积物分异参数特征与南部的黄河和北部的辽河（原双台子河）、大辽河沉积物较为一致,而与滦河和复州河有明显不同;结合判别函数（F_D）,推测JXC-1孔沉积物早更新世晚期以来主要来由南部的黄河和北部的辽河、大辽河搬运而来。分析结果表明,17.00 m以上层位为晚更新世沉积,0~2.00 m、4.00~11.00 m和14.00~16.00 m可能为海相地层,渤海环流将黄河入海物质向东北扩散的一支输送至辽东湾北部,同时接受潮流作用输送的北部辽河和大辽河细粒物质,但总体以黄河输送物质占主导;17.00 m以下层位主要为早更新世晚期以来的陆相沉积,以湖相环境为主,物源受距离河口远近和沉积物通量影响。36.00~48.00 m和58.00~70.30 m为湖相高水位期,古黄河水系流路可能位于现今流路以北的区域,受湖流等沉积动力影响,黄河输送物质扩散范围较广,对钻孔沉积物影响较大;在48.00~58.00 m低水位时期,钻孔沉积物以距离较近的北部辽河和大辽河输送物质占主导。16.40~36.00 m主要为河流相,物源复杂,但在26.00~36.00 m层位明显受辽河和大辽河影响较大。上述分析结果显示黄河东流入海（渤海古湖）以后,受海洋环流、距离河口远近和湖泊沉积动力等因素控制,携带沉积物扩散范围可以到达40.5°N左右或者以北的区域。本文的研究结果对辽东湾海域海底沉积物物源是一个新的认识,对黄河贯通、渤海环流及第四纪环境演化研究提供了新的证据。

     

洞庭湖“四水”入湖河床沉积物主量元素地球化学特征及意义

本研究利用X射线荧光分析仪（XRF）对洞庭湖"四水"（湘江、资江、沅江、澧水）入湖河床沉积物进行主量元素地球化学分析,探讨"四水"入湖沉积物主量元素组成特征及其影响因素。结果表明,洞庭湖"四水"入湖沉积物中SiO2、Al2O3、Fe2O3、K2O、P2O5、LOI等元素含量变化相对较小、分布特征相似;而MnO、MgO、CaO、Na2O等则含量变化较大,在各河流沉积物中分布差异明显。其中沅江和澧水入湖沉积物中MgO、CaO、Na2O等的含量明显高于湘江和资江沉积物,而MnO则反之;澧水沉积物TiO2含量明显偏高。且湘江、资江、澧水沉积物中TiO2、Al2O3、Fe2O3、MnO、MgO、CaO、P2O5、LOI等主量元素含量变化有明显的粒度效应,而沅江沉积物则不然。不同河流入湖沉积物主量元素组成差异明显,沉积物主量元素组成的明显差异与流域源岩岩性、化学风化作用、水动力条件等因素有关。其中湘江和资江沉积物主量元素组成主要与由上地壳+花岗岩组成的源岩有关;沅江沉积物元素组成受湖南板岩的影响明显;而澧水沉积物元素组成则是总体与上地壳元素组成相近似的区域源岩有关,并受长江沉积物影响。湘江和资江沉积物显示的风化程度明显高于沅江和澧水沉积物。但化学风化作用是通过不同抗风化能力岩石的空间分布而影响沉积物的元素组成。此外,湘江、资江、澧水沉积物元素组成受水动力条件影响,而沅江沉积物则不然。但水动力分选对沉积物元素组成的影响也受源岩岩性的控制。因此,流域源岩岩性是控制"四水"入湖沉积物主量元素组成的主要影响因素。     

内蒙古典型草原和草甸草原相对花粉产量重估

相对花粉产量（RPP）是利用地层花粉数据定量重建古植被的重要参数,但目前估算的不同地区同一植物类型的RPP多存在差异。为了解植被盖度计算方法对花粉产量的影响,本项研究利用卫星影像数字化重新计算了内蒙古锡林郭勒典型草原和乌拉盖草甸草原采样点周边100 m以外的植被数据,利用ERV模型重新估算了主要花粉类型的RPP,并运用景观重建算法（LRA）进行了检验。锡林郭勒典型草原ERV模型分析显示,ERV子模型1结合1/d距离加权法与植被-花粉数据拟合度最高,得到的相关花粉源范围（RSAP）为1470 m;以蒿属为参照种（RPP=1±0）,各科属RPP依次为藜科（0.53±0.03）、十字花科（0.17±0.01）、唐松草属（0.14±0.02）、菊科（0.09±0.01）、莎草科（0.08±0.006）、委陵菜属（0.07±0.01）、禾本科（0.050±0.003）。乌拉盖草甸草原ERV模型分析显示,ERV子模型1结合Prentice距离加权法与植被-花粉数据拟合度最高,得到的RSAP为770 m;以蒿属为参照种（RPP=1±0）,各科属RPP依次为藜科（5.85±0.58）、蓼科（5.27±0.37）、石竹科（5.15±0.47）、莎草科（4.16±0.13）、菊科（1.63±0.09）、百合科（0.49±0.08）、唇形科（0.38±0.06）、禾本科（0.200±0.004）。重估的RSAP和RPP均与首次估算时存在差异,表明植被盖度计算方法确实会影响RSAP和RPP。景观重建算法对RPP检验结果表明,卫星影像数字化估算的RPP重建的植被盖度与实际植被的相关性更高。

     

低序级断层结构导向坎尼属性边缘检测识别方法

常规的断层检测属性对地层产状相对较平、地震反射特征明显的低序断层有识别效果,在地层倾斜或者地层倾角变换剧烈的地方对低序级断层的识别效果很差。针对以上难点,在深入分析低序级断层地质特点和地震响应特征的基础上,对基于三维多级盲源分离与保构造滤波组合去噪的结构导向坎尼属性边缘检测低序级断层识别方法开展了研究,形成了一种有效的低序级断层识别方法,提高了低序级断层的识别能力。和相干属性对比来看,结构导向坎尼属性边缘检测结果噪声干扰更小,特别是在地层较陡或者地层产状波动较大(即地层倾角变化大)的地方,结构导向坎尼属性边缘检测结果更佳。所得结果与实钻井吻合效果好,解决了研究区的油水关系,多发现了5条低序级断层,新钻探井获得高产油流。     

综合物探方法在湖南香花岭矿田三合圩矿区深部成矿规律研究中的应用

通过在香花岭矿田三合圩矿区开展地面高精度磁法快速掌握了磁异常分布特征,并推测磁异常与NE向断裂带有关,再利用可控源音频大地电磁测深对磁异常进行解析,发现中深部存在连续高阻隆起异常,推断为隐伏岩体,在此基础之上对磁异常进行了半定量反演,发现磁性体呈似层状赋存于岩体外接触带且位于低阻异常带中。利用物探推断成果选择有利部位进行钻探揭露,钻孔ZK502、ZK1601和ZK3001成功验证推断的隐伏岩体并在跳马涧组砂岩中揭露了高品位锡、铅锌多金属矿。结合钻孔、物探成果和地质背景等,对本矿区成矿规律进行了综合分析研究,建立了成矿模型,并圈定了下一步找矿靶区。利用综合物探方法对深部成矿预测具有良好效果。     

基于web的重磁网格数据处理系统设计及其实现

云计算为地质行业软件提供了新的发展方向,笔者采用云计算技术,研发了一个基于web的在线重磁网格数据处理系统,使得用户无需安装即可便捷获取滤波、延拓、导数计算等数据处理功能.该工具采用了三层架构设计,分别为展现层、计算服务层和逻辑控制层.其中展现层利用web2.0前端技术开发,提供用户交互界面及数据可视化功能.计算服务层封装了一系列网格数据处理算法,用于处理用户提交的数据处理任务并返回数据处理结果,该层包括滤波计算、频率域向上延拓方法和差分迭代向下延拓算法等.逻辑控制层连通展现层和计算服务层,根据用户提交的数据处理请求调用所需算法并返回计算结果.我们利用RGIS软件对比检验了系统可用性,通过不同计算平台对比,验证了系统的跨平台适应性.     

TBM机施工隧道瞬变电磁超前探测研究

在隧道掘进机(TBM)施工隧道内,传统瞬变电磁的装置形式受到了TBM机械的限制,TBM自身的金属构件对二次场衰减电压的采集产生了强烈的电磁干扰.为了克服瞬变电磁法在TBM施工隧道内遇到的困难,在前人工作的基础上,尝试提出了一种基于电性源激发、电场分量采集的施工隧道瞬变电磁超前探测装置形式.针对钻爆法与TBM施工隧道各自不同的工况,利用三维时域有限差分法对单个电性源激励下隧道前方瞬变电磁场的分布规律与响应特征进行了正演模拟.通过对瞬变电磁场的分布规律以及响应特征进行分析,认为所述的电性源发射装置不仅可以在钻爆法施工隧道内使用,并且具有在TBM施工隧道内进行隧道超前预报的能力.