提高地浸钻孔出水量的有效技术措施

地浸钻孔是一种以采矿为目的的钻孔,提高钻孔出水量就是提高钻孔的采矿量。通过对多年地浸钻孔施工经验和理论进行分析,发现影响钻孔出水量的主要因素为钻井泥浆的成分和性能以及人工过滤层的渗透性差异,提出在地浸钻孔施工方案中采用植物胶净化泥浆钻进和扩孔、投砾罐射吸式填砾、物理化学组合洗井3种技术措施,对比前后施工钻孔的出水量大小,证明了该技术措施对提高地浸钻孔出水量具有良好的效果。     

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制;因环境条件复杂,开展岩溶水污染原位修复技术难度较大,截止目前,国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段,施工组合钻孔建设修复试验工程,采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %;单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。      

选主元矩阵原位替换解算方法

矩阵行列式、矩阵方程未知数和矩阵逆阵元素,可采用矩阵原位替换解算方法,利用矩阵元素约化值进行解算,但矩阵元素约化值计算过程中要求矩阵主元约化值不能等于零,在没有确认矩阵是否满秩的情况下,其值等于零有可能由矩阵元素排列结构引起,也有可能由矩阵秩亏引起,如何判别矩阵主元约化值为零的成因,在排除矩阵秩亏的情况下,如何利用选主元矩阵原位替换解算方法继续完成相应矩阵解算,是本文研究的内容。该研究可使矩阵原位替换解算方法得到更加广泛的应用。     

断层附近地应力扰动带宽度及其影响因素

在建立正断层模型的基础上,利用三维有限元数值模拟方法研究了断层附近地层中的地应力变化规律。其结果表明,由于断层活动,在断层附近普遍发育应力扰动带;在应力扰动带范围内,地应力方向和大小发生明显的变化,断层中部附近应力值普遍较低,而断层端部的应力值通常异常增大。应力扰动带的分布范围主要受断层规模的控制,与断裂带的岩石力学性质、断层走向、断层面形态和边界应力条件等因素也密切相关。随断层长度和断距逐步增大,应力扰动带的宽度相应增加。断裂带的岩石越破碎,其岩石弹性模量越低,断层对地应力的影响宽度越大。断层走向与区域最大水平主应力方向越接近垂直、断距与断层长度的比值越大,区域内的差应力越大,则扰动带宽度与断层规模的比值也越大。选择渤海湾盆地BZ-X油田进行验证,在建立油田实际三维地质模型基础上,根据边界应力条件,利用三维有限元方法对沙河街组二段的地应力分布进行了数值模拟计算。根据断层周围的地应力变化,确定了应力扰动带的分布范围,断层附近应力扰动带宽度的分布规律与正断层模型分析结果相一致。      

四川乌斯河铅锌矿床成矿物质来源及矿床成因:来自原位S-Pb同位素证据

乌斯河铅锌矿床位于扬子板块西南缘,是川滇黔铅锌矿集区代表性大型铅锌矿床之一,估算资源量超过370万吨,Pb+Zn平均品位~15.7%。该矿床铅锌矿体主要呈层状、似层状、透镜状产于震旦系灯影组的白云岩地层中,其围岩蚀变较弱,以白云石化和方解石化为主。矿石类型主要包括块状、条带状、角砾状、脉状和浸染状等,其中矿物组成相对简单,以闪锌矿、方铅矿、白云石和方解石为主,含少量沥青和黄铁矿。该矿床地质地球化学研究程度相对较低,其成矿物质来源不清,致使该矿床存在热水沉积成因、喷流沉积-后期热液叠加改造以及MVT型等多种成因争议,难以建立统一成矿模式。本文对乌斯河铅锌矿床不同成矿阶段的硫化物（包括黄铁矿、闪锌矿和方铅矿）,开展原位硫和铅同位素地球化学研究,以查明该矿床的成矿物质来源、还原硫的形成机制和示踪成矿过程,为认识该类矿床铅锌成矿作用提供新地球化学依据。原位S同位素分析结果显示,乌斯河铅锌矿床硫化物的还原硫存在不同硫来源,成矿早阶段硫化物δ³⁴S值较低,介于+1.3‰~+14.2‰之间,暗示可能有来自于赋矿地层圈闭古油气系统中的H₂S;主成矿阶段硫化物相对富集重硫同位素,δ³⁴S值在+11.0‰~+23.3‰之间,表明其为赋矿地层的蒸发岩的热化学还原作用的产物。此外,硫化物的LA-MC-ICPMS原位Pb同位素组成分析显示,该矿床成矿金属元素主要来源于变质基底地层,水岩反应可能使赋矿地层贡献少量的成矿物质。综合矿区地质特征和已有的地球化学研究成果,本文认为乌斯河铅锌矿床属于MVT铅锌矿床,富Pb、Zn等成矿元素的流体与富H₂S的流体混合是该矿床金属硫化物沉淀的主要机制。     

Simultaneous water and vapour transfer in an unsaturated mudstone in badlands terrain,southwestern Taiwan

The simultaneous transfer of pore fluid and vapour was studied in the unsaturated shallow subsurface of a Plio-Pleistocene marine mudstone badland slope in southwestern Taiwan during the dry season using field monitoring data and numerical simulations. Data from field monitoring show mass-basis water contents of ~0.05 to ~0.10 that decrease towards the unsaturated ground surface and were invariant during the middle part of the dry season, except for daily fluctuations. In addition, the observed daily fluctuations in water content correlate with fluctuations in bedrock temperature, especially at depths of 2.5–5.0 cm. Periodic increases in water content occurred most notably during the day, when the bedrock temperature showed the greatest increase. Water contents then decreased to the previous state as bedrock temperature decreased during the night. Calculated vapour fluxes within the mudstone during the day increased up to 6 × 10⁻⁶–1 × 10⁻⁵ kg m⁻² s⁻¹, deriving a 0.01–0.02 increase in mass-basis water content at 2.5 cm depth for a 12-h period. This agrees with field monitoring data, suggesting that increases in water content occurred due to vapour intrusions into the bedrock. Pore water electrical conductivity (EC) showed periodic variations due to vapour intrusion, and gradually increased between the ground surface and depths of 2.5–5.0 cm. In contrast, pore water EC gradually decreased between 15 and 40 cm depth. Calculated water fluxes at depths of 2.5–40.0 cm varied from −4 × 10⁻⁶ to −2 × 10⁻⁹ kg m⁻² s⁻¹. These fluxes generated an increase in solute concentrations at the ground surface, with negative values of water flux indicating an upwards movement of water towards the surface. We show that the increase in solute content due to solute transfer from depth is highly dependent on variations in water flux with depth. © 2020 John Wiley & Sons, Ltd.     

黑龙江绥芬河市北寒葱河河谷地下水水质保护及开发利用建议

为掌握绥芬河市北寒葱河河谷地下水的水质状况,向地方提供合理的水资源开发建议,本研究以地质、水文地质调查、水样采集等手段为基础,利用模糊综合评价法和层级阶梯法分别进行了研究区地下水水质和污染状况评价,应用物探测试、抽水试验等原位测试技术论证了区域地下水的富水性。以上工作基本查明了研究区地下水的水量和水质现状.认为研究区裂隙承压水一般为Ⅰ~Ⅲ类水质,污染等级为未污染水,水质状况较好,污染程度较低,宜于饮用;中生代构造破碎带涌水量可达350m³·d^-1以上,建议地方政府应重点围绕构造破碎带开展物探找水,并开展地下水源地分区保护规划.     

铁含量对滑石脱水动力学的影响及其地质意义

在常压下研究了2种不同铁含量滑石的原位X射线衍射高温脱水反应。选取粒径2~5μm的2种不同铁含量的滑石样品,在常压、空气氛围下进行了同步辐射原位X射线衍射脱水实验。实验结果表明,铁含量高的滑石脱水温度明显偏低,2个滑石样品在常压下发生明显脱水反应的温度相差达127℃以上。滑石在常压下的脱水动力机制为随机成核和生长机制,符合Avrami方程。将实验数据拟合Avrami方程得出:n=1.669。由实验结果可以推测,不同铁含量的滑石脱水深度可能有几十到上百千米的差别,研究铁含量与滑石脱水动力的相关性对于了解俯冲带浅-中源地震的成因机制具有重要意义。     

长江沿岸港口体系的形成过程与机制

长江沿岸港口体系是长江经济带的重要支撑。本文首先对自古以来长江沿岸港口体系的形成发展过程进行了科学实证,发现港口体系经历了“港口的起源与产生—港口体系萌芽—港口体系雏形—港口体系形成—港口体系升级”5个阶段。依据实证分析,对长江沿岸港口体系的形成机制进行了归纳演绎,认为相关港口对水水中转和陆水中转腹地的长期相互竞争是导致港口体系形成的主要机制,其中对水水中转腹地的竞争尤为关键,而港口对中转腹地的竞争随时间推移不断向更深层次更广领域推进。最后从政策层面,对长江沿岸港口体系和长江经济带综合运输体系建设的若干问题进行了讨伦。     

大型石化地基振冲碎石桩处理现场试验研究

针对大型炼厂工程地基处理的复杂性,开展了振冲碎石桩的现场试验。利用静力触探试验检测桩体密实度和判别饱和砂土液化。基于旁压试验、标准贯入试验和重型动力触探试验结果,分析了施工前后地基承载力和土体工程特性变化情况。以单桩和复合地基载荷试验结果验证了桩间土、单桩及复合地基的承载性能。研究结果表明,振冲碎石桩对桩长范围的砂土具有明显的挤密效应,工程特性和场地的均匀性在处理后有了明显改善和提高,有效地消除了桩长范围内砂土的液化可能性。静载荷试验结果表明,振冲碎石桩复合地基承载力能达到设计要求;振冲碎石桩对砂土层下卧黏性土层的加固作用不明显,部分深度范围内土体强度降低;当地面以下10 m内不存在厚度大于5 m的软土夹层时,较薄的软土夹层状对挤密加固其余深度的砂土未产生明显影响,对地基承载力影响亦较小。