彰武工区快速钻井工艺技术

针对彰武工区部分断陷地层含砾,易斜、易塌、易漏,研磨性强等特点,通过建立地层可钻性及三压力剖面,推广试验高效钻头、单弯螺杆加PDC钻头复合钻具、新型堵漏材料及堵漏措施等,为快速钻井奠定了基础,并形成了彰武工区快速钻井工艺技术系列。     

大水位落差深井止水修复方案及实施效果分析

以山西潞安集团和顺李阳煤业有限公司大水位落差深井止水修复方案及实施效果为工程实例,对该工程先后实施的管内注浆法、管外注浆法、衬管固井法、同径水泥架桥法、泄压通桥法等止水修复方案进行了详细分析,总结了其成功的经验,可为类似旧井修复工程或新井施工工程提供借鉴和指导。     

热液矿床中萤石的稀土元素地球化学及其地质意义

萤石是许多热液矿床中重要的脉石矿物,其稀土元素含量及相关参数（如∑REE、LREE/HREE、Eu/Eu^*、Ce/Ce^*、Y/La、Tb/Ca-Tb/La图解等）,能为揭示成矿流体性质、来源与演化,建立成矿模式,评价区域成矿潜力等提供重要信息。然而,随着微区分析技术的日趋成熟,原位实测数据显示,萤石中微量元素（包括稀土元素）的分配在显微尺度上可能具有不均一性,致使依据萤石溶液法获得的稀土元素含量所反映地质信息的可靠性受到质疑。因此,在应用萤石稀土元素地球化学探讨相关地质问题前,有必要加强萤石微观结构的观察和配套的流体包裹体以及相关同位素组成分析。本文在综述萤石稀土元素地球化学研究基础上,初步探讨了影响萤石稀土元素不均一分配的主要机制,以期为萤石稀土元素在热液矿床成因研究中的应用提供借鉴。     

深部开采圆形巷道围岩破损区与支护压力的确定

应用经典塑性力学理论确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场存在一些问题,这影响深部圆形巷道的稳定性评价及支护设计的合理性。应用塑性力学求解新体系确定的圆形巷道围岩弹塑性应力场准确解,进行了各向同性均质地层中圆形巷道破损区、地层残余强度与支护压力关系方面的研究,取得了如下成果:(1)破损区随开采深度的增加而增大,它们基本呈线性关系。(2)建立了支护压力与巷道埋深、围岩强度、围岩破坏后残余强度、围岩泊松比和重度之间的关系。研究成果可为支护设计提供重要参考。     

Permian volcanic rocks from the Apuseni Mountains (Romania): Geochemistry and tectonic constraints

An Early Permian volcanic assemblage is well exposed in the central-western part of the Apuseni Mountains (Romania). The rocks are represented by rhyolites, basalts and subordinate andesites suggesting a bimodal volcanic activity that is intimately associated with a post-orogenic (Variscan) syn-sedimentary intra-basinal continental molasse sequences. The mafic and mafic-intermediate rocks belong to sub-alkaline tholeiitic series were separated in three groups (I–III) showing a high Th and Pb abundances, depletion in Nb, Ta and Sr, and slightly enriched in LREE patterns (La_N/Yb_N = 1.4–4.4). Isotopically, the rocks of Group I have the initial ratios ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i) = 0.709351–0.707112, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd_(i) = 0.512490–0.512588 and high positive ?_Nd270 values from 3.9 to 5.80; the rocks of Group II present for the initial ratios values ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i) = 0.709434–0.710092, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd_(i) = 0.512231–0.512210 and for ?_Nd270 the negative values from −1.17 to −1.56; the rocks of Group III display for the initial ratios the values ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i) = 0.710751–0.709448, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd_(i) = 0.512347–0.512411 and for ?_Nd270 the positive values from 1.64 to 2.35. The rocks resembling continental tholeiites, suggest a mantle origin and were further affected by fractionation and crustal contamination. In addition, the REE geochemistry (1 > Sm_N/Yb_N < 2.5; 0.9 > La_N/Sm_N < 2.5) suggests that these rocks were generated by high percentage partial melting of a metasomatized mantle in the garnet peridotite facies. The felsic rocks are enriched in Cs, Rb Th and U and depleted in Nb, Ta, Sr, Eu, and Ti. The REE fractionation patterns show a strong negative Eu anomaly (Eu/Eu* = 0.23–0.40). The felsic rocks show the initial ratios the values: ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr_(i) = 0.704096–0.707805, ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd_(i) = 0.512012–0.512021 and for ?_Nd270 the negative values from −5.27 to −5.44. They suggest to be generated within the lower crust during the emplacement of mantle-derived magmas that provided necessary heat to crustal partial melting.     

特大采空区上覆岩层地压与地表塌陷灾害监测研究

大红山铁矿采用无底柱分段崩落法开采形成了3个规模巨大的采空区,采空区上覆岩层移动与地表开裂塌陷将导致露天采场发生滚石地压灾害、井下采场产生空气冲击波次生地质灾害、地表与井下发生泥石流地质灾害等。针对上述问题,采取了多通道微震监测、非接触式岩移实时监测、基于手持式GPS仪的地表开裂范围监测和基于全站仪的地表沉降与水平移动监测的多种综合地压监测手段,对上覆岩层崩落高度、上覆岩层下沉变形量、地表开裂范围和地表沉降与水平移动等进行了监测,通过两年的监测获取了大量的监测数据,经分析表明,采空区上覆岩层崩落高度约在+1 090⁺1 060 m,上覆岩层+1 090 m平巷内观测点累计沉降量为1 350 mm,地表开裂范围位于以岩移角为75°划定的地表岩移范围内,地表测点最大累计沉降与水平移动量为1 779与948 mm,上覆岩层与地表的变形移动活动处于稳定渐进可控的状态,目前不会发生上述地压地质灾害。     

高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合机制与数值实现

采用渗流力学、断裂力学理论结合Monte Carlo方法描述岩体裂纹的随机分布,研究高水压作用下岩体原生裂纹的变形和翼形裂纹的萌生、扩展、贯通的渗流-断裂耦合作用机制,建立高水压作用下岩体裂纹的渗流-断裂耦合数学模型,给出该数学模型的求解策略与方法,在Fortran95平台下开发高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合分析程序HWFSC.for。高水压下岩体裂纹扩展的渗流-断裂耦合体现在岩体裂纹网络和渗流初始条件都随渗流时步变化。对高压注水岩体裂纹扩展过程进行渗流-断裂耦合分析。结果表明,高压注水条件下,岩体裂纹扩展存在起动水压力,当水压力大于起动水压力时,裂纹尖端开始萌生翼形裂纹,随着裂纹水压力的增加,翼形裂纹扩展,进而与其他裂纹搭接贯通,停止扩展。渗流-断裂耦合分析考虑了裂纹动、静水压力对裂纹产生的法向扩张效应及翼形裂纹的扩展而形成新的渗流通道两方面的影响,连通裂纹数随渗流的发展而增加。岩体裂纹的渗流-断裂耦合分析,能较真实地再现岩体裂纹的水力劈裂现象,描述岩体裂纹的扩展、贯通过程及与之相耦合的渗流响应。     

中国稀土对外贸易格局演化及影响因素

从中美贸易摩擦到“科技冷战”以来,被誉为“高科技命脉”的稀土,日益成为国际博弈的前沿领域。在此背景下,厘清中国稀土进出口贸易流动态势、把握中国在国际稀土市场中的地位变动,对中国资源安全格局的整体优化和科技自立自强的长久维持具有一定意义。本文基于2008—2018年中国稀土进出口贸易数据、相关国家社会经济政治指标及联合国投票数据,借助相互依存指数、地缘亲和度模型、GIS空间技术以及负二项面板回归等手段,探讨了中国稀土产品对外贸易格局的演化及影响因素。研究发现：① 中国稀土贸易存在较大波动,出口额远大于进口额,整体呈现“升—降—升”发展态势。② 中国稀土进口市场高度集中且路径依赖增强,出口市场逐步多元且路径依赖减弱。中国主要出口具有较高附加值的中、下游产品,进口具有较低附加值的上游矿物类产品。③ 中国在全球稀土贸易相互依存格局中的优势地位整体强化。中国与多数友好型国家间的相互依存关系呈现优化态势,但与美国、加拿大、澳大利亚等分歧型国家之间的相互依存关系呈现恶化态势。④ 国家主体属性、国家间邻近性以及中国的贸易政策、贸易环境等对中国稀土对外贸易产生重要影响。     

人类关键区的科学逻辑与研究趋势

人类关键区是人类社会进入人类世时代,人类所创造的地表景观在地理圈层中的特征区域。人类近万年历史对人地关系的认知可分为人类文明与地球环境、人类活动与地理环境、空间行为与土地利用3个层级。人类关键区具有全球尺度、国家尺度、区域尺度、地方尺度以及社区尺度。全球尺度的人类关键区可划分为建成区、农业区、生态区、裸露区。人类关键区未来的研究主要包括人类关键区的识别,人类关键区物质循环与能量流动,人类关键区耦合机理与动力机制,人类关键区地理模拟（器）与调控决策。人类关键区的提出为全球可持续发展提供中国地理科学的创新理论与实践路径。     

考虑LS+AR模型基础数据量的极移预报研究

针对目前极移最小二乘(Least Square, LS)+自回归(AutoRegressive, AR)预报模型的单一数据选取方案, 提出分别考虑LS模型数据量和AR残差数据量的组合数据模式, 并对极移预报时单一数据和组合数据预报结果精度进行分析, 探讨模型输入数据量对极移预报精度的影响. 结果表明, 模型输入数据量的变化对极移预报结果影响较大. 采用组合数据预报的方式相比较于单一数据量预报方式精度更高, 特别是针对30--360 d跨度内的中长期预报, 组合数据量的极移预报精度可比单一数据量预报精度有较大改善. 结论证明组合数据在极移预报时具有一定的优势, 可为以后极移预报数据量选取提供一定的借鉴参考意义.