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南水进京后利用升降轨InSAR解译北京地面沉降发展态势

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第8期49卷 1337-1346页

作者：张双成张雅斐司锦钊罗勇余静雷坤超许强长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 地理信息工程国家重点实验室陕西西安710054 北京市水文地质工程地质大队北京100195 中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

地下水长期超量开采引发的地面沉降是北京市面临的一个重大问题。中国南水北调中线工程通水极大地缓解了北京市水资源短缺问题。针对南水北调中线工程对北京地面沉降的影响,利用升降轨时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthet... 详细信息

地下水长期超量开采引发的地面沉降是北京市面临的一个重大问题。中国南水北调中线工程通水极大地缓解了北京市水资源短缺问题。针对南水北调中线工程对北京地面沉降的影响,利用升降轨时序合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)分析2015-12—2020-12期间南水北调中线工程通水后北京地面沉降发展态势。研究结果表明,北京市沉降分布不均匀,升轨形变速率及累积形变量最大值分别为-134 mm/a和-697 mm,降轨形变速率及累积形变量最大值分别为-135 mm/a和-734 mm。对比地下水位数据和抗差最小二乘拟合法融合的InSAR形变结果发现,北京地区的沉降速率随着地下水位的上升而逐渐减小,也即南水北调中线工程在一定程度上缓解了北京的地面沉降扩张趋势。

关键词：地面沉降时序InSAR 升降轨抗差最小二乘拟合南水北调

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黑果枸杞中矿物元素溶出特性研究

光谱学与光谱分析 2024年第5期44卷 1307-1311页

作者：张辰凌韩梅刘佳贾娜刘冰冰张永涛中国地质科学院水文地质环境地质研究所自然资源部地下水科学与工程重点实验室河北石家庄050061

黑果枸杞,茄科枸杞属,富含多种矿物质元素,这对人体生长发育有重要的生物学作用。黑果枸杞作为一种药食同源的物质,为了解其营养价值、指导健康食用及进一步功能开发,有必要分析矿物质溶出特性,并进行相关性分析。黑果枸杞样品制备以硝... 详细信息

黑果枸杞,茄科枸杞属,富含多种矿物质元素,这对人体生长发育有重要的生物学作用。黑果枸杞作为一种药食同源的物质,为了解其营养价值、指导健康食用及进一步功能开发,有必要分析矿物质溶出特性,并进行相关性分析。黑果枸杞样品制备以硝酸和过氧化氢为消解酸,微波消解仪制备消解液,以不同温度纯水浸提制备浸泡液,试验建立了电感耦合等离子体光谱法测定消解液和浸泡液中K、Na、Ca、Mg、Zn、Fe、Mn、Cu、Li、Sr十种矿物元素含量的实验方法,并进行了矿物元素溶出特性研究及相关性分析。在优化的光谱分析条件下,十种元素线性关系好(r>0.9995)、检出限低(研究提取温度及时间对溶出率的影响。十种元素中K、Na、Zn溶出率最高,可能是因为三种元素多以离子形式存在,容易提取。Ca、Mg、Sr、Mn、Cu含量差异大,溶出率相近,可能是价态相近,提取效率相近。Li溶出率受提取温度影响很大,沸水浸泡溶出率是40℃温水的的1.5~2倍,Fe在微量元素中含量最高,溶出率却最低,主要是由于Fe与蛋白质结合,不易萃取。试验数据可为健康食用黑果枸杞及进一步开发利用提供理论参考。

关键词：矿物元素溶出性黑果枸杞等离子体发射光谱法微波消解

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砂岩热储温度场对回灌参数的响应机理与规律

地球科学 2024年第9期 3318-3333页

作者：李嘉龙康凤新白通张平平李振函赵强济南大学水利与环境学院山东科技大学地球科学与工程学院山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队

研究地热尾水回灌引起的热储层内温度场演化对地热资源的可持续利用具有重要意义.本文通过大型砂槽仿真试验模型的渗透试验、示踪试验和回灌试验结合数值模拟方法，研究了回灌参数与开采井热突破时间的定量关系，并通过非线性拟合和参... 详细信息

研究地热尾水回灌引起的热储层内温度场演化对地热资源的可持续利用具有重要意义.本文通过大型砂槽仿真试验模型的渗透试验、示踪试验和回灌试验结合数值模拟方法，研究了回灌参数与开采井热突破时间的定量关系，并通过非线性拟合和参数敏感性分析讨论了流体粘度与密度对高温流体向低温流体回灌结果的影响，以及回灌参数对开采井热突破时间的影响程度和内在机理与规律.结果显示回灌水在不同渗透率的砂岩层内运移速率不同，开采井热突破时间t分别与Q-0.85、ΔT-0.21和R1.4呈线性关系.相关方程和分析结果表明，采灌温差ΔT在大于30℃时，其变化对开采井热突破时间t的影响已变得微弱，这是由于ΔT通过影响18.5℃等温线在温度过渡区内的相对位置来对开采井热突破时间t产生作用，而试验中采取的高温流体向低温流体回灌产生的误差可以引入粘度修正系数αμ修正.

关键词：回灌参数仿真试验数值模拟温度场演化机理地热能地热井

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琼西南九所地热田水文地球化学特征及成因

地质科技通报 2024年

作者：周艺颖欧阳正平徐子东王文梅杨勇昌王江思黄泽佼马荣林梁海艳林毅海南省生态环境地质调查院海南水文地质工程地质勘察院

海南岛地热资源丰富，以往的地热勘查大多停留在生产层面，对地热水化学成分的来源、水-岩作用、多方法评价热储温度和地热田成因机制等未深入研究。【目的】本文基于前人资料，深入分析，旨在加深对成因机制的认识，为地热田开发提供... 详细信息

海南岛地热资源丰富，以往的地热勘查大多停留在生产层面，对地热水化学成分的来源、水-岩作用、多方法评价热储温度和地热田成因机制等未深入研究。【目的】本文基于前人资料，深入分析，旨在加深对成因机制的认识，为地热田开发提供参考。【方法】利用离子的比值及相关性、Piper图、F-浓度分布图、硅焓图解与SiO2混合模型和硅-焓方程法，探讨了九所地热田热水化学组分的来源、阳离子交换、F-成因、热储温度和循环深度，提出了成因概念模型。【结果】结果显示：热水化学类型为SO4·HCO3-Na 型；SO42-主要源于安山岩、流纹岩区硫化物氧化；含F矿物溶解、离子交换是F-浓度的控制因素；热储温度99～169 ℃，冷水混合比80%～93%，冷、热水混合前蒸汽损失的质量比约10%；循环深度1.8～3.8 km。【结论】概念模型揭示：热水沿构造运移，从花岗岩区流向安山岩、流纹岩区，同时汲取热能，发生矿物溶滤和离子交换，导致F-、SO42-等组分浓度改变，引起水化学类型演化，在水力差和浮力差双重驱动下上升，于地下浅部与孔隙冷水混合存储于沉积盖层之下形成地热田。琼西南地热田的热源是否存在幔源热？目前没有充分证据，需进一步深入研究。

关键词：九所地热田地热水化学成分离子交换热储温度热水成因模型

济南趵突泉泉域水化学特征空间差异性及控制因素分析

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环境科学 2024年第8期45卷 4565-4576页

作者：许庆宇刘春伟李常锁孙斌齐欢吴璇徐秋晓山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队济南250014 山东省地下水环境保护与修复工程技术研究中心济南250014

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水... 详细信息

为掌握济南趵突泉泉域岩溶地下水水化学特征及离子来源,着眼于趵突泉泉域间接补给区、直接补给区和汇集出露区这3个功能区,以地下水流动系统理论为指导,基于区域自然地理和水文地质条件,分别采集分析了不同功能区的地下水样品,并采用水化学参数统计、多元统计、自组织神经网络(SOM)分析、水化学图形分析和离子比例系数等分析方法,研究各功能区地下水水化学特征空间差异性,并揭示其控制因素.结果表明,由于地下水径流路径的不同,不同功能区水化学参数存在差异,但总的来说趵突泉泉域各功能区地下水均呈碱性,表现出典型的碳酸盐矿物溶解特征;汇集出露区地下水同时受到直接补给区和间接补给区的补给,地下水从间接补给区到汇集出露区水化学类型由HCO_(3)-Ca型向HCO_(3)·SO_(4)-Ca型转变,含水层内存在少量的石膏溶解作用生成了Ca^(2+)与SO_(4)^(2-);地下水中离子主要来源于含水层岩石矿物的溶滤作用,同时受阳离子交换作用、矿物溶解-平衡及人类活动的综合影响.趵突泉泉域地下水受人类活动影响较大,人类活动在一定程度上影响了泉域地下水水化学的演化.

关键词：趵突泉泉域水文地质岩溶水水化学特征控制因素

华南陆缘火成岩区差异性地壳热结构及地热意义

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地质学报 2024年第2期98卷 544-557页

作者：蔺文静王贵玲甘浩男中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 自然资源部地热与干热岩勘查开发技术创新中心河北石家庄050061

高产热花岗岩是重要的壳内热源之一,我国华南陆缘花岗岩体分布广泛,为该区浅表热量的生成及聚集提供了可能。本文在简述区内花岗岩资源分布的基础上,系统分析了区内主要花岗岩体的放射性生热特征,并结合区内近些年施工的地热勘探深钻,... 详细信息

高产热花岗岩是重要的壳内热源之一,我国华南陆缘花岗岩体分布广泛,为该区浅表热量的生成及聚集提供了可能。本文在简述区内花岗岩资源分布的基础上,系统分析了区内主要花岗岩体的放射性生热特征,并结合区内近些年施工的地热勘探深钻,对重点地热勘查区的深部地温场分布、地热通量、地壳热结构等进行了对比分析,提出了华南陆缘浅表地热资源的聚热模式。分析认为,华南陆缘地区具有“幔源供热-壳内生热-断裂传热-盖层保热”的四元聚热模式,其中,花岗岩体的放射性生热率是影响区内浅部地温场的主要因素之一,粤北—赣南岩体的生热率明显高于漳州地区的花岗岩体,其近似“热壳冷幔”型或“温壳温幔”型岩石圈热结构与漳州“热幔冷壳”型岩石圈热结构有一定的差异;断裂构造及盖层条件对于地下热量聚集及散失具有明显的控制作用。研究成果对于深入理解华南陆缘地热资源的成因、控热因素,以及今后该地区地热资源勘探开发实践具有一定的理论与指导意义。

关键词：高产热花岗岩大地热流地壳热结构热源机制华南陆缘

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青藏高原构造混杂岩带的孕灾地质基因与重大工程地质问题研究

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地质学报 2024年第3期98卷 992-1005页

作者：张永双王冬兵李雪吴瑞安唐渊任三绍李金秋罗亮中国地质大学(北京)工程技术学院北京100083 自然资源部重大工程地质安全技术创新中心北京100083 中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质调查局成都地质调查中心四川成都610081 中国地质科学院地质力学研究所北京100081

孕灾地质基因是指一定区域所具有的促进地质灾害孕生的内在关键因素。板块构造混杂岩带所处的特殊构造部位决定了其复杂的演化过程和特殊的地质基因。本文在梳理青藏高原构造混杂岩带地质特征的基础上,总结分析了其孕灾地质基因,包括活... 详细信息

孕灾地质基因是指一定区域所具有的促进地质灾害孕生的内在关键因素。板块构造混杂岩带所处的特殊构造部位决定了其复杂的演化过程和特殊的地质基因。本文在梳理青藏高原构造混杂岩带地质特征的基础上,总结分析了其孕灾地质基因,包括活跃的地质构造、复杂的水热条件、混杂的岩性组合、特殊的蚀变软岩和构造岩溶导水通道等,是引发重大地质灾害和工程地质安全风险的根源。结合典型案例,剖析了构造混杂岩带大型滑坡的成因类型主要有三大类:构造控制型、泥质软岩控制型和蚀变蛇绿岩带控制型,其中蚀变蛇绿岩带是构造混杂岩带最具特色的易滑地质结构,具有典型的地质构造与特殊岩性联合控制特征。构造混杂岩带隧道工程变形破坏主要有塌方、水平收敛、环向收敛、底鼓和错断等五种模式,黏土化蚀变软岩的不良工程特性是制约构造混杂岩带隧道围岩稳定性的重要因素。针对传统的工程地质理论和灾害风险防控技术难以适应构造混杂岩带大规模工程建设面临的挑战,提出了有待深入研究的关键问题和防灾减灾策略。

关键词：板块构造结合带地质基因蚀变蛇绿岩带斜坡地质灾害隧道稳定性

露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价方法及应用研究

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矿业研究与开发 2024年第4期44卷 175-184页

作者：郝杰李洪涛安成龙赵振伟韩琳王宏伟山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队山东济南250014

废弃露天石灰岩矿山地质环境修复是生态文明建设的重要组成部分,对其进行科学评级区划并提出针对性治理方案具有重大意义。基于层次分析和模糊数学基本原理,构建了废弃露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价指标体系,提出了基于改进层次... 详细信息

废弃露天石灰岩矿山地质环境修复是生态文明建设的重要组成部分,对其进行科学评级区划并提出针对性治理方案具有重大意义。基于层次分析和模糊数学基本原理,构建了废弃露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价指标体系,提出了基于改进层次分析确定指标权重与模糊综合评价相结合的研究方法,并以山东济南市李家窝矿山为研究区,开展地质环境修复难度评价及治理方案研究。结果表明:评价指标体系中边坡倾角、危岩体分布和边坡高度为关键指标,权重分别为0.360 47, 0.194 02和0.184 36,研究区地质环境修复难度较大的区域主要存在高陡边坡与危岩体分布等特征;针对不同分区提出了相应的危岩体治理、残丘清理及续坡绿化等治理方案。研究成果可为露天石灰岩矿山地质环境修复难度评价及分区治理提供参考。

关键词：石灰岩矿山地质环境难度评价分区治理生态修复

砂岩热储地热能对井采灌温度场演变规律与响应机制和恢复能力

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地质学报 2024年

作者：李嘉龙康凤新杨亚宾李振函赵强白通隋海波郑婷婷山东科技大学地球科学与工程学院山东省地质矿产勘查开发局第二水文地质工程地质大队(山东省鲁北地质工程勘察院) 济南大学水利与环境学院山东省地质矿产勘查开发局八○一水文地质工程地质大队

合理优化对井采灌系统的采灌参数,定量计算回灌冷水温度恢复的热量来源,对地热资源可持续开发利用具有重要意义。本文基于对井采灌系统长期水动力场和地温场的动态变化监测数据,建立馆陶组热储层对井采灌系统的水-热耦合数值模型,研究... 详细信息

合理优化对井采灌系统的采灌参数,定量计算回灌冷水温度恢复的热量来源,对地热资源可持续开发利用具有重要意义。本文基于对井采灌系统长期水动力场和地温场的动态变化监测数据,建立馆陶组热储层对井采灌系统的水-热耦合数值模型,研究冷水回灌引起的热储内温度场的演化规律与趋势,并对对井采灌系统的关键参数进行优化,定量计算回灌冷水温度恢复的热量来源。结果显示回灌低温冷水在馆陶组储层底部的底砾岩内运移速度最快,要保证现有采灌井距为180 m的采灌系统运行100年不发生热突破,采灌量应不大于30 m3/h;拟建对井采灌系统的采灌量设计为常规值72 m3/h时,合理采灌井距应不小于300 m。开采井的热突破时间t随采灌井间距R的增大呈幂函数关系增长,相关方程为tQ=aR2.4,比例系数a随采灌量的增大而减小。回灌冷水温度恢复的热量来源分析表明,回灌冷水体与其外围热水体的同层对流热为占比最大的热量恢复来源,从开始回灌时的大于70%降低至回灌100年时的36.0%;回灌冷水体从热储顶板和底板汲取的传导热占比从开始回灌时的接近0增大至100年时的30.7%(顶板11.5%,底板19.2%);回灌冷水体从外围热储介质汲取的同层传导热占比从开始回灌时接近0迅速增大至13.5%并保持稳定;回灌冷水体从内部热储介质中汲取的热量占比从开始回灌时的25.4%缓慢降低至回灌100年时的19.8%。

关键词：地温场非均质热储采灌参数演化规律热量来源