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煤矿井下不同环境区域水体微生物群落特征及其环境响应

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煤炭学报 2025年

作者：张海涛许光泉陈晓晴李旭李子璇张延喜张刚贺江辉安徽理工大学矿井水害综合防治煤炭行业工程研究中心安徽理工大学地球与环境学院淮南矿业集团谢桥煤矿

为探究煤矿井下不同环境区域的微生物群落特征及其对环境因子的响应，以安徽淮南谢桥煤矿为研究对象，在涉及矿井水来源、形成和汇集全过程的8个井下区域（井筒、岩巷、煤巷、采煤工作面、采空区、水仓、砂岩水出水点和灰岩水疏放点）... 详细信息

为探究煤矿井下不同环境区域的微生物群落特征及其对环境因子的响应，以安徽淮南谢桥煤矿为研究对象，在涉及矿井水来源、形成和汇集全过程的8个井下区域（井筒、岩巷、煤巷、采煤工作面、采空区、水仓、砂岩水出水点和灰岩水疏放点）中采集了24份水样，进行水化学成分和微生物16S rRNA基因高通量测序检测，并利用多元统计等方法进行序列数据处理。研究结果表明：（1）井筒水的水化学类型为Cl-Na·Ca型，砂岩水和采空区为HCO3·Cl-Na型，其余区域均为Cl-Na型。在不同环境区域水体中，Na+、Cl-、SO42-、HCO3-、NO2-、NO3-和Fe含量存在显著变化。（2）井下水仓水中微生物的丰富度和多样性最高，而岩巷水中最低。24个样本共检测到55个菌门和621个菌属，其中Pseudomonadota、Bacteroidota和Nitrospinota为优势菌门，Hydrogenophaga和Pseudomonas为优势菌属。Pseudomonadota在岩巷水中丰度最高，在灰岩水中丰度最低；Bacteroidota在水仓水中丰度最高，在岩巷水中丰度最低；Nitrospinota在灰岩水中丰度最高，在岩巷水中丰度最低。Hydrogenophaga在各区域水体中的丰度均较高，Pseudomonas主要分布在岩巷水中。（3）该煤矿井下微生物群落结构和分布受pH影响最强，其次还与营养元素（如C、N和S）、Temp、DO、ORP、Fe、Mn和Sb等氧化还原敏感物质有关。（4） FAPROTAX分析显示，该煤矿井下微生物群落普遍具有化学异养和需氧化学异养的功能。不同环境区域水体中的微生物群落表现出多样的生态功能，涵盖了从基本的代谢活动（如物质循环和能量转换）到复杂的环境修复过程（如污染物降解和水质改善）。这些功能不仅维持了煤矿井下水体的生态平衡，还在生态系统的调节和修复中发挥了重要作用。

关键词：煤矿井下微生物群落水化学成分环境响应生物地球化学作用

ScCO2作用下高阶构造煤吸附热变化特征及机制

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中国石油大学学报(自然科学版) 2025年

作者：张小东王康卢铁王芳芳张硕河南理工大学能源科学与工程学院河北省煤田地质局环境地质调查院中国矿业大学资源与地球科学学院

CO2注入深部煤层强化煤层气开采（CO2-ECBM）具有减少温室气体排放、提高深部煤层气开采效率的意义。为了揭示深部煤层实施CO2-ECBM中超临界二氧化碳（ScCO2）对不同破坏程度煤的吸附性的影响规律,对变质程度较高的贫煤和无烟煤开展ScCO... 详细信息

CO2注入深部煤层强化煤层气开采（CO2-ECBM）具有减少温室气体排放、提高深部煤层气开采效率的意义。为了揭示深部煤层实施CO2-ECBM中超临界二氧化碳（ScCO2）对不同破坏程度煤的吸附性的影响规律,对变质程度较高的贫煤和无烟煤开展ScCO2改造试验,基于煤的矿物组成、孔隙性的差异和吸附热变化测试结果,探讨Sc CO2对高阶构造煤吸附热的影响机制。结果表明:ScCO2对碳酸盐类矿物改造效果最好,其次是黏土矿物,而对石英影响最小; ScCO2对贫煤的改造效果强于无烟煤,贫煤构造煤的积分吸附热大于原生结构煤,且ScCO2改造后构造煤的积分吸附热增加幅度更明显;ScCO2改造后,温度增加,强化了温度对煤样积分吸附热的影响,压力增加,无烟煤积分吸附热的降低幅度变大,而贫煤积分吸附热的增幅先变大后减小。

关键词： CO 地质封存 ScCO 高阶构造煤吸附热

城市矿产钢铁资源社会蓄积量估算——以江西省为例

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江西冶金 2025年

作者：陆展韬陈优良杨学习江西理工大学土木与测绘工程学院中南大学地球科学与信息物理学院

因具有强度高、耐久性强等特性，钢铁已广泛应用于建筑、机械制造、交通运输、能源等领域，且随着城镇化和工业化进程加快，其需求量呈逐年增加的态势。如何估算钢铁资源社会蓄积量是城市矿产研究的热点问题。以江西省为例，结合钢铁产... 详细信息

因具有强度高、耐久性强等特性，钢铁已广泛应用于建筑、机械制造、交通运输、能源等领域，且随着城镇化和工业化进程加快，其需求量呈逐年增加的态势。如何估算钢铁资源社会蓄积量是城市矿产研究的热点问题。以江西省为例，结合钢铁产品的单位铁含量数据，运用自下而上的物质流分析方法，系统地估算了江西省1990—2021年建筑物和基础设施中钢铁资源的社会蓄积量，并分析其时间演变特征。结果表明，江西省钢铁资源的社会蓄积量自1990年以来呈逐年增长的趋势。建筑物钢铁蓄积量增幅最大，特别是在城镇住宅建筑和非住宅建筑领域。同时，基础设施领域的钢铁蓄积量也随着市政、路桥、电力等基础设施建设的不断加强而稳步增长。通过进一步分析建筑物结构的演变、基础设施建设的进展和钢铁使用量的变化趋势，揭示了经济发展、产业转型和城市化进程对钢铁资源蓄积的影响。最后提出了对江西省钢铁资源回收和再利用的政策建议，为实现可持续发展和资源循环利用提供科学依据。

关键词：钢铁城市矿产建筑基础设施社会蓄积量

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一氧化碳与植被、地表温度的效应分析

自然资源信息化 2025年

作者：秦英翔张中芋简季成都理工大学地理与规划学院成都理工大学地球物理学院

一氧化碳（CO）是一种主要的大气污染物，对空气质量和人类健康造成严重影响。本文分析了成都市CO浓度、植被和地表温度的时空变化，并采用网格划分、散点回归、热点分析和Pearson相关系数等方法探讨了CO浓度与植被和地表温度的关系。... 详细信息

一氧化碳（CO）是一种主要的大气污染物，对空气质量和人类健康造成严重影响。本文分析了成都市CO浓度、植被和地表温度的时空变化，并采用网格划分、散点回归、热点分析和Pearson相关系数等方法探讨了CO浓度与植被和地表温度的关系。结果表明，CO浓度呈周期性变化，波峰和波谷分别出现在春冬季节和夏秋季节，最大值和最小值分别为0.055mol/m2和0.0343 mol/m2；春、冬季CO浓度相近且高于夏、秋季，植被和地表温度季节分别表现为夏>春、秋>冬，夏>秋>春>冬；在空间上，CO浓度由西北向东南逐渐增加，在龙泉山脉呈现较低的浓度，植被和地表温度分别由城中心向四周增加和减少；在散点回归分析中，CO浓度与植被在拐点值前呈递增关系，在拐点值后分呈递减关系，与地表温度呈递增关系；热点分析中，在热点和不显著区域，CO浓度和植被呈负相关，和地表温度呈正相关，在冷点区域，CO浓度与植被和地表温度均呈正相关。

关键词： CO 植被指数地表温度热点分析 Pearson相关系数

冕宁张家坪子韧性剪切带构造特征及其地质意义探讨

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矿物岩石 2025年

作者：李颖赵德军赖川童馗李金玺成都理工大学地球与行星科学学院四川省核工业地质局二八一大队油气藏地质及开发工程国家重点实验室成都理工大学

扬子地块西缘处于构造单元的结合部位，带内地质演化复杂，经历了多期多阶段的构造、岩浆及变质、变形作用。张家坪子金矿床位于研究区韧性剪切带之中，韧性剪切带构造变形特征、形成演化环境研究及对金矿床成矿解析具有重要意义。论文... 详细信息

扬子地块西缘处于构造单元的结合部位，带内地质演化复杂，经历了多期多阶段的构造、岩浆及变质、变形作用。张家坪子金矿床位于研究区韧性剪切带之中，韧性剪切带构造变形特征、形成演化环境研究及对金矿床成矿解析具有重要意义。论文将野外调查与室内显微构造及运动学、动力学、流变学分析相结合，镜下显示具有左行运动学特征，变形环境以中温变形为主，后期叠加中低温变形，估算变形温度300～500 ℃，为低-高绿片岩相变质环境；石英C轴组构分析结果，同石英—长石动态重结晶机制与温度、变质相关系估算结果基本相符；Flinn图解显示石英有限应变结果均在K>1一侧，即一般拉伸范围内的拉长型应变，指示岩石类型为LS型构造岩；差异应力值变化较小，介于25～50 MPa 之间；选用不同方法估算应变速率与一般韧性剪切带变形规律一致，大多介于10-12～10-15s-1，为长期缓慢变形作用。综合研究区内地质情况、宏微观构造特征、构造演化环境、年代学分析，作为容矿构造的张家坪子韧性剪切带是具有较高Au背景值的韧性剪切带，张家坪子金矿床是一种受碳酸盐热液影响及韧性剪切带严格控制，形成于地壳深部的韧性剪切带型金矿床。

关键词：韧性剪切带碳酸盐热液石英组构运动学涡度张家坪子金矿床

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频率域电磁法电场梯度视电阻率研究

石油地球物理勘探 2025年

作者：罗志亮汤井田周聪肖晓有色金属成矿预测与地质环境监测教育部重点实验室(中南大学) 有色资源与地质灾害探查湖南省重点实验室中南大学地球科学与信息物理学院东华理工大学地球物理与测控技术学院

频率域可控源电磁法（Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM）相比大地电磁法具有抗干扰能力强、观测场值强度大等优势，在矿产资源、工程勘查等领域应用广泛。定义适当的视电阻率公式能更直观地反映地下介质的综合电性变化... 详细信息

频率域可控源电磁法（Controlled Source Electromagnetic Method,CSEM）相比大地电磁法具有抗干扰能力强、观测场值强度大等优势，在矿产资源、工程勘查等领域应用广泛。定义适当的视电阻率公式能更直观地反映地下介质的综合电性变化，视电阻率定义的研究一直是电磁法理论研究的重要课题之一。文中基于水平电偶极子在均匀大地表面产生的电场的解析式，推导了水平电场分量Ex的频率梯度和空间梯度解析式，用其计算均匀大地表面场值梯度响应；同时，基于加权外推法计算一维电磁响应，并采用三次样条插值算法计算场值的差分值。将电场梯度解析值与电场差分值进行对比，验证了频率梯度和空间梯度解析式的正确性。基于均匀半空间场值梯度等效层状介质场值梯度，采用数值迭代的二分法求解非线性方程得到电场梯度视电阻率。计算结果表明：文中所定义的视电阻率计算公式可以反映地电结构变化，用差分值代替场值梯度进行视电阻率计算能够达到精度要求；水平电场的空间梯度视电阻率可以像广域视电阻率一样在近区和远区分别收敛于一个接近模型底层和顶层电阻率的值，符合理论预期，但是频率梯度视电阻率测深曲线不收敛，无法正确反映地下介质的电性变化，不具备测深能力。

关键词：可控源电磁法场值梯度广域视电阻率频率梯度视电阻率空间梯度视电阻率

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琼西晚二叠世花岗岩的成因及其大地构造意义

地质科学 2025年第1期60卷 212-228页

作者：欧阳杰婷周云刘希军李政林解宇航蔡永丰广西隐伏金属矿产勘查重点实验室桂林理工大学有色金属矿产勘查与资源高效利用协同创新中心桂林理工大学广西战略性关键矿产资源成矿与勘查科技创新基地桂林理工大学

为了探讨海南岛西部晚古生代时期的构造演化特征，本文对琼西出露的花岗岩开展了系统的岩石学、同位素年代学和岩石地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，来自琼西的两个代表性花岗岩的形成时代分别为255.4±1.7 Ma和255.4±1.... 详细信息

为了探讨海南岛西部晚古生代时期的构造演化特征，本文对琼西出露的花岗岩开展了系统的岩石学、同位素年代学和岩石地球化学研究。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示，来自琼西的两个代表性花岗岩的形成时代分别为255.4±1.7 Ma和255.4±1.2 Ma，为晚二叠世岩浆活动的产物。地球化学分析结果表明，上述晚二叠世花岗岩具有高硅、富碱及弱过铝质特征；相对富集大离子亲石元素、亏损高场强元素，具有明显的Eu负异常，整体表现出高分异I型花岗岩的特征。岩石的形成主要与地壳物质的部分熔融有关，同时也有少量地幔物质的加入，并在成岩过程中经历了分离结晶作用。综合分析认为海南岛西部晚二叠世花岗岩的形成与东古特提斯洋的俯冲作用有关。

关键词：二叠纪 I型花岗岩锆石U-Pb定年岩石地球化学东古特提斯海南岛

厚松散层下区域注浆改造地层扰动变形特征研究

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煤炭科学技术 2025年

作者：张平松程晋全许时昂吴海波安徽理工大学地球与环境学院深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室

通过地面高压注浆实施区域治理是厚松散承压含水层下煤炭安全开采主要防治措施之一，然而高压注浆过程造成上覆地层移动变形，会诱发地表局部隆起、矿区建（构）筑物偏斜等问题，是区域注浆改造安全施工备受关注的重点。以安徽某矿12050... 详细信息

通过地面高压注浆实施区域治理是厚松散承压含水层下煤炭安全开采主要防治措施之一，然而高压注浆过程造成上覆地层移动变形，会诱发地表局部隆起、矿区建（构）筑物偏斜等问题，是区域注浆改造安全施工备受关注的重点。以安徽某矿120501工作面上覆顶板富水砂岩层注浆改造为工程背景，基于COMSOL Multiphysics有限元方法开展数值模拟，研究高压注浆前后对上覆地层作用过程及其时序演化特征，同时构建了分布式光纤全断面监测系统，获得了上覆地层不同深度地层形变响应特征及对地表扰动影响。研究结果表明：区域高压注浆过程可划分为“充填-扩散-扰动”3个阶段，充填过程对上覆地层影响基本无扰动影响，扩散过程对上覆地层影响主要表现为水平扰动，进入扰动阶段对上覆地层影响则表现垂向位移变化。注浆改造过程对地层扰动影响呈现Logistic曲线增长趋势，其扰动影响主要作用在厚松散层下部，在相对隔水层段以竖向拱起为主，在相对含水层段表现层内压缩。通过全断面监测结果表明注浆全过程地层形变特征为非线性分布，砂质粘土层与粉砂层为其主要形变贡献层。全断面监测结果与数值模拟结果具备较好的一致性，成果可为东部厚松散层覆盖矿区煤矿安全开采以及区域注浆诱发次生灾害防治工作开展提供思路和实践参考。

关键词：注浆改造地层变形分布式光纤钻孔监测厚松散层

川东北地区二叠系吴家坪组二段页岩储层特征及有利区分布

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岩性油气藏 2025年第1期37卷 1-12页

作者：罗冰文华国廖义沙张兵姚永君温思宇杨凯中石油西南油气田公司勘探开发研究院成都610400 油气藏地质及开发工程全国重点实验室成都理工大学成都610059 成都理工大学沉积地质研究院成都610059 中国石油西南油气田公司重庆气矿重庆401147 成都理工大学地球物理学院成都610059

四川盆地上二叠统吴家坪组海相页岩是页岩气勘探开发的热点层系。通过X射线衍射、薄片鉴定、扫描电镜、有机地球化学、低温氮气吸附等分析,对川东北地区二叠系吴家坪组二段海相页岩的沉积相展布、储层及烃源岩特征进行了分析,明确了储... 详细信息

四川盆地上二叠统吴家坪组海相页岩是页岩气勘探开发的热点层系。通过X射线衍射、薄片鉴定、扫描电镜、有机地球化学、低温氮气吸附等分析,对川东北地区二叠系吴家坪组二段海相页岩的沉积相展布、储层及烃源岩特征进行了分析,明确了储层发育的主控因素,并对储层发育有利区进行了预测。研究结果表明:①川东北地区吴二段的沉积受海平面上升和裂陷发育的影响,主要为深水陆棚相,在达州—开江—万州—忠县一带沿北西—南东方向呈连通条带状展布。②研究区吴二段页岩储层中矿物组成复杂,脆性矿物含量较高,平均质量分数为67.9%;与四川盆地志留系龙马溪组页岩相似,研究区的石英具有生物成因特征而呈絮凝状,草莓状黄铁矿粒径均较小(小于6.0μm),指示沉积水体为还原环境,有利于有机质的富集;页岩储层平均孔隙度为4.11%,孔隙类型包括有机质孔隙、粒内孔隙、粒间孔隙及微裂缝,孔隙结构以狭缝孔为主,中孔对孔体积的贡献率最大。③研究区吴二段烃源岩具有高TOC含量、高成熟度特征,TOC平均值为4.80%,R_(o)平均值为2.53%,达到过成熟阶段,干酪根类型主要为Ⅱ型,具有良好的生气潜力,基本达到Ⅰ类页岩气储层标准。④研究区吴二段储层主要受控于沉积环境和成岩改造作用,深水陆棚沉积环境有利于页岩储层的形成,石英的抗压保孔作用和有机质生烃作用是页岩储层形成的关键,石英含量、TOC含量和孔隙度均呈正相关关系;开江—梁平、万州地区为吴二段有利页岩储层分布区。

关键词：页岩气深水陆棚相还原环境脆性矿物有机质孔隙吴家坪组二段上二叠统开江—梁平万州地区川东北地区

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