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江西吉安钱山地区地热资源特征及热源机制

地球学报 2024年第1期45卷 39-52页

作者：张垚垚刘凯童珏何庆成贺晓龙贾伍慧张浩然王书训中国地质科学院北京100037 中国地质大学(北京)地球科学与资源学院北京100083 江西省地质局第四地质大队江西萍乡337000 湘潭大学环境与资源学院湖南湘潭411105 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院北京100083

位于罗霄山脉北支武功山西南地区的钱山地热田是研究武功山地热资源的关键地区。本文综合区域地质、研究区地质特征、热物性参数、水化学特征、锆石同位素等方法,重点分析了钱山地区的地热系统特征,深入研究了钱山地热的构造背景和热源... 详细信息

位于罗霄山脉北支武功山西南地区的钱山地热田是研究武功山地热资源的关键地区。本文综合区域地质、研究区地质特征、热物性参数、水化学特征、锆石同位素等方法,重点分析了钱山地区的地热系统特征,深入研究了钱山地热的构造背景和热源机制。研究表明:(1)NE–SW向的和平—三江断裂是钱山地热重要的导热和控热构造;(2)水化学及同位素特征指示钱山地区的地热水和冷水均为大气降水补给;(3)早志留世黑云二长花岗岩热导率特征表明花岗岩具有很好的导热效果和聚热能力;(4)黑云二长花岗岩放射性生热率较低且时代久远,揭示放射性元素生热和岩浆岩余热对热源做出的贡献非常小,钱山地热的热源主要来自壳源深部地热。本研究可为武功山地区地热资源成因及合理开发利用等提供重要的启示。

关键词：钱山地热热物性参数水化学特征热源机制武功山

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滇东南文山州小洞锑矿床成因：来自硅质岩和辉锑矿元素及硫同位素的制约

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：林心怡林木森吴久芳易友根徐楷徐净福州大学紫金地质与矿业学院福建省闽西地质大队

云南文山州小洞锑矿床处于滇东南锑矿带，矿体赋存于寒武系中统田蓬组下段硅质岩中。前人认为其属于变质改造的热水沉积型锑矿床，但关于该矿床的成岩成矿机制和矿床成因类型等问题仍有争议。本文对赋矿围岩硅质岩的主微量分析显示，ω(... 详细信息

云南文山州小洞锑矿床处于滇东南锑矿带，矿体赋存于寒武系中统田蓬组下段硅质岩中。前人认为其属于变质改造的热水沉积型锑矿床，但关于该矿床的成岩成矿机制和矿床成因类型等问题仍有争议。本文对赋矿围岩硅质岩的主微量分析显示，ω(SiO2)为84.70%～97.11%(均值92.19%)，ω(Al2O3)为0.63%～6.08%(均值3.56%)，ΣREE为20.43×10-6～77.54×10-6，稀土配分曲线右倾，δEu值为0.66～1.57(均值0.88)，δCe值为0.95～1.15(均值1.07)，形成于大陆边缘的非热水沉积环境，成分受陆源输入的控制。辉锑矿LA-ICP-MS分析揭示了其微量元素的主要耦合替代机制为2Sb3+?As3++(Cu++Pb2+)。辉锑矿的S同位素分析显示δ34S值变化范围较窄(0.42‰～4.91‰)，暗示成矿物质来源于岩浆，成矿热液可能与老君山岩体活动相关，或者为深部隐伏岩体带来的热液。综合分析认为，小洞锑矿床的赋矿围岩与热水沉积无关，成矿物质主要来源于岩浆热液。岩浆活动后期的含矿热液流体沿断裂带运移，在层间虚脱带富集成矿，属于受断裂控制的热液型锑矿床。

关键词：硅质岩辉锑矿硫同位素矿床成因滇东南

1950-2022年中国煤与瓦斯突出事故的时空分布规律

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辽宁工程技术大学学报（自然科学版） 2024年第3期43卷 279-287页

作者：范超军张鑫鹏杨雷富向杨振华李胜辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 辽宁地质工程职业学院资源系辽宁丹东118302

为厘清煤与瓦斯突出事故的发生规律,从时间和空间2个维度,对1950-2022年中国煤与瓦斯突出事故进行统计分析并提出防突措施与建议。研究结果表明:1950-2022年中国煤与瓦斯突出事故的时间分布特征可划分为大幅上升时期(1950-1980年)、持... 详细信息

为厘清煤与瓦斯突出事故的发生规律,从时间和空间2个维度,对1950-2022年中国煤与瓦斯突出事故进行统计分析并提出防突措施与建议。研究结果表明:1950-2022年中国煤与瓦斯突出事故的时间分布特征可划分为大幅上升时期(1950-1980年)、持续好转时期(1981-2000年)和稳定下降时期(2001-2022年)。空间分布特征为范围广、较集中、南多北少、南重北轻。煤与瓦斯突出事故发生次数随时间逐渐减少,死亡人数与煤矿事故总死亡人数之比随时间波动上涨。煤与瓦斯突出矿井的空间分布总体呈南多北少的特点。研究结果为中国煤与瓦斯突出事故防治提供参考。

关键词：煤与瓦斯突出突出矿井突出事故灾害防治时空分布

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煤层群采动下围岩应力演化规律及协同控制技术研究

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煤炭科学技术 2024年第3期52卷 24-37页

作者：吴少康张俊文徐佑林宋治祥张杨范文兵董续凯张际涛陈志松中国矿业大学(北京)能源与矿业学院北京100083 贵州理工学院矿业工程学院贵州贵阳550003 贵州黔诚力锦科技有限公司贵州贵阳550081 湖南科技大学资源环境与安全工程学院湖南湘潭411201 贵州大学矿业学院贵州贵阳550003

针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭... 详细信息

针对煤层群开采过程中巷道支护困难问题,以贵州土城矿212回风石门为工程背景。综合采用现场调研、数值模拟、相似模拟及现场试验等手段,揭示了212回风石门应力演化规律,并提出了“卸−转−固”协同控制技术。研究结果表明:212回风石门遭受破坏的主要原因是煤层群采动过程中存在的地质力学问题导致了围岩失稳。巷道底板及两帮在采动过程中产生不同程度的应力集中。当遭受垂直应力挤压时,巷道底部承受的挤压力较大,而顶部围岩承受的拉伸力较大,由于力学不平衡导致围岩的破坏。基于此提出了“卸−转−固”协同控制技术。通过爆破卸压的方式,利用爆破产生的冲击波引起围岩的震动和应力波动,使表层围岩中原本集中的应力分散到更深的围岩区域,降低表层围岩的应力集中程度。同时,利用爆轰和封孔工艺进一步加固卸压孔周围的围岩,形成两个承载结构。即由巷道支护体形成的内承载体和由深部围岩形成的外承载体。两者相互作用有效承受巷道浅部及深部围岩的应力,并转移到支护结构,起到保护和稳定围岩的作用。利用该技术在212回风石门现场试验,结果显示:使用该技术区域应力长期趋于稳定甚至缓慢降低,巷道顶底板及两帮移近速率分别降低了74.49%及47.67%,底鼓量降低了77.2%。而未使用该技术区域应力出现不同程度的上升,表面位移收敛严重。由此可得,围岩控制效果显著。该技术已成功推广到贵州其他不同地质环境的煤矿,均取得了显著效果。

关键词：煤层群采动应力底鼓巷道支护 “卸−转−固”协同控制技术

广西中—晚泥盆世拉利和四红山剖面的碳酸盐岩微相和牙形石生物地层格架

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地层学杂志 2024年第2期48卷 147-171页

作者：安晏庆张欣松杜伟东福州大学紫金地质与矿业学院福建福州350108

华南中—上泥盆统碳酸盐岩高度发育,但却缺乏系统碳酸盐岩微相研究。广西都安四红山剖面和宜州拉利剖面的中—上泥盆统连续发育,是华南泥盆系重要的参考剖面。中—晚泥盆世,四红山剖面为斜坡—盆地相,而拉利剖面为台地—盆地相。本文重... 详细信息

华南中—上泥盆统碳酸盐岩高度发育,但却缺乏系统碳酸盐岩微相研究。广西都安四红山剖面和宜州拉利剖面的中—上泥盆统连续发育,是华南泥盆系重要的参考剖面。中—晚泥盆世,四红山剖面为斜坡—盆地相,而拉利剖面为台地—盆地相。本文重建了这两条剖面中—上泥盆统牙形石生物地层,在此基础上结合碳酸盐岩微相沉积学研究,恢复了它们同时期沉积环境演变过程,为不同地层单元的区域对比提供了可靠依据。在吉维特期和弗拉期FZ1~FZ4期,四红山剖面主要为分水岭组硅质灰岩及“榴江组”钙质泥岩,拉利剖面主要为老爷坟组礁灰岩。而在弗拉期牙形石带FZ5~FZ8期间,两条剖面均因海侵事件造成台地淹没形成五指山组,主要特征为大化石稀少的微晶/瘤状/泥质条带灰岩,本次海侵可以与全球Middlesex事件相对应。此外中—晚泥盆世一系列生物环境事件,如F-F事件可通过牙形类的种群更替得以识别。

关键词：吉维特阶弗拉阶广西泥盆纪沉积微相牙形类

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风驱雨作用下植被斜坡稳定性响应研究

岩土力学 2024年第9期45卷 2765-2774页

作者：林滨强章德生简文彬豆红强王浩樊秀峰福州大学紫金地质与矿业学院岩土与地质工程系福建福州350108 福州大学地质工程福建省高校工程研究中心福建福州350108

闽东南高植被覆盖区台风暴雨型滑坡频发,探索在植被、降雨、强风作用下的滑坡失稳演化及其规律对揭示高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的成灾机制、监测预警具有重要的理论及实际意义。以福建省永泰县洋斜滑坡为研究对象,对斜坡上的毛竹进行... 详细信息

闽东南高植被覆盖区台风暴雨型滑坡频发,探索在植被、降雨、强风作用下的滑坡失稳演化及其规律对揭示高植被覆盖区台风暴雨型滑坡的成灾机制、监测预警具有重要的理论及实际意义。以福建省永泰县洋斜滑坡为研究对象,对斜坡上的毛竹进行拉拔试验以及对根土区进行单环入渗试验,结合Green-Ampt模型和无限边坡模型,研究在台风暴雨作用下植被土坡的稳定性响应规律及其稳定性分析方法。结果表明:(1)毛竹抵御的极限风速主要在18~30 m/s的范围之内,对应8~11级风力范围。(2)毛竹迎风区土体入渗能力随着风速的增长而增长,0~12 m/s内入渗能力基本不变,12 m/s以上入渗能力迅速增长。(3)根土区湿润锋的迁移速度随着风速和降雨强度的增大而加快,台风通过植被扰动土体形成优势渗流,对入渗的影响主要在于加快了湿润锋的迁移速度。风−雨−植被协同作用下,风速是影响土体入渗能力的重要因素。(4)台风暴雨作用下风荷载通过植被加快根区土降雨入渗,从而增大湿润锋迁移速度,是台风暴雨型滑坡孕灾、成灾的重要环节。

关键词：降雨边坡稳定性风荷载湿润锋滑坡

四川盆地北缘下志留统龙马溪组重晶石发育特征及其地质意义

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吉林大学学报（地球科学版） 2024年第4期54卷 1137-1153页

作者：肖斌郭东旭王浩熊姝臻富向赵忠海李胜辽宁工程技术大学矿业学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学环境科学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁地质工程职业学院资源系辽宁丹东118000

扬子板块北缘志留系黑色岩系中重晶石-毒重石成矿带的形成构造背景和成矿过程一直受到众多学者的关注。本文选择四川盆地北缘城口月亮坪剖面下志留统龙马溪组泥页岩中的重晶石矿物为研究对象,从岩石学、矿物学入手探讨重晶石发育特征,... 详细信息

扬子板块北缘志留系黑色岩系中重晶石-毒重石成矿带的形成构造背景和成矿过程一直受到众多学者的关注。本文选择四川盆地北缘城口月亮坪剖面下志留统龙马溪组泥页岩中的重晶石矿物为研究对象,从岩石学、矿物学入手探讨重晶石发育特征,并结合锶同位素分析重晶石的成因及其反映的地质意义。结果显示:重晶石主要发育成岩作用为主的针状晶体、冷泉作用为主的较大粒径溶蚀状晶体、热液作用为主的树枝状晶体,以及生物作用为主的小粒径椭球体形晶体;重晶石结核以扁椭球体形顺层分布,存在同心分层结构、致密均一结构、龟裂纹充填结构,其成因以成岩作用为主,局部出现后期热液流体充填收缩缝形成的龟裂纹;层状重晶石的^(87)Sr/^(86)Sr值为0.7084,反映其形成过程受到深部幔源(低^(87)Sr/^(86)Sr值)和围岩(高^(87)Sr/^(86)Sr值)的混染作用,推测其成因为深部幔源热液与冷泉(或成岩作用)共同作用的结果。研究认为:四川盆地北缘龙马溪组沉积时期为一个具有拉张构造背景的被动大陆边缘,在北大巴山发育同沉积断裂;在龙马溪组早期四川盆地北部斜坡区受到弱的拉张作用,断裂发育规模不大,形成间歇性小规模的冷泉渗流;在龙马溪组晚期拉张作用增强,断裂加深,产生重晶石黑烟囱,大量含Ba^(2+)和H2S的热液进入海水中并在北大巴山地区形成重晶石矿床。

关键词：黑色岩系重晶石锶同位素冷泉龙马溪组四川盆地钡

鄂尔多斯盆地北部直罗组地下水地球化学特征及其指示意义

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煤炭学报 2024年第4期49卷 2004-2020页

作者：孙魁范立民马万超陈建平彭捷张鹏华高帅李成苗彦平王宏科陕西省地质环境监测总站自然资源部矿山地质灾害成灾机理与防控重点实验室陕西西安710054 中国矿业大学矿业工程学院江苏徐州221116 陕煤集团神木红柳林矿业公司陕西榆林719000 陕西陕煤陕北矿业有限公司陕西榆林719000

煤矿水害是陕北侏罗纪煤田的主要灾害,直罗组地下水是主要突水水源之一。为研究鄂尔多斯盆地北部直罗组地下水地球化学特征及其指示意义,借助Durov图、Piper三线图、Gibbs图、Stiff图以及主成分分析等手段,深入研究直罗组地下水地球化... 详细信息

煤矿水害是陕北侏罗纪煤田的主要灾害,直罗组地下水是主要突水水源之一。为研究鄂尔多斯盆地北部直罗组地下水地球化学特征及其指示意义,借助Durov图、Piper三线图、Gibbs图、Stiff图以及主成分分析等手段,深入研究直罗组地下水地球化学特征,阐释其对直罗组与上覆含水层之间水力联系及地下水径流条件的指示意义。结果表明:自西部正常基岩区至东部风化基岩区,直罗组地下水pH以及TDS、K^(+)+Na^(+)、SO_(4)^(2-)、Cl^(-)质量浓度均呈现出逐渐减小的趋势。直罗组地下水水化学类型存在一定差异,西部直罗组埋藏较深区域,地下水水化学类型以SO_(4)-Na型、SO_(4)·Cl^(-)Na型和HCO_(3)·SO_(4)-Na型为主,向东至直罗组基岩风化区,地下水类型过渡为HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)-Ca·Mg型等。直罗组地下水水化学形成受岩石风化作用、交替吸附作用、脱硫酸作用以及溶滤作用的控制。氢氧同位素和水化学特征对含水层之间水力联系具有明显的指示作用,氢氧同位素、典型钻孔地下水水化学离子浓度和区域地下水水化学特征分析表明,研究区西部直罗组正常基岩地下水与洛河组、萨拉乌苏组地下水基本不存在水力联系;东部直罗组风化基岩与萨拉乌苏组地下水水力联系紧密。卤族元素Cl^(-)对直罗组地下水径流条件指示作用明显,研究区西部直罗组正常基岩地下水径流滞缓,地下水以静储量为主;而在基岩风化区,由于直罗组风化基岩孔隙、裂隙发育,储水性和渗透性明显增强,并与第四系地下水发生了强烈的混合作用,地下水径流强度大,地下水以动储量为主。

关键词：直罗组含水层水化学特征水力联系地下水径流条件鄂尔多斯盆地

耦合变密度地下水流降阶模型与高斯过程的蒙特卡罗模拟

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水文地质工程地质 2024年第5期51卷 1-13页

作者：夏传安樊秀峰王浩简文彬福州大学紫金地质与矿业学院岩土与地质工程系福建福州350108 自然资源部丘陵山地地质灾害防治重点实验室福建福州350002 福建省地质灾害重点实验室福建福州350002

变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度... 详细信息

变密度地下水流系统受水力梯度和密度梯度共同驱动,非线性强,数值模型计算量大,尤其在开展不确定性分析时需要的计算成本很高。常规的数据驱动机器学习方法只能对点监测信息进行模拟分析,不能模拟整个地下水流系统。本研究发展了变密度地下水流降阶模型,利用高斯过程模型对降阶模型的数值误差进行修正组成耦合模型。耦合模型既能克服高斯过程只能模拟有限监测点信息的缺陷,又能提高降阶模型对监测点信息的模拟精度。考虑二维剖面变密度地下水流案例,将渗透系数场设定为空间随机变量,采用基于全阶模型(FSMC)、降阶模型(ROMC)和耦合模型(GP-ROMC)3种蒙特卡罗模拟方法进行不确定分析。研究结果表明:(1)ROMC能替代FSMC开展不确定性分析;(2)水头和盐度的平均相对二范误差与降阶模型维度的关系可用指数函数描述(决定性系数R2≥0.99);(3)GP-ROMC对监测点信息的模拟精度比ROMC高,GP-ROMC可有效修正降阶模型误差提高蒙特卡罗模拟的精度。研究成果可为地下水建模、不确定性分析、风险评估及参数反演等工作提供重要技术支撑。

关键词：地下水变密度地下水流降阶模型高斯过程蒙特卡罗模拟