共和盆地干热岩形成的地球动力学过程与成因机制

共和盆地干热岩是我国首次钻获的干热岩,围绕其成因机制还存在诸多争议。基于前人资料和我们的热物性测试、地球化学及地球物理探测成果,通过综合研究,阐述了共和盆地干热岩成因机制与地球动力学过程:(1)印度与欧亚板块晚碰撞及后碰撞等一系列构造活动,导致了青藏高原北部的隆升和软流圈上涌、热侵等深部动力过程,在高原隆升蓄积的重力势能及其导致的重力浮力、青藏高原东北缘的侧向挤压应力、地幔拖曳力、软流圈热物质上侵热力等综合作用下,壳幔通道流沿岩石圈薄弱层(带)整体自西南向青藏高原东北部和共和盆地东北部流动。(2)板块(地块)缝合带、塑性流变韧性剪切带或高导低速体、深大走滑断裂带及其交汇部位等岩石圈薄弱层(带),是深部热物质自深至浅运移的壳幔通道。(3)深部地质结构的不均一使来自深部的热量在地壳浅部形成不均一性的聚集;岩石圈浅部的地下水活动、沉积/剥蚀作用与深部的岩石圈变形以及岩浆热对流等物质运动方式对热流的扰动;深部热流向热导率高的花岗岩类侧向运移等这些岩石圈热量自深至浅的不均一分配。本文突破了以往单因素和少数控热因素的共和盆地干热岩成因认识,阐明了由源(热源、力源)、通道到储、盖(层)的干热岩综合成因机制。

基于地下水数值模拟的布哈河流域地下水可开采资源量评价

布哈河为青海湖流域最大的支流,其径流量达入湖流量的80%。为了维系青海湖流域生态地质环境的良性发展,需要科学提出布哈河流域的地下水可开采资源量。本次研究在开展流域水文地质调查的基础上,首先建立研究区的水文地质概念模型和地下水流数值模型,利用统测和长期观测数据对水流模型进行校正,通过Groundwater Vistas软件预测不同径流条件下拟建水源地的地下水水位降深及各项水资源量变化情况。预测结果表明在流域上中下游分别设置开采量为5万m^(3)/d、10万m^(3)/d、15万m^(3)/d的三处集中式水源地,连续30年平均径流条件下拟建水源地的最大降深为17.99 m,之后再经过5年枯水期水源地最大降深为20.26 m,地下水资源开采量主要来自于泉水及河流的隐伏排泄量的减少。最后结合流域规划提出布哈河地下水可开采资源量为30万m^(3)/d。

基于SWAT模型的格尔木河径流演变特征研究

我国西北旱区生态环境脆弱,是全球气候变化的敏感区域之一。近几年来,在全球暖化的大环境下,区域地表水产流机制改变诱发的水文与生态问题越发突出。本文以青藏高原北部极端干旱的格尔木河流域为例,利用SWAT建立流域主要产流的山区地表水文模型,结合区域水文资料等定量研究格尔木河径流演化及其渗漏补给地下水的时空演变特征。结果表明,在1976~2014年期间格尔木河出山口径流量呈递增趋势,年增长率达0.38(m^(3)·s^(-1))·a^(-1),多年平均径流增量约1.66×10^(8)m^(3),且夏季径流量增加较冬季更为显著。降水和温度是影响流域山区地表产流量增加的主要气象因子。流域出山口径流量的增加改变了盆地内地表径流入渗补给地下水的条件,格尔木河多年平均渗漏补给地下水量为9.89×10^(8)m^(3)。河流渗漏量的递增会打破区域地下水系统平衡,诱发一系列水文生态问题,威胁区域可持续发展。本研究可为我国应对全球气候变化带来的旱区水资源和生态环境挑战提供科学支撑。

青海玉树“4·14”地震诱发地质灾害特征及综合防治对策

2010年4月14日7时49分,青海省玉树州玉树县发生里氏7.1级强烈地震,地震次生地质灾害分布面广且潜在危害非常严重,紧急抗震救灾和恢复重建都面临地质灾害的严重威胁。根据地质灾害主要特征的调查与综合分析研究,从地质灾害隐患调(勘)查工程、治理工程、监测预警工程、地质环境保障工程、地质科技支撑工程5个方面提出地震灾区地质灾害综合防治对策。

基于PLC的泥浆循环净化装置控制系统设计与实现

当前水文水井钻探施工过程中,工艺相对落后且集成化程度低,新技术、新方法、新工艺引进和创新不足。在水文水井钻探中,从井底返回地面的泥浆中含有大量的岩屑和砂粒,仍主要采用人工捞砂、泥浆池和沉淀池自然沉降的作业方式,效率较低。为实现钻探施工中设备的自动化、模块化,提高施工效率,针对青海省复杂的地质与气候环境,研制了一种绿色勘查水文地质钻探自动化泥浆循环净化装置控制系统,包括远端控制子系统、近端控制子系统和泥浆加热循环子系统。为提高控制系统的抗干扰性,选用以PLC为控制核心的系统硬件,对泥浆净化装置控制系统硬件和控制系统软件等进行了设计,且系统采用模块化和可靠性设计方式,在实际应用中具备方便运输、可靠性高、适应性好等特点。

青海省民和县中川乡美一和美二村地下水位上升原因分析

民和县中川乡美一和美二村因为地下水位上升引发了一系列不良反应。根据研究区的地质环境条件,分区计算地下水补给量与排泄量,定量讨论地下水上升原因,结合研究区水位地质条件和工程环境定性讨论地下水位上升原因。综合分析认为,区内地下水位上升主要原因是修建防渗堤坝使堤内地下水排泄不畅,导致地下水位上升。

西宁盆地地热水特征及回灌结垢风险

青海西宁盆地中低温地热资源丰富,但热储地层以含黏土矿物的弱胶结砂岩为主,地热水溶解性总固体较高,回灌过程中存在显著的结垢风险。基于对西宁盆地地热成因及资源分布特征分析,采用矿物溶解度法、饱和指数法等方法对典型地热水回灌结垢趋势及风险进行了综合判断。结果表明:西宁盆地“凹中凸”构造有利于地热水在深部热储富集和增温,同时将深部溶解的大量矿物质带到西宁地区中央凸起地带;西宁地区地热储层埋深主要在700~1600 m,水温30~70℃,主要为SO_(4)·Cl—Na水化学类型,溶解性总固体1.85×10^(3)~4.80×10^(4) mg/L;回灌过程中结垢以碳酸钙结垢为主,当回灌水与地下热水性质相近时,结垢风险主要发生在回灌井筒中,地层结垢风险较小,而当回灌水与地下热水性质差异较大时,不配伍性将导致地层结垢风险大大提高,其中药王泉与DR2005原1∶1混合时结垢量最大可达177.57 mg/L,而其他地热水结垢量较小。根据以上特征,提出以下综合解决方案:物理防垢+管材防腐、系统增压防垢+管材防腐和地面预处理+管材防腐,并辅之以阴极保护防腐、优化排量、酸洗井筒等措施,可为今后保障地热水回灌能力措施的制定提供理论依据与技术支持。

煤层开采后覆岩稳定性物理模型及数值模拟

选取鄂尔多斯盆地某典型的煤矿区,通过FLAC^(3D)数值模拟、相似材料模拟以及理论计算,对煤层开挖后上覆岩层稳定性进行模拟研究,预测多种采动下地层动力学发生失稳及周围岩体应力重分布的规律及影响范围。研究结果表明,FLAC^(3D)能够较好地模拟煤层开挖给上覆岩层带来的影响;煤层开挖后,采空区上方竖向位移呈现中间大,两边小的趋势;采空区的影响范围略大于开采范围。

青海玛沁县水源地地下水资源评价及可开采潜力

通过利用水均衡法及干扰井群法分别对研究区玛沁县格曲河河谷地下水资源进行评价及可开采潜力分析。通过对比设计了6种开采方案,选取了最为合理的开采方案。初步确定拟选水源地在推荐管井开采方式下可开采量为24 000 m 3/d。研究结果为研究区地下水资源的合理开发利用提供了依据。

北麓河流域不同植被覆盖条件下土壤冻融过程中地表土壤含水量变化

北麓河流域位于青藏高原腹地多年冻土区,区内受制于活动层土壤冻融过程,地表土壤含水量变化与植被覆盖关系密切。本文协同利用2018年Sentinel-1A多极化SAR与Landsat-8光学遥感时序数据,综合改进的“水云模型”、Oh模型、Dubois模型和Topp公式,完成了北麓河流域2 037.94 km2土壤含水量反演,并基于实测点土壤含水量数据验证了反演精度,回归方程Adjusted-R2为0.6848,RMSE为0.039 cm3·cm-3。从流域尺度研究土壤冻融过程、土壤含水量和植被覆盖关系的结果表明:植被覆盖对活动层冻融过程具有明显的迟滞作用,即植被覆盖度越高,活动层冻结和消融时间越滞后,该结论与前人的实地观测结果基本吻合。表明利用Sentinel-1A年度时序数据,从流域尺度研究土壤冻融过程、土壤含水量和植被覆盖的关系是可行的。

对青海省水文地质工程地质环境地质勘查工作的几点思考

根据青海省国有地勘队伍和行业工作近年来呈现的主要特点,分析了青海省水工环地质勘查队伍建设、行业工作相对于经济社会发展需求间存在的问题,为进一步做好水工环地质工作提出了参考建议。

湟源县日月乡药水泉一带地热水特征初探

文章从区域地质构造入手,在分析了该地热分布区的地质条件基础上,阐述了其成因特征,初步建立了热储概念模型,初步分析了其开发利用意义,为制定该区地下热水资源的科学开发利用规划提供了地质依据。

试论省域地质遗迹资源调查评价

本文根据青海省特殊的地质环境条件,论述了开展全省地质遗迹资源调查评价的现实与潜在的重大意义,比较系统地介绍了省级地质遗迹资源调查评价的目的、方法、内容及成果表达方式、方法等,对我国立项开展省级地质遗迹资源调查评价工作具有超前启示作用,对于全面认识地质遗迹的资源优势和合理保护、科学开发地质遗迹资源具有重大的理论价值。

地热水氢氧同位素控制因素识别与定量计算:以青海贵德盆地为例

氢氧同位素在地热水研究中得到了广泛应用,但由于影响因素较多,对地热水氢氧同位素组成的控制过程通常缺少全面认识。本文以贵德盆地周边两条断裂带上五处温泉为例,通过对比不同地热水之间的水化学差异和热储温度差异,建立了不同地热水的水岩反应程度与氢氧同位素是否偏离大气降水线的关系。在前人识别并定量出扎仓寺地热水存在冷水混合作用的基础上,借助冷水混合比例估算了冷水混合和水汽分离引起的氢氧同位素的变化幅度,在此基础上通过“氧漂移”规律恢复了扎仓寺地热水在发生水岩反应前的氢氧同位素组成。本文关于三个过程对氢氧同位素影响程度的计算方法可以用于分析其他地区地热水的氢氧同位素成因,从而加深对地热水循环过程的认识。

黄河上游康杨滑坡堆积体特征及形成机理分析

滑坡堆积体特征及其成因机理是进一步研究滑坡防治及开发利用的基础与前提。位于青藏高原东北缘的黄河上游群科—尖扎盆地内的康杨滑坡属于典型的巨型古滑坡,其堆积体特征及形成机制在该地区具有典型性和代表性,具有较高的学术研究价值。结合工程地质钻孔资料,通过详细的野外调查、粒度分析等方法对康杨滑坡形态特征、形成年代、滑坡体粒度特征及其成因机理进行了研究,主要认识如下:(1)康杨滑坡为晚更新世晚期发生的泥岩滑坡,体积约为12.59×10^(8)m^(3),为一典型巨型古滑坡,后壁高耸直立;(2)滑坡前缘曾滑移至黄河北岸,堆积体可能堵塞黄河,后被黄河从中部侵蚀切穿,目前在黄河北岸仍存留有古滑坡堆积体;(3)高原抬升和黄河下蚀等作用可能是滑坡发生的背景条件,降水入渗形成软弱滑带和黄河侧蚀作用可能是触发康杨滑坡的主要因素。

青海省矿泉水资源概况及开发利用浅析

青海省矿泉水是区域发展重要的战略资源,兼具资源、生态、经济和社会属性。本文在系统梳理青海省矿泉水类型、成因的基础上,对青海省矿泉水的开发利用发展方向做了深入分析。笔者认为,青海省矿泉水的开发利用,既要立足青海省特殊的生态和地质条件,又要统筹考虑技术、经济、环境和政策因素共同协调作用。在实际工作中,要充分研究青海省矿泉水的空间展布、时间演化规律、成因机理、开发利用的技术经济损益和生态环境损益。科学制定开发利用及管理政策,是青海省矿泉水开发利用的未来发展方向。该项研究成果可为青海省矿泉水开发利用提供科学决策依据,也可为西北其他类似地区地下水合理开发利用提供借鉴。

青海省西宁地热田成因分析及资源评价

笔者通过对西宁地热田已有钻探资料和区域地热地质资料,结合近几年的勘查项目研究成果,分析了西宁地热田的埋藏条件、补径排条件、地温场及水文地球化学的特征,阐述了西宁地热田主要以大地热流为热源—低热导率岩层聚热—深循环逐渐加热受迫对流机制—构成控水控热,具有以盆地传导型面状热储为主,兼有断裂对流型带状热储特征。同时,采用热储法对西宁地热田地热资源量进行了评价,该地热田内热储中储存的热量9.343×1014k J,利用平均布井法计算出该地热田每年开采热量为1.12×1012k J,折合标准煤3.78×104t,按地热田规模分级为中型低温地热田。初步摸清了西宁地热田分布规律以及资源量,为西宁地热田地热资源合理开发利用提供了重要依据。

矿山地质勘探场地生态环境恢复的三维建模研究

为了更好的分析矿山地质勘探场地生态环境恢复的情况,提出矿山地质勘探场地生态环境恢复的三维建模分析方法。分析矿山空间数据的来源并对数据进行处理,对矿山的地域地层进行划分以及编号,并且组建钻孔数据库,实现矿山地质勘探场地数据的存储以及管理。结合矿山数据的来源以及分析特点,组建矿山地质勘探场地生态环境恢复的三维地质模型,并对矿山地质勘探场地生态环境恢复的情况加以分析。仿真实验结果表明,所提方法能够满足基本的矿山地质勘探场地生态环境恢复三维地质建模需求。

青海省东部地区干热岩靶区分析

研究区位于青藏高原东部,构造活动强烈,地热地质条件优越,出露有多处高温泉水。本文通过总结概括贵德县扎仓沟干热岩成矿模式,对比分析区域热构造背景和区内各温泉区地热—干热岩地质条件,提出近东西向与北北西向展布断层组合交汇部位,挤压破碎最为严重,形成局部张拉通道,沟通深部异常热输出,形成深部等温面上凸,同时也为深部岩浆上涌提供了通道,易形成地热及干热岩资源富集区;结合深部地温条件、放射性生热率、岩性特征等,选取曲乃亥温泉区、新街温泉区、兰采温泉区及曲库乎温泉区为青海省东部地区干热岩进一步勘探的理想靶区。

青海省囊谦县水工环与地质灾害防治的研究

青海省囊谦县调查区位于巴颜喀拉山脉南麓扎曲河河谷区,通过水文地质调查和钻探,基本查明了该调查区主要的地下水类型、补径排关系、地下水动态及水化学特征。采用径流模数法、断面径流量法等计算了地下水天然资源量及允许开采量。基本查清了区内地质灾害及分布特征,针对调查区地质灾害特征,划分出3个环境地质区,为囊谦县的城镇及地震灾区后重建提供一定的环境地质依据。