青藏高原东北部温泉分布及水文地球化学特征

青藏高原是我国地热活动最强烈的地区,传统观点认为其东北部地区处于相对稳定的地块,地热赋存条件一般。青海省位于青藏高原东北部,地热资源种类齐全,以往研究主要集中在勘查程度较高或单个温泉温度较高的区域,而区内大部分地区研究程度较低,地热资源整体分布特征和热源机制不清。本文依据主要控热活动断裂和温泉集中区将温泉自东北向西南划分为11个区,利用水文地球化学和同位素分析手段对温泉的分布特征和成因进行了综合研究。结果表明,温泉补给来源均为其附近大气降水和冰雪融水。温泉水化学特征与热储的地层岩性相关,花岗岩热储中地热水阳离子以Na^(+)为主,阴离子以SO_(4)^(2-)和Cl^(-)为主;灰岩热储中地热水阳离子以Ca^(2+)和Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_(3)^(-)为主;砂岩热储中地热水主要阳离子有Ca^(2+)、Na^(+)和Mg^(2+),主要阴离子有Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和HCO_(3)^(-)。温泉主要沿活动断裂展布方向呈串珠状分布,且主要密集在不同构造体系的交接复合部位和同一构造体系的转折部位;分布于一、二级断裂结合部位的热储循环深度最大,径流路径最长、水岩反应较充分;而分布于被少量小规模断裂切割的三级断裂沿线的温泉循环深度相对较小,径流路径较短,水岩反应程度较低。热储温度从东北向西南整体呈现出中部和西南部高、南部和东北部低,中高温热储主要分布于共和、贵德、乌兰和唐古拉山一带,温度在89.0~139.0℃,平均117.7℃。温泉热源主要来自大地热流传导增热、放射性元素衰变生热、岩浆余热和活动断层摩擦生热,以及低速高导熔融体和地幔通道流传热等。此次主要聚焦于青海省水热型地热资源的分布规律和地热成因等方面的研究,可为后期青海省地热资源开发利用提供参考依据。

华北隐伏型煤矿区地下水化学及其控制因素分析——以宿县矿区主要突水含水层为例

采用宿县矿区主要突水含水层四含、煤系、太灰地下水样常规离子(K^++Na^+,Ca^(2+),Mg^(2+),Cl^-,SO_4^(2-),HCO_3^-,CO_3^(2-))、pH值、TDS等数据,利用离子组合比和主成分分析方法探讨了水化学成分的形成机制,进一步通过研究主成分荷载得分与水化学类型的空间分布规律,分析了矿区地下水水化学形成及其控制因素。研究结果表明:宿县矿区主要突水含水层水化学数据差异是不同地下水化学成分形成作用的综合反映,其中煤系以阳离子交替吸附或脱硫酸作用最为显著,而四含、太灰以黄铁矿氧化或碳酸盐、硫酸盐溶解作用最为显著。宿县矿区采矿活动与地质背景条件不同程度地影响了主要突水含水层水化学成分形成作用与水化学类型的空间分布,其中四含主要受采矿活动控制,煤系主要受断裂(层)控制,太灰主要受采矿活动、断裂(层)与褶皱控制。

采动影响下矿区地下水主要水-岩作用与水化学演化规律

煤矿开采势必破坏天然水化学环境,然而矿区多类含水层地下水系统水化学研究尚未从时空角度分析采动影响下水化学演化的本质。以临涣矿区为研究示范,基于历年常规水化学数据开展主成分分析,揭示采动影响下水化学演化过程中的水-岩作用机制。其中,第1主成分代表碳酸盐、硫酸盐溶解及黄铁矿氧化作用,第2主成分代表阳离子交替吸附及脱硫酸作用。采动影响下矿区主要突水含水层地下水碳酸盐、硫酸盐溶解及黄铁矿氧化作用均逐渐减弱,减弱区域不尽相同;然而,阳离子交替吸附及脱硫酸作用的变化规律不明显。研究成果为矿井突水水源识别和水资源保护与利用提供理论依据。

松散承压含水层水文地质参数分区及水流场数值模拟

为了揭示华北型煤田松散承压含水层水文地质参数及其对地下水流数值模拟的意义，以安徽淮北煤田宿南矿区祁东煤矿松散层承压第四含水层（简称“四含”）为研究示范，对多个影响因素综合分析，采用层次分析一模糊综合评价法，对研究区四含水文地质参数进行分区，合理确定各分区的水文地质参数，并用于采煤情景下地下水流动态数值模拟。数值模拟结果表明：祁东煤矿2008-2012年浅部煤层开采过程中四含地下水流场没有明显改变，但南北分区水头差逐年增大，地下水流向始终从南向北，而且在井田北部水力梯度逐渐减小，在井田南部水力梯度逐渐增大，南北区以倾角为60°-70°、断距为10～320m的魏庙断层为分界线，基岩中大倾角与大落差断层的出现是引起上覆松散承压含水层水力梯度异常的根本原因。

皖北矿区地下水稀土元素地球化学特征研究

矿井突水是煤矿开采中经常遇到的地质灾害,严重威胁着煤矿的安全生产。为了快速判别突水水源,利用皖北宿(县)—临(涣)矿区生产矿井地面水位长期观测孔、井下放水孔以及井下出水点等处分别取新生界第四含水层、煤系砂岩裂隙含水层、石炭系太原组岩溶含水层及奥陶系岩溶含水层的42个稀土元素水样。采用现代统计学中的因子分析方法对矿区稀土元素的水文地球化学特征进行研究。提取了两个特征值大于1的公因子,两个因子的累计方差贡献率达到了93.055%,能够较全面的解释宿-临矿区大部分含水层的水化学信息;建立了用稀土元素作为分析变量判别突水含水层水源的Bayes模型,判别率高达93%,判别结果与因子分析结果相符。研究成果为煤矿开采中的突水水源判别提供了新的科学依据。

预应力混凝土竹节桩承载性能对比试验研究

预应力混凝土竹节桩(简称"竹节桩")是在普通预应力混凝土管桩(简称"管桩")基础上改良而来的新桩型。文章介绍了竹节桩的构造和接桩技术,并通过现场静载试验,对竹节桩在软土地基中的承载性能进行了对比研究。试验表明:竹节桩的单桩竖向抗压极限承载力与管桩和预应力混凝土空心方桩(简称"方桩")相比,均能提高20%左右,单桩竖向抗拔极限承载力比管桩提高60%以上。竹节桩由于设置了环向、纵向凸肋,改变了桩-土接触方式和桩身粗糙度,有利于桩侧摩阻力的充分发挥。在荷载水平较低时,桩顶位移曲线近似为直线,当荷载增加到一定程度时,会在土体中形成一个直径与环向凸肋大小相当的圆筒形剪切滑动面。

青海共和盆地干热岩勘查进展及开发技术探讨

我国干热岩勘查及开发利用仍处于起步阶段,亟待解决勘查程度底、热源机制不清、高温钻井成本高、换热效率低和压裂时有诱发地震风险等问题。在分析国内外干热岩勘查开发历程和青海共和盆地干热岩地质特征与勘查现状的基础上,探讨和研究了干热岩找矿标志建立、井内测温及地温梯度计算相关注意事项和共和盆地放射性生热对干热岩热源的贡献,初步分析对比了增强型地热系统与单井换热的各自特点及难点,分析了压裂井网技术存在的问题及压裂与诱发地震的关系,并对开发试验示范基地建设提出了相应的建议。研究结果为共和盆地干热岩勘查开发提供了理论依据。

青海省金铜矿地质特征与分布特性分析

由于目前我国金铜矿开技术手段较低,导致我国始终缺少金铜矿资源,为保证金铜矿资源开采达到预期效果,提出青海省金铜矿地质特征与分布特性分析。通过傅立叶变换方法建立稳定特征分析模型,并且经由国家指定部门对金铜矿的微量元素、稀土元素含量以及相关特性进行具体分析,进而获取金铜矿矿石与花岗岩的元素配分模式图;根据获取的相关模式图完成金铜矿的地质特征分析。分析结果表明,测试极差均小于1,说明该地金铜矿铅元素位置构造较为单一,金铜矿与花岗岩之间来源相同、成岩脉络相接近。

青海省高家湾滑坡的形成条件分析及稳定性评价

[目的]评价青海省高家湾滑坡稳定性,为其灾害防治提供一定指导。[方法]在对高家湾滑坡基本特征分析基础上,先开展其形成条件研究;其次,利用传递系数法和瑞典圆弧法实现其稳定性现状评价,并进一步采用长短时记忆神经网络构建其变形预测模型,实现其稳定性预测评价。结合稳定现状评价结果,实现其稳定性的综合研究。[结果]高家湾滑坡具有滑坡形成的基本条件,且具有复合多期巨型规模特征,对其防治应具有综合性;同时,滑坡现状处于稳定状态,但局部次级滑坡存在失稳可能,且在不利工况条件下,稳定性将会进一步减弱;另外,据变形预测研究结果,得出其平均相对误差均小于2%,进而验证了本文优化LSTM模型的有效性,且通过外推预测,得出高家湾滑坡变形仍将继续增加,且无收敛迹象。[结论]高家湾滑坡稳定性还会进一步减弱,趋于不利方向发展,应尽快采取必要措施切实保证滑坡稳定。

同仁县色龙沟泥石流特征分析及治理建议

针对色龙沟泥石流多次发灾对下游造成的威胁,且已有防治工程无法有效避害的问题,通过野外勘查,在查明色龙沟泥石流的形成背景条件及灾害特征的基础上,分析了色龙沟泥石流的发灾成因,对泥石流的运动特征参数进行了计算分析,评价其易发程度,并提出相应的防治工程建议。结果表明:色龙沟泥石流容重为1.49 t/m^3,性质属稀性泥石流,利用雨洪法计算该泥石流主沟沟口流量为37.73 m^3/s,一次泥石流冲出固体总量为5 455.53 m^3/s,下游整体冲击压力为25.06 kPa,主沟易发程度评分为88分,属易发泥石流。根据泥石流发育特征并分析其特征参数、危害特征及发展趋势,提出了"拦、排结合,以排为主"的治理建议。