地下水水化学垂向分带特征及成因机制-以新街矿区为例

矿井水作为煤矿矿区主要的潜在供水水源,具有较好的综合再利用潜力。然而,煤层顶板充水含水层与围岩发生的复杂多样的物理、化学反应共同影响煤矿矿井水水质。因此,确定不同充水含水层地下水水质状况及其成因机制,对矿井水的保护与综合利用具有至关重要的意义。本研究基于新街矿区一井田的地下水样本和岩石矿物成分数据,采用多元统计分析与水文地球化学方法,并通过PHREEQC软件对水化学平衡进行模拟,深入探讨了不同含水层地下水的化学特征及其矿物溶解/沉淀的垂直分带规律,旨在揭示其成因机制。研究发现:①矿区地下水的化学特征呈现出明显的垂直异质性,其中志丹群以HCO_(3)-Na·Ca、HCO_(3)-Mg·Ca型为主,而安定组至延安组则主要为SO_(2)-4Cl·SO_(4)-Na、SO_(4)-Na型,TDS、Na^(+)、可能是主导水质垂向分异的关键驱动因子。②关键水质指SO_(4)^(2-)标,如TDS、Na+和的浓度与含水层深度(从志丹群至延安组)呈线性关系,通过离子比值分析发现K^(+)、Na^(+)主要源于硅酸盐矿物溶解,Ca^(2+)、Mg^(2+)浓度受到碳酸盐、硫酸盐以及硅酸盐矿物溶解作用的共同影响。③矿物饱和指数的深度变化表明,白云石、斜长石和岩盐等矿物在不同含水层中存在未饱和与过饱和状态的交替,志丹群和安定组的地下水中,许多矿物显示出进一步溶解的趋势;而在直罗组和延安组,多数矿物已达到过饱和状态。④水岩相互作用控制不同深度矿井水的水化学组成,最上层的志丹群水化学组分主要受钠长石、钾长石、方解石、绿泥石等矿物溶解作用的影响,深部含水层硅酸盐矿物、石膏、岩盐和黄铁矿的溶解反应更强,并伴随着阳离子交替吸附作用,形成了高矿化的Cl·SO_(4)-Na、SO_(4)-Na型水。本研究深入探讨了煤矿区不同含水层地下水化学的垂直分带特征及其矿物溶解机制,为矿井水资源的精准管理、水质调控和环境保护提供了坚实的科学基础,具有重要的理论指导价值和实践应用前景。

风化壳古岩溶垂向分带与储集层评价预测——以鄂尔多斯盆地中部气田区马家沟组马五_5—马五_1亚段为例

以鄂尔多斯盆地中部气田区中奥陶统马家沟组马五5—马五1亚段为例,通过大量岩心及薄片观察,以地质背景和古岩溶岩石学特征为主线,解剖风化壳古岩溶垂向分带特征,并进行储集层评价预测。通过详细的井下地质调查、典型岩溶剖面写实、系统取样和室内测试等研究发现,研究区马家沟组顶部古风化壳主要发育岩溶建造岩和岩溶改造岩,由地表到地下可分为地表岩溶带、垂直渗流带、水平潜流带和深部缓流带。各带中岩溶强度对于储集层储渗能力影响极大,水平潜流带强溶蚀亚带岩溶强度过高,母岩被大面积破坏形成岩溶溶洞,其中充填了基本无孔隙的岩溶建造岩;深部缓流带岩溶强度过低,以沉淀和充填作用为主;而水平潜流带中等溶蚀亚带、垂直渗流带岩溶强度适中,有效的溶蚀既形成了储渗空间,又不至于崩塌破坏,最有利于储集层发育。

碳酸盐岩潜山储层垂向分带及油气藏流体分布规律

从古岩溶形成的基本条件出发,提出可溶性岩石和具溶蚀性的流动水是岩溶发育的基本条件,古岩溶与古风化壳常共生.受储层结构的非均质性、构造圈闭分割性、流体分布不完善性及高地温场等因素影响,流体在古潜山奥陶系储层的分布很复杂,孔、洞、缝发育程度及搭配好坏是决定油气产量的核心,圈闭条件与流体分布也密切相关.

浙江武义盆地中段萤石矿体垂向分带特征与规律

矿体垂向分带特征及其变化规律，是成矿规律研究的重要内容，其对矿化露头的工业评价与隐伏—半隐伏矿体预测，具重要的指导意义。本文以浙江武义盆地中段萤石矿床为例，从矿脉形态、矿石组构、矿物组合、元素组分、蚀变类型及矿物包裹体等方面，对萤石矿体的垂向分带特征与变化规律进行了研究和总结。

珲春黑山金铜矿区地球化学垂向分带研究

文章以黑山金铜矿区ZK001钻孔资料为基础,对该区矿化进行了矿物学、成矿元素地球化学垂向分带研究。矿物学研究表明矿区由地表向深部,夕卡岩蚀变带由外带逐渐过渡为内夕卡岩带,再过渡为正常的闪长岩。以改良格里戈良分带指数法为主,辅以重心法,确定此矿床元素综合分带序列由浅到深为①Cu+Sb+Zn+Ag;②Au+Ni+As+Co+Zn+Hg+Bi。与矿床浅部以铜矿体为主,深部以铜金矿体为主的地质事实相符合,并与矿物学分带相一致。

若尔盖地区510-1铀矿床脉石矿物微量元素垂向分带特征

510-1铀矿床是若尔盖地区极具代表性的碳硅泥岩型铀矿床之一,笔者从其热液作用产物(铀矿石及脉石矿物)入手,分不同中段详细研究了该矿床的脉石矿物微量元素垂向分带特征。结果表明:成矿期方解石脉的U、Sb平均含量在5中段有一明显的低谷值;各种稀土元素及∑REE平均含量在第5中段附近有一明显的拐点;δCe与δEu值在第5中段附近也有显著变化。这反映出第5中段存在一个地球化学界面,使成矿流体的氧化还原环境发生了突变。

岩溶高原地下水径流系统垂向分带

大量的矿产资源采掘、地质勘探、洞穴探测、示踪试验等揭露和观测研究发现地下水径流系统的分带性是客观存在的。根据含水层的埋藏条件、地下径流的空间形态、地下水动力性质、地下水循环深度和流程的差异,岩溶高原地下水径流系统垂向上可划分为:浅循环径流带、深循环径流带2大类,进一步划分为:表层径流带、垂向渗流带、季节波动带、潜水—承压水径流带及层状承压径流带、带状承压径流带6个分带。岩溶高原地下水径流系统分带主要由地层沉积旋回、地质构造切割及组合、地形地貌起伏变化、岩溶发育分带特性所决定。

小秦岭东段金矿化的垂向分带规律探讨——以大湖金矿床为例

小秦岭地区是我国重要的黄金产地。本文在分析大湖金矿床的矿化垂向分带规律的基础上 ,探讨了小秦岭地区金矿化的垂向分带规律。研究表明 ,小秦岭金矿田的金矿化从浅部到深部的变化规律为 :Ⅰ +Ⅱ +Ⅲ阶段—Ⅰ +Ⅱ阶段—Ⅰ阶段—构造蚀变岩型矿化 (图 2 )。

湖南省秀才洞地区构造原生晕地球化学特征及垂向分带序列研究

湖南省汝城县秀才洞地区在近几年的铀矿勘查工作中已发展为近中型规模铀矿床。为寻找隐伏矿体,进一步扩大矿床规模,作者在矿床范围内开展了构造原生晕垂向分带研究工作。研究认为,秀才洞地区成矿构造内成矿及指示元素的迁移富集趋势明显;铀成矿热液流体活动可划分为铀-红色玉髓-赤铁矿化、铀-灰色微晶石英-黄铁矿化、铀-萤石三个成矿阶段,不同期次、不同阶段的成矿流体带来的物质组成基本一致,后期成矿作用叠加在前期成矿作用之上,使铀矿化进一步富集;确定秀才洞地区成矿构造带原生晕垂向分带序列(由上至下)为:Ga-V-Ni-Zn-Mo-As-Bi-W-Sb-U-Pb-Sr;确定V、Zn、Ga、Ni为铀矿体前缘指示元素,Mo、Bi、As、U、Sb、W、Pb为矿中指示元素,Sr为尾部指示元素。

松辽盆地白城地区中生界油气还原蚀变垂向分带的划分及其特征

对松辽盆地白城地区中油气对砂岩层后生还原蚀变的垂向分带进行了分析总结。按岩石颜色从下往上划分出灰黑-黑色带(泥岩、油浸砂带),蓝灰-绿灰色带(灰绿色带)和灰色带(黄铁矿化带和高岭石化带),其上为黄色带(氧化带),对各带特征进行了描述,分析了产生垂向分带的原因,指出了铀成矿的有利部位。

脉状热液金矿垂向分带及深部预测(二)——垂向分带机理及深部预测

脉状热液金矿成矿元素析出沉淀遵循一定的顺序 ,并与相应的成矿阶段相一致。是由成矿元素的原子结构、晶体化学、电化学及其结合规律、成矿元素在热液中的活动性和晶体场稳定能决定 ;控制脉状热液金矿的断裂构造带上部张性裂隙群相对发育 ,氧逸度相对高 ,地下水较其深部丰富以及相应的外压力突降、挥发性物质逸散、氧化、地下水稀释作用和成矿元素本身亲氧性与亲硫性的差异等因素 ,导致进入断裂带中的金属硫配合物在上部首先分解沉淀 ,而后依次是中、下部。上部断裂构造的张开、充填、凝固对断裂构造起“焊接作用”,阻挡屏蔽了下一期次矿液的上升 ,后来的矿液只能屈居前次成矿体之下依次充填、凝固 ,由此最终导致了脉状热液金矿的垂向分带。

邯郸娄里金矿床原生晕垂向分带特征研究

娄里金矿位于邯郸洪山杂岩体北侧的火山凝灰岩中。该类型金矿在太行山南段为首次发现,其成矿规律和深部成矿潜力的研究对圈定成矿远景区及增加矿山资源量有重要的指导意义。据此系统采集了矿区ZK11-2和ZK16-1钻孔岩心样品,在分析区域成矿地质规律和矿床地质特征的基础上,采用格里戈良分带指数法和广义衬值法两种方法计算了元素垂向分带序列,结果显示不同方法虽在元素排列顺序上存在一定差异,但在反映热夜活动期次及元素空间叠加模式上基本相同。两个钻孔中均出现了明显的"前尾晕共存"及"反向分带"现象。在此基础上结合微量元素垂向变化规律,分析了区内金矿体形成的热夜活动过程。研究表明两个钻孔的垂向分带都由两个完整的小循环组成,说明区内金矿体的形成至少经历了两次热夜活动叠加。

四川呷村多金属矿床的垂向分带

呷村多金属矿床是典型的海相火山热液一喷气沉积块状硫化物矿床。它具明显的垂向分带性,自下而上依次为铅锌矿带、铜铅锌银矿带和重晶石矿带,类似于日本黑矿型矿床的黄矿带、黑矿带和重晶石矿带。下部矿石主要呈粒状结构,脉状、网脉状构造;上部矿石常呈胶状、草莓状结构,块状、条带状、层纹状构造.围岩蚀变在铅锌矿带及其下伏火山岩中非常发育,而在上部块状矿层中却十分微弱。按蚀变的种类和强度,矿区分五个蚀变带。cu、Pb、Zn、Ag、Au、S、Ba等元素含量在含矿带内有随层位升高而增大的变化规律。研究表明,成矿溶液的温度、物质成份、fO_2、pH值,以及围岩岩性等因素控制呷村矿床的垂向分带。

诸广棉花坑铀矿床垂向分带模式及深部找矿潜力

诸广南部岩体中部的棉花坑铀矿区具有多期构造岩浆活动与蚀变叠加、多组成矿构造带以及富铀花岗岩等有利的成矿条件,在区内形成了垂深最大的大型铀矿床。文章通过对棉花坑铀矿床资料的系统整理与分析,结合矿山采矿和近年钻探成果,从矿床含矿构造带特征、热液脉体、矿石类型和铀矿物存在形式、围岩蚀变等方面研究了矿床上部、中部和深部差别及变化特征。结果表明,该矿床的含矿构造蚀变带在垂向上具有"上酸下碱"、"上氧化下还原"的分带变化规律。

脉状热液金矿垂向分带及深部预测(一)——成矿阶段及垂向分带概述

经过对 4个金矿区带的系统调查研究 ,发现脉状热液金矿由早而晚具有磁黄铁矿 -石英、黄铁矿 -毒砂、黄铁矿 -石英大脉、金 -脉状黄铁矿、金银 -多金属硫化物、金银 -碲化物、黄铁矿 -石英-碳酸盐 7个阶段。矿床之间的差异只是成矿阶段系列发育的完整程度和成矿阶段发育的强度不同。在矿床、矿带和矿田范围内 ,都具有由上而下、由早而晚的金矿化垂向相对分带 ,Au、Cu、Zn、Pb、Ag存在明显的时空变化趋势。

采动影响下煤层覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征

以孟加拉国Barapukuria煤矿X工作面为试验区,采用井下钻孔分段压水原位测试及相关理论计算方法,研究了工作面回采前后覆岩渗透性变化规律及垂向分带特征。研究结果表明,工作面回采前后,覆岩渗透性变化显著,采后覆岩渗透性具有明显的垂向分带特征。自覆岩导水裂缝带顶部至底部,渗透性呈阶梯状逐渐增大,可细分为弱渗透带、中渗透带和强渗透带。研究结果对煤矿区水文地质参数识别与涌水量预测工作具有指导意义。

指示元素垂向分带序列计算方法述评

计算和确定矿床原生晕指示元素垂向分带序列是地球化学找矿研究特别是矿床原生晕分析和研究的重要内容之一,国内、外地学者提出了多种计算方法。这里介绍几种常用的计算方法:分带指数法、广义衬值法、浓集重心法、浓集指数法、比重指数法、含量梯度法等,并指出这些方法的优点和不足,认为计算矿床原生晕指示元素垂向分带序列时,不宜采用传统的格里戈良分带指数法,而应采用广义衬值法、浓集重心法或比重指数法。

原生晕垂向分带模型找矿法及其在铀矿勘查中的应用

原生晕指示元素垂向分带模型找矿法是通过发现、研究矿床原生晕指示元素垂向分带规律、建立指示元素垂向分带模型进行找矿的地球化学勘查方法。找矿实践表明,该方法可用于攻深找盲、推断矿体剥蚀程度、追踪矿体延伸方向,其找矿效果明显。有关该方法分带序列计算方法、分带模型以及在铀矿床(体)预测应用等方面已取得了较大进展。在分带序列计算方法方面,我国化探工作者提出的广义衬值法、浓集重心法,计算过程简单,值得推广。近年来该方法的重要研发成果——构造地球化学原生叠加晕评价技术在铀矿地质领域得到了广泛应用,可大大减小工作程度较高地区的化探工作量、降低勘查费用、缩短勘查周期,从而有效提升铀矿资源勘查的水平和能力。因此,该方法应用于铀矿勘查,其前景非常广阔。

栗木花岗岩垂向分带特征及找矿前景

找寻与隐伏花岗岩伴生的矿床是栗木矿区深边部及外围找矿的目标和难点。前人找矿勘查主要集中在侵位较浅的第三阶段花岗岩,对侵位较深的第二阶段花岗岩的认识则局限于其上部脉状矿体,制约了进一步的找矿突破。针对花岗岩型矿床地质特征,重新总结了栗木矿田含矿花岗岩垂向分带特征,垂向分带包括岩体内带和岩体外带,内含3个成因类型和5个工业矿床类型;研究揭示了构造活动对岩体垂向分带及成矿作用的影响,主要表现在第二阶段花岗岩体侵位于较深的部位时,往往形成多层矿,其岩体外带岩脉及脉型矿多位于主岩体较远的上部,而第三阶段花岗岩侵位于较浅的部位,其岩体外带岩脉及脉型矿多位于主岩体较近的上部甚至与花岗岩相连。依据花岗岩垂向分带特征,找矿勘查首次在第二阶段花岗岩中发现了蚀变花岗岩型钨锡矿床,鱼菜、三个黄牛2个矿床初步规模分别达到了中型、小型,并对其外带脉型矿取得了新认识;在外围数个区段新发现了数条具有工业意义的钨锡矿脉,取得了找矿成果突破。基于对花岗岩体成岩成矿垂向分带的研究,认为栗木矿田仍有较大找矿潜力,并圈定出2个找矿靶区,即老矿区深边部隐伏岩体形态上的岩沟凹陷内相对突起部位以及水溪庙东南,西部香粉厂、黄桶界—沟挂垒等区段深部。

湘中包金山金矿床地球化学垂向分带特征及指示意义

通过运用格里戈良指数分带法分析包金山金矿床构造地球化学样品测试数据,总结了湘中包金山金矿床地球化学垂向分带特征。包金山金矿床原生晕垂向分带序列由浅到深依次为Ag-Sn-As-Mo-Pb-Zn-Hg-Tl-Mn-W-Au-Cu-Sb,整体呈现出(前—尾—近)—(前—尾—近)—(前—)的叠加分布规律。结果表明,金矿床较早期成矿尾晕以叠加晕的形式叠加于较晚期前缘晕和近矿晕之上,反映了该矿床至少存在3期成矿作用叠加。矿床主成矿期近矿晕(Au、Cu)出现,但未结束,晚期仅出现前缘晕(Sb),近矿晕和尾矿晕还未出现,因此,矿床边深部找矿工作应重点围绕该两期成矿作用形成的矿化富集带部署。