黄土覆盖区采动地表裂缝对土壤水分扰动影响的模拟试验研究

[目的]探究黄土覆盖区煤矿开采沉陷变形造成的地表裂缝对土壤水分变化的扰动效应,为采煤沉陷区土壤水分变化规律研究提供数据支撑。[方法]以典型黄土覆盖区的采煤沉陷区为模型,使用自主研制的开采沉陷地表裂缝模拟装置进行物理模拟试验,并在裂缝周围布设水分传感器,分析地表裂缝引起的土壤水分变化特征。利用Hydrus软件构建水文模型,结合物理模拟试验结果对数值计算模型进行优化。采用控制变量法,利用优化后的模型计算在不同裂缝形状、地形以及初始含水量条件下裂缝周围土壤含水量与非变形区土壤含水量差值。[结果]裂缝宽度主要影响土壤水分散失量的最大值,而裂缝深度主要影响散失量最大值出现的位置;裂缝对上坡方向和下坡方向影响规律存在差异,且坡度越大,差异越明显;土壤初始含水量越小,裂缝对土壤水分扰动程度越小;当初始含水量低于20%时,地表裂缝对土壤水分的影响范围不超过15 cm。[结论]在相同边界条件下,土壤水分模拟试验结果与物理试验数据变化规律呈现一致性,利用优化后的数值计算模型可以定量地分析黄土覆盖区土壤水分对采动地表裂缝的响应特征。

基于大数据的黄土覆盖区下伏多金属矿产资源定量预测高精度模型

为降低黄土覆盖区下伏多金属矿的开采难度,提出基于大数据的黄土覆盖区下伏多金属矿产资源定量预测高精度模型,合理预测隐伏矿区的金属矿产资源分布情况。构建矿产资源定量预测模型,向模型中输入二维GIS图层与三维实体地质模型,从输入的海量数据中提取成矿有利信息,利用主成分分析算法将多类型的成矿有利信息并行处理为统一格式,并按照数据类别依次存放在相应的分布式数据库中,通过非负矩阵分解算法向数据库中的数据增加非负约束条件,实现矿产资源数据分解,利用基于NMF算法的模糊C均值分类器对该数据进行分类,获得最佳矿产资源样本数据,完成黄土覆盖区下伏多金属矿产资源定量预测。经试验验证:该模型可精准预测黄土覆盖区下伏多金属矿区每个测点的金属量与金属密度,还可按照总金属量划分靶区规模,并能够预测出每个测点下的金属矿产储量以及成矿有利度。

黄土覆盖区金矿勘查评价技术方法研究--以豫西申家窑金矿邻区为例

豫西申家窑金矿及其邻区大部分被第四系黄土覆盖。高精度磁法、甚低频电磁法和CO2、Rn气测量法等方法,可有效地探测黄土覆盖下的控矿构造破碎带。金属活动态测量可以确定构造破碎带中矿致异常的部位。这些轻便的物化探方法的有机组合使用,可为此类地貌地质条件下的金矿勘查提供有效的技术支持。

土壤微细粒分离测量技术在黄土覆盖区隐伏金矿勘查中的应用及异常成因探讨

土壤微细粒分离测量技术作为一种能反映深部异常信息的深穿透地球化学技术,已在多种景观区取得成功试验案例。选择豫西黄土覆盖区申家窑金矿开展该技术的应用试验,结果表明:利用该技术所指示的异常范围与已知矿体位置具有很好的对应关系;Au、Ag、As、Sb、Cd、Cu、Pb、Zn等元素可以作为该地区寻找该类型隐伏金矿的找矿指示元素;矿体或岩石解离的化合物或纳米颗粒可穿透黄土孔隙向上迁移至地表,并赋存于地气中或被粘土矿物或铁锰氧化物所吸附而富集形成地球化学异常。

黄土覆盖区地球化学数据采集及采样单元之间误差校正方法研究——以内蒙古敖汉旗为例

敖汉旗幅为赤峰地区的黄土覆盖区,在该区进行1∶5万区域地球化学调查工作以水系采样为主,土壤为辅.为便于研究,水系粒级采用-10^+60目,土壤样品采用-10目粒级.因采样介质不同,所代表的化学意义不同,测试中产生系统误差.对不同采样介质的测试数据以Au元素为例分别进行统计,确定不同采样地区的背景值,并利用不同的系统误差校正方法对土壤采样区与水系采样区进行系统误差校正,以求在满足异常分析的同时更低程度遗漏厚黄土覆盖区低缓弱异常.3种校正方法在保证水系沉积物异常条件下,对黄土区异常都有一定程度弱化.标准化方法弱化的程度相对小,对刻划黄土区地球化学信息最接近,衬度变换与中位数变换校正后对黄土区地球化学信息反映弱.

主动源与被动源面波联合勘探在黄土覆盖区三维成像中的应用

黄土盖层对地震波、电磁波等有很强的衰减作用,限制了地震反射波法、电磁波法等多种物探方法在黄土覆盖区的应用。针对黄土盖层厚度大、分层细的特点,采用主动源与被动源面波法联合勘探,使两种面波方法优势互补,达到准确探测黄土覆盖区地质分层的目的。研究区位于渭河盆地凤翔县郊,为典型的黄土覆盖区,黄土覆盖层厚度为80~120 m。通过对研究区主动源与被动源面波实测资料的处理,得到的二维横波速度剖面上的主要地层分层位置与实际钻孔测试结果基本一致,同时得到了研究区的三维地层结构。联合成像结果表明采用被动源与主动源面波联合勘探进行黄土覆盖区地层结构分层是可行且有效的,为黄土覆盖区地质填图提供了技术支持和有益思路。

烃气测量法在黄土覆盖区找矿中探索研究

崤山中河银铅矿位于小秦岭成矿带,矿区大部分区段被黄土所覆盖,基于传统地球化学测量方法在黄土覆盖区找矿无效,而烃类气体具有穿透性强以及迁移距离远的特性,我们将有机烃气测量技术在该区开展了探索性的找矿预测可行性试验研究。通过对该矿区已知矿体、矿体周围围岩、矿体正上方和周围黄土等不同介质进行烃类组分含量特征以及异常展布特征分析,结合烃类组分微观组成结构对比分析,发现黄土中隐含深部找矿信息,显示了烃气测量方法在黄土覆盖区找矿的可行性,为这类特殊景观区今后找矿提供了地球化学技术支撑。

厚黄土覆盖区采煤对松散含水层渗透系数及水位的影响

针对厚黄土覆盖区煤矿开采破坏地下水的问题,以山西省屯留县常村煤矿为例,采用GMS软件对研究区地下水流进行模拟及识别检验,通过改变松散含水层渗透系数及水头的大小,定量研究冒落裂隙带未沟通松散含水层下伏弱透水层底板、弱透水层性质不变条件下,厚黄土覆盖区煤矿开采对不同水力条件松散含水层的影响。结果表明,S6采区开采结束后,在采区附近出现降落漏斗,漏斗影响面积及中心处水位降深随时间的增加而加大,增大速率由大到小;不同渗透系数条件下,预测前期渗透系数越大,降深越大,影响面积越大,预测后期渗透系数越大,降深越小,影响面积越大;不同水头条件下,在整个预测期内水头越大,降深及影响面积均越大。

地电化学法在豫西崤山黄土覆盖区找矿中的应用——以洛宁县石龙山预查区为例

豫西崤山北部沟壑纵横,第四系黄土广泛覆盖,地表植被发育。为探讨地电化学法在豫西崤山黄土覆盖区寻找金矿的有效性,选择了隐伏于黄土下的石寨沟金矿开展找矿可行性试验,并在其邻区石龙山金多金属矿预查区南部开展地电化学找矿研究。研究发现,石寨沟Au矿床上部发育地电化学综合异常,异常规律明显,元素相关性较好,具有很好的套合和分带关系。对石龙山预查区地电提取的微量元素含量特征(分形、变异系数、地电提取比)进行分析,发现其与石寨沟Au矿床具有相近的地电异常规律。进一步利用Surfer软件绘制等值线异常图,结合前人研究成果在异常套合较好的02号线45～47测点初步经过地表工程验证,确定了一条品位较好的工业金矿体,侧面证明实测、推测断层F1-1和F20确实存在。该成果为石龙山地区深部及石寨沟矿床外围找矿提供地电化学理论基础,也为崤山黄土覆盖区找矿提供了新的思路。

黄土覆盖区金属矿床地气元素特征及示踪研究

为了探讨地气成矿元素分布特征及微量元素、稀土元素示踪方法在地气物质来源研究中的应用效果,本文对黄土覆盖区蛟龙掌矿区不同介质的成矿元素、微量元素和稀土元素分布特征进行了研究。结果表明,矿体上方地气异常元素与矿石富集元素一致;背景区地气样品微量元素和稀土元素分布特征明显不同于异常区和其他固体介质,可能受到多种因素(地质体、分析环境和空白)的影响。异常区地气样品微量元素分布特征与矿石相似,受到了矿体的影响;异常区地气样品个别稀土元素分布与固体介质差异很大,可能与分析精度不够和捕集效率太低有关,只要不断改进稀土元素分析方法和捕集效率,稀土元素示踪方法可提供地气物质来源信息。

黄土覆盖区隐伏矿地球化学勘查技术试验研究——以河南中河堤银铅锌多金属矿为例

黄土覆盖区由于较难采到基岩风化的水系沉积物,区域化探反映效果往往不理想,因此在我国很多黄土覆盖区域未开展区域化探工作。本文在河南崤山中河堤银铅锌多金属矿区利用深穿透地球化学方法开展了针对黄土覆盖区的隐伏矿地球化学勘查技术试验研究,采用的土壤微细粒分离测量和金属活动态提取测量结果表明,两种方法都能较好地指示黄土覆盖区下伏多金属矿(化)体异常,同时金属活动态提取方法进一步增强了成矿元素对矿体的异常指示,因而两种方法均可作为黄土覆盖区寻找隐伏多金属矿的有效手段。

宝鸡北部黄土覆盖区耕地土壤重金属污染特征及评价

采集宝鸡市北部黄土覆盖区公路、工厂附近等21个点位的耕地土壤样品,对其Cu、Pb、Zn、Cr和Cd五种重金属元素的含量进行了测定。综合使用单因子指数法、综合指数法、地积累指数法、潜在生态风险法和模糊数学评价法,对其土壤质量进行了分析评价。研究结果表明:该区耕地均受到不同程度的重金属污染; Cd、Pb和Zn元素的含量已超过土壤环境质量二级标准,Cu和Cr元素的含量未达到超标水平; 5种重金属的污染程度顺序为Cd>Pb>Zn>Cu>Cr。

黄土覆盖区采煤地表裂隙垂向延伸规律:以神南矿区为例

黄土覆盖区煤炭开采地表裂隙向下延伸深度,直接影响采煤塌陷区植被的生长和水的垂直渗漏。为此,采用土力学理论分析、地表观测、物理相似模拟和钻孔微电阻率扫描成像测井等多种手段,研究了神南矿区黄土覆盖区煤炭开采地表裂隙垂向延伸规律。研究结果表明:依据摩尔库伦理论,研究区煤炭开采地表裂隙极限显现深度为-4.2m,地表观测到的裂隙显现深度均小于该值。物理相似模拟实验结果显示,研究区煤炭开采地表裂隙垂向延伸深度为-15m,说明在黄土覆盖区地表裂隙极限显现深度下存在隐伏裂隙。现场实测显示黄土覆盖区煤炭开采0~6m深度裂隙较发育,-6~13m深度小裂隙发育不连续,-13~15m深度有隐伏的连续裂隙,-15m以深无裂隙发育,验证了物理模拟和理论研究结果。研究结果为保水采煤工程提供了依据。

黄土覆盖区地质灾害特点及危险性评估技术要点分析

要做好黄土地区地质灾害危险性评估工作,需针对黄土区各类地质灾害的特点,以黄土的水敏感性对地质灾害的影响为主线进行各项工作。论述了以“水”为重点的地质灾害调查评估方法及“治灾先治水”的地质灾害治理措施,强调作为特殊的“地质作用”,人类工程活动调查研究的重要性,提出分析黄土覆盖区进行地质灾害危险评估的技术工作要点。

黄土覆盖区地气测量有效性评价——以甘肃省通渭县陈贾村地区为例

甘肃省通渭县地区区域上成矿地质条件较好,而境内第四系黄土普遍覆盖,传统地球化学方法找矿效果不理想。为探讨地气测量在黄土覆盖区的有效性,选择在陈贾村地区开展地气测量有效性试验。研究发现,工作区发现多处地气异常,异常规律明显,元素相关性较好。对数据处理分析,结合物探数据资料,并实地检查验证发现,地气异常与区内断裂、矿化体及物探异常位置完全吻合,能够清楚反映黄土覆盖区的基本地质概况,表明地气测量在黄土覆盖区有效。该成果为黄土覆盖区找矿提供了新思路。

电测深法在预测黄土覆盖区隐伏铝土矿中的应用

河南铝土矿床严格受基底古岩溶地貌控制 ,矿体赋存于底板灰岩古岩溶凹斗中。探明古岩溶地貌起伏特征 ,就可以间接推断铝土矿分布情况及其空间特征。根据铝土矿与上覆地层及下伏奥陶系灰岩电阻率的差异 ,应用电测深法可以有效探测铝土矿底板奥陶系灰岩起伏状态 ,从而判断鸡窝状铝土矿体的形态和空间分布位置 ,这样缩小黄土覆盖区隐伏盲矿体的找矿靶区 ,避免直接钻探找矿盲目性、风险性。

豫西黄土覆盖区土壤地球化学测量粒度试验研究

豫西地区是我国重要的金银铅锌钼钨矿产基地,具有较大的找矿潜力。同时该地区受黄土高原影响,形成大面积黄土覆盖区。为了更好在豫西地区开展土壤地球化学测量工作,提高勘查地球化学效果,服务找矿勘查工作,选择在豫西受黄土影响显著的崤山南坡开展土壤地球化学测量粒度试验研究。通过对42件样品的7个粒级(-4^+10目、-10^+20目、-20^+40目、-40^+60目、-60^+80目、-80^+100目、<100目)样品分析,试验结果显示在豫黄土覆盖区开展土壤地球化学测量采样粒度选用-20^+100目较为合适,该粒级样品可以降低黄土中细粒物质对土壤样品的干扰,为豫西受黄土影响地区开展地球化学找矿工作提供了技术参考。

地气测量在黄土覆盖区的找矿试验及初步成果

黄土覆盖景观区在我国西部大范围分布,且该区工作程度低,找矿难度非常大。地气测量是近年来地球化学领域为寻找隐伏矿床和提高找矿效果研究的一种新方法、新技术。文章主要研究地气测量在甘肃华家岭—黄家窑黄土覆盖区的找矿效果,元素空间分布表明Cu、Pb、Zn等亲硫元素对地气异常反映比较灵敏,结合异常检查及元素空间分布特征,应用地气测量在华家岭大墩村新发现两条钨矿化体。地气测量方法作为深穿透地球化学找矿方法之一,在研究区能够反映深部矿化,可以应用于黄土覆盖区寻找隐伏矿床。

常规电法在黄土覆盖区探测隐伏构造的应用

常规电法在工程领域得到了广泛的应用,并取得了良好的效果。立足于电法勘探基本原理,采用对称四极测深和复合联合剖面电法装置,在黄土覆盖区探测隐伏构造实例中得到较好的应用效果。

黄土覆盖区三维地震勘探试验研究

本次三维地震勘探野外数据采集工作在黄土覆盖区进行。为了获取较好的地震勘探原始资料,并顺利完成本次地震勘探所承担的地质任务,利用不同的采集参数及激发组合排列技术,确定地震试验最适宜的野外采集参数。实践证明:该试验大大提高了后期野外正式数据采集工作的效率,并节约了经济成本,对以后在该地区进行地震勘探的参数选择有重要的指导意义。