基于流态转捩的非线性渗流模型及在陷落柱突水机理分析中的应用

岩溶陷落柱突水是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。基于陷落柱突水过程中流体流态转捩(含水层层流到巷道紊流)的渗流本质,建立了三流场(Darcy层流、Forchheimer流和N-S紊流)耦合非线性渗流模型,并应用于骆驼山煤矿"3·1"底板陷落柱突水数值模拟分析。结果表明:随着突水流体流速不断增大,陷落柱Forchheimer流由黏滞阻力为主,到黏滞阻力和惯性阻力共同作用,最后到惯性阻力为主发生了质的变化,陷落柱突水是流体渗流从渐变到突变的动态过程。进一步表明采用Forchheimer方程描述陷落柱内高速非线性层流,能够较好地反映水流从含水层达西层流到巷道紊流的中间状态,可以定量揭示陷落柱突水三种流态转捩的渗流本质。

豫西骆驼山硫多金属矿床纹层状矿石硫化物Rb-Sr定年及S同位素组成对矿床成因的制约

已有研究在骆驼山硫多金属矿床成因方面存在较大争议,争论的焦点在于该矿床是否形成于中—新元古代的喷流沉积成矿作用。纹层状矿石曾被认为是喷流沉积成因矿床的重要证据之一,但也可能为热液交代成因。厘定骆驼山硫多金属矿床纹层状矿石的成矿时代和成矿物质来源是解决争议最为直接有效的途径。通过详细的野外地质观察,该型矿石在空间上主要产于矽卡岩与致密块状硫化物矿石之间,在透辉石长英角岩、矽卡岩及大理岩等围岩中也有分布,这种构造通常由不同金属矿物的纹层相间排列,以及金属矿物纹层与围岩纹层相间排列而成,地质特征表明纹层状矿石交代了矽卡岩。采用硫化物Rb-Sr同位素定年法对9件纹层状构造发育的硫化物样品(6件闪锌矿和3件磁黄铁矿)进行成矿年龄测定,获得闪锌矿和磁黄铁矿的等时线年龄为139.6±2.6Ma,表明骆驼山硫多金属矿床形成于早白垩世。纹层状矿石样品的S和Sr同位素测试结果表明,矿石的δ^(34)S值为+1.7‰^+3.3‰(平均值为+2.44‰),塔式分布特征明显;Sr同位素初始比值(^(87)Sr/^(86)Sr)i介于0.709704~0.709943之间,平均值为0.709823,二者均反映骆驼山硫多金属矿床的成矿物质主要来自下地壳的深源岩浆。综上分析,结合野外地质调查和室内显微镜下观察,认为纹层状矿石是中生代岩浆热液成因,而非中—新元古代喷流沉积成因,进而表明骆驼山硫多金属矿床应属岩浆热液交代成因的矽卡岩型矿床。该结果对于今后在该矿集区乃至整个豫西地区寻找类似的硫多金属矿床具有一定的理论指导意义。

宝昌火山盆地骆驼山地区781矿点铀矿化三维模型与定位预测

宝昌火山盆地骆驼山地区781矿点位于燕辽构造岩浆活动带西段,是著名燕辽铀成矿带内新近勘查发现的重要矿化区之一。通过对矿区73个钻孔、地形、地层及剖面资料的综合研究,利用Surpac三维软件首次建立了781矿点铀矿化的可视化三维模型,直观地显示了地形、地层、构造、矿体的空间变化特征。地层、构造及矿体三维模型联合研究表明,新识别出的F a隐伏断裂是最直接的导矿构造和控矿构造,上侏罗统玛尼吐组火山地层为重要含矿层和铀源层。掌握781矿点关键控矿因素,结合矿体空间赋存、分布规律等研究结果,利用Surpac软件在深部定位预测找矿靶区Ⅰ区和Ⅱ区,其具有较精确的空间三维坐标,对深部找矿具有重要指导意义。

河南骆驼山硫多金属矿床铟的分布富集规律

骆驼山硫多金属矿床位于华北陆块南缘栾川矿集区,是以硫和锌为主的大型有色金属矿床,并伴生有丰富的In、Cd等资源。本文以铟为重点研究对象,在详细的野外地质调查和室内显微观察的基础上,应用ICP-MS、LA-ICP-MS等分析测试手段,对骆驼山矿床不同类型的围岩、矿石及不同矿物中的In、Zn、Sn、Cd、Cu等元素的含量、分布特征及相关性开展研究,以揭示铟的分布富集规律。结果表明,骆驼山矿床角岩和矽卡岩具有较高的In背景值,In主要以类质同象的形式赋存在铁闪锌矿(平均含量276.79×10^(-6))和黄铜矿(平均含量89.73×10^(-6))中,主要由磁黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿组成的致密块状矿石(In平均含量63.90×10^(-6))具有重要的综合利用价值。In与其他成矿物质一样可能来自深部岩浆,其含量在垂向上的分布总体表现出近矽卡岩端较远矽卡岩端高的特点,富集程度受温度控制明显。矿石中In的富集与Zn、Cu、Cd呈正相关关系,与Sn关系不明显。In在铁闪锌矿中与Zn、Cu、Cd含量呈正相关关系,在黄铜矿中与Zn、Sn含量呈弱正相关关系,In在黄铜矿中的富集替换机制有待进一步研究。

豫西栾川县骆驼山硫锌多金属矿床闪锌矿微量元素地球化学特征及其地质意义

豫西栾川晚侏罗世中酸性岩浆热液活动形成了一套Mo-W(Fe)-Pb-Zn-Ag多金属成矿系列。其中骆驼山硫锌多金属矿床位于南泥湖矿田岩体的外接触带。在野外地质调查的基础上,通过ICP-MS对该矿床中闪锌矿/黄铁矿微量元素地球化学特征进行了详细研究。研究表明,矿床中闪锌矿微量元素的组成以富集Cd、In、Cu,亏损Ga、Tl为主要特征;Cd、In、Ga等分散元素主要赋存在闪锌矿中,Co、Ni主要富集在黄铁矿中。闪锌矿/黄铁矿中的∑REE含量均明显低于近矿围岩,早阶段闪锌矿轻重稀土元素分馏明显,配分曲线右倾;晚阶段闪锌矿LREE含量降低,配分曲线趋向平缓,并与晚阶段黄铁矿呈现互补性异常。闪锌矿的部分微量元素如Ga、Ge、Cd、In、Tl等能指示成矿温度、成矿流体特征及矿床成因,总体上闪锌矿微量元素组成特征与岩浆热液型矿床一致,与栾川中鱼库矿床成因相近,矿床形成于中高温环境。通过与邻区矿床对比分析,显示从成矿系列的过渡带到外围,成矿温度等特征呈规律性变化。

豫西骆驼山多金属硫铁矿床硫化物Rb_Sr等时线年龄及其地质意义

豫西骆驼山多金属硫铁矿床位于华北陆块南缘南泥湖矿田西北侧。为确定该矿床的形成时代,文章选取了8件硫化物矿物样品,采用Rb_Sr等时线定年方法测定成矿年龄。结果获得,闪锌矿+磁黄铁矿+方铅矿等时线年龄为(137.3±2.6)Ma,闪锌矿+方铅矿等时线年龄为(138.2±5.8)Ma,闪锌矿+磁黄铁矿等时线年龄为(137±3)Ma,磁黄铁矿+方铅矿等时线年龄为(137.1±2.7)Ma,方铅矿等时线年龄为(138.4±7.6)Ma,磁黄铁矿等时线年龄为(137.2±3.7)Ma。上述定年结果表明,骆驼山多金属硫铁矿床的成矿时代为137 Ma左右,属早白垩世。硫化物Sr同位素初始比值(^(87)Sr/^(86)Sr)i介于0.713 23~0.713 32,平均值为0.713 25,小于陆源硅酸盐Sr的初始值0.7190,而高于地幔Sr的初始值0.7040,表明成矿物质来源于壳幔混合。骆驼山多金属硫铁矿床与矿田内的南泥湖_三道庄斑岩_矽卡岩钼(钨)矿床、冷水北沟铅锌矿成矿时代基本一致,是同一构造_岩浆_流体成矿活动的产物。结合前人对华北陆块南缘中生代期间地球动力学背景研究成果,笔者认为骆驼山矿床是中国东部中生代构造体制大转折过程晚期的产物。

骆驼山煤矿不同含水层水中荧光性DOM分布特征

结合骆驼山煤矿不同含水层水文地质条件，通过检测分析各含水层水中天然有机质三维荧光光谱、总有机碳TOC和无机阴离子，研究了荧光性溶解有机物（Dissolved Organic Matter，DOM）的分布特征，结果表明：TOC和有机物在254 mm波长紫外光下的吸光度 UV254整体上随着含水层层位加深而减少，奥灰水中TOC和UV254比其他水体分别低2~3.3倍和2.4~4.7倍；有机物芳香度也逐渐降低，紫外吸光度SUVA值在地表水、第四系水、砂岩水和奥灰水中分别为3.28、2.27、2.24和1.96。地表水和第四系水的三维荧光光谱（3DEEM）图存在5个指纹区域，随着地层层位的加深，水中有机物总体上呈递减趋势，最深层的奥灰水中没有酪氨酸、疏水性有机酸和海洋性腐植酸，而色氨酸的荧光强度比其他水体都高，表明地下水中有机物会反应生成色氨酸类有机物。奥灰水中TOC随着地下水流向逐渐减少（从0.27 mg/L减少至0.22 mg/L）；有机物反应生成色氨酸，导致色氨酸FI随着水流而逐渐增加；根据3DEEM光谱图，骆驼山煤矿区奥灰水中有机物比较稳定，能够明显区分出其作为突水水源的特征离子。

骆驼山煤矿辅助运输系统优化设计

矿井辅助运输系统是矿井生产系统的重要组成部分,选择适合矿井的辅助运输系统,是保证矿井高效生产的重要条件。骆驼山煤矿建井周期长,设计审批变更多,导致矿井辅助运输系统较为复杂。根据骆驼山煤矿辅助运输条件及现有施工情况,提出无轨胶轮车+单轨吊运和全无轨胶轮车2种切实可行的优化方案,并通过经济技术分析,将井下辅助运输系统最终确定为无轨胶轮车+单轨吊运输方案。辅助运输系统设计主要受辅助运输巷道和辅助运输设备影响,设计须因地制宜,择优确定,通过对本矿井辅助运输系统的优化设计,可以为其他煤矿提供借鉴。

骆驼山煤矿奥灰放水试验及水文地质条件分析

骆驼山煤矿为查明奥灰水文地质条件施工了大量地面勘探孔,并在FS53、F64断层附近施工了4个井下探水孔,揭露了较大的奥灰含水层涌水。利用地面勘探孔和井下探水孔实施奥灰放水试验,取得了丰富、可靠的奥灰水位动态变化数据,并对放水试验成果进行了分析,得出了井田内奥灰含水层富水性不均一、补给充沛、地下水由东向西径流的结论。

大连复州湾骆驼山金远洞2016年发掘简报

辽宁省大连市复州湾东海水泥厂的骆驼山石灰岩矿区有一处富含脊椎动物化石的金远洞洞穴堆积，在2013年被发现后引起了有关部门和专家的注意。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所和大连自然博物馆的联合考察队于2014年8月对该地点进行了抢救性发掘和清理工作时，采集到属种多样的哺乳动物化石及一批燧石、砂岩、脉石英等疑似石制品及古人类活动遗迹。2015年初东海水泥厂在金远洞西侧的石灰岩炸山采石过程中揭露出金远洞堆积主体，出露了可见厚度大于40m、底部长128m、洞顶发掘面积逾600m2的大型洞穴堆积，并含有发育良好的5条钙质结核层和6条富含哺乳动物的化石层。2016年，联合考察队对骆驼山金远洞进行了系统的地质调查和野外发掘，重点发掘了自上而下的第一和第四层，出土了大量完整的及保存程度不等的哺乳动物头骨和肢骨化石，还出土了鸟类和爬行类化石，此外，还系统采集了古地磁和孢粉样品。根据目前初步鉴定的结果，金远洞哺乳动物群有59个种类，在分类组成上种类最多的是食肉目和偶蹄目，分别占哺乳类种类总数的34% 和31%，而奇蹄目（8%）、翼手目（8%）、食虫目（6%）、啮齿目（6%）、兔形目（3%）、长鼻目（2%）和灵长目（2%）则较少。在生态类型的组成上以粗食者的种类最多，占哺乳动物总数的32%；其次是肉食类（18%）、杂食类及食虫类（均为15%）和嫩食类（13%），腐食类最少（7%）。根据初步鉴定的化石组成推测，金远洞上部堆积物（第一、二层和第三层上部）的时代可能与周口店猿人遗址相当，很可能属于中更新世；而中下部堆积物（第四、五层）的地质时代大致相当于蓝田公王岭或狭义泥河湾，应为早更新世。此外，还在骆驼山40m高程的半山腰望海洞堆积中采集到了肿骨鹿（Sinomegaceros pachyosteus）和葛氏斑鹿（Cervus（Sika）grayi）等化石，具有寻找远古人类的巨大前景。

辽宁大连骆驼山地点的大斑鹿新材料

2013年在辽宁大连骆驼山金远洞堆积（39°23＇59.01＂N， 121°41＇20.28＂E）中发现了哺乳动物残骸后，自2014年以来进行了系统发掘，出土了大量的哺乳动物化石。最近从偶蹄类化石中鉴定出较为罕见的大斑鹿（Cervus（Sika）magnus）。金远洞大斑鹿标本角柄短，角冠简单，第一枝距角环不远，眉枝与主枝的夹角较大，近于直角；上前臼齿齿冠上具明显的内中凹，上臼齿齿冠上的新棱、马刺等附属结构不存在，下前臼齿中p4臼齿化，下臼齿齿冠上的下外附尖不明显。根据目前掌握的大斑鹿化石地层资料，大斑鹿的时代分布可能是早更新世至中更新世。

山西轴鹿（哺乳动物纲，偶蹄目）的新材料及轴鹿的演化探讨

山西轴鹿（Axis shansius）的体型相对较大，鹿角的主枝在第一和第二分叉之间的部分呈竖琴状并伴有螺旋形；眉枝较长，位于角环上方，但不靠近角环；第二枝和第三枝都较长，但第三枝更长；第一分叉的角度较大，第二分叉的角度则较小；纵向排列的沟棱角饰不发育。自山西轴鹿在山西的榆社盆地发现以后，陆续在晋南、陕西、江苏及云南等地区发现；最近在辽宁大连骆驼山金远洞的早更新世堆积中产出的哺乳动物化石中鉴定出的新材料，使山西轴鹿的地理分布范围进一步扩大到东北。生物系统演化的支序分析表明，山西轴鹿是在最晚中新世至上新世之间从分布在内蒙古的秀丽轴鹿（Axis speciosus）支系上衍生出来的1个分支，到早更新世中期后消失。山西轴鹿与晚更新世出现在河南许昌遗址的灵井轴鹿（Axis lingjingensis）的系统关系最近，两者可能是时间种的关系。粗面轴鹿（Axis rugosus）只出现在早更新世，在保存了轴鹿特征的基础上第一分叉的位置有所降低，主枝变得颀长，与现生的白斑鹿（Axis axis）更相似。粗面轴鹿与白斑鹿组成姐妹群，粗面轴鹿可能是在上新世在华北从秀丽轴鹿支系衍生出来的，而白斑鹿可能是从粗面轴鹿迁徙到华南的居群中直接衍生出来的一个冠分支。

大连骆驼山地点真枝角鹿的新材料及其意义

2013年以来在辽宁大连骆驼山金远洞堆积(39°23'59.01"N,121°41'20.28"E)进行的系统发掘出土了大量的哺乳动物化石。最近从偶蹄类化石中鉴定出泥河湾期动物群的典型成员布氏真枝角鹿(Eucladoceros boulei)的头骨等材料。金远洞标本角柄粗短,角柄在额骨上向上、外侧方向生长,角枝长而弯曲;头骨额部宽而平,上颌骨高;颊齿齿冠高度中等偏低,上前臼齿舌侧主尖具釉质褶,P2和P3具明显的内中凹,上臼齿具内附尖(底柱),p4没有臼齿化迹象,下臼齿无古鹿褶,但具下外附尖(底柱)。布氏真枝角鹿的产出层位集中在下更新统,因此是早更新世动物群的代表。布氏真枝角鹿以前主要见于华北,向南可达安徽。大连金远洞标本的发现说明这个种的地理分布范围可以到达东北,但从整体看仍是北方动物群的成员。布氏真枝角鹿与欧洲维拉方期的真枝角鹿在形态上有一定的相似性,说明在早更新世期间欧亚大陆的东西两侧存在过动物群的交流。布氏真枝角鹿高度偏低的齿冠指示其食嫩叶的食性,说明在早更新世期间大连金远洞一带很可能存在一定范围的阔叶林环境。