东华理工大学博物馆江山实习基地展区及其教学服务功能分析

浙江江山实习基地是东华理工大学《区域地质调查(填图)》实践教学课程的实习基地,东华理工大学博物馆江山实习基地展区陈列了江山实习区出露的地层剖面岩石、化石标本和岩浆岩、变质岩标本;陈列了江山实习区地形、地貌和地层、岩体、构造综合地质沙盘1个;陈列了实习区的研究专著、论文、教材和多媒体课件等。这些展品全面展示了江山实习区的地形、地貌、地层、岩体、构造等地质特征,成为了《区域地质调查(填图)》实践教学的第二课堂。通过在江山实习基地展区的参观、学习,同学们可以了解实习区的地形、地势特点,出露的地层和岩体情况以及实习区地质构造的基本轮廓等特征;可以提前认识江山实习区的岩石、化石特征和它们的层位及其新老关系;可以了解实习区各组地层的出露范围及它们之间的接触关系;还可以了解江山实习区的断层和褶皱特征。这些认识在很大程度上帮助了同学在有限的时间内顺利地完成《区域地质调查(填图)》实践教学课程的学习任务,很好地发挥了博物馆的教学服务功能。

地球物理勘探技术在地质处置库选址中的应用

简要介绍了我国高放废物地质处置库选址的发展趋势,说明深部断裂构造、岩体的空间形态以及局部不良地质体是当前处置库选址的主要地质问题,综合论述了高放废物处置库选址中采用的地球物理勘探技术,介绍了重磁勘探、地震勘探、电磁法勘探及地面γ能谱测量等地球物理勘探技术,并且以甘肃北山新场预选区岩体为例,说明地球物理勘探技术解决的主要地质问题以及存在的不足。结果表明,该技术在探测处置库预选区花岗岩深部地质构造特征方面具有明显的优势,为处置库场址的稳定性和完整性评价提供参考。

河北省煤炭矿山环境地质问题及其治理技术

为了改善河北省长期大规模开发煤炭资源带来的一系列矿山环境地质问题,实地调研了河北省12个煤矿企业,系统归纳了河北省煤炭矿山环境地质问题,主要分为地面塌陷问题、固体废弃物问题、含(隔)水层结构破坏、露天采坑边坡稳定性问题、矿区次生地质灾害问题以及液体废弃物污染问题等六大类,并提出了各类问题的治理技术,为同类矿山环境地质问题治理提供科学决策依据。

三维地质建模中的多源数据融合技术与方法

建模数据多源性是三维地质建模最大的特点,模型构建的关键是将这些数据有效地融合以提高模型的精度和可靠性。首先统一地理、地质、物探、化探、遥感、钻探、采矿等建模数据的坐标系和比例尺,构建原始资料数据库。然后运用等高线数据构建数字高程模型(DEM)面,以DEM面为载体实现了地表填图路线PRB(point-routing-boundary)数据、矢量地质图、栅格地质图、遥感影像图等地表地质数据的有效融合;在已有地表地质数据和地下地质数据约束的条件下,通过约束及离散光滑插值技术实现了地表地质数据和地下地质数据的融合;根据已有建模数据确定合理的建模单元,对数据库中的点、线、面、体等数据进行归类,构建与建模单元一致的原始资料数据库。最后在原始资料数据库中,以高精度地质数据为约束对物探数据进行地质解译,综合已有建模数据,并考虑地质体的三维空间展布,实现了不同精度数据之间的融合;以主要建模数据构建初始地质界面,以高精度建模数据对已构建的初始地质界面进行约束,实现了主要建模数据与次要建模数据的融合。其中,点对线约束、点(线)对面约束、面对面约束等约束建模技术在建模数据融合过程中起重要作用。

基于PRB数据构建三维地质模型的技术方法研究

2004年开始数字地质填图技术在全国区调中全面推广应用,运用数字地质填图过程中获取的PRB数据直接构建浅部三维地质模型具有重要研究意义。构建三维地质模型的关键是三维地质界面的构建,本文重点阐述了断层面、第四系界面、地层面、岩体界面、残留顶盖界面、俘虏体界面等6种主要地质界面的构建流程与方法。面的构建时应先创建模型的边界面(DEM面、模型的底界面、模型的四周边界面),再建断层面,最后按地质体新老顺序依次构建其他地质界面,构建地质界面时应遵循"野外路线数据为主要数据,地下地质数据为约束数据"的原则。该方法建立的地质界面与地表填图数据和地下地质数据都能够完全吻合,建立的地质界面精度高且美观,但受地表产状可推测深度的限制,该方法仅适用于浅部三维地质模型的构建,但构建的模型可以作为深部三维地质建模的参考与约束。建模单元可以与地表填图单元相同,也可以进行少量的合并,模型可达到的精度较高,模型的精度取决于野外填图路线数据的精度和数量,尤其是野外路线中的点间界线和有效产状的精度和数量。为了保证模型的精度,在野外路线填图过程中应尽量保证每条野外路线中的点间界线(B)都具有有效产状,在地质界线产状变化较大的部位需要适量增加产状数据。

遥感技术在区域地质调查中的应用研究——以江西省1∶5万陀上幅区调应用为例

遥感技术的应用应贯穿区域地质调查的始终,要充分发挥遥感技术的先导与基础作用。在本研究区内,TM/ETM5、4、3波段组合为最佳波段组合,在常用的主成分变换法、乘积变换法、比值变换法、高通滤波法、小波变换法、IHS变换法6种融合方法中小波变换波段融合法为最佳融合方法。运用遥感影像更新区内的道路信息有助于提高填图效率和填图质量,以小波变换法融合全色波段的RGB(5,4,3)彩色影像为基础影像,其它彩色合成影像、单波段灰度影像等影像为辅助影像对区内岩石地层、构造进行了解译,运用复合法提取了本区的铁化和泥化蚀变异常,在野外地质路线观测过程中对解译的岩石地层、构造和提取的矿化蚀变都得到了较好的验证。遥感在区调过程中的道路更新、岩性识别、构造解译、矿化蚀变提取具有独特的优势。

江西相山地区航空放射性钾增量异常特征及其地质成因探讨

本文基于航空放射性K能谱数据再开发,结合野外地质调查、显微岩石学、元素地球化学等手段,分析并探讨了相山火山盆地航空放射性钾增量异常特征及其地质成因。研究表明,相山地区钾增量正值域与负值域呈NE带状相间分布,其空间延伸方位与地层的走向不一致,表现出跨地质单元现象,反映了增量场受断裂构造控制以及成岩后热液改造的基本属性。不同地质体钾含量存在差异,然而与正常未蚀变岩石比较,与铀成矿作用相关的水云母化蚀变岩石中的钾增量值表现出相对降低的趋势。钾增量亏损场(带)的形成与成矿流体在蚀变过程中具有"去钾"作用相关,是水云母交代钾长石作用的结果。铀矿床的定位与钾增量相对亏损场(带)具有良好的对应关系。根据钾增量相对亏损场可以大致圈定水云母化蚀变场,进而确定成矿流体活动范围,为铀成矿远景预测提供较为可靠的信息。

新疆某铀矿淡化少试剂地浸关键技术和工艺参数现场试验研究

为解决新疆某铀矿床地浸生产中的因地下水矿化度高而容易产生化学堵塞问题，在室内研究基础上，进行淡化少试剂现场浸出试验，得出该工艺的关键技术和最佳参数。结果表明，淡化技术、氧化技术、酸化技术、加助溶剂技术是本工艺的关键技术。控制地下水矿化度小于4 g／L、溶解氧浓度250～350mg／L、溶液pH值小于6．9、HCO3－浓度为600mg／L左右为淡化少试剂工艺最佳技术参数。该工艺技术将会对同类铀矿地浸具有参考意义。

板桥学校液化带工程地质条件及液化土层特性

砂土液化是地震主要次生地质灾害之一。在5.12汶川地震中,德阳等地发生较大面积砂土液化现象。为详细了解液化带工程地质基本特征,选择板桥学校液化带进行详细液化震害调查、钻探和现场试验。结果表明:(1)液化震害典型,主要包括喷水冒砂、地表裂缝、侧移和基础下沉等;(2)砾石层是唯一的无粘性土层,砾石层分为性质不同的全新世沉积和更新世沉积两部分,未见砂层分布;(3)液化土层是全新统砾石层,该砾石的颗粒大小分布特征表现为级配不良,并有粒组缺失现象;(4)非液化盖层对喷出物有过滤作用,砂粒等细颗粒容易沿裂缝喷出地表,卵砾石等粗颗粒受阻留在土层中,导致喷出物为砂土。

松脆围岩炮采工作面沿空留巷技术研究

针对河南某煤矿13012炮采工作面围岩所表现出来的松脆围岩性质,根据沿空留巷工艺特点,基于围岩结构的理论分析,提出了一系列围岩强化技术。利用锚杆、锚索强化技术、待充填区域顶板强化技术、局部破碎区域注浆加固技术进行沿空留巷实践,并将这个技术应用于13012炮采工作面沿空留巷的工程中,取得了很好的经济效益。

井地地震技术数值模拟及工程应用

井地地震是通过地面激发,井中接收的方式来对目标体进行透视的物探技术,该技术利用地震波走时和能量衰减来反演目标体内部结构,解决实际工程问题。本文首先阐述井地地震独特的观测方式及其原理,然后建立地质模型,采用射线追踪法计算走时,应用同时迭代重建算法(SIRT)进行数值模拟,并分析该算法的效率和精度,总结其优缺点,最后通过某一工程实例的应用效果,表明井地地震方法在解决实际工程问题具有良好的应用效果。

辽西万家沟地区钾长花岗岩年代学、岩石地球化学特征及其地质意义

为厘定辽西万家沟地区钾长花岗岩的形成时代及成因,对其进行了年代学和元素地球化学研究。结果表明:钾长花岗岩U-Pb同位素年龄为(155.9±1.8)Ma,岩石具有富Si、Al、Na、K,贫Mg、Ca、Ti等特征,轻稀土元素相对富集,大离子亲石元素Rb、Th、U、Ta等相对亏损,高场强元素Ba、Sr、Zr、Hf等相对富集,具较弱的铕和铈负异常。结合区域构造背景,认为研究区钾长花岗岩形成于晚侏罗世古太平洋板块向华北克拉通持续俯冲的构造环境背景,成因可能为古太平洋板块向欧亚板块俯冲导致幔源岩浆上侵使地壳发生部分熔融有关。

参考道技术在大地电磁测深数据处理中的应用效果分析

大地电磁测深法是利用天然交变的电磁场进行勘探的地球物理方法 ,由于其场源相对较弱,容易受到各种噪声的干扰,通过对经过不同参考道方法处理后的大地电磁数据的视电阻率和相位曲线进行分析研究。结果发现,经过磁参考处理的数据的好于电参考处理的结果,其中经过互参考磁道处理的数据质量最好,曲线更加光滑。结果表明在野外数据处理的过程中运用互参考磁道技术处理数据能取得良好的效果。

平庄盆地黑水地区氧化作用与铀成矿地质特征

黑水地区位于平庄盆地北部,砂岩型铀矿找矿目的层为白垩系孙家湾组,目前在盆缘发现了较好的氧化带和工业铀矿化线索,但成矿作用方式和类型并不清楚,困扰着下一步勘查方向的选择。为深入研究目的层氧化作用和铀成矿地质特征,通过系统采集样品,进行镜下鉴定、主量元素、环境地球化学指标、粘土矿物、电子探针、扫描电镜等分析。研究结果表明,黑水地区含矿目的层砂岩成熟度较低,为近物源沉积;后生氧化作用较强且存在明显的蚀变分带现象;目的层还原剂主要为黄铁矿,铀的富集方式主要为含铀含氧水不断渗入砂体,在层间氧化带前缘氧化还原过渡带富集成矿,铀矿物类型主要为沥青铀矿,其次为铀石,主要有2种赋存形式。对铀成矿地质特征进行探讨,认为该地区符合层间氧化带型砂岩型铀矿成矿模式,具有较大的成矿潜力。

基于深度残差网络与MVMD的多通道地磁信号处理

地磁数据在地震预报、空间天气监测、矿产资源勘查、地球深部构造探索等领域具有重要价值.但现有的地磁台站观测数据受到人文噪声污染的问题日益严重,给地球内部高精度成像带来了极大困难.为此,我们将深度残差网络(residual network,ResNet)与多元变分模态分解(multivariate variational mode decomposition,MVMD)引入到地磁信号的处理,提出一种新颖的多通道地磁信号处理方法.首先,利用深度残差网络对大量人工标记的数据集进行训练,得到基于残差网络的地磁信噪识别模型;然后,利用训练好的模型识别出观测信号中的含噪片段;之后,利用MVMD对含噪片段进行多通道的信噪分离,得到去噪后的片段;最后,用去噪后的片段代替原始观测信号中的含噪片段,得到完整的高质量信号.为验证方法的有效性,我们设计了仿真实验,结果表明所提方法可以将观测信号的信噪比提高约15 dB,相对于变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)、互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)、数学形态滤波(mathematical morphological filtering,MMF)、小波去噪(Wavelet)等方法具有较明显的优势,且适合多通道信号的同时处理.我们将所提方法应用于菲律宾海及西太平洋的海底观测的地磁数据,结果表明所提方法的识别精度约为98%,并能够极大改善信号的质量.去噪后的信号与相邻台站的同时段高质量信号的相似度由去噪前的94.75%提升到了97.34%,表明处理结果是可靠的,使用我们的方法有望提高地磁数据成像的精度及可靠性.

PCA-KM联合分析方法在鹿井地区综合放射性异常识别中的应用

鹿井地区是我国重要的花岗岩型铀矿基地,相关研究表明该地区仍然存在很大的找矿前景。文章以鹿井东部地区为例,采用地面伽马能谱、地气、天然土壤热释光和土壤210Po等联合测量方法进行铀矿找矿勘查,运用PCA-KM联合分析方法进行综合异常识别,并结合地质资料对区内综合异常的分布特征、控制因素展开研究。结果表明,PCA-KM提取的综合异常可以有效反映已知铀矿化分布,降低综合解释多解性,能够将深部铀矿化、浅部铀矿化以及碱交代作用导致的放射性异常进行分离。区内综合异常与断裂构造、地层接触带以及碱交代作用关系密切;经综合分析,最终圈定了界坑东南部、黄峰岭东部、蛇坑东南部、鹿井-金鸡岭一带为成矿有利区。

吐哈盆地八仙口地区砂岩型铀矿微量元素的特征

天山造山带上的伊犁和吐哈盆地是中国重要的砂岩型铀矿产区,吐哈盆地八仙口地区是近年来铀矿勘查的重要地段,铀矿化具有矿带窄、厚度不大、品位较低和钙质含量较高等特点。八仙口地区微量元素地球化学变化规律研究薄弱,制约了矿化规模成因的分析。以氧化流体蚀变空间分带研究为基础,开展微量元素分布规律和特征元素在不同蚀变分带的定量迁移富集研究,并通过与伊犁蒙其古尔矿床的对比,揭示八仙口地区氧化流体作用下铀的富集过程与富集规模成因。研究认为,U与Re等变价元素在矿化带内同步富集指示氧化还原是最主要成矿作用;Sc、Co、Ni、Th等不易变价元素和稀土元素(rare earth element,REE)在氧化带内富集而矿带内亏损与地下水性质有关,高矿化度地下水造成的水解和黏土化,增强了氧化带内碎屑颗粒对溶液中离子的吸附;上新世以来天山快速的隆升造成吐哈盆地极端干旱气候出现,造成微量元素和稀土元素在不同蚀变带内再分配。在铀矿化成因分析中可加强对其中变价与不变价元素变化量的表征,在找矿过程中需对氧化带渗入阶段的古气候加以重视。

四苯基甲烷共价有机框架材料对气态碘的吸附

为获得高效稳定的气态碘吸附材料,以四苯基甲烷作为醛基单体,分别与4,4’-二氨基三联苯和2,6-二氨基蒽在水热条件下合成了共价有机框架材料(COFs)DpTp-COF和AnTp-COF,合成的材料能够在400℃保持结构稳定,DpTp-COF和AnTp-COF的比表面积分别达到了955 m^(2)/g和786 m^(2)/g。实验条件下DpTp-COF和AnTp-COF对气态碘的最大吸附容量分别为4.75 g/g和4.95 g/g,吸附过程符合准二级动力学方程。吸附碘的COFs材料可以用乙醇实现碘的脱附,经过四次吸附-脱附循环后DpTp-COF和AnTp-COF的最大吸附容量分别降低了19.36%和24.85%。对吸附碘的DpTp-COF和AnTp-COF进行拉曼光谱和X射线光电子能谱表征,发现碘主要以I_(3)^(-)和I_(5)^(-)形式存在于两种材料上,表明COFs材料和碘分子之间发生了电荷转移。

氧化铋负载聚丙烯腈复合球体对溶液中碘的吸附性能研究

采用水热法和相转移法合成了易于实现固液分离的氧化铋负载聚丙烯腈复合球体,将其用于溶液中碘离子的吸附性能研究,详细探讨了氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比、体系酸度、碘离子初始浓度等因素对碘离子吸附性能的影响。结果表明,当氧化铋和聚丙烯腈的物质的量比为2∶1时,合成的吸附剂吸附效果最佳,溶液pH为7.0时,吸附剂对碘离子的吸附在210 min可达吸附平衡,最大实验吸附容量为122.3 mg/g。Langmuir和准二级动力学模型可以较好地拟合该吸附过程,Langmuir拟合计算得到的理论吸附容量为135.7 mg/g,动力学拟合表明该吸附以化学过程为主,颗粒内扩散会对吸附速率产生较大影响。采用氯化钾溶液可以洗脱被吸附的碘离子,吸附洗脱实验结果表明氧化铋负载聚丙烯腈复合球体的重复使用性良好。

主动式多重性方法对黄饼中铀定量的模拟研究

黄饼材料中铀的准确定量是后续处理工艺选择的关键,文中在主动式多重性方法的基础上,提出了一种通过记录分析中子源诱发238U裂变信息,进行铀定量的方法。但由于黄饼材料自身存在中子自屏蔽效应以及含水量的差异,导致定量结果存在偏差。为了进一步提高定量准确性,使用MCNP(Monte Carlo N-Particle Transport)结合MATLAB程序优化选择了241Am-Be源作为激发源;另外,通过对不同质量及含水量系列化样品的模拟发现:铀定量误差主要来自于泄漏增殖因子ML与增殖因子M差距的不匹配。通过MCNP模拟获取M随铀质量变化规律的曲线后,根据样品净含量选择合适的增殖因子M,再根据二重计数率D进行定量计算,获得铀定量的相对误差小于5%;含水量的变化带来的中子自屏蔽效应对多重计数率影响较大,通过S0/Si与D0/Di的关系对二重计数率D进行修正后再进行计算,铀定量的相对误差能够控制在10%左右;该研究对中子多重性方法在黄饼生产与测量中的应用推广具有重要的参考价值。