Fracture network characteristics of a deep borehole in the Table Mountain Group (TMG), South Africa     

L. Lin  H. Jia  Y. Xu 《Hydrogeology Journal》2007,15(7):1419-1432

Core samples from an 800-m deep borehole at the Rietfontein Farm, 10 km west of Graafwater, Western Cape, South Africa, were examined and interpreted for the hydrogeological significance of the Table Mountain Group (TMG) in the area. A suite of fracture data was collected and analysed to characterize the aquifer and conceptualize flow in the vicinity of the hole. Based on these data, the hydraulic conductivity, and density and coating intensity (due to precipitation) of the fractures against depth were computed. The dependence of fracture density on depth is very weak, while the intensity of fracture coatings is closely linked to the distribution of hydraulically active fractures that represents the maximum number of fractures currently open to groundwater flow. Four scenarios of depth ranges reflecting the development of hydraulically active fractures are proposed as a depth model of groundwater flow, implying that the majority of groundwater exists above 400 m depth. The top of the hydraulically inactive fracture zone clearly indicates that no groundwater flow could take place below a depth of about 570 m. The depth model gives a better understanding of the properties of the aquifers in the area and improves conceptual models, considering the lower limit of aquifer depth in particular.

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Résumé Des carottes issues d’un forage profond de 800 m, situé à la ferme Rietfontein à 10 km à l’ouest de Graafwater au Cap Ouest en Afrique du Sud, ont été examinées et analysées dans le cadre de l’étude de l’importance hydrogéologique du Table Mountain Group (TMG) dans la zone. Un ensemble de données de fracture a été collecté et analysé afin de caractériser l’aquifère et de conceptualiser l’écoulement aux alentours du puits. A partir de ces données, la conductivité hydraulique, la densité et l’intensité du remplissage des fractures (causé par la précipitation) ont été calculées en fonction de la profondeur. La relation entre la densité de fracture et la profondeur est faible, alors que l’intensité du remplissage des fractures est intimement liée à la distribution des fractures hydrauliquement actives qui sont définies par le nombre maximum de fractures ouvertes à l’écoulement de l’eau souterraine. Quatre scenarii avec différentes profondeurs représentant le développement de fractures hydrauliquement actives sont proposés comme modèle de la profondeur de l’écoulement souterrain en supposant que la majorité de l’eau souterraine se situe au dessus de 400 m de profondeur. La partie supérieure de la zone de fractures hydrauliquement inactives montre clairement qu’aucun écoulement souterrain ne pourrait avoir lieu en dessous de 570 m de profondeur. Le modèle de profondeur permet une meilleure compréhension des propriétés aquifères dans la zone et améliore les modèles conceptuels en particulier du fait qu’il prenne en compte la limite inférieure de l’aquifère.

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Resumen Se han examinado e interpretado testigos de un sondeo de 800 m realizado en la Granja Rietfontein, situada a 10 km al Oeste de Graafwater, Western Cape, Sudáfrica, para estudiar la importancia hidrogeológica del Grupo Table Mountain (TMG) en el área. Un conjunto de datos de fracturas fueron recogidos y analizados para caracterizar el acuífero y conceptualizar el flujo en las cercanías de la perforación. Basándose en estos datos, se computerizaron la conductividad hidráulica y la densidad y relleno de las fracturas (debida a precipitación) frente a su profundidad. La dependencia de la densidad de fracturación con la profundidad es muy débil, mientras que el relleno de la fractura está directamente ligada con la distribución de las fracturas hidráulicamente activas que representan el máximo número de fracturas abiertas actualmente al flujo de aguas subterráneas. Se propone cuatro escenarios de rangos de profundidad que reflejan el desarrollo de fracturas activas hidráulicamente, como un modelo de profundidad del flujo del agua subterránea que implica que la mayor parte del agua subterránea se encuentra por encima de los 400 m de profundidad. La parte superior de la zona de fracturas hidráulicamente inactivas indica claramente que el flujo del agua subterránea puede producirse por debajo de una profundidad de unos 570 m. El modelo de profundidades ofrece una mejor comprensión de las propiedades de los acuíferos en el área y mejora los modelos conceptuales considerando el límite inferior de la profundidad del acuífero en particular.

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Ab initio quantum-mechanical modeling of pyrophyllite [Al2Si4O10(OH)2] and talc [Mg3Si4O10(OH)2] surfaces     

Marco Bruno  Mauro Prencipe  Giovanni Valdre’ 《Physics and Chemistry of Minerals》2006,33(1):63-71

Bulk and slab geometry optimizations and calculations of the electrostatic potential at the surface of both pyrophyllite [Al₂Si₄O₁₀(OH)₂] and talc [Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂] were performed at Hartree–Fock and DFT level. In both pyrophyllite and talc cases, a modest (001) surface relaxation was observed, and the surface preserves the structural features of the crystal: in the case of pyrophyllite the tetrahedral and octahedral sheets are strongly distorted with respect to the ideal hexagonal symmetry (and basal oxygen are located at different heights along the direction normal to the basal plane), whereas the structure of talc deviates slightly from the ideal hexagonal symmetry (almost co-planar basal oxygen). The calculated distortions are fully consistent with those experimentally observed. Although the potentials at the surface of pyrophyllite and talc are of the same order of magnitude, large topological differences were observed, which could possibly be ascribed to the differences between the surface structures of the two minerals. Negative values of the potential are located above the basal oxygen and at the center of the tetrahedral ring; above silicon the potential is always positive. The value of the potential minimum above the center of the tetrahedral ring of pyrophyllite is ?0.05 V (at 2 Å from the surface), whereas in the case of talc the minimum is ?0.01 V, at 2.7 Å. In the case of pyrophyllite the minimum of potential above the higher basal oxygen is located at 1.1 Å and it has a value of ?1.25 V, whereas above the lower oxygen the value of the potential at the minimum is ?0.2 V, at 1.25 Å; the talc exhibits a minimum of ?0.75 V at 1.2 Å, above the basal oxygen.  相似文献   

利用重力资料反演三维密度界面的质面系数法   总被引：9，自引：2，他引：9       下载免费PDF全文

刘元龙  郑建昌  武传珍 《地球物理学报》1987,30(2):186-196

文中给出一深度为h的水平矩形质面在地面产生的重力公式,对比了此公式算出的重力异常与三维长方体公式算出的重力异常,得出:当三维地质体的厚度与其埋深之比小于0.2-0.4时,二者的重力效应几乎相等,它们之间最大偏差在1-3％以内。用给出的重力公式进一步导出了重力反演三维密度界面的质面系数法。用理想模式检验,结果表明,本文给出的方法收敛快,反演误差较小,计算效果较好。最后用一实例,验证了方法的适用性。  相似文献   

长江中下游及邻区的地壳密度结构与深部成矿背景探讨——来自重力学的约束   总被引：9，自引：6，他引：3  

张永谦  吕庆田  滕吉文  王谦身  徐涛 《岩石学报》2014,30(4):931-940

长江中下游成矿带是我国最重要的矿产资源生产基地之一。为了深入理解和认识此成矿带形成的深部构造背景及其岩浆活动与成矿作用过程,本文利用NW-SE向利辛-宜兴地球物理探测剖面的重力场资料构建了跨越长江中下游成矿带地域的二维深部地壳密度结构模型。并在结合其他已有研究成果的基础上,从Moho界面的展布形态、密度分布特征与壳内低密度区的存在等方面探讨了该区的深部构造格局与成矿作用过程。研究结果表明:长江中下游成矿带地域下方的地壳密度结构与其两侧地域存在显著差异;在宁芜矿集区下方的Moho界面呈上隆形态,矿集区存在密度值略低于两侧地域的低密度异常区。幔源岩浆的上涌底侵与MASH成矿作用可较好地解释该区的结构与构造形态以及在地表所见到的岩浆广泛存在和矿产资源富集的特征。岩石圈地幔物质在宁芜矿集区下方的上涌导致了Moho界面的抬升,而脆性上地壳中的伸展断裂则为岩浆的向上运移与矿产资源的形成提供了有利场所与环境。  相似文献   

龙门山中段及邻区地壳密度结构及其地球动力学启示     

王芃  张忠杰  张晰  韩颜颜  王敏玲  侯爵  徐涛 《岩石学报》2014,30(4):1179-1187

龙门山是我国东西构造、地貌分界线的重要组成部分。其两侧的岩石圈结构差异,是形成龙门山造山带的主要原因之一,并对龙门山的构造演化起着持续影响。为了解龙门山两侧壳幔结构差异,本文从重力角度探讨跨龙门山地区的地壳密度结构。我们使用EGM2008模型的重力异常数据,以最新的阿坝-遂宁人工源地震剖面速度模型为基础,得到了龙门山造山带中段及其邻区的精细地壳密度结构。密度结构显示松潘-甘孜地区和四川盆地分别具有软弱和坚硬的下地壳。根据本文所得到的地壳密度结构模型,我们认为龙门山的隆升主要受印度洋板块与欧亚大陆板块的陆-陆碰撞作用影响,强烈的挤压作用使青藏高原物质向东运移,东移物质在青藏高原东缘龙门山地区受到坚硬的四川盆地的阻挡转而向上运移,造成了龙门山的隆升。  相似文献