岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究     

蓝高勇  汪智军  殷建军  唐伟  吴夏  杨会 《岩矿测试》2021,(5):720-730

碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_2),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议,一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO_2脱气,对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流(约2.7km长)为例,利用水化学和同位素质谱仪测试技术,研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素(δ~(13)C_(DIC))沿流程变化,探讨了溪流CO_2脱气过程、通量及其影响因素,以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明:从泉口向下游,在陡坡地段(C1～C14段,长约270m,坡度约10°),溪水pH值、方解石饱和指数和δ~(13)C_(DIC)沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰,而CO_2分压、电导率、Ca~(2+)浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μS/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L,说明溪水发生了显著的CO_2脱气,并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段(C18～C26段,长约2.1km,坡度1°),溪水各水化学指标和δ~(13)C_(DIC)变化较小,指示CO_2脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO_2脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外,在下游渠段,受支流汇入影响,溪水pH值和方解石饱和指数有所降低,在一定程度上抑制了CO_2脱气。溪流CO_2脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO_2量,但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下,其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流,其CO_2脱气作用对岩溶碳汇的影响有限,加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响,岩溶碳汇应具有很高的稳定性。  相似文献   

青藏铁路填土路基热-力耦合离散元研究     

石梁宏  李双洋  尹楠 《冰川冻土》2021,43(1):195-203

多年冻土是含有冰的特殊土体,在自然环境变化及工程扰动下易发生冻胀融沉变形,严重威胁着青藏高原工程建筑物的安全稳定,特别对青藏铁路的畅通运营提出了严峻挑战。以青藏铁路五道梁地区路基断面为研究对象,采用颗粒离散单元法,通过建立热-力离散元计算模型,对路基的温度场和变形进行了计算和预测。结果表明：离散单元法克服了有限元方法无法模拟颗粒间导热与接触粘结作用的瓶颈,能够从微观层面阐释宏观变化,较为真实地反映冻土的导热和力学变形;离散单元法数值计算分析发现,随着运营时间的增加,路基存在冻土退化问题,而且路基中颗粒间热交换复杂,在0 ℃等温线区域和路基坡脚处,颗粒间相互作用更为突出。热-力耦合离散元为冻土工程研究提供了新思路,可更好地为寒区工程服务。  相似文献   

江西大湖塘矿田两期岩浆作用与钨成矿的关系:来自锆石矿物地球化学的证据   总被引：1，自引：0，他引：1  

李宏伟  赵正  陈振宇  郭娜欣  甘加伟  李小伟  尹政 《岩石学报》2021,37(5):1508-1530

大湖塘矿田是我国新发现的世界级钨多金属矿产资源基地,位于江南造山带中段,地处九岭山脉北部的武宁、修水、靖安三县交界区域,面积约500km~2,储藏着近二百万吨WO_3资源(伴生Cu和Mo)。该区以晋宁期花岗岩类的大面积出露为特色,而燕山期花岗岩为全隐伏,前者作为矿田最主要的细脉-浸染型白钨矿的赋存载体,后者则在成岩时代上与钨成矿时间基本一致。两期岩浆岩对区内大规模钨成矿作用的贡献问题,及其内在成因联系问题具有重要的研究意义。本文在矿田地质和岩石地球化学研究基础上,以锆石的矿物地球化学研究为切入点,对晋宁期和燕山期花岗岩类的年代学、Hf同位素、微量元素特征进行系统的对比研究。结果显示,大湖塘矿田石门寺花岗岩成岩时代为147.7Ma、靖安钨矿成矿时代为134.9Ma、赋矿花岗岩成岩时代为815.8Ma,两个时代的岩浆岩均为过铝质S型花岗岩系列;更有意义的是,燕山期花岗岩(石门寺)中发现多颗继承锆石,且继承锆石与晋宁期岩浆锆石具有相近的Hf同位素和微量元素组成,这指示燕山期花岗岩与晋宁期花岗岩具有亲缘关系,包括晋宁期花岗岩在内的中新元古代基底岩石可能参与了该区中生代花岗岩的源区重熔。锆石微量元素特征表明,这两期重熔的岩浆结晶温度都在700℃左右,经历了低氧逸度、水近饱和条件下的熔融。晋宁期花岗岩富含W、Ca等成矿所需元素,在中生代华南岩石圈地幔上涌导致的中上地壳大规模熔融的背景下,燕山期岩浆期后含矿热液与晋宁期花岗岩围岩发生交代,成为本区大型白钨矿为主的钨多金属矿床形成的必要条件。  相似文献   

赣中聚源大型石英脉型白钨矿床含铀富钨矿物初步研究     

尹晓燕  李光来  刘晓东  苏晔  邬斌  韦星林  李成祥 《岩石学报》2021,37(5):1553-1566

聚源钨矿是华南地区为数不多的大型石英脉型白钨矿矿床之一。在详细的野外地质调查基础上,本文利用α径迹蚀刻、电子显微镜、扫描电镜以及电子探针等实验手段,对该矿床含钨和含铀矿物开展了精细矿物学的研究工作,探讨了成矿过程中钨和铀的富集规律。研究显示,该矿床钨铀矿物的形成可分为四个阶段:第一阶段,钨铀主要进入富含Nb、Ti的氧化物矿物,形成铌铁矿、钇易解石等富钨矿物,另有极少量的钨进入黑钨矿和早阶段白钨矿;第二阶段,铌铁矿与钇易解石被后期流体交代,形成含钨富铀的骑田岭矿、铌锰矿以及钛-钇易解石;第三阶段,钨进入中阶段白钨矿,这一阶段也是钨最主要的矿化阶段;第四阶段,钨进入晚阶段白钨矿。最后两阶段白钨矿中铀含量不高。骑田岭矿(WO_3 26.74%～29.68%),是聚源钨矿中除白钨矿和黑钨矿之外钨含量最高的含钨矿物。该矿易解石族矿物WO_3最高可达9.80%,极度富钨,是目前有文可查的钨含量最高的易解石。聚源钨矿中的含钨矿物大多数为白钨矿,但绝大多数的白钨矿却在骑田岭矿、易解石族矿物、铌铁矿族矿物、黑钨矿之后形成,说明成矿流体在演化过程中,绝大多数W首先进入富含Nb、Ti的含铀矿物和少量黑钨矿,之后才是白钨矿的大量结晶。  相似文献   

高海拔多年冻土区路基工程行为对低温多年冻土长期影响的监测研究     

范星文  林战举  罗京  刘明浩  尹国安  高泽永 《冰川冻土》2021,43(5):1323-1333

青藏铁路路基创造性采用了主动冷却路基的设计理念修建而成,目前铁路已经安全运营超过10年。青藏铁路路基修筑在多年冻土之上,路基下部冻土温度变化是衡量路基是否稳定的关键因素。基于长期（2008—2019年）地温观测资料,对昆仑山垭口南坡青藏铁路K980+000低温多年冻土区块石路基坡脚至坡脚外30 m范围内的冻土上限变化、年际地温变化、季节性地温变化进行分析,研究了路基工程行为对低温多年冻土的长期影响机制。结果表明：冻土地温不断升高,冻土上限逐年下移;与天然孔比较,路基坡脚处地温增温幅度反而较小,主要可能受块石路基冷却效应的影响;冷季与暖季呈现出不对称的增温趋势。冻土路基普遍增温的趋势仍然存在,出于对多年冻土的保护与保证工程稳定性的考虑,应尽量采用冷却路基的思想修建路基。同时,应加强对路基的监测,分析长期增温过程后路基稳定性变化,并对路基下部冻土的变化做出定量研究。  相似文献   

上山遗址区沉积过程与人类活动的关系     

王凤  曾蒙秀  朱丽东  朱诚  尹敬文  杨欢 《沉积学报》2021,39(3):723-738

上山遗址是上山文化（11~8.5 ka）的代表性遗址,位于钱塘江上游浦阳江北岸的二级阶地上,是迄今长江下游地区发现的最早的新石器时代遗址,也是研究稻作农业起源的重要遗址。近年来,国内外学者对上山遗址进行了大量的研究,主要集中于遗址的文化面貌、出土遗存等方面,对全新世早期人地关系演化、上山文化产生的环境背景研究相对薄弱。通过选取上山遗址区沉积剖面（SSYZ）以及探方（SSS）的沉积物样品进行粒度、磁化率、土壤有机碳、孢粉和炭屑分析,结合考古发掘资料及区域气候环境背景,探讨了遗址区沉积过程、古环境条件及其与人类活动的关系。结果表明:1）上山遗址区在晚更新世以来（130 ka~近现代）经历了河漫滩（202~142 cm）、粉尘堆积（142~72 cm）、考古文化层（72~24 cm）和现代耕作（24~0 cm）4个沉积阶段;2）粉尘堆积是上山遗址区沉积演化的转折阶段。这一阶段气候环境偏干,粉尘堆积于河流的二级阶地之上使地势不断增高,并逐步脱离洪水的影响。以粉砂为主的物质组成,也为早期稻作农业的孕育奠定了母质基础;3）SSYZ剖面磁化率自下而上增高,其中低频、频率磁化率在文化层达到剖面峰值,并且与探方文化层磁化率变化趋势一致,反映了人类活动对磁化率值的影响;4）130~11 ka,孢粉和炭屑的总浓度先增加后减少,乔灌木花粉的百分比含量较高且呈减少的趋势,陆生草本花粉百分比含量呈增加趋势,反映研究区气候环境整体较好,但经历了较大的波动并呈恶化趋势,植被覆盖度较高但呈减小的趋势,与末次间冰期—冰期气候条件较为吻合。全新世以来水热条件好转,植物资源丰富,乔灌木、松科和湿生草本的花粉增加,陆生草本花粉减少但禾本科花粉明显增加,并且土壤有机碳含量增加,土壤肥力增强,加上近河的地理位置便于先民获取灌溉水源及石器原料,遗址区环境适合人类活动,最终孕育了中国早期的稻作农业文化—上山文化。在文化层中以松科为主的乔灌木植物花粉含量呈减少趋势,而以禾本科为主的陆生草本以及湿生草本的花粉含量呈增加趋势,可能是由于先人住房等生产、生活活动中需要砍伐森林,及人类活动强度的增强使增加了对植物资源的利用。  相似文献   

长江流域地下水资源特征与开发利用现状          下载免费PDF全文

黄长生  周耘  张胜男  王节涛  刘凤梅  龚冲  易秤云  李龙  周宏  魏良帅  潘晓东  邵长生  黎义勇  韩文静  尹志彬  李晓哲 《中国地质》2021,48(4):979-1000

为提升对长江流域水文地质和地下水资源的认知程度,突破以往单独从地表水或地下水角度进行评价的局限性,长江流域水文地质调查工程以地球系统科学理论和水循环理论为指导,充分考虑地表水与地下水的转化关系,将水文地质单元和地表水流域有机结合,划分长江流域地下水评价单元,建立典型地下水资源评价模型,开展了新一轮长江流域地下水资源评价。评价结果表明:(1)长江流域水循环要素时空分布不均,降水以中游最多,并由东南向西北递减;地表径流主要集中在夏季,且长江北岸比南岸集中程度更高;蒸散发量总体上呈现东部高于西部的特征,最大值集中在长江中游一带;长江流域地下水位总体保持稳定,丰枯季水位变化总体不大,一般小于2 m;长三角超采区的地下水漏斗面积已明显减小,相关环境地质问题得到了有效控制。(2)2020年长江流域的地下水资源总量2421.70亿m~3/a,其中山丘区地下水资源量2092.79亿m~3/a,平原区地下水资源量331.35亿m~3/a;地下水储存量较2019年整体略有增加趋势,其中四川盆地最为明显,共增加23.72亿m~3。(3)长江流域的水质上游优于下游,优质地下水主要分布在赣南地区和大别山南麓一带,部分地区水质较差的主要原因是原生劣质水的广泛分布。长江流域地下水开发利用水平整体很低,局部地区由于过往不合理的开发所引发的环境地质问题已得到缓解,岩溶塌陷、地面沉降等问题得到了较好控制。建议适当开发利用赣南地区和大别山南麓一带优质的基岩裂隙水。  相似文献   

西藏尼玛盆地古新统—始新统牛堡组化学地层格架分析     

尹世滔  张治锋  黄永建  祝有海  张帅  韩中鹏  李亚林  李祥  赵永辉  刘建伟 《地质论评》2021,67(3):667-681

已有勘探资料表明,西藏尼玛盆地古新统—始新统牛堡组地层具有良好的油气资源显示,然而目前有关于该套地层的地层格架划分仍然薄弱。化学地层学方法在北美页岩气勘探开发中取得了巨大成功,鉴于此,本文以尼玛盆地东部的协德乡南牛堡组剖面作为研究对象,通过对露头样品的主微量元素测试结果进行沉积地球化学、主成分分析、完备总体经验模态分解、以及自相关函数分析,从化学自—异旋回角度以及元素耦合行为出发,探讨地球化学基准面对化学地层格架的控制作用,从而为牛堡组地层提供化学地层划分方案。主成分分析结果表明,牛堡组地层沉积主要受控于细粒碎屑输入、碳酸盐岩、粗粒碎屑输入、氧化还原—生产力、以及盐度这五个因素;经验模态分解和自相关函数分析结果表明,牛堡组地层受到了明显的异旋回驱动,显示出多尺度基准面震荡特点。通过对异旋回信号分量(本征模函数,IMFs)进行重构,并且结合元素相互耦合特性,建立了牛堡组化学地层格架,该结果与岩石地层单元以及沉积相单元一致,证明了本文所提出的化学地层划分方案的可靠性和实用性。  相似文献   

无隔水管泥浆回收钻井技术控制系统功能设计          下载免费PDF全文

陈浩文  刘晓林  王林清  于彦江  田烈余  王偲  殷国乐 《探矿工程》2021,48(S1):375-380

无隔水管泥浆回收钻井技术（RMR）作为双梯度钻井工艺之一,具有绿色环保、井身结构简易、工程成本低和安全程度高等优点。但是RMR作为新兴钻井工艺,虽然国外应用较为成熟,但国内目前尚无工程应用,缺乏相关使用经验。最关键的是RMR控制系统功能复杂,对可靠性、准确性及灵敏性等要求高,面对复杂工况时,要求控制系统能够及时准确的做出应对处理。因此,为发展国内无隔水管泥浆回收钻井技术（RMR）,拉近甚至超越国外钻井工艺水平,迫切需要对控制系统做出相对完善的设计。本文针对无隔水管泥浆回收钻井过程中的几类典型工况,分析不同工况下控制系统所具备的功能,设计控制功能具体的实现形式。通过对无隔水管泥浆回收钻井技术控制系统的功能设计与实现的研究,以期为今后同类研究提供有益的借鉴。  相似文献   

煤矿井下碎软煤层瓦斯抽采钻孔钻进工艺          下载免费PDF全文

郝世俊  殷新胜  方俊 《探矿工程》2021,48(S1):173-180

碎软煤层在我国煤矿区分布广泛,具有瓦斯含量高、压力大、渗透率低等特征,在碎软煤层中钻进存在喷孔、塌孔、排渣不畅等问题,导致碎软煤层钻进困难、孔内事故频发,进而影响成孔深度和成孔率,造成瓦斯治理盲区;尤其是随着我国煤矿开采深度的增加,碎软煤层瓦斯抽采孔工作量和成孔难度不断增大。针对碎软煤层瓦斯抽采对钻孔施工需求,研究开发了高转速螺旋钻进工艺、中风压空气钻进工艺、气体定向钻进工艺等实用、经济的碎软煤层高效钻进技术,破解了碎软煤层钻孔排渣护孔、轨迹控制和高效成孔等方面难题,实现了碎软煤层钻孔在服役周期内的长效利用,相关技术在安徽、贵州、山西等地区成功推广应用,达到高效、精准抽采的目的,为矿井安全生产提供了技术保障。  相似文献