⑴ 取得主要成果
1)針對鬆散含水層水文地質特點和不同地球物理勘查方法的技術特點、使用條件,並通過在華北(北京潮白河、河北石家莊西馬庄、河北保定清苑等)、西北(格爾木地區)和東北(黑龍江林甸地區等)等鬆散地層的綜合物探技術的應用研究,分別建立了不同尺度下、不同埋深含水層空間結構精細探測的物探方法最佳組合技術方案。
2)通過國內外水文測井求取水文地質參數的理論研究,建立了一套地球物理測井資料求取水文地質參數的方法體系,編制了水文地質測井參數計算系統軟體並獲中華人民共和國國家版權局頒發的計算機軟體著作權登記證書。同時開展了復電阻率新技術估算水力傳導系數的理論與應用研究,並取得明顯效果,為利用物探技術求取水文地質參數提供了新的手段。
3)通過大量的野外數據試驗和理論研究,以先進的支持向量回歸機理論為核心分別建立了採用不同的地球物理參數預測鬆散含水層含水量的預測模型,即除了採用含水層空間幾何參數(厚度、埋深等)外,分別利用電阻率與激電參數、電阻率與彈性參數預測含水量的模型;並對其關鍵技術進行研究,形成了一套比較系統的預測理論與體系;編制了鬆散含水層含水量物探方法預測系統軟體並獲得中華人民共和國國家版權局頒發的計算機軟體著作權登記證書。
4)通過對常規地球物理測井技術的研究,提供了利用常規測井資料預測單井涌水量的技術方法,編制了地球物理測井單井涌水量預測系統軟體,並獲得中華人民共和國國家版權局頒發的計算機軟體著作權登記證書。
5)對建立的預測系統,通過在北京潮白河水源地、石家莊西馬庄水源地和內蒙古河套平原五原縣水源地等3個重點水源地的含水量預測結果與抽水試驗數據對比,預測精度小於27%。達到了研究預期,形成了一種實用的新技術。同時,為了使研究成果具有一定的推廣性,在北京潮白河水源地建立公益性科研成果落地示範基地1個。
⑵ 取得的主要成果
本書是在充分吸收消化前人成果的基礎上,對華北克拉通北緣哈達門溝和金廠溝梁兩個最有代表性的典型金礦床進行重點解剖研究,通過野外地質調查和室內測試,綜合分析研究相結合,查明典型金礦床的成礦地質背景、礦床地質特徵、成礦流體地球化學特徵、成礦物質來源以及成礦時代,進行成礦機制分析。在單個礦床解剖的基礎上,對兩個典型礦床進行對比研究,探討華北克拉通北緣區域控礦因素及成礦規律,為進一步找礦提供依據。本書所取得的主要成果有:
1.成岩(礦)時代方面
通過精確的成岩(礦)年齡測定,在哈達門溝金礦區,獲得沙德蓋岩體鋯石SHRIMP U-Pb加權平均年齡為221.6±2.1 Ma,西沙德蓋岩體鋯石LA-ICPMS U-Pb加權平均年齡為222.9±0.82 Ma;獲得哈達門溝金礦床輝鉬礦Re-Os等時線年齡為386.6±6.1 Ma,金成礦的形成主要發生在早泥盆世;礦區北部西沙德蓋鉬礦床輝鉬礦Re-Os等時線年齡為226.4±3.3 Ma,鉬礦床形成於三疊紀。在金廠溝梁金礦區,獲得對面溝似斑狀花崗閃長岩鋯石LA-ICP MS加權平均年齡140.86±0.71 Ma~142.65±0.44 Ma,對面溝細粒花崗閃長岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡138.7±1.2 Ma,西檯子似斑狀黑雲母二長花崗岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡226.8±0.87 Ma,金廠溝梁片麻狀二長花崗岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡258.6±1.6 Ma~261.61±0.94 Ma,礦區石英斑岩脈鋯石LA-ICP MS諧和年齡為154.68±0.45 Ma。與礦脈相互穿插的黑雲粗安斑岩鋯石LA-ICP MS U-Pb加權平均年齡為131.7±1.1 Ma,接近或略早於成礦年齡,礦區南部對面溝銅鉬礦化輝鉬礦Re-Os加權平均年齡131.45±0.93 Ma,西礦區深部鉬礦化石英脈輝鉬礦Re-Os等時線年齡244.7±2.5 Ma,加權平均年齡243.5±1.3 Ma。
2.穩定同位素方面
礦石硫同位素組成:哈達門溝礦區δ34S變化於-21.7‰~5.4‰之間,極差為27.1‰,說明硫來源的復雜性,平均值為-10.6‰,表現出虧損重硫的特點,結合區內變質岩中黃鐵礦的δ34S值,認為這套變質火山-沉積岩系為一套孔茲岩系,本身富32S,哈達門溝成礦流體中硫繼承了這套太古宙地層中硫的同位素特點,並混有深部含礦流體的硫,所以成礦物質來源於深部流體和變質地層。金廠溝梁礦石硫化物δ34S變化於-2.8‰~-0.6‰之間,極差為2.2‰,平均值為-1.61‰,長皋溝金礦區礦石硫化物δ34S變化於-1.5‰~1.2‰之間,極差為2.7‰,平均值為-0.15‰,二道溝金礦區含金硫化物δ34S變化於-0.7‰~2.3‰之間,極差為3‰,平均值為-0.08‰,三者硫同位素組成相似,極差范圍小,均集中在0值附近,具有深源硫的特點。
鉛同位素組成:哈達門溝礦石鉛同位素組成、計算的單階段模式年齡,Th/U比值、μ值等,變化范圍較大,表明鉛不是在單一的鈾、釷-鉛系統中演化的,而是多階段的,鉛同位素的組成並非是正常鉛,而是混合鉛。在鉛構造模式圖上,哈達門溝礦石鉛同位素投點比較分散,表明哈達門溝金礦床鉛來源的復雜性。金廠溝梁、二道溝、常皋溝三個礦區礦石鉛同位素組成,單階段模式年齡,Th/U比值、μ值等一系列參數均相似,說明它們成礦作用有著相同的過程。參數變化范圍很小,說明鉛來源單一。在鉛構造模式圖上,鉛同位素數據主要投在地幔鉛演化曲線和下地殼鉛演化曲線之間,反映了鉛的來源主要為地幔和下地殼。
氫-氧同位素組成:哈達門溝金礦脈的δ18O水‰在3.80‰~5.20‰之間,平均4.49‰,柳壩溝金礦脈δ18O水‰在4.22‰~4.32‰之間,平均4.27‰,將結果投入δ18OH-δD圖上,投影點均落在原生岩漿水及變質水附近,說明哈達門溝金礦成礦熱液來源於岩漿水和部分變質熱液,後期有天水的混入。金廠溝梁金礦脈的δ18O水‰在2.2‰~7.8‰之間,平均4.9‰,δD為-108‰~62.4‰,平均-86‰,二道溝金礦脈δ18O水‰在7.4‰~7.9‰之間,平均7.6‰,δD為-110.9‰~-97.8‰,平均103.1‰,長皋溝金礦脈樣僅有一件,δ18O水‰為7.7‰,δD為-81.3‰,將結果投入δ18O水-δD圖上,三個礦區投影點均落在原生岩漿水及下方,說明成礦流體主要來自岩漿水,有部分天水混入,有1個樣品投入變質水范圍,說明流體繼承了變質流體的性質。
3.流體包裹體方面
哈達門溝金礦石英脈成礦溫度在160~300℃范圍內,成礦溫度集中在200~280℃之間,平均236℃;鹽度集中分布在5%~15%NaCleq之間,平均鹽度9.80%NaCleq;密度為0.75~1.15g/cm3,主要集中在0.75~0.85 g/cm3之間,平均0.86 g/cm3;成礦壓力(平均值)為(139~366)×105 Pa,平均253×105 Pa,對應靜岩深度為0.515~1.354 km,平均0.96 km,靜水深度為1.39~3.66 km,平均2.53 km;包裹體氣相成分以H2O和CO2為主,其次為N2,O2,含微量的CH4、C2H6、C2H2和C2H4等;液相組分陰離子以Cl-和 為主,還有少量的 和F-,微量Br-;陽離子以Na+,K+和Ca2+為主,Na+>K+,含少量Mg2+。
金廠溝梁含金石英脈成礦均一溫度范圍為190℃~380℃,集中在240℃~340℃之間,平均294℃;鹽度范圍為0.18%~8.81%NaCleq,平均鹽度3.79%NaCleq;密度為0.58~0.90g/cm3,主要集中在0.65~0.85g/cm3之間,平均0.75g/cm3;成礦壓力為(170~986)×105 Pa,平均705×105Pa,對應靜岩深度為(0.63~3.65)km,平均2.61 km,靜水深度為1.70~9.86 km,平均7.05 km;包裹體氣相成分中均以H2O和CO2為主,其次為N2,O2;液相組分中陰離子以Cl-和 為主,少量 和F-,微量Br-;陽離子以Na+,K+和Ca2+為主,少量Mg2+。對面溝銅鉬礦754中段含礦石英脈石英包裹體均一溫度范圍為194℃~424℃,平均315℃,鹽度5.41%~38.16%NaCleq,平均23.44%NaCleq,密度0.76~1.00 g/cm3,平均0.88 g/cm3。對面溝銅鉬礦床成礦壓力為(162.79~1189.42)×105 Pa,平均628×105 Pa,換算成相應的深度,靜水深度為1.63~11.89 km,平均6.28km,靜岩深度為0.60~4.41 km,平均2.32 km。早期鉬礦化石英脈石英包裹體均一溫度范圍為315℃~393℃,平均356℃,鹽度范圍為1.74%~11.58%NaCleq,平均值5.30%NaCleq,密度在0.56~0.82g/cm3之間,平均0.66g/cm3。鉬礦化石英脈成礦壓力為(865.99~1027.85)×105 Pa,平均943×105 Pa,換算成相應的深度,靜水深度為8.66~10.28 km,平均9.43 km,靜岩深度為3.21~3.81 km,平均3.49 km。
4.成礦機制方面
哈達門溝金礦床形成機制:在泥盆紀早期華北克拉通北緣處於弧-陸碰撞後的伸展構造背景,這種伸展背景引發山前大斷裂的活動,深部富鉀含礦流體沿山前大斷裂上升,在運移過程中不斷萃取圍岩中的金等成礦元素,在大斷裂的次級斷裂等構造有利部位充填、交代而形成這種金鉬組合型的礦床,後期有經受海西晚期-印支期多次熱液活動的疊加和改造,表現出本區成礦年齡多樣性的特點。
金廠溝梁金礦床形成機制:燕山晚期,中國東部發生過大規模的岩石圈減薄作用,這種減薄作用的結果可以導致陸殼,尤其是下地殼的重熔活化,發生了強烈的岩漿作用,並且導致殼-幔物質發生大比例混合,形成對面溝花崗閃長岩漿,在侵入過程中,從深部帶來豐富的成礦物質,在岩漿期後,深部含礦流體的大量積聚,在岩漿熱和流體壓力驅動下,小部分進入先成岩體斷裂,遷移富集沉澱成礦,如長皋溝金礦的形成;其餘大量含礦流體,與地下水、變質水混合,並在運移過程中萃取高豐度變質岩及部分火山岩中的成礦物質,形成富金流體,隨物化條件改變,在合適空間發生沉澱成礦,最終形成現今這樣的礦床,如金廠溝梁和二道溝金礦床。
哈達門溝金礦床和金廠溝梁金礦床分別代表華北克拉通不同演化階段,不同構造體制下的產物。其中哈達門溝金礦床代表華北克拉通與古亞洲洋相互作用的產物,而金廠溝梁代表華北克拉通東部岩石圈減薄的產物。
⑶ 主要成果
在塔里木盆地北部地區取得的研究成果可以概括以下:
(1)通過對近萬米露頭剖面的實測,建立了塔北地區寒武—侏羅紀的露頭層序劃分方案,共劃分出6個巨層序,13個超層序組,42個超層序,129個三級層序,並建立起相對水深變化曲線。
(2)在劃分各層位生物地層帶的基礎上,確定了各地層單位的絕對年齡值,首次建立起塔北地區寒武紀—侏羅紀層序年代系統。
(3)首次進行生物群落分析,劃分出32種生物群落類型,據此推斷出各地質時期沉積環境變遷和相對水深變化規程。
(4)利用現有地震資料對塔里木盆地北部地層(從寒武系至第三系)進行了系統、細致的層序劃分,共劃分出70個地震層序。並通過層序界面性質及規模的詳細分析,將其組合為三級(四分),從而建立起系統的地震層序地層格架。
(5)對沙32井和沙11井進行了系統的層序地層分析,根據基準面升降變化旋迴和層序疊置關系,將其分為4級,建立起塔北地區鑽井層序地層方案。
(6)建立了三個典型露頭的層序地層模式,詳細分析了各個層序的體系域特徵。
(7)根據地震和測井層序內部的體系域構成、三級層序疊置形式及平面展布特點,歸納出塔北地區的層序地層學特徵。
(8)根據地震剖面上上超點的遷移方向,編制出塔北地區上超點曲線。
(9)探索出一套利用測井資料研究沉積基準面變化的技術思路和方法,並形成系統軟體應用於塔北地區。根據測井曲線編制出反映海(湖)平面變化的可容納空間變化曲線,取得了良好的應用效果。
(10)研製開發出硅質碎屑岩和碳酸鹽岩層序地層發育演化動態模擬系統,闡明了復合密集段和復合層序的形成機制和類型,並成功地應用於塔北三疊系、石炭系和碳酸鹽岩的層序地層演化模擬,合理地解釋了有關地質問題。
⑷ 取得的主要成果
通過對中甸島弧西斑岩帶內發育的印支期中酸性淺成-超淺成相斑 (玢) 岩侵入體和賦存於其中的典型礦床-春都斑岩銅礦床地球化學及成岩成礦模式的研究, 主要取得以下成果:
(1) 通過野外觀察和室內鏡下鑒定、主量元素、微量元素及稀土元素綜合分析研究表明: ①春都礦區及中甸島弧西斑岩帶侵入體主要岩石類型為閃長玢岩, 其次為花崗閃長斑岩, 均屬於亞鹼岩系中的鈣鹼性岩類。②閃長玢岩、花崗閃長斑岩中富集大離子親石元素Sr、K、Rb、Ba、Th, 高場強元素Ta、Nb、P、Hf、Ti、HREE相對虧損, 具有島弧火成岩基本特徵; 斑 (玢) 岩中成礦金屬元素W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn豐度高。③閃長玢岩稀土元素總量變化於87.25~255.49之間, 球粒隕石標准化曲線為輕稀土元素富集型, 分配曲線右傾, 有輕微的銪正異常; 花崗閃長斑岩稀土元素總量變化於184.34~294.87之間, 球粒隕石標准化圖為輕稀土富集型, 分配曲線右傾, 有微弱銪負異常和微弱鈰負異常。輕、重稀土元素的分異程度高, 由早期的閃長玢岩→晚期的花崗閃長斑岩演化, 岩漿中的輕稀土富集程度和鹼性程度趨於增強, 閃長玢岩岩漿侵入早於花崗閃長斑岩, 是同源或相似岩漿不同演化過程的產物。
(2) 在宏觀地質研究基礎上, 依據岩漿岩主量元素、微量元素、稀土元素及同位素的分析, 對春都礦區及中甸島弧西斑岩帶成岩成礦構造構造環境進行了判別, 對物質來源和岩漿演化進行了深入的探討。①研究區侵入岩物質主要來源於與俯沖造山作用有關的地幔和地殼的混合, 產生於印支期甘孜-理塘洋殼向格咱微陸塊俯沖的消減帶 (俯沖帶)構造環境; 具I型花崗岩的特徵, 是活動大陸邊緣的產物。②研究區金屬硫化物硫同位素δ34S值變化於-6.54‰~0.14‰之間, 極差為6.40‰, 均值為-2.28‰, 硫同位素組成變化范圍較窄, 成礦物質來源比較單一, 硫主要來自深部岩漿, 具幔源硫的特徵 (0±3 ‰), 同時有一定數量的地殼沉積物還原硫的混入。 研究區鉛同位素的206Pb/204Pb值變化於17.863~18.036之間, 極差為0.173; 207Pb/204 Pb值變化於15.448~15.614之間, 極差為0.166; 208Pb/204Pb值變化於37.753~38.188之間, 極差為0.435; 具有單一的成礦物質來源。依據硫化物的鉛μ值及鉛平均增長曲線圖、鉛同位素△β-△γ成因分類圖解、鉛同位素構造環境判別圖的判別, 礦石鉛主要來自於下地殼或上地幔。③通過含礦石英脈樣品進行氫、氧同位素測試。δD值為-73.1‰~100‰, 變化幅度較大;δ18OSMOW值為13.2‰~13.9‰, 分布較為集中; 研究區成礦流體主要為原始岩漿水為主, 同時有大氣降水的加入。④閃長玢岩樣品的DI值介於60.43~75.13之間, 平均為67.25; 花崗閃長斑岩樣品的DI值介於77.60~90.55之間, 平均為81.16; 花崗閃長斑岩分異和酸性程度均較高於閃長玢岩。研究區閃長玢岩形成明顯受結晶分異作用所控制, 受部分熔融作用控制微弱; 花崗閃長斑岩同時受部分熔融和分離結晶作用所控制; 二者具有同源岩漿結晶分異演化關系, 屬於同源異相的產物。 閃長玢岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的質量百分數與lgSI值的線性關系均不明顯。 花崗閃長斑岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的質量百分數與lgSI值的線性關系均明顯, 春都閃長玢岩發生同化混染作用,有地殼物質的混入; 花崗閃長斑岩岩漿中也有少量大陸地殼物質混入, 同化混染作用較弱。
(3) 通過研究區侵入岩與埃達克質岩的對比研究, 並結合其宏觀地質特徵分析, 研究區侵入岩地球化學特徵具有高Sr、低Y、低Yb、高Sr/Y、富輕稀土, 無Eu異常或僅有輕微的負Eu異常, 與埃達克質岩特徵相似。
(4) 研究區蝕變分帶明顯, 存在以呈雁列式產出的花崗閃長斑岩岩枝或岩脈為中心,向外依次出現鉀硅化帶 (鉀長石、黑雲母及硅化帶)→絹英岩化帶 (石英絹雲母化帶)→(泥化帶)→青磐岩化帶→角岩化帶, 具有與 「二長岩蝕變」 模式相似的蝕變特徵, 但蝕變分帶的規律性相對較差, 存在重復-偏對稱現象, 顯示蝕變類型及其分帶受岩體控制的空間分布特徵。 一般情況下, 銅礦化強度與蝕變類型有顯著關系, 在硅鉀化帶、絹英岩化帶及其過渡帶礦化強度較好。
(5) 中甸島弧西斑岩帶展布於爛泥塘—雪雞坪—刺來—春都一帶, 斑岩體由閃長玢岩及其以岩枝、岩脈侵入其中的花崗閃長斑岩組成的復式岩體。春都硅化鉀化閃長玢岩鋯石LA-ICP-MS U-Pb微區定年分析的年齡為246.1±3.0Ma~260.8±2.5Ma, 與雪雞坪石英閃長玢岩體的角閃石40Ar-39Ar法年齡 (249.92±4.99Ma) 和刺來閃長玢岩鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡 (252.3±3.4Ma) 基本一致, 但推測實際閃長玢岩成岩年齡應晚於246.1±3.0Ma~260.8±2.5Ma, 大約240Ma左右。 春都含礦母岩花崗閃長斑岩體鋯石LA-ICP-MS U-Pb年齡為217.5±1.9~217.3±1.8Ma, 表明春都含礦母岩花崗閃長斑岩體年齡與中甸島弧岩漿活動的高峰成礦期215Ma基本一致。 無礦閃長玢岩形成比花崗閃長斑岩早約25Ma。 如此之久的岩漿-熱液系統是形成具有規模的斑岩銅礦必要條件之一。
(6) 通過野外地質工作發現, 研究區花崗閃長斑岩中可見閃長玢岩捕虜和穿插閃長玢岩的關系, 礦化與蝕變以花崗閃長斑岩為中心, 從花崗閃長斑岩體向外蝕變逐漸變弱;同位素測年結果表明, 春都花崗閃長斑岩體年齡與中甸島弧岩漿活動的高峰成礦期215Ma基本一致。 揭示了研究區成礦母岩為印支晚期侵位的花崗閃長斑岩。
(7) 建立了春都礦區及中甸島弧西斑岩帶的斑岩成因模式。 中三疊世-晚三疊世早期甘孜-理塘洋殼開始向西俯沖, 隨著俯沖深度的增加, 導致板片脫水和部分熔融, 引發地幔物質部分熔融, 從而形成了上侵的鈣鹼性系列的岩漿, 岩漿在上升過程中不斷分異演化, 當演化至安山岩漿時, 於晚三疊世沿NNW向的格咱河區域深大斷裂發生淺成-超淺成侵入, 形成早期呈岩株或岩枝產出的無礦閃長玢岩。 晚三疊世中晚期, 研究區底部的安山質岩漿演化為英安質岩漿, 英安質岩漿沿著閃長玢岩底部的構造薄弱帶 (NNW向斷裂構造系統) 上侵進入玢岩體內, 隨著溫度、壓力的降低, 最終形成春都花崗閃長斑岩,同時由於岩漿熱液的對流循環, 在斑岩體和圍岩 (早期侵位的玢岩或三疊系地層) 中形成了不同礦物組合及蝕變分帶。 由於西斑岩帶先期侵位的閃長玢岩的阻隔或壓製作用, 本階段岩漿侵入活動主體區域向東遷移至中-東斑岩帶, 所以西斑岩帶岩漿侵入活動相對較弱或侵位較深。 岩體在東斑岩帶主要呈岩株或岩枝產出, 而在西斑岩帶主要呈岩枝或岩脈產出, 岩體規模相對較小; 本期侵入體主要岩石類型有石英二長斑岩、花崗閃長斑岩等,本期侵入體主要岩石類型有石英二長斑岩、花崗閃長斑岩等, 為斑岩型銅 (鉬) 礦床的成礦母岩。
(8) 通過總結礦床成因及成礦規律, 建立了春都 「雁列式斑岩脈」 控礦模式。 在東西向的洋盆擠壓俯沖作用下, 中甸島弧區西斑岩帶的NNW向斷裂構造產生左行走滑, 由此派生一定量的NE-SW向局部引張, 形成雁列式斷裂構造系統。 花崗閃長斑岩岩漿沿NNW向雁列式走滑斷裂構造系統侵入早期玢岩體內或圍岩, 形成 「雁列式花崗閃長斑岩脈」。 當含礦熱液從花崗閃長斑岩岩漿中分離, 進入閃長玢岩或花崗閃長斑岩頂部的裂隙帶, 與下滲的大氣降水及溶解其中的部分成礦物質混合, 形成混合流體, 這種富含Cu、Pb、Zn、Fe等成礦物質和H2O、CO2、S2-、Cl-等揮發性組分的成礦流體進入圍岩裂隙中, 與圍岩發生硅鉀化、絹英岩化等交代蝕變作用, 熱液中的Cu等金屬元素與硫結合,形成浸染狀產出的黃鐵礦、黃銅礦等金屬硫化物; 或隨著溫度的降低成礦流體中的金屬硫化物直接析出形成脈狀的金屬硫化物。 受NNW向雁列式花崗閃長斑岩脈的控製作用, 春都銅礦床的礦體也呈現出雁列式分布的特徵, 形成與典型斑岩銅礦床不同的礦化格局。研究表明這種控礦模式在中甸島弧西斑岩帶具有重要的代表性。
(9) 系統分析了春都銅礦及中甸島弧西斑岩帶成礦地質條件, 總結了找礦標志。 對區內印支期發育的斑岩銅礦進行了詳盡的對比分析, 依據春都 「雁列式斑岩脈」 控礦模式, 優選了6個找礦靶區。 同時指出, 在今後的找礦工作中, 應把握好 「雁列式斑岩脈」控礦模式對含礦斑岩和礦體的控制規律, 在平行NNW走滑雁列式斷裂構造系統和沿其走向延伸方向做重點的控制和總體部署, 並加強深部找礦工作。
⑸ 取得的主要成果
通過多種方法綜合對水源區生態環境質量的定量研究,取得了如下的主要成果及認識:
(1)水源區生態環境現狀調查和研究表明,水源區生態環境問題突出,表現在: ①水土流失嚴重; ②森林資源退化; ③人地矛盾十分突出; ④環境污染形勢嚴峻; ⑤礦山環境不斷惡化。
(2)初步建立了水源區的土地利用/覆被遙感圖像分類體系,進行了水源區土地利用/覆被信息數據統計和變化趨勢分析。遙感技術和地理信息技術相結合,以 1989 年和 2000年的 LandsatTM 遙感數據源為依據,運用 ENVI 和 PHOTOSHOP 等圖像處理軟體和 MapGIS地理信息系統軟體,進行了水源區土地利用/覆被變化研究,建立了該區的土地利用/覆被遙感圖像分類體系。根據影像特徵建立判讀標志,採用人機交互方式進行———影像判讀,採用屏幕數字化方式提取兩個時相的土地利用/覆被信息,進行土地利用/覆被信息的數據統計和變化動態分析,揭示出該區土地利用/覆被變化與生態環境之間的關系。
(3)定性與定量相結合進行了水源區生態環境敏感性與生態功能評價。研究表明,水源區屬土壤侵蝕中度敏感區、生物多樣性及生境極敏感區及高度敏感區; 南部丹江口水庫庫體周圍和丹江支流的水體周圍是重要的水源涵養區; 北部山區是重要的生物多樣性保護區; 丹江口庫區及周圍的淺山丘陵區是重要的土壤保持區。
(4)建立了水源區的生態環境質量評價指標體系和評價標准。在系統分析研究該區域生態環境現狀基礎上,建立了該區的指標體系和評價標准。此次研究選取了與生態環境質量關系密切的氣象、水資源、地形地貌、植被、土壤、人口與土地、災害和環境污染 8項一級指標,23 項二級指標。
(5)多種方法綜合對水源區生態環境質量的定量研究表明,該區生態環境質量一般。目前該區的生態環境已經受到一定程度的破壞,生態系統結構有變化,但尚可維持基本功能,受干擾後易惡化,生態問題顯現。人類活動是導致該區生態環境惡化的主要原因,近期內生態環境仍然表現為繼續惡化的趨勢。
(6)對水源區生態環境進行了預警研究。在現狀評價基礎上,依據歷年統計資料趨勢外推獲取預警時段 2010 年和 2020 年的預測數據。結果表明: 未來 15 年,水源區生態環境質量處於一般狀態,生態環境呈現逆向演化趨勢,惡化速度不容忽視。根據警度區間劃分表可知,警情逐漸由中警向重警逼近,生態環境質量由一般狀態向惡劣狀態過渡。因此,需要對水源區進行報警。
(7)提出控制水土流失與面源污染,進行森林資源的培育、保護與可持續利用,加強生物多樣性的保護,合理開發與保護礦產資源等生態環境建設對策; 提出建立健全生態環境法制和體制管理,建立生態環境建設的經濟保障機制,加大水源區城鎮基礎建設投入,加強水質和生態環境監測手段,加強環境保護生態建設宣傳與公眾參與等保障措施。
⑹ 主要研究內容及取得的主要成果
通過對已有塌陷資料的抽象、歸納和總結,對鐵路沿線鐵路振動現象的實地測試,對室內水波動力學效應的試驗,以及對典型塌陷類型的三維數值模擬,作者對岩溶地區的多發災害——岩溶塌陷現象進行了系統研究。研究內容主要包括以下幾個方面:
(1)通過對已有塌陷資料的抽象、歸納和總結,對岩溶塌陷的地質概化模型進行了研究。研究包括對於岩溶塌陷的蓋層及其組合類型的研究,地下水面位於蓋層中不同位置時的研究,以及基岩介質中空隙分布類型不同的地質概化研究。
(2)針對特定的岩溶致塌地質和力學環境條件,歸納和總結了致塌過程中的各種力學條件的相互作用和疊加組合機理,提出了相應的力學耦合模式。根據概化模型的研究和力學耦合模式的分析,提出了岩溶致塌機制。
(3)典型機理模型的專門研究。從野外試驗及室內試驗著手,結合實例的數值模擬,對典型的塌陷類型進行專門性研究。主要包括以下內容:
A.在靜荷載下土洞的塌陷與抽水情形下的塌陷不同,相比之下表現為更具偶發性。通過靜荷載條件下土洞穩定的數值模擬,對其致塌過程進行了數值模擬研究;通過靜荷載大小的致塌效應、地形因素的影響、地下水下滲的致塌過程的對比,對靜荷載條件下影響岩溶塌陷的最敏感因素進行了研究;為了解土洞塌陷時土層的臨界力學性質,通過數值模擬的方法,對致塌臨界條件進行了數值模擬試驗研究。
B.以岩溶塌陷的地質概化模型及室內水波動試驗為基礎,對地下水位受迫下降時土洞在蓋層中力學效應進行專門研究;通過實例的分析及數學推導,對地下水位上升時的岩溶致塌現象進行了研究,特別對氣爆塌陷發育的判據進行了理論推導及論述,對水位恢復時塌陷區的土層最大安全厚度的數學表達式進行了研究;還通過抽水情形下致塌的典型實例研究,針對典型地質概化模型(包括單一阻水型蓋層概化模型、單一透水型概化模型、阻-透型概化模型)下的塌陷機理進行了數值模擬研究;針對塌陷過程中土洞間的內在聯系,進行了多土洞存在時的致塌過程研究;另外,也對岩溶水的數值模擬方法進行了探討。
C.針對鐵路沿線岩溶塌陷的多發性,對振動致塌現象的預測評價問題進行了專門性研究。首先對鐵路沿線土層中產生的振動特徵進行了實測,以通過實測獲取列車振動中的振波過程曲線、衰減特徵、特定土層下的衰減系數、振動附加力的大小等,並通過室內試驗標定了所測的振動附加力,且在數值模擬中對該附加力進行了驗證。在對鐵路沿線振動特徵實測的基礎上,對振動附加力致塌進行了分析,並提出了鐵路塌陷的致塌機理。為了對鐵路振動致塌作進一步的研究,進行了振動致塌的數值模擬研究。通過研究,對所提出的動力致塌機理及振動附加力的大小進行了驗證。同時,採用數值模擬的方法對不同加速度下鐵路振動波在土層中的破壞效應進行了研究,對不同衰減系數下鐵路振動波在土層中的破壞效應研究,對鐵路振動波數值模擬中的波形進行了研究,通過這些研究,提出了振動致塌中的穩定敏感性因素及動力數值模擬中的不同波形特徵及其適應范圍。
通過對以上內容的研究,主要取得了以下成果:
(1)在對岩溶致塌的地質概化模型的研究中提出:對於岩溶塌陷機理的分析應以其所處的地質及水文地質條件為基礎。在不同的地下水條件下,同樣的土-岩體,可能具有完全不同的失穩機制。提出了岩溶致塌的地質概化模型(包括蓋層及基岩地質概化模型),分別將岩溶塌陷的地質條件概化為蓋層中的7種模型及基岩中的4種模型,並對不同概化模型的致塌機制進行了分析。其中蓋層地質概化模型為:①單一阻水蓋層型地質概化模型,當岩溶水位位於蓋層中時,為「軟化-失托增荷-真空吸蝕」型致塌,當水位在蓋層以下時,為「波動-氣壓差剝離」型致塌;②在單一透水型蓋層概化模型情形下為「潛蝕-失托增荷-壓差場潛蝕致塌」機制;③阻-透型蓋層概化模型為「潛蝕-流土-氣壓差場」機制;④無蓋層的地質概化模型;⑤透-阻型蓋層概化模型,為「軟化-氣壓差場-滲流流土」致塌機制;⑥阻-透-阻概化模型;⑦透-阻-透概化模型為「天窗」超臨界水力坡降滲流流土致塌機制。岩溶介質中的地質概化模型為:①單層空洞地質概化模型;②多層空洞地質概化模型;③豎向洞穴地質概化模型;④均布空隙地質概化模型。
(2)通過對概化模型的研究,針對岩溶致塌中的作用力及其相互疊加耦合方式,提出了疊加耦合的5種模式,包括:①重力與靜荷載疊加耦合模式;②單一阻水型蓋層中水位下降時的疊加耦合模式;③單一透水型蓋層滲透力場疊加耦合模式;④水位恢復時的疊加耦合模式;⑤岩溶致塌中的動荷載疊加耦合模式。
(3)在以上概化模型及耦合模式的基礎上,將各塌陷類型下的致塌機制及機理模型總結為5種類型,包括:①水位下降致塌機理模型,其致塌過程中主要包括了三種主要致塌機制,分別為失托增荷致塌機制、潛蝕致塌機制、真空吸蝕致塌機制;②水位恢復致塌機理模型,其致塌過程主要為氣爆效應或水動效應致塌;③動荷載致塌機理模型,主要為「動荷載疊加耦合-破壞累積-重力致塌」機制及「液化」致塌機制(地震塌陷)等;④重力載入致塌機理模型,主要為重力剪斷機制或「荷載與重力超強度致塌」機理;⑤地表水致塌機理模型,主要有「散解效應」及「軟化效應」。
(4)通過對地下水面以上的土洞塌陷進行的專門性研究,提出了該種條件下土洞的致塌機制為地表水引起的「軟化」所致。通過對岩溶塌陷的敏感性研究,指出:靜力的載入不是土洞致塌的最敏感因素,地表水的下滲導致土層的力學性質降低才是致塌的最敏感因素。
(5)在地下水位波動引發的岩溶塌陷的專門性研究中,通過研究得出,岩溶區地下水位受迫下降至基岩面以下時的附加力在一定范圍內與在基岩面以上一樣,等於水位下降的幅度值,與蓋層下基岩中洞穴的形態及體積無關。岩溶空洞在岩溶致塌中的主要功能在於增大了基岩的滲透性,也使土粒得到迅速搬運。提出了壓力釋放系數在岩溶塌陷中起著重要作用。
A.通過對已有岩溶氣爆塌陷實例的分析,提出了氣爆塌陷的三個發育階段,分別為:第一階段,正壓形成階段;第二階段,土層破壞階段;第三階段,氣壓快速釋放及塌陷階段。
B.根據岩溶空腔的發育特徵,用波-馬氣體方程式對水位恢復時氣爆效應中所產生的附加力進行了描述,並提出了氣爆塌陷的判據為:
Kp=(py-p0)-τ-γth>0
C.對正壓氣爆條件中土層的最大安全厚度進行了討論,指出了其計算公式:
岩溶塌陷機理及其預測與評價研究
D.通過對水位波動力學效應的研究,提出了「水動效應」的概念。
(6)運用三維數值模擬的方法對復雜的岩溶塌陷機理及過程進行了系統性研究,探討了FLAC3D三維數值模擬應用於岩溶塌陷的模擬技術及方法,為岩溶塌陷的客觀評價及預測開辟了有效途徑。
A.在研究中成功地應用數值模擬的方法對地下水面以上的土洞塌陷機制進行了模擬和驗證。指出了影響這類致塌的最敏感因素為地表水的下滲因素。
B.在研究中成功地應用數值模擬的方法對所提出的典型概化模型的致塌機理進行了數值模擬驗證,包括:單一阻水蓋層模型的抽水致塌過程,阻-透型蓋層下的抽水致塌過程,單一透水型蓋層下的抽水致塌過程,並對各致塌過程中的受力特徵進行了比較。
C.應用數值模擬的方法成功地模擬了列車振動所導致的岩溶塌陷過程,驗證了所提出的致塌機理;通過波形特徵、加速度、衰減系數的數值模擬研究,提出在影響動力致塌過程的諸因素中,衰減系數是最敏感的因素。
(7)通過鐵路振動波型及在土層中附加力的測試,提出了鐵路振動的致塌機制為:「動荷載疊加耦合—破壞累積—重力致塌」機制。同時,得到了鐵路振動下的振波過程、振幅大小、頻率及在土層中形成的附加力大小,以及衰減系數,並提出:鐵路振動下振波具有脈沖波的特徵;通過標定後指出:列車振動在地表處產生的應力大小在1~3kN/m2之間,該值在數值模擬的研究中得到了驗證。
⑺ 主要研究內容和成果
針對黃河三角洲地區未來經濟可持續發展中所面臨的重大地學問題,本書主要研究了以下內容。
1.區域地質環境評價
通過分析歷史資料、實地調查、鑽孔勘探、物探、岩土分析、水樣化驗等手段,搞清了整個區域地表及地下的地質環境條件,特別是對區內比較復雜的工程地質問題,如天然地基承載力、飽和砂土液化、軟土、鹽鹼土等方面,開展了重點研究並進行了明確的分區,為今後黃河三角洲地區工農業生產的基礎建設,特別是城市的規劃布局提供了重要的依據。
2.海岸帶的侵蝕研究
利用RS和GIS技術對黃河三角洲近30年的海岸帶變遷規律進行了重點研究,對清水溝流路沙嘴附近海岸線、刁口地區海岸線和黃河港地區海岸線的不同類型變化規律進行了重點研究,並利用多元回歸模型進行了海岸線預測分析;對整個三角洲海岸帶的侵蝕淤積規律進行了深入研究並提出了侵蝕和淤積模式。
3.石油污染調查
對油氣聚集區不同土壤類型的土體和河流、水庫、海洋、地下水等不同類型水體中石油污染的分布范圍、危害程度、擴散情況及發展趨勢進行了調查研究,這些研究結果對於制定有關採油條件下的環境保護規劃、供水規劃、土地開發利用規劃等提供了依據。
4.農業生態地質調查
研究了土壤地球化學背景特徵、生態農業土壤環境、生態農業地質類型,進行了生態農業地質工程區劃。研究提出應對農業地質環境變化的對策和評價建議,為區域農業結構調整、發展優質安全農業體系等政府宏觀決策提供科學依據。
5.地熱資源的調查
對區內地熱資源的形成、分布、資源量、開發利用進行了詳細的調查和分析。
6.地質旅遊資源調查
對區內的旅遊地學資源、地質遺跡的種類和形成原因進行了詳細調查,同時對地質旅遊資源的開發、布局和旅遊路線進行了規劃。
7.地下水環境調查
對區內地下水的埋藏、類型、分布、動態、資源量、開發與污染現狀等方面進行了全面的調查分析。在此基礎上提出了水資源可持續開發利用對策,包括引黃蓄水、節水、人工調蓄增加地下水可采資源、微鹹水利用、污廢水處理、引黃灌區尾水利用等,這些措施對於緩解黃河三角洲的供水緊張局面具有重要意義。
8.地質環境信息系統建設
建立了各種地質環境資料庫、空間資料庫,並實現了數字化圖件與資料庫的連接;建立了黃河三角洲生態經濟區地質環境信息系統,該系統的建立,為系統、動態提取黃河三角洲的空間地學信息,尤其是多因素疊置信息提供了便利條件。
⑻ 主要工作成果是什麼意思
一、主要工作成自果是完成起決定作用的工作後產生的成就。
二、工作成果是完成工作後產生的。能力越高,工作成果就越好。我們暫且用下面的公式表示:
R=F(C.M)
R代表工作成果(Result),C代表能力(Capacity),M代表成熟度(Maturity)。F是它們之間的關系函數,每個人的關系函數應該都不一樣,但總體來說應該是工作成熟度M和能力C越高,工作成果越好。
⑼ 主要成果是什麼
1,主要工作成果」的意思是:完成起決定作用的工作後產生的成就。
2,主要:事物中關系最大、起決定作用的。
3,工作成果:是完成工作後產生的效果。
⑽ 主要成果
1.利用現有地震資料對塔里木盆地北部地層(從寒武系至第三系)進行了系統、細致的層序劃分,共劃分出70個地震層序。並通過層序界面性質及規模的詳細分析,將其組合為三級(四分),從而建立起系統的地震層序地層格架。
2.對沙32井和沙11井進行了系統的層序地層分析,根據基準面升降變化旋迴和層序疊置關系,將其分為4級,建立起塔北地區鑽井層序地層方案。
3.建立了三個典型露頭層序地層剖面,詳細分析了各個層序的體系域特徵。
4.根據地震和測井層序內部的體系域構成、三級層序疊置形式及平面展布特點,歸納出塔北地區的層序地層學特徵。
5.根據地震剖面上上超點的遷移方向,編制出塔北地區上超點變化曲線。
6.探索出一套利用測井資料研究沉積基準面變化的技術思路和方法,並形成系統軟體應用於塔北地區,根據測井曲線編制出反映海(湖)平面變化的可容納空間變化曲線,取得了良好的應用效果.
7.研製開發出一套層序地層發育演化動態模擬系統,應用於塔北三疊系與石炭系的層序地層演化模擬,模擬剖面合理地解釋了有關地質問題。
8.研究了三疊系、石炭系和奧陶系層序的體系域特徵,建立起相應的沉積體系。
9.分析、探討了如何從層序地層學的角度研究油氣成藏條件和評價有利區帶。並對三疊系、石炭系有利成藏區帶和新的有利勘探區作出了預測。