⑴ 取得主要成果
1)针对松散含水层水文地质特点和不同地球物理勘查方法的技术特点、使用条件,并通过在华北(北京潮白河、河北石家庄西马庄、河北保定清苑等)、西北(格尔木地区)和东北(黑龙江林甸地区等)等松散地层的综合物探技术的应用研究,分别建立了不同尺度下、不同埋深含水层空间结构精细探测的物探方法最佳组合技术方案。
2)通过国内外水文测井求取水文地质参数的理论研究,建立了一套地球物理测井资料求取水文地质参数的方法体系,编制了水文地质测井参数计算系统软件并获中华人民共和国国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书。同时开展了复电阻率新技术估算水力传导系数的理论与应用研究,并取得明显效果,为利用物探技术求取水文地质参数提供了新的手段。
3)通过大量的野外数据试验和理论研究,以先进的支持向量回归机理论为核心分别建立了采用不同的地球物理参数预测松散含水层含水量的预测模型,即除了采用含水层空间几何参数(厚度、埋深等)外,分别利用电阻率与激电参数、电阻率与弹性参数预测含水量的模型;并对其关键技术进行研究,形成了一套比较系统的预测理论与体系;编制了松散含水层含水量物探方法预测系统软件并获得中华人民共和国国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书。
4)通过对常规地球物理测井技术的研究,提供了利用常规测井资料预测单井涌水量的技术方法,编制了地球物理测井单井涌水量预测系统软件,并获得中华人民共和国国家版权局颁发的计算机软件著作权登记证书。
5)对建立的预测系统,通过在北京潮白河水源地、石家庄西马庄水源地和内蒙古河套平原五原县水源地等3个重点水源地的含水量预测结果与抽水试验数据对比,预测精度小于27%。达到了研究预期,形成了一种实用的新技术。同时,为了使研究成果具有一定的推广性,在北京潮白河水源地建立公益性科研成果落地示范基地1个。
⑵ 取得的主要成果
本书是在充分吸收消化前人成果的基础上,对华北克拉通北缘哈达门沟和金厂沟梁两个最有代表性的典型金矿床进行重点解剖研究,通过野外地质调查和室内测试,综合分析研究相结合,查明典型金矿床的成矿地质背景、矿床地质特征、成矿流体地球化学特征、成矿物质来源以及成矿时代,进行成矿机制分析。在单个矿床解剖的基础上,对两个典型矿床进行对比研究,探讨华北克拉通北缘区域控矿因素及成矿规律,为进一步找矿提供依据。本书所取得的主要成果有:
1.成岩(矿)时代方面
通过精确的成岩(矿)年龄测定,在哈达门沟金矿区,获得沙德盖岩体锆石SHRIMP U-Pb加权平均年龄为221.6±2.1 Ma,西沙德盖岩体锆石LA-ICPMS U-Pb加权平均年龄为222.9±0.82 Ma;获得哈达门沟金矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为386.6±6.1 Ma,金成矿的形成主要发生在早泥盆世;矿区北部西沙德盖钼矿床辉钼矿Re-Os等时线年龄为226.4±3.3 Ma,钼矿床形成于三叠纪。在金厂沟梁金矿区,获得对面沟似斑状花岗闪长岩锆石LA-ICP MS加权平均年龄140.86±0.71 Ma~142.65±0.44 Ma,对面沟细粒花岗闪长岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄138.7±1.2 Ma,西台子似斑状黑云母二长花岗岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄226.8±0.87 Ma,金厂沟梁片麻状二长花岗岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄258.6±1.6 Ma~261.61±0.94 Ma,矿区石英斑岩脉锆石LA-ICP MS谐和年龄为154.68±0.45 Ma。与矿脉相互穿插的黑云粗安斑岩锆石LA-ICP MS U-Pb加权平均年龄为131.7±1.1 Ma,接近或略早于成矿年龄,矿区南部对面沟铜钼矿化辉钼矿Re-Os加权平均年龄131.45±0.93 Ma,西矿区深部钼矿化石英脉辉钼矿Re-Os等时线年龄244.7±2.5 Ma,加权平均年龄243.5±1.3 Ma。
2.稳定同位素方面
矿石硫同位素组成:哈达门沟矿区δ34S变化于-21.7‰~5.4‰之间,极差为27.1‰,说明硫来源的复杂性,平均值为-10.6‰,表现出亏损重硫的特点,结合区内变质岩中黄铁矿的δ34S值,认为这套变质火山-沉积岩系为一套孔兹岩系,本身富32S,哈达门沟成矿流体中硫继承了这套太古宙地层中硫的同位素特点,并混有深部含矿流体的硫,所以成矿物质来源于深部流体和变质地层。金厂沟梁矿石硫化物δ34S变化于-2.8‰~-0.6‰之间,极差为2.2‰,平均值为-1.61‰,长皋沟金矿区矿石硫化物δ34S变化于-1.5‰~1.2‰之间,极差为2.7‰,平均值为-0.15‰,二道沟金矿区含金硫化物δ34S变化于-0.7‰~2.3‰之间,极差为3‰,平均值为-0.08‰,三者硫同位素组成相似,极差范围小,均集中在0值附近,具有深源硫的特点。
铅同位素组成:哈达门沟矿石铅同位素组成、计算的单阶段模式年龄,Th/U比值、μ值等,变化范围较大,表明铅不是在单一的铀、钍-铅系统中演化的,而是多阶段的,铅同位素的组成并非是正常铅,而是混合铅。在铅构造模式图上,哈达门沟矿石铅同位素投点比较分散,表明哈达门沟金矿床铅来源的复杂性。金厂沟梁、二道沟、常皋沟三个矿区矿石铅同位素组成,单阶段模式年龄,Th/U比值、μ值等一系列参数均相似,说明它们成矿作用有着相同的过程。参数变化范围很小,说明铅来源单一。在铅构造模式图上,铅同位素数据主要投在地幔铅演化曲线和下地壳铅演化曲线之间,反映了铅的来源主要为地幔和下地壳。
氢-氧同位素组成:哈达门沟金矿脉的δ18O水‰在3.80‰~5.20‰之间,平均4.49‰,柳坝沟金矿脉δ18O水‰在4.22‰~4.32‰之间,平均4.27‰,将结果投入δ18OH-δD图上,投影点均落在原生岩浆水及变质水附近,说明哈达门沟金矿成矿热液来源于岩浆水和部分变质热液,后期有天水的混入。金厂沟梁金矿脉的δ18O水‰在2.2‰~7.8‰之间,平均4.9‰,δD为-108‰~62.4‰,平均-86‰,二道沟金矿脉δ18O水‰在7.4‰~7.9‰之间,平均7.6‰,δD为-110.9‰~-97.8‰,平均103.1‰,长皋沟金矿脉样仅有一件,δ18O水‰为7.7‰,δD为-81.3‰,将结果投入δ18O水-δD图上,三个矿区投影点均落在原生岩浆水及下方,说明成矿流体主要来自岩浆水,有部分天水混入,有1个样品投入变质水范围,说明流体继承了变质流体的性质。
3.流体包裹体方面
哈达门沟金矿石英脉成矿温度在160~300℃范围内,成矿温度集中在200~280℃之间,平均236℃;盐度集中分布在5%~15%NaCleq之间,平均盐度9.80%NaCleq;密度为0.75~1.15g/cm3,主要集中在0.75~0.85 g/cm3之间,平均0.86 g/cm3;成矿压力(平均值)为(139~366)×105 Pa,平均253×105 Pa,对应静岩深度为0.515~1.354 km,平均0.96 km,静水深度为1.39~3.66 km,平均2.53 km;包裹体气相成分以H2O和CO2为主,其次为N2,O2,含微量的CH4、C2H6、C2H2和C2H4等;液相组分阴离子以Cl-和 为主,还有少量的 和F-,微量Br-;阳离子以Na+,K+和Ca2+为主,Na+>K+,含少量Mg2+。
金厂沟梁含金石英脉成矿均一温度范围为190℃~380℃,集中在240℃~340℃之间,平均294℃;盐度范围为0.18%~8.81%NaCleq,平均盐度3.79%NaCleq;密度为0.58~0.90g/cm3,主要集中在0.65~0.85g/cm3之间,平均0.75g/cm3;成矿压力为(170~986)×105 Pa,平均705×105Pa,对应静岩深度为(0.63~3.65)km,平均2.61 km,静水深度为1.70~9.86 km,平均7.05 km;包裹体气相成分中均以H2O和CO2为主,其次为N2,O2;液相组分中阴离子以Cl-和 为主,少量 和F-,微量Br-;阳离子以Na+,K+和Ca2+为主,少量Mg2+。对面沟铜钼矿754中段含矿石英脉石英包裹体均一温度范围为194℃~424℃,平均315℃,盐度5.41%~38.16%NaCleq,平均23.44%NaCleq,密度0.76~1.00 g/cm3,平均0.88 g/cm3。对面沟铜钼矿床成矿压力为(162.79~1189.42)×105 Pa,平均628×105 Pa,换算成相应的深度,静水深度为1.63~11.89 km,平均6.28km,静岩深度为0.60~4.41 km,平均2.32 km。早期钼矿化石英脉石英包裹体均一温度范围为315℃~393℃,平均356℃,盐度范围为1.74%~11.58%NaCleq,平均值5.30%NaCleq,密度在0.56~0.82g/cm3之间,平均0.66g/cm3。钼矿化石英脉成矿压力为(865.99~1027.85)×105 Pa,平均943×105 Pa,换算成相应的深度,静水深度为8.66~10.28 km,平均9.43 km,静岩深度为3.21~3.81 km,平均3.49 km。
4.成矿机制方面
哈达门沟金矿床形成机制:在泥盆纪早期华北克拉通北缘处于弧-陆碰撞后的伸展构造背景,这种伸展背景引发山前大断裂的活动,深部富钾含矿流体沿山前大断裂上升,在运移过程中不断萃取围岩中的金等成矿元素,在大断裂的次级断裂等构造有利部位充填、交代而形成这种金钼组合型的矿床,后期有经受海西晚期-印支期多次热液活动的叠加和改造,表现出本区成矿年龄多样性的特点。
金厂沟梁金矿床形成机制:燕山晚期,中国东部发生过大规模的岩石圈减薄作用,这种减薄作用的结果可以导致陆壳,尤其是下地壳的重熔活化,发生了强烈的岩浆作用,并且导致壳-幔物质发生大比例混合,形成对面沟花岗闪长岩浆,在侵入过程中,从深部带来丰富的成矿物质,在岩浆期后,深部含矿流体的大量积聚,在岩浆热和流体压力驱动下,小部分进入先成岩体断裂,迁移富集沉淀成矿,如长皋沟金矿的形成;其余大量含矿流体,与地下水、变质水混合,并在运移过程中萃取高丰度变质岩及部分火山岩中的成矿物质,形成富金流体,随物化条件改变,在合适空间发生沉淀成矿,最终形成现今这样的矿床,如金厂沟梁和二道沟金矿床。
哈达门沟金矿床和金厂沟梁金矿床分别代表华北克拉通不同演化阶段,不同构造体制下的产物。其中哈达门沟金矿床代表华北克拉通与古亚洲洋相互作用的产物,而金厂沟梁代表华北克拉通东部岩石圈减薄的产物。
⑶ 主要成果
在塔里木盆地北部地区取得的研究成果可以概括以下:
(1)通过对近万米露头剖面的实测,建立了塔北地区寒武—侏罗纪的露头层序划分方案,共划分出6个巨层序,13个超层序组,42个超层序,129个三级层序,并建立起相对水深变化曲线。
(2)在划分各层位生物地层带的基础上,确定了各地层单位的绝对年龄值,首次建立起塔北地区寒武纪—侏罗纪层序年代系统。
(3)首次进行生物群落分析,划分出32种生物群落类型,据此推断出各地质时期沉积环境变迁和相对水深变化规程。
(4)利用现有地震资料对塔里木盆地北部地层(从寒武系至第三系)进行了系统、细致的层序划分,共划分出70个地震层序。并通过层序界面性质及规模的详细分析,将其组合为三级(四分),从而建立起系统的地震层序地层格架。
(5)对沙32井和沙11井进行了系统的层序地层分析,根据基准面升降变化旋回和层序叠置关系,将其分为4级,建立起塔北地区钻井层序地层方案。
(6)建立了三个典型露头的层序地层模式,详细分析了各个层序的体系域特征。
(7)根据地震和测井层序内部的体系域构成、三级层序叠置形式及平面展布特点,归纳出塔北地区的层序地层学特征。
(8)根据地震剖面上上超点的迁移方向,编制出塔北地区上超点曲线。
(9)探索出一套利用测井资料研究沉积基准面变化的技术思路和方法,并形成系统软件应用于塔北地区。根据测井曲线编制出反映海(湖)平面变化的可容纳空间变化曲线,取得了良好的应用效果。
(10)研制开发出硅质碎屑岩和碳酸盐岩层序地层发育演化动态模拟系统,阐明了复合密集段和复合层序的形成机制和类型,并成功地应用于塔北三叠系、石炭系和碳酸盐岩的层序地层演化模拟,合理地解释了有关地质问题。
⑷ 取得的主要成果
通过对中甸岛弧西斑岩带内发育的印支期中酸性浅成-超浅成相斑 (玢) 岩侵入体和赋存于其中的典型矿床-春都斑岩铜矿床地球化学及成岩成矿模式的研究, 主要取得以下成果:
(1) 通过野外观察和室内镜下鉴定、主量元素、微量元素及稀土元素综合分析研究表明: ①春都矿区及中甸岛弧西斑岩带侵入体主要岩石类型为闪长玢岩, 其次为花岗闪长斑岩, 均属于亚碱岩系中的钙碱性岩类。②闪长玢岩、花岗闪长斑岩中富集大离子亲石元素Sr、K、Rb、Ba、Th, 高场强元素Ta、Nb、P、Hf、Ti、HREE相对亏损, 具有岛弧火成岩基本特征; 斑 (玢) 岩中成矿金属元素W、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn丰度高。③闪长玢岩稀土元素总量变化于87.25~255.49之间, 球粒陨石标准化曲线为轻稀土元素富集型, 分配曲线右倾, 有轻微的铕正异常; 花岗闪长斑岩稀土元素总量变化于184.34~294.87之间, 球粒陨石标准化图为轻稀土富集型, 分配曲线右倾, 有微弱铕负异常和微弱铈负异常。轻、重稀土元素的分异程度高, 由早期的闪长玢岩→晚期的花岗闪长斑岩演化, 岩浆中的轻稀土富集程度和碱性程度趋于增强, 闪长玢岩岩浆侵入早于花岗闪长斑岩, 是同源或相似岩浆不同演化过程的产物。
(2) 在宏观地质研究基础上, 依据岩浆岩主量元素、微量元素、稀土元素及同位素的分析, 对春都矿区及中甸岛弧西斑岩带成岩成矿构造构造环境进行了判别, 对物质来源和岩浆演化进行了深入的探讨。①研究区侵入岩物质主要来源于与俯冲造山作用有关的地幔和地壳的混合, 产生于印支期甘孜-理塘洋壳向格咱微陆块俯冲的消减带 (俯冲带)构造环境; 具I型花岗岩的特征, 是活动大陆边缘的产物。②研究区金属硫化物硫同位素δ34S值变化于-6.54‰~0.14‰之间, 极差为6.40‰, 均值为-2.28‰, 硫同位素组成变化范围较窄, 成矿物质来源比较单一, 硫主要来自深部岩浆, 具幔源硫的特征 (0±3 ‰), 同时有一定数量的地壳沉积物还原硫的混入。 研究区铅同位素的206Pb/204Pb值变化于17.863~18.036之间, 极差为0.173; 207Pb/204 Pb值变化于15.448~15.614之间, 极差为0.166; 208Pb/204Pb值变化于37.753~38.188之间, 极差为0.435; 具有单一的成矿物质来源。依据硫化物的铅μ值及铅平均增长曲线图、铅同位素△β-△γ成因分类图解、铅同位素构造环境判别图的判别, 矿石铅主要来自于下地壳或上地幔。③通过含矿石英脉样品进行氢、氧同位素测试。δD值为-73.1‰~100‰, 变化幅度较大;δ18OSMOW值为13.2‰~13.9‰, 分布较为集中; 研究区成矿流体主要为原始岩浆水为主, 同时有大气降水的加入。④闪长玢岩样品的DI值介于60.43~75.13之间, 平均为67.25; 花岗闪长斑岩样品的DI值介于77.60~90.55之间, 平均为81.16; 花岗闪长斑岩分异和酸性程度均较高于闪长玢岩。研究区闪长玢岩形成明显受结晶分异作用所控制, 受部分熔融作用控制微弱; 花岗闪长斑岩同时受部分熔融和分离结晶作用所控制; 二者具有同源岩浆结晶分异演化关系, 属于同源异相的产物。 闪长玢岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的质量百分数与lgSI值的线性关系均不明显。 花岗闪长斑岩SiO2、Al2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O的质量百分数与lgSI值的线性关系均明显, 春都闪长玢岩发生同化混染作用,有地壳物质的混入; 花岗闪长斑岩岩浆中也有少量大陆地壳物质混入, 同化混染作用较弱。
(3) 通过研究区侵入岩与埃达克质岩的对比研究, 并结合其宏观地质特征分析, 研究区侵入岩地球化学特征具有高Sr、低Y、低Yb、高Sr/Y、富轻稀土, 无Eu异常或仅有轻微的负Eu异常, 与埃达克质岩特征相似。
(4) 研究区蚀变分带明显, 存在以呈雁列式产出的花岗闪长斑岩岩枝或岩脉为中心,向外依次出现钾硅化带 (钾长石、黑云母及硅化带)→绢英岩化带 (石英绢云母化带)→(泥化带)→青磐岩化带→角岩化带, 具有与 “二长岩蚀变” 模式相似的蚀变特征, 但蚀变分带的规律性相对较差, 存在重复-偏对称现象, 显示蚀变类型及其分带受岩体控制的空间分布特征。 一般情况下, 铜矿化强度与蚀变类型有显著关系, 在硅钾化带、绢英岩化带及其过渡带矿化强度较好。
(5) 中甸岛弧西斑岩带展布于烂泥塘—雪鸡坪—刺来—春都一带, 斑岩体由闪长玢岩及其以岩枝、岩脉侵入其中的花岗闪长斑岩组成的复式岩体。春都硅化钾化闪长玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb微区定年分析的年龄为246.1±3.0Ma~260.8±2.5Ma, 与雪鸡坪石英闪长玢岩体的角闪石40Ar-39Ar法年龄 (249.92±4.99Ma) 和刺来闪长玢岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄 (252.3±3.4Ma) 基本一致, 但推测实际闪长玢岩成岩年龄应晚于246.1±3.0Ma~260.8±2.5Ma, 大约240Ma左右。 春都含矿母岩花岗闪长斑岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为217.5±1.9~217.3±1.8Ma, 表明春都含矿母岩花岗闪长斑岩体年龄与中甸岛弧岩浆活动的高峰成矿期215Ma基本一致。 无矿闪长玢岩形成比花岗闪长斑岩早约25Ma。 如此之久的岩浆-热液系统是形成具有规模的斑岩铜矿必要条件之一。
(6) 通过野外地质工作发现, 研究区花岗闪长斑岩中可见闪长玢岩捕虏和穿插闪长玢岩的关系, 矿化与蚀变以花岗闪长斑岩为中心, 从花岗闪长斑岩体向外蚀变逐渐变弱;同位素测年结果表明, 春都花岗闪长斑岩体年龄与中甸岛弧岩浆活动的高峰成矿期215Ma基本一致。 揭示了研究区成矿母岩为印支晚期侵位的花岗闪长斑岩。
(7) 建立了春都矿区及中甸岛弧西斑岩带的斑岩成因模式。 中三叠世-晚三叠世早期甘孜-理塘洋壳开始向西俯冲, 随着俯冲深度的增加, 导致板片脱水和部分熔融, 引发地幔物质部分熔融, 从而形成了上侵的钙碱性系列的岩浆, 岩浆在上升过程中不断分异演化, 当演化至安山岩浆时, 于晚三叠世沿NNW向的格咱河区域深大断裂发生浅成-超浅成侵入, 形成早期呈岩株或岩枝产出的无矿闪长玢岩。 晚三叠世中晚期, 研究区底部的安山质岩浆演化为英安质岩浆, 英安质岩浆沿着闪长玢岩底部的构造薄弱带 (NNW向断裂构造系统) 上侵进入玢岩体内, 随着温度、压力的降低, 最终形成春都花岗闪长斑岩,同时由于岩浆热液的对流循环, 在斑岩体和围岩 (早期侵位的玢岩或三叠系地层) 中形成了不同矿物组合及蚀变分带。 由于西斑岩带先期侵位的闪长玢岩的阻隔或压制作用, 本阶段岩浆侵入活动主体区域向东迁移至中-东斑岩带, 所以西斑岩带岩浆侵入活动相对较弱或侵位较深。 岩体在东斑岩带主要呈岩株或岩枝产出, 而在西斑岩带主要呈岩枝或岩脉产出, 岩体规模相对较小; 本期侵入体主要岩石类型有石英二长斑岩、花岗闪长斑岩等,本期侵入体主要岩石类型有石英二长斑岩、花岗闪长斑岩等, 为斑岩型铜 (钼) 矿床的成矿母岩。
(8) 通过总结矿床成因及成矿规律, 建立了春都 “雁列式斑岩脉” 控矿模式。 在东西向的洋盆挤压俯冲作用下, 中甸岛弧区西斑岩带的NNW向断裂构造产生左行走滑, 由此派生一定量的NE-SW向局部引张, 形成雁列式断裂构造系统。 花岗闪长斑岩岩浆沿NNW向雁列式走滑断裂构造系统侵入早期玢岩体内或围岩, 形成 “雁列式花岗闪长斑岩脉”。 当含矿热液从花岗闪长斑岩岩浆中分离, 进入闪长玢岩或花岗闪长斑岩顶部的裂隙带, 与下渗的大气降水及溶解其中的部分成矿物质混合, 形成混合流体, 这种富含Cu、Pb、Zn、Fe等成矿物质和H2O、CO2、S2-、Cl-等挥发性组分的成矿流体进入围岩裂隙中, 与围岩发生硅钾化、绢英岩化等交代蚀变作用, 热液中的Cu等金属元素与硫结合,形成浸染状产出的黄铁矿、黄铜矿等金属硫化物; 或随着温度的降低成矿流体中的金属硫化物直接析出形成脉状的金属硫化物。 受NNW向雁列式花岗闪长斑岩脉的控制作用, 春都铜矿床的矿体也呈现出雁列式分布的特征, 形成与典型斑岩铜矿床不同的矿化格局。研究表明这种控矿模式在中甸岛弧西斑岩带具有重要的代表性。
(9) 系统分析了春都铜矿及中甸岛弧西斑岩带成矿地质条件, 总结了找矿标志。 对区内印支期发育的斑岩铜矿进行了详尽的对比分析, 依据春都 “雁列式斑岩脉” 控矿模式, 优选了6个找矿靶区。 同时指出, 在今后的找矿工作中, 应把握好 “雁列式斑岩脉”控矿模式对含矿斑岩和矿体的控制规律, 在平行NNW走滑雁列式断裂构造系统和沿其走向延伸方向做重点的控制和总体部署, 并加强深部找矿工作。
⑸ 取得的主要成果
通过多种方法综合对水源区生态环境质量的定量研究,取得了如下的主要成果及认识:
(1)水源区生态环境现状调查和研究表明,水源区生态环境问题突出,表现在: ①水土流失严重; ②森林资源退化; ③人地矛盾十分突出; ④环境污染形势严峻; ⑤矿山环境不断恶化。
(2)初步建立了水源区的土地利用/覆被遥感图像分类体系,进行了水源区土地利用/覆被信息数据统计和变化趋势分析。遥感技术和地理信息技术相结合,以 1989 年和 2000年的 LandsatTM 遥感数据源为依据,运用 ENVI 和 PHOTOSHOP 等图像处理软件和 MapGIS地理信息系统软件,进行了水源区土地利用/覆被变化研究,建立了该区的土地利用/覆被遥感图像分类体系。根据影像特征建立判读标志,采用人机交互方式进行———影像判读,采用屏幕数字化方式提取两个时相的土地利用/覆被信息,进行土地利用/覆被信息的数据统计和变化动态分析,揭示出该区土地利用/覆被变化与生态环境之间的关系。
(3)定性与定量相结合进行了水源区生态环境敏感性与生态功能评价。研究表明,水源区属土壤侵蚀中度敏感区、生物多样性及生境极敏感区及高度敏感区; 南部丹江口水库库体周围和丹江支流的水体周围是重要的水源涵养区; 北部山区是重要的生物多样性保护区; 丹江口库区及周围的浅山丘陵区是重要的土壤保持区。
(4)建立了水源区的生态环境质量评价指标体系和评价标准。在系统分析研究该区域生态环境现状基础上,建立了该区的指标体系和评价标准。此次研究选取了与生态环境质量关系密切的气象、水资源、地形地貌、植被、土壤、人口与土地、灾害和环境污染 8项一级指标,23 项二级指标。
(5)多种方法综合对水源区生态环境质量的定量研究表明,该区生态环境质量一般。目前该区的生态环境已经受到一定程度的破坏,生态系统结构有变化,但尚可维持基本功能,受干扰后易恶化,生态问题显现。人类活动是导致该区生态环境恶化的主要原因,近期内生态环境仍然表现为继续恶化的趋势。
(6)对水源区生态环境进行了预警研究。在现状评价基础上,依据历年统计资料趋势外推获取预警时段 2010 年和 2020 年的预测数据。结果表明: 未来 15 年,水源区生态环境质量处于一般状态,生态环境呈现逆向演化趋势,恶化速度不容忽视。根据警度区间划分表可知,警情逐渐由中警向重警逼近,生态环境质量由一般状态向恶劣状态过渡。因此,需要对水源区进行报警。
(7)提出控制水土流失与面源污染,进行森林资源的培育、保护与可持续利用,加强生物多样性的保护,合理开发与保护矿产资源等生态环境建设对策; 提出建立健全生态环境法制和体制管理,建立生态环境建设的经济保障机制,加大水源区城镇基础建设投入,加强水质和生态环境监测手段,加强环境保护生态建设宣传与公众参与等保障措施。
⑹ 主要研究内容及取得的主要成果
通过对已有塌陷资料的抽象、归纳和总结,对铁路沿线铁路振动现象的实地测试,对室内水波动力学效应的试验,以及对典型塌陷类型的三维数值模拟,作者对岩溶地区的多发灾害——岩溶塌陷现象进行了系统研究。研究内容主要包括以下几个方面:
(1)通过对已有塌陷资料的抽象、归纳和总结,对岩溶塌陷的地质概化模型进行了研究。研究包括对于岩溶塌陷的盖层及其组合类型的研究,地下水面位于盖层中不同位置时的研究,以及基岩介质中空隙分布类型不同的地质概化研究。
(2)针对特定的岩溶致塌地质和力学环境条件,归纳和总结了致塌过程中的各种力学条件的相互作用和叠加组合机理,提出了相应的力学耦合模式。根据概化模型的研究和力学耦合模式的分析,提出了岩溶致塌机制。
(3)典型机理模型的专门研究。从野外试验及室内试验着手,结合实例的数值模拟,对典型的塌陷类型进行专门性研究。主要包括以下内容:
A.在静荷载下土洞的塌陷与抽水情形下的塌陷不同,相比之下表现为更具偶发性。通过静荷载条件下土洞稳定的数值模拟,对其致塌过程进行了数值仿真研究;通过静荷载大小的致塌效应、地形因素的影响、地下水下渗的致塌过程的对比,对静荷载条件下影响岩溶塌陷的最敏感因素进行了研究;为了解土洞塌陷时土层的临界力学性质,通过数值模拟的方法,对致塌临界条件进行了数值模拟试验研究。
B.以岩溶塌陷的地质概化模型及室内水波动试验为基础,对地下水位受迫下降时土洞在盖层中力学效应进行专门研究;通过实例的分析及数学推导,对地下水位上升时的岩溶致塌现象进行了研究,特别对气爆塌陷发育的判据进行了理论推导及论述,对水位恢复时塌陷区的土层最大安全厚度的数学表达式进行了研究;还通过抽水情形下致塌的典型实例研究,针对典型地质概化模型(包括单一阻水型盖层概化模型、单一透水型概化模型、阻-透型概化模型)下的塌陷机理进行了数值模拟研究;针对塌陷过程中土洞间的内在联系,进行了多土洞存在时的致塌过程研究;另外,也对岩溶水的数值模拟方法进行了探讨。
C.针对铁路沿线岩溶塌陷的多发性,对振动致塌现象的预测评价问题进行了专门性研究。首先对铁路沿线土层中产生的振动特征进行了实测,以通过实测获取列车振动中的振波过程曲线、衰减特征、特定土层下的衰减系数、振动附加力的大小等,并通过室内试验标定了所测的振动附加力,且在数值模拟中对该附加力进行了验证。在对铁路沿线振动特征实测的基础上,对振动附加力致塌进行了分析,并提出了铁路塌陷的致塌机理。为了对铁路振动致塌作进一步的研究,进行了振动致塌的数值模拟研究。通过研究,对所提出的动力致塌机理及振动附加力的大小进行了验证。同时,采用数值模拟的方法对不同加速度下铁路振动波在土层中的破坏效应进行了研究,对不同衰减系数下铁路振动波在土层中的破坏效应研究,对铁路振动波数值模拟中的波形进行了研究,通过这些研究,提出了振动致塌中的稳定敏感性因素及动力数值模拟中的不同波形特征及其适应范围。
通过对以上内容的研究,主要取得了以下成果:
(1)在对岩溶致塌的地质概化模型的研究中提出:对于岩溶塌陷机理的分析应以其所处的地质及水文地质条件为基础。在不同的地下水条件下,同样的土-岩体,可能具有完全不同的失稳机制。提出了岩溶致塌的地质概化模型(包括盖层及基岩地质概化模型),分别将岩溶塌陷的地质条件概化为盖层中的7种模型及基岩中的4种模型,并对不同概化模型的致塌机制进行了分析。其中盖层地质概化模型为:①单一阻水盖层型地质概化模型,当岩溶水位位于盖层中时,为“软化-失托增荷-真空吸蚀”型致塌,当水位在盖层以下时,为“波动-气压差剥离”型致塌;②在单一透水型盖层概化模型情形下为“潜蚀-失托增荷-压差场潜蚀致塌”机制;③阻-透型盖层概化模型为“潜蚀-流土-气压差场”机制;④无盖层的地质概化模型;⑤透-阻型盖层概化模型,为“软化-气压差场-渗流流土”致塌机制;⑥阻-透-阻概化模型;⑦透-阻-透概化模型为“天窗”超临界水力坡降渗流流土致塌机制。岩溶介质中的地质概化模型为:①单层空洞地质概化模型;②多层空洞地质概化模型;③竖向洞穴地质概化模型;④均布空隙地质概化模型。
(2)通过对概化模型的研究,针对岩溶致塌中的作用力及其相互叠加耦合方式,提出了叠加耦合的5种模式,包括:①重力与静荷载叠加耦合模式;②单一阻水型盖层中水位下降时的叠加耦合模式;③单一透水型盖层渗透力场叠加耦合模式;④水位恢复时的叠加耦合模式;⑤岩溶致塌中的动荷载叠加耦合模式。
(3)在以上概化模型及耦合模式的基础上,将各塌陷类型下的致塌机制及机理模型总结为5种类型,包括:①水位下降致塌机理模型,其致塌过程中主要包括了三种主要致塌机制,分别为失托增荷致塌机制、潜蚀致塌机制、真空吸蚀致塌机制;②水位恢复致塌机理模型,其致塌过程主要为气爆效应或水动效应致塌;③动荷载致塌机理模型,主要为“动荷载叠加耦合-破坏累积-重力致塌”机制及“液化”致塌机制(地震塌陷)等;④重力加载致塌机理模型,主要为重力剪断机制或“荷载与重力超强度致塌”机理;⑤地表水致塌机理模型,主要有“散解效应”及“软化效应”。
(4)通过对地下水面以上的土洞塌陷进行的专门性研究,提出了该种条件下土洞的致塌机制为地表水引起的“软化”所致。通过对岩溶塌陷的敏感性研究,指出:静力的加载不是土洞致塌的最敏感因素,地表水的下渗导致土层的力学性质降低才是致塌的最敏感因素。
(5)在地下水位波动引发的岩溶塌陷的专门性研究中,通过研究得出,岩溶区地下水位受迫下降至基岩面以下时的附加力在一定范围内与在基岩面以上一样,等于水位下降的幅度值,与盖层下基岩中洞穴的形态及体积无关。岩溶空洞在岩溶致塌中的主要功能在于增大了基岩的渗透性,也使土粒得到迅速搬运。提出了压力释放系数在岩溶塌陷中起着重要作用。
A.通过对已有岩溶气爆塌陷实例的分析,提出了气爆塌陷的三个发育阶段,分别为:第一阶段,正压形成阶段;第二阶段,土层破坏阶段;第三阶段,气压快速释放及塌陷阶段。
B.根据岩溶空腔的发育特征,用波-马气体方程式对水位恢复时气爆效应中所产生的附加力进行了描述,并提出了气爆塌陷的判据为:
Kp=(py-p0)-τ-γth>0
C.对正压气爆条件中土层的最大安全厚度进行了讨论,指出了其计算公式:
岩溶塌陷机理及其预测与评价研究
D.通过对水位波动力学效应的研究,提出了“水动效应”的概念。
(6)运用三维数值模拟的方法对复杂的岩溶塌陷机理及过程进行了系统性研究,探讨了FLAC3D三维数值模拟应用于岩溶塌陷的模拟技术及方法,为岩溶塌陷的客观评价及预测开辟了有效途径。
A.在研究中成功地应用数值模拟的方法对地下水面以上的土洞塌陷机制进行了模拟和验证。指出了影响这类致塌的最敏感因素为地表水的下渗因素。
B.在研究中成功地应用数值模拟的方法对所提出的典型概化模型的致塌机理进行了数值模拟验证,包括:单一阻水盖层模型的抽水致塌过程,阻-透型盖层下的抽水致塌过程,单一透水型盖层下的抽水致塌过程,并对各致塌过程中的受力特征进行了比较。
C.应用数值模拟的方法成功地模拟了列车振动所导致的岩溶塌陷过程,验证了所提出的致塌机理;通过波形特征、加速度、衰减系数的数值模拟研究,提出在影响动力致塌过程的诸因素中,衰减系数是最敏感的因素。
(7)通过铁路振动波型及在土层中附加力的测试,提出了铁路振动的致塌机制为:“动荷载叠加耦合—破坏累积—重力致塌”机制。同时,得到了铁路振动下的振波过程、振幅大小、频率及在土层中形成的附加力大小,以及衰减系数,并提出:铁路振动下振波具有脉冲波的特征;通过标定后指出:列车振动在地表处产生的应力大小在1~3kN/m2之间,该值在数值模拟的研究中得到了验证。
⑺ 主要研究内容和成果
针对黄河三角洲地区未来经济可持续发展中所面临的重大地学问题,本书主要研究了以下内容。
1.区域地质环境评价
通过分析历史资料、实地调查、钻孔勘探、物探、岩土分析、水样化验等手段,搞清了整个区域地表及地下的地质环境条件,特别是对区内比较复杂的工程地质问题,如天然地基承载力、饱和砂土液化、软土、盐碱土等方面,开展了重点研究并进行了明确的分区,为今后黄河三角洲地区工农业生产的基础建设,特别是城市的规划布局提供了重要的依据。
2.海岸带的侵蚀研究
利用RS和GIS技术对黄河三角洲近30年的海岸带变迁规律进行了重点研究,对清水沟流路沙嘴附近海岸线、刁口地区海岸线和黄河港地区海岸线的不同类型变化规律进行了重点研究,并利用多元回归模型进行了海岸线预测分析;对整个三角洲海岸带的侵蚀淤积规律进行了深入研究并提出了侵蚀和淤积模式。
3.石油污染调查
对油气聚集区不同土壤类型的土体和河流、水库、海洋、地下水等不同类型水体中石油污染的分布范围、危害程度、扩散情况及发展趋势进行了调查研究,这些研究结果对于制定有关采油条件下的环境保护规划、供水规划、土地开发利用规划等提供了依据。
4.农业生态地质调查
研究了土壤地球化学背景特征、生态农业土壤环境、生态农业地质类型,进行了生态农业地质工程区划。研究提出应对农业地质环境变化的对策和评价建议,为区域农业结构调整、发展优质安全农业体系等政府宏观决策提供科学依据。
5.地热资源的调查
对区内地热资源的形成、分布、资源量、开发利用进行了详细的调查和分析。
6.地质旅游资源调查
对区内的旅游地学资源、地质遗迹的种类和形成原因进行了详细调查,同时对地质旅游资源的开发、布局和旅游路线进行了规划。
7.地下水环境调查
对区内地下水的埋藏、类型、分布、动态、资源量、开发与污染现状等方面进行了全面的调查分析。在此基础上提出了水资源可持续开发利用对策,包括引黄蓄水、节水、人工调蓄增加地下水可采资源、微咸水利用、污废水处理、引黄灌区尾水利用等,这些措施对于缓解黄河三角洲的供水紧张局面具有重要意义。
8.地质环境信息系统建设
建立了各种地质环境数据库、空间数据库,并实现了数字化图件与数据库的连接;建立了黄河三角洲生态经济区地质环境信息系统,该系统的建立,为系统、动态提取黄河三角洲的空间地学信息,尤其是多因素叠置信息提供了便利条件。
⑻ 主要工作成果是什么意思
一、主要工作成自果是完成起决定作用的工作后产生的成就。
二、工作成果是完成工作后产生的。能力越高,工作成果就越好。我们暂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是它们之间的关系函数,每个人的关系函数应该都不一样,但总体来说应该是工作成熟度M和能力C越高,工作成果越好。
⑼ 主要成果是什么
1,主要工作成果”的意思是:完成起决定作用的工作后产生的成就。
2,主要:事物中关系最大、起决定作用的。
3,工作成果:是完成工作后产生的效果。
⑽ 主要成果
1.利用现有地震资料对塔里木盆地北部地层(从寒武系至第三系)进行了系统、细致的层序划分,共划分出70个地震层序。并通过层序界面性质及规模的详细分析,将其组合为三级(四分),从而建立起系统的地震层序地层格架。
2.对沙32井和沙11井进行了系统的层序地层分析,根据基准面升降变化旋回和层序叠置关系,将其分为4级,建立起塔北地区钻井层序地层方案。
3.建立了三个典型露头层序地层剖面,详细分析了各个层序的体系域特征。
4.根据地震和测井层序内部的体系域构成、三级层序叠置形式及平面展布特点,归纳出塔北地区的层序地层学特征。
5.根据地震剖面上上超点的迁移方向,编制出塔北地区上超点变化曲线。
6.探索出一套利用测井资料研究沉积基准面变化的技术思路和方法,并形成系统软件应用于塔北地区,根据测井曲线编制出反映海(湖)平面变化的可容纳空间变化曲线,取得了良好的应用效果.
7.研制开发出一套层序地层发育演化动态模拟系统,应用于塔北三叠系与石炭系的层序地层演化模拟,模拟剖面合理地解释了有关地质问题。
8.研究了三叠系、石炭系和奥陶系层序的体系域特征,建立起相应的沉积体系。
9.分析、探讨了如何从层序地层学的角度研究油气成藏条件和评价有利区带。并对三叠系、石炭系有利成藏区带和新的有利勘探区作出了预测。