基于数值模拟的汾河二库对晋祠泉岩溶水系统渗漏补给作用研究

汾河二库的下闸蓄水,改变了晋祠泉域汾河地表水对岩溶水的渗漏补给条件,对区域岩溶水流场变化有着长远的影响。本研究通过系统梳理库区水文地质条件,勾画地表水渗漏补给岩溶水范围,考虑地层岩性、蓄水高度等因素,确定二库不同蓄水水位下晋祠泉域获渗漏量占比;构建晋祠泉三维岩溶地下水流模型,研究二库渗漏对泉域岩溶地下水补给作用,并预测不同蓄水情景下晋祠泉口水位变化趋势。结果表明：晋祠泉域获渗漏量占比随二库蓄水位非线性变化,最低为92.8%,在二库蓄水位达902 m后稳定在93.7%,而渗漏量与二库蓄水高度呈正相关;泉域岩溶水径流区受渗漏补给作用最显著,其次为排泄区、北部补给区;渗漏补给作用下,地下水位回升值受二库水位和补水距离影响;维持设计水位（905.7 m）和2017年水位（895.9~902.4 m）时,预计晋祠泉口水位分别在2021年7月和2023年1月达到泉口高程。     

大兴安岭环二库新元古代变质辉长岩的厘定及其地质意义

环二库地区位于大兴安岭大扬气林场,岩石组合为斜长角闪岩、变质辉长岩、橄榄岩和大理岩,主要以NE向呈似层状、透镜状或碎片状产出。LA-ICP-MS锆石U-Pb测年结果表明,其中变质辉长岩形成于新元古代末期(696.8±2.9 Ma);岩石地球化学分析显示,环儿库变质辉长岩具有类似N-MORB的地球化学特征,且与部分岛弧拉斑玄武岩(IAT)具有成分上的亲缘性,表明变质辉长岩的形成与俯冲作用有关。结合区域上吉峰、嘎仙蛇绿岩可知,环二库岩石组合具有类似于蛇绿混杂岩的特征,其中变质辉长岩可能代表了新元古代末期的洋壳残片,表明大兴安岭北段地区新元古代时期存在古洋盆。     

大兴安岭环二库地区新元古代晚期花岗岩发现及其地质意义

最近的研究成果表明,在大兴安岭新林-喜桂图旗断裂东段的吉峰、嘎仙、环二库地区存在一些蛇绿岩岩石组合.在大兴安岭地区大扬气林场环二库蛇绿混杂岩中的花岗岩中获得锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄为557.2±2.2 Ma,表明其形成于新元古代晚期.岩石总体上具略贫碱,弱过铝质钙碱性,具有不明显的Eu负异常,为弱过铝钙碱性I型花岗岩.岩石富集轻稀土元素和Hf、Ba、Nd、U等元素,相对亏损Th、Nb、Ta、Zr等元素.结合新元古代末期新林-吉峰地区存在新元古代洋盆,认为该岩体可能形成于该大洋俯冲环境.     

基于测井频谱分析的松科二井登娄库组地层沉积速率研究

松辽盆地科学钻探工程松科二井获取了白垩纪陆相沉积资料,其中连续、多参数、高分辨率的地球物理测井资料为研究松辽盆地地层的沉积速率变化规律提供了机会。本文利用GR、Th、K、Th/K多种测井数据,采用天文旋回的方法来计算松科二井登娄库组地层的沉积速率,并探讨影响地层沉积的主控因素。多种测井数据的频谱分析结果表明了登娄库组地层记录着米兰科维奇旋回信息,这说明登娄库组沉积过程受天文轨道驱动力影响。Th测井数据对天文旋回信息的敏感性强,综合考虑多种测井数据的测试结果获得了连续、相对准确的地层沉积速率。登娄库组地层沉积速率从下往上整体呈现为由高到低的趋势。登二段至登三段时期地层沉积主要受盆地断陷活动控制,地层整体具有高沉积速率特征,最高达到16.2 cm/ka。随后至登四段时期由于断陷活动逐渐减弱,盆地向区域坳陷的构造格局转化,登四段整体具有沉积速率较低的特征,最低为5.9cm/ka。该研究建立了松科二井登娄库组地层连续的沉积速率剖面,为揭示松辽盆地由断陷活动过渡到坳陷活动的地质规律提供了测井证据。     

新型边界积分方程的无单元解及其应用

目前隧道及大型地下工程往往在裂隙岩体中开挖,而裂隙与地下空间的距离及裂隙的扩展条件,制约着隧道及地下工程的稳定性。应用能考虑孔洞和裂纹问题的新型边界积分方程与无网格加辽金法结合,建立一种新型的边界无单元法。在该方法中基本的未知量是由边界上的面力和边界上位移密度函数构成的复变量边界函数 。文中应用的边界积分公式和Muskhelishvili的积分公式直接相关。将无网格构造方法引入新型的边界积分方程,建立了新型的边界无单元法。应用该方法详细分析了含隧道和裂纹间相互关系等问题,其数值结果与解析结果吻合很好,说明该方法的正确性和可行性。     

西昆仑库地蛇绿岩的二辉辉石岩和玄武岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄及其意义

西昆仑造山带划分为北昆仑地体和南昆仑地体,关于西昆仑造山带中库地蛇绿岩的形成时代一直存在争议。本文在库地布孜完沟超镁铁岩单元角闪石化二辉辉石岩和依歇克沟火山岩单元底部粒玄岩中获得了锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄,分别为494.28±0.86Ma和500.30±8.0Ma,两者非常相近,说明超镁铁岩单元和火山岩单元下部的玄武岩形成时代均为晚寒武世-早奥陶世,是配套的蛇绿岩组成单元,即库地蛇绿岩为早古生代早期原特提斯洋的产物。根据前人已发表的年代学、古生物学资料和本文的资料分析对比,原划依莎克群火山岩单元可能是构造拼合叠置体,应予解体。     

映射法在隔水边界附近对地下水水位预报的应用——以马鬃山西段营毛沱水源地为例

营毛沱水源地位于河西走廊北部干旱缺水的马鬃山区西段。根据前人资料利用水文地质测绘与地球物探相结合的方法,首次在本区寻求到了可供开发利用的构造带裂隙水,运用映射法在隔水边界(构造带)附近,根据拟开采量的不同对水源地在开采过程中的水位降深进行了预报,为水源地的运营提供了依据;成功建立了不小于45万m3/a的集中供水水源地,为河西走廊北部山区少部分锰铁矿资源的开发提供了水资源保障。对以后在河西走廊北部干旱区寻找水资源具有一定的参考意义。     

新疆库地北中三叠世斑状二长花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其构造意义

西昆仑山是塔里木地块和羌塘地块在晚中生代碰撞造山的产物,古特提斯洋分支库尔良-阿羌裂谷闭合时限亦存在争议。以库地北斑状二长花岗岩为研究对象,进行岩石学、地球化学和年代学研究。获得LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄244.42±0.87Ma,时代为中三叠世。斑状二长花岗岩的SiO_2含量为65.57%～67.70%,Mg~#值为35～38,A/CNK值为0.90～1.01,属于偏铝质高钾钙碱性岩石。稀土元素总量为193×10~(-6)～339×10~(-6),δEu=0.72～0.78,具弱负Eu异常。微量元素Rb、K、Th、U、La、Ce、Zr富集,Nb、Ti、P中等-强亏损。斑状二长花岗岩属于I型花岗岩,源岩为安山岩,形成于俯冲的大陆岛弧环境。结合区域资料和前人研究成果表明,斑状二长花岗岩形成于中三叠世大陆岛弧环境,中三叠世库地一带存在古特提斯洋壳俯冲活动,库尔良-阿羌裂谷尚未消减闭合。     

祁连山党河盆地二道泉剖面新近纪沉积物磁性矿物与古水流及其对盆地水系演化的启示

二道泉剖面(39°01' 34″N, 95°52' 49″E) 位于党河盆地腹地, 呈北南向展布, 长790m, 党河盆地位于祁连山腹地, 是研究青藏高原北部构造沉积与地貌演变的理想地区。本研究在野外地层观测、古流水重建及砾石组分分析的基础上, 对党河盆地中西部二道泉剖面新近系白杨河组顶部-玉门砾岩底部河湖相沉积物进行磁化率测量与等温剩磁实验分析。结果显示, 剖面沉积物的磁性矿物主要有磁铁矿和赤铁矿, 其中赤铁矿相对含量较高。通过对比发现剖面中黄色调粗粒沉积物中的赤铁矿含量显著高于红色调细粒沉积物。砾石成分和向南的古流向结果显示, 白杨河组晚期至玉门砾岩早期地层沉积物主要源自于二道泉剖面北部的野马南山地区。磁化率及沉积相揭示出源区物理风化作用逐渐增强, 赤铁矿是从源区直接搬运沉积的, 而非自生形成; 这一过程未受外界气候环境的影响, 赤铁矿多为碎屑, 岩石颜色发黄。综合分析认为, 二道泉剖面疏勒河组到玉门砾岩组早期沉积时党河盆地发育一条规模逐渐变大、水动力逐渐变强的由北向南流动的河流, 现今流向为北西向的党河水系可能最早在新近纪玉门砾岩沉积中期以后才形成。

     

高密度电阻率法二维勘探数据的三维反演及其在岩溶探测中的应用

三维高密度电阻率法可以有效地解决二维高密度电阻率法在探测空间形态上的不足.将高密度电阻率法二维勘探数据做三维反演,不仅实现了地下空间结构的三维电阻率成像,还克服了传统三维高密度电阻率法在经济成本上的限制.将此方法应用到岩溶勘探中,利用DUK-2A高密度电法仪系统采集数据;然后,把二维高密度数据拼接转化成三维可反演数据,再将反演得到的结果通过三维成像软件实现任意三维地电切片,从而获得丰富的地电结构信息;最后,结合三维切片与钻孔资料对溶洞进行解释,为工程的顺利施工提供科学依据,从而证明该方法的可行性和有效性.     

基于非饱和渗流的水库库岸滑坡稳定性计算

三峡水库蓄水后,库水位涨落和降雨入渗是导致滑坡的主要因素。本文以秭归县下土地岭滑坡为例,在一个水文年内根据库区水位调控方案并考虑库区降雨情况,运用非饱和土力学的渗流和抗剪强度理论,对滑坡稳定性进行了分析,得出在库水位涨落和降雨条件下滑坡渗流和稳定性的变化规律,对库区滑坡稳定性评价和治理有一定的指导作用。     

山西汾河水环境与污染治理

汾河是山西的主要河流，污染严重，环境问题十分突出。为控制汾河水污染，需对重点源进行强化治理。本文共筛选治理项目８９个，共需投资１３．０２亿元。治理完成后，２０００年汾河主要污染物ＣＯＤ可削减９２３１２．４ｔ／ａ，ＳＳ３３９３１ｔ／ａ。届时源头水可达到功能要求，中下游水质可接近农灌田水标准。     

江苏东海温泉热储温度估算

以东海温泉为例,依据8个热水样品的水化学分析数据,讨论了区域地质背景下热储温度的估算。分析认为:东海温泉为同源的地热水,热水在上升过程中发生冷水混合作用;对比不同地热温标的适用条件,分别采用Na-K-Mg三角图法、硅温标混合模型方法计算热储温度。结果显示:2种方法的计算结果较为接近,东海温泉的热储温度在153~170℃之间。     

浙江泰顺承天氡泉热储概念模型探讨

泰顺承天氡泉地处断陷盆地边缘,元古界基底隆起区。在资料搜集整理和实地调查的基础上,分析了其控矿因素,研究了地热地质条件,提出了泰顺承天氡泉热储概念模型。     

山西娘子关泉水及污染成因再分析

山西娘子关泉水是我国北方最大的岩溶泉水之一,也是世界著名大泉,上世纪80年代前多年平均天然流量12.6 m3/s。文章利用1∶5万娘子关泉域岩溶水文地质环境地质调查项目勘探调查成果,对以下2个问题开展再分析:（1）娘子关泉水的成因,勘探等资料表明绵河南岸五龙泉、苇泽关等泉组主要接收下部中、上寒武统含水岩组岩溶水的补给,而非前人研究来源于上部中奥陶至下奥陶含水岩组补给;（2）结合水文地质条件,采用同位素等方法分析,认为部分地区煤矿老窑水的出流是导致娘子关泉水近年来加速污染的主要原因。      

黄河支流汾河流域水资源开发利用现状及生态环境问题

【研究目的】汾河是黄河第二大支流,也是山西省的第一大河,流域内水资源供需矛盾突出,分析水资源开发利用现状及其生态环境问题是进行流域生态修复的前提。【研究方法】本文在分析汾河流域水资源特征及其开发利用现状的基础上,系统总结了汾河径流量衰减、岩溶大泉断流和水质恶化等生态环境问题,并对其成因进行了分析。【研究结果】研究表明：汾河流域多年平均水资源量为33.59亿m³,其中地下水资源是水资源的主要组成部分,约占72%;2005年以后由于跨流域调水、地下水压采等汾河流域综合治理措施的实施,水资源的供水结构发生了较大的变化,地表水的供水比例由最初的30%提高到55%,地下水供水比例由原来的62%降低到目前的37%。整体上,汾河流域的水资源开发利用程度高达80%以上,水资源的过度开发已导致汾河干流断流、入黄径流量大幅衰减、岩溶大泉断流等严重的生态环境问题。其中,汾河流入黄河径流量从1955至2018年衰减程度达63.5%,衰减的原因主要是降水量的减少和岩溶大泉的流量衰减;汾河流域内8个岩溶大泉的总流量从1956至2018年的衰减程度达69%,50%的岩溶大泉已在不同时期断流,岩溶大泉的水质恶化问题也非常严重,如晋祠泉和龙子祠泉的TDS和SO₄^2-呈逐年升高的趋势,煤矿开采是造成岩溶泉水SO₄^2-含量快速升高的主要原因。【结论】汾河流域的水资源供需矛盾十分突出,虽然通过跨流域调水等生态修复措施实现了汾河干流全年不断流、地下水位止降回升和地表水环境质量初步改善,但生态环境恶化的趋势依然严峻。创新点：分析了山西省汾河流域近15年的水资源特征及其供水结构的变化规律;系统总结了汾河流域的生态环境问题,并对其成因进行了探讨。     

水位涨落对库岸滑坡孔隙水压力影响的非饱和渗流分析

以某水库库岸滑坡为工程背景,根据饱和-非饱和渗流控制方程,针对不同滑坡体渗透性和库水位升降速率,研究库水位变化条件下滑坡体内孔隙水压力的动态响应,得到：(1) 水位升降时,在相同的入渗条件下,饱和渗透系数对初始地下水位有明显的影响;增大饱和渗透系数能降低地下水位,使地下水位线变得平缓,滑坡体的动、静水压力减小,有利于稳定;(2) 增加库水位升降速率,地下水位响应滞后变得显著,地下水位线形态整体变陡,滑坡体的动水压力增大,不利于边坡稳定性。     

点群分析法在泉域子系统划分中的应用——以山西延河泉域为例

应用Q型点群分析这种数学地质方法，运用水化学与同位素水样资料，对山西延河泉域进行了子系统的划分，取得了满意的效果，并在生产实践中得到了证实与应用。     

渭北中部筛珠洞泉补给来源的再认识

筛珠洞泉位于中低山区与渭北黄土台塬区衔接地带。筛珠洞泉区地势整体趋势为西北高东南低,北部以中低山为主,海拔在1 200-1 600 m之间,多由裸露和隐伏碳酸盐岩组成;西南地势逐渐降低,海拔在800-1 000 m之间,为以唐王陵向斜为主的一系列褶皱构造,由奥陶系碎屑岩和碳酸盐岩组成;东南部地势呈阶梯状下降,山前地带海拔多在400-500 m之间,为裸露碳酸盐岩区与山前冲洪积扇区的接触地带。筛珠洞泉作为渭北中部最大的岩溶泉,对于其补给来源前人已做了大量的研究,较为一致的认识是泾河渗漏是筛珠洞泉最主要补给来源,且筛珠洞泉是渭北中部筛珠洞泉域隐伏岩溶系统的集中排泄点。本文根据氢、氧和锶同位素的研究成果,结合水文地球化学及岩溶水文地质条件,对筛珠洞泉的补给来源提出了与前人研究不同的认识,即筛珠洞泉的补给以筛珠洞泉域外西南部岩溶地下水为主;在所有的补给来源中,大气降水、河水及岩溶水所占比例分别为11%、37%和52%;在岩溶水补给中,西南部、西北部及坝址区岩溶水所占比例分别为77.9%、19.7%和2.4%。在此基础上,本文还根据氚同位素资料估算筛珠洞主泉岩溶水的平均滞留时间为62-64年。