[中图分类号] [文献码] B [ 文章 编号] 1000-405X(2013)-7-229-2 中国地质调查局是我国目前唯一组织公益性地质钻探技术研究开发和推广应用的单位,自1999年成立以来,在组织地质钻探技术研究开发和推广应用方面开展了大量工作并做出了显著的成绩,对我国地质钻探技术的发展起到了较好的推动作用。面对地质工作大发展的新形势和实现地质工作现代化目标的要求,地质钻探技术如何发展,如何更好地起到对地质工作的支撑作用,笔者对这些问题有些不成熟的想法,在此发表,希望能抛砖引玉,与大家共同探讨地质钻探技术的发展问题。 1地质工作对钻探技术的需求 目前我国矿产资源紧缺,资源问题成为制约国家建设和国民经济发展的瓶颈问题,引起了国家政府和领导的高度重视。在国务院关于加强地质工作的决定提出的地质工作主要任务中,突出能源矿产勘查和加强非能源重要矿产勘查是两项首要任务。国家为此投入了大量经费,除了正在实施的国土资源大调查专项基金之外,又启动了危机矿山接替资源找矿专项基金和地质勘查基金。此外,地方、甚至个人也在找矿方面表现出很大的热情,并进行积极的投资。近年来,随着地质工作的加强,地质钻探工作量成倍增长,一些省区的年钻探工作量达到了几十万米。钻探工作项目资金来源有国土资源大调查、矿产资源补偿费、中央财政补贴、省资源补偿费、地方财政补贴、市场项目等。钻探工作量加大,使得对钻探设备和技术的需求同时加大。 2地质钻探技术应用现状 与世界先进的钻探技术相比,目前我国地质勘探工作中采用的钻探技术总体水平比较落后。钻探施工主要采用立轴式岩心钻机,基本上是20世纪80年代左右的设计。现代的全液压动力头钻机依靠进口,我国自己研制的产品已经开始出现,但还未得到大面积推广应用,而且现在只有个别钻深能力(1000m)的钻机,还未形成系列。钻探工艺方面,一些先进的钻进工艺方法还没有得到推广应用。金刚石绳索取心钻进方法虽得到了较多的应用,但还未能大面积普及。液动锤钻进(液动冲击回转钻进)方法的优点虽然为人们所认识,但由于该方法在恶劣的泥浆条件下使用时,钻具可靠性和寿命方面存在着一些问题以及这些年钻探现场管理水平的下降,使其在地质钻探中的应用较以前更少。一些具有较好前景的先进的钻进工艺方法,如绳索取心液动锤钻进方法和不提钻换钻头方法虽然都已研制成功,但实际应用很少。空气反循环取样钻进方法尽管具有高效率、低成本的特点,但由于没有得到地质人员的认可,至今未能得到推广。除此之外,目前地质钻探施工中所用的钻孔护壁堵漏技术、测斜技术等,基本上也是20世纪80年代左右的水平。由于采用的钻探技术水平不高,地质勘探中钻探工作的效率和效果不太理想,表现在台月效率较低、复杂地层钻进问题多、深孔钻进能力差、钻进成本高。这些问题的存在,使得钻探技术对地质工作的技术支撑效果受到影响。 3地质钻探技术发展目标 笔者认为,考虑地质钻探技术发展目标时应该分阶段,应该分成近期、中长期和远期。划分原则是:至2010年为近期,至2020年为中长期,至2050年为远期。 远期(至2050年)目标 实现地质钻探技术的现代化应该是钻探技术发展的远期目标。在国务院关于加强地质工作的决定和国务院温家宝就贯彻决定所作的重要批示中,都明确地提出了要实现地质工作现代化。关于地质工作现代化的定义,目前尚无统一的说法。笔者的理解是:地质工作现代化的标志应该是,在地质工作中普遍采用具有现代世界先进水平的地质勘查技术。钻探技术是地质勘查技术的种类之一,地质钻探技术的现代化也应该符合此项标准。然而,此项目标的实现是一项长期和艰巨的任务,因为只有国家的整体工业技术水平达到了世界先进水平后,我国的地质钻探技术才有可能从总体上达到世界先进水平,地质钻探技术现代化与国家的现代化应该是基本同步的。邓小平同志在介绍中国实现现代化的三步走战略时,明确提出到2050年中国基本实现现代化,达到世界中等发达国家的水平。1999年10月22日,时任国家主席江泽民在英国剑桥大学发表演讲时向公众宣布:我们的目标是,到下世纪中叶,即中华人民共和国成立一百周年时,基本实现现代化。由此看来,我国地质钻探技术现代化实现的时间应该是21世纪中叶。 中长期(至2020)年目标 地质钻探技术发展的中长期(至2020年)目标应该是:自主创新能力显著增强,地质钻探技术水平显著提高,自主研发的新型钻探设备和先进钻进工艺方法得到较大面积的推广应用,钻探装备与施工技术总体上接近发达国家水平。 近期(至2010年)目标 地质钻探技术发展的近期(至2010年)目标应该是:初步完成2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列研制;改进完善一批先进的钻进工艺方法,使之达到推广应用的水平;取得一批深孔钻探、复杂地层钻探和高精度定向钻探技术研究成果;研发成功现代的深水井和煤层气井钻探用全液压动力头钻机;地质钻探科技成果转化和推广取得较显著的成效。 4地质钻探技术近期研发工作重点 中国地质调查局近期组织开展的地质钻探技术研发工作基本上是按照上述的近期目标的思路安排的,重点研究内容如下: (1)2000m深度以内的新一代地质岩心钻探设备系列;(2)满足覆盖区化探和异常查证需求、适应复杂地层条件的轻便、高效、多功能取样钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(3)1000m全液压动力头水井和煤层气井钻机及其配套的钻进工艺方法和器具;(4)改进完善一批先进的钻进工艺方法,包括冲击回转钻进方法、绳索取心冲击回转钻进方法、不提钻换钻头方法和深孔绳索取心方法;(5)解决复杂地层钻进技术难题,包括复杂地层钻孔护壁堵漏技术问题、复杂地层取心技术问题等;(6)高精度定向钻探技术,包括提高钻孔测量精度和定向钻进施工中靶精度的技术以及取心定向钻进技术;(7)万米科学超深孔钻探技术方案预研究。除了研究与开发工作以外,钻探新方法、新技术推广应用也是中国地质调查局钻探技术管理工作的重点之一,拟开展以下一些工作: ①新型岩心钻探机具应用培训;②地质调查浅层取样钻技术应用培训;③地质钻孔测量技术应用培训;④新型地质钻探泥浆体系应用培训;⑤节水钻进技术应用培训;⑥空气反循环取心钻进技术培训和应用示范;⑦车载式浅层取样钻机应用示范。 5几个值得强调的问题 加强技术创新 技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造,其直接结果是推动科学技术进步,提高社会生产力的发展水平,进而促进社会经济的增长。通过技术创新可实现技术跨越式发展,在短期内获得显著的技术经济效果,使一些常规方法难以解决的问题得到解决。这里举2个钻探技术领域技术创新取得显著成效的实例。第一个实例是科拉超深钻。前苏联的工业技术发达程度比不上西方国家,却钻成了世界上唯一一口深度超万米的钻井——12262m深的科拉超深井。钻万米超深井的难度非常大。这口井之所以能钻进成功,是因为前苏联人在施工这口井时进行了大量的钻探技术创新,其中3项对钻进施工的成败起决定性作用的重大创新是:超前孔裸眼钻进方法;铝合金钻杆;带减速器的涡轮马达井底驱动。第二个实例是中国大陆科学钻探工程科钻一井。该项目是在坚硬的结晶岩中施工5000m连续取心钻孔。这种施工在我国没有先例,在世界上也属高难度钻井工程。该井在施工时采取了一系列的技术创新,涉及套管和钻进施工程序、取心钻进技术、扩孔钻进技术和井斜控制技术,最终获得了高效、优质的施工效果。由于采用螺杆马达-液动锤-金刚石取心钻进方法,使机械钻速提高50%以上,回次长度由3m提高到8~9m,大大节省了施工时间和成本。 加强新方法、新技术推广应用 新方法、新技术从研发出来,到在钻探施工中得到普遍应用,通常需要花很长的时间,做大量的推广应用工作。推广应用工作包括宣传、现场演示、技术培训和技术交流等。这些环节工作效果的好坏,都会直接影响到科技成果转化及其得到实际应用所需的时间,影响地质钻探技术现代化的进程。为获得好的效果,该项工作应有计划、有组织地开展,因为研发单位通常只是从本单位的利益和眼前的利益考虑推广应用工作,而该项目工作的计划和组织实施需要一种全局性和长远的考虑。这些年来,在钻探技术研究与应用的所有环节中,科技成果推广应用是相对比较薄弱的环节,加强此方面工作是当务之急。 参考文献 [1]王达.探矿工程(地质工程)未来20年科技发展战略研究[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2004,31(1).看了“地质钻探技术论文”的人还看: 1. 工程地质勘探中的钻探技术应用论文 2. 工程地质勘查论文 3. 工程地质勘察论文 4. 地质毕业论文范文 5. 地质学毕业论文范文
丹东地质地貌丹东是我们美丽的家乡,她历史悠久,如果从古老岩层的地质年代算起,在距今38—18亿年前就有了丹东地域的原始古陆;如果从古人类生存的遗迹追溯,距今一万八千年前就有了人类居住;如果从有文字记载的历史描述,距今五千年前就进入了动人的传说时代。丹东在地球和人类进化发展的每一个台阶上,都留下的自己深深的脚印。考古学家和历史学家在这块热土上发掘和记载的古文化遗迹,都是丹东成长履历的见证。今天我要说说丹东地质地貌的形成,从中大家可以了解丹东的山山水水和众多矿产资源的形成原因。距今二十五亿年前.丹东地区是一片汪洋大海。距今十六亿年前,也就是地质上叫作震旦纪和前震旦纪时期,丹东地区的地壳缓慢上升,露出了海平面,各种岩层在那时大体形成了。郊区金山镇(原蛤蟆塘)磷矿附近的几个小山,大约就是在那时形成的,这是我们丹东地区比较古老的地层。最年轻的地层是距今约一亿九千五百万年到一亿四千万年前,在地质上称侏罗纪时代形成的。古楼子、浪头一带的地层都是那时形成的。市内帽盔山上那乳白色的石岩告诉我们,它是属于震旦纪地层。风景秀丽的锦江山公园山顶上的锦江亭,就坐落在称为绢云母片岩和黑云母变粒岩的地层上。它的形成年代比帽盔山更早,距今大约有十八亿年以上。那些古老的地层形成以后,并不就是现今的样子,现今的地质是在地质学上称作造山运动的地壳运动的影响下形成的。这样的造山运动有三次,一次是吕粱期,一次是燕山期,一次为喜马拉雅期。由于造山运动造成的影响,那些古老的岩层发生了拗折、扭曲和断裂,形成了一条条的破碎带。大约距今两亿年左右,由于燕山期造山活动,地下深处的岩浆,侵入较老的岩石和地层中凝固,又经过亿万年的风化剥蚀、寒冻日晒、风雨冲刷,地壳升降运动,使周围古老的比较软的地层逐渐剥蚀搬运,逐步露出较年轻的较坚硬的石头、山脉。那翠峰似簇,景色奇异的凤凰山;那挺拔峻秀的五龙山,就是这样形成的。那碧涛滚滚的鸭绿江的诞生,也是那造山运动的副产品。鸭绿江原来是一条在八千万年前的地质中生代形成的深大断裂带。这个大断裂破碎带,经过风化和雨水的冲刷,裂缝形成了又深又大的深沟,流水不断集中,终于形成了波涛滚滚的鸭绿江。其它一些大的河流大体上也是这样形成的。丹东的地层变化过程是很复杂的。在大约一亿四千万年到一亿九千五百万年前。丹东的气候非常炎热,沼泽地到处都是,植物生长得十分繁茂,尤其是各种水草相当丰盛。这些植物枯死以后,就堆积在一起,越堆越多,越积越厚。它们被水冲沙压,不断地被埋入地下。恰好在这个时期,丹东的陆地发生了一次缓慢的下降运动,那些植物的尸体就被埋进了深深的地下。又经过了很长的时间,大约有一亿多年,这些植物的尸体由于跟空气隔绝,在高温高压下发生了碳化,变成了煤层。古楼子、爱阳、赛马的褐煤,就是那次下降运动给我们留下的宝藏。下降运动不会是永不休止的,在一定时期,就又被上升运动代替。在距离今大约八千万年的地质第三纪,丹东的地层又缓慢上升。到了距今大约二百万年的地质第四纪,地壳的上升更为明显,大片的海底在上升过程中变成了陆地。在东港市的海岸边上和海岛上的岩石中,都可以观测到海水冲刷成的浪蚀洞已经高出海面的现象。在大孤山上,也发现了海水冲刷形成的波蚀洞。证明了大孤山是在近百万年以来从海水中逐渐显露出来的。这种上升运动,现在也没有停止。这从丹东市区几百年来的地理状态的变化中可以得到证实。几百年前,丹东市的前槽沟、后槽沟可以行船。现在,这些地方已经变成车水马龙的柏油马路了。水到哪里去了呢?水在地壳的缓慢上升过程中后退了。也许有人要问,这地层每天都在上升,我们怎么看不出来呢?这是由于地壳上升运动非常缓慢,往往要经过几百年、几千年、几万年才可以看出来,在短时间内,只有用相当精密的仪器才可以测出来。在距离今天大约二百万年的地质第四纪前期,宽甸地区还发生过火山爆发,给我们留下了大批有气孔的石头,地质上叫着玄武岩。宽甸满族自治县城西南的黄椅山,样子十分奇特,很像一把坐椅。它就是当年的火山口。不要看它现在的样子很可爱,当年火山爆发的时候,十分可怕,在火山口附近,一切生灵郁无法逃脱死亡的厄运。但是,黄椅山是一座死火山,现在它是不会喷发了。总之,丹东山水的由来,主要是由地壳的运动决定的,这是内部原因。也有外部的原因,比如人类的活动就是其中一个重要的方面。
因你的叙述的材料背景少,所以本人跟你几点参考,愿对你有帮助。题目的话你根据你做的重点来定题,作为金属矿产需要注意几个方面的分析:矿床(矿产)的等值线构造图的描绘和分析成因;矿脉走向和成矿量的规模;该区层出现过的矿产有哪些;伴生矿物可以作为找矿成藏的依据之一;断层的分布情况的分析;该区在古地史时期的一些构造变化情况,矿物沉积情况;及你通过你所携带设备实地踏勘以后得出的数据情况来分析成矿构造和规模的一些情况都可以作为你分析该区是否有规模矿产出现的分析报告的素材。
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各类工程的勘察基本要求 房屋建筑和构筑物 房屋建筑和构筑物(以下简称建筑物)的岩土工程勘察,应在搜集建筑物上部荷载、功能特点、结构类型、基础形式、埋置深度和变形限制等方面资料的基础上进行。其主要工作内容应符合下列规定: 1 查明场地和地基的稳定性、地层结构、持力层和下卧层的工程特性、土的应力历史和地下水条件以及不良地质作用等; 2 提供满足设计、施工所需的岩土参数,确定地基承载力,预测地基变形性状; 3 提出地基基础、基坑支护、工程降水和地基处理设计与施工方案的建议; 4 提出对建筑物有影响的不良地质作用的防治方案建议; 5 对于抗震设防烈度等于或大于6 度的场地,进行场地与地基的地震效应评价。 建筑物的岩土工程勘察宜分阶段进行,可行性研究勘察应符合选择场址方案的要求;初步勘察应符合初步设计的要求;详细勘察应符合施工图设计的要求;场地条件复杂或有特殊要求的工程,宜进行施工勘察。 场地较小且无特殊要求的工程可合并勘察阶段。当建筑物平面布置已经确定,且场地或其附近已有岩土工程资料时,可根据实际情况,直接进行详细勘察。 可行性研究勘察,应对拟建场地的稳定性和适宜性做出评价,并应符合下列要求: 1 搜集区域地质、地形地貌、地震、矿产、当地的工程地质、岩土工程和建筑经验等资料; 2 在充分搜集和分析已有资料的基础上,通过踏勘了解场地的地层、构造、岩性、不良地质作用和地下水等工程地质条件; 3 当拟建场地工程地质条件复杂,已有资料不能满足要求时,应根据具体情况进行工程地质测绘和必要的勘探工作; 4 当有两个或两个以上拟选场地时,应进行比选分析。 初步勘察应对场地内拟建建筑地段的稳定性做出评价,并进行下列主要工作: 1 搜集拟建工程的有关文件、工程地质和岩土工程资料以及工程场地范围的地形图; 2 初步查明地质构造、地层结构、岩土工程特性、地下水埋藏条件; 3 查明场地不良地质作用的成因、分布、规模、发展趋势,并对场地的稳定性做出评价; 4 对抗震设防烈度等于或大于6 度的场地,应对场地和地基的地震效应做出初步评价; 5 季节性冻土地区,应调查场地土的标准冻结深度; 6 初步判定水和土对建筑材料的腐蚀性; 7 高层建筑初步勘察时,应对可能采取的地基基础类型、基坑开挖与支护、工程降水方案进行初步分析评价。 初步勘察的勘探工作应符合下列要求: 1 勘探线应垂直地貌单元、地质构造和地层界线布置; 2 每个地貌单元均应布置勘探点,在地貌单元交接部位和地层变化较大的地段,勘探点应予加密; 3 在地形平坦地区,可按网格布置勘探点; 4 对岩质地基,勘探线和勘探点的布置,勘探孔的深度,应根据地质构造、岩体特性、风化情况等,按地方标准或当地经验确定;对土质地基,应符合本节第条~第 条的规定。 初步勘察勘探线、勘探点间距可按表 确定,局部异常地段应予加密。 初步勘察勘探孔的深度可按表 确定。 当遇下列情形之一时,应适当增减勘探孔深度: 1 当勘探孔的地面标高与预计整平地面标高相差较大时,应按其差值调整勘探孔深度; 2 在预定深度内遇基岩时,除控制性勘探孔仍应钻入基岩适当深度外,其他勘探孔达到确认的基岩后即可终止钻进; 3 在预定深度内有厚度较大,且分布均匀的坚实土层(如碎石土、密实砂、老沉积土等)时,除控制性勘探孔应达到规定深度外,一般性勘探孔的深度可适当减小; 4 当预定深度内有软弱土层时,勘探孔深度应适当增加,部分控制性勘探孔应穿透软弱土层或达到预计控制深度; 5 对重型工业建筑应根据结构特点和荷载条件适当增加勘探孔深度。 初步勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求: 1 采取土试样和进行原位测试的勘探点应结合地貌单元、地层结构和土的工程性质布置,其数量可占勘探点总数的1/4~1/2; 2 采取土试样的数量和孔内原位测试的竖向间距,应按地层特点和土的均匀程度确定;每层土均应采取土试样或进行原位测试,其数量不宜少于6 个。 初步勘察应进行下列水文地质工作: 1 调查含水层的埋藏条件,地下水类型、补给排泄条件,各层地下水位,调查其变化幅度,必要时应设置长期观测孔,监测水位变化; 2 当需绘制地下水等水位线图时,应根据地下水的埋藏条件和层位,统一量测地下水位; 3 当地下水可能浸湿基础时,应采取水试样进行腐蚀性评价。 详细勘察应按单体建筑物或建筑群提出详细的岩土工程资料和设计、施工所需的岩土参数;对建筑地基做出岩土工程评价,并对地基类型、基础形式、地基处理、基坑支护、工程降水和不良地质作用的防治等提出建议。主要应进行下列工作: 1 搜集附有坐标和地形的建筑总平面图,场区的地面整平标高,建筑物的性质、规模、荷载、结构特点、基础形式、埋置深度、地基允许变形等资料; 2 查明不良地质作用的类型、成因、分布范围、发展趋势和危害程度,提出整治方案的建议; 3 查明建筑范围内岩土层的类型、深度、分布、工程特性、分析和评价地基的稳定性、均匀性和承载力; 4 对需进行沉降计算的建筑物,提供地基变形计算参数,预测建筑物的变形特征; 5 查明埋藏的河道、沟浜、墓穴、防空洞、孤石等对工程不利的埋藏物; 6 查明地下水的埋藏条件,提供地下水位及其变化幅度; 7 在季节性冻土地区,提供场地土的标准冻结深度; 8 判定水和土对建筑材料的腐蚀性。 对抗震设防烈度等于或大于6 度的场地,勘察工作应按本规范第 节执行;当建筑物采用桩基础时,应按本规范第 节执行;当需进行基坑开挖、支护和降水设计时,应按本规范第 节执行。 工程需要时,详细勘察应论证地基土和地下水在建筑施工和使用期间可能产生的变化及其对工程和环境的影响,提出防治方案、防水设计水位和抗浮设计水位的建议。 详细勘察勘探点布置和勘探孔深度,应根据建筑物特性和岩土工程条件确定。对岩质地基,应根据地质构造、岩体特性、风化情况等,结合建筑物对地基的要求,按地方标准或当地经验确定;对土质地基,应符合本节第 条~第条的规定。 详细勘察勘探点的间距可按表 确定。 详细勘察的勘探点布置,应符合下列规定: 1 勘探点宜按建筑物周边线和角点布置,对无特殊要求的其他建筑物可按建筑物或建筑群的范围布置; 2 同一建筑范围内的主要受力层或有影响的下卧层起伏较大时,应加密勘探点,查明其变化; 3 重大设备基础应单独布置勘探点,重大的动力机器基础和高耸构筑物,勘探点不宜少于3 个; 4 勘探手段宜采用钻探与触探相配合,在复杂地质条件、湿陷性土、膨胀岩土、风化岩和残积土地区、宜布置适量探井。 详细勘察的单栋高层建筑勘探点的布置,应满足对地基均匀性评价的要求,且不应少于4 个;对密集的高层建筑群,勘探点可适当减少,但每栋建筑物至少应有1 个控制性勘探点。 详细勘察的勘探深度自基础底面算起,应符合下列规定: 1 勘探孔深度应能控制地基主要受力层,当基础底面宽度不大于5m 时,勘探孔的深度对条形基础不应小于基础底面宽度的3 倍,对单独柱基不应小于 倍,且不应小于5m;2 对高层建筑和需作变形计算的地基,控制性勘探孔的深度应超过地基变形计算深度;高层建筑的一般性勘探孔应达到基底下~ 倍的基础宽度,并深入稳定分布的地层; 3 对仅有地下室的建筑或高层建筑的裙房,当不能满足抗浮设计要求,需设置抗浮桩或锚杆时,勘探孔深度应满足抗拔承载力评价的要求; 4 当有大面积地面堆载或软弱下卧层时,应适当加深控制性勘探孔的深度; 5 在上述规定深度内当遇基岩或厚层碎石土等稳定地层时,勘探孔深度应根据情况进行调整。 详细勘察的勘探孔深度,除应符合 条的要求外,尚应符合下列规定: 1 地基变形计算深度,对中、低压缩性土可取附加压力等于上覆土层有效自重压力20%的深度;对于高压缩性土层可取附加压力等于上覆土层有效自重压力10%的深度; 2 建筑总平面内的裙房或仅有地下室部分(或当基底附加压力p0≤0 时)的控制性勘探孔的深度可适当减小,但应深入稳定分布地层,且根据荷载和土质条件不宜少于基底下~ 倍基础宽度; 3 当需进行地基整体稳定性验算时,控制性勘探孔深度应根据具体条件满足验算要求; 4 当需确定场地抗震类别而邻近无可靠的覆盖层厚度资料时,应布置波速测试孔,其深度应满足确定覆盖层厚度的要求; 5 大型设备基础勘探孔深度不宜小于基础底面宽度的2 倍; 6 当需进行地基处理时,勘探孔的深度应满足地基处理设计与施工要求;当采用桩基时,勘探孔的深度应满足本规范第 节的要求。 详细勘察采取土试样和进行原位测试应符合下列要求: 1 采取土试样和进行原位测试的勘探点数量,应根据地层结构、地基土的均匀性和设计要求确定,对地基基础设计等级为甲级的建筑物每栋不应少于3 个; 2 每个场地每一主要土层的原状土试样或原位测试数据不应少于6 件(组); 3 在地基主要受力层内,对厚度大于 的夹层或透镜体,应采取土试样或进行原位测试; 4 当土层性质不均匀时,应增加取土数量或原位测试工作量。 基坑或基槽开挖后,岩土条件与勘察资料不符或发现必须查明的异常情况时,应进行施工勘察;在工程施工或使用期间,当地基土、边坡体、地下水等发生未曾估计到的变化时,应进行监测,并对工程和环境的影响进行分析评价。 室内土工试验应符合本规范第11 章的规定,为基坑工程设计进行的土的抗剪强度试验,应满足本规范第 条的规定。 地基变形计算应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)或其他有关标准的规定执行。 地基承载力应结合地区经验按有关标准综合确定。有不良地质作用的场地,建在坡上或坡顶的建筑物,以及基础侧旁开挖的建筑物,应评价其稳定性。
第一部分 矿井概括1 矿区自然地质环境地理位置及交通情况晒口煤矿位于福建省邵武市城东的晒口街道办境内。矿区位于邵武市城区方位121度、直距公里,即晒溪桥—新铺一带。地理坐标:东经117°33′~117°36′、北纬27°16′~27°19′。闽江三大支流之一的富屯溪,316国道和鹰厦铁路东西中横贯矿区,矿区与周边主要城市的铁路里程分别为:南平154公里、福州320公里、厦门535公里、鹰潭159公里。矿区往南部36公里与京福高速公路相接,交通十分便利(详见交通位置图)。交通位置图、地形地貌矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200~350m,最高点云屏山,海拔标高为;矿区最低侵蚀基准面富屯溪河床,其海拔标高约178m。区内由于不同时代的岩性差异,风化侵蚀后呈不同的自然地貌景观,中—下侏罗统漳平组及梨山组的砂、砾岩层分布区、基岩裸露,山脊狭窄陡峻,多为单面山,沟谷发育陡直;晚三叠统焦坑组的粉砂岩和前震旦纪的变质岩群及花岗岩等分布区,则为低缓的山丘。区内第四系冲积平地较少,主要分布于富屯溪和晒溪两岸。 水系区内地表水流颇为发育,主要水系有富屯溪、晒溪及6条常年性山间小溪。富屯溪为矿区的主要水体,自西北向东南横贯矿区中部,为焦坑井田和晒口井田地表天然的分界线,河床宽50~150m。根据邵武水文站历年(1963至1972;1976至1980;1990至1996)资料表明:年平均流量,最大流量6400m3/s(1967年6月22日),最小流量(1979年10月)。洪水期一般出现在4~6月份,最大洪水发生在1998年6月22日(流量未测得),矿区东部新铺村一带,洪水位标高;矿区西部的晒口村一带,洪水位标高,与晒口大桥桥面相差。晒溪为富屯溪的一级支流,发源于罗峰山,自北向南流经下沙新村、洒溪桥,于晒口村西注入富屯溪,年平均流量28m3/s,最大流量(1967年6月22日),最小流量(1961年1月15日),洪水期一般与富屯溪同时出现。1998年6月22日,出现最高洪水位(流量未测得),标高为。枯水季节最低水位标高为。新铺溪流量为~,其它6条常年性小溪流量约为~10L/s。气象及地震情况矿区气象属亚热带潮湿性气候,据邵武气象站历年来(1963年至2005年)气象观测资料阐明如下:气温:平均温度℃,一般于7、8、9月份气温较高;最高温度可达℃(分别出现在1971年7月31日、2003年7月16日及31日);而于12、1、2月份气温较低,最低温度可降到℃,一般甚少下雪。降水量:历年平均年降水量,最大可达。降水一般多集中在4、5、6月份,占全年总降雨量约40-50%;但在个别年份雨季提前于3月开始或推迟到7月止。日最大降雨量(出现在1970年6月26日),连续降雨最长可达25天(1966年)。 蒸发量:年平均总蒸发量 mm;一般在7月份或8月份为最大,占全年总蒸发量约30~40%,最大月蒸发量达。潮湿度:1964年~2005年潮湿系数在~间,平均为。 历年绝对湿度平均值毫巴,以6~8月最高;月平均值达毫巴以上;最大可达毫巴,最小达毫巴,年平均相对湿度为81%。风向及风速:在9月份至次年12月,晴天早晨多雾,一般须到十点左右方可消散,风向多为西北,历年平均风速,6~8月份东风和南风较多。根据《中国地震参数区划图》(GB18306―2001),本区抗震设防烈度为6度,地震动峰值加速度为。2 地质特征地层矿区在大地构造中的位置属于南华后加里东准地台华夏台隆遂(昌)建(瓯)台拱的南部,在区域地质构造中的笔架山—香林铺中生代复式向斜内的虎庵山—同青桥背斜的东南翼,呈一大致向东倾伏缓波状的单斜,延深至东部被F1逆断层切割,断层上盘的前震旦系地层出露于地表。矿区出露地层有:前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。焦坑组为煤系地层。⑴前震旦纪变质岩群AnZ主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭统焦坑组煤系地层沉积的基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。⑵上三迭统焦坑组T3j主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,以第一标志层底部为界,分上、下段。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0~372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218~60米。焦坑组下段为主要含煤段,岩性复杂,岩相变化频繁,厚度变化较大,中下部以厚层状砂砾岩为主,上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层)。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。⑶下侏罗统梨山组本组地层分布较普遍,为煤系地层的盖层。岩性变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。表1-2-1 各地层关系表系 统 组 段 层厚m 岩性特征 接触关系第四系(Q) 0~56 为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层 角度不整合侏罗系 中统 漳平组 上段 240 砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩 假整合 下段 角度不整合 下统 梨山组 上段 240 河床相的长石石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩 假整合 下段 240 三迭系 上统 焦坑组 上段 288 湖泊相粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩 角度不整合 下段 82 中下部以厚层状砂砾岩为主,夹有透镜状砂岩、粉砂岩,并夹凝灰质砂岩,火山角砾岩与凝灰质泥岩。上部为粉砂岩及较稳定的中厚煤层(DE煤层) 前震旦纪变质岩群 不详 千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩 ⑷中侏罗统漳平组主要分布在矿区的东部和北部,为砾石成份复杂的砾岩或砂砾岩,分为上下两段。⑸第四系(厚度0~56米,一般厚度12米)为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾石层及河漫滩砂土层等。、构造矿区构造的复杂程度中等,为一向东倾伏缓波状的单斜构造,倾角为20~30度,以断层构造为主,褶曲构造也十分发育。矿区内较大的断层均在矿区边缘;井内落差~10米的北东向及南东向中、小断层密布,并往往与褶曲共生,断褶并存导致矿区内倾向及走向地层起伏变化。⑴断层矿区内较大的断层大致有17条,按其性质和延伸展布方向,大致可分为二组:一组,近于南北及北东向的逆断层为主,如F1、F4、F6、F8(北端)及F9;正断层有F2、F16及F20。另一组,近于东西向的正断层为主,如F3、F5、F14及F21,逆断层有F8(西端)及F10。上述断层主要分布在矿区的西部、东部及北部的边缘,而矿区内比较稀少。各主要断层分述如下:F1逆断层:位于矿区的东部边缘,全长约6000米以上,倾向约80°~90°,倾角40°~50°,斜断距大于1000米,为矿井的东部边界。F4逆断层:位于焦坑井田东南部,全长约1850米,倾向110°~ 140°,倾角40°~50°,斜断距小于40米。F16正断层:位于晒口井田中部,全长约1400米,倾角72°,斜断距约50米。F20正断层:位于焦坑及晒口井田中部,全长约350米,向南北两端即消失。倾向110°,倾角80°,斜断距较小而往深部消失。故对煤层没影响。F10平推逆断层(外围原F13):位于矿区北部边缘,为矿井北部边界,全长约5000米以上,断导走向近东南,倾向往北,地表倾角偏陡约60°~ 70°,斜断距不详。但据矿井巷道揭露,井下小断层甚为发育。晒口井田常见岩、煤层挤压褶曲,且伴随着小断层产生。焦坑井田常见倾向及斜交小断层。⑵褶曲矿区为一往东倾伏的单斜构造,沿走向、倾向呈现次一级褶皱。煤系地层产状变化不大,一般倾向70°~120°,浅部的倾角20°~30°,向深部变缓为10°~25°。主要次级褶曲分述如下:轴向北东褶曲:发育于焦坑组下段角砾岩中,分布在1至6勘探线的西部,两翼宽约150米,幅度20~25米。轴向近东西:分布矿区西部,宽为70~80米,两翼倾角10°~ 25°向东倾伏,延伸约100米。据矿井巷道揭露,煤层沿走向出现向、背斜相间褶曲形态,往深处幅度相对减少,轴向为西偏北,向东倾伏。更次级的小型褶曲一般轴向延深数十米左右,幅度几十公分至十余米,往往与小断层相伴生,两者在成因上具有关联。但这些构造不破坏煤层的连续性。⑶岩浆岩矿区岩浆岩分布广泛,岩种繁多,侵入时代主要有早至中三叠世的印支期,晚三叠世至侏罗纪的燕山早期。主要分布在矿区的西部和南部的边缘,次为东部的F1断层上盘地层之中。前印支期中、酸性岩中主要有白云母花岗岩及石英闪长岩侵入于变质岩中,共同构成煤系地层的基底。燕山期中酸性岩浆岩侵入岩及喷出岩,主要有安山凝灰岩(成煤之前)、石英斑岩、安山斑岩、火山角砾岩及少量辉绿岩等,尤以石英斑岩及安山斑岩对煤层影响较大,呈小型岩墙及岩脉岩沿断层或褶曲走向侵入,造成煤层变薄,尖灭,给开采带来极大的困难。总之,矿井构造类别属中等复杂型。煤层及煤质煤层矿井主要可采煤层为焦坑组下段的DE煤层,属较稳定的简单~较复杂类型可采煤层。顶板岩性为黑色的砂质泥岩,含植物化石碎片,可见黄铁矿条带或结核,局部为粗砂岩,个别直接顶夹~的炭质泥岩伪顶。底板为灰黑色角砾岩或砂砾岩,常相变为含砾砂岩。主要可采煤层特征见表1-2-2:主要煤层特征表表1-2-2煤层编号 煤层厚度(m)最小—最大平均(点数)结构 稳定性 顶板岩性特征 底板岩性特征DE 焦坑井田 —简单至较复杂 不稳定 煤层顶板为细粉砂岩,局部为粗粉砂岩、细砂岩,少数地段夹~厚的炭质泥岩伪顶。一般顶板节理裂隙不发育。煤层直接顶板厚度变化较大,一般由东向西变薄,而个别点至尖灭。 底板主要为角砾岩或砂砾岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,岩石一般坚硬而碎,不易产生形变且煤层底板一般含承压水较微弱,具有岩质疏松等特点。 晒口井田 — 煤质: 以亮~半亮型的粉~粉块~块状煤为主,煤质化验结果见表1-2-3。煤质化验结果一览表 表1-2-3煤层编号 工业分析 全硫Sd,t(%) 磷Pb(%) 容重ARD 发热量Qv,d(MJ/kg) Mad(%) Ad(%) Vdaf(%) DE 由上表结果表明:DE煤层为中灰、中硫、低磷、中高发热量的无烟煤。可作为动力、化肥、发电、水泥用煤、民用生活煤等。 矿井开采技术条件 岩石工程地质特征煤层顶板常见灰黑色,薄至中厚层状的细粉砂岩,局部为粗粉砂岩或细砂岩,但个别地方煤层与直接顶间夹一层~米厚的炭质泥岩伪顶,往往在炮采时与煤层一起采出,而影响煤质。底板主要为灰黑色角砾岩或砂砾岩,岩相变为含砾砂岩,也有见深灰色的细砂岩或粗粉砂岩,质硬,不易产生变形且煤层下伏地层(底板)一般含承压水较微弱,对煤层开采影响不大。但由于矿区内构造较发育,局部地段受断层、褶曲和岩浆岩脉的影响,岩石节理裂隙发育,岩石较破碎,局部岩体质量较差,同时局部地段存在较弱夹层,建议在这些地段开拓过程中,应加强维护,防止冒顶事故的发生。 瓦斯、煤尘和煤的自燃根据历年瓦斯鉴定确认该矿为低瓦斯矿井。焦坑井田瓦斯含量为-,瓦斯主要成份是:CH4约,CO2约,晒口井田瓦斯含量为-,瓦斯主要成份是:CH4约,CO2约。但随着开采深度的增加,在独头上山或独头长巷、通风不良处易造成CO、CH4等有害气体聚集,在今后矿井生产过程中应加强矿井通风管理,经常进行瓦斯监测,做好生产过程中防尘、防爆、防自燃工作,以防意外事故发生。矿区的无烟煤的挥发分为3%左右,无煤尘爆炸危险,建矿至今从未发生过粉尘爆炸事故。煤矿无烟煤燃点较高,不易发生自燃,但在矿井井田局部块段的顶层煤,由于顶层煤中含硫量突然变高,在此煤层开采揭露后硫化物迅速氧化放热,若通风不良,散热不及导致煤层氧化放热聚集,最终发生煤层自燃。晒口煤矿煤层自燃现象仅局部块段会发生,采用跟底进尺,后退回采的开采方法,采用工作面煤壁洒水等措施可以防止煤层自燃现象的发生。水文地质山区地形,地表排泄条件好。地表水系发达,主要水源是河流及降雨。降水丰富、集中在4-7月,年平均降雨1200-1300mm/年,降水量1700-1800mm,是矿坑充水的主要来源。岩性单一,以碎屑岩为主,含水性质单一,均为基岩裂隙水,由于含水层受构造裂隙控制,具有穿层性和和相互分隔的特点,各个含水带之间联通性差。晒口煤矿大部分煤层位于河流侵蚀面以下,虽然富屯溪、洒溪流经矿区,因留设了有效的保护煤岩柱,河水下渗微弱,对矿区充水影响不大。矿井的主要充水方式有三种基本类型:Ⅰ类:大气降水、地表水、潜水 → 矿区浅部采动裂隙及构造裂隙 →采空区新生含水层 → 采掘工作面涌出。Ⅱ类:大气降水、地表水、潜水 → 承压含水层 → 构造裂隙 → 采掘工作面涌出。Ⅲ类:承压含水层 → 覆岩冒落带、裂隙带两带 → 采掘工作面涌出。井田的水文地质条件属基岩裂隙类简单型。根据福煤(邵武)煤业有限公司晒口煤矿提供的矿井涌水量数据,-200m~-600m水平平均涌水量,最大涌水量,其中,-200m~-400m水平平均涌水量,最大涌水量。地温根据福建省煤炭工业(集团)有限责任公司于2006年5月18日提交的《福建省邵武市邵武煤矿资源/储量核实报告(焦坑及晒口井田)》和矿方提供的技术资料,晒口煤矿平均地温梯度G=℃/100m,介于℃/100m和3℃/100m,属于中常温类矿井。根据地质报告,预计在矿井-400~-600水平,地温将达到27℃~30℃。矿区开采情况晒口煤矿范围原为邵武煤矿开采,其煤炭开采历史悠久,早自清朝光绪二十三年至民国元年,由盐商陈远复主办开采;民国元年至三十六年,由义记公司开采,主要采焦坑井田浅部(即云坪寺之北至焦坑村北东一带)露头煤,均为私人小煤窑土法开采。1958年—1963年,开始有计划地进行建井开采工作,但仍以小煤窑开采为主。重点开采焦坑井田的浅部煤层,日产约500吨,几年总产量约万吨。1960年起由省燃料局正式接收为省属企业,正式命名为邵武煤矿,并于1959年开始由省燃料局设计院对矿井进行总体规划设计,设计矿井服务年限为45年。焦坑井田一号井主平峒1959年6月动工兴建,1964年6月投产,以平硐—暗斜井方式开拓,设计生产能力为21万吨/年。晒口井田二号井于1960年开始兴建,1961年1月正式投产,以片盘斜井方式开拓,设计生产能力为15万吨/年。随着开采水平的延深,原有的生产系统满足不了矿井生产能力需要,为实现焦坑—晒口井田联合集中生产,扩大矿井生产能力,1972年由省煤炭工业设计院对矿井进行技改扩建设计,1973年4月至1974年5月新建一对箕斗斜井至-40水平,将一、二号井-40水平运输大巷贯通,构成统一的运输提升系统,箕斗主斜井负责提煤,副井负责供电、排水,技改扩建后矿井生产能力增至45万吨/年。为了开采-200和-400水平煤炭资源,从1981年开始由省煤炭工业设计院对第三、四水平开拓延伸进行设计,在二号井副井旁新掘一条908m长的新副井至-200水平,箕斗主斜井往下延伸至-200水平,形成-200水平生产系统。该系统于1993年建成投入使用。随着资源逐渐枯竭,1995年重新核定矿井生产能力为21万吨/年。第二部分 1. 矿井自然环境和地质概括矿区地貌系属起伏不平的中至低山区,主要山脉走向呈北北东—南南西、一般海拔标高为200—350米,最高点云屏山,海拔标高为米;而长年性地表水流发育的富屯溪,则为本矿区最低侵蚀基准面,其海拔标高约178米。本地表水系主要为富屯溪,最大流量为6500m3/s,最小流量为,平均流量为,洪水期水位最高标高达+,枯水期河流最低标高+170m,流量随季节性变化。其次为晒溪,河床最低标高+,最高洪水位+米,洪水期最大流量为,最小流量为,流量随季节性变化。本区属亚热带潮湿性气候,据邵武市气象局资料,每年4~6月为雨季,11月至次年1月为旱季,历年平均降水量为,气候温和,雨水充沛。2.地层含水性矿区出露地层有前震旦纪变质岩群、上三迭统焦坑组、下侏罗统梨山组,中侏罗统漳平组和第四系。现对各地层的富水性简述如下:⑴、前震旦系变质岩群主要出露于矿区的西部、东部及北部,为上三迭焦坑组煤系地层沉积的老基底,岩性主要为千枚岩、变质砂岩、云母石英片岩和少量细晶片麻岩及板岩等组成。⑵、三叠系上统焦坑组主要出露于矿区的西部,而东部及北部仅零星出露,属含煤地层,系山麓堆积相---冲积相的角砾岩、砂砾岩及砂岩,湖泊相的粉砂岩、细砂岩或透镜状砂岩、砾岩和煤层等。地层厚度由南向北(沿走向)逐渐增大,自0---372米;自西向东(沿倾向)逐渐变薄自218---60米。焦坑组上段风化带为弱含水层,单位涌水量、渗透系数为。焦坑组上段以湖泊相的粉砂岩为主,夹细---中粒砂岩和少量透镜状含砾砂岩等组成,中厚层状、层理发育,含植物化石碎片偶见少量瓣鳃类动物化石,本地层分布较普遍,岩性变化不甚明显,为良好的隔水层。⑶、侏罗系下统梨山组本组地层分布较普遍,系为煤系地层的盖层。岩性一般纵横变化不大,以河床相的长石、石英砂岩为主,间夹石英质砾岩和粉砂岩,为矿区的主要含水层。由于基岩裂隙发育不均一,该含水层可分为相互分隔的三个含水带,其中中带即第二含水带中等含水、单位涌水量、渗透系数为,其他两个带均为弱含水带。⑷、第四系残坡积层和冲洪积层为坡积黄土层,内含滚石、洪积亚粘土,常为耕作区,河床冲积砾岩石层及河漫滩砂土层等。主要分布于富屯溪,晒溪两岸及矿区西部山脚一带,河岸以冲积层砂、砾石为主,山脚一带以坡积含砂土为主,渗透系数。3.构造含水性和导水性晒口煤矿主要构造以断层为主,分别为近于南北及北东向的逆断层为主以及近于东西向的正断层为主。大断层都在矿区边缘,井内落差米的北东向及南东向中小断层密布,断层导水性弱或基本不导水。4矿井充水条件充水水源分析⑴大气降水大气降水是矿区的主要补给水源,它通过地表潜水层及采空区塌陷裂隙补给深部裂隙承压含水层中,成为矿坑的直接补给来源。⑵裂隙含水岩层水主要赋存于三叠系上统焦坑组(T3j)砂岩、砂砾岩、含砾砂岩的裂隙中。含水层呈透镜体分布,浅部富水性中等~弱;深部富水性弱~极弱。主要表现为顶板的滴水和渗水,通过调查分析煤层底板的涌水量极小,底板突水的可能性极小。充水通道分析矿井充水的水源主要是大气降水,其次是地表水和潜水。主要充水通道是煤层采动时上覆岩层被破坏造成“两带”沟通引起的山体基岩和表土裂隙,塌陷区域,以及采动使断褶构造活化而形成的断褶导水带。5矿井涌水量、水害预测及其评估-40m水平涌水量由一采区、二采区、三采区涌水量构成,-200m水平涌水量由五采区、六采区、七采区涌水量构成。矿井排水主要是通过-200m水平中央水泵抽水至-40m水平中央水泵,再由-40中央泵房经箕斗井两趟管路排至地面后流入富屯溪。-200m~-600m水平平均涌水量,最大涌水量,其中,-200m~-400m水平平均涌水量,最大涌水量。通过矿区水文地质特征及充水分析,矿井主要充水因素为大气降水、地表水、线状断层带、基岩裂隙水。通过开展矿区水患现状调查,分析矿井水害现状,矿井目前无大的水害威胁。通过对矿井实际涌水量观测,矿井目前实际观测的最大涌水量为880m3/h,平均涌水量为580m3/h。近些年本矿开采老空区已封闭,留有排水口,存在小部分积水基本能通过排水口排出,对下部的开采影响较小。晒口煤矿目前的排水能力满足生产要求,但仍要做好季节防治水工作。6.矿井防水害措施矿井主要充水因素为大气降水、含水岩层和采空区积水。矿井地表水体为沟谷水,含水岩层富水性弱,断层导水性弱,地表水和地下水对开采影响不大,但为了做到预防为主,确保矿井正常生产,对于强降雨后,对采空区的补给,在矿井生产过程中必须做好以下防治水措施:1、煤矿企业必须在雨季来临前,派专门人员对防治水工作进行全面检查。2、矿井生产时,应做好水文地质调查工作,在矿井范围内进行水患分析预报;加强职工防治水知识教育,特别是透水预兆、应急措施知识的普及教育;坚持“有疑先停、有疑必探、先探后采(掘)”的原则,配备探放水设备。3、各矿井在开采下山水平时,要对各矿井主平硐及以上水平的矿井水采取“堵、截、引”等措施排出地面,留设足够隔水煤柱,严防上水平的通过钻孔裂隙带直接馈入下水平,造成额外排水负担。4、在各个生产水平开采过程中,必须留设足够的隔水煤柱、采空区煤柱、护巷煤柱、断层隔离煤(岩)柱、矿井边界煤柱等保安煤柱,确保矿井安全生产。5、矿井在开采过程中必须做好水文观测工作,应根据实际涌水量情况,及时扩大水仓容量和更换相应型号、功率的水泵。同时做好水泵及其供电线路维护工作,保持井下排水设备完好和正常运转,确保有足够的排水能力。6、断层为弱导水或局部弱导水,对矿井充水一般无威胁。但矿区中褶皱构造发育,一般在背斜轴部由于张性裂隙的发育,会形成较大面积的含水层,且含水量较大。对此断裂带、构造带应加强矿山地质及水文地质工作,密切注意井巷围岩、断层破碎带、掘进面等涌水特征,发现顶板淋水加大,顶板来压等透水预兆时,应立即停止作业,采取防范措施。
就矿找矿理论浅析摘要:在老矿山深部及外围开展就矿找矿,是解决危机矿山资源、增加地质储量的重要途径。阐述了就矿找矿工作的性质和特点,指出了成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等是指导就矿找矿的重要理论基础,并举例对就矿找矿理论的应用进行了分析。关键词:就矿找矿;危机矿山;成矿预测;预测理论经过几十年大规模找矿,在中国东部和中部地区,大部分直接出露地表的矿产和容易识别的矿产几乎全被发现,新矿床的找矿难度极大。另一方面,地质勘查资金又严重不足。就当前这种情况而言,要提高找矿效果,自觉地实行“就矿找矿”具有重要现实意义。对1970年以来世界发现的65个金矿床所涉及的勘查理论与方法统计,其有效性顺序为:地球化学方法、地质填图、就矿找矿、地球物理方法。就矿找矿即在老矿区深部及外围找矿,在已发现的65个金矿床中有38个是就矿找矿的结果,占58%。由此可见,开展就矿找矿,发现新的矿床、矿体,增加储量,可以延长矿山企业的服务年限,并充分利用己建矿山企业的生产能力,具有重要意义。1就矿找矿工作的性质与特点就矿找矿工作的核心任务是在已知矿床的深部、外围开展矿体预测工作,即在一定预测理论指导下,利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,为勘查工程验证提供依据。其工作区范围一般在几平方公里至几十平方公里内。因此,就矿找矿是一项复杂的科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴[1]。就矿找矿具有一定的科学依据。因为从成矿地质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合作用的结果。金矿床的存在绝非是一种孤立的地质现象,而是与其周围地质环境有一定的内在的有机联系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群出现、成带分布的原因。因此,在已知矿床,特别是在大型矿床附近类似的地质环境里,采用新理论、新技术、整合找矿手段,综合分析并综合预测,在地表和浅部附加值高的矿产大多已经发现和开采的基础上,注重寻找中深部隐伏矿体,已成为开拓地质找矿新领域的必然趋势。现代地质科学的发展进步为就矿找矿提供了不竭的思想理论源泉。日臻完善的各种找矿技术方法的应用,使其可能收到良好的效果。另外,就矿找矿有一个已知矿为基础,交通、生活一般较新区方便,更有利于地质勘查工作的组成和实施。就矿找矿要以一定的勘查找矿理论为指导,从某种意义上讲,就矿找矿是运用许多地质专家总结出的一系列反映矿床空间组合的理论,来指导找矿。下文着重就当前的就矿找矿理论进行分析讨论。2就矿找矿理论浅析2. 1矿床成矿系列理论成矿系列的核心是把成矿过程的四维空间作为一个完整体系来考虑,研究成矿作用在四维空间中的规律,其从系统论的观点出发,研究一个区域中与一定成矿事件有关的,在不同演化阶段、不同控矿条件下形成的各类型矿床之间的相互关系,研究这些矿床的总的区域地质构造背景及其发展历史,研究各种控矿因素(构造、沉积、岩浆、变质等)的相互联系和相互作用。因而将传统矿床学着重对单一类型、单一成因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史过程的研究[2, 3]。成矿系列是矿床学理论研究与矿产勘查实践之间的桥梁,具有科学预见性和较高的实用价值;根据每一个成矿系列所包含的不同类型矿床在空间上或时间上相伴生的特点和相似地质背景条件下可大致重复出现的规律,当在一个地区发现某种矿床类型时,即可根据成矿系列理论寻找属于同一成矿系列的其它类型矿床;利用两个成矿系列和两个端元矿床之间的过渡性规律,可能发现过渡类型矿床;利用成矿系列,可对该区的资源潜力作出全面评价,从而提高成矿预测的综合预见性;突破单一矿种,如金、铜、铅、锌即是一个成矿系列,可互为找矿标志。如与花岗闪长岩有关的铜金矿床,因岩浆侵入就位的地层和构造条件不同,因而产出多种多样的矿床类型:围岩为碳酸盐岩时易生成矽卡岩型矿床;在硅铝质围岩中易形成斑岩型矿床;在含沉积黄铁矿层的碳酸盐建造中经岩浆-热液叠加改造形成层控-矽卡岩型矿床。而在超浅成部位,则可形成角砾岩筒型和热液脉型矿床。当具备适宜的构造时,这类中酸性岩浆和有关热液有可能喷出地表,生成海相喷流型和陆相火山岩区的铜金多金属硫化物矿床。上述各类型矿床在成因上密切相关,在时间上依序发展,在空间上共(伴)生产出,构成在浅表环境中与中酸性岩浆-热液活动有关的铜-金(多金属)成矿系列。在对成矿环境和控矿因素有基本了解的前提下,这个系列中的各矿床类型(矽卡岩型、斑岩型等)可以互为找矿标志。就矿种而言,铜、金矿也可以互为找矿标志。2. 2成矿系统理论成矿系统概念中包括了成矿的地质环境、控矿要素、成矿作用过程、成矿产物(矿床系列和异常系列)及矿床形成后的变化与保存等,几乎涵盖了有关成矿学的基本内容。体现了矿床形成有关的物质、运动、时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史观[4]。其对矿产勘查的指导作用表现在:成矿系统分析从事物的联系性和整体性出发,将复杂的成矿作用以系统思路贯穿起来,将成矿的环境、背景、要素、作用、过程、产物、异常和演变等作为一个自然作用的整体加以研究,全面认识成矿动力学机制、成矿形成演变历史过程和矿床的时空分布规律。以一个成矿系统所形成的矿床系列(组合)作为找矿的总体目标,预测和发现新的矿种和矿床类型;以一个成矿系统中所形成的异常系列(组合)作为找矿的整体目标,有利于建立起区域找矿的战略眼光,这就增强了找矿工作的主动权,与“单打一”的找寻单个矿种和矿床类型相比,更有利于提高找矿命中率。从矿化网络(包括矿床、矿点和各种异常)入手逐步缩小靶区,强调异常系列在找矿勘查中的重要作用(矿化网络是进行区域找矿的总体对象)。由于矿致异常一般比矿体占有更大的空间,能显示更多的成矿信息,因此常是有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论,全面研究矿床形成条件和保存条件,区分和筛选这些有关异常,逐步地缩小找矿靶区,可以达到发现新的矿床目的。2. 3矿床模型理论矿床模型理论是指通过一批典型矿床研究,获取或解释各种基础地质、地球化学和地球物理资料,对复杂的地质环境中矿床形成的全过程,在时间上和空间上联系起来,形成一个完整的概念,建立一套特定地质环境中特定类型矿床的识别标志,作为实际勘查过程的指导原则。矿床模型理论对就矿找矿的指导意义在于:矿床模型能为地质类比和矿床地质研究提供思路,给予启迪,帮助勘查人员把注意力集中在靶区内与矿床有联系的关键性地质特征上;矿床模型集中归纳了复杂的地质现象,在具体勘查过程中,使地质人员明白在探寻矿床的哪个部位,还能使研究人员指明典型矿床研究工作中缺少哪几部分有关内容;模型提供有关成矿作用的完整概念,有助于研究整个成矿环境并区分成矿环境和非成矿环境,发展区域成矿学和矿床学理论,为成矿预测提供地质理论依据;模型帮助领导人员增进对勘查项目的了解程度,洞察全局,把握重点,制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提高勘查效益的决策依据。2. 4矿床分布的丛聚性理论矿床丛聚性理论是指矿床在空间的分布上往往在一定范围内集中出现,构成矿化集中区或特定的成矿区域。是指在一个不太大的范围内,某些矿产或矿产组合物别丰富,形成具有一套固定的标型矿产或矿床组合,有人称之为“大型矿集区”。国内外这种矿化集中区实例很多,如胶东半岛的金矿化集中区,东秦岭Mo、Au矿化集中区,长江中下游铜多金属矿化区南岭钨、锡矿化集中区等[5]。成矿区带内已知矿床、矿点的外围或深部是寻找同类或同一成矿系列的有利部位。许多矿区的勘查史都表明,矿床往往是成群出现的,在一定的范围内会集中多个矿床或矿体。例如,在加拿大诺兰达矿区已发现19个有经济价值的矿床中,有16个位于以霍恩矿床和奎蒙特矿床为圆心、半径16km的圆内,而8个矿位于以上述两矿床为圆心、半径为8km的圆内,最远的两个矿床距圆心34km。2. 5构造等距性分布理论所谓构造等距性分布,是指矿体、矿床、矿田、矿带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现,这种等距性可以表现为直线等距,也可以表现为弧线等距。成矿作用的等间距分布规律为就矿找矿提供指导。成矿带的等距分布是很有特征的,如北半球的6条巨型纬向构造成矿带,每相邻两条带之间大致保持相等的距离,间距约为纬度8°左右,在中国境内存在3条巨型纬向构造成矿带。在一些矿带、矿田中,同样存在矿床等距性特征,如海南东方戈枕金矿带,矿床受控于北东向戈枕断裂带和近等距分布的东西向构造,尤其在两组构造相交的锐角区出现,致使矿床具有等距性分布特点,为进一步预测提供了依据。2. 6矿床的带状分布理论矿床的带状分布是指不同矿种、矿床类型或矿石物质组成、结构构造、矿物组合等在一定的空间范围内呈现出有规律的交替变化。矿床带状分布现象普遍存在,大至全球,小至矿床、矿体甚至微观领域。根据规模级别,矿床的带状分布可分为全球成矿带、区域分带、矿区分带和矿体分带[6]。全球成矿带中最著名的有环太平洋成矿带、特提斯—喜马拉雅成矿带;区域性成矿带如秦岭地槽褶皱带等,就矿找矿工作中主要考虑矿床或矿体的分带问题。(1)矿床类型的走向分带:如吉林小西南岔斑岩型铜金矿床,成矿与燕山期中酸性小侵入体有关,矿床具有明显的分带性,大体可分为3个带:内带,位于北山段石英闪长岩西侧,Cu、Mo矿化以浸染状为主;中带,位于北山段石英闪长岩与二叠系角岩“盖层”或斜长花岗岩接触带, Cu、Au矿化呈细脉浸染状和复脉状为主;外带,位于南山矿段,Au、Cu矿化以脉状为主,这种分带特征为区内进一步预测指明了方向。(2)矿床类型的垂直分带:在一个矿区(矿带)内同一矿种不同类型的矿床共存的情况,是就矿找矿的重要依据,实践证明,无论是对一个成矿区,还是一个成矿带、一个具体矿山,根据矿床的垂向分带特点,寻找新的盲矿体有着十分重要的意义[7]。以在招掖金矿带为例,根据玲珑式石英脉型和焦家式破碎蚀变岩型金矿,建立了“双段分带”模式,该模式指出两类金矿是同源、同期、相同地质作用条件下形成而赋存于不同深度的金矿床类型。二者在垂向上呈渐变过渡关系,自上而下可分为5种类型,中间三类为过渡型:缓倾破碎蚀变岩型(焦家式);陡倾破碎蚀变岩型;细脉密集带型;群脉过渡矿化型;石英脉矿化类型(玲珑式)。并且在空间分布上,蚀变岩型一般赋存在0m标高以下,石英脉型一般赋存在150m标高以上, 0~150m标高是两种矿床类型的过渡型,可以此标高为参照,在矿带内对矿床的相应矿化类型进行预测。望儿山金矿床被认为上部是石英脉型、下部是蚀变岩型垂直分带的典型。蚀变岩型和石英脉型互为找矿标志,且可指导深部找矿。近几年来,在郭家岭花岗岩体内发现了界河金矿,在玲珑花岗岩体内发现了孙家洼金矿,认为是花岗岩型金矿,其与另外两种类型金矿在成因和赋存空间上有着密切关系,由此可见,在招掖金矿带金矿类型变为蚀变岩型—石英脉型—花岗岩型,这不仅为找矿提供了新思考,可能导致胶东金矿找矿工作再次取得突破。小秦岭地区同样存在矿化垂直分带的特征。根据该地区金矿体形态、矿化类型、矿物组合、围岩蚀变和矿床地球化学特征,可将小秦岭地区金矿化分做三段:上段(2 000~1 500m)为多金属硫化物-石英脉型金矿化,中段(1 500~800m)为黄铁矿-石英脉型金矿化,下段(800~0m)为少黄铁矿-石英脉型金矿化。由此作出了如下结论:上部矿化地段(2 000~1 500m),是指正在勘查和开采的范围,以多金属硫化物-石英脉型金矿化为主;中、下部矿化地段(1 500~800m , 800~0m),是预测深部矿化赋存的可能范围。最近,杨砦峪金矿深部钻孔在标高900m,发现自然金-黄铁矿-石英脉型金矿化;寺范金矿钻孔在标高690m处发现金矿脉;大湖峪、竹峪两个矿山在500m标高处发现盲矿体,属少黄铁矿-石英脉型金矿化。证实该分带规律的存在,同时也为后续找矿工作指明了方向。2. 7矿体侧伏理论矿体的侧伏是指矿体随倾斜移动,其最大延伸轴逐渐偏离倾向线,与矿体走向线(矿体最大延长线)间出现夹角———侧伏角,此现象称矿体的侧伏,脉状矿体与透镜状矿体常出现这种现象。矿体侧伏特征的研究,主要是尖灭再现、尖灭侧现规律的研究,是指导矿山就矿找矿,进行深部矿体预测的重要准则。以灵山沟金矿为例。两条主矿脉5号脉和1号脉具有明显的向东北侧伏现象,并由地表向深部侧伏角变缓。基于对这一构造控矿规律的认识,对上部矿体形态、产状,特别是对矿体侧伏角作了系统分析,根据两个矿脉的侧伏方向和角度,提出了深部探矿工程布置方案,查明1号、5号矿脉在深部侧伏角变缓处形成第二富集带,同时在其两翼也发现了新矿体,新增金属量7. 8t。根据金矿体的侧伏再现规律,有关单位相继在望儿山矿床的深部,获得了明显的找矿效果。3结语经过国内外众多学者的努力探索,在就矿找矿理论研究方面已取得明显进展,积累了许多成功的范例,但在勘查工程验证前,对隐伏矿体的确切形态、位置和矿化强度的认识仍然不清楚,表明隐伏矿体定位预测研究仍然是项大风险、高难度和复杂的科学系统工程。如何做好矿山预测工作,找矿理论是基础,找矿方法技术的突破关键。进行多学科联合、不同找矿预测理论相互渗透,同时引入新的技术方法和手段,从四维空间角度进行隐伏矿体定位、定量预测,是今后就矿找矿工作的主要攻关方向。[参考文献][1]杨言辰,李绪俊,马志红.生产矿山隐伏矿体定位预测[J].大地构造与成矿, 2003, 27(1): 83-90.[2]陈毓川,裴荣富,宋天锐.中国矿床成矿系列初论[M].北京:地质出版社, 1998: 4-7.[3]杨言辰,马志红,杨宝俊.中国北方古元古代成矿带矿床成矿系列研究[M].长春:吉林人民出版社, 2002: 1-3.[4]翟裕生,彭润民,邓军,等.成矿系统分析与新类型矿床预测[J].地学前缘, 2000, 7(1): 123-132.[5]裴荣富,吴士良,熊群尧.中国特大型矿床成矿的偏在性与成矿构造聚敛场[M].北京:地质出版社, 1998: 262-286.[6]翟裕生,邓军,李晓波.区域成矿学[M].北京:地质出版社,1999: 4-15.[7]李惠,张国义,禹斌,等.金矿区深部盲矿预测的构造叠加晕模型及找矿效果[M].北京:地质出版社, 2006.
主要著作:1.《计算机地图制图原理与方法》,2006中国矿业大学出版社,共万字,本人为第二副主编,约撰写12万字。书号:ISBN 7-81107-214-9/。主要论文:共发表学术论文30余篇,其中第一作者文章20余篇。1 一种带岛屿约束数据域的三角网剖分算法研究. 第一作者. 计算机应用. [中文核心期刊]. ISSN 1001-9081/CN51-1307/TP2 基于最小内角动态判定的简单多边形三角剖分. 第一作者. 计算机应用研究. [中文核心期刊] ISSN 1001-3695/CN51-1196/TP3.约束Delaunay三角网生成算法研究.. 第一作者.测绘通报. [中文核心期刊] ISSN 0494-0911/CN11-2246/P4.约束数据域的Delaunay三角剖分算法研究及应用 第一作者.计算机应用研究 [中文核心期刊] ISSN 1001-3695/CN51-1196/构建算法的研究及OpenGL三维可视化 第一作者.计算机工程与应用 [中文核心期刊] ISSN 11002-8331/CN11-2127/TP6.一种基于似三棱柱的三维地学空间建模及应用. 第一作者.工程勘察 [中文核心期刊] ISSN 1000-1433/CN11-2025/TU7.三维地质建模及可视化研究. 第一作者. 桂林工学院学报. ISSN 1006-544X/ CN45-1214/三角网内插特征点算法研究. 第一作者.华东地质学院学报. ISSN 1000-2251/CN36-1034/三角网嵌入约束线段算法的研究及三维可视化.第一作者 华东地质学院学报 ISSN 1000-2251/CN36-1034/P10 Delaunay三角网中点目标快速定位算法研究 第一作者 测绘科学 [中文核心] ISSN 1009-2307/CN11-4415/P11 地层三维建模及OpenGL下三维可视化研究 第一作者 矿业研究与开发[中文核心] ISSN 1005-2763/CN43-1215/TD12 地矿三维建模及可视化的研究 第一作者 中国矿业 [中文核心] ISSN 1004-4051/ CN11-3033/TD13 GIS组件技术在测井曲线生成中的应用 第一作者 石油天然气学报[中文核心] ISSN 1007-3817/CN42-1415/P14 复杂地质体的三维建模与可视化的研究 第一作者 矿业研究与开发[中文核心] ISSN 1005-2763/CN43-1215/TD15 Delaunay三角网内插多边形算法研究 第一作者 测绘科学技术学报[中文核心] ISSN 1673-6338 /CN41-1385/P16 三维GIS数据模型在地层建模中的应用及可视化 第一作者 测绘信息与工程 ISSN 1007-3817/CN42-1415/P17 一种简单多边形Delaunay三角剖分的约束生长算法 第一作者 长江大学学报(自然科学版) ISSN 1673-1409/CN42-1741/N18 基于搜索范围动态确定的TIN的一种构建算法 第一作者 测绘与空间信息 ISSN 1672-5867/CN 23-1520/P19 基于Delauany三角网的泰森多边形生成算法研究 第一作者 长江大学学报(自然科学版) ISSN 1673-1409/CN42-1741/N20 VC环境下多层次DEM的算法实现 第一作者 城市勘测 ISSN 1672-8262 /CN 42-1309/TU21 测量数据采集传输中的串行通讯 第三作者 地矿测绘 ISSN 1007-9394/CN53-1124/TD22 塔里木盆地轮古西潜山油气运聚及分布机理 第三作者 石油学报 [EI收录] ISSN 0253-2697/CN11-2128/TE23 隐蔽油气藏勘探的信息集成系统 第二作者 石油学报 EI:05028786322(05年EI收录) ISSN 0253-2697/CN11-2128/TE24 基于GIS的油气藏多学科综合研究 第三作者 石油勘探与开发 EI:05469481489 ISSN 1006-544X/CN45-1214/PT
主持省部级科研课题1项,参与国家级科研项目1项,省部级项目5项,发表论文10多篇。2007年度被评为“优秀班主任”, 2006年被评为“优秀共产党员”, 2009年被评为“三育人先进个人”。获得东华理工大学教学成果二等奖1项。以骨干成员参与了和国家精品课程的申报 。2007年《核技术勘查》评为“省级优质课程”。(二)主要工作(学习)经历1 、经历;华东地质学院勘查技术与工程专业(本科),获工学学士学位;;华东理工学院地球探测与信息技术专业,获硕士学位;现在;就读于核工业北京地质研究院矿产普查与勘探专业博士学位;―――;东华理工大学任教。2、讲授的主要课程本科生专业课:核技术勘查、、核技术应用、辐射环境检监测研究生课程:核辐射场与放射性勘查。指导本科生实验, 本科生教学实习和毕业实习,本科生的毕业设计及毕业论文 。(三)发表的学术论文1、高速公路辐射环境评价研究 东华理工大学学报(自然科学版) 20112、TOPSIS方法在铀矿山辐射环境质量分级综合评价中的应用初探 东华理工大学学报(自然科学版) 20113、近直立铀矿体上土壤层中氡迁移模型的正演研究 东华理工大学学报(自然科学版) 20104、花岗岩型铀矿床土壤天然热释光最佳测试条件与应用 铀矿冶 20095、一种确定放射性烟羽边界的新方法 核技术 20096、广东下庄铀矿田氡活度浓度及其所致年有效剂量估算 铀矿冶 20087、应用氡气测量和土壤天然热释光测量推断花岗岩型铀矿含矿部位——以下庄花岗岩型铀矿田为例 铀矿地质 20078、探地雷达数据可视化方法 东华理工学院学报 20069、花岗岩型铀矿上土壤天然热释光发光特征及其找矿意义 物探与化探 200510、花岗岩型铀矿床和砂岩型铀矿床上方土壤天然热释光特征对比 铀矿地质 200511、直接写位图实现探地雷达数据显示研究 东华理工学院学报 2005(四)主持和参与的科研及教研项目1、铀矿山氡浓度的分布特征及其对环境影响评价 东华理工大学核资源与环境教育部重点实验室项目 2006-2007 主持2、铀矿体上土壤天然热释光异常形成机理及其应用研究 国家自然科学基金 2008-2011 排名第五3、铀废石堆氡析出率快速测定与氡环境治理研究 江西省教育厅科技项目 2007-2010 排名第二4、土壤天然热释光法寻找花岗岩型铀矿的机理研究 中国地质大学(北京)教育部重点实验室项目 2006-2008 排名第三5、土壤氡气迁移规律研究 江西省教育厅科技项目 2007-2010 排名第三6、铀矿冶设施退役环境效果评估研究 江西省教育厅科技项目 2008-2011 排名第三7、勘查技术与工程专业开放式实验教学的研究与实践 江西省教育厅校研项目 2006-2007 排名第二(五)编著教材1、《核勘查方法实验指导书》 原子能出版社 2011年(六)科研、教研获奖1、核技术勘查,江西省教育厅精品课程(二等奖) 20062、《勘查技术与工程专业开放式实验教学的研究与实践》 东华理工大学教学成果二等奖 2008
就矿找矿理论浅析摘要:在老矿山深部及外围开展就矿找矿,是解决危机矿山资源、增加地质储量的重要途径。阐述了就矿找矿工作的性质和特点,指出了成矿系列理论、成矿系统理论、矿床模型理论、丛聚理论、构造等距分布理论、带状分布理论、侧伏理论等是指导就矿找矿的重要理论基础,并举例对就矿找矿理论的应用进行了分析。关键词:就矿找矿;危机矿山;成矿预测;预测理论经过几十年大规模找矿,在中国东部和中部地区,大部分直接出露地表的矿产和容易识别的矿产几乎全被发现,新矿床的找矿难度极大。另一方面,地质勘查资金又严重不足。就当前这种情况而言,要提高找矿效果,自觉地实行“就矿找矿”具有重要现实意义。对1970年以来世界发现的65个金矿床所涉及的勘查理论与方法统计,其有效性顺序为:地球化学方法、地质填图、就矿找矿、地球物理方法。就矿找矿即在老矿区深部及外围找矿,在已发现的65个金矿床中有38个是就矿找矿的结果,占58%。由此可见,开展就矿找矿,发现新的矿床、矿体,增加储量,可以延长矿山企业的服务年限,并充分利用己建矿山企业的生产能力,具有重要意义。1就矿找矿工作的性质与特点就矿找矿工作的核心任务是在已知矿床的深部、外围开展矿体预测工作,即在一定预测理论指导下,利用有效的预测方法和技术,预测工业矿化地段或矿体赋存的空间位置、形态与矿化强度等特征,为勘查工程验证提供依据。其工作区范围一般在几平方公里至几十平方公里内。因此,就矿找矿是一项复杂的科学系统工程,属于大比例尺成矿预测范畴[1]。就矿找矿具有一定的科学依据。因为从成矿地质理论上分析,一个矿床的形成是多种地质因素综合作用的结果。金矿床的存在绝非是一种孤立的地质现象,而是与其周围地质环境有一定的内在的有机联系。能够形成该矿床的多种综合地质作用在地壳某一地区出现,通常在空间上有一定的广度和深度,而往往不会局限于一个极小的仅仅相当于矿床的空间范围之内,这就是相似的矿床常常在一个地区内成群出现、成带分布的原因。因此,在已知矿床,特别是在大型矿床附近类似的地质环境里,采用新理论、新技术、整合找矿手段,综合分析并综合预测,在地表和浅部附加值高的矿产大多已经发现和开采的基础上,注重寻找中深部隐伏矿体,已成为开拓地质找矿新领域的必然趋势。现代地质科学的发展进步为就矿找矿提供了不竭的思想理论源泉。日臻完善的各种找矿技术方法的应用,使其可能收到良好的效果。另外,就矿找矿有一个已知矿为基础,交通、生活一般较新区方便,更有利于地质勘查工作的组成和实施。就矿找矿要以一定的勘查找矿理论为指导,从某种意义上讲,就矿找矿是运用许多地质专家总结出的一系列反映矿床空间组合的理论,来指导找矿。下文着重就当前的就矿找矿理论进行分析讨论。2就矿找矿理论浅析2. 1矿床成矿系列理论成矿系列的核心是把成矿过程的四维空间作为一个完整体系来考虑,研究成矿作用在四维空间中的规律,其从系统论的观点出发,研究一个区域中与一定成矿事件有关的,在不同演化阶段、不同控矿条件下形成的各类型矿床之间的相互关系,研究这些矿床的总的区域地质构造背景及其发展历史,研究各种控矿因素(构造、沉积、岩浆、变质等)的相互联系和相互作用。因而将传统矿床学着重对单一类型、单一成因、单一模式的研究提高到区域的、综合的、历史过程的研究[2, 3]。成矿系列是矿床学理论研究与矿产勘查实践之间的桥梁,具有科学预见性和较高的实用价值;根据每一个成矿系列所包含的不同类型矿床在空间上或时间上相伴生的特点和相似地质背景条件下可大致重复出现的规律,当在一个地区发现某种矿床类型时,即可根据成矿系列理论寻找属于同一成矿系列的其它类型矿床;利用两个成矿系列和两个端元矿床之间的过渡性规律,可能发现过渡类型矿床;利用成矿系列,可对该区的资源潜力作出全面评价,从而提高成矿预测的综合预见性;突破单一矿种,如金、铜、铅、锌即是一个成矿系列,可互为找矿标志。如与花岗闪长岩有关的铜金矿床,因岩浆侵入就位的地层和构造条件不同,因而产出多种多样的矿床类型:围岩为碳酸盐岩时易生成矽卡岩型矿床;在硅铝质围岩中易形成斑岩型矿床;在含沉积黄铁矿层的碳酸盐建造中经岩浆-热液叠加改造形成层控-矽卡岩型矿床。而在超浅成部位,则可形成角砾岩筒型和热液脉型矿床。当具备适宜的构造时,这类中酸性岩浆和有关热液有可能喷出地表,生成海相喷流型和陆相火山岩区的铜金多金属硫化物矿床。上述各类型矿床在成因上密切相关,在时间上依序发展,在空间上共(伴)生产出,构成在浅表环境中与中酸性岩浆-热液活动有关的铜-金(多金属)成矿系列。在对成矿环境和控矿因素有基本了解的前提下,这个系列中的各矿床类型(矽卡岩型、斑岩型等)可以互为找矿标志。就矿种而言,铜、金矿也可以互为找矿标志。2. 2成矿系统理论成矿系统概念中包括了成矿的地质环境、控矿要素、成矿作用过程、成矿产物(矿床系列和异常系列)及矿床形成后的变化与保存等,几乎涵盖了有关成矿学的基本内容。体现了矿床形成有关的物质、运动、时间、空间、形成、演化的统一性、整体性和历史观[4]。其对矿产勘查的指导作用表现在:成矿系统分析从事物的联系性和整体性出发,将复杂的成矿作用以系统思路贯穿起来,将成矿的环境、背景、要素、作用、过程、产物、异常和演变等作为一个自然作用的整体加以研究,全面认识成矿动力学机制、成矿形成演变历史过程和矿床的时空分布规律。以一个成矿系统所形成的矿床系列(组合)作为找矿的总体目标,预测和发现新的矿种和矿床类型;以一个成矿系统中所形成的异常系列(组合)作为找矿的整体目标,有利于建立起区域找矿的战略眼光,这就增强了找矿工作的主动权,与“单打一”的找寻单个矿种和矿床类型相比,更有利于提高找矿命中率。从矿化网络(包括矿床、矿点和各种异常)入手逐步缩小靶区,强调异常系列在找矿勘查中的重要作用(矿化网络是进行区域找矿的总体对象)。由于矿致异常一般比矿体占有更大的空间,能显示更多的成矿信息,因此常是有效的找矿标志。充分运用地质成矿理论,全面研究矿床形成条件和保存条件,区分和筛选这些有关异常,逐步地缩小找矿靶区,可以达到发现新的矿床目的。2. 3矿床模型理论矿床模型理论是指通过一批典型矿床研究,获取或解释各种基础地质、地球化学和地球物理资料,对复杂的地质环境中矿床形成的全过程,在时间上和空间上联系起来,形成一个完整的概念,建立一套特定地质环境中特定类型矿床的识别标志,作为实际勘查过程的指导原则。矿床模型理论对就矿找矿的指导意义在于:矿床模型能为地质类比和矿床地质研究提供思路,给予启迪,帮助勘查人员把注意力集中在靶区内与矿床有联系的关键性地质特征上;矿床模型集中归纳了复杂的地质现象,在具体勘查过程中,使地质人员明白在探寻矿床的哪个部位,还能使研究人员指明典型矿床研究工作中缺少哪几部分有关内容;模型提供有关成矿作用的完整概念,有助于研究整个成矿环境并区分成矿环境和非成矿环境,发展区域成矿学和矿床学理论,为成矿预测提供地质理论依据;模型帮助领导人员增进对勘查项目的了解程度,洞察全局,把握重点,制定合理的勘查战略和最佳勘查技术方法组合,是提高勘查效益的决策依据。2. 4矿床分布的丛聚性理论矿床丛聚性理论是指矿床在空间的分布上往往在一定范围内集中出现,构成矿化集中区或特定的成矿区域。是指在一个不太大的范围内,某些矿产或矿产组合物别丰富,形成具有一套固定的标型矿产或矿床组合,有人称之为“大型矿集区”。国内外这种矿化集中区实例很多,如胶东半岛的金矿化集中区,东秦岭Mo、Au矿化集中区,长江中下游铜多金属矿化区南岭钨、锡矿化集中区等[5]。成矿区带内已知矿床、矿点的外围或深部是寻找同类或同一成矿系列的有利部位。许多矿区的勘查史都表明,矿床往往是成群出现的,在一定的范围内会集中多个矿床或矿体。例如,在加拿大诺兰达矿区已发现19个有经济价值的矿床中,有16个位于以霍恩矿床和奎蒙特矿床为圆心、半径16km的圆内,而8个矿位于以上述两矿床为圆心、半径为8km的圆内,最远的两个矿床距圆心34km。2. 5构造等距性分布理论所谓构造等距性分布,是指矿体、矿床、矿田、矿带等在空间分布上大致以相等的距离有规律地出现,这种等距性可以表现为直线等距,也可以表现为弧线等距。成矿作用的等间距分布规律为就矿找矿提供指导。成矿带的等距分布是很有特征的,如北半球的6条巨型纬向构造成矿带,每相邻两条带之间大致保持相等的距离,间距约为纬度8°左右,在中国境内存在3条巨型纬向构造成矿带。在一些矿带、矿田中,同样存在矿床等距性特征,如海南东方戈枕金矿带,矿床受控于北东向戈枕断裂带和近等距分布的东西向构造,尤其在两组构造相交的锐角区出现,致使矿床具有等距性分布特点,为进一步预测提供了依据。2. 6矿床的带状分布理论矿床的带状分布是指不同矿种、矿床类型或矿石物质组成、结构构造、矿物组合等在一定的空间范围内呈现出有规律的交替变化。矿床带状分布现象普遍存在,大至全球,小至矿床、矿体甚至微观领域。根据规模级别,矿床的带状分布可分为全球成矿带、区域分带、矿区分带和矿体分带[6]。全球成矿带中最著名的有环太平洋成矿带、特提斯—喜马拉雅成矿带;区域性成矿带如秦岭地槽褶皱带等,就矿找矿工作中主要考虑矿床或矿体的分带问题。(1)矿床类型的走向分带:如吉林小西南岔斑岩型铜金矿床,成矿与燕山期中酸性小侵入体有关,矿床具有明显的分带性,大体可分为3个带:内带,位于北山段石英闪长岩西侧,Cu、Mo矿化以浸染状为主;中带,位于北山段石英闪长岩与二叠系角岩“盖层”或斜长花岗岩接触带, Cu、Au矿化呈细脉浸染状和复脉状为主;外带,位于南山矿段,Au、Cu矿化以脉状为主,这种分带特征为区内进一步预测指明了方向。(2)矿床类型的垂直分带:在一个矿区(矿带)内同一矿种不同类型的矿床共存的情况,是就矿找矿的重要依据,实践证明,无论是对一个成矿区,还是一个成矿带、一个具体矿山,根据矿床的垂向分带特点,寻找新的盲矿体有着十分重要的意义[7]。以在招掖金矿带为例,根据玲珑式石英脉型和焦家式破碎蚀变岩型金矿,建立了“双段分带”模式,该模式指出两类金矿是同源、同期、相同地质作用条件下形成而赋存于不同深度的金矿床类型。二者在垂向上呈渐变过渡关系,自上而下可分为5种类型,中间三类为过渡型:缓倾破碎蚀变岩型(焦家式);陡倾破碎蚀变岩型;细脉密集带型;群脉过渡矿化型;石英脉矿化类型(玲珑式)。并且在空间分布上,蚀变岩型一般赋存在0m标高以下,石英脉型一般赋存在150m标高以上, 0~150m标高是两种矿床类型的过渡型,可以此标高为参照,在矿带内对矿床的相应矿化类型进行预测。望儿山金矿床被认为上部是石英脉型、下部是蚀变岩型垂直分带的典型。蚀变岩型和石英脉型互为找矿标志,且可指导深部找矿。近几年来,在郭家岭花岗岩体内发现了界河金矿,在玲珑花岗岩体内发现了孙家洼金矿,认为是花岗岩型金矿,其与另外两种类型金矿在成因和赋存空间上有着密切关系,由此可见,在招掖金矿带金矿类型变为蚀变岩型—石英脉型—花岗岩型,这不仅为找矿提供了新思考,可能导致胶东金矿找矿工作再次取得突破。小秦岭地区同样存在矿化垂直分带的特征。根据该地区金矿体形态、矿化类型、矿物组合、围岩蚀变和矿床地球化学特征,可将小秦岭地区金矿化分做三段:上段(2 000~1 500m)为多金属硫化物-石英脉型金矿化,中段(1 500~800m)为黄铁矿-石英脉型金矿化,下段(800~0m)为少黄铁矿-石英脉型金矿化。由此作出了如下结论:上部矿化地段(2 000~1 500m),是指正在勘查和开采的范围,以多金属硫化物-石英脉型金矿化为主;中、下部矿化地段(1 500~800m , 800~0m),是预测深部矿化赋存的可能范围。最近,杨砦峪金矿深部钻孔在标高900m,发现自然金-黄铁矿-石英脉型金矿化;寺范金矿钻孔在标高690m处发现金矿脉;大湖峪、竹峪两个矿山在500m标高处发现盲矿体,属少黄铁矿-石英脉型金矿化。证实该分带规律的存在,同时也为后续找矿工作指明了方向。2. 7矿体侧伏理论矿体的侧伏是指矿体随倾斜移动,其最大延伸轴逐渐偏离倾向线,与矿体走向线(矿体最大延长线)间出现夹角———侧伏角,此现象称矿体的侧伏,脉状矿体与透镜状矿体常出现这种现象。矿体侧伏特征的研究,主要是尖灭再现、尖灭侧现规律的研究,是指导矿山就矿找矿,进行深部矿体预测的重要准则。以灵山沟金矿为例。两条主矿脉5号脉和1号脉具有明显的向东北侧伏现象,并由地表向深部侧伏角变缓。基于对这一构造控矿规律的认识,对上部矿体形态、产状,特别是对矿体侧伏角作了系统分析,根据两个矿脉的侧伏方向和角度,提出了深部探矿工程布置方案,查明1号、5号矿脉在深部侧伏角变缓处形成第二富集带,同时在其两翼也发现了新矿体,新增金属量7. 8t。根据金矿体的侧伏再现规律,有关单位相继在望儿山矿床的深部,获得了明显的找矿效果。3结语经过国内外众多学者的努力探索,在就矿找矿理论研究方面已取得明显进展,积累了许多成功的范例,但在勘查工程验证前,对隐伏矿体的确切形态、位置和矿化强度的认识仍然不清楚,表明隐伏矿体定位预测研究仍然是项大风险、高难度和复杂的科学系统工程。如何做好矿山预测工作,找矿理论是基础,找矿方法技术的突破关键。进行多学科联合、不同找矿预测理论相互渗透,同时引入新的技术方法和手段,从四维空间角度进行隐伏矿体定位、定量预测,是今后就矿找矿工作的主要攻关方向。[参考文献][1]杨言辰,李绪俊,马志红.生产矿山隐伏矿体定位预测[J].大地构造与成矿, 2003, 27(1): 83-90.[2]陈毓川,裴荣富,宋天锐.中国矿床成矿系列初论[M].北京:地质出版社, 1998: 4-7.[3]杨言辰,马志红,杨宝俊.中国北方古元古代成矿带矿床成矿系列研究[M].长春:吉林人民出版社, 2002: 1-3.[4]翟裕生,彭润民,邓军,等.成矿系统分析与新类型矿床预测[J].地学前缘, 2000, 7(1): 123-132.[5]裴荣富,吴士良,熊群尧.中国特大型矿床成矿的偏在性与成矿构造聚敛场[M].北京:地质出版社, 1998: 262-286.[6]翟裕生,邓军,李晓波.区域成矿学[M].北京:地质出版社,1999: 4-15.[7]李惠,张国义,禹斌,等.金矿区深部盲矿预测的构造叠加晕模型及找矿效果[M].北京:地质出版社, 2006.
黄河龙青段主要环境工程地质问题分析思路论文
摘要: 介绍了黄河上游龙青段主要环境工程地质问题的分析思路,以达到抛砖引玉、交流和提高水电工程地质勘测水平的目的。
关键词: 龙青段坍岸岸坡稳定渗漏浸没淤积诱发地震
以多泥沙著称的黄河是我国第二大河流,全长5464km,流经9省(区),以内蒙托克托县和河南花园口为界分上、中、下游三段。龙青段位于黄河上游龙羊峡~青铜峡河段,全长918km,是落差最大的河段。地势总体上是SW部高,海拔均在4000m以上,相对高差达600~900m;由SW向NE逐渐降低至海拔2000m左右,沟壑纵横,相对高差100~300m,呈黄土丘陵,梁、峁、塬等地貌;再向NE海拔降低至1200~1700m的贺兰山~六盘山一带。
龙青段黄河主要支流有隆务河、大夏河、洮河、湟水、庄浪河、宛川河、祖历河、清水河、苦水河等9条,河谷地貌总体为峡谷与盆地呈串珠状相间分布,自上游至下游依次为共和盆地、龙羊峡、贵德盆地、松巴峡、沙柳湾、李家峡、水地川、公伯峡、甘循川、积石峡、丹阳川、寺沟峡、临夏盆地、刘家峡、永靖川、盐锅峡、上铨川、八盘峡、新城川、柴家峡、兰州盆地、桑园峡、皋兰川、小峡、什川、大峡、条城川、乌金峡、靖远川、红山峡、王佛川、黑山峡、卫宁盆地、青铜峡、银川盆地,尚不包括其间的次级盆地与峡谷,盆地与峡谷及两边高山均以断裂为界,这种串珠状地貌为开发黄河水力资源提供了自然条件。
龙青段主要环境工程地质问题包括:滑坡,泥石流,黄土湿陷,水库淤积(固体径流来源),水库诱发地震等。
1滑坡问题
分析滑坡应坚持内因(如坡体结构、不利弱面组合等)与外因(地震、降雨、水库蓄水过程、人类活动诱发滑坡)相结合的原则,综合考虑。
不同的岸坡结构决定着滑坡变形破坏的类型、数量和规模。结构面的不利切割、组合、形成稳定条件差的边坡,在地震、降雨、水库蓄水过程中产生滑坡。如龙羊峡(查西、查纳、查东、龙西、农场、峡口滑坡)、拉西瓦(多右、多左、多隆、赛卡、扎卡、泥鳅滑坡)、李家峡(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号、夏群寺滑坡)、公伯峡(Ⅰ~Ⅷ号滑坡)、积石峡(Ⅰ~Ⅵ号滑坡)等,工程中结合水库工作条件来分析两岸滑坡体(群)、评价岸坡稳定性。
分析中应注重:
(1)如龙羊峡、李家峡水库蓄水和库水位的变动,分析时要充分估计水的渗透压力及浮托力对岸坡稳定的不利影响。
(2)分析时查明岸坡中软弱结构面存在、交切方式、遇水软化对岸坡稳定的不利影响;尤其是软弱带存在亲水性很强的粘土矿物或易溶盐、易软化、易崩解的岩土。
(3)分析时要充分考虑地震作用对岸坡稳定的不利影响,龙羊峡、李家峡、公伯峡等滑坡稳定分析中采用地震加速度系数来分析地震的影响程度。
(4)对于近坝库岸或靠近重要工业建筑的大型滑坡,如李家峡(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号、夏群寺滑坡)或坍塌体,分析时应注意突然失稳造成的涌浪破坏,岩土体直接对建筑物、人员伤害,并估计其危害程度。
(5)人类工程活动诱发滑坡的主要表现在:不合理削坡、爆破附加力、工农业用水不当等。如李家峡左岸“金三角”、兰州五泉山~红山根一带山坡因坡脚不当开挖产生滑坡;龙羊峡坝下游的虎丘山因泄流水雾影响而产生滑坡。
2泥石流问题
西北地区是我国泥石流最活跃、最发育、规模最大的地区之一。仅甘肃省内泥石流分布面积达70000km2,占全省面积的15%,近30年来发生规模较大的泥石流多达122次。
泥石流以一种介于洪水和滑坡之间的高浓度固~液相颗粒流、携带大量固体物质(泥、砂、石)注入黄河或其支流,加大水库淤积。
泥石流的形成需具备丰富的松散固体物质、陡峻的地形和足够的水源3个基本条件。
龙青段泥石流以西部高山峡谷型泥石流和东部黄土高原型泥石流为主。西部高山峡谷型泥石流主要分布于黄河及其主要支流两岸,泥石流以零星分布、规模相对较小的稀性泥石流为主;东部黄土高原型泥石流呈不连续状分布于黄河两岸、兰州部分地区及支流祖历河谷,泥石流的固体物质主要是黄土,大块石极少,亦称为泥流。
3黄土湿陷问题
黄土在一定压力(200kPa)作用下,受水浸湿,结构迅速破坏而发生显著附加下沉(沉降量与承压板宽度之比等于或大于)的土,即为湿陷性黄土。
湿陷性黄土主要分布于黄河及其支流的河漫滩和低阶地、丘陵的斜坡地带、黄土峁或塬的斜坡或顶部。因建筑物自重引起的湿陷称自重湿陷,因附加应力引起的湿陷称非自重湿陷。龙青段东部即为陇西黄土高原,是全国湿陷性黄土最发育的.地区,具备粉粒含量大而粘粒含量相对较小,干容重小,湿陷量大、湿陷敏感、发展快、多具自重湿陷的特点。
自重湿陷在兰州曾做过黄土自重湿陷试验,其中龚家湾注水30d,湿陷量60cm;安宁区注水60d,湿陷量10cm;西固区注水42d,湿陷量16cm(1958~1963年)。如永登附近几个渠道,经过低阶地和河谷平原时,渠道均有严重的阶梯状变形、错断,尤其是经过庄浪河Ⅱ级阶地时湿陷6~8m,致使渠道严重破坏(孙广忠等,1959)。
非自重湿陷如西北民族学院曾有两栋学生楼因厕所水浸入地基,发生强烈湿陷而受破坏;西宁南川因施工用水入渗地下而发生湿陷,一夜间建筑物产生不均匀沉陷16cm。总之引起非自重沉陷的原因在于对建筑物场址的工程地质环境认识不够,设计或施工不当等。
4水库诱发地震问题
应从了解诱发地震特点、分析地震发生的内、外因方面入手。
诱发地震特点
在时间上往往在蓄水1个月或数日后才开始发震,1年或几年后发生主震,余震延续时间长,有的可达数10年;在空间上震中分布在水库区附近,一般距库岸不超过几~十几公里,并多局限在一定范围之内;震源深度浅,多数3~5km,随发震次数增多,震源深度逐渐加大;在强度上震级不大,但震中烈度偏高(如Ⅲ级地震,震中烈度Ⅴ~Ⅵ级);在序列上前震—主震—余震具备前震期长,为1年或数年,伴随小地震多,余震衰减慢的特点;也有没有明显生震的情况。震源机制多属陡倾角的正断层,少数属平推断层。
如龙羊峡围堰蓄水时曾发生级地震;李家峡电站1996年12月水库蓄水后,至1997年3月水库(据李家峡地震台记载)产生等于或大于3级地震有3次,而小于3级的地震多达2000余次,且随库水位的持续稳定3个月后,地震次数明显减少。
诱发地震形成的地质背景
地震分布在性脆、且有较好渗漏特征的岩体内。如厚层碳酸盐岩层、岩浆岩、变质岩等;库区常有较大断层存在,且多是近代活断层。震中常处于构造不稳定、应力易集中或断陷盆地边缘等部位;库区位于稳定地块边缘,温泉出露或火山活动地段,易发生诱发地震。
库水引发库区地震的原因
上述条件是发生诱发地震的内因和前提,库水通过对岩体结构弱点的作用,引发库区地震。其库水作用特点表现在:
(1)库水引起库区岩体变形和沿断层的几何界面产生应力集中;
(2)库水渗透增大岩体孔隙压力,导致断层面有效应力减少和抗剪强度降低;
(3)库水对库岸岩体的物理和化学作用,对断裂面弱化、润滑和腐蚀作用;
(4)龙青段水库诱发地震特征。
据地质背景的差异,可将龙青段水库诱发地震划成4个区段:
(1)龙羊峡~拉西瓦段
龙羊峡位于日月山~瓦里贡山隆起带,北有青海湖~西秦岭北缘断裂,东有NNW向尕让~岗察寺断裂,新构造运动明显,曲乃亥热水沟有高温热泉出露,库区地应力较高(),处于Ⅶ度地震裂度区;拉西瓦库区出露性脆的花岗闪长岩、变质岩、凝灰岩,库区5条NWW向大断裂(拉西瓦、曲合棱、曲乃亥、多隆沟、大山水沟),地应力较高,处于Ⅶ度地震裂度区。水库蓄水后会产生一定震级的诱发地震。
(2)李家峡~积石块段
NE方向有拉脊山弧形断裂带,南有青海湖~西秦岭北缘断裂,属于Ⅵ~Ⅶ度地震裂度区。李家峡库区混合岩、片岩间夹花岗伟晶岩,库中断层成为库水富集、运移的良好通道,增强水动力效应,促进深部渗透循环。水库蓄水后可产生震级不大的水库诱发地震。
(3)寺沟峡~乌金峡段
南距青海湖~西秦岭北缘断裂较远,西有拉脊山弧形断裂带,还有NWW向红崖子、河口、王哥集及雾宿山南线断裂,属于Ⅶ度地震裂度区。水库蓄水后产生震级极小的诱发地震。
(4)黑山峡~青铜峡段
其间有景泰~海原、中卫~同心两大活动断裂、牛首山~罗山断裂带等,属于Ⅶ~Ⅷ度地震裂度区,水库蓄水后会产生一定震级的诱发地震。
5水库岸边再造与泥沙淤积
岸边再造
水库蓄水后,沿岸地质环境发生变化,使河流局部侵蚀基准面和地下水位的抬高,岸边浸润、冲刷、水击等作用加剧。
岸边岩土体受水浸泡、地下水位抬高,水的作用促使岸边岩土体的性质迅速恶化,引起岸边发生坍塌、崩落、石堆等不良地质现象产生。
如李家峡水库蓄水后沿水库岸边普遍产生坍塌的是松散层(如坡积碎石土、黄土类土),形成沿岸、近水边的新生“三角面”。而岸坡存在结构面的不利稳定组合时,库水位抬升后会引起局部边坡浅层滑落。
水库淤积
应从黄河及各支流所携带的固体物质多少、流域内岩土特性、植被多寡、气候特点、径流特征等方面入手分析。
(1)壅水淤积:浑水进入壅水段后,泥沙扩散到全断面,随携沙能力沿流程降低,泥沙沉积于库底,粗粒沉积于上游,细粒在下游,长期作用即形成淤积三角洲。
(2)异重淤积:在多泥沙河流(如黄河)中发生。当入库水的含沙量高,且土粒多,并有足够流速时,浑水进入壅水段后,粗颗粒优先沉积,而含土粒的浑水潜入清水下面,沿库底继续向坝前运动,异重流若被带至坝前,在回流作用下使库水变浑,土粒能缓淤库底。定期开启排沙底孔,异重流浑水或其沉淀物能排出库外,延长水库使用寿命。
(3)淤积末端上延(俗称翘尾巴):由于三角洲的增高会引起库尾水深变浅,流速增大,使壅水末端向上游迁移。
(4)淤积危害性分析:对于年调节或多年调节的水库,淤积可造成库容损失,使调节能力、保证出力和防洪标准降低,达不到原有兴利指标。特别是龙羊峡、刘家峡、小观音这3个多年调节和反调节水库,库容损失引起的经济损失更为严重;大量泥沙行抵坝前,增大水轮机磨损,导致机组效率降低;随着翘尾巴的发展,增加库区淹没、浸没,促使库尾地下水位抬高,造成次生盐碱化。西北气候干燥,植被稀薄,为黄河及其支流的固体径流提供了自然条件。因此,本区水库淤积显得格外严重。
6结语
西部大开发的国策,温暖着西部人的心。但仅仅是心热还不够,西部人应以建设家园为已任,认识西部、了解西部。西部水力资源丰富,水电工程建设中的环境工程地质问题,也或多或少地制约着西部水电开发的步伐。了解西部水电工程的岩性特征、交流西部水库环境工程地质问题分析思路,让更多西部人认识它、了解它。
参考文献:
[1]中科院兰州冰川冻土研究所.甘肃泥石流[M].北京:人民交通出版社,1982.
[2]韩文峰.黄河黑山峡大柳树松动岩体工程地质研究[M].兰州:甘肃科学技术出版社,1993.
[3].国外工程地质研究[M].北京:地质出版社,-209.
[4]冯连昌,郑晏武.中国湿陷性黄土[M].北京:中国铁道出版社,1982.
我国旅游地质资源的特点与分布1、旅游地质资源的概念与分类(1)旅游地质资源的概念 旅游地质学是地质科学中一个正在发展的新的分支学科,也是介于旅游科学和地质科学之间的一门边缘学科,但严格说来应属地质科学范畴。对旅游资源的开发、建设和保护,都与地质科学密切相关,这些工作为旅游地质学的创立奠定了基础。旅游地质学以旅游地质资源为主要研究对象,其研究范围大致包括以下几个方面。 (1)标准地质剖面和化石产地,如具有地区性、区域性和国际性地质对比意义的地层剖面及重要而珍贵的化石产地,即那些在区域性地质对比上具有摸式、标准或典型意义的地质剖面,或是一些出露齐全、保存完好的生物地层分带,以及具有重要地质意义的剖面、重要的化石产地、古人类化石与古人类居住遗址等。 (2)具有特殊保护价值的岩石、地质构造及矿物、矿产等产出地段,具体来说,即地区性或国际性的岩石产地、有历史性经济价值的矿物矿产地以及具地区性典型意义的地质构造点。 (3)可观察现代地质作用过程和造型地貌的典型地区以及有地质意义的著名风景地貌区,其中包括岩溶、山崩、冰川及其遗迹、滑坡、泥石流、岩洞、泉水瀑布、峡谷、岸湾、峰峦、黄土,以及熔岩、火山、火山口、天池等火山地貌和丹霞地貌,还有石林、土林等自然奇观地貌。 (4)具有特殊的经济、医疗、科普和教育阶值的地质现象,如矿泉、温泉和黄金、宝石、建筑石料等矿产地,以及古代的采矿与冶炼遗址等。 (5)其他地质自然历史遗迹景观和人文历史遗迹景观,包括由于大自然的作用而形成的各种自然景观,如山岳、江河、湖泊、海滨、岛屿、沙漠、草原等,以及古代建筑和历史文物古迹等人文景观,如古城、宫殿、庙宇、园林、陵墓、城堡、古塔、古科学艺术制品与建筑、古书院、石窟、石刻、碑碣、摩崖、壁画、运河、桥梁、渠堰、大坝、水库及一些纪念性建筑或遗址。 旅游地质资源:在地球漫长的演化过程中,由于地壳构造变动、岩浆活动、古地理环境演变、古生物进化等因素而保存在岩层中的化石、岩体、构造形迹、矿床、地貌景观等景象,具有观赏、科学研究与普及教育价值,对游人产生了某些吸引力,这便是旅游旅游资源。旅游旅游资源可分为:典型地质构造形迹(如台湾东海岸清水大断崖)典型标准地层剖面(如天津蓟县中古元古界地层剖面)、奇特的岩石和矿物(如太湖石),古生物化石点(如山东临朐山旺中新统化石点)、火山遗迹(如云南腾冲火山)、地震遗迹(如唐山地震遗迹)、古人类文化地质遗迹(如北京周口店猿人遗址)。外动力地质作用形成的景观,如古冰川遗迹、古河流遗迹、古湖泊遗迹、古海蚀崖与古海积沙堤等遗迹称外力旅游旅游资源旅游地质资源在旅游业发展中的地位和作用众所周知,地质资源的科学和使用价值,毫无疑问是可以肯定的。但作为一个旅游资源的价值来判断时,它的自然景色则可能是一个更为重要的评价标准。从旅游消费心态来看时,一般的旅游者,对产品价值的要求相当高,因此,无法说明单纯的科学和使用价值就有绝对的魅力,所以,如何体现地质资源在旅游产品中的价值,自然是一个重要的课题。 但价值判断有着极大的难度,原因在评价者间各有着不同的身分,他们有可能是科学家,地质学家,或是单纯的旅游者,因各有自己的立场,彼此之间的价值观自然不同,这个结果很可能造成地质资源的价值无法在旅游产品中体现,而形成了其“价值的不确定性”。而这个不确定性,事实上就是旅游产品在开发与设计时,如何考虑它在产品中的重要性时的一个难题所在。 因此,假设旅游产品在开发与设计时,过于强调其科学性和使用的价值性时,很可能只能满足部分人士,而失去更大一方的客源市场,如此必然成为旅游产品的致命伤。毕竟在旅游者中科学家或地质学家所占的比率较低,过分强调科学价值,自然不符和旅游产品开发的原则性和现实性。 那么如何解决“价值的不确定性”的问题,是凸现地质资源在旅游发展上的关键问题,是一个不容忽视的问题。从科学的角度而言,地质资源的价值很容易的被凸现出来,但同时也可能因某个因素的存在而制约了它,使它在旅游产品中的重要地位很难被显现出来。因此,一个以地质资源为主要旅游资源,当它想要成为一个成功的景点景区时,首先解决“价值的不确定性”的问题,是一件极为重要而且是刻不容缓的工作。问题的解决有助于处理好地质资源在旅游产品的开发与设计上的困境和所处的地位问题,使它能够真正的丰富旅游产品的实质内容,增强市场的竞争实力。 三、如何充分利用各种旅游资源 如果说旅游资源在旅游产品中有着举足轻重的地位的话,那么如何有效的充分利用资源,对旅游产品的开发自然有利。 3.1∶资源的有效利用 从开发旅游资源的立场来看,一个成功的景点景区很难单靠开发一个资源就能达到经济效果,原因在于目前市场需求的多样化,因此,产品的多样性自然成为开发的基本原则了。 以三清山为例,作为一个景点景区,不但具备了自然资源的多样性特征,又有文化资源的支撑。旅游资源既丰富又具科学价值与市场的价值,对旅游产品的开发与设计提供了非常好的条件。但是三清山花岗岩资源也可能存在“价值的不确定性”的问题,因此必须慎重处理,才能将有限的资源发挥到最高点。 我们假设目前三清山的资源,并不存在太大的问题的情况下,直接将现有的资源转换产品的话,也很有可能造成因产品缺乏多样性而失去市场的问题。因此依然必须充分发挥资源的有效性,才能丰富旅游产品的内容,这就是目前三清山景点景区发展旅游的重要工作。 这里所指的资源是整个三清山大环境的旅游资源,而非仅围绕着花岗岩资源而论资源的概念。我们应该以与花岗岩共存共生的一切自然生态资源和文化资源为基础,包括动物,植物,矿物,地质,河川,水资源,空气,气象气候,宗教文化等等资源,来展开开发旅游产品开发和设计工作。在以上的资源能够充分被利用后,必然能创造出旅游产品的多样性,如此将能满足市场的各种需求,也就是说在丰富了旅游产品内容后,同时也创造了更大的客源市场,为旅游业的发展开拓更大宽广的道路。 3.2∶扩大资源利用的必要性 任何旅游的开发在条件与技术上,资源的有效利用与保护是必要的,而资源的挖掘更是丰富旅游产品内容的必要手段,其目的就是为了不让产品过于单一化而失去魅力,因此,主要资源之外的资源开发与利用,挖掘等都是必须重视的问题。 当然为了弥补资源“价值的不确定性”的缺点,减轻在开发时因其不确定性所带来的负面效应,而采取扩大资源的利用,也是比较可行的方式,因此,这也是采取这个手段时所考虑主要因素之一。 有效的利用与开发资源在一定程度上,不但能够符合旅游的发展,更大的满足市场的需求,还能借此机会更好的保护好整体环境,对整体环境在形成产品时得到较好的协调,对提升旅游产品的内容和质量将起到较大的作用。 资源的充分利用是更大的发挥资源的使用价值,增强了产品的竞争力和消费者对旅游产品选择性。但更为明确的结论,是由于产品的多样性所带来的市场机遇,它很可能因此而扩大了市场的规模,为旅游发展起到更大的作用,这就是有效利用资源在旅游发展上的必要性。
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