本文關(guān)鍵詞：采動影響下礦區(qū)充水含水層水化學(xué)時空演化機(jī)理研究

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【摘要】：近年來,隨著煤礦開采向深部延伸勢必會破壞天然水化學(xué)環(huán)境,導(dǎo)致煤礦突水事故頻繁發(fā)生、防治水工作越發(fā)嚴(yán)峻,地下水質(zhì)逐年惡化。然而華北隱伏型煤田多類含水層地下水系統(tǒng)水文地球化學(xué)研究尚未從大尺度、時空角度分析采動影響下水化學(xué)演化機(jī)理,也就無法揭示水化學(xué)環(huán)境的本來面目及可能的演化趨勢。本文以華北隱伏型煤田中的臨渙礦區(qū)為研究示范,結(jié)合常規(guī)離子和微量元素進(jìn)行主成分分析,揭示礦區(qū)地下水演化過程中的水-巖作用機(jī)制并對采動影響下臨渙礦區(qū)的常規(guī)離子水化學(xué)時空演化機(jī)理進(jìn)行探討。同時,以華北型隱伏型煤田中的臨渙礦區(qū)、宿縣礦區(qū)和濉肖礦區(qū)為研究示范,分析充水含水層中稀土元素的基本水文地球化學(xué)特征和采動影響下稀土元素的水文地球化學(xué)演化規(guī)律,由此來判別三個礦區(qū)不同含水層間的水力聯(lián)系。對臨渙礦區(qū)常規(guī)離子和微量元素進(jìn)行主成分分析的第1主成分代表的水-巖作用為溶濾溶解作用,第2主成分代表的水-巖作用為陽離子交替吸附作用。臨渙礦區(qū)松散層類孔隙含水層水-巖作用以溶濾溶解作用為主,受采動影響,溶濾溶解作用逐漸減弱,陽離子交替吸附作用逐漸增強(qiáng)。煤系砂巖裂隙含水層以陽離子交替吸附作用為主,受采動影響,陽離子交替吸附作用和溶濾溶解作用都減弱。巖溶含水層以溶濾溶解作用為主,并伴隨一定程度的陽離子交替吸附作用,受采動影響,兩種作用都有所增強(qiáng)。通過對稀土元素的研究得到,渙礦區(qū)和宿縣礦區(qū)松散層類孔隙含水層處于同一地下水流動系統(tǒng),而濉肖礦區(qū)處于獨(dú)立的地下水流動系統(tǒng)。三個礦區(qū)的煤系砂巖裂隙含水層和巖溶含水層處于同一地下水流動系統(tǒng)中或存在明顯的水力聯(lián)系。臨渙礦區(qū)松散層類孔隙含水層受采動影響地下水系統(tǒng)逐漸開放,稀土元素溶解逐漸趨于平衡；煤系砂巖裂隙含水層水-巖作用更加強(qiáng)烈,導(dǎo)致∑REE含量增加且Eu異常更加明顯；巖溶含水層受長期采動影響地下水系統(tǒng)逐漸開放,地下水動力增強(qiáng)。研究成果為華北隱伏型煤田突水預(yù)警和水資源保護(hù)與利用提供理論依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：水-巖作用 采動 水化學(xué) 主成分分析 演化
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TD745;P641.4
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• abstract9-15
• 第一章 緒論15-21
• 1.1 研究背景與研究意義15
• 1.2 國內(nèi)外研究進(jìn)展及存在的問題15-18
• 1.2.1 地下水常規(guī)水化學(xué)16
• 1.2.2 地下水位微量元素16-17
• 1.2.3 地下水稀土元素17-18
• 1.2.4 煤礦水文地球化學(xué)發(fā)展趨勢18
• 1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線18-20
• 1.3.1 本文研究的主要內(nèi)容18-19
• 1.3.2 研究技術(shù)路線19-20
• 1.4 論文創(chuàng)新點(diǎn)20-21
• 第二章 研究區(qū)概況及采樣與測試21-32
• 2.1 自然地理概況21-22
• 2.2 地質(zhì)條件概況22-27
• 2.2.1 地層22-25
• 2.2.2 區(qū)域構(gòu)造25-27
• 2.3 水文地質(zhì)概況27-29
• 2.3.1 松散層類孔隙含水層28
• 2.3.2 煤系砂巖裂隙含水層28
• 2.3.3 巖溶含水層28-29
• 2.4 采樣與測試29-31
• 2.4.1 采樣層位29
• 2.4.2 常規(guī)水化學(xué)測試29-30
• 2.4.3 微量元素測試30-31
• 2.5 小結(jié)31-32
• 第三章 采動影響下地下水常規(guī)水化學(xué)時空演化機(jī)理32-46
• 3.1 概述32
• 3.2 充水含水層常規(guī)離子分布特征32-34
• 3.2.1 Piper圖分析32-33
• 3.2.2 水化學(xué)類型分析33-34
• 3.3 充水含水層主要水-巖作用分析34-37
• 3.3.1 主成分分析原理34-35
• 3.3.2 微量元素主要水-巖作用35-36
• 3.3.3 常規(guī)離子主要水-巖作用36-37
• 3.4 充水含水層常規(guī)離子水-巖作用時間演化規(guī)律分析37-40
• 3.4.1 松散層類孔隙含水層40
• 3.4.2 煤系砂巖裂隙含水層40
• 3.4.3 巖溶含水層40
• 3.5 充水含水層常規(guī)離子水-巖作用時空演化規(guī)律分析40-45
• 3.5.1 松散層類孔隙含水層40-42
• 3.5.2 煤系砂巖裂隙含水層42
• 3.5.3 巖溶含水層42-45
• 3.6 小結(jié)45-46
• 第四章 地下水稀土元素地球化學(xué)特征及演化規(guī)律46-57
• 4.1 稀土元素基本地球化學(xué)特征及行為46-47
• 4.2 不同含水層稀土元素球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化47-52
• 4.2.1 松散層類孔隙含水層48-49
• 4.2.2 煤系砂巖裂隙含水層49-51
• 4.2.3 巖溶含水層51-52
• 4.3 稀土元素水化學(xué)性質(zhì)時間演化特性52-56
• 4.4 小結(jié)56-57
• 第五章 主要結(jié)論及展望57-59
• 5.1 主要結(jié)論57
• 5.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 附錄1：2010年前稀土元素測試結(jié)果65-66
• 附錄2：2010年后稀土元素測試結(jié)果66-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況68

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