中国地质大学(武汉)课件

水文地质学基础 2
包气带水的特点
包气带水的来源：大气降水的入渗，地表水体的 渗漏，由地下水面通过毛细上升输送的水分，地 下水蒸发形成的气态水。 包气带水的赋存和运移受毛细力和重力的共同影 响：重力使得水分下移，毛细力则将水分输向空 隙细小的与含水量低的地方。 包气带的水、溶质的时空分布及迁移转化规律受 边界条件影响很大：气象因素，天然和人工植被、 人类的生活和生产。
水文地质学基础
24
潜水含水层的给水度和承压含水层的给水度存在很大的区别， 你知道为什么吗？ 在地下水的补给、径流、排泄上，承压含水层具有哪些特点？ 在无入渗补给而有蒸发排泄的条件下，如果潜水含水层地下水 水位逐渐下降，其上部包气带的含水量将 ，而地下水 蒸发强度将 。
水文地质学基础
25
这组地层是含水层还是隔水层？
A B
为布设引水、排水工程的 位置提供依据。
水文地质学基础 15
3.5 承压水(Confined Water)
3.5.1 定义： 充满于2个隔水层（弱透水层）之间含水层中的水。
承压水 水文地质学基础 16
3.5.2 基本要素
承压含水层：赋存承压水的岩层； 隔水顶板；
隔水底板；
承压含水层厚度(M)； 承压高度(H)：含水层某点的承压高度等于该点的测压高度； 测压水位线(面)：测压水位的连线(面)，此线是虚拟的； 补给区和排泄区；
理解不同埋藏条件的地下水的相互转化。
水文地质学基础
23
(1)对比概念：
毛细水带与包气带； 隔水层与弱透水层； 排泄区与补给区； 上层滞水与潜水。 (2)辨析：
思考
在排泄区，地下水不接受大气降水的补给；
只有测压水位高于地面的地下水才叫承压水； 地面的污染物可以通过包气带扩散到潜水中，但不 会影响承压水。

（一）岩（矿）石的密度的一般规律
1、火成（岩浆）岩密度＞变质岩密度＞沉积岩密度
根据长期研究的结果，认为决定岩、矿石密 度的主要因素为：
※ 组成岩石的各种矿物成分及其含量的多少； ※ 岩石中孔隙度大小及孔隙中的充填物成分； ※ 岩石所承受的压力等。
2、火成岩（2.5～3.6 g /cm³）
（1）主要取决于矿物成分及其含量的百分比，由 酸性→基性→超基性岩，随着密度大的铁镁 暗色矿物含量增多密度逐渐加大。
Δg = gg
+
0
-
σ1
σ2
σ3
σ0
σ1>σ0
σ2<σ0
σ3=σ0
4、引起重力异常的条件
（1）探测对象与围岩要有一定的密度差。 （2）岩层密度必须在横向上有变化，即岩层内有密度不同的地
质体存在，或岩层有一定的构造形态。 （3）剩余质量不能太小（即探测对象要有一定的规模） （4）探测对象不能埋藏过深
（1）重力观测是在地球的自然表面上而不是在大地 水准面上进行的（自然表面与大地水准面间的 物质及测点与大地水准面间的高差会引起重力 的变化）
（2）地壳内物质密度的不均匀分布；
（3）重力日变化
3、重力异常的物理意义
A
大地水准面
σ0
△F
σ V
g0 △g
△F
g观
△σ =σ–σ0 △m=Δσ×V
g观 g0 F
由上式可见：重力场强度，无论在数值上，还是 量纲上都等于重力加速度，而且两者的方向也一致。 在重力勘探中，凡是提到重力都是指重力加速度（或 重力场强度）。
2、重力的单位（gravity unit)
在SI制中：g（重力加速度）的单位为1m/s2，规定 1m/s2的百万分之一为国际通用重力单位（gravity unit)，简写为g.u，即：

6.2 地下水的物理性质
6.2.2 温度
埋藏在不同深度的地下水，其温度变化规律不同。根据受热 源影响的不同，地壳表层可分为变温带、常温带及增温带。
变温带——受太阳辐射影响的地表极薄的带。近地表的地下水温 度受气温的影响较大，具有周期性的昼夜变化和季节变化：
温度具有昼夜变化的地下水，其埋藏深度一般在3-5m (1-2m)以内，
一个地区地下水的化学面貌，反映了该地区地下水的历史演变。
人类活动对地下水物理性质和化学性质的影响，在时间上虽然非 常短，然而，在许多情况下这种影响已经深刻地改变了地下水的 面貌！
在实际生产和科研工作中，对地下水的物理性质 和化学性质的研究，有着重要意义：
阐明地下水的起源与形成； 揭示许多地质过程； 水质评价。 研究地下水中化学元素的时空分布特征和迁移转化 规律的学科是——水文地球化学。
度最小；钙的硫酸盐，特别是钙、镁 的碳酸盐的溶解度最小。
盐类 NaCl
溶解度 (0℃，g/L)
350
随着矿化度的增加，钙镁的碳 酸盐首先达到饱和析出，继续增大时， 钙的硫酸盐也饱和析出，因此，高矿 化水中便以易溶的氯和钠占优势了， 由于氯化钙的溶解度更大，因此在矿
KCl 290
MgCl2 CaCl2 Na2SO4 MgSO4 CaSO4
6.2.3 颜色
地下水的颜色主要由其成分和悬浮于其中的杂质所决定： 一般的地下水为无色； 含硫化氢气体的水，在氧化后由于有硫磺胶体产生，故常呈翠绿色； 硬度大的水为浅蓝色，含氧化亚铁的水呈浅蓝绿色，含氧化铁的水 呈褐红色；
含腐殖质的水多呈暗黄褐色。
含有悬浮杂质的水，其颜色决定于悬浮物的颜色，颜色深浅则取 决于悬浮物的多少。
分级
说
明

二.教学目的 1.掌握最大公因式,互素的概念. 2.熟练掌握辗转相除法 . 3.会应用互素的性质证明整除问题.
三.重点,难点 辗转相除法求最大公因式， 证明整除问题.
25
定义 1 令和 个多项式
与
是P[x]的两个多项式，若是P [x]的一 同时整除 和 ，那么 叫做 的一个公因式.
定义 2 设 是多项式 与 的一个公因式.若是 能被 与 的每一个公因式整除,那么 叫做
f (x) = g (x)
10
1.2.3 多项式的次数
叫做多项式 的最高次项,非负整数n叫做多项式
的次数. 记作
注：系数全为零的多项式没有次数,这个多项式叫做
零多项式，记为 0 .
11
1.2.4 多项式的运算
多项式的加法
给定数域P上两个多项式
且m ≤ n, f (x) 和g (x) 的加法定义为
43
这样继续下去,最后f (x)在C [x]中完全分解成n个一 次因式的乘积,而在f (x) C中有n个根. 复数域C上任一n (n > 0)次多项式可以在C [x]里分 解为一次因式的乘积.复数域上任一次数大于1的多 项式都是可约的.
定理1.6.3 若实系数多项式 f (x)有一个非实的复数根 ,那么 的共轭数 也是f (x)的根, 并且 与 有同一重数. 换句话说,实系数多项式的非实复数根两两成对出 现.
二.教学目的 1.掌握本原多项式概念及高斯引理. 2.熟悉运用艾森斯坦差别法. 3.掌握求整系数多项式的有理根 .
三.重点、难点 艾森斯坦差别法及如何求整系数多项式有理根方法.
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定义 若是一个整系数多项式f (x)的系数互素,那么f (x)叫 作一个本原多项式.
引理1.7.1 两个本原多项式的乘积仍是一个本原多项式.

x1 c 4
x
x2 x3 x4
c3 c 3
,
1 4
即x
c
1 1
3 0
0 3
（2）
其中c为任意常数.
小结：
1．上述解方程组的方法称为消元法．
2．始终把方程组看作一个整体变形，用到如 下三种变换
（1）交换方程次序； （ i 与 j 相互替换）
（2）以不等于０的数乘某个方程； （以 i k 替换 i ）
1 1
2
~ 0 1 1 2
0
1
1 2
1
2
1 1
~ 0 1 1
2
2
0
0
2 2
1
2
3
1 1
0 1 1
2
1
0
0
1 2
1
1
2
1 当 1时,
1 1 1 1 B ~ 0 0 0 0
0 0 0 0
RA RB 3,方程组有无穷多解.
x4 3,
1 2 3 4
x1 x2 2 x3 x4 4, 1
3 4
4 23
x2 x3 x4 0, x4 3,
2 3
0 0,
4
用“回代”的方法求出解：
(B3 ) (B4 )
于是解得
x1 x2
x3 x3
4 3
x4 3
其中x3为任意取值.
或令x3 c,方程组的解可记作
0 0 0 0 0
由于RA RB 2, 故方程组有解，且有
x1 x2 x4 1 2
x1 x3
x2 x4 1 2x4 1 2
2
x2 x3
x2 0x4 0x2 2x4

中国政区图
中国地质大学（北京） 中国地质大学（武汉）
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知名校友
两院院士 中国地质大学建校60年来，毕业生中有30多人入选两院院士，在单科性院校中这样的成绩 并不多见。
其他知名校友 温家宝：1968届硕士毕业生，前中共中央政治局委员、书记处书记、国务院总理 王大宾：曾任都江堰市都信凿岩钎具有限公司的总经理，同时还兼任中国钢协钎具协会常 务理事，中国岩石破碎学会常务理事。 张宏仁：1954届毕业生。现任国际地质科学联盟主席 李久林：国家体育场“鸟巢”工程的总设计师 张文岳：1967届毕业生。现任中国共产党第十五届中央委员、原中共辽宁省人大常委会主 任、省委书记。现任全国人大环境与资源保护委员会副主任委员。 寿嘉华：1965届毕业生。原国土资源部副部长兼中国地质调查局局长、党组书记 王安顺：1983届毕业生。中共中央候补委员、北京市委副书记、市委政法委书记。 孙金龙：1990届毕业生。中共中央候补委员、原任团中央书记处常务书记，现任湖南省委 副书记。 方晓宇：1976届毕业生。原任海南省委常委、海南省常务副省长。2019年5月13日21时30 分在北京逝世，享年57岁。 黄诒纯：1968届毕业生。现任甘肃省委常委、统战部部长。 蒋承菘：1962届毕业生。2019年至2019年任地质矿产部副部长。
中国地质大学（北京）教5楼
中国地质大学（北京）图书馆
中国地质大学（北京）体育场
中国地质大学（北京）游泳馆
地大国际会议中心
中国地质大学（北京）室外攀岩壁
2019年10月2日，中国地质大学（武汉）登山队登顶世界第六高峰---卓奥友峰
Thank you
李致新：国家级运动健将、中国登山协会常务副主席。1985届毕业生。1988年参加中、日、

简单的液体（如水、酒精、油 等）和一般气体都遵循牛顿内 摩擦定律，称牛顿流体。如图 中的A。 • 非牛顿流体的总类分为三类： 1.塑性流体 B 2.拟塑性流体 C 0 3.膨胀性流体 （涨塑性流体）D
B
C A μ 1 D
理想流体
n为
du dy
的指数
o
du dy
-11-
• 塑性流体中的宾汉流体如泥浆、血浆。 • 拟塑性流体如橡胶、牛奶、血液。 • 膨胀性流体如生面团、浓淀粉糊、水中的浓糖溶液。
19.92 31.16 47.34
pvp/γ(m水柱）
0.76
1.26
2.03
ห้องสมุดไป่ตู้
3.20
4.96
7.18
10.33
-29-
（二）压强的计量单位 1.用一般的应力单位表示。如KN/m2、N/m2，kgf/cm2， tf/m2 2.用大气压强的倍数表示。 一标准大气压（patm）=101325 N/m2 1工程大气压（pat）＝1kgf/cm2＝9.80 N/cm2 3.用液柱高表示。H=p/γ pat可以用水柱高表示为 h＝pat/γ＝98000/9800=10m 如用水银柱表示，( 0℃时水银的重度γH＝133.23 KN/m2） h＝pat/γH＝98000/133230=0.73556m（水银柱） ＝735.56mm（水银柱）
围内，由于分子引力大于斥力而在表层沿表面方 向产生的拉力。
-9-
压缩性
• 压缩性：流体的宏观体积随着压强增大而减小的性质。
体积压缩系数
体积弹性系数

K dV / V d / dp dp dp dp dV / V d /
单位：m2/N 单位：N/m2

围岩
围岩(wall-rock) 围岩是指矿体周围的岩石。
矿体与围岩的关系： a、接触关系，可分为突变接触（截然清楚）和渐变接
触（模糊不清）。 b、时间关系，可分为二者同时或近同时形成的和矿体明显晚
于围岩的两种情况。
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1.有用组分表示法： a.有用元素（多用于金属矿石）； b.化合物，如WO3、Cr2O3、P2O5、KCl等； c.有用矿物，如云母、石棉、冰洲石等。
2.品位表示方法： a.重量的百分含量(%)法； b.克/吨(g/t)法（多用于贵金属）； c.毫克/吨(mg/t)法（用于金刚石）； d.克/立方米(g/m3)法（多用于重金属砂矿）； e.公斤/立方米（kg/m3）法（多用于石棉、云母等）。
矿床学 Ore deposit 念
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矿床学 Ore deposit geology
（十）有关矿石观察描述的主要内容及术语
1.矿石的矿物组合（mineral paragenesis）：
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矿床学 Ore deposit geology
（九）有关矿体观察描述的主要内容及术语
矿 体形状
1.矿体的形状（ore body shape）：
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分的矿物集合体。 矿石是由矿石矿 物和脉石矿物组成。
2.矿石矿物（ore mineral）：矿石中 可供利用的矿物,也称有用矿物。

3
长管道和短管道
• 在管道系统中，如果局部水头损失只占沿程水头 •
损失的5 10％以下，则在管流的水力计算中可将 损失的5～10％以下，则在管流的水力计算中可将 局部水头损失忽略不计，这样的管道称为长管道。 局部水头损失忽略不计，这样的管道称为长管道。 在管流的水力计算中，如果局部水头损失占相当 重的比重，因而计算中不能将局部水头损失和流 速水头忽略，这样的管道称为短管道。 速水头忽略，这样的管道称为短管道。
管道。 管道。 串联管道在输水过程中如有流量Q =1， 串联管道在输水过程中如有流量Q(i)(i=1，2，3…) 分出，则各管段通过的流量不断减小。因此顺次 串联管道的管径也顺次减小，各管段的水头损失， 按谢才公式 2 Q12 Q2 hf1 = 2 l1 hf 2 = 2 l2 K1 K2
2 Q3 h f 3 = 2 l3 K3
•
16
• 管道出口淹没在水面之下，则从管道出口流出的
水股，也淹没在水体中，这种出流称为淹没出流。 水股，也淹没在水体中，这种出流称为淹没出流。 运用总能量方程，可推得淹没出流时管道系统水 力计算的基本公式：
1 Q= A 2 gz0 = µc A 2 gz0 l ∑ λ d + ∑ζ 1 µc = l ∑ λ d + ∑ζ
10
•
2 α0v0
2g
v0
A B
i C D
H
H0
i
11
• 水头损失hw，写为 • 可得到 • 取α=1，得 α=1，得
l v2 hw = (∑ λ + ∑ζ ) d 2g l v2 H0 = (α + ∑ λ + ∑ζ ) d 2g
1 l 1 + ∑ λ + ∑ζ d 2 gH0

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矿床学 Ore deposit geology
一
伟晶岩矿床的概念
在岩浆作用的晚期形 成的、或其它成因的富含高 挥发份的“残余熔浆”，经 过结晶作用和交代作用形成 粗大矿物集合体并产生有用 组分聚集形成的矿床叫伟晶 岩矿床。
矿物晶体10～1㎝。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
细粒（ 细粒（晶）结构： 结构： 矿物晶体<1㎝。
晶 晶
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矿床学 Ore deposit geology
2）构 造
伟晶岩体内部具有分带性， 是伟晶岩脉的一个重要性质。 在岩脉内，一般都有几个带， 环绕内核作带状分布。
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矿床学 Ore deposit geology
2.形成伟晶岩矿床的主要岩石类型
有工业价值的伟晶岩矿床，其母岩侵入体大多数是花岗岩类，如黑云母 花岗岩，白云母花岗岩，和二云母花岗岩。少数为碱性花岗岩。 此外，原岩为长英质物质的变质岩和混合花岗岩也是常见的伟晶岩矿床 形成母岩。
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矿床学 Ore deposit geology
空间分布特征
北贝加尔白云母区的白云母伟晶岩矿床（1—18）分布略图 1—复杂贯入体带；2—正常贯入体带；3—单一岩脉带；4—白云母矿床带；5—平移-逆掩 断层和平移-正断层；6—深断裂；7—伟晶岩的分布界限；8—伟晶岩富集程度不同的各带 界限；9—实验的剪切应力线 中国地质大学（武汉） China University of Geosciences 矿床学 Ore deposit geology