贵州都匀地区黑色岩层边坡风化破坏机理研究

黑色岩层是具有特殊矿物(黄铁矿)的一套岩石,其风化破坏造成岩体整体结构强度降低,在黑色岩层分布地区,极易使边坡失稳.通过对贵州都匀地区黑色岩层的野外调查、岩样XRD衍射分析、水质调查,认为黑色岩层中含有硫化矿物,易被氧化形成酸性水,从而溶解、溶蚀矿物,扩大溶蚀腔,并使元素流失迁移,生成具有膨胀性的粘土矿物,最终导致岩体物理力学性质降低而发生风化性破坏;黑色岩层边坡中节理裂隙发育并具有富氧水作用下,酸性水沿节理裂隙拓宽岩体结构面,造成其结构空间损伤,从而形成岩体边坡风化破坏的发生;认为黑色岩层边坡风化破坏主要以岩石矿物蚀变作用、节理裂隙溶蚀扩张作用的方式.     

石漠化地区石灰岩和白云岩的溶蚀-蠕变特性试验研究——以贵州贞丰-关岭花江岩溶区为例

为分析石漠化地区碳酸盐岩的力学和溶蚀特性及其对石漠化演化的影响,开展了应力-化学耦合作用下碳酸盐岩溶蚀-蠕变特性试验研究,结果显示:(1)应力-化学耦合作用下,碳酸盐岩的蠕变特性较明显,且白云岩的初始变形量均大于石灰岩,说明白云岩更易受外力作用影响而发生变形和破坏;白云岩的蠕变变形量随加载时间延长而持续增加,而石灰岩蠕变变形主要发生在加载初期,而后趋于稳定。(2)在相同时间、相同浓度的酸溶液中,应力加载条件下碳酸盐岩的溶蚀量比常规无压溶蚀情况下大;白云岩及灰质白云岩的溶蚀速度与应力水平呈正相关,荷载越大,溶蚀速度越快;随着应力的增加,石灰岩的溶蚀速度先降低后增加。(3)溶蚀作用不仅发生在岩石表面也发生在孔隙内部,溶蚀结果表现为孔隙直径的增大和孔隙率的提高。(4)不同岩性碳酸盐岩化学-力学特性的差异,使其风化成土和水土流失方式具有不同的表现形式,对石漠化的形成与演化具有重要的影响。     

塔中北斜坡下奥陶统鹰山组热液岩溶特征及发育模式

塔中北斜坡下奥陶统鹰山组受热液改造强烈,来源于地壳深部富含CO2和H2S的热液流体沿断裂、不整合面等发生运移,并对其流经的碳酸盐岩围岩发生溶蚀及白云岩化,形成孔洞缝组合,极大地改善了储层的物性.热液岩溶识别标志为岩石热褪色、非选择性溶蚀、缝洞充填典型热液矿物、“树状扩散”、“层状叠合”的地震反射等特征.     

塔中地区奥陶系热液溶蚀作用特征及其对储层物性的影响

介绍塔中地区碳酸盐岩溶蚀、热液白云岩化的标志,并识别出4种热液矿物组合。包裹体测温数据显示,热液产生于深埋藏作用,塔里木盆地奥陶系碳酸盐岩所经历过的热事件主要有3期。奥陶系碳酸盐岩热液对灰岩的溶蚀作用改善了岩石物性,而遭受白云岩化之后物性改善并不明显,作用于碳酸盐岩后使岩石的孔隙度和渗透率明显增加。热液流体的驱动力来自构造挤压,而不整合面和层位控制的热液溶蚀灰岩是该区重要的储层类型。     

一种预测地下岩石主应力的方法

依据静态物体受力平衡的条件,推导地下岩层测量点的地应力方程,并以此方程建立相应的莫尔圆,从而得到地下岩层所受的垂直主应力以及水平最大和最小主应力的数学表达式。依据岩石的Kaiser效应,设计Kaiser地应力测量系统。利用莫尔应力圆测量被施压岩石样品的声发射事件从而预测地下岩层3个主应力。实验结果表明,当岩石产生微裂缝时,其应力能短暂释放,声发射的幅度和频率都会突然增大。     

溶蚀作用对破碎泥岩渗透特性的影响

为研究溶蚀作用对破碎岩石渗透特性的影响,研制一种可测量质量流失条件下破碎岩石渗透特性的试验系统.在破碎泥岩的渗透试验中掺入岩盐模拟自然条件下存在的溶蚀现象,加速溶蚀过程.讨论溶蚀作用下破碎泥岩渗透特性的演化规律,分析溶蚀作用下渗透压力、岩盐质量和泥岩颗粒粒径对破碎泥岩渗透特性的影响.结果表明:溶蚀作用导致破碎岩石内易溶物质和细小颗粒的流失极易破坏岩样内部的孔隙结构和骨架结构,由此造成结构内部导水通道的扩大和渗透参数的突增.其渗透参数基本与渗透压力、岩盐质量和泥岩颗粒粒径呈正相关关系.且对于渗透压力较大、岩盐质量较高和泥岩颗粒粒径较大的岩样,由于溶蚀作用的存在容易发生更明显的导水通道扩大现象.此外,在岩样的渗流过程中,也存在由于颗粒迁移导致的导水通道堵塞造成的渗透参数逐渐减小的现象.     

华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳的幕式生长与多期改造:岩石学、年代学和Hf同位素证据

早前寒武纪被认为是大陆地壳形成的重要时期。华北克拉通东南缘前寒武纪下地壳岩石主要以变质基底(五河变质杂岩)和中生代闪长/二长闪长质斑岩中包体形式存在,它们为研究该地区前寒武纪下地壳的形成和演化提供了极好的天然实验室。近期的变质岩石学、岩石地球化学、Hf同位素及锆石U-Pb年代学研究表明:该区前寒武纪下地壳经历了幕式地壳生长与多期改造。强烈的构造-热事件和变质改造时间集中于2.5～2.6、2.1、1.8～1.9 Ga以及390、176 Ma。其中,形成于2.5～2.6 Ga的下地壳岩石,一部分经历了2.1 Ga和(或)1.8～1.9 Ga高压麻粒岩相变质作用以及390、176 Ma的变质改造,类似于形成于2.1 Ga并经历了1.8 Ga高压麻粒岩相变质作用的岛弧成因的下地壳岩石,表现为高放射成因Pb同位素组成; 另一部分岩石则形成于2.55～2.64 Ga,可能因处于下地壳上部而仅遭受了2.48～2.49 Ga麻粒岩相变质作用,但没有2.1 Ga和(或)1.8～1.9 Ga变质叠加的岩石学和年代学记录,表现为典型前寒武纪下地壳岩石特点的低放射成因Pb同位素组成。2.7～2.8 Ga的继承锆石U-Pb年龄和锆石Hf模式年龄暗示研究区可能还存在更早的地壳生长时期,但尚需进一步研究。     

初论藻类生物岩溶作用

藻类的新陈代谢活动深刻地影响岩溶形成与发育。藻类呼吸作用产生ＣＯ２，遇水生成碳酸，分泌酸性物质、粘液及遗体经微生物分解，产生ＣＯ２等，这些物质对碳酸盐岩均有溶蚀作用；藻类的钻孔作用，使碳酸盐岩表层形成多孔状、网络状、从而增大其化学溶蚀的有效表面积、降低其物理机械强度。藻类通过同化作用、捕捉粘结作用等方式沉淀碳酸盐．藻类对碳酸盐岩的作用可产生特征性产物及生物成因显微结构构造．桂林岩溶区，以藻类生物溶孔计算，藻类对碳酸盐岩的最大钻孔溶蚀速率占区域混合溶蚀率的２０％。     

钻井法的理论及发展情况简介

煤矿竖井开凿方法的分类目前一般是依据井筒穿过岩层的性质:在一般岩层条件下用的叫普通开凿法,在困难岩层条件(指含水的不稳定岩层及含水量大的坚硬岩层两种情况)下用的称特殊开凿法。此种分类方法对钻井法则失效。这不仅因钻井法既可用于一般岩层,也可用于困难岩层条件,而且因钻井法完成开凿工作的基本工序即破碎岩石、清除岩石及井筒支护的方法与一般所指的普通开凿法或特殊开凿法也有根本的不同。     

扫描电镜在喀斯研究中的应用

扫描电镜是了解矿物和岩石的结构、孔隙特性其喀斯特化的有力工具。笔利用扫描电镜及与之匹配的波谱仪、能谱仪、通过对１００多个碳酸盐岩试样的观察，系统研究了其矿物特怔、微观斯特作用机理及喀斯特孔隙类型，并得出结论：（１）表面反应控制下的选择性溶解是微观喀斯特作用的最本质特征；（２）碳酸盐矿物极完善的菱形解理是选择性溶解的优势点；（３）岩石结构控制了喀斯特孔隙的发育和演化。     

储层砂岩-盐水-超临界CO2体系相互作用

为实现二氧化碳地质储存与资源化利用,利用高压釜控制温度和转速,模拟不同条件下二氧化碳地质储存过程中砂岩-盐水-超临界CO2的相互作用,对反应后岩石矿物进行扫描电镜观察,分析溶液pH,HCO3-和阳离子含量变化.结果表明:随着温度的升高,矿物溶蚀加剧;175℃条件下岩石矿物表面有碳酸盐矿物生成,有利于二氧化碳的地质储存;加入扰动条件后可以促进反应溶液混合,使岩石矿物表面溶液局部含量下降,导致岩石矿物的溶蚀加剧,新矿物生成量减少;随着扰动的加大,矿物溶蚀消耗H+过多,引起pH升高,溶液中出现OH-,部分阳离子形成氢氧化物沉淀,阻碍了碳酸盐矿物的生成,不利于二氧化碳的地质储存.     

四川盆地南部寒武系碳酸盐岩成岩作用特征及对储层的影响

利用岩心、薄片资料,结合碳氧同位素地化数据,分析四川盆地南部寒武系碳酸盐岩成岩作用类型并探讨储渗空间的意义.结果表明:研究区成岩作用类型主要为海底胶结作用、白云石化作用、溶蚀作用、压实压溶作用、破裂作用和充填作用等.白云石化作用是优质储层形成的基础,溶蚀作用是关键.埋藏期白云石化形成晶间孔,表生期溶蚀发育膏模孔、晶间溶孔.热液溶蚀形成的热液溶蚀缝洞及热液破裂作用为储层提供有效储渗空间,多期次的白云石化及溶蚀作用为研究区储层形成的主控因素.     

结构锚栓在地下水工建筑物中的应用

现今,锚栓在采矿工程和地下水工建筑中已被广泛用作建筑结构的锚定支撑和构件。在采矿工程中,锚定支撑系用来加固坑道周边的岩石,并在施工期间通过加固岩层和构造岩块提高岩石的稳定性。在地下水工建筑中,岩石用作锚固结构锚栓的介质,在此介质内作用荷载借助岩体的承载能力而传递到结构锚栓上。     

砂岩储层中长石的异常分布及成因——以鄂尔多斯盆地二叠系石盒子组8段为例

为了揭示鄂尔多斯盆地石盒子组8段砂岩储层中长石异常分布及成因,在盆地尺度范围内,利用大量岩石薄片、阴极发光、扫描电镜分析手段,研究了储层岩石学特征及长石分布特征;并在此基础上,结合真实岩心酸溶蚀模拟实验、埋藏史、热史及成岩特征,探讨了长石异常分布的成因,认为长石的减少与成岩过程中溶蚀作用密切相关.研究结果表明:鄂尔多斯盆地腹部盒8段致密砂岩在成岩前存在大量长石(百分比平均为7.5%),而现今砂岩中低或无长石使得储层演化为具有"高成分成熟度"的石英砂岩和岩屑石英砂岩,这一现象与盆地周缘相对高长石含量形成明显的差异.现今长石的产状主要表现为完全溶蚀型,碳酸盐岩充填型及高岭石化型;地质历史时期长石的溶蚀需在高温条件下进行,而盒8段储层在溶蚀作用期叠加的一次热异常事件促使了上古生界煤系烃源岩的生烃作用,为长石的大量溶蚀提供了持续高温和酸性介质条件,使得在相对高热演化的腹部地区溶蚀作用强烈,储层中长石百分比小于1%,局部地区(苏里格地区)甚至为零,长石的大量溶蚀很好地改善了致密砂岩储集空间;而在热演化程度较低的边缘地区溶蚀作用较弱,长石保存相对较好,溶孔发育较少.对鄂尔多斯盆地砂岩储层中长石的异常分布研究有助于今后致密气甜点区的预测.     

英西湖相碳酸盐岩储层成因与含油性分析

为了明确柴达木盆地英西地区典型湖相碳酸盐岩的储集特征,本文采用大量岩心、岩石薄片、成像测井和地球化学等资料,系统对研究区干柴沟组(E_3~2)的储集空间类型、成因机理及其含油气性进行分析.认为英西湖相碳酸盐岩形成盐间与盐下2套含油气组合,储集空间类型主要有晶间孔,另外还发育溶蚀孔洞、构造角砾孔洞以及裂缝;构造缝的发育对应于喜山期三次幕式构造运动,多类型成岩缝由纹层状岩性差异成岩所形成,裂缝既是储层改造和油气运移的通道,同时与晶间孔和溶蚀孔洞又保证了油气藏的高产富集.研究结果表明:1)英西湖相碳酸盐岩储集空间主体类型是准同生成因的白云石晶间孔,晶体大小为1～2μm,孔径多分布在424～750nm,面孔率为5%～8%.湖相碳酸盐岩溶蚀作用较弱,仅在白云石晶间孔基础上因有机酸微弱溶蚀形成扩溶孔,扩溶孔孔径一般小于1μm,大小多分布在540～990nm;2)研究区同时也发育一定规模的盐溶孔洞、构造角砾孔洞和裂缝.盐溶孔洞由大气淡水的淋滤作用形成,表现为沿层理面溶蚀和分散状石盐(石膏)颗粒溶蚀2种,主要分布在盐间含油组合.构造角砾孔主要分布于盐间滑脱断层带,由断层活动作用控制形成;3)构造缝与成岩缝均大量发育,构造缝以小缝和中缝为主,宽度大多分布在2～3mm以内,成岩缝包括层间缝、收缩缝和缝合线等3种类型,缝宽大多为微米级,其中层间缝是湖湘碳酸盐岩源内油气成藏的重要控制因素;4)晶间孔普遍含油,是油气成藏的基础.扩溶孔、构造角砾孔和盐溶孔洞增加了储集空间类型,增强了储集性能.     

英西湖相碳酸盐岩储层成因与含油性分析

为了明确柴达木盆地英西地区典型湖相碳酸盐岩的储集特征,本文采用大量岩心、岩石薄片、成像测井和地球化学等资料,系统对研究区干柴沟组(E23)的储集空间类型、成因机理及其含油气性进行分析.认为英西湖相碳酸盐岩形成盐间与盐下2套含油气组合,储集空间类型主要有晶间孔,另外还发育溶蚀孔洞、构造角砾孔洞以及裂缝;构造缝的发育对应于喜山期三次幕式构造运动,多类型成岩缝由纹层状岩性差异成岩所形成,裂缝既是储层改造和油气运移的通道,同时与晶间孔和溶蚀孔洞又保证了油气藏的高产富集.研究结果表明:1)英西湖相碳酸盐岩储集空间主体类型是准同生成因的白云石晶间孔,晶体大小为1~2μm,孔径多分布在424~750nm,面孔率为5%~8%.湖相碳酸盐岩溶蚀作用较弱,仅在白云石晶间孔基础上因有机酸微弱溶蚀形成扩溶孔,扩溶孔孔径一般小于1μm,大小多分布在540~990nm;2)研究区同时也发育一定规模的盐溶孔洞、构造角砾孔洞和裂缝.盐溶孔洞由大气淡水的淋滤作用形成,表现为沿层理面溶蚀和分散状石盐(石膏)颗粒溶蚀2种,主要分布在盐间含油组合.构造角砾孔主要分布于盐间滑脱断层带,由断层活动作用控制形成;3)构造缝与成岩缝均大量发育,构造缝以小缝和中缝为主,宽度大多分布在2~3mm以内,成岩缝包括层间缝、收缩缝和缝合线等3种类型,缝宽大多为微米级,其中层间缝是湖湘碳酸盐岩源内油气成藏的重要控制因素;4)晶间孔普遍含油,是油气成藏的基础.扩溶孔、构造角砾孔和盐溶孔洞增加了储集空间类型,增强了储集性能.     

英西湖相碳酸盐岩储层成因与含油性分析

为了明确柴达木盆地英西地区典型湖相碳酸盐岩的储集特征,本文采用大量岩心、岩石薄片、成像测井和地球化学等资料,系统对研究区干柴沟组(E23)的储集空间类型、成因机理及其含油气性进行分析.认为英西湖相碳酸盐岩形成盐间与盐下2套含油气组合,储集空间类型主要有晶间孔,另外还发育溶蚀孔洞、构造角砾孔洞以及裂缝;构造缝的发育对应于喜山期三次幕式构造运动,多类型成岩缝由纹层状岩性差异成岩所形成,裂缝既是储层改造和油气运移的通道,同时与晶间孔和溶蚀孔洞又保证了油气藏的高产富集.研究结果表明:1)英西湖相碳酸盐岩储集空间主体类型是准同生成因的白云石晶间孔,晶体大小为1~2μm,孔径多分布在424~750nm,面孔率为5%~8%.湖相碳酸盐岩溶蚀作用较弱,仅在白云石晶间孔基础上因有机酸微弱溶蚀形成扩溶孔,扩溶孔孔径一般小于1μm,大小多分布在540~990nm;2)研究区同时也发育一定规模的盐溶孔洞、构造角砾孔洞和裂缝.盐溶孔洞由大气淡水的淋滤作用形成,表现为沿层理面溶蚀和分散状石盐(石膏)颗粒溶蚀2种,主要分布在盐间含油组合.构造角砾孔主要分布于盐间滑脱断层带,由断层活动作用控制形成;3)构造缝与成岩缝均大量发育,构造缝以小缝和中缝为主,宽度大多分布在2~3mm以内,成岩缝包括层间缝、收缩缝和缝合线等3种类型,缝宽大多为微米级,其中层间缝是湖湘碳酸盐岩源内油气成藏的重要控制因素;4)晶间孔普遍含油,是油气成藏的基础.扩溶孔、构造角砾孔和盐溶孔洞增加了储集空间类型,增强了储集性能.     

致密砂岩中岩屑溶蚀及其伴生胶结对孔隙发育的影响——以川东北元坝西部须二下亚段为例

本文旨在厘清致密砂岩储层成岩作用对孔隙发育的影响.以四川盆地东北元坝西部须二下亚段为例,采用铸体薄片、氩离子抛光及扫描电镜观察、NESE Geo图像分析和物性测试等手段分析岩石成分,确定成岩特征,获取孔隙度和渗透率值,认为岩屑溶蚀及其伴生胶结影响孔隙的垂向分布和发育程度.研究结果表明:元坝西部须二下亚段主要岩石类型为岩屑砂岩,在埋藏过程中,中成岩阶段发生岩屑溶蚀作用,孔隙度增加3.35%,产生的粒内溶孔成为储层主要孔隙类型.垂向上,岩屑溶蚀析出产物由溶蚀段向上覆及下伏储层迁移,由近及远沉淀绿泥石胶结物(其中发育绿泥石晶间微孔)、硅质胶结物(距溶蚀段2～3 m)及钙质胶结物(距溶蚀段3～4 m),导致储层孔隙度自溶蚀段起向上下逐渐降低.     

准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层成岩作用与储集空间特征

利用岩芯观察、铸体薄片及荧光薄片鉴定,结合激光共聚焦显微镜、扫描电镜、X射线衍射、恒速压汞等分析测试手段,分析了准噶尔盆地吉木萨尔凹陷二叠系芦草沟组致密油储层成岩作用与储集空间特征及其相互关系。结果表明:吉木萨尔凹陷芦草沟组致密油储层主要发育碳酸盐岩类、陆源碎屑岩类、火山碎屑岩类和混积岩类等4种岩石类型,储集空间可分为次生溶孔、晶间孔和微裂缝3类; 不同岩石类型经历了不同的成岩作用过程,发育了不同类型的储集空间。①碳酸盐岩类中,泥晶云岩成分单一,压实致密,胶结作用弱,储集空间以白云石晶间孔为主; 随着粉砂质和凝灰质含量增加,压实作用变弱,长石和凝灰质发生强溶蚀,粉砂质砂屑云岩及凝灰质云岩的储集空间以长石粒内孔、铸模孔及凝灰质溶蚀孔为主。②陆源碎屑岩类中,凝灰质粉砂岩的压实作用中等,粉砂级长石颗粒粒内及边缘、分散状凝灰质溶蚀,且溶蚀孔中有大量的黏土矿物充填,储集空间以蜂窝状长石溶蚀孔、凝灰质溶蚀孔为主; 而云质泥岩压实作用强,溶蚀作用不发育,仅可见晶间孔及微裂缝。③火山碎屑岩类中,粉砂质凝灰岩、云质凝灰岩压实作用中等,长石、凝灰质易溶,但胶结物种类较多,储集空间以次生溶蚀孔为主,发育少量的晶间孔。     

地下水扰动作用下地基土体渗透破坏试验研究

为分析近年来中国西南地区频繁发生的"天坑"形成原因,从渗流破坏理论出发,通过自主设计循环变水压渗透试验装置模拟地下水扰动过程,研究了地下水扰动作用下地基土体的变形破坏机制。首先通过现场和室内试验获得土样的基本物理化学性质,排除由碳酸盐溶洞导致地表塌陷的可能性。在此基础上,为模拟地下水循环扰动对土体的渗透破坏作用,采用饱和土渗流理论,设计了1种变压型常水头渗透试验装置,通过自动循环地改变水头大小模拟地下水扰动对土体的破坏机制,分析实验前后土样级配组成、水头变化和土样变形破坏特性,试验表明土样在地下水扰动作用下细颗粒明显减少,土体级配结构发生改变,土体承载力降低并最终导致土体塌陷。变压型常水头渗透破坏试验研究表明,该方法较好地阐明了该地区"天坑"形成机制。