西部典型弱胶结粗粒砂岩单轴压缩破坏的类相变特征研究

以西部弱胶结粗粒砂岩为研究对象,采用细观测试、力学测试、声发射监测和理论分析等研究方法,获得了弱胶结粗粒砂岩细观结构形态和矿物成分,分析了弱胶结粗粒砂岩单轴压缩破坏的声发射信号频率组合模式。研究表明:弱胶结粗粒砂岩在细观结构上是以颗粒物质、胶结物质及孔隙胶结而成的颗粒胶结体系,颗粒接触特性和矿物成分是其物理现象与力学机制发生的内因;在应力峰值前,声发射信号的峰频频段3(31.25～46.875 kHz)占比先迅速减小,后趋于平稳,而频段10(140.625～156.25 kHz)占比先增加,后趋于稳定,存在低频信号向高频转化的现象;弱胶结粗粒砂岩在单轴压缩破坏过程中存在"类相变"临界状态,即弱胶结粗粒砂岩细观结构上的颗粒接触状态由连续接触状态转变为离散状态的类相变过程;且弱胶结粗粒砂岩达到某一应变状态时,试件对振动或者扰动异常敏感,微小的应变Δε极易导致弱胶结粗粒砂岩达到类相变状态。     

弱胶结砂岩遇水软化过程细观结构演化及断口形貌分析

对西部鄂尔多斯红庆河矿区的弱胶结砂岩采用饱水实验、SEM扫描电镜、QEMSCAN扫描电镜和力学实验等试验手段,分析其软化过程细观结构演化及其细观断裂形貌和断裂机理。研究表明:弱胶结砂岩的成岩特性决定了其遇水软化、崩解的特性与其矿物组成和结构特征密切相关;证实了弱胶结砂岩遇水软化过程中细观结构破坏的主要方式为胶结物质的破坏,且发生破断的位置为物颗粒与颗粒的接触界面或者颗粒与胶结物质之间界面;弱胶结砂岩的宏观力学行为主要由颗粒间接触决定,当边界荷载发生变化时,砂岩的最终断口发生在黏土胶结物上及其与矿物颗粒的交界处,少数发生在矿物颗粒上,颗粒体系内部结构的变化总体上可以分为颗粒破碎、颗粒或颗粒簇脱离母体结构、沿颗粒裂纹扩展及微裂隙呈弥散分布、胶结物质破坏等四大类;胶结物质力学性质是其破坏形式的关键因素,为进一步研究弱胶结砂岩变形破坏机理奠定基础。     

干湿循环作用下弱胶结砂岩声发射特征及其细观劣化机理

针对弱胶结砂岩遇水软化和泥化现象,采用饱水实验、QEMSCAN扫描电镜以及声发射试验,对不同干湿循环次数作用下弱胶结砂岩的物理力学性质及其细观结构特征变化进行了探讨。研究表明:弱胶结砂岩遇水软化宏观特性分为4类,其宏观特性的差异主要取决于弱胶结砂岩细观颗粒胶结方式、胶结物成分和含量相关等细观参数;弱胶结砂岩遇水软化细观特征,一方面在饱水过程中胶结物溶蚀逐渐减少、颗粒自身膨胀产生细粒碎屑,另一方面饱水过程中导致岩样内部次生孔隙率增大;随着干湿循环次数的增加AE事件计数率与能量释放率也不断的降低,主要是干湿循环次数增加,砂岩内部骨架颗粒与胶结物质均得到不同程度的软化,颗粒胶结性能变差,裂纹发展速度较缓,规模较小,释放的能量较小,因此,随着干湿循环作用增加砂岩破坏时出现较低的试件计数率和能量释放率,反映出干湿循环次数增加后应力扰动敏感性降低进而导致破坏程度降低,为进一步研究弱胶结砂岩变形破坏机理奠定基础。     

滇中砂岩铜矿床成矿规律探寻

滇中砂岩铜矿床形成于白垩系高峰寺组和马头山组中,矿床与盆地内的下部含煤建造、中部的红色含铜碎屑岩建造和上部白色膏盐建造关系密切。含矿岩系具有向上变细的剖面结构,矿化常形成于不整合界面以上的一定范围内。含矿岩石以细砂岩为主,铜矿化与胶结物总量和钙质、硅质胶结物有关,并形成于浅色向紫色岩层过渡的氧化还原界面附近。沉积成岩作用对矿床的形成起重要作用。滇中砂岩成矿具有规律性,找、探矿应围绕此共性去展开。     

饱和水弱胶结砂岩剪切断裂面形貌特征及破坏机理

剪切破坏断面是弱胶结砂岩在破坏过程中断裂后所形成相匹配的表面,断面形貌特征根据受力方式和饱水条件的不同形成差异显著。利用3D激光扫描对剪切破坏断面进行精确测量,结合地理信息系统(GIS)技术对不同受力方式和饱水条件下的破坏断面形貌进行三维可视化处理和定量分析,并采用扫描电镜从细观角度对产生的断面形貌特征差异及其破坏机理进行研究。试验结果表明:随夹具角度的增加,破裂面法向力降低,法向力的减小是导致破裂面扰动较大以及剪切断裂面粗糙度和起伏度增加的主要原因之一;通过饱水岩样细观结构的分析发现,弱胶结砂岩骨架颗粒自身吸水膨胀软化,骨架颗粒之间的黏连性变差,胶结程度降低,直接导致试件抗剪强度降低,同时,水对剪切破坏面扰动影响也降低,致使在相同受力条件下饱水试件断裂面粗糙度和起伏度相对较小;胶结物质的遇水软化的特性是决定弱胶结砂岩剪切破坏断面形貌的关键因素,为进一步研究弱胶结砂岩损伤演化过程及破坏机理提供可靠的试验依据。     

弱胶结类岩石细观结构参数与其宏观力学行为的关联性研究进展

弱胶结类岩石主要为颗粒和胶结物质由压实或胶结作用而成,具有多尺度性、多相性以及复杂性,其细观结构的颗粒和胶结物质的物理特性、胶结特性以及颗粒和胶结物质构成的结构系统对其宏观力学性能有重要的影响。梳理了弱胶结类岩石宏细观研究的整体分析思路,总结了现有研究弱胶结类岩石细观结构的实验测试技术及其细观结构参数的定量选取和表征方法。列举了采用数值计算来研究细观结构参数单一变量对宏观力学性质的研究成果。为表征弱胶结砂岩细观结构的演化特征,提出了弱胶结类岩石模型建立时必须遵循的基本原则。在研究总结的基础上,揭示了弱胶结类岩石受力条件下细观结构演化过程中颗粒接触特征的演化过程。寻求以测试技术手段为基础的细观结构演化过程中临界特征提取与判别方法,以期为研究弱胶结类岩石细观构造的定量参数与宏观力学行为的关联性奠定基础。     

鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床黏土特征及其与铀成矿的关系

对鄂尔多斯盆地东北部纳岭沟铀矿床铀含量明显不同的两种灰色砂岩进行了岩心观察、薄片镜下鉴定、扫描电子显微电镜以及X-射线衍射等分析,讨论了不同灰色砂岩中黏土含量的变化及其变化机制,最后总结了纳岭沟铀矿床的黏土特征及其与铀矿化的关系。研究表明纳岭沟铀矿床的黏土矿物主要为高岭石和蒙皂石,绿泥石和伊利石含量较低,未见伊利石-蒙皂石混层和绿泥石-蒙皂石混层。伊利石多以薄膜状包裹在碎屑颗粒表面,高岭石多呈蠕虫状、书叶片状分布在碎屑颗粒表面及颗粒之间,蒙皂石多以片絮状、蜂窝网状存在于碎屑颗粒之间和碎屑颗粒表面。黏土总量和绿泥石在两种灰色砂岩中相差不大,高岭石和伊利石在矿化灰色砂岩中含量高,在原生灰色砂岩中含量低,而蒙脱石与之相反。含氧含铀层间水对原生灰色砂岩的改造引起长石的溶解,促进了高岭土的形成。纳岭沟铀矿床的铀并不是主要赋存在黏土矿物中,而更有可能主要赋存在有机质当中,为该铀矿床进一步研究开发提供技术支撑。     

民主南山晶质石墨矿地球化学特征及成因分析

黑龙江省鸡西市麻山区民主南山石墨矿位于佳木斯—兴凯地块南缘,是近年来发现的大型石墨矿床。为了查明矿区矿石原岩类型、物源性质、沉积环境、构造环境、矿床成因,对矿石进行了岩石地球化学特征分析。研究表明,含矿地质体原岩为富碳质和富铝质砂质碎屑岩,以杂砂岩、长石砂岩为主,含有少量黏土矿物、碳酸盐岩;物源沉积物主要来源于上地壳酸性源区,少量来源于下地壳的中基性源区;原岩沉积环境属于浅海相环境,弱还原—还原环境;构造环境为大陆岛弧,岩石通过区域变质作用形成晶质石墨矿床。     

山东省泗水县柘沟地区古近纪官庄群地层特征研究

柘沟地区古近纪官庄群地层发育,对官庄群地层进行了详细的地层划分及区域对比,分析了官庄群的层序特征及沉积环境,将区内官庄群划分为卞桥组、常路组和朱家沟组,卞桥组为湖相沉积,顶底为细碎屑泥质砂岩,中部为灰岩、泥岩、膏岩组合,并形成膏上灰岩带和膏下灰岩带;常路组为砾岩、砂砾岩,具冲洪积特征;朱家沟组为洪积粗碎屑,由单一的砾岩组成,代表湖退体系。官庄群地层在泗水断陷盆地中具明显旋回性,即碎屑岩-灰岩、膏岩-碎屑岩,分为4个三级层序。发育官庄群为一套以陆相碎屑岩石为主的岩石组合。     

神东矿区弱胶结砂岩的力学及声发射特征研究

为了研究神东矿区弱胶结岩石的力学及声发射特征,以覆岩中最常见的3组弱胶结砂岩和3组常规砂岩为研究对象,运用RMT-150C力学实验系统和声发射实验系统对这6组砂岩进行了实验,运用X衍射射线仪和环境扫描电镜进行成分和微观结构分析。试验结果表明:弱胶结砂岩的抗压强度和弹性模量非常低,常规砂岩抗压强度和弹性模量分别为其16.5倍和21.3倍,但是弱胶结砂岩的峰值应变比常规砂岩的要大,是其1.6倍;弱胶结砂岩会出现声发射峰值计数,但是相对全过程中的声发射计数差别不大;弱胶结砂岩的声发射峰值计数一般不会出现在塑性变形破坏阶段,但是常规砂岩的峰值计数大多数出现在塑性变形破坏阶段;弱胶结砂岩中的骨架颗粒为石英和长石,其含量一般在总质量的75%以上,但是常规砂岩的含量一般在70%以下;弱胶结砂岩中的胶结物含量很低,一般在21%左右,但是常规砂岩一般在41%左右。由于弱胶结砂岩的胶结物含量少、胶结程度低、孔隙大、结构比较松散,造成弱胶结砂岩的抗压和抗变形能力非常低,因此,抗压强度和弹性模量非常低,变形非常大。     

吉木萨尔凹陷东斜坡梧桐沟组吉7井区储层岩石学特征研究

岩石学特征是判断油气储层性质的重要标志,也是进行有利储层划分的重要基础。通过岩芯观察和描述,结合岩石薄、片铸体薄片、扫描电镜等资料,对吉木萨尔凹陷东斜坡梧桐沟组吉7井区储层特征进行了综合分析研究。结果表明:根据研究区梧桐沟组吉7井区取芯段87块岩石薄片观察及统计得出研究区砂岩为岩屑砂岩和长石质岩屑砂岩为主。胶结物中碳酸盐岩矿物组分以泥质、方解石、铁方解石和白云石组合为特征。胶结类型主要以接触-孔隙型、孔隙型、孔隙-压嵌型等胶结方式,胶结程度表现为致密和中等致密。支撑类型主要为颗粒支撑,颗粒间主要点接触为主。孔隙类型以剩余粒间孔为主。     

陕北侏罗系沉积控水规律与沉积控水模式

陕北侏罗系含水层富水性不均一,实际矿井涌水量与勘探阶段预测值差异较大,为了提高矿井涌水量预测准确性,科学高效指导矿井防治水,采用沉积微相划分、地学信息定性统计与灰色关联定量分析、微观孔隙结构实验室测试等方法分别研究了陕北侏罗系沉积微相、岩性及其组合、微观孔隙结构与富水性的关系,揭示沉积控水机理,总结沉积控水规律,划分沉积控水模式。结果表明:侏罗系砂岩含水层中粗砂岩、中砂岩等粗碎屑岩厚度越大,富水性越强,泥岩与砂质泥岩等细碎屑岩厚度越大,富水性越弱;砂岩地层风化程度相同时,微观孔隙结构分类级别(包括大孔粗喉型(Ⅰ类)、中孔-中-细喉型(Ⅱ类)、小孔细喉型(Ⅲ类)、小-微孔-微细喉型(Ⅳ类))越低,粒度越粗,含水层富水性越强,风化程度不同时,同时代地层风化程度越强,砂岩微观孔隙结构分类级别越低,粒度越粗,含水层富水性越强;侏罗系直罗组含水层主要为河流沉积体系,曲流河、辫状河沉积相,河道、河漫滩沉积微相,相同沉积相条件下河道较河漫滩沉积微相富水性强,河道岩性以砾岩、粗砂岩、中砂岩为主,延安组上部地层以三角洲沉积体系为主,三角洲平原沉积相,分流河道与分流间湾沉积微相,分流河道较分流间湾沉积微相...     

江西弋阳南家坞锌(锡)矿地质特征及成因初探

对南家坞锌(锡)矿床地质特征、成矿地质条件和矿床成因进行了初步探讨,认为矿床定位受区域性断裂及灵山岩体控制,矿体主要赋存在南华系板岩、变余砂岩等碎屑岩中,矿体呈长带状产于NNW向层间破碎带中.成因类型属构造蚀变岩型锌(锡)矿床,通过进一步加深对矿床成因的认识,有利于扩大该区深部及外围找矿工作.     

分段崩落采矿法的改进

斯捷布尼科夫斯克钾矿床是厚度变化的急倾斜矿床。矿体呈层状。钾矿层赋存在由石盐胶结的砂粘土质角砾岩及盐渍的泥质板岩、粉砂岩和砂岩组成的上沃罗腾先斯克岩系中。矿体倾角为20°～90°。厚度为1.5～160m,矿石的K_2O品位为9～15％。     

专利简介

胶结料成分此发明旨在降低胶结料成分和保证加速提高初始固结阶段的强度。胶结料由下列物质组成(重量,%):飞灰19.6～22.9、碱性活化剂0.7～2.8、泥质岩和粉砂岩63.3～65.9,其余为水。用泥质岩和粉砂岩作骨料可避免因飞灰中存在游离CaO而使混合料发生体积变形破坏,因此可不必使用添加剂。这可保证降低胶结料的制备成本。胶结料可沿管道用压风供给干组分制备的,向     

鄂西北北部耀岭河群变火山岩堆积序列

晚元古代耀岭河群火山岩可分为熔岩相和火山碎屑岩相。熔岩相以玄武质熔岩为主,在火山口附近有少量酸性熔岩。火山碎屑岩相由火山碎屑涌流堆积、火山碎屑流堆积和空落火山碎屑堆积组成。在近火山口的大山碎屑层序的底部有集块岩和岩块角砾分布。     

念青唐古拉弧背断隆东段始新世花岗岩类成矿意义

通过对念青唐古拉弧背断隆东段始新世花岗岩类进行岩石学特征研究及全岩地球化学分析,结果表明该套花岗岩类稀土配分模式呈以Eu为界左陡右缓的右倾式特征;花岗岩类形成于碰撞晚期短暂应力松弛、伸展的构造环境,由俯冲消减过程中幔源物质和壳源物质的同熔作用及增厚地壳的硅铝质部分熔融形成,此外俯冲板片上部的深海沉积物也参与了岩浆的形成;围岩是中酸性火山碎屑岩和含粉砂板岩、砂岩、灰岩,大小构造发育,有利于形成与斑岩有关的浅成低温热液矿床、斑岩型矿床及矽卡岩型矿床。     

青海省大柴旦北西铅锌矿矿床控矿条件与找矿方向

北西铅锌矿位于青海省海西州大柴旦镇,与锡铁山铅锌矿区毗邻。矿床成因为喷流沉积矿床(SEDEX),主要含矿层位为上奥陶统滩涧山群下部火山—沉积岩组沉积岩段(O3Tna-2)、中基性火山碎屑岩组(O3Tnb);次要含矿层位为上奥陶统滩涧山群下部火山—沉积岩组基性和酸性火山碎屑互层段(O3Tna-1)。后期叠加受构造控制的热液型铅锌矿体。通过对矿区矿床控矿条件分析研究,查明控矿规律,为下一步找矿指明方向。     

江苏栖霞山铅锌银多金属矿床硅钙面控矿特征研究及其找矿意义

江苏栖霞山铅锌银多金属矿床是当前华东地区规模最大的铅锌银多金属矿床,自发现铅锌矿以来,众多地质工作者对栖霞山矿区的勘探和综合研究工作没有停止过,对于矿床的成因认识,至今仍众说纷纭,归纳起来主要有4种,即深源岩浆热液成因、火山(次火山)热液成因、同生沉积成因、层控-热液复成成因。栖霞山铅锌银多金属矿床矿体围岩主要为碎屑岩(砂岩、石英砂岩、页岩等硅铝质岩石)+碳酸盐岩(灰岩、白云质灰岩等钙质岩石)组合。经过研究,认为该矿床中的大部分矿体并非受具体层位控制,而是受硅钙面控制,矿床应属于受硅钙面控制的特殊的岩浆期后中低温热液矿床。厘清硅钙面在成矿作用过程中的具体作用,对于指导该矿床的成矿理论研究和深部找矿工作具有十分重要的意义。     

新疆尼勒克县松湖铁矿地质特征

尼勒克县松湖铁矿位于阿吾拉勒山东段,区域大地构造上位于哈萨克斯坦板块伊犁微地块,三级构造单元分属阿吾拉勒-伊什基里克晚古生代裂谷系.矿床发育于大哈拉军山组上亚组(C1ad)海相火山岩及火山碎屑岩沉积环境中,矿体赋存于一套由火山碎屑岩-碳酸盐岩-安山(玢)岩组成的建造中.矿床成因类型为与海相火山-侵入活动有关的弱磁性沉积型铁矿床.