岩土体导热系数研究进展

岩土体导热系数在与地热有关的地质基础研究和生产应用中有重要作用。首先介绍了导热系数的概念,然后分析了导热系数的受控因素,最后探讨了导热系数的测定方法。导热系数的受控因素包括地层岩性、孔隙率、含水率、温度以及各向异性。导热系数随地层岩性从大到小排列为海相碳酸盐岩、陆相碎屑岩、火成岩,变质岩导热系数与母岩和变质程度有关;同种岩层的导热系数随沉积过程延续或深度增加而增大;含水率对软弱岩石的导热系数影响较大,导热系数随含水率增大而增大,对孔隙度较大的岩层需进行饱水校正;不同岩性的导热系数随温度的变化较复杂,在应用中需结合实际地层考虑;由于结构面的存在,岩体的导热系数存在各向异性。导热系数的测定方法包括现场测试法、室内测试法、组分类型辨别法以及利用P波速度估算等。利用现场数据求解导热系数时常使用线热源模型和柱热源模型;室内测试法包括稳态测试法和非稳态测试法,分别应用于中低导热系数材料和高导热系数材料;对于组分类型辨别法,平行板式相分布的物体导热系数是各向不等的,热传导方向与平行板平面平行和垂直时分别具有最小和最大总体导热系数;对地下无法直接测量的地质单元,可利用P波速度估算导热系数。要得到准确的导热系数,须基于岩土体的导热系数范围和样品特征选取正确的测定方法。     

面接触条件下胶结颗粒物导热系数模型优化

为了更好地探究岩土类胶结颗粒材料的导热系数变化规律,减少造成的热害问题,根据胶结颗粒物的结构特征,考虑颗粒物和胶结基质为混合物时的状态,并结合有效介质导热系数模型和面接触导热系数模型,构建了适用于岩土类胶结颗粒材料的有效导热系数计算模型。采用瞬态热线法测试了实验试块的导热系数,将预测值与实测结果和Maxwell-Eucken模型的计算结果对比后发现,两模型的导热系数计算值都随着孔隙率的增加而逐渐减小。4组测试数据结果显示,Maxwell-Eucken模型的导热系数计算结果平均值为0.171 72 W/（m·K）,优化的导热系数计算模型结果平均值为0.171 39 W/（m·K）,说明优化的导热系数计算模型得出的结论与实际测试结果平均值（0.169 22 W/（m·K））更接近,能够更好预测胶结颗粒物质的导热系数。      

黄陵背斜的构造几何形态及其成因探讨

黄陵背斜位于扬子克拉通的东缘,其核部出露的崆岭群被认为是扬予克拉通的基底岩石,并成为华南地质学研究的热点地区。从区域上看,黄陵背斜紧邻江汉盆地,东西两侧分别是荆当盆地与秭归盆地,黄陵背斜和周缘盆地构成明显的隆起—坳陷相互对应的构造。详细的野外观察和构造几何学的剖析表明,黄陵背斜的两翼西陡东缓,构成不对称背形的穹隆构造。在穹隆形成过程中,相应的岩石变形以顺层滑脱及相关的褶皱和小规模的逆冲断层为主,在早三叠世薄层灰岩、志留纪龙马溪组页岩、奥陶纪灰岩、寒武纪炭质灰岩以及震旦纪陡山沱组薄层灰岩广泛发育,并具有垂向缩短的重力滑脱特点,构造叠加关系指示了其形成于晚侏罗—早白垩纪之间。在构造变形分析的基础上,并深入探讨了黄陵背斜成因的3种可能的动力学背景。     

内蒙古索伦地区中二叠统哲斯组碎屑岩成岩作用及其对储层物性的影响

利用薄片确定砂岩类型、扫描电镜观察碎屑岩微观特征并划分成岩阶段以及对岩石储层进行物性测试分析等方法,系统地探究了内蒙古索伦地区中二叠统哲斯组碎屑岩成岩作用及其对储层物性的影响。研究表明该地区砂岩胶结物有钙质胶结物、硅质胶结物、黏土矿物胶结物和凝灰质胶结物,其中钙质胶结物多为方解石,硅质胶结主要表现为石英次生加大,黏土胶结物以伊利石为主,凝灰质胶结物在该地区出现较少。地化数据显示哲斯组泥岩有机质镜质体反射率值(Ro)在2%~4%之间、最高热解温度(T_(max))490℃、伊利石/蒙皂石(I/S)的蒙皂石层15%;薄片镜下观察发现碎屑颗粒间以线接触为主,扫描电镜观察石英次生加大级别为Ⅲ—Ⅳ级。综合分析确定内蒙古索伦地区哲斯组碎屑岩处于晚成岩阶段B期—C期。压实和胶结作用一定程度上降低砂岩的孔隙度和渗透率;而溶蚀溶解作用提高砂岩的孔隙度和渗透率。     

扬子北缘黄陵地区晚中生代盆地演化及其构造意义

扬子北缘黄陵地区古构造应力场于晚中生代经历发生了重大转变,是扬子板块与华北板块在三叠纪碰撞造山之后陆内构造变形的体现。由黄陵背斜周缘晚中生代盆地充填记录所反映出这一变革的起始时间为中侏罗世晚期。早侏罗世-中侏罗世早期,盆地内沉积了以桐竹园组为代表的河流-湖泊相岩层,由沉积碎屑成分和古水流统计所得出的物源区为北部的秦岭地区,黄陵背斜上部可能也接受了碎屑沉积;中侏罗世晚期-晚侏罗世,沉积中心发生了改变,表现为仅仅在黄陵背斜西侧的秭归盆地内有所保存,沉积环境以曲流河到辫状河流和三角洲为主,物源区则局限于黄陵背斜;早白垩世初期,周坪盆地和宜昌盆地为沉积中心,近缘冲积扇和辫状河流体系占据主体,物源区依然为黄陵地区,两盆地在黄陵背斜南缘可能相连,黄陵背斜上部的原下侏罗统被剥蚀;早白垩世晚期-晚白垩世,远安盆地逐渐发育,盆地西缘为冲积扇-辫状河流体系,中、 东部则以曲流河-湖泊沉积环境为主体,并间有干旱沙漠环境。原型盆地再造结果显示,早侏罗世-中侏罗世早期盆地展布具有近东西向特点,古地貌总体呈现出北部为山脉、 南部为盆地的格局;中侏罗世晚期以来,盆地呈近南北向,黄陵背斜逐渐形成山脉,盆地位于其东西两侧。两期盆地沉积特征反映了扬子北缘古构造应力场由近南北向转变为近东西向的过程。     

长江峡东区的南沱组冰碛岩

一、分布及与上下岩层的接触关系南沱组冰碛岩在黄陵背斜地区分布广泛,于震旦纪地层出露地区多可见及,但其发育不甚稳定。以其沉积发育状况大致可以背斜西翼的黄家河至背斜东翼的牛坪的北西方向连线划分为二区:北线以南地区冰碛岩的沉积厚度稳定于60-110米间;以北地区突减到10米以下,以至尖灭。冰碛岩发育最厚的地方是在庙河一带,厚达110米。向东至秋千坪厚69.4米,到莲沱厚67.3米。向北,背斜西翼的黄家河一带厚度变化急剧,由60米减到3米。再北至两河口厚1-8米,水月寺厚0-1.3米,到北端的白果园厚0-3.4米,殷家坪附近消失不见。     

关于岩石导热性野外测定方法的研究

导热系数是岩石重要的物理参数之一，其在地热能开发及岩土热工程应用中有着重要意义.目前的测试方法需要将岩样采回实验室进行表面加工，运输和加工过程会破坏岩石结构和影响含水率等，不仅测试工艺复杂，而且导致测试结果不准确.本研究提出一种现场获取岩石导热系数的新方法.利用导热耦合剂填充岩石表面与探头之间的接触面，减小测试过程中的接触热阻，辅助热物性测试仪器来开展野外导热系数测试工作.通过配制不同导热硅脂与不同铜粉掺量充分混合的导热耦合剂进行对比实验，确定导热耦合剂的最优配比.实验表明，导热耦合剂的涂抹能有效地减小探头与岩石表面的接触热阻，提高测试精度，且导热耦合剂本身对岩石的导热系数影响甚微.研究成果可为野外准确便捷地获得岩石导热系数提供参考.     

神农架陡山沱组沉积特征及其对“鄂西海槽”的启示

华南埃迪卡拉系陡山沱组沉积古地理仍有争议,其中鄂西克拉通内盆地“鄂西海槽”的存在与展布问题是关键.对“鄂西海槽”分布关键位置的神农架地区陡山沱组开展了地层学和沉积学研究,结果显示:神农架东部地区陡山沱组的岩性组合与黄陵背斜北部樟村坪地区陡山沱组相似,发育鸟眼和球粒等沉积构造,指示了台地环境;神农架西部地区陡山沱组主要由砂岩、粉砂岩和泥岩组成,产出粒序和平行层理等组成的不完整鲍玛序列,指示斜坡或较深水环境.综合前人研究,指出“鄂西海槽”与“鄂中台地”的边界从神农架地区中部经黄陵背斜西北延伸到其东南,神农架东部和黄陵背斜东北部地区位于台地内,神农架西部和黄陵背斜西南部地区位于海槽内.      

金矿预测中模式识别法的应用

林斯克金矿区位于绿色片岩相中,由变质的上元古代陆源岩石和碳酸盐陆源岩石组成。金矿化、矿床与碳质片岩中少量硫化矿建造有关。金硫化物矿化赋存于浅变质泥砂岩和片岩中,这些岩层充满含碳的物质,矿化程度不同(黄铁矿、砷黄铁矿、磁黄铁矿)。金硫化物矿化赋存于次级背斜中,岩石挤压增高带以及各组断裂破坏的交叉点。岩浆因素的意义完全没有表现出来,但是岩浆因素对矿物质的形成却有很明显的影响。     

砂岩风化及其工程地质效应

在成岩条件差、胶结程度低的砂岩中进行工程活动时,经常遇到边坡破坏、井壁破裂、巷道过度变形等事故。在岩石胶结特性和室内分析试验的基础上,分析了不同胶结状态的砂岩风化特性及其工程地质效应。同时,对砂岩文物风化与保护进行了论述。研究表明:1水溶液对砂岩风化起着重要作用,其影响着砂岩风化过程中的元素迁移、化学反应类型和速率,同时溶液还改变着岩石周围化学反应的pH和Eh值;2泥质胶结、硫化物胶结和碳酸盐胶结的砂岩容易受到环境影响风化,对工程影响较大。在强还原环境中砂岩暴露于地表后,易于风化,且风化后形成的酸性水环境有利于长石胶结砂岩的风化,进而影响岩石工程性质。     

江西某地“复合型”铜矿床地球化学异常特征

矿区地质矿区位于淮阳山字型构造西翼前弧褶皱带与东西向构造、新华夏系构造的复合地带。矿床产在东西向背斜东倾伏端的北翼。区内自南至北分布着志留系—三叠系地层。志留、泥盆系由碎屑岩组成。石炭、二叠、三叠系以炭酸盐类岩石为主,是有利的成矿围岩。     

贵州省贞丰县塘新寨金矿床金的赋存状态及矿石加工技术性能研究

1矿床基本特征矿床大地构造位于扬子准地台黔北台隆与黔南台陷接壤带,处于成矿构造条件有利的赖子山背斜西翼北段。出露地层主要是三叠系及二叠系地层,含矿岩性以陆源碎屑岩为主。出露地层主要有:第四系(Q),三叠系中统鲁贡组(T2lg)、下统罗楼组(T1l),二叠系上统(P3w),中统茅口组(P2m)及礁灰岩(Pjh),岩性以礁灰岩、不纯灰岩及陆源碎屑岩为主。金矿产于二叠系     

大栗子鉄矿赤鉄矿矿床成因及其找矿标誌

一、緒言大栗子铁矿床賦存于前震旦紀辽河系地层中。这套岩层包括:千枚岩,碳酸鹽岩石,砂岩以及千枚岩与碳酸鹽和千枚岩与砂岩互层等。前震旦紀地层在本区構成一个軸向东北西南,向南傾沒之复向斜,已知矿体絕大多数賦存于复向斜西北翼小向斜之軸部或小背斜的鞍部。西北翼地层走向一般为北东东,向南作     

大巴山构造带东段秭归盆地侏罗纪沉积充填过程及其构造演化

位于大巴山构造带东段秭归盆地较为完整地保存了侏罗纪地层,其沉积和构造演化过程可划分两个不同阶段,即早侏罗世受西北缘断裂走滑控制的伸展阶段和中、晚侏罗世受东部黄陵地区抬升挤压消亡的阶段。下侏罗统香溪组底部砾岩表明侏罗纪盆地开始形成。盆地北缘的砾岩较厚,主要形成于冲积扇和辫状河体系,并在其砾石中发现化石砾石,显示距离物源区较近。盆地东南部和南部砾岩较薄,形成于曲流河沉积环境。古水流和碎屑物源分析表明,盆地早期沉积物主要来自于盆地北部神农架地区。中侏罗统泄滩组和陈家湾组以湖泊相沉积为主。上沙溪庙组和下沙溪庙组为较成熟的曲流河沉积,沉积砾岩中无灰岩和燧石,几乎全部为泥岩砾石。上侏罗统遂宁组和蓬莱镇组虽然也为曲流河沉积,但其河床砂岩底部再次出现了灰岩、燧石等砾石。另外,中侏罗统上部和上侏罗统古水流方向为自东向西,指示物源区变为盆地东部的黄陵背斜地区。盆地的沉积充填特征和盆地西北缘具左行走滑运动的高桥断裂,以及北部南倾的多条逆断层表明断层对盆地形成的主控作用。黄陵背斜地区后期的不断抬升对秭归盆地有重大影响,持续的抬升可能导致盆地消亡。秭归盆地的沉积充填和演化过程,是对大巴山构造带东段“燕山运动”的响应。     

广西碎屑岩地区电法找水实例

据统计,"十二五"期间,广西抗旱找水成井1 747口,电法在岩溶地区找水成功率为75%,在碎屑岩地区为10%,两者成井率相差较大。碎屑岩地区与岩溶地区地层岩性、水文地质条件明显不同,是电法找水效果差异大的主要内因。碎屑岩地区地层岩性主要以泥类岩、砂类岩和砾岩为主,其中泥类岩、砂类岩中的粉砂岩、细砂岩地层含水条件差,该类岩层属低阻岩层,是电法找水干扰层,不是目标层;砂类岩中的粗砂岩和砾岩层属硬脆性岩层,在应力作用下易形成裂隙含水,该类岩层属中高阻岩层,是电法找水主要目标层;此外,碎屑岩地区岩相显著变化的层面上层理裂隙较发育,富含地下水,也是电法找水的主要目标。通过实例分析,总结碎屑岩地区电法找水经验,供今后碎屑岩地区电法找水提供参考。     

岩质边坡相似材料导热系数的试验研究

基于相似材料配比的正交试验方案,制备了不同成分和配合比的相似材料试样,量测了各试样的导热系数值,研究了相似材料中含水率、胶结物及砂胶比等变化对导热系数量值的影响。研究结果表明:由于水和空气的导热系数差异较大,试样中含水率变化对导热系数量值的影响显著; 胶结物在试样中所占比例小,其成分因水化引起的孔隙率变化有限,胶结物成分和配比变化对导热系数量值的影响可以忽略; 受砂与胶结物之间的相互作用,胶结物成分和配比方案将改变砂胶比对导热系数量值的影响。当胶结物成分为石灰和石膏时,影响导热系数值的因素依次为含水率、砂胶比和胶结物,并随着砂胶比的增大,导热系数值在增加,但增幅逐渐减小; 当胶结物成分为水泥和石膏时,影响导热系数值的因素依次为含水率、胶结物和砂胶比,但随着砂胶比的增大,导热系数量值变化可以忽略。     

东营凹陷古近系孔店组成岩特征及对储层的控制

通过岩石薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射、物性分析等资料,对东营断陷盆地古近系孔店组成岩作用进行研究。结果表明:原始碎屑组分和化学沉积分异作用引起的早期胶结物性质决定了后期的成岩演化;典型成岩现象有强烈压实作用、硬石膏胶结、多期次碳酸盐胶结、多期次粘土矿物胶结、硅质强烈胶结、矿物强烈穿插交代、碎屑颗粒和胶结物的溶解作用,各种成岩现象对深部碎屑岩储层均产生重要影响。同时也证实:压实作用是引起深部碎屑岩强烈致密化的主要原因;硬石膏胶结、碳酸盐胶结和硅质胶结是引起致密化的又一重要原因;长石、碳酸盐胶结物的溶解作用是引起该地区储层改善的主要成岩因素。      

砒砂岩岩性特征对抗侵蚀性影响分析

砒砂岩区是黄河中游集中的基岩产沙区,强烈的岩土侵蚀与砒砂岩的岩性密切相关。通过对砒砂岩原状样品的矿物组成、微结构的测试和定量分析表明:砒砂岩中岩石矿物的组成特征是以不稳定、易风化、亲水性强的粘土矿物为主;岩石微结构特征表现为颗粒大小悬殊、排列无序、孔隙发育、胶结物为粘土矿物,影响岩石的物理力学性质,降低了砒砂岩的抗风化、抗侵蚀性能。     

内蒙古林西地区晚二叠世林西组碎屑岩成岩作用及其对储层物性的影响

通过薄片鉴定、扫描电镜以及岩石物性分析等方法,对内蒙古林西地区晚二叠世林西组碎屑岩成岩作用及其对储层物性的影响进行了系统研究,结果表明该地区林西组地层碎屑岩成岩作用主要为压实作用、胶结作用、交代作用及溶蚀作用。砂岩胶结物主要为黏土矿物、硅质矿物及碳酸盐矿物3种,其中黏土胶结物出现最多,以伊利石为主,绿泥石次之;碳酸盐胶结物以方解石为主;硅质胶结主要表现为石英次生加大和自生微晶石英。有机质镜质体反射率(Ro)、泥岩伊利石/蒙皂石(I/S)中的S(%)含量、石英次生加大级别、颗粒接触类型、伊利石结晶度等多项数据指标显示林西地区林西组碎屑岩处于晚成岩阶段。储层物性与成岩作用密切相关,压实作用、胶结作用使储层孔隙度和渗透率降低;溶蚀作用使储层孔隙度提高。     

碎屑岩压裂缝的特征、成因与油气勘探意义

碎屑岩压裂缝是一种岩石受到纵向或侧向应力时,碎屑岩中颗粒接触点处承受较大的压强而产生的颗粒内部裂缝,这种裂缝的分布大部分限于碎屑颗粒的内部,从而有别于由构造应力产生的构造裂缝。对我国西部地区油气盆地中碎屑岩压裂缝的研究表明,这种压裂缝的发育程度与粒级、碎屑颗粒组分、填隙物含量有密切的关系。它多发育于粗砂岩和砾岩中,发育压裂缝的碎屑颗粒主要为刚性颗粒及凝灰岩岩屑和火山岩岩屑,在相同粒级和碎屑颗粒组份构成相当情况下,压裂缝发育程度与岩石中填隙物所占的百分数成反比关系,填隙物占岩石的百分数越少,压裂缝越发育。此外这种压裂缝在没有构造应力而仅有纵向岩柱压力的条件下也可以产生,从而为油气聚集提供了新的储集空间和渗流通道,拓宽了深部油气勘探的领域;同时对提高油气采收率也有重要的意义。