投影寻踪模型在膨胀岩判别与分级中的应用

由于泥质岩富含黏土矿物,尤其是成岩程度较低的中新生代泥质岩常具有显著的膨胀性,而成为膨胀岩的主要类型。在对现有膨胀岩判别指标进行全面分析后,提出以蒙脱石含量、胶结系数和比表面积作为泥质岩膨胀性判别与分级的三大指标。基于投影寻踪模型方法,以新疆大坂隧洞工程中采集的20个泥质岩样为样本进行了分析。根据20个样本最优投影值的移动平均趋势线,该处泥质岩的膨胀性可分为非膨胀、微膨胀、弱膨胀和强膨胀4个等级。与较为常用的岩块干燥饱和吸水率指标判别结果基本一致,结果表明,所选指标和方法是可靠的。     

泥质岩的工程分类和膨胀势的快速预测

泥质岩的工程问题主要与它们的强度低和易于膨胀、软化等特性密切相关。本文根据大量不同类型的未扰动岩块的干燥饱和吸水率的试验结果和泥质岩单轴抗压强度的分布,提出了一种简单有效的泥质岩工程分类方法。研究结果表明,未扰动岩块的干燥饱和吸水率的大小,能够反映泥质岩的成岩胶结作用,粘土矿物组成、物理化学性质等对泥质岩水稳性或膨胀性的综合影响。因此,根据这一指标可以对泥质岩的膨胀势进行快速有效的预测。由于这一分类指标灵敏性高、方法设备极为简单等优点,因此易于在工程现场广泛采用。     

泥质岩盖层的研究

前人对泥质岩进行了大量的研究,主要集中在泥质岩的岩石成分、成岩作用、孔隙结构、封闭机理及盖层的类型及分布等几个方面。泥质岩所含矿物主要是粘土矿物,陆源碎屑矿物。泥质岩中的成岩作用主要是压实作用、粘土矿物转化作用等。泥质岩孔隙结构主要包括孔隙大小、孔隙类型、连通性等方面。封闭机理主要分为物性封闭机理、超压封闭机理和烃浓度封闭机理三种。盖层分为区域盖层、局部盖层和隔层。对前人研究成果进行了综合分析,并指出存在的问题:对被裂缝、断层改造的泥质岩盖层研究比较薄弱。     

泥质岩膨胀各向异性与循环胀缩特征

采用自主开发研制的软岩膨胀试验装置,对新生代煤系地层中泥质岩进行膨胀试验研究,分析了泥质岩膨胀各向异性以及循环胀缩特性,并结合SEM试验结果,探讨了膨胀各向异性和循环胀缩特性的形成机制。结果表明:泥质岩膨胀性随岩样端面与层理面夹角的增大而减小,具有明显的各向异性;泥质岩所含黏土矿物颗粒排列的择优取向导致了泥质岩吸水膨胀的各向异性,可通过膨胀各向异性系数进行定量描述;随着干湿循环次数的增加,泥质岩绝对膨胀率增加,趋于某一稳定值;相对膨胀率和相对收缩率降低,亦趋于某一稳定值;泥质岩循环胀缩特性是干湿循环过程中矿物颗粒排列方式改变和微裂隙萌生扩展的能量耗散共同作用的结果。     

泥质岩定义及分类问题的探讨

泥质岩为细粒沉积岩的主要类型，但国内外对其概念及分类有多种不同的理解，这给学术研究带来诸多困扰。文中梳理了国内外沉积学发展中泥质岩相关概念和定义的变迁，并试图建立一个实用的泥质岩(mudrock)分类体系。欧美国家多倾向于使用“泥质岩”一词，用于指粒径小于0.063 mm的细粒陆源碎屑岩，包括粉砂岩(粉砂含量大于2/3)、泥岩(粉砂和黏土含量都不超过2/3)和黏土岩(黏土含量超过2/3),其中发育纹层的岩石称为页岩；而前苏联学者则倾向于使用“黏土岩”一词，用于指黏土矿物含量大于50%的沉积岩，其中可劈裂成薄层的岩石称为页岩。国内外泥质岩及细粒沉积岩分类命名主要依据结构(粒级)、成分和沉积构造等特征，目前分类方案主要有2种，一种是多要素岩石综合分类方案，另一种是端元图式分类方案。笔者建议采用“泥质岩”一词作为细粒陆源沉积岩(物)的总称，指示主要由粒径0.004～0.063 mm的粉砂和小于0.004 mm的黏土组成的细粒陆源沉积岩；采用三棱柱图解分类方法，以碎屑矿物(主要是长英质碎屑矿物)、黏土矿物和内源矿物为三端元，划分出细粒陆源沉积岩(泥质岩)和细粒内源沉积岩2个大类，前者可进一步分...     

古汉山矿软岩巷道地质因素分析

针对古汉山矿软岩巷道围岩变形破坏和严重底膨问题, 通过对巷道围岩进行地应力测量、物理力学性质分析测试、矿物成份分析和节理裂隙调查, 确定了底膨巷道的软岩类型, 这为解决软岩巷道的支护问题提供了基础。      

泥质岩成岩作用中的黏土矿物研究

文章通过对泥质岩的黏土质矿物组分、成岩作用中黏土质矿物变化综合研究,认为泥质岩中存在大量黏土矿物,且泥质沉积物由松散到固结成岩实质上是黏土矿物组成的变化。泥质岩中主要黏土矿物包括高岭石、蒙皂石、绿泥石、伊利石以及其组成的混层型矿物伊利石/蒙皂石、绿泥石/蒙皂石,其成岩过程可划分为成岩早期的压实阶段、成岩晚期的黏土矿物转化阶段。压实阶段的泥质沉积物中黏土矿物具有物源的继承性、沉积水体古环境指示意义;受压实作用孔隙水、层间水被排出,原生絮凝团被压破,使片状质点趋于平行排列,黏土矿物与孔隙水发生反应,亦形成少量的新生作用矿物,因而黏土矿物具继承源和新生作用源特性。成岩晚期阶段发生层间水释放及层间阳离子交换,从而使得矿物晶体结构与成分发生变化,主要表现为一元黏土矿物向二元混层型转化,最后再到一元型黏土矿物的转化,最终形成转变源黏土矿物。     

用全长粘结被动岩石锚杆加固的岩体稳定性

本文介绍一种综合模型,用以模拟采用全长粘结被动岩石锚杆加固节理岩体的性状。该模型基于“等效材料”方法。在这种方法中,岩石节理和岩石锚杆的影响和作用遍及整个岩体。文中用有限元法分析了一个节理岩石边坡的典型问题,并计算出其抗破坏的安全因子。在确定被动的全长粘结岩石锚杆的有效性时,岩石节理的膨胀性和岩石锚杆的方位是最为重要的影响因素。     

富铝泥质岩混合岩化深熔作用的热力学相平衡模拟研究

基于岩石相平衡，对富铝泥质岩K2O-Al2O3-SiO2一H2O(KASH)和K2O-FeO—MgO—A12O3-SiO2-H2O(KFMASH)体系的混合岩化深熔作用相关系进行了模拟计算，得到泥质岩深熔作用的成岩格子、熔体成分变化特征、熔体含水量及其温压条件、石榴石变斑晶成分演化趋势和泥质岩进变质、退变质矿物组合特征、各种压力条件下S型花岗质熔体特征等，并进一步将模拟结果应用于内蒙古固阳等地的泥质岩，根据相关岩石的矿物组合及结构特征，获得了变质反应历史和P—T轨迹。     

基于UDEC的隧道掘进机滚刀破岩数值模拟研究

现今全断面隧道掘进机（TBM）施工方法在长大深埋隧道工程中已被广泛采用,对滚刀破岩关键技术的进一步认识具有重要的工程价值。为了研究滚刀破岩机制,分析刀圈断面形态、岩石强度和节理角度对其的影响,运用UDEC方法建立了滚刀贯切岩石的二维数值系列模型,对TBM滚刀破岩过程进行了仿真。分析表明：滚刀破岩是滚刀下岩石拉破坏和剪破坏的综合反映,拉破坏是裂纹萌生与扩展的主要驱动机制;刃宽较大的平刀与刃角较大的楔刀破岩效果较好;平刀与楔刀在软岩中破岩效果相近,平刀在硬岩施工中比楔刀的破岩效果好;滚刀对节理角度为30°～60°的岩石破坏效果较好,由于楔刀的“劈裂”作用,楔刀比平刀更适合用于贯切含有节理的岩石。     

Rare Earth Elements in Hydrothermally Altered Granitic Rocks in the Ranong and Takua Pa Tin‐Field,Southern Thailand

Geochemical studies were conducted on the hydrothermally altered granitic rocks in the Ranong and Takua Pa tin‐fields in southern Thailand in order to investigate the mode of occurrence of REE (rare earth elements), with emphasis placed on a potential REE resource associated with granitic rocks in the Southeast Asian Tin Belt. The total REE (ΣREE) content of altered granitic rocks ranges from 130 to 350 ppm at Haad Son Paen (which is presently mined for kaolin clay) in the Ranong tin‐field, and that of altered granitic rocks and kaolinite veinlets reaches up to 424 ppm and 872 ppm, respectively, at Nok Hook in the Takua Pa tin‐field. Rare earth elements in the altered granitic rocks and kaolinite veinlets show a relatively flat chondrite‐normalized pattern, thus enriched in heavy REE compared with the original granitic rocks and their weathered crusts. At Nok Hook (Takua Pa), the ΣREE content of kaolinite separated from an altered granitic rock by elutriation is 1313 ppm, a ΣREE amount about four times higher than that of whole‐rock composition of the altered granitic rock. Chondrite‐normalized REE patterns of the elutriated kaolinite and of the altered granite are relatively flat. Sequential extraction experiments suggest that 41 and 85 percent of REE are present as ion exchangeable‐form in the altered granitic rock, and in the kaolinite veinlets, respectively. In addition, more than 90% of REE in the kaolinite veinlets are present as the acid‐soluble state. On the other hand, the ΣREE content of kaolinite veinlets and of the kaolinite concentrated by elutriation from an altered granitic rock at Haad Som Paen (Ranong) is 70 ppm and 75 ppm, respectively, thus enrichment of REE in kaolinite was not confirmed. In addition, by the sequential extraction experiments, 23% and 4% of REE were extracted from the altered granitic rock and the kaolinite veinlets at Haad Som Paen. In the altered granitic rocks at Haad Som Paen, REE are present as refractory phases, and REE in the acid‐soluble states had been leached by hydrothermal fluid.     

硅质页岩岩粉侵入钻井液体系中泥饼性能研究

钻井液在页岩钻探中对维护孔壁稳定十分重要,其滤失形成的泥饼对保护储层同样有着举足轻重的作用。为了研究页岩岩粉侵入低固相钻井液中对泥饼基本性能的影响,选取湘西北硅质页岩岩粉为研究对象,通过正交试验设计并对结果进行了极差分析和方差分析。研究结果表明:岩粉的含量是影响泥饼厚度的主要因素;影响泥饼韧度的主要因素为滚动时间以及岩粉的粒径;质量分数为6%的200目岩粉在滚动6 h后形成的泥饼最薄;150目的岩粉在质量分数为6%时滚动12 h后形成泥饼的韧度最大;级配为（200+100）目时,质量分数为2%的岩粉滚动24 h后形成泥饼最薄;级配为（200+150）目时,质量分数为4%的岩粉在滚动12 h后形成泥饼韧度最大。研究结论对钻井液现场的固相控制有积极意义。      

The Formation and Distribution of the Marine Hydrocarbon Source Rock in the Tarim Basin, NW China

There are significant differences in type and distribution between marine source rock and continental source rock. According to the iithology, the Cambrian-Ordovician source rock in the Tarim basin is divided into two types： the carbonate source rock and the mud source rock. The two sets of source rocks are developed mainly in three sets of formations, Lower-Middle Cambrian carbonate source rock and mud source rock, Lower-Middle Ordovician mud source rock and Upper Ordovician lime mud source rock. The stratigraphic and areal distributions of the source rocks are controlled by the altitude and the sedimentary facies respectively. The mud source rock is developed in slope-semi deep sea environment. The source rock developed in the slope sedimentary environment is related with the anoxic environment and the one developed in semi deep sea has a close relationship with the up-flowing sea water. The carbonate source rock is developed mainly in platform slope of highstand systems tract and it is usually intimately associated with the salt rock. The Lower-Middle Cambrian carbonate source rock is developed mainly in the Bachu, Tazhong, Tangguzibasi and Yingmaili areas. The Lower-Middle Cambrian mud source rock is mainly developed in the areas east of the line of Kunan 1-Tadong 1. The Lower-Middle Ordovician mud source rock is developed mainly in the east slope of the Manjiaer depression. The carbonate source rock of Early Ordovician is developed mainly in the platform slope of highstand systems tract, such as the south margin of Tabei, the north slope of Tazhong, the Bachu area and Keping area.     

V型排导槽防治泥石流灾害

云南1990年至今推广应用V型槽防治泥石流灾害，对多条泥石流工程防治实践与试验研究的总结，介绍云南泥石流的特点、V型排导槽防治泥石流原来以及V型槽技术治理泥石流灾害的优点。     

复合岩盐层井眼蠕变缩径的数值模拟

盐岩在深部高温高压环境下具有很强的蠕变特性,在岩盐层钻井经常出现井眼缩径、卡钻等复杂事故。目前关于岩盐层井段安全钻进泥浆密度的计算方法主要适用于均匀地应力的情况,难以在非均匀地应力条件下应用。为此研究建立了三向地应力作用下盐岩和砂泥岩相互交错的复合岩盐层井眼蠕变缩径的三维有限元模型,并以塔里木油田羊塔克地区深井为例,研究了非均匀地应力条件下,复合岩盐层井眼随时间变化的蠕变缩径规律,得出了一定泥浆密度下岩盐层井眼在不同时刻的井径值。计算结果表明,安全泥浆密度有限元模拟值与羊塔克地区岩盐层井段实际采用的安全泥浆密度非常接近,验证了所建数值模型的合理性和计算结果的可靠性,研究成果为岩盐层井段的安全钻进提供了技术支撑。      

贵州绿豆岩中粘土矿物特征及其成因探讨

本文应用Ｘ射线衍射、红外光谱、差热分析，电子显微镜、化学分析、沉积相分析等方法，详细研究了贵州早、中三叠世间绿豆岩及其粘土矿物组成，确定了贵州绿豆岩中主要粘土矿物为伊利石、蒙脱石、高岭和伊利石／蒙脱石混层矿物。由于各地沉积环境和成岩条件的差异，分别形成伊利石粘土岩、蒙脱石粘土岩和高岭石粘土岩。探讨了绿豆及其粘土矿物的形成机理，为绿豆岩的开发利用提供了系统的新资料。     

中缓倾角结构面分类及其抗剪强度的研究

西南某坝区中缓倾角结构面具有分别倾向上游和下游的空间分布规律。根据结构面接触情况,首先将结构面分为刚性结构面和软弱结构面两大类。其中,刚性结构面属于裂隙型;软弱结构面根据其物质组成和结构特征,可以细分为岩块岩屑型、岩屑夹泥型、泥夹岩屑型3个亚类。断层类结构面具有垂直于断层走向,由高高程到低高程,由泥夹岩屑型岩屑夹泥型岩屑砾型裂隙型逐渐过渡的发育规律。最后在分析抗剪试验资料和分类及发育规律的基础上,提出了抗剪强度指标的建议值。     

明光苏巷石盐钾盐矿区钻孔地层造浆的研究

粘土侵是地层粘土侵入钻井液使其性能变坏的现象。只要在沉积地层（一般为砂岩、泥岩、页岩、灰岩）中钻进,或多或少都存在粘土侵入钻井液的问题,使其性能变坏。而地层造浆不但解决了粘土侵的问题,同时把粘土侵变废为宝、变害为利,关键问题是什么样的地层可以采用地层造浆。目前国内各个地方都在不自主的使用地层造浆,而对地层造浆的具体研究却相对较少。以明光苏巷石盐钾盐矿区ZK012普查（科研）钻孔为例对地层造浆进行了探讨研究。     

鄂西仁和坪向斜煤系高岭岩的矿石特征及应用前景

对鄂西仁和坪向斜二叠系梁山组煤系高岭岩成矿地质特征及矿石组分的研究表明,该地区高岭岩矿床属碎屑沉积型,以硬质高岭岩为主,矿层层位稳定,矿石中高岭石多呈隐晶至微晶片状结构,且纯度高(高岭石含量90%～95%),具有低Mn(<30×10-6)高Ti(>0.5%)的特点,矿石中Fe、Mg、Ca、Na、K、Mn、S、As及重金属元素Cu、Pb、Zn、Cd、Tl等有害组分含量普遍较低。综合分析认为本区高岭岩属功能化极强的优质高岭石原料,在橡胶、塑料、涂料、药用包装等领域有广阔的应用前景。     

塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩发育模式及分布规律

塔里木盆地寒武系—奥陶系烃源岩主要分布于3套层系中,即中—下寒武统的碳酸盐岩烃源岩和泥质岩烃源岩,上寒武统—中、下奥陶统的泥质岩烃源岩和上奥陶统的台缘灰泥丘烃源岩。这些烃源岩在纵向演化上受海平面升降控制,即层序体系域属性不同,烃源岩发育不同;在平面分布上与古水深、沉积相密切相关。泥质类烃源岩主要形成于广海陆棚—深海盆地,深海相泥质类烃源岩的形成是由于表层水体中大量生物的死亡堆积到深水环境中,由于深水缺氧,有利于有机质保存,加上远离陆地,沉积速率低,使得有机质富集;广海陆棚相泥质类烃源岩的形成与上升洋流的作用有关。碳酸盐岩烃源岩的形成是受层序体系域和沉积相控制,分布于下斜坡的高位体系域或与膏盐岩伴生。