塔里木盆地新垦地区奥陶系层间岩溶储层形成机制与控制因素

塔里木盆地新垦地区奥陶系层间岩溶地区缝洞发育,是塔北油气勘探的有利地区。通过储层发育特征分析,发现该区储层主要以裂缝-孔洞及溶洞型储层发育为主,纵向上主要发育在一间房组顶面以下100 m范围内;根据沉积环境、古地貌恢复、岩溶作用条件分析,认为台地相沉积的较纯灰岩是岩溶的基础,多期岩溶作用是优质缝洞储层发育的主要因素,其中一间房暴露期岩溶形成了早期的孔隙,而在这基础上,良里塔格暴露期地下水顺层区域径流岩溶,形成了一间房组、鹰山组大型缝洞空间,该期岩溶是层间岩溶区优质储层形成的最主要时期。在岩溶过程中,断裂或深切河谷控制了地下水径流、排泄方向,即控制了岩溶缝洞储层的分布。根据以上结果,建立了新垦地区层间顺层岩溶模式,以此指导该区奥陶系油气勘探。      

塔中西部奥陶系鹰山组古岩溶特征及主控因素

为明确塔中西部奥陶系鹰山组古岩溶储层发育及主控因素,总结鹰山组古岩溶特征及发育条件,划分了岩溶层组类型。在鹰山组古地貌恢复基础上,通过钻井、取心、测井等资料,分析丘状岩溶台地、上丘状岩溶缓坡地和下丘状岩溶缓坡地典型井岩溶缝洞特征。结合大量钻井资料分析了上述3类古地貌单元岩溶缝洞储层发育规律及主控因素。对岩溶缝洞储层发育深度分析表明,岩溶缝洞发育段主要在鹰山组顶面以下0~180 m,受3期海平面控制,发育多层缝洞。表层溶洞主要发育在0~50 m,泥质充填较强,测井GR值较高,溶洞规模多小于2 m。岩溶台地区岩溶缝洞形成受微地貌、水动力条件控制,以小规模溶洞、溶蚀孔洞、溶蚀裂缝为主,缝洞后期易充填。岩溶缓坡地岩溶缝洞形成受岩溶层组、水动力条件控制,以小溶蚀孔洞、溶蚀裂缝为主,后期不易充填。滨岸岩溶带及岩溶岛屿发育海水、混合水岩溶作用,溶蚀作用及冲蚀、侵蚀作用使该区域形成较大洞穴。     

北京石花洞结构特征及发育演化过程研究

北京石花洞是中国北方已探明洞穴中次生碳酸盐沉积规模最大、种类最丰富的洞穴;石花洞的景观美学价值和科学价值,在我国北方岩溶洞穴中占有重要地位。2013年7月,为了获取石花洞发育规模、空间结构等基本数据,采用国际通用洞穴测量方法,运用激光测距仪、罗盘和倾角仪,辅以Onstation洞穴绘图软件和ArcMap10软件对石花洞洞穴开展了全面的调查和测绘。结果显示:(1) 石花洞洞穴系统整体呈北西西-南东东向展布,长度为5 639 m,洞底投影面积为37 096 m2,洞底高差为172 m,洞内最高点海拔约为265 m,最低点海拔约为93 m。洞穴系统的发育演化主要受地层产状与北东向和北西向两组断层控制;(2) 石花洞洞穴系统分为五层,自上而下,各层洞道平均海拔依次为249 m, 211 m, 154 m, 111 m和95 m;(3) 最底第五层季节性地下河洞道长1 638 m,自西北向东南方向贯穿整个洞穴系统,依干湿季水文条件的差别,地下水以季节性涨落为主要特征,有多段有水通道;地下河道下游末端为叉状河道,崩塌明显,洞壁上无明显流纹发育;(4) 综合石花洞地下河走向和流向、洞穴发育控制因素和区域地层产状特征、石花洞与周边洞穴的空间位置关系,推测孔水洞是石花洞洪水期的排泄口。      

滚石冲击下棚洞破坏动力响应分析及改进对策——以川藏公路（安久拉山南麓）门式棚洞为例

位于川藏公路安久拉山南麓的门式防滚石棚洞,在路边高陡边坡滚石冲击下已严重损坏,滚石冲击产生的巨大冲击力导致棚洞纵梁、顶板、梁柱连接处等应力集中部位发生破坏,且滚石冲击后大量堆积在棚顶成为永久荷载。在现场通过卷尺测得棚洞结构尺寸,使用测距仪测得棚顶堆积滚石的最大粒径D=1 m,滚石的最大下落高度H=20 m。为解决门式棚洞存在的安全问题,提出在棚顶设置凹槽并在槽内铺设厚度为10~70 cm、向外坡度为6°的橡胶垫层对原结构进行改造。借助LS-DYNA动力有限元软件按实际尺寸分别建立改进前后的棚洞有限元模型,并模拟改进前后棚洞在滚石冲击最不利工况（H=20 m,D=1 m）下棚洞结构的动力响应,通过数值模拟结果的对比来验证改进后棚洞的受力性能,研究结果发现:改进后的棚洞相对于原棚洞,最大等效应力减小72%、棚顶最大挠度减小45%、落石冲击力减小62%、滚石堆积在棚洞顶板的概率显著降低,说明在棚顶设置起坡橡胶垫层的措施可有效解决目前门式棚洞存在的安全问题。     

岩溶区不同土洞探测方法的对比研究——以桂阳高速公路K23+100～K23+190路段为例

岩溶土洞及塌陷严重影响高速公路建设和安全运营,是覆盖型岩溶区高速公路路基面临而且又难以解决的主要岩溶病害问题。本文在桂阳高速公路K23+ 100～ K23+ 190路段利用地质雷达、浅层地震反射法、高密度电阻率法三种常规物探方法对土洞探测进行对比实验,结果表明: 地质雷达具有精度和效率高、成本低、成果直观等特点,是探测浅埋藏( < 10m)、小尺寸( < 3m)土洞的最佳方法。      

柴达木盆地东部石炭系古岩溶缝洞单元测井响应

柴达木盆地石炭系多发育致密化储层,后期成岩改造尤为重要。目前在盆地东部多口钻井中发现石炭系存在孔洞、溶缝以及溶蚀残丘等不同尺度的岩溶改造迹象,且个别钻井在该段有明显气测异常。因此,岩溶缝洞特征、缝洞测井响应是该区石炭系储层的基础问题。鉴于此,以柴东钻井资料为基础,岩石学-测井地球物理方法相结合,开展古岩溶缝洞单元测井响应研究。研究表明,石炭系岩溶缝洞可划分为风化壳型岩溶和沿构造断裂有关的岩溶缝洞两种类型。岩溶多见于克鲁克1~2段、扎布萨尕秀组以及怀头他拉与上覆层界限处。缝洞横向可对比,往往自然电位负异常,自然伽马中低值（20.5~35.0 API）,声波时差异常增高,中子（13.9%）、密度（2.50 g/cm3）有一定镜像特征,电阻率（215.2~1100.0 Ω·m）低于围岩（>1100.0 Ω·m）。该区成熟的风化壳型岩溶缝洞在测井上表现为五个结构单元,上覆层、渣状层、溶洞层、裂隙-溶缝层、致密层。岩溶风化壳缝洞为该区主要岩溶缝洞类型,改造强度大于裂缝型,且共生。二者改造机制各异,但改造时间近似,推测为印支期的构造响应,时间持续到早中侏罗世甚至到早白垩世结束。      

云南省华坪葫芦洞洞穴景观与旅游开发

葫芦洞发育于震旦系上统白云质灰岩、灰质白云岩中。洞穴长1200m ,其中主洞长约800m ,洞宽2～30m , 高2～20m 。洞道由四个洞厅、一个岩溶湖和二段峡谷状洞道组成,呈北东、北北东或近南北向展布。洞穴的发育明显受北东、北北东或近南北的断裂、裂隙构造和碳酸盐岩层面控制。洞口海拔高程约1600m,洞穴顶板覆盖厚度80～100m。洞穴内碳酸盐次生化学沉积物极其发育,其形态各异,构成千姿百态、绚丽多彩、玲珑剔透的景观特色。洞穴沉积物不仅具有旅游开发价值,而且蕴含了丰富的古气候环境信息。      

白岩洞地下河洞穴系统及其开发方案的优选

白岩洞地下河洞穴系统位于保靖县城东南7km ,为一个复杂的现代地下河型洞穴系统。白岩洞洞穴系统由主洞道和吉库、两岔河、三岔河和铁匠洞等4条主要支洞构成。主洞道分为白岩洞入口- 三岔河、三岔河- 金塘湾洞冒水处和金塘湾洞冒水处- 金塘湾洞3段,长约5151m,高差104m,坡降20‰。金塘湾洞冒水处- 金塘湾洞只有一条支洞,洞道结构相对简单,最枯流量27 l /s( 1999年2 月29 日) ,高程363m,能够满足与目前最低的灌溉渠道( 350m高程)联网要求。因此,建议在金塘湾洞引水,设计隧洞长度3300m,取水高程363m ,出口高程352m。      

安徽蓬莱仙洞

蓬莱仙洞(30°14′N,117°32′E,洞口海拔170m)位于安徽池州市石台县贡溪乡杜村,发育于奥陶系石灰岩,全长3 000余米,总面积2万多平方米;分天洞、中洞、地洞、地下河4层结构。洞穴上覆土壤为山地棕壤,土壤厚度分布不均,0～50cm不等;植被为亚热带常绿阔叶与落叶阔叶混交林,多为岩生性乔     

观音阁水库输水管线工程地质条件探析

观音阁水库输水工程沿线属于低山地貌及河谷地貌类型,最高峰位于主输水洞前部的三架岭一带,山顶高程657 m,一般山体高程均在300~500 m间,洞室埋深多在100 m以下,通过对细河输水管线、本钢输水管线及新区输水3管线工程地质分析,满足设计要求,适合埋设输水管道。     

桂林市临桂县宛田乡政府地裂成因初析

992年12月16日,宛田乡政府发生一不规则椭圆形地裂,长90m,宽75m。地裂引起房裂,殃及57家住户,波及建筑物3100多平方米。地裂主要由位于岩溶很发育的D3,石灰岩之上的洪积粉质粘土或卵砾石层中的土粒被水流带走,产生管涌,形成土洞,在1992年大旱地下水位降低时,触发土洞群顶板塌落,土体质点位移变形而引起。      

甘肃南部又发现一处天然大溶洞--黄爷洞

黄爷洞（33°05′N,105°00′E）位于甘肃省陇南市武都县安化镇马家沟村东北2km处,洞口海拔约1650m。初步探测洞长约2000m,洞穴顶板覆盖层厚约150m。洞穴发育受到山体EW向断裂控制,洞身整体为EW走向。洞内宽约1～9m,一般在2～3m之间;洞内高约0.5～10.0m,一般在3～5m之间。该洞是继武都万象洞^[1,2]之后发现的又一大型溶洞。洞内有各种类型的次生碳酸盐沉积物发育,主要有石笋、石钟乳、壁流石和石柱等,并且洞内流水和滴水充足,使得石灰岩被侵蚀成石槽、石窝等各种形状（图1）。根据考察,黄爷洞的石笋大部分乳白色,生长连续,提取的石笋气候信息将是研究万象洞石笋的有效补充。     

地沥青矿层钻进与护璧

在大厂黄瓜洞矿区,普查与勘探100~#矿体时,采用φ46小口径人造金刚石钻进.冲洗液为清水中加入皂化油的乳状液. 在井深384m处,遇到炭质页岩层,坍塌缩径较为严重,钻具不能降到井底.采用扩孔下暗管(φ55)进行护壁,挡住了此层炭质页岩坍塌缩径.进尺10多m后,又遇此种情况,决定采用低固相乳     

地质素描——广西桂林象鼻山

广西桂林岩溶发育地区"山清、水秀、洞奇、石美",被誉为:"桂林山水甲天下"。经地质考察:桂林漓江边的象鼻山是由古生代(距今3.6亿年前)沉积石灰岩层组成。山体海拔高程为220m,高出水面约55m。象鼻山是岩溶作用形成的奇特地貌,山的东端由于岩溶作用形成的大洞,洞高12m、     

湘西保靖白岩洞- 金塘湾洞穴系统的发育特征

白岩洞- 金塘湾洞穴系统,由主洞和10条支洞组成,呈高、中、低洞穴层相互串通的阶梯状结构,洞道长12km(仅探测6390. 4m)。洞穴系统受下寒武统清虚洞组碳酸盐岩地层分布的控制,洞穴发育对中薄层灰岩和中厚层泥晶灰岩具有优选性,其展布方向受NNE、NE向的破裂构造、揉皱破裂带的控制,表现出较强的方向性。本洞穴系统形成于白垩- 第三纪,至今仍在向纵深发育。洞穴系统演化的空间结构,由早期高层洞、中期中层洞、晚期低层洞依序演变,并由南西向北东逐级演化,在其演化过程中,为垂向、斜向、阶梯式洞道所串通,构成层楼式的网络状洞穴系统。      

湖南省攸县白龙洞洞穴特征及游览路线设计特色

白龙洞位于湖南省攸县漕泊乡, 发育于石炭系白云质灰岩中, 洞体宽大幽深, 洞中有洞, 钟乳石千姿百态, 被誉为“ 湘东旅游第一洞” 。洞穴全长1086 .8m, 纵向最大高差48.1m , 洞道宽度1 ～15m , 高度3 ～12m , 洞底总面积7830m2 。依据亲近自然、以人为本的原则, 白龙洞开发设计的核心是通过游览环线降低坡度和通过桥梁将垂向陡坎的上层通道相连, 构成上下立体交叉的游览网络, 方便游人, 同时降低投资成本。在环线游览道上设计歇憩点, 以缓解洞穴游览带来的疲劳, 从而提高游览情趣。      

龙岩龙崆洞岩溶地质特征及景点成因浅析

闽西龙岩龙崆洞风景区地下岩溶发育，6层水平溶洞与竖洞、斜洞纵横相接，总面积5．4×104m2。景区有大小景点百余处，其成因以碳酸盐岩岩溶为主，兼有花岗岩山岳地貌及动植物景观。     

鲁中山区下寒武统朱砂洞组似层状含水层成因分析

下寒武统朱砂洞组含水层是鲁中山区主要供水目的层之一,多具承压性、成井率高,地下水富集表现出"似层状"特征。通过岩石样品化学组分取样分析、水文地质调查及资料整理、实测地层剖面、滑脱构造地质点详细观测,对朱砂洞组含水层水文地质特征进行研究。结果表明:鲁中山区朱砂洞组含水层厚度20～80 m,且自东向西呈减薄趋势,含水层多具承压性。朱砂洞组含水层碳酸盐岩可溶组分含量高达84.6%,构成了溶蚀发育的物质基础;沿太古宇—寒武系不整合面发育的滑脱构造带,朱砂洞组底部顺层形成不同规模的层间虚脱、构造带内部则发育碎裂岩带或揉皱带。外源补给、径流的地下水在溶蚀空隙、层间虚脱、碎裂岩带及揉皱层间空隙内赋存,形成了地下水相对均一的"似层状"富集状态。     

锦屏二级水电站深埋引水隧洞群允许最小间距研究

锦屏二级水电站引水隧洞群最大的特点是埋藏深、地应力高、外水压力大。这一极端复杂的赋存环境给4条引水隧洞的中心线间距确定带来了很大的挑战。为此,首先通过流-固耦合的数值计算方法,对洞间岩体塑性区贯通与否、隧洞壁面关键点位移曲线拐点、收敛位移是否超出相关规范共3种判别标准进行分析后,得到引水隧洞群最小理论间距值为50 m。进而在类比与引水隧洞本身相邻的辅助洞和国内外几个典型深埋隧洞的洞径、埋深和间距的基础上,综合确定深埋引水隧洞群的最小允许中心线间距为52 m,为当前设计采用60 m洞间距提供了有力的理论支持。     

基于FLAC3D不同降雨速率下土洞致塌规律研究

针对桂林市临桂区岩溶塌陷易发区域,采用FLAC3D模拟不同降雨速率下的强降雨入渗过程,探究不同直径土洞在强降雨作用下的致塌规律,结果表明:（1）强降雨条件下,不同直径土洞最大位移均出现在洞顶部。降雨速率相同,洞顶竖向位移增长速率随土洞直径的增加呈整体加快的特点;加快降雨速率,竖向位移增长明显,竖向位移与土洞大小呈正相关。（2）相同降雨速率下,土洞直径增大会引起土洞底部剪切破坏区域进一步扩展。上覆土层在强降雨初期主要受到潜蚀作用,加快降雨速率,土洞底部水位剧烈波动对上覆土体产生的水击气爆成为主导作用,剪切破坏速率加快,洞趾剪切应变明显增加,当土洞直径达到3 m时,水位波动愈加剧烈,加速上覆土层破坏。（3）降雨速率的变化对土洞塑性区拓展范围具有不同程度的影响,较大直径的土洞在加快降雨速率时塑性区拓展范围明显扩大,即土洞大小、降雨速率对上覆土层稳定性具有较大的影响。研究结果为定量研究强降雨与上覆土层塌陷的关系提供了依据,对有效、合理地预警岩溶塌陷具有一定的意义。