泥质膨胀岩崩解物粒径分布与膨胀性关系试验研究

崩解性是膨胀岩最基本的特性之一,但在膨胀岩膨胀性的快速判别指标中少见关于崩解性及崩解物的定量指标。因此,有必要开展膨胀岩崩解物粒径分布特征和崩解性与膨胀性之间关系的研究,以对膨胀岩的快速判别进行补充。以浙江台州黑洞、蛇蟠岛和新疆大阪隧洞泥质岩样品为例,进行了干燥饱和吸水率和干燥饱和崩解试验,并分析了干燥崩解物粒径分布特征、耐崩解性指数及其与基于干燥饱和吸水率的膨胀性判别结果之间的关系。结果表明,膨胀岩膨胀性的强弱与其崩解物的最大含量粒组颗粒粒径、有效粒径和耐崩解性指数呈反相关关系。膨胀岩崩解物粒径分布的差异性对其膨胀性具有一定的指示意义。     

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。     

泥质岩膨胀势判断及其破坏机理分析

应用曲永新提出的不规则岩块干燥饱和吸水率判别法和成岩胶结系数指标法,对山西某一煤矿巷道中泥质岩的膨胀性进行综合判定,其属于非膨胀性泥质岩。并对巷道中岩样的矿物组成成分进行分析,岩石中石英和铁矿的含量较多,且分布极不均匀,所含粘土矿物主要为高岭石。最后,从岩石的矿物组成、结构构造、节理面及微节理面的特征以及岩石在受压力时裂隙的扩张情况等角度,综合分析得出泥质岩以脆性破坏为主。     

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。     

膨胀岩部分膨胀性指标测定方法初探

针对按膨胀土试验规范测定膨胀岩的自由膨胀率,无荷载膨胀率,膨胀力三种膨胀性指标的适用性进行探讨,通过分析对测试方法中不适用于膨胀岩的步骤提出修改意见,以保证试验结果的准确性,并使膨胀岩膨胀性指标的测定方法更臻完善。     

膨胀岩的判别与分类标准

膨胀岩的判别与分级是膨胀岩研究的重要内容。本文在分析和总结了前人研究成果的基础上,提出了一种以膨胀岩中亲水矿物成分的含量为基础控制指标,以岩块的干燥饱和吸水率、极限膨胀量、极限膨胀力为主要控制指标新的标准。并利用新的标准对文献中的工程实例进行了分析应用。     

岩石膨胀性试验注意事项探讨

从室内试验的角度来探讨几类工程勘察中岩石常用膨胀性试验(自由膨胀率、膨胀力、侧向约束膨胀率、耐崩解)的注意事项,从野外取样、标准样品制取、试验操作、方法选择等方面进行了论述,力求减小试验误差,提高膨胀岩的试验水平,保证试验结果的准确性,并使膨胀岩膨胀性指标的测定方法更臻完善。     

膨胀土判别与分类方法探讨

膨胀土的胀缩等级评判是进行膨胀土处治的首要任务,开展膨胀土的判别与分类方法探讨具有重要意义。对现有膨胀土判别与分类方法进行了评价,对反映和表征膨胀土胀缩机理和特性的指标进行了深入探讨,提出了以能充分反映和表征膨胀土胀缩机理和特性的液限、塑性指数、自由膨胀率、小于0.005 mm颗粒含量、胀缩总率等5个指标作为膨胀土的判别指标,建立了一种新的膨胀土判别与分类方法,并通过试验进行了验证。新的膨胀土判别与分类方法具有准确度高、易操作的优点。     

贵南高铁南宁段古近系泥岩膨胀性判别指标适用性分析

贵南高铁南宁段古近系泥岩是湖沼沉积型半成泥岩,易遇水软化,失水崩解,有一定胀缩性。依托贵南高铁南宁段泥岩样品膨胀性试验数据及路堑边坡人字型骨架开裂的实际现象,采用了相关性、线性回归、匹配度等分析方法,对膨胀性判别指标适用性进行了研究。研究结果表明,干燥饱和吸水率单指标膨胀潜势分级结果与实际较接近,天然湿度样品的膨胀力、交换阳离子含量、蒙脱石含量及自由膨胀率等单指标膨胀潜势分级结果易下降1–2个等级。     

高速铁路无砟轨道地基泥岩膨胀性分类分级研究

红层泥岩是一种典型侏罗系沉积岩,其含有微量黏土矿物,易遇水软化、失水崩解,具有一定膨胀性,是引起兰新高速铁路路基持续上拱变形的一个重要因素,故重新判定该种土体膨胀性对高速铁路无砟轨道设计和施工具有重要意义。为此,选取等效蒙脱石含量、阳离子交换量、自由膨胀率和液限为泥岩膨胀性判别指标,通过兰新高速铁路上拱地段大量钻孔实测资料,提出了泥岩膨胀等级分级标准,采用改进层次分析法、基尼系数法和直觉模糊理论确定了判别指标组合权重,基于逼近理想解排序法(TOPSIS法)建立了泥岩膨胀性直觉模糊综合评价模型。结果表明：直觉模糊综合评价模型将泥岩膨胀性进行了定量化,克服了同一试样不同指标属于不同等级判别缺陷;室内膨胀量试验验证了膨胀等级分级标准和直觉模糊综合评价模型对兰新高铁地基泥岩适用性和准确性。研究成果对地基红层泥岩高速铁路路基长期持续上拱变形风险评估和工程控制措施提供技术支撑。     

济阳坳陷古近系—新近系泥岩孔隙结构特征

对济阳坳陷东营凹陷和沾化凹陷古近系—新近系泥岩的岩心样品,进行了X衍射全岩物相测试,有机碳测定,孔隙度、渗透率测定及扫描电镜和显微镜下观察,发现泥岩中普遍含碎屑矿物,其中长石含量较高,粘土矿物以碎屑粘土为主,泥岩中碳酸盐矿物含量较高.泥岩中各种面状孔隙是主体孔隙,由微孔隙构成,孔隙含量较高,分布较均匀.泥岩孔隙结构基本可归纳为细孔喉型、粗孔喉型及混合过渡型等三种类型.最后分析探讨了影响泥岩孔隙结构主要因素为:①碳酸盐含量使孔隙基本面貌产生差异;②压实作用使孔隙度减小,欠压实对孔隙结构有保护作用;③有机质丰度、成熟度及赋存状态与溶蚀孔隙发育关系密切相关;④有机质富集有利于异常压力发育,对孔隙起保护作用.     

广西合浦、南宁、宁明、百色盆地烃源岩有机地球化学特征与勘探潜力分析

广西合浦、南宁、宁明等第三系盆地的主要烃源岩层与百色盆地一样,均是中始新统深湖-半深湖相暗色泥质岩层,特点是分布面积广,厚度大,有机质丰度高.有机碳含量多数大于2.0%,达到"好"到"最好"的评价标准.有机质成熟度多数处于低熟阶段,部分在成熟阶段.干酪根类型主要为Ⅱ1型.综合分析认为:合浦、南宁、宁明三个盆地都具有优质...     

非均质随机分布对岩石热破裂影响的数值试验

采用随机固热耦合数学模型及有限元分析方法,仅将热膨胀系数和热传导系数作为随机变量,在正态和韦泊两种随机分布下,采用平面应变模型,对热应力引起的岩石热破裂的变化进行了详细研究,模拟了岩石热破裂的整个过程,揭示了概率分布形式、分布参数m对岩石热破裂的影响,讨论了岩石热破裂与时间t的关系,温度与参数m的关系,温度与时间的变化规律,并研究了热破裂率随时间和温度的变化规律。     

潜江凹陷潜江组盐间细粒岩沉积特征及其对页岩含油性的控制

江汉盆地是我国典型的内陆盐湖盆地,位于其中部的潜江凹陷发育盐间细粒沉积,近期油气勘探取得突破。为研究其沉积特征及其对页岩含油性的控制,本文基于岩心和多种测试方法将盐间细粒沉积划分出8种岩相,分别是含灰泥质云岩、云质混合细粒岩、泥质混合细粒岩、灰质混合细粒岩、灰质泥岩/泥岩、云质泥岩、硫酸盐质混合细粒岩和云质/泥质钙芒硝岩。岩相组合有A和B两种:A类岩相组合为含灰泥质云岩、云质混合细粒岩和泥质混合细粒岩,夹少量灰质混合细粒岩、云质泥岩、硫酸盐质混合细粒岩和云质/泥质钙芒硝岩;B类岩相组合为云质泥岩、硫酸盐质混合细粒岩、云质/泥质钙芒硝岩,夹少量灰质泥岩/泥岩和泥质混合细粒岩。A类岩相组合富集碳酸盐质矿物且有机质含量高,岩心上表现为灰黑色泥质岩(泥质混合细粒岩和灰质混合细粒岩)与黄褐色云质岩(含灰泥质云岩和云质混合细粒岩)频繁更替,其中夹有白色硫酸盐质岩,呈透镜体状或层状产出,说明当时环境的盐度较低,镜下纹层大部分呈较为连续的微波状或水平状。其沉积特征反映了A类岩相组合的形成环境为还原性较好、盐度较低的深水区。B类岩相组合硫酸盐矿物含量和有机质含量较低,岩心上表现为白色高硫酸盐质岩夹有黑色泥质层或黄褐色云质层,镜下观察为呈菱形片状钙芒硝,常见穿插双晶,可见明显的粒序变化,云质含量高的薄片镜下为无纹层特征。其沉积特征反映了B类岩相组合形成环境为还原性较弱、盐度较高的较浅水域。本研究将V/(V+Ni)、(S₁+S₂)/TOC、Sr/Ba和Ga/C₃₁H指数等地化参数与岩相特征相结合,进一步佐证了上述观点,并且补充说明了A类岩相组合形成于气候湿润的环境,而B类岩相组合形成环境较为干旱,且将盐间沉积划分为B、A、B三个阶段,对其进行了沉积模式的研究。结果表明:第一、三阶段气候干旱且水深较浅,湖水析出大量盐类,主要发育B类岩相组合,且硫酸盐矿物的增加使硫酸盐还原菌氧化有机质,不利于有机质富集;第二阶段降雨增加,大量淡水注入致使水体淡化且深度变深,这时水体分层性较好,还原性较强,发育A类岩相组合,有机质的保存条件好。由此可见,矿物组分上为灰泥质或云质含量高且岩心具有水平层理、镜下纹层特征明显的岩相,以及湿润气候下的还原性较强、盐度适宜且水体分层性好的深水环境等沉积特征,有助于形成含油性较好的页岩。因此,低TOC含量的B类岩相组合不是油气富集的主要岩相,富集的硫酸盐矿物会稀释有机质浓度,岩相所处的高盐度环境也会减缓微生物活动;而高TOC含量的A类岩相组合为油气富集的主要岩相,频繁的降雨稀释水体盐度,为可以产生有机质的浮游微生物创造了良好的环境,且所含云质纹层矿物间孔隙发育,有利于烃类的存储,所以成为该区内的优质烃源岩,是油气勘探开发的有利岩相。     

碳酸盐岩与泥质烃源岩生气规律对比研究

配制了两套成熟度相近的碳酸盐岩和泥质岩丰度系列样品。采用半封闭外加温加压式热压模拟装置对碳酸盐岩的生烃情况进行了热模拟实验，研究了碳酸盐岩生气量随成熟度和温度变化的趋势，探讨了碳酸盐岩生气的变化规律。碳酸盐岩与泥质岩的生烃潜力是有机质质量和有机质丰度的函数，与岩性无关；碳酸盐岩的产气规律与泥质岩相似，而且两者产烃的量级也相当，并不存在碳酸盐岩生排烃效率高的现象；碳酸盐岩和泥质岩总有机碳(TOC)含量在热模拟过程中基本上不发生变化；不同岩性的有机质的产烃效率主要受温度和有机质类型决定。     

内蒙古集宁地区变质岩系的特征、原岩恢复及找矿方向

集宁地区位于内蒙古中部,阴山山脉东段,隶属华北地台北缘内蒙台隆凉城断隆.基底主要出露太古宙中深变质岩系,以大土城隐伏深断裂为界,断裂以南为集宁岩群分布区,以北为乌拉山岩群分布区.集宁岩群变质岩系的原岩主要由泥质长石砂岩、泥质粉砂岩及碳酸盐岩组成,伴有基性岩体侵入;乌拉山岩群变质岩系的原岩是由长石砂岩、泥质长石砂岩、泥质砂岩、泥质粉砂岩夹安山岩、安山质凝灰岩及碳酸盐岩等组成的一套巨厚的火山-沉积建造.通过1：5万袁家房子等四幅矿调,对集宁地区的变质岩系的地球化学特征及含矿性进行了调查研究,综合分析认为变质岩系为本区的主要赋矿岩层,为本区找矿指出了方向.     

南黄海盆地中、古生界盖层条件

分析南黄海盆地中、古生界的盖层条件,可为该区油气地质条件研究以及后期油气资源评价提供基础。充分利用现有钻井、测井、地震等多种实际资料,在对盆地及邻区构造、地层、沉积等地质背景分析的基础上,进行了盖层条件的分析。结果表明,南黄海盆地中、古生界主要发育5套盖层,包括钻井已经钻遇的上二叠统龙潭-大隆组泥质岩、下三叠统泥灰岩和膏岩、下白垩统湖相泥质岩,以及两套经地震解释和海陆对比划分的下寒武统、下志留统泥质岩;盆地现存盖层条件的好坏是中、古生界油气藏能否得以保存的关键条件,其中下古生界整体要优于上古生界,上古生界的青岛坳陷要好于烟台坳陷,海相中生界总体较差。     

广元恐龙化石埋藏地沙溪庙组地球化学特征及对物源区和古风化作用的指示

广元恐龙化石埋藏地是四川盆地中侏罗世重要的恐龙化石点,恐龙化石埋藏于中侏罗统沙溪庙组之中。笔者对该恐龙化石埋藏地沙溪庙组泥质岩的常量元素、微量元素和稀土元素特征进行了研究,并根据泥质岩的地球化学特征讨论了物源区性质、构造背景以及物源区的风化特征。主量元素和稀土元素表明其物源区以长英质岩石为主,构造背景为被动大陆边缘:指示化学风化程度的CIA指数及成分成熟度的ICV指数,表明物源区经历了中等的化学风化作用,反映了中侏罗世恐龙生活在半干旱的古气候环境之中。     

基于氮气吸附-核磁共振-氩离子抛光场发射扫描电镜研究川西须五段泥质岩储层孔隙结构

微观孔隙作为泥质岩的有效储集空间,其孔隙结构参数是作为气藏评价及资源量估算的重要依据。本文应用氮气吸附法(NAM)、核磁共振法(NMR)、氩离子抛光及场发射扫描电镜(AIP-FESEM)研究川西须五段泥质岩微观孔隙特征,结果表明:1氩离子抛光及场发射扫描电镜在表征微观孔隙形态与类别时有一定优势,但定量表征孔隙参数时,受图像二值化阈值的影响,表征结果偏差较大,可结合氮气吸附法来定量表征其孔径大小;2核磁共振受岩石骨架影响小,能够更精细反映岩石的物性条件,可定量计算孔隙度与可动流体饱和度,但对样品的孔隙形态反映较差;3综合上述三种方法,在须五段泥质岩中可识别出一定量的纳米级中、大孔,孔径大多介于几十纳米到几百纳米之间,孔隙连通性差,孔隙度主要介于2.3%~7.4%之间,孔隙类型以粒间孔、晶间孔最发育,有机孔隙、微裂缝次之,粒内孔隙最不发育。总体而言,融合了三种技术方法能更精确、更全面地反映泥质岩孔隙结构特征,能得到更完善的储层孔隙结构参数,在定量表征泥质岩孔隙结构中具有广泛的应用前景。     

库鲁克塔格早寒武世泥质岩的地球化学特征及其地质意义

通过对且干布拉克地区西山布拉克组泥质岩岩石学、地球化学特征的研究,探讨其物源特征、风化作用以及沉积盆地的构造环境。且干布拉克大坂剖面泥质岩Al_2O_3/TiO_2、Th/Sc、(Gd/Yb)_N、(Eu/Eu*)_N、ICV、CIA均值分别为24、0.9、1.1、0.6、1.2、70,莫合尔山剖面泥质岩Al_2O_3/TiO_2、Th/Sc、(Gd/Yb)_N、(Eu/Eu*)_N、ICV、CIA均值分别为10.5、0.2、3.5、1.01、2.8、75。这些特征表明,研究区泥质岩为第一次沉积的沉积物,源区母岩主要以岩浆岩为主。且干布拉克大坂剖面泥质岩的源区母岩主要以南部的花岗岩等长英质岩浆岩为主,沉积于陆内较稳定的构造环境;莫合尔山剖面泥质岩的源区母岩主要以北部玄武岩等中基性岩浆岩为主,沉积于陆内火山岩隆起的构造环境。在诺丁尼亚超大陆裂解的大构造背景下,早寒武世早期莫合尔山的裂解作用比且干布拉克大坂更为强烈。CIA值表明且干布拉克地区泥质岩物源区母岩经历了中等程度的化学风化作用,沉积物沉积时气候较温暖、湿润,早寒武世早期位于30°S左右的低纬度地区。且干布拉克大坂剖面的含钒炭质硅质页岩、莫合尔山剖面的铁质磷质岩的元素地球化学特征暗示了磷、钒等成矿元素与可能来自于震旦纪和寒武纪的中基性火山岩。