乌江渡水电站岩溶地区高压灌浆施工特殊情况的处理

乌江渡水电站扩机地下厂房防渗帷幕工程身处岩溶发育地区，工程地质条件复杂，地质构造以层间错动断层为主，并有部分陡倾角断层发育,岩层受构造挤压强烈，断层、节理、破碎带发育；水平岩溶、垂直岩溶发育。以此工程为例介绍了高压灌浆施工工艺，阐述了岩溶地区高压灌浆过程中出现的特殊问题并提出了处理措施。     

西南某水电站断裂构造和层间溶蚀带组合岩溶渗漏研究

西南某水电站坝址基岩为碳酸盐岩,坝区断层构造和岩溶较发育。水库蓄水后,坝址右岸抗力体1 315 m排水洞出现持续渗漏。随库区水位升高,涌水量逐渐加大至约1.9 m3·s?1,水库无法正常蓄水。为查明库水渗漏途径,有针对性地采取措施减少渗漏量,开展了岩溶渗漏研究。通过工程地质测绘、岩溶水文地质调查、钻探、压水试验、孔内电视、孔内电磁波CT等勘察手段,结合前期平硐、基坑开挖和物探等勘查成果,并利用灌浆孔灌浆过程试验数据,最终查明库水渗漏通道:在水压力作用下,库水沿断裂构造F₁₂下渗,在深部沿层间溶蚀带绕过防渗帷幕,呈30°倾角向下游逐步抬升,最终通过竖向岩溶发育带,从1 315 m排水洞地质薄弱点涌出。通过对灌浆帷幕采取补强措施,封堵了主要渗漏通道,库水渗漏得到有效控制,达到了设计要求。      

沉积环境对塔河油田六区奥陶系碳酸盐岩储集空间的影响

依据岩性、岩石结构、沉积构造、剖面结构、古生物组合等标志分析认为,塔河油田六区奥陶系主要为碳酸盐岩台地相沉积环境,发育连续性较好的灰岩。溶蚀作用沿节理裂隙进行,形成的规模较大的岩溶管道是有利的储集空间。储层中均发育斑状白云石砂屑灰岩,白云石砂屑团块普遍含油。储层中白云石化作用是由所处的台地边缘的潮坪潟湖环境所决定,白云石化作用优化了碳酸盐岩储集性能,在方解石转化为白云石的过程中体积减小,形成大量的次生孔隙。储层中的裂缝和缝合线主要发育在均质泥微晶灰岩中,这种泥微晶灰岩主要形成在碳酸盐开阔台地低洼处的低能环境。均质泥微晶灰岩厚度大且裂缝发育,有利于发生岩溶作用。高角度的断层及裂缝的发育使得塔河油田奥陶系发育大量竖直溶洞,低角度裂缝及潜水面的变化使厚层泥微晶灰岩发生顺层溶蚀。发育的多套顺层大型溶洞成为塔河油田最重要的储集空间。     

莲花台水电站工程坝基帷幕灌浆设计

莲花台水电站坝址河床中部断层F31顺河展布,透水中等,坝基两侧岩溶较发育.坝基下相对隔水层埋藏较深、分布无规律.本文介绍了大坝基础帷幕灌浆与岩溶处理设计、质量控制及灌浆后的效果评价,说明了帷幕灌浆措施可大大减小岩溶渗漏几率,节省施工成本,是针对弱岩溶地层防渗处理的有效工程措施.     

宁东地区奥陶系灰岩含水特征分析

利用本地区钻孔资料,再结合前人研究成果,对宁东地区奥陶系灰岩地下水系统的岩性、构造、水文地质条件进行综合分析,研究表明,研究区内奥陶系发育的厚层-中厚层岩溶灰岩有良好的隔水性和储水性,研究区四周受到断层所包围,并初步确定本地区可成为一个相对独立的含水系统。     

鄂尔多斯盆地周边地区岩溶发育模式及岩溶地下水开发利用探讨

鄂尔多斯盆地周边岩溶区岩溶含水岩组主要由奥陶系和寒武系灰岩组成,岩溶发育受层状裂隙和构造裂隙控制,主要分布在盆地的东缘、南缘和西缘。文中通过对鄂尔多斯盆地周边岩溶区碳酸盐岩分布特征和埋藏条件的分析,提出3种岩溶发育模式:斜坡顺层岩溶发育模式、裂谷逆层岩溶发育模式和逆冲断层岩溶发育模式,对3种模式下岩溶发育的地质构造特点、水动力及水化学条件、岩溶发育特点进行分析和总结。初步探讨了3种模式下岩溶地下水资源量和开发利用规划。结果表明鄂尔多斯盆地周边岩溶地下水具有巨大的开发潜力。     

平果铝平南赤泥堆场岩溶地质问题与防治技术

平果铝平南赤泥堆场地内受过构造强烈挤压作用的白云质灰岩可溶性中等但裂隙极为发育,在年降水量大（年均1374.2mm）、年蒸发量大（年均1572.6mm）、气温高（年均21.8C）的气候条件下,岩溶沿地质构造呈带状不均匀发育,形成了14个不同发育程度的岩溶区。堆场内浅表岩溶较深部岩溶发育,浅表岩溶的主要形态有落水洞、溶沟（槽）,深部岩溶的主要形态是溶蚀裂隙。堆场内岩溶形成了小型树枝状的暗河网,且与场外地下水相联通。堆场内岩溶的渗漏有管道集中渗漏和裂隙分散渗漏两种类型,按渗漏强度可分为强岩溶渗漏区、中等岩溶渗漏区和弱岩溶渗漏区。强岩溶渗漏区的防渗措施是对于中小型的岩溶先充填,大的岩溶用盖板跨越,然后再进行防渗铺盖,其他两区则先充填、整平,再进行防渗铺盖。     

塔里木盆地塔中西部加里东中、晚期构造-层序结构与奥陶系碳酸盐岩储集体分布

不同级序层序界面与构造不整合面对碳酸盐岩储层发育与分布起主要控制作用。通过对塔中西部加里东中、晚期不整合面、晚奥陶世台缘结构、奥陶系碳酸盐岩Ⅲ-Ⅳ级以上层序与岩性段划分、32口区探井储层发育特征及11口探井碳酸盐岩及其少量缝洞充填物的碳氧、锶同位素的综合研究,提出了奥陶系碳酸盐岩多类型储集体发育的地质模式。其中,加里东中、晚期第一幕(T47)构造导致了台缘向台内发育顶部削截,发育高位体系和强烈的表生岩溶作用,后期为上超的海侵体系,构成了一个构造-岩性复合转换面。第二幕(T27)总体为海侵上超(角度)淹没不整合,局部高处有小规模剥蚀。中、上奥陶统台缘带向台内由垂向加积向进积作用增强,台缘带大的坡角有利于残厚较大的一间房组与良里塔格组发育与分布。塔中西北部奥陶系碳酸盐岩Ⅲ级以上高频层序和沉积旋回特征较为相似。奥陶系碳酸盐岩缝洞中方解石与其围岩的碳氧、锶同位素有较强的继承性,鹰山组灰岩或云(灰)岩及缝洞方解石中的δ13CPDB和δ18OPDB负偏变化较明显,与不同构造部位中的地层剥蚀强度或岩溶强度成正比。与良里塔格组灰岩与缝洞方解石中低锶特征不同,鹰山组中锶同位素87Sr/86Sr相对较高,受壳源锶影响相对较大,反映了其与良里塔格组沉积环境不同且其岩溶作用更广泛。鹰山组储集体发育主要受控于构造挤压断层相关褶皱控制下的地层(剥蚀)-不整合面分布,构成了继承性构造带、断层上盘等地貌高的"抬升剥蚀-潜流带残留型-强烈的多期岩溶叠加改造型"岩溶模式和构造带间或断裂下盘带等其他部位"抬升剥蚀-淋滤与潜流带分带不明显(局部充填)平缓弱改造型"的岩溶模式。     

天津地区奥陶系热储赋水规律研究

天津地区奥陶系岩性主要为一大套厚层灰岩夹白云岩,可进一步划分为冶里组、亮甲山组、北庵庄组、马家沟组和峰峰组,沧县隆起钻孔揭露顶板埋深为882～2 728 m,厚度为29～1 511 m。大量实践和研究表明本区奥陶系岩溶发育的主要影响因素为岩性、构造、风化淋滤时间和水动力条件等。灰岩比白云岩岩溶发育,且泥质灰岩或泥质白云岩岩溶作用减弱。对同一岩性而言,离断裂越近,岩溶裂隙越发育;岩层倾角越陡,越有利于深部岩溶发育。风化淋滤时间越长,越有利于岩溶储层发育。本区奥陶系岩溶横向上主要沿大型断裂带和风化壳发育;垂向上主要发育在距不整合面400 m范围内,而且距不整合面越近,岩溶发育越强。奥陶系赋水性很大程度上取决于其间发育的裂隙和岩溶,研究表明本区奥陶系热储赋水规律主要沿断裂和基岩凸起分布。     

塔里木盆地塔中西部地区奥陶系岩溶 作用及对油气储层的制约

塔中西部地区下奥陶统—上奥陶统良里塔格组, 发育了巨厚的、多种岩性的海相碳酸盐岩地层。根据对该区钻井岩芯、测井和地质化验分析资料综合研究结果, 奥陶系存在同生岩溶、风化壳岩溶、埋藏岩溶等三种不同的岩溶作用类型。同生岩溶沿上奥陶统良里塔格组台地边缘相带分布, 大气成岩透镜体发育频繁, 但规模较小;风化壳岩溶主要分布于中奥陶世中1低隆起及塔中Ⅱ号构造带;埋藏岩溶主要存在3期, 在断裂构造带及火成岩区较为发育。岩相和沉积相、岩溶作用、构造裂缝等是奥陶系岩溶储层发育的主要控制因素, 制约了不同层段、不同部位岩溶储层发育。     

阿尔泰喀纳斯早泥盆纪钾质富镁英安岩：俯冲沉积物熔体交代

阿尔泰造山带喀纳斯地区出露一套钾质富镁英安岩,锆石U Pb定年显示其形成于早泥盆世（411±4 Ma）。该套英安岩富SiO2（6471～6777 wt％）,MgO（328～353 wt％）和K2O（212～275 wt％）,贫Na2O（170～185 wt％）,K2O/Na2O比值介于（120～153）,具较高的Al2O3（1412～1533 wt％）和较低的CaO（112～128 wt％）,ASI指数>18,显示过铝质钙碱性岩浆系列特征,明显不同于初始的高镁安山质岩浆。样品具有中等的Cr（134×10-6～153×10-6）、Co（1747×10-6～1865×10-6）、Ni（71.64×10-6～80.76×10-6）含量,富集大离子亲石元素Rb、K和高场强元素U、Th、Pb及LREE,发育Sr、Ba及“TNT”（Ta、Nb、Ti）负异常,显示俯冲带岩浆岩地球化学特征。其高的Mg#（5171～5247）和低的εNd(t)值（-46～-42）说明该套火山岩可能来自遭受强烈交代作用的地幔楔部分熔融。样品具有较高的Ba/La、Pb/La比值和较低的Th/Yb、Nb/Y比值,显示地幔交代作用以俯冲沉积物熔体的交代作用为主。以上地球化学特征说明,喀纳斯钾质富镁英安岩可能主要是受俯冲沉积物熔体交代的上覆地幔橄榄岩部分熔融的产物,阿尔泰泥盆纪处于俯冲作用相关的活动大陆边缘构造环境。此外,该套火山岩的形成时代制约了其下覆的哈巴河群沉积上限,显示哈巴河群沉积于早泥盆世之前。     

塔里木盆地西北缘早二叠世后碰撞花岗质岩浆活动及其构造意义

塔里木地块西北缘的阔什布拉克钾长花岗岩富碱（Na2O+K2O平均836％>8％）,富钾（K2O/Na2O=127～147）,准铝质（A/CNK=082～088）,属于高钾钙碱性系列岩浆岩。岩石的稀土含量较高（ΣREE=26390×10-6～44575×10-6）,富集Th、U、Ta、Nb、Hf和Y等高场强元素和大离子亲石元素Rb,具有强的负Eu异常（δEu=0003～0019）,富集高不相容元素（Zr＋Nb＋Ce＋Y=368×10-6～531×10-6>350×10-6),高Ga（Ga/Al×10〖CS％0,0,0,0〗〖CS〗000=417～472>26）,显示出A型花岗岩的地球化学特征。岩石Th/U比值（平均为386）、Nb/Ta比值（平均为1275）和Rb Th富集、Ti亏损指示其壳源成因。对花岗岩进行的LA ICP MS微区原位锆石 U Pb 定年结果表明,花岗岩的结晶侵位年龄为2754±28 Ma。综合西南天山与塔里木盆地早二叠世花岗质岩浆活动的特点,认为早二叠世西南天山的后碰撞岩浆活动不仅在西南天山内部引起了强烈的花岗质岩浆活动,而且对塔里木地块西北边缘的花岗质岩浆活动也有显著的影响。阔什布拉克A型花岗岩也说明西南天山地区的碰撞造山作用在2754±28 Ma之前已经趋于结束,以南天山洋盆为代表的古亚洲洋已基本结束了其演化历史。     

基于人工神经网络的钻压优化模型的建模方法

提出卫种新的钻压优化模型建模方法－－神经网络法,它可以克服传统方法需要建立数学模型的缺陷,满足自动送钻对实时性的要求。给出了利用反向传播神经网络（ＢＰ网络）建立钻压优化模型的方法,计算机仿真研究表明：利用这种新方法建立的模型不但能够满足自动送钻实时优化钻压的要求,而且也可以用于离线的钻压参数优选。     

南海东北陆坡烟囱状冷泉碳酸盐岩生长剖面的碳、氧同位素特征与生长模式

 对SO177航次采集自南海东沙东北古冷泉活动区的烟囱状碳酸盐岩样品（TVG14 C1 1）进行解剖研究,探讨烟囱样品的形成机理。我们首先对烟囱样品的横截面进行高分辨率精细取样并进行碳氧同位素分析,在充分了解其矿物组成特征的前提下,利用碳酸盐岩-水体系氧同位素分馏方程计算古冷泉流体的氧同位素组成并定量分析流体的端元成分和相对贡献,然后根据它们在烟囱生长剖面上的变化特征,为碳酸盐质烟囱建立生长模式。分析表明,该样品横截面的δ13C值在-50.136‰～-43.923‰之间变化,δ18O值在2.762‰～4.848‰之间变化,由中心向外,碳氧同位素呈反向协同变化趋势,δ13C 逐渐升高而δ18O逐步降低。结合该样品的年龄和古海水的氧同位素组成,计算得到形成该样品的冷泉流体的δ18O在1.2‰~2.3‰ V SMOW之间变化,较冰期海水的更富18O。认为在形成烟囱的不同阶段,水合物分解产生的富18O流体与同期海水发生了不同程度的混合,烟囱中心部位水合物分解水的相对贡献高达53.6％,而烟囱外层,水合物分解水的贡献低至6.1‰。通过综合研究,提出了烟囱样品的生长模式。     

酒泉盆地青西凹陷下沟组湖相热水沉积岩锶同位素地球化学特征

以地质背景、物质组分和岩石组构分析为基础,对酒泉盆地青西凹陷下沟组湖相热水沉积钠长石—铁白云石岩进行了Sr同位素地球化学研究。结果表明,热水沉积岩87Sr／86Sr比值变化范围为0.712 25～0.717 81,平均值0.715 61,远高于同期海水和下沟组玄武岩,略高于代表早白垩世湖水锶同位素组成的藻灰岩,但低于基底壳源硅铝质岩,反映热流体不可能为单纯的湖水或幔源岩浆水;其中直接化学结晶沉淀的纹层状泥微晶热水沉积岩锶同位素比值变化范围较小,可代表均一化的热卤水池流体锶同位素组成特征;指示不同喷流口位置的“水爆角砾岩”锶同位素组成变化较大,但同一位置的热水角砾与胶结物锶同位素组成基本一致,说明两者应属于具相同成因意义的同期热水喷流沉积产物;综合青西凹陷下沟组湖相热水沉积岩锶同位素地球化学特征,初步推测早白垩世湖底热流体可能为富集硅铝质基底岩石高放射成因Sr的深循环下渗湖水与少量上升幔源岩浆水构成的混合热流体,可为青西凹陷早白垩世湖底热流体性质的确定以及热流体循环动力学模型和热水沉积模式的建立奠定基础。     

吐哈盆地生物气-低熟气评价的元素平衡法及其应用

吐哈盆地探明的源于非高温热成因天然气(生物气—低熟气)的储量虽然已近千亿方,但尚未见评价其生成量及资源量的有效方法报道,这影响了对其勘探潜力及有利目标的决策。针对这一难题,考虑到无论生物气、低熟气的生成机理如何,都是一个有机元素之间的物质平衡过程,探索并建立了评价生物气—低熟气生成量的元素平衡法。利用吐哈盆地大量的实际分析数据,对这一评价方法(模型)进行了标定和应用。结果表明,吐哈盆地Ⅱ型有机质产生物气—低熟气的成气率高于Ⅲ型,二者分别累计可达134.40 ml/g和83.99 ml/g,吐哈盆地生物气—低熟气的生成总量约为1 436.28×1012 m3;资源量可能介于7.09×1011～24.42×1011m3之间。表明吐哈盆地的非高温热成因气具有较大的勘探潜力。台北凹陷的J2x和J1及其附近层位是勘探的有利目标。     

碳酸盐岩区大型水库蓄水后地下水渗流场特征及岩溶演化趋势

碳酸盐岩区大型水库蓄水引起的地下水渗流场及岩溶环境变化的研究,既是一个工程实际问题,同时也是岩溶环境学的理论问题．以高坝洲和隔河岩水库为例,运用数值模拟方法模拟了水库蓄水前后地下水渗流场的平面和剖面流网特征以及地下水渗透流速的空间变化规律．在此基础上,应用扩散边界层（ Ｄ Ｂ Ｌ） 理论模型分析了研究区不同部位的岩溶环境演化趋势．结果表明,由于库水位的大幅度抬升和防渗帷幕的实施,使得研究区防渗帷幕上游岩溶作用的强度减弱;而防渗帷幕下游岩溶作用的强度加强,并发生方解石的沉积作用．这一现象在隔河岩水库蓄水后已经被验证     

Optimization design and assessment of the effect of seepage control at reservoir sites under karst conditions: a case study in Anhui Province,China

Seepage analysis and assessment of the effect of seepage control at reservoir sites are essential parts of dam design and operations, and of considerable significance for the safe and economic design of the masses and hydraulic structures associated with reservoir sites. In this study, a systematic process is provided for the optimal design and assessment of seepage control of reservoir dams under karst development conditions. A reservoir dam planned for construction in the middle-upper reaches of the Huayang River in China is selected as a case example for illustration. A three-dimensional equivalent continuum seepage finite-element numerical model is applied to investigate the effectiveness of the proposed and optimized seepage-control schemes, and it is calibrated by an inversion analysis of the initial seepage field based on the flexible tolerance method and field penetration test data. By analyzing the sensitivity of seepage discharge to the length and depth of the grouting curtain, a safe and economic seepage-control optimization scheme is suggested. Additionally, the sensitivity of seepage discharge to the hydraulic conductivity of the limestone layer is analyzed, and the results show that the hydraulic conductivity of the limestone layer has a significant impact on the seepage discharge of the reservoir site. The methodology and results derived from this study can provide technical support and reference for the optimal design and assessment of seepage control for reservoir dam engineering under karst conditions.

     

西藏高原沱沱河盆地渐新世-中新世湖相碳酸盐岩稀土元素地球化学特征与正铕异常成因初探

对采自沱沱河盆地通天河剖面渐新世雅西措群和中新世五道梁群地层中的湖相灰岩和白云岩样品进行了稀土元素和微量元素分析。研究结果表明,湖相碳酸盐岩稀土元素总量（∑REE）变化于36.23×10-6～189.64×10-6,28件样品平均值为78.58×10-6。稀土元素的页岩标准化配分形式具有中组稀土富集的特点,正铕异常极为明显,在渐新统与中新统界线处Eu/Eu*比达到最大值7.15,这也是首次在陆地湖泊沉积记录中观察到的正Eu异常。根据稀土元素的分布以及Eu与Ba含量的同步变化特点,提出该区湖相碳酸盐岩中Eu的异常富集可能与湖底喷流热水有关。      

特高坝地基深大断裂活动性与筑坝工程地质问题研究

某拟建水电站为高坝大库,挡水建筑物系200m级碾压混凝土重力坝,系我国在境外投资建设的重大能源项目之一。该水电站位于一条区域性的深大断裂（F₄断裂）上,该断裂的活动性以及涉及的筑坝技术可行性为本工程的重大技术课题,关乎水电站成立与否的关键。为此开展了区域地震地质调查、物探、钻探、硐探、断裂物质测龄以及岩土物理力学性质现场和室内测试等大量工作,研究表明:（1）该断裂地震活动微弱,最新活动年龄14.2万～79.8万年,是一条晚更新世以来不活动的断裂,为非活动断层;（2）F₄断裂对水坝建设存在影响的部位主要为碎裂岩带和F_4-1、F_4-2断层,其中微新碎裂岩多为Ⅲ_1B类岩体,仅F_4-2断层下盘影响带内的碎裂岩岩体为Ⅳ_1B类岩体,F_4-1、F_4-2断层带工程性质差,为Ⅴ类岩体,是坝基最软弱的部位;（3）在F₄断裂带上筑坝,建库后诱发构造型水库地震的可能性小,存在的主要工程地质问题为坝基变形和渗漏、渗透稳定问题,可通过适当深挖,并结合回填混凝土塞、固结灌浆、加深加密帷幕孔以及增加帷幕排数等工程措施予以处理。因此,F₄断裂带上可以兴建水电站工程,筑坝技术可行。结果可为该水电站设计、施工提供技术依据,为类似工程提供技术参考。