断层破碎带中的透镜体及透镜体力学效应初步研究

断层破碎带中的透镜体及透镜体力学效应研究在文献中不多见。但是许多断层尤其是扭性断层中的透镜体非常发育,这些透镜体往往控制断层破碎带的强度大小和变形破坏机理,是工程岩体中必须重视的工程地质力学问题。作者经研究认为:(1)透镜体类型多种;(2)透镜体周边一般具断层泥线或泥膜分布;(3)透镜体内具有节理裂隙系统;(4)透镜体周边可以当作结构面或软弱结构面看待;(5)透镜体本身可以作为一个复合结构体看待。在原位力学试验中也揭示了断层泥透镜体在原位剪切试验和单轴压缩试验中的若干力学行为,其表现是:(1)透镜体周边具有结构面力学效应;(2)断层泥透镜体控制着强度大小、变形破坏机理。     

二氧化碳注入砂岩透镜体中裂缝扩展模拟

二氧化碳地质封存技术是一种减少二氧化碳排放量的有效方式。砂岩透镜体具有良好的储-盖组合,是较为理想的二氧化碳封存场址。砂岩透镜体中注入超临界二氧化碳引起的裂缝萌生、扩展、演化等一系列复杂问题直接决定着封存的安全性。利用ABAQUS数值模拟软件,基于扩展有限元法（XFEM）建立流-固耦合模型,通过将超临界二氧化碳注入砂岩透镜体,观察透镜体内部砂岩储层裂缝破裂过程。数值模拟研究得出结论:在透镜体产状不同的条件下,倾斜透镜体相对于水平透镜体封存能力较差,不适宜进行二氧化碳封存;将二氧化碳以3种不同的流速充注到砂岩透镜体中,流速增加不利于封存的安全性,但是裂缝长度和形态没有发生明显变化;裂缝在扩展过程中裂缝首先变宽成为导流通道,然后变长扩展,裂缝尖端应力先增大达到峰值然后逐渐降低,最终裂缝停止扩展。     

包气带弱渗透性黏土透镜体对降雨入渗补给影响的数值模拟

大气降雨是华北平原浅层地下水的主要补给来源。长期过量开采地下水造成地下水位持续下降,使原来处于饱水带的透镜体位移到包气带中,形成了厚度大、非均质性更为复杂的包气带。厚层包气带中弱渗透性黏土透镜体对于降雨入渗补给的影响是关系到降水入渗过程及补给量评价的基本问题。用HYDRUS软件建立数值模拟模型,模拟探讨单次降雨条件下,透镜体埋深、宽度比、厚度等要素对入渗路径、入渗补给时间和入渗补给量的影响。结果表明:入渗过程中弱渗透性黏土透镜体两侧会形成较快的绕流;透镜体会减小补给峰值并延长总体补给时间,但不改变补给起始时间;透镜体埋深与极限蒸发深度的相对关系决定了潜在补给量的大小,透镜体埋深或因透镜体形成的上层滞水处于极限蒸发深度以上会减少潜在补给量。     

济阳坳陷砂岩透镜体油气藏充满度大小及其主控因素

砂岩透镜体油气藏为岩性油气藏中的一种重要类型，为济阳坳陷目前和今后油气勘探的主要对象之一。统计结果表明，济阳坳陷砂岩透镜体油藏的充满度分布在26．8％至94．1％之间，平均为55％，其中绝大部分砂岩透镜体油藏的充满度在40％以上，而大于60％的砂岩透镜体最多。砂岩透镜体油气藏主要分布在沙河街组的沙四段、沙三段和沙二段地层中，其中沙三段砂岩透镜体油藏充满度最高，平均达59％；其次为沙二段平均为50％；沙四段最小，平均仅为33％。砂岩透镜体油气藏充满度主控因素的主因子分析结果表明控制砂岩透镜体油气藏充满度最重要的因素为砂岩透镜体的几何特征（砂体厚度和砂体面积）和运移条件（主要为砂岩透镜体内部断层数量、砂岩透镜体与生油洼陷中心的距离以及砂岩透镜体内部的剩余压力），次重要因素为砂岩透镜体的储集物性（砂岩透镜体的孔隙度和渗透率）。     

尼日利亚巴古多(Bagudo)锰矿地质特征及找矿标志

尼日利亚的巴古多(Bagudo)锰矿是近年新发现的具有找矿潜力的沉积变质型锰矿床,位于马如—安卡费金铜铁成矿带的西北缘附近。矿区共圈定了3个锰矿区,锰矿体出露于地表,整体呈NW向或近SN向延伸。矿体中的条纹状锰矿石和块状锰矿石均属低磷中铁中品位的氧化锰-硅酸锰混合矿石,且块状锰矿石锰品位低于条纹状锰矿石。目前矿区的勘查深度主要为-50m以上的浅表部分,深部的勘查工作尚未进行。由于锰矿石具弱磁性,故而高精度磁异常的部位具有找锰意义。     

饱和度-压力曲线法预测柴油在毛细带中形成的透镜体厚度

轻非水相液体（LNAPL）进入到地下环境中,首先在非饱和带进行垂向迁移,到达毛细带后在地下水面以上形成饱和透镜体。准确预测LNAPL渗漏在毛细带形成的透镜体厚度,对于LNAPL的去除及污染含水层的修复具有重要的指导意义。通过模拟实验测定了水-油两相吸湿及脱湿曲线,采用水-油饱和度-压力曲线拟合出了吸湿及脱湿进入压力。根据透镜体达到稳定状态时脱湿、吸湿压力水头之间的关系,建立了透镜体厚度的预测计算方法,并以中砂和粗砂为例,预测出实验条件下柴油在毛细带形成透镜体稳定时的厚度分别为4.61 cm和1.29 cm。通过室内模拟槽实验,测得柴油在中砂和粗砂中迁移时形成的透镜体厚度分别为5.30 cm和1.50 cm。预测与实验结果的相对误差分别为13.0%和14.0%。误差产生的主要原因为脱湿与吸湿曲线是在非干燥情况下测得,从而导致预测的透镜体厚度偏小。     

梵净山地区板溪群红子溪组钙质岩系中大理岩透镜体成因探讨

梵净山地区板溪群红子溪组钙质岩系中广泛发育大理岩透镜体。形成此岩系的控制因素可能为振荡频繁的构造运动或气候条件。通过仔细观察,发现大理岩透镜体有条带状、似层状断续产出2种,初步认为透镜体是成岩过程中差异性压实作用的产物,不是某种环境沉积的透镜体。     

滨海盐碱地区包气带中淡水透镜体维持机理

大气降水是滨海盐碱地区浅层地下水的重要补给来源。滨海地区浅层地下水多为咸水且埋藏较浅,在不同包气带岩性渗透性差异下,在大气降水入渗补给过程中,一定时间内潜水面以上一定范围内存在淡水分布,即淡水透镜体,它能局部隔离地下咸水对上层土壤和植物的危害,并在一定程度上供给植物吸收利用。采用自制的室内物理模拟装置,通过控制土层结构,模拟了大气降水入渗补给条件下包气带中淡水透镜体的形成与消退过程,探讨了不同土壤类型中淡水透镜体的维持情况;并利用吸水管模拟客土上所种植物根系吸水,研究了不同吸水量条件下土壤中淡水透镜体的变化规律。结果表明:上层中砂、底层粉砂质黏土的双层土体结构中,淡水透镜体的维持性最好,在降水入渗补给条件下,透镜体形成时间在1500 min左右可达最大厚度(约15 cm),若补给源消失,透镜体完全消退需7500 min,能较长时间地阻隔地下咸水;双层土中模拟形成的稳定淡水透镜体在无补给条件下,能够隔离地下咸水的同时亦能为上层植物提供243.5 mL淡水资源。     

江西乐华锰铅锌矿床中层状锰矿与脉状铅锌矿成因联系

乐华锰铅锌矿是兼具有层状锰矿与脉状铅锌矿的特色矿床,为了研究两类矿体成因联系,分析了锰矿体中菱锰矿的原位LA-ICP-MS微量元素和稀土元素,以及双锰山组铁锰矿石和千枚岩的ICPMS微量元素和稀土元素,以及铅锌矿体中的硫化物硫同位素。研究结果表明:菱锰矿与铁锰矿石微量元素、稀土元素特征相似,与双桥山群千枚岩差异明显,其中菱锰矿、铁锰矿石稀土北美页岩标准化模式为"左倾"型,而双桥山群千枚岩为"平坦"型,指示锰矿成矿物质来源与双桥山群可能无关;铁锰矿石和菱锰矿的Co/Ni值、lgTh-lgU图解及δEu正异常指示锰矿来源于海底热液;V/Cr值、V/(V+Ni)值及δCe负异常指示成矿环境为氧化环境。铅锌矿中黄铁矿δ~(34)S值为1.7‰～3.5‰,指示矿质来源应是深源岩浆或地幔岩浆。结合矿床地质特征综合研究认为,锰矿为中石炭世海底热液通过化学沉积作用成矿,铅锌矿为燕山期岩浆热液充填成矿。因此认为乐华锰铅锌矿中锰矿体与铅锌矿体没有成因联系,为独立成矿事件。     

沾化凹陷沙河街组浊积砂岩透镜体成岩作用特征及其意义

沾化凹陷古近系沙河街组沙三段深湖-半深湖暗色泥岩中发育大量的砂岩透镜体。通过密集采样,利用铸体薄片、X衍射、扫描电镜、荧光和阴极发光等分析方法研究了埋深3 199～3 201 m的典型砂岩透镜体表面和内部的各类成岩作用特征及其变化,发现透镜体砂岩内部强烈溶蚀,自砂体表面向砂体内部,碳酸盐胶结和石英、长石次生加大逐渐减弱。砂体表面的晚期碳酸盐胶结物形成致密胶结带,降低了砂岩物性,但这并不影响砂岩透镜体成藏。通过成藏时间与成岩次序研究,认为透镜体表面的晚期胶结发生在成藏之后,内部溶蚀发生在成藏之前。透镜体内部发育的次生孔隙表明早期溶蚀强烈,这为排烃高峰期的油气成藏提供了足够的储集空间,并减小了油气充注的毛细管阻力;后期砂体表面的晚期碳酸盐胶结物降低储层表面物性,导致毛细管阻力变大,抑制了油气充注,但成为透镜体油气藏的有利保存条件。因此,并非所有的透镜体表面致密胶结带都对透镜体成藏起到阻碍作用。     

水位波动下包气带透镜体影响LNAPL迁移的数值模拟研究

轻质非水相液体（LNAPLs）在土壤包气带中具有多相态特征,非均质性、地下水位波动等因素将显著增加包气带内LNAPLs污染的复杂程度。已有研究多关注于揭示包气带内自由相LNAPLs的污染过程,少有更为深入地探究水位波动时非均质结构对LNAPLs迁移及各相态分布规律的影响。基于TOUGH2程序构建包气带多相流数值模型,以揭示透镜体结构与地下水位波动共同作用下LNAPLs迁移过程及相态分布。研究结果表明:（1）含水率变化是LNAPLs迁移分布的主要控制因素,包气带内受透镜体介质岩性、水位波动影响所呈现的含水率变化直接控制LNAPLs迁移规律及分布特征;（2）水位恒定时,细砂透镜体使LNAPL呈“蓄积穿透-横向扩展-绕流”迁移,粗砂透镜体则是LNAPL垂向迁移的“优势通道”,水位波动引起的细砂透镜体含水率变化使“绕流”显著增强,粗砂透镜体则进一步呈现“优势空间”作用;（3）水位恒定时,细砂透镜体模型中LNAPL滞留于透镜体内部,粗砂模型中LNAPL则集中于透镜体下方,水位波动下透镜体附近LNAPL分布范围扩展,两模型LNAPL分布面积较水位恒定时分别增大51%、63%;（4）两模型中LNAPL挥发通量均呈“先减小-后增大”规律,并受LNAPL-气体接触条件及LNAPL分布状况共同作用,水位波动打破三相平衡状态,主要表现为水位抬升阶段LNAPL挥发增强,此时两模型中平均挥发量较水位恒定时增大124%～126%。研究为非均质石油污染场地中的LNAPL污染过程认识提供了科学的理论依据。     

深厚饱和软土场地中透镜体对上部结构地震响应的影响

工程场地中透镜体对地震动具有明显的影响,且饱和场地与相应干土场地的地震响应具有明显的差别,而目前对于深厚饱和软土场地中透镜体对地震响应的影响还鲜有研究。采用有限元-间接边界元耦合法,建立饱和场地中非线性土-结构动力相互作用模型,对深厚饱和软土场地中透镜体的宽度、厚度和埋深对上部结构动力响应的影响进行了系统地分析,并着重讨论了土骨架-孔隙水耦合作用的影响。研究表明,深厚饱和软土场地中的透镜体可能会明显改变上部结构的动力响应;透镜体的宽度、厚度和埋深对上部结构动力响应有不同程度的影响,且与干土场地中规律存在明显差异;土骨架-孔隙水耦合作用对上部结构动力响应的影响显著。     

钙质砂水理性质及对岛礁淡水透镜体形成的影响

钙质砂的水理性质对岛礁地下淡水透镜体的形成至关重要。通过室内试验的方法从透水性、容水性和给水性3个方面对南海钙质砂的水理性质进行了研究,并在此基础上进一步结合数值模拟手段,探讨了上述相关性质对岛礁淡水透镜体形成的影响。结果表明：南海钙质砂多具有级配不良且不均匀的特征;其渗透系数通常在0.023~110 m/d之间,区域间差异较大,而孔隙度和给水度则主要集中在0.40~0.55和0.012~0.310之间,与同粒径范围的陆源砂相比,呈现出容水性好但给水性偏低的特征。钙质砂的水理性质对岛礁地下淡水透镜体形成的影响主要体现在流速、厚度、资源储量以及形成时间等方面,其中钙质砂的透水性越好,地下水中的流速越快,咸淡水间的混合作用越强,导致淡水透镜体的厚度越薄,储量越少;给水性则主要影响钙质砂中淡水透镜体的资源储量,对淡水透镜体的厚度及形状影响较小。     

砂岩透镜体油气藏成因机理与模式

泥岩层的幕式压实/压裂现象和砂岩透镜体中沸腾包裹体的发现,证明了该类圈闭成藏过程中超压流体幕式充注机制的存在。综合考虑油气运聚的动力与作用方式、输导格架类型与流体流动样式、成藏特征、运聚机理和成藏模式,将砂岩透镜体动力学成因类型划分为毛细管力-超压联控型和超压单控型。对砂岩透镜体中的流体排放机制进行了探讨,并认为处于强超压状态的砂岩透镜体油气藏可能存在侧向和垂向两种流体排放模式。     

海岛淡水透镜体演变规律的室内模拟实验

淡水透镜体作为海岛主要的甚至是唯一的淡水资源,对其在天然和开采条件下的演变规律研究是海岛淡水资源利用和管理的首要任务。采用自制的室内物理模型,对海岛淡水透镜体的演变过程进行了模拟实验。模拟了降雨补给条件下淡水透镜体的形成过程;在无补给条件下,开采淡水时倒锥的变化过程。结果表明：当开采量达到3.73×10^-5m³/s时,倒锥进入抽水井,淡水透镜体被击穿。     

高明锰矿床成因及应用

湖南省安化县高明锰矿床，产于中奥陶统磨刀溪组下部。锰矿体呈层状、似层状或透镜状。矿石类型有硅酸锰碳酸锰矿石、碳酸锰矿石和次生氧化锰矿石３种。锰矿的富集经历了沉积作用、变质作用和表生再富集作用。矿石除可作冶金锰外，因富含蔷薇辉石而可作宝石用。属小型锰矿床。     

广东梅县锰矿物质成份的研究

随着我国钢铁工业和化学工业的迅猛发展,对锰矿资源的需求,日益增加.梅县锰矿公司对该县的锰矿地质和锰矿生产做了大量工作.在前人工作的基础上,我们在锰矿资源的调研中,曾对广东省梅县的宝山岗、白沙坪、桃尧大华、宝坑、仙水塘、磔角坑、车陂等地的锰矿体、进行过采样工作.经室内鉴定后、梅县的锰矿石有优质的放电锰矿石和冶金用锰矿石、矿床规模属于中小型.梅县锰矿资源的生产,继续已有20多年的历史,在矿床的质和量方面尚需做更深入的研究,以便为矿山开采和锰矿生产提供更充分的依据.本文是对锰矿物质成分初步研究的部分结果.     

贵州松桃普觉超大型锰矿床主要特征与找矿实践

贵州松桃普觉超大型锰矿床受南华纪普觉Ⅳ级地堑成锰盆地控制,由于同沉积断层作用,两界河组、含锰岩系、锰矿体、大塘坡组第二段、南沱组等地层均从南往北由薄变厚,盆地中存在2个呈NE65°方向展布的渗漏沉积中心。锰矿产于南华系下统大塘坡组第一段(含锰岩系)下部黑色碳质页岩中,呈层状、似层状缓倾斜顺层产出,矿体长大于6 000 m、宽大于2 000 m,盆地中心部位矿体中夹一层含碳玻屑晶屑凝灰岩透镜体。该矿床是近年来运用古天然气渗漏沉积型锰矿床成矿模式与找矿模型理论发现的又一个隐伏超大型锰矿床,锰矿石资源量(332+333) 1. 92亿吨,位居亚洲第一、世界第五位。     

某坝基深埋砂层地震液化评判

针对实际水利工程中深埋坝基砂层透镜体的液化可能性问题,用规范方法进行了初判和复判,并且根据室内动三轴试验结果用Seed法和Dobry法做了进一步的评判,对各种评判方法进行了综合性分析。根据分析结果,并结合实际工程条件,提出了无需专门对深埋坝基砂层透镜体进行处理的结论。     

东营凹陷砂岩透镜体油气成藏机理及有利区预测

近几年济阳坳陷的勘探实践表明, 对岩性油藏的含油性差异、成藏机理尚认识不清, 这制约了隐蔽油气藏的进一步勘探.在东营凹陷145个砂岩透镜体油藏含油性统计分析的基础上, 结合典型透镜体油藏详细解剖和核磁共振物理模拟实验结果综合研究后发现: 砂岩透镜体圈闭形成时的构造和沉积环境、围岩生排烃条件、砂体储集条件是其成藏的主控因素.只有围岩(源岩) 进入供烃门限后, 其与砂体界面处的毛管压力差、烃浓度梯度产生的扩散力和膨胀力3者之和大于砂体中过剩的水向外渗滤遇到的阻力, 即成藏动力大于成藏阻力时, 砂岩透镜体才能成藏.当砂体沉积环境、围岩生排烃条件、砂体自身储集条件3方面均满足一定条件时, 圈闭才具备形成砂岩透镜体油藏的条件, 并且上述3方面条件越优越, 圈闭含油性就越好.用此方法对东营凹陷下第三系沙三中亚段砂岩透镜体油藏的分布进行了预测.