中国南海珊瑚岛礁泻湖砂层钻探取心技术

中国南海珊瑚岛礁拥有巨大的资源潜力和科研价值。科学钻探是珊瑚岛礁研究工作中获取地层资料的重要技术手段。南海珊瑚岛礁地下普遍存在多层厚层泻湖砂层，主要结构为无胶结或轻微胶结的细粒珊瑚砂，这种层位钻探取心极端困难，是影响钻探成果的主要难题之一。南海两个岛礁所实施的3口千米以上深井施工过程中，为解决泻湖砂层钻探取心难题，在分析泻湖砂层性状的基础上，综合研究钻具合理选用、钻进参数控制、钻井液性能控制等钻探工程核心内容，形成了较完整的适用于泻湖砂层钻探取心的“多要素组合钻探取心技术”。使用该技术能确保珊瑚岛礁泻湖砂层岩心采取率达到95%以上，并基本保持岩心原状性。该研究成果对于珊瑚岛礁钻探具有重要的借鉴作用。     

中国煤炭地质钻探技术发展五十年

概要介绍了煤田钻探技术五十年来的发展状况，提出了今后的设想。     

三江盆地富地1井软塑地层钻探技术

具有中生界海相和海陆相交互沉积、且被多次构造运动改造后的三江盆地,其覆盖层均为软塑地层,并且厚度较大;针对三江盆地厚覆盖层软塑地层保直钻进施工存在的难点,从钻进方法、井身结构、钻井液护壁、工艺措施等方面进行研究,分析得出适合于在三江盆地软塑地层不下套管的情况下,实施保直取心钻进的技术措施,并且在生产实践中解决了钻进技术难点,取得较好的经济效果。     

13000 m科学超深井钻探技术

对国内外科学钻探实践进行了简要回顾,对超万米科学钻探工程面临的技术难题进行了分类描述。在此基础上,考虑沉积岩和结晶岩2种地层条件,提出了13000 m科学超深井的钻探技术方案。     

论钻探施工方式发展趋势——综合钻探技术

本文是作者在导师中共广西自治区党委常委、人民政府副主席李振潜教授和中南工业大学徐祖宽副教授指导下所写的硕士论文“钻进方法优化组合的研究”的节要，主要观点是“钻探技术的发展应以合理选择、综合运用各种技术方法为方向，朝着综合钻探技术目标努力”。李振潜同志在1988年即已提出这一观点，本文可供探矿理论界讨论研究。     

中国绳索取心钻探技术现状及展望

绳索取心钻探技术在中国已有２５年的研究应用历史，目前该技术已在矿产勘探、水文地质勘探、工程地质勘察、油气及层勘探等领域应用，取得了高效、优质，低耗的优异效果。随着地质带来的发展，绳取心技术也将面临着发展、完善和提高。     

中国南海珊瑚岛礁第四系覆盖层钻探取心技术

中国南海珊瑚岛礁拥有巨大的资源潜力和科研价值。珊瑚岛礁第四系覆盖层结构为珊瑚砂和珊瑚骨架的松散堆积物,无胶结,钻探取心、成井极端困难。通过南海诸岛礁数百口钻井的施工实践,总结出"套管连续跟进干钻取心技术",工艺要点为4个步骤循环操作,称为"四步法"。使用该技术:①能确保珊瑚岛礁第四系覆盖层岩心采取率达到95%以上,并基本保持岩心原状性;②能实现在珊瑚岛礁第四系覆盖层中不使用泥浆护壁情况下安全钻进成井,达到避免地层过水通道堵塞、满足抽水试验要求的效果。研究成果对于珊瑚岛礁钻探具有重要的借鉴作用。     

中心取样钻探技术(三)

第四讲　中心取样钻探常见孔内事故的预防和处理在实际施工中,由于多方面因素的影响,中心取样钻探不能完全避免孔内事故,关键是如何在生产中严格遵守操作规程,尽量减少事故的发生。一旦发生事故,应迅速分析、判明事故发生的原因,并立即采取有效措施进行处理。　　一、岩样在上返途中堵塞这种情况多发生在潜孔锤钻进中,其原因一般是地层硬、脆、碎、易坍塌。钻进时孔壁的大块碎石未经钻头破碎而直接自转换接头侧入口处涌入内管,在上返途中相互挤卡而形成堵塞,或者大块碎石卡在转换接头入口处而无法进入内管。此时风压会显著增高,排渣管风量减     

中国南海吹填岛礁钙质砂动力特性试验研究

南海对我国经济发展、资源开发与运输、维护国土完整具有战略性意义。目前我国已在南海海域以吹填方式建设了一系列的岛礁,并在其上修建了一系列的结构物（房屋、防波堤、机场等）。作为这些重要结构物的地基材料,珊瑚钙质砂在极端波浪、海底地震等环境荷载作用下的动态响应特性对评价其上结构物的安全稳定性具有重要的意义。以我国南海珊瑚岛礁吹填工程为背景,对取自岛礁吹填体现场的钙质砂样品,以吹填现场实测的颗粒级配和干密度为依据,开展动态三轴循环试验,研究我国南海珊瑚岛礁吹填体钙质砂地基土的动力特性。试验结果表明：岛礁钙质砂受动态循环荷载作用,在排水不通畅的条件下可以达到部分液化状态,在排水通畅的条件下不发生液化;在不排水条件下,岛礁钙质砂归一化的累积孔压u/ 与振次比N/Nf符合Seed提出的反正弦孔压发展模式;在不排水条件下,所有岛礁钙质砂样品的动态变形模量Ed /E0与归一化应变?m /?r之间全部重合在一条双曲线上,表明不排水条件下岛礁钙质砂的Ed /E0与?m /?r之间的关系不受干密度和颗粒级配的影响,具有很好的统一性。     

南海珊瑚礁硼同位素组成及其环境意义

采用正热电离质谱方法测定了中国南海诸岛７０００ａ以来的珊瑚礁的硼同位素的硼含量。讨论了珊瑚礁中硼同位素 硼含量,Ｐ不管不顾忻代等参数的关系。结果表明,所测定的珊瑚礁硼同位素组成变化范围为２２．７￣２４．８‰,并且与珊瑚 硼含量呈正相关关系。根据硼同位素与海水ＰＨ值的关系计算出过去７０００ａ南海泊ＰＨ值变化８．１０￣８．４１。初步探讨了硼同位素组成与南海海平面变化的关系。     

中国海洋的珊瑚-珊瑚礁: 南海中央区珊瑚-珊瑚礁生物多样性特征

珊瑚是地球上最古老的原住民,具有近6×108年的发育史,弱势群居、喜温和原地长成是珊瑚的基本特征。作者介绍了珊瑚-珊瑚礁的基本特征,综述了跨十年调查的研究区珍贵照片资料和相关认识,指出中国是全球主要的珊瑚-珊瑚礁国家,地位举足轻重;珊瑚-珊瑚礁作为地球生物多样性的代表,造岛、固礁、护鱼、防护岛岸流失,形成南海四大群岛280余座岛、礁、滩、沙,所构建庞大海洋生态系统是无与伦比的海洋生态资源和寸土寸金的南海海洋国土。提出划分南海珊瑚-珊瑚礁为中央区和周缘区2个分布区,阐述了南海中央区珊瑚-珊瑚礁的基本特征,系统汇集报道了间隔10年2个科考航次调查在浅水礁盘浮潜、至20 m水深浅潜-深潜和礁盘及开展岛、礁、滩、沙地质调查的发现,包括科学定名46种六放石珊瑚和6种八放软珊瑚等成果,同时,收集了西沙、中沙、东沙和南沙群岛海域的相关调查航次珊瑚照片;进一步阐述了单体环礁和复合环礁的特征及分布,并进行了初步对比,指出永乐环礁是南海唯一一个真正的切合达尔文模式的环礁,也是环礁发展到最高阶段的产物,构成现代海洋珊瑚-珊瑚礁形成演化研究最好的天然实验室。     

全球海平面变化与中国珊瑚礁

本文以政府间气候变化专业委员会（IPCC）于2001年专门报告中关于21世纪内全球气候变化的温度和海平面变化的预估为前提。简要介绍了中国珊瑚礁的定位、类型和分布,对其进行了成熟度分类,评估了全球海平面变化对中国珊瑚礁的影响。据预测,21世纪我国各海域海平面上升以南海最大,为32 ~ 98cm,其平均上升速率为0.32 ~ 0.98cm/a。从海平面上升速率与珊瑚礁生长速率的理论对比分析,中国珊瑚礁基本上能与前者同步生长,即使海平面以预估高值上升,也不会威胁其生存。从中国珊瑚礁成熟度较高、其生长趋势以侧向生长为主的现实状况出发,未来全球海平面上升能为其创造向上生长的有利条件。从古地理学“将古论今”观点出发,自全新世6000aBP以来曾存在过的高海平面和较高表层海水温度的历史,也可以佐证,21世纪的全球海平面上升不会对中国珊瑚礁的存在和发育造成威胁。现存的珊瑚礁岛应对于全球海平面上升,可以做到“水涨岛高”,它们能够屹立于上升了的未来海平面之上;但对于岛上的人工建筑物则会被浸、被淹,或被淘蚀和破坏,因此必须根据海平面上升的幅度和速率,采取相应的防御措施。     

南海北部晚全新世高海平面及其波动的海滩沉积证据

揭示晚全新世以来的海平面变化过程对于理解海平面所处的现状和变化的趋势等具有重要意义。构造活动相对稳定的雷州半岛珊瑚礁区蕴藏着丰富的海平面变化信息,文中对该区晚全新世发育的海滩沉积序列研究表明,距今约1.7～1.2Cal.kaBP(14C年代为2.1～1.7kaBP)期间总体上是一个海平面持续上升的时期,其中在距今约1.5Cal.kaBP时海平面有过短暂的下降波动,约1.2Cal.kaBP时的海平面比现在的至少高128cm;之后海平面开始下降,至今海岸线后退了约210m,形成现代海滩-沙堤地貌体系。结合本区珊瑚礁记录的全新世其他时段海平面的变化特征,本文认为全新世海平面与气候变化一样,也存在千年、百年、年代际尺度的波动特征。     

华南二叠纪生物成礁模式探讨

二叠纪生物礁广泛发育于我国南方碳酸盐岩地区。鉴于许多研究者从成礁的外部环境因素来探讨生物礁的发育模式,笔者从我国南方二叠纪生物礁的内部成礁因素分析,即从主要造礁生物——钙质海绵和钙质藻类等的生物学和生态学特征、埋藏和保存特点方面进行分析,继而提出了华南二叠纪海绵礁的成礁模式。此模式不同于其它地质历史时期生物礁的成礁模式。     

西沙-南海北部晚第三纪生物礁的比较沉积学研究

在西沙群岛琛航岛一井晚第三纪生物礁中发现了９属４３种造礁钙藻和９个生物化石群落,与在南海北部陆架珠江口盆地惠州３３－１－１井发现的７属１６种造礁钙藻,７个生物化石群落() 及在莺歌海-琼东南盆地区莺６井发现的５属２１种造礁钙藻和５个生物化石群落() 一起,并列为迄今在研究区发现生物礁的三大典型研究剖面。本文较详细地从比较沉积学的角度讨论了这三个生物礁的异同点。生物礁最为重要的鉴定标志就是它具备典型的生物骨架结构。利用有关三个生物礁化石群落的鉴定成果、分布特征、组合关系、剖面演变规律的资料,指出皮壳状与坚硬分枝状珊瑚藻（Ｍｅｌｏｂｅｓｉａｅ）、直立分节状珊瑚藻（Ｃｏｒａｌｉｎａａ）和仙掌藻（Ｈａｌｉｍｅｄａ）在成礁过程中形成格架,扮演了“开路先锋”、“主力军”、“收容队的角色;尤其绿藻门仙掌藻作为其中最为重要的骨架生物之一在西沙生物礁中形成剖面序列,对于完善成礁理论和探索中国的“Ｍｅｓｓｉｎｉａｎ”事件-“南中国海”事件具有重要的古海洋学意义。三地生物礁因陆架海与陆缘海的区别而在沉积环境方面有所不同;成礁基有碳酸盐台地、古老的前第三纪基岩或“海台”;主要成礁期为中新世不同阶段;重要的岩石类型包括珊瑚藻礁灰岩与白云。     

南海海盆IODP349钻井岩心的生热元素测试与应用研究

放射性生热率是岩石热物性参数之一,也是研究岩石圈热结构和构造热演化的重要参数。针对南海海盆区缺少岩石生热率资料的实际情况,本文通过整理和分析IODP349航次中的测井资料,测试钻井岩心样品的主要放射性生热元素,通过计算得出:玄武岩样品的生热率平均值为0.28±0.07μW/m~3,沉积碎屑岩样品的生热率为1.21±0.34μW/m~3,以及3个钻井的地热流值。获得以下认识:(1)本次研究的沉积碎屑岩样品生热率与中国东南沿海的同类岩石样品的生热率值相近,而洋壳中的基性火山岩生热率明显低于大陆碱性玄武岩。(2)用新资料计算南海西南次海盆段的岩石圈热结构得出其热岩石圈厚度约为39~42 km,平均壳幔热流比值为2.4%,说明西南次海盆岩石圈薄,海底热流主要受深部的地幔热源控制。(3)U1431D和U1433A钻井的热流密度值与附近探针热流密度值相近;而U1431C的热流密度值明显偏小,属于受地下水热循环影响所致。     

Zircon SHRIMP U-Pb dating of the Neogene coral reefs,Xisha Islands,South China Sea: implications for tectonic evolution

The Xisha Block is a minor one in the South China Sea and an important tectonic unit in the northwestern part of the region. Zircon SHRIMP U-Pb ages for three volcanic intrusive core samples from Xike-1, an exploratory well penetrating the bioherms of the Xisha Islands. The core samples are from the Miocene reef carbonate bedrock and are recognized as dark-gray biotite-hornblende gabbro, gray fine-grained biotite diorite, and gray fine-grained granite, respectively. Zircon cathodoluminescence (CL) images and trace Th, U and Pb compositions of the zircons show that these rocks are of volcanic intrusive origin. Zircon SHRIMP U-Pb dating yielded six groups of ages, ranging from 2451-1857 Ma to early Cretaceous, which indicate that the formation and evolution of the Xisha Block was affected by the evolution and closure of Neotethys Ocean, probably within its eastern extension into South China Sea. Both old, deep-sourced material, including fragments from Rodina supercontinent, and recent mantle-derived magma products contributed to the emergence and formation of the Xisha block. The SHRIMP U-Pb results also proved that this process differed from that of the Kontum massif, the Hainan Block, and the South China Block, but is similar to that of the Nansha and Zhongsha blocks. The process was associated with the effects of Yanshanian magmatism induced by subduction mechanisms of the Paleo-Pacific Plate or the reworking of the multiple magmatisms since the Early to mid-Yanshanian, possibly jointly experienced by the Xisha-Zhongsha-Nansha Block.