砂岩风化及其工程地质效应

在成岩条件差、胶结程度低的砂岩中进行工程活动时,经常遇到边坡破坏、井壁破裂、巷道过度变形等事故。在岩石胶结特性和室内分析试验的基础上,分析了不同胶结状态的砂岩风化特性及其工程地质效应。同时,对砂岩文物风化与保护进行了论述。研究表明:1水溶液对砂岩风化起着重要作用,其影响着砂岩风化过程中的元素迁移、化学反应类型和速率,同时溶液还改变着岩石周围化学反应的pH和Eh值;2泥质胶结、硫化物胶结和碳酸盐胶结的砂岩容易受到环境影响风化,对工程影响较大。在强还原环境中砂岩暴露于地表后,易于风化,且风化后形成的酸性水环境有利于长石胶结砂岩的风化,进而影响岩石工程性质。     

煤巷弱胶结顶板稳定性分析与变形控制技术

煤层顶板为弱胶结岩体时稳定性差,常在煤炭回采过程中或巷道掘进时发生大变形或失稳等现象,维护难度较大。针对煤巷弱胶结粉砂岩顶板力学特征与变形控制等问题,以广西林场煤矿煤巷弱胶结粉砂岩顶板支护工程为工程背景,采用现场调研、实验室试验、理论分析等方法进行研究。通过现场调研,发现研究巷道有顶板岩层自承能力差、受水环境影响、支护结构失效率高、底板受水影响底鼓量大、受采动影响等特征;顶板岩石点荷载试验表明,其单轴抗压强度仅为1.9～ 2.3 MPa,采用电镜扫描发现,弱胶结粉砂岩以粗粒矿物为骨架;在普氏理论的基础上,推导了巷道顶板和两帮承压极限表达式,提出了提高巷道围岩整体强度和承载能力、确定合理的锚杆支护参数、顶板设计锚索加强支护等弱胶结巷道围岩控制要点。依据试验分析与理论研究成果,提出了以注浆加固为基础,锚杆和锚索联合支护的控制方案,并在林场煤矿进行了工业性试验。现场监测数据表明,设计的支护方案可以有效地控制煤巷弱胶结粉砂岩顶板变形。     

鄂尔多斯盆地南部含铀砂岩岩石学特征研究

文章在对鄂尔多斯盆地南部砂岩岩石学特研究的基础上，重点探讨了砂岩赋铀性与岩石结构组分的关系和粘土矿物演化、压实与胶结、溶蚀与次生孔隙形成等主要成岩作用对岩石渗透性与铀的运移聚集的影响。将研究区含铀砂岩划分成4种赋铀砂岩类型，讨论了不同岩石类型的成矿性特征。综合分析了铀成矿条件，建立了砂岩型铀矿成矿模式，为研究区铀成矿有利区段预测提供了岩石学证据。     

早期碳酸盐胶结作用对砂岩孔隙演化的影响——以塔里木盆地满加尔凹陷志留系砂岩为例

塔里木盆地满加尔凹陷志留系砂岩为无障壁的潮坪、滨岸及辫状河三角洲沉积的岩屑砂岩和岩屑质石英砂岩,对满北和满东、满南地区志留系砂岩成岩作用序次尤其是碳酸盐胶结的时间、方式和特征、物性的对比研究认为:砂岩中碳酸盐胶结的时间早晚对砂岩孔隙演化具有重要影响,满北地区志留系砂岩发育有大量早期泥晶碳酸盐胶结,显微镜下研究表明这种胶结作用发生在岩石受到充分压实之前,呈基底式胶结,岩石颗粒呈点接触或漂浮状分布于早期碳酸盐胶结物之中,这种胶结作用抑制了岩石后期的压实作用。尽管目前其埋藏达5 000～6 500 m,但其经历的压实作用并不强烈,粒间发育大量早期的碳酸盐胶结物,后来这些胶结物被溶蚀,形成了大量次生孔隙。而在满东和满南地区的志留系砂岩,碳酸盐胶结发生在岩石经过充分压实之后,晚期的碳酸盐胶结物仅分布于岩石经充分压实后的粒间孔隙中,含量较前者低,后期可供溶蚀的碳酸盐比前者少,因而溶蚀形成的次生孔隙有限。因此,尽管满东满南地区志留系埋藏比满北浅（3 700～5 000 m）,碳酸盐胶结物含量也低,也发育晚期碳酸盐胶结物的溶蚀,但岩石的压实作用比满北强,物性比满北低差。这主要与碳酸盐胶结的早晚有关,早期碳酸盐胶结对孔隙演化具有明显控制作用,有利于岩石孔隙的保存,为后来的溶蚀形成次生孔隙提供了条件。     

山东省牛庄洼陷古近系沙河街组沙三中亚段储集层成岩作用研究

山东省牛庄洼陷古近系沙河街组沙三中亚段储集层岩石类型以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为主,岩石结构成熟度和成分成熟度均较低。砂岩成岩作用包括压实作用、胶结作用、交代作用、溶解作用等。压实作用主要有刚性颗粒发生脆性破裂、颗粒之间呈线接触和凹凸接触、岩石碎屑颗粒呈明显的定向排列、塑性颗粒挤压变形或刚性颗粒嵌入变形颗粒中、粘土质碎屑被挤压变形发生假杂基化等五种表现形式。胶结物主要有泥质胶结物、碳酸盐胶结物、自生粘土矿物和自生石英、长石。交代作用主要有石英交代长石颗粒、碳酸盐胶结物交代石英、长石及岩屑颗粒、碳酸盐胶结物之间的相互交代。发生溶解作用的主要是石英、长石和岩屑颗粒,胶结物中主要是碳酸盐矿物。目前研究区沙三中亚段储集层成岩演化处于晚成岩A期。影响成岩作用的主要因素为岩石成分、沉积环境、孔隙流体性质等。成岩作用对储集物性的影响主要表现在孔隙度和渗透率的变化,其中压实作用和胶结作用使储层原生孔隙迅速减少、渗透率降低,使得储集物性变差;而溶解作用是次生孔隙发育的主要因素,从而改善砂岩的储集性能。     

松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿碳氧同位素特征及铀成矿意义

为进一步探讨松辽盆地大庆长垣南缘四方台组砂岩型铀矿的成岩环境、铀沉淀机制及成矿机理,通过钻井岩心观察,岩石薄片,含铀砂岩碳酸盐胶结物碳、氧同位素分析,对研究区砂岩岩石类型、碳酸盐胶结物类型、成岩阶段以及碳、氧同位素特征进行了系统研究.结果表明:含铀砂岩岩石类型为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩,碳酸盐胶结物可分为3个期次,以...     

河南双河油田岩性与孔隙结构特征的关系

本文应用孔隙几何学的原理和研究方法,根据大量的压汞资料和物性参数对双河油田砂岩储集层进行了分类评价。并且认为在这些参数中,孔喉均值是最重要的参数。建立了孔喉均值与其它参数之间的数学联系。结合岩石薄片的观察,研究了砂岩性质与孔隙结构之间的相互关系,最后认为双河油田砂岩的孔喉大小分布主要受岩石的颗粒大小,胶结物成分,胶结类型的影响。这样就可以在有利的沉积相带中进一步寻找良好的储集岩。     

四川盆地东北部砂岩型铀矿石及铀的存在形式特征研究

四川盆地东北部砂岩型铀矿含铀层位为下白垩统苍溪组,主要矿化产在苍溪组第一韵律层下部砂岩或砾岩层中.岩矿鉴定表明,主要含矿岩性为细—中粒砂岩,砂岩矿物碎屑主要为石英,胶结物主要为方解石,含少量黄铁矿.扫描电镜和电子探针分析表明,含矿岩石中除了矿物碎屑石英、胶结物方解石和黄铁矿外,还含有钛铁矿、方铅矿和铀石.铀石为岩石中铀...     

金顶超大型铅锌矿床角砾岩及含角砾砂岩分类、特征及成因

兰坪盆地金顶超大型铅锌矿床广泛发育特征特殊的角砾岩和含角砾砂岩,前人对其成因有不同的认识。本文在矿区岩相构造填图的基础上,根据岩石角砾、杂基、胶结物成分和结构特点,划分出以下8类岩石:(1)层状含灰岩角砾砂岩,(2)方解石胶结灰岩砾角砾岩,(3)石膏/硬石膏胶结灰岩砾角砾岩,(4)铁泥质胶结灰岩砾角砾岩,(5)混杂状砂质胶结灰岩砾角砾岩(或称含灰岩角砾砂岩),(6)膏砂泥胶结复成分砾角砾岩,(7)砂质胶结复成分砾角砾岩,(8)含矿石砾角砾岩。其中,含矿石角砾岩形成于矿后,而其它角砾岩形成于矿前且可能近同期形成。角砾岩均处于下部"原地"和上部"外来"地层系统之间。研究认为含矿石砾角砾岩为矿后垮塌成因,其它角砾岩为(含砂)膏盐底辟成因,或含砂膏盐底辟破碎围岩、携带角砾流动的产物。目前角砾岩砂质杂基间的方解石胶结物和灰岩角砾间的方解石胶结物,可能为后期含有机质流体与先存的、作为胶结物的膏盐反应形成。这一过程同时产生H2S,对后期成矿具有重要意义。角砾岩的矿化与膏盐底辟体有关,具"单中心"分带、"多中心"叠加的特点。矿化主要为闪锌矿、方铅矿、黄铁矿等热液矿物交代角砾岩间或砂质杂基间的方解石胶结物,角砾本身弱/无矿化。比较而言,层状含灰岩角砾砂岩为含矿最普遍,次为方解石胶结灰岩砾角砾岩、铁泥质胶结灰岩砾角砾岩、含矿石砾角砾岩,混杂状砂质胶结灰岩砾角砾岩局部含矿。     

鄂尔多斯盆地陇东地区延长组砂岩成岩作用及孔隙演化

大量岩石薄片、孔隙铸体薄片、扫描电镜与X衍射以及常规物性等分析资料研究表明,鄂尔多斯盆地陇东地区三叠系延长组砂岩主要为成分成熟度及结构成熟度较低的长石质岩屑砂岩、岩屑砂岩和长石砂岩。优质储层主要发育于粗粒富含刚性颗粒的砂岩中,这类砂岩在埋藏过程中由于早期快速埋藏加之泥岩、板岩及千枚岩岩屑含量高,经历了强烈的压实作用,使其由原始孔隙度大约为39%降低至18.5%;此后发生石英颗粒次生加大及绿泥石胶结,使孔隙有一定程度的损失(大约3.5%);紧随其后的是方解石及白云石碳酸盐胶结,损失孔隙度5%;后来出现碳酸盐胶结物与长石及岩屑的溶蚀作用,新增加孔隙度4％～8%,最晚期的是含铁方解石和含铁白云石胶结充注溶蚀孔隙和部分原生孔隙。     

Q型聚类分析在四川盆地南部上三叠统须二段成岩相研究中的应用

上三叠统须家河组二段是四川盆地南部主要的勘探层位之一。对川南须二段储集砂岩进行的铸体薄片观察、物性资料研究表明,须二段储集岩石类型主要为长石岩屑砂岩、岩屑长石砂岩和岩屑砂岩,先后经历了压实作用、胶结作用、溶蚀作用、破裂作用和交代作用等成岩作用。在计算区内须二段储集岩石压实系数、胶结系数和溶蚀系数等成岩系数的基础上,结合Q型聚类分析方法对储集岩石的各成岩系数进行了变量因子的归类,划分出强压实强胶结相、强压实中胶结相、强压实弱胶结相、中压实弱胶结相及弱压实弱胶结相。成岩相的分布明显受到沉积相展布的影响,储层质量较好的成岩相主要发育于三角洲前缘亚相的水下分流河道等高能环境中,同时成岩相的分布还受到填隙物、塑性岩屑的控制。     

饶阳凹陷古近系成岩作用特征

通过26口井岩石薄片和铸体薄片的镜下观察及14口井扫描电镜等资料的分析,对饶阳凹陷古近系碎屑岩储层的岩石学特征、成岩作用及成岩相进行了研究。研究区储层砂岩的成分成熟度和结构成熟度均较低,岩石类型以长石砂岩和岩屑长石砂岩为主,磨圆中等,多呈次棱-次圆状,分选中等偏差。成岩作用主要有压实作用、胶结作用、交代蚀变作用、溶解作用等。中深部储层的成岩相组合可划分为胶结-溶解成岩相、胶结成岩相、压实-胶结成岩相、胶结-溶解-交代成岩相4种类型。     

鄂尔多斯盆地东南部长6油层组储层特征研究

通过大量岩芯、铸体薄片、扫面电镜及物性资料分析,对鄂尔多斯盆地东南部长6油层组砂岩的沉积特征、岩石学特征、孔隙类型、孔渗特征及储层物性影响因素进行深入研究.研究表明:研究区东北部发育三角洲前缘亚相、西南部发育深湖浊流亚相.砂岩储层主要由长石砂岩以及岩屑长石砂岩组成.岩石中胶结类型有碳酸盐胶结、自生粘土胶结、硅质胶结.通过对储层孔渗参数的研究,得出长6油层组主要为特低孔、特低渗储层.根据毛细管压力曲线形态,研究区目的层孔喉结构主要为Ⅱ类,孔喉分选差-中.成岩作用是影响其储集性能的主要因素.     

不同孔隙类型火山岩储层渗透率应力敏感特征

针对火山岩气藏储层岩石孔隙结构复杂、矿物组成及成岩机制与沉积砂岩不同等特点,选取尺寸较大的不同孔隙结构全直径岩芯进行渗透率应力敏感试验研究。试验结果表明,低渗火山岩气藏岩芯具有较强的应力敏感特征,岩芯渗透率的减小主要发生在有效应力小于20 MPa的范围内,但当有效应力大于30 MPa后,渗透率仍然具有一定程度的减小,这与低渗沉积砂岩具有明显的差别。岩性差异所引起的矿物组成、颗粒胶结等因素对火山岩渗透率应力敏感特征影响较小,孔隙结构差异是导致岩石渗透率应力敏感强弱差异的主要原因,其中裂缝型岩石应力敏感性最强,致密型和孔隙型岩石应力敏感性相对较弱。反复加载试验表明,钻井取芯所引起的应力释放是导致岩芯渗透率应力滞后效应的根本原因,2次加载和卸载过程中岩石孔隙发生的主要是弹性变形。岩芯高围压下的地层渗透率平均仅约为地面渗透率的50%。     

元坝-通南巴地区须家河组绿泥石膜胶结相砂岩发育控制因素与分布规律

川东北元坝-通南巴地区须家河组砂岩普遍超致密,仅绿泥石环边胶结物含量大于1.5%的砂岩（即绿泥石膜胶结相砂岩）物性较好.综合运用岩石学和测井地质学的方法,基于薄片、扫描电镜及粒度分析等资料分析绿泥石膜胶结相砂岩的岩石组构特征和形成控制因素,运用薄片鉴定、测录井等资料,明确绿泥石膜胶结相砂岩的测井响应特征并明确其发育分布规律.结果表明,绿泥石膜的发育具有较强的相控性和岩石组构的选择性,即发育于水下分流河道原始结构较好的砂岩.该类砂岩结构成熟度和成分成熟度较高,通常具有较低的杂基和塑性岩屑含量,且含有适量的火山岩岩屑（2%~6%）.较低的杂基和塑性岩屑含量为绿泥石沉淀提供所需的孔隙空间,火山岩岩屑为绿泥石膜沉淀提供物质来源.      

楚雄盆地砂岩铜矿容矿岩石胶结物与铜矿化

砂岩铜矿的含铜矿物较简单,为典型的溶蚀交代岩石组构。含铜砂岩中胶结物主要有碳酸盐类、硅质、泥质和铁质四种,胶结类型有孔隙式、接触式、基底式三种;与矿化关系密切的是碳酸盐类胶结物;矿化强度与铁白云石和孔隙式、接触式胶结类型关系密切。     

鄂尔多斯盆地余兴庄—子洲地区上古生界山_2~3储层砂岩成岩作用与成岩相

鄂尔多斯盆地余兴庄—子洲地区上古生界山23亚段岩石类型主要为石英砂岩、岩屑石英砂岩和岩屑砂岩,目前储层正处于晚成岩阶段B期甚至C期,储集层经历了压实、压溶、硅质胶结、碳酸盐胶结交代、高岭石胶结以及溶蚀等多种成岩作用。在成岩作用研究的基础上,通过大量的岩芯观察和薄片鉴定,结合阴极发光、X衍射、扫描电镜等方法,将研究区划分...     

鄂尔多斯盆地大牛地气田下石盒子组盒2-3段储层成岩作用及其对储层物性的影响

鄂尔多斯盆地大牛地气田二叠系下石盒子组盒2-3段储层砂岩类型以岩屑石英砂岩和岩屑砂岩为主,岩石结构成熟度和成分成熟度均较低。研究表明该区目的储层的成岩阶段处于早成岩A期,主要发育机械压实、胶结、交代和溶解4种成岩作用。机械压实、胶结和交代作用为破坏性成岩作用,发育程度普遍较强。其中,压实作用和碳酸盐胶结作用是本区储集层中发育最普遍、最典型的两种成岩作用,也是导致储层物性变差的主要因素;溶解作用作为主要的建设性成岩作用,发育程度不高,但在局部区带发育相对较强,是引起该地区储层改善的主要成岩因素之一。储层物性随深度增加呈有规律变化,在2 670～2 750 m深度段孔隙度和渗透率出现异常高值区,该孔隙异常发育带是多种成岩作用综合的结果,油气运聚高峰期产生的有机酸引起的碎屑颗粒和碳酸盐胶结物等的溶蚀对其形成和保存有重大贡献。     

隐爆角砾岩筒型金矿床——河北省宽城县唐杖子金矿地质特征

河北省宽城县唐杖子金矿床是隐爆角砾岩筒型金矿床在该区内的代表。矿体赋存在隐爆角砾岩筒中,角砾岩体平面形态里不规则的椭圆形,剖面上呈筒状,向南东倾斜,倾角较陡,角砾岩体与围岩接触界线清楚,接触面较陡,角砾岩在平面上具分带性,在垂向上分带不明显。角砾成分复杂,主要有石英砂岩、含铁细砂岩、粉砂岩、页岩、泥质岩、中基性脉岩、花岗斑岩、凝灰岩、熔岩等,胶结物是与角砾同成分的岩石碎屑、岩粉以及氧化铁、绿泥石、绢云母、碳酸盐、黄铁矿等。     

鄂尔多斯盆地正宁地区三叠系延长组长9油层组成岩作用*

综合利用岩心、铸体薄片、扫描电镜等多种资料,对鄂尔多斯盆地正宁地区三叠系延长组长9油层组储集层的岩石类型、成岩作用类型、成岩相分布特征及主控因素进行了系统研究。延长组长9油层组储集层的岩石类型为细—中粒岩屑质长石砂岩和长石质岩屑砂岩,成岩作用类型主要为压实作用,同时还有绿泥石、方解石、铁方解石及硅质胶结作用,方解石交代作用和少量的溶蚀作用,储集层目前处于中成岩A期。根据层理频率和塑性颗粒含量将岩石划分为高频层理富片状塑性颗粒粉—细砂岩岩石相和低频层理富刚性矿物细—中砂岩岩石相,前者分布于水下分流河道边部,发育压实致密成岩相;后者形成于水下分流河道主河道和河口坝。根据砂体结构可划分为厚层单砂体和厚层多砂体。厚层单砂体为单期形成的河道或河口坝砂体,上部以方解石充填胶结成岩相为特征,下部以绿泥石衬边胶结成岩相为特征;厚层多砂体为多期砂体冲刷叠置形成,发育方解石绿泥石充填胶结成岩相。塑性颗粒含量对压实作用强度影响最大,叠加碳酸盐胶结致使储集层质量变差,而早期绿泥石环边胶结抑制压实作用,是有利储集层发育的重要条件。综合评价表明,延长组长9油层组有利储集层发育于绿泥石衬边胶结相,其次为绿泥石和方解石充填胶结相,最差储集层为方解石充填胶结相和压实致密相。