西藏甲玛3000 m科学深钻施工技术方案

西藏自治区甲玛铜多金属矿床3000 m科学深钻项目是青藏高原固体矿产调查领域首个3000 m科学钻探项目,该项目的实施将详细揭示3000 m以浅地层的蚀变与矿化信息,为成矿理论研究及深部勘查模型的建立提供坚实的基础。根据项目的施工目的,结合现场前期踏勘、矿区地质情况等因素,采用HXY—8VB型岩心钻机配套K型钻塔,5级钻孔结构,常规提钻取心、绳索取心扩孔、常规绳索取心多种钻进工艺,为提高钻探效率和钻探质量提供保障。     

西藏甲玛3000米科学深钻施工技术

西藏甲玛3000米科学深钻项目是青藏高原固体矿产调查领域首个3000 m科学钻探项目,本文介绍了西藏甲玛3000米科学深钻的施工概况及所采用的关键技术。通过采用HXY-8VB型变频手自一体钻机、偏心纠斜钻头、自修正防弯钻具、“钻扩一体”钻头、环保冲洗液体系等工艺措施,解决了高原特深孔施工中的机具选型配套、孔深轨迹控制、复杂地层取心、绿色勘查等一系列施工技术难题。终孔孔深3003.33 m,创造了青藏高原小口径固体矿产勘查孔深纪录,为该地区深孔矿产成矿理论研究及资源勘查提供了详尽的实物资料,同时,也为高原特深孔钻探施工提供了技术借鉴。     

川西甲基卡伟晶岩型锂矿的“多层次穹状花岗岩席”控矿新理论——记“川西甲基卡锂矿科学钻探”创新成果

川西甲基卡伟晶岩型锂矿是中国大陆最大的硬岩型锂矿床。以揭示伟晶岩型锂矿深部结构和成因机制为目的的甲基卡伟晶岩型锂矿科学钻探工程(JSD)实施了一口3211.21 m(JSD-1)和两口各1000 m(JSD-2和JSD-3)的科学钻探,取得如下的创新性研究成果：(1)首次发现JSD-1中0～900 m深度的晚三叠世浊积岩经历中低压-高温巴罗-巴肯式叠加变质作用和穹状构造特征;(2)揭示JSD-1的100 m深度范围的含锂辉石伟晶岩存在,以及估算了在3211 m深度伟晶岩中的稀有金属丰度及成矿潜力;(3)利用锡石、铌钽矿和独居石的精确定年,确定JSD-1深部伟晶岩形成的两期岩浆-热液事件(210～204 Ma和193～192 Ma);(4)流体包裹体的碱性元素(Li、Na、K、Rb、Cs)和挥发性元素(B、As)的富集指示富锂伟晶岩高度结晶分异。利用JSD-1岩芯Li-B-Fe-Nd同位素示踪了岩浆的演化、流体出熔过程及成矿机制,揭示甲基卡伟晶岩型锂矿床的花岗岩岩浆演化过程中,岩浆结晶分异促进大量流体的出熔,从而在浅部形成钠长石锂辉石伟晶岩为主的矿体。这些结果不支持含锂伟晶岩是地壳深熔作...     

海域地质岩心钻探关键技术分析与应用

海域固体矿产资源勘探、开发是海洋开发和利用的重要组成部分。本文主要从钻探设备、工艺、安全等方面对海域地质岩心钻探工程技术进行分析,总结了相关技术措施：一是除依据地质要求选择常规钻探设备外,要依据海域环境特点,选择安全可靠的钻探平台;二是钻孔结构设计、钻进方法、冲洗液等均应符合海域特点和要求;三是必须坚持安全第一原则,编制安全应急预案等。通过山东莱州三山岛北部海域金矿勘探项目应用实例,证实了海域地质钻探工程技术的适应性。     

遥感技术在川西甲基卡大型锂矿基地找矿填图中的应用

四川甲基卡矿田是中国乃至于世界上锂矿资源最集中的地区之一,目前运用遥感技术开展甲基卡型锂矿的研究工作尚较为薄弱,文章运用遥感技术在甲基卡特殊地貌区开展找矿填图应用研究,建立了研究区典型岩石及矿物的波谱数据库,总结了研究区黑云母片岩、十字石片岩、十字石堇青石片岩、角岩、二云母花岗岩、含锂辉石伟晶岩、无矿伟晶岩、石英脉、长石斑晶、锂辉石单晶、云母、绿柱石的波谱特征;之后分别基于中等分辨率遥感数据Landsat 8和高空间分辨率遥感数据Geoeye-1进行图像处理和信息提取,开展了地质填图应用初步研究。研究结果表明遥感技术作为一种新兴的技术手段,对甲基卡型锂矿的填图及找矿具有重要的指导意义,可以作为今后地质找矿工作的"先头兵"。     

川西甲基卡伟晶岩型锂矿科学钻探(JSD- 1)岩芯Li- B- Fe- Nd同位素对稀有金属成矿作用的指示意义

甲基卡伟晶岩型锂矿位于青藏高原东部松潘-甘孜地体东南部,是我国最大的硬岩型锂矿,其成岩成矿机制至今仍有争议。为了深入认识甲基卡伟晶岩型锂矿床稀有金属超常富集的关键岩浆热液过程,研究团队基于甲基卡一号钻孔(JSD-1)岩芯开展全孔Li-B-Fe-Nd同位素地球化学研究。伟晶岩和二云母花岗岩较低的Nb/Ta、Zr/Hf值以及Li-Nd同位素表明甲基卡伟晶岩可能来源于马颈子二云母花岗岩深成岩体的岩浆结晶分异。JSD-1岩芯花岗岩和伟晶岩中电气石的硼同位素(δ¹¹B)在-9.5‰～-7.1‰之间,与世界上90%的花岗岩和伟晶岩中δ¹¹B变化范围一致。JSD-1岩芯电气石δ¹¹B与全岩Li含量的实验和模型模拟结果表明花岗质岩浆演化过程遵循平衡结晶模型,花岗质岩浆极端结晶分异不能达到熔体中锂辉石过饱和。JSD-1岩芯全岩的Fe同位素(δ⁵⁶Fe)变化范围为-0.12‰～0.38‰。δ⁵⁶Fe的显著变化反映了黑云母分离结晶、热液蚀变(电气石化)以及石榴子石堆晶等多阶段岩浆-热液过程的共同结果...     

耐高温环保型冲洗液体系在西藏甲玛3000 m科学深钻中的应用研究

西藏甲玛铜多金属矿床3000 m科学深钻是青藏高原固体矿产调查领域首个3000 m深钻,终孔孔深3003.33 m,终孔孔径98 mm,创造了青藏高原小口径固体矿产勘查领域最新的孔深纪录。项目位于西藏甲玛海拔5200 m高山深切割区,自然气候恶劣,项目施工环保要求严格,深部地层温度高,地层复杂,主要表现在水敏性强、破碎严重和地应力高,施工难度极大。针对环保及地层问题,通过对粘土、环保降滤失剂、环保增粘剂、环保抑制剂等处理剂进行实验对比,采用正交实验的极差分析法得到了各项指标所对应的水平的影响大小和优化水平取值,确定了冲洗液的优化配方范围,成功研发了一套耐高温环保型冲洗液体系。现场应用取得了良好的效果。     

夜长坪矿区钻探施工技术探讨

夜长坪矿区施工初期,施工单位按自己以往的成功经验及钻探施工技术进行钻探施工作业,但由于该矿区与其他矿区的地层差异较大,很快就暴露出许多问题,上部出现掉块,卡钻严重时无法处理造成钻孔报废,都不同程度地成为事故孔,尤其是风化岩层亲水性强的地段,孔壁易坍塌,泵压高对地层产生劈裂破坏,地层被压漏,易造成埋钻事故。有5个钻孔因事故无法处理而报废,造成了巨大的经济损失,严重地影响了勘查进度。我单位在对钻探施工技术进行改进后,钻孔成孔率有了显著提高。由原来的无法成孔报废5孔到后期的46个孔全部成孔,且都为优良孔,最深钻探深度达到1501.54 m,台效提高明显,从原来的130 m增加到252 m,施工工期大大缩短,取得了较好的经济效益。从钻进方法、冲洗液性能、钻孔结构等几个方面进行了分析,简述了施工中出现的问题、原因及应对措施,总结了该矿工区施工经验和体会。     

胶莱盆地白垩纪科学钻探施工技术探讨

结合胶莱盆地白垩纪科学钻探工程钻遇地层的复杂情况,介绍JK1号钻孔使用的钻孔结构、钻具组合、冲洗液选型、钻进技术参数等钻探施工技术措施。针对钻进中遇到的泥岩地层水化分散、钻孔超径和钻头泥包等难点,着重探讨了超前孔裸眼钻进、低固相抑制性冲洗液和钻头选型等解决方案。     

川西甲基卡锂矿床花岗岩与伟晶岩成因关系:U-Pb定年、Hf-O同位素和地球化学证据

稀有金属矿产对现代工业和科技发展至关重要,硬岩型锂矿床作为稀有金属矿产的主要来源,其岩石成因和成矿机制有待于深入系统研究。文章系统研究了四川甲基卡二云母花岗岩、含矿伟晶岩、无矿伟晶岩、细晶岩、角岩、片岩、板岩等全岩样品的主微量元素、稀土元素、Pb-Sr-Nd同位素以及锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素,以探讨花岗岩与伟晶岩的岩浆起源及其演化过程。二云母花岗岩形成时代为206.0 Ma,伟晶岩形成时代为186.7Ma,为印支旋回强烈造山运动之后相对宁静阶段的产物。二云母花岗岩具有高w(Si O_2)(73.20%～77.85%)、w(Al_2O_3)(13.9%～15.22%)、w(Na_2O)(3.08%～4.89%)和w(K_2O)(2.01%～5.13%),低w(Ca O)(0.32%～0.75%)、w(P_2O_5)(0.09%～0.31%)、w(Ti O_2)(0.02%～0.06%)和w(Mg O)(0.12%～0.26%)的特点,铝饱和指数为1.09～1.19,稀土元素总量较低,δEu=0.52,具明显的稀土元素四分组效应(TE_(1,3)=1.09～1.19),ε_(Nd)(t)=-3.9～-2.3,ε_(Hf)(t)=-35.1～2.9,δ~(18)O=5.69‰～15.01‰,这些地球化学特征表明甲基卡二云母花岗岩为高分异S型花岗岩。二云母花岗岩与片岩、板岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式、类似的Pb-Nd同位素组成和Nd同位素模式年龄,是由片岩、板岩部分熔融产生的。含矿伟晶岩与无矿伟晶岩具有一致的Hf-O同位素组成,且位于二云母花岗岩的Hf-O同位素组成范围内。含矿伟晶岩、无矿伟晶岩和细晶岩具有类似的稀土元素和微量元素配分模式,但其∑REE丰度明显低于二云母花岗岩体,表明这些岩石与二云母花岗岩具有成因关系,是二云母花岗岩高度结晶分异的产物。在此基础上,详细刻画了川西甲基卡硬岩型锂矿床的成矿过程。     

川西甲基卡大型锂资源基地绿色调查及环境评价指标体系的建立

在资源、环境和经济协调发展的大背景下,发展绿色矿业已成为国家战略重点推进并得到了广泛认同。大型资源基地绿色调查及环境评价指标体系的建立、模型的技术实现将为解决生态脆弱区找矿部署与环境保护瓶颈问题发挥重要作用。本文将绿色调查与环境评价两方面工作有机结合,分四个层次构建指标框架,通过3S技术提取生态环境现状及变化信息,结合连续三年的地表水、土壤等多环境介质野外调查取样分析数据,对经过验证的、成熟的评价方法进行优化,运用更兼容、可扩展的Python语言编程建立了基于支持向量机的大型锂资源基地环境评价模型。运用该模型,将大型基地环境现状划分为环境较差区、环境一般区、环境较好区、环境良好区四类区域,总体准确率达97.77%。结果表明,本文建立的该套有针对性的评价指标体系能够对川西大型锂资源基地的环境现状作出有效的评价,通过技术创新实现了大型锂资源基地环境现状"像元级"可视化分级,较客观地反映了甲基卡矿区及周边资源开发环境问题与影响范围,在一定程度上可辅助规范大型基地矿产资源开发利用的管理及决策。     

关键链法在3000 m小口径深钻工程管理中的应用

山东省第六地质矿产勘查院施工的招远水旺庄3000 m科钻项目是招平断裂带第一深孔,终孔孔深3000.58 m,历时232 d,创造了全国金矿小口径绳索取心钻探同类型钻孔效率之最。以该项目进度管理为研究课题,在前期设计中深入分析了项目施工过程中的各个环节,并用WBS对其进行分解,查找出影响工程进度的主要因素,设置汇入缓冲区,在施工过程中采用关键链法对施工进度优化并最终取得成果。关键链法使项目管理人员对整个工程有一个既动态又实时的掌控,对深孔钻探及规模性钻探工程的工期控制有重要的意义。     

松辽盆地大陆科钻二开段大井眼钻井液技术

CCSD-SK2井是一口钻穿松辽盆地白垩纪陆相沉积地层的中国大陆科学钻探井。二开段先以216mm口径钻至2806.20m,然后进行444.5mm口径扩孔。泥页岩地层大井眼钻进过程中粘土矿物含量高且易造浆,砂砾岩层渗透性强易粘卡,井壁稳定控制与钻屑携带难度大。选用了钾铵聚合物钻井液体系和聚磺钻井液体系,通过正交实验确定了钻井液配方。将钻井液控制在合适的密度、较低的失水量以及较强的封堵性,有效实现了井壁稳定;保持适当的环空返速、较高的动塑比以及定期打稠塞举砂等措施,有效实现了井眼净化。1086.45m~1147.56m与1182.74m~1256.01m井段累计收获岩心130.90m,取心率达到97.41%,平均机械钻速为0.84m/h;最终顺利钻至2806.20m。     

河南省洛宁上宫金矿复杂地层钻探施工技术

河南省洛宁上宫金矿区地质条件复杂,地层破碎,特别是中下部蚀变绿泥石化严重,遇水分散剥落坍塌,易造成下钻困难、埋钻等事故,施工难度大。针对矿区地层特点,从设备材料选型、钻孔结构、钻头选用等方面采取措施,重点应用成膜冲洗液解决蚀变破碎绿泥石化地层孔壁失稳取心钻进困难问题,取得了显著效果,为今后复杂地层施工积累了一定的经验。     

绿色勘查技术在广丰许家桥黑滑石矿详查中的应用

在村镇辖区周边矿产勘查中,遇到民居、农田、道路、农业基础设施、山地植被绿化等,为了保护生态环境,满足绿色勘查的要求,提高地质矿产勘查工作质量和效率,在广丰许家桥黑滑石矿详查中,采用无人机航测、便携式全液压岩心钻机等技术设备进行勘查施工.项目通过先进的设备选型、环保的技术工艺、科学的勘查方案及具体的环保措施,取得了缩短勘查周期、提高岩（矿）心采取率、消除传统勘查安全隐患、降低征地搬迁劳动强度与成本及减轻对生态环境的污染与破坏的成效,实现了地质勘查质优高效,经济效益和社会效益双丰收,达到绿色勘察的目标任务。地质矿产勘查工作走绿色勘查之路,不仅保护了绿水青山生态环境,还可通过高标准的绿色勘查技术手段和环境保护要求,提高勘查效率和质量、降低劳动强度和成本、实现节能降耗目标,是一条可持续、高质量发展之路。     

湖南首个固体矿产勘查3000m科学深钻选址研究北大核心CSCD

湘南地区地处钦杭成矿带和南岭成矿带的结合部位,成矿条件优越。湘南深地资源勘查开采项目实施的单孔3000 m科学深钻主要目标是验证和完善Cu-Sn复合成矿理论的研究成果,探索华南复杂地层的深部钻探工艺及方法,推动深部探测技术示范与找矿突破。因此,科学深钻的孔位优选是实现科学目标的关键。本文通过对坪宝地区成矿地质条件、典型矿床特征、控矿因素、地球物理探测信息等的综合分析认为:湘南坪宝地区发育多处与花岗岩成因关系密切的Cu-Sn多金属矿床,是开展深部探测的有利部位。根据坪宝地区物性特征、广域电磁测量和坑道重力测量解译结果,认为区域控岩控矿构造在深部至少有3~5 km的延伸,且广域电磁法异常对浅部矿化蚀变构造带具有良好的反映,矿化蚀变构造带向深部具有较好延深趋势。综合见矿可能性、矿床垂向分带规律、矿种组合及前期深部物探成果,结合浅部地质背景、已知矿化延伸及野外施工条件等因素,选择在宝山铜多金属矿区北西部的165剖面线上开展3000 m钻探验证。     

小秦岭北矿带厚覆盖层钻探技术研究

小秦岭北矿带上部覆盖层为第四系沉积物,其厚度700～950 m,钻探施工中经常出现卡钻、埋钻、塌孔等恶性事故,甚至造成钻孔报废,严重制约钻探效率,造成钻探成本过高。针对这些技术难点开展技术分析和研究,通过优化钻孔结构,采用适宜该矿区厚覆盖层的绳索取心钻进方法,合理选择护壁性能好的冲洗液等技术措施解决了厚覆盖层钻进难题,提高了钻探施工效率和质量,降低了工程成本。     

煤田勘查超千米深孔快速钻进技术探讨

针对目前国内煤田勘查主要机具及工艺技术方法存在的主要问题,结合煤田勘查地层地质条件和超千米深孔施工要求,研制了液压立轴式HTJ-2000型钻机和新型绳索取心钻具,并就配套设备选型、钻进工艺、钻进参数、泥浆指标及应用效果进行了阐述.该项技术的应用,已明显提高了钻效,使钻孔深度达到1 350m.     

甘肃山丹花草滩煤矿扩大区煤炭详查钻井液工艺及应用

在甘肃省山丹县花草滩煤矿扩大区煤炭详查钻探施工中,普遍存在着泥岩地层造浆、膨胀缩径及坍塌掉块等问题。针对上述问题,开展了钻井液工艺研究,选择了有机硅抑制剂、降滤失材料、随钻封堵材料及包被絮凝材料,进行钻井液配方及性能研究。通过室内实验及现场应用,证明了该钻井液具有良好的抑制性能、防塌护壁性能及流变性能,有效解决了上述技术难题,钻井液使用周期大幅提升,显著减少了废弃钻井液的排放,促进了绿色勘查理念在勘查区的实践推广。