工程地质钻探常用技术分析

本文以安庆市规划区全要素钻探工程为例,对工程地质钻探常用技术及应用过程展开分析。安庆市钻探工程岩土体构成为坚硬块状侵入岩岩组、中厚层坚硬—较坚硬砂岩岩组、中厚层—薄层中等岩溶化坚硬灰岩岩组、黏性土、粉土、砂砾多层土、黏性土单层土体、砾石单层土体,采用全要素钻孔施工时得到的岩芯综合采取率达到92.34%以上。从地表开始向下钻进,逐渐形成具有一定深度的钻孔。钻孔的边缘实际上可视为地下土层、岩层的截面,通过对岩石、土层的成分进行分析,可以对地表下方的成分构成情况进行较为精确的总结。此种方式相比常规的挖掘工作,不仅省时省力,而且破坏性较小,能在短时间内了解较大面积的地下情况,具有较高的可行性。     

甘肃金塔县鸡心山铅锌矿地质特征及成因初探

甘肃金塔县鸡心山铅锌矿位于北山造山带东段,产于二叠纪酸性侵入岩外接触带上,矿区出露地层主要为蓟县纪平头山组,岩性为粉砂质板岩、石英岩夹变质砂岩花岗岩发育,成矿与浆热液及断裂构造岩有关。该矿床经普查工作,已大致查明了矿床地质特征、控矿条件、矿体规模及形态特征,初步研究认为该矿床应属岩浆热液脉型铅锌矿床。     

西乌珠穆沁旗博和铜多金属矿区大厚度破碎地层岩心钻探技术

内蒙古自治区西乌珠穆沁旗博和铜多金属矿区内褶皱、断裂较为发育。粉砂质泥岩、灰色砂砾岩夹泥质灰岩,岩石成岩不好,呈半固结状态,并夹有1~3条破碎蚀变带,胶结性差。钻孔施工中孔内坍塌、掉块、缩径、憋泵、抱钻、断钻等钻探难题频繁出现,给钻探施工带来诸多困难。通过改善冲洗液配方、采用Q系列钻具跟管钻进工艺、多级套管护壁、使用金刚石复合片钻头等技术措施,保证该项目大厚度破碎地层钻探施工顺利完成。     

浙江江郎山丹霞地貌区岩性特征

对浙江江郎山丹霞地貌区主要岩层方岩组(K1f)的22块岩石标本进行常量元素、氧化物含量的X荧光和薄片偏光显微镜鉴定,分析了江郎山丹霞地貌发育的岩性特征与地貌成因的关系:(1)方岩组(K1f)砾岩中的火山岩砾石和岩屑含量普遍较高,SiO2含量普遍也很高(在44.90%～75.80%之间),表明岩性总体上抗风化能力强,这使江郎山丹霞地貌最具特色的"三爿石"历经沧桑仍能巍然屹立,江郎山也因此成为丹霞地貌发育晚年时期的典型代表.(2)方岩组(K1f)的砂岩抗风化能力相对较弱,其胶结物的主要成分为方解石,粒间孔隙约占20%～25%,局部可见方解石胶结物的溶蚀现象.岩石薄片鉴定可看出,其粒间孔隙很可能是方解石胶结物被溶蚀后的结果,而且构成砂岩的岩体的流纹岩岩屑等其本身就具有气孔构造,这些岩屑在显微镜下可见已经强烈泥化,岩体抗风化程度较低,这是构成该区地貌岩性之一的砂岩被侵蚀和风化程度较高的主要原因.(3)在江郎山丹霞地貌发育过程中方岩组(K1f)岩性对地貌的形成起了基础和决定性的作用.这种岩性的特征及抗风化能力的不同导致的差异风化现象,对该区丹霞地貌后期的微地貌发育具有重要的影响,岩性差异风化是江郎山山体崩塌、扁平状洞穴的形成的重要因素,这也为研究江郎山等丹霞地貌山区地质灾害的岩性特征奠定了基础.     

南翼山构造区油田卤水相关地层中岩石和矿物的沉积期后变化

油田卤水与油气的生成、运移和储集等各个阶段都密切相关,其形成及演化必定受烃源岩、油气运移通道所在地层和油气藏储集层等岩层在沉积期后所发生的水岩反应的影响。南翼山构造区油田卤水的储层为N₂²y、N₁²y、N₁g和E₃²g,正好是该区油气的主要烃源岩和储集层,油气的运移也是在这些地层之中进行的。本文通过对这些地层的地表露头和油井岩芯或岩屑的岩石薄片进行镜下观察和鉴定,识别岩石及其组成矿物在沉积期后的变化。南翼山构造区油田卤水相关地层中的岩石和矿物在沉积期后曾发生过方解石和粘土矿物分别交代石英和长石、长石的绢云母化和粘土化、方解石白云石化、方解石的重结晶、灰(云)质岩的溶蚀、粘土矿物重结晶为黑云母、绢(白)云母、绿泥石和玉髓等,以及绢云母交代石英和长石、黑云母的白云母化和绿泥石化、黄铁矿的形成等方面的地球化学过程,也可见到硬石膏、天青石和铁方解石等自生矿物。岩石和矿物的这些沉积期后变化将为油田卤水形成及演化过程中水岩反应的深入研究提供岩石学...     

柴达木盆地西部鄂博梁Ⅱ号构造深层卤水储层特征与锂硼资源富集成因

鄂博梁Ⅱ号构造是柴达木盆地西部鄂博梁Ⅰ-Ⅲ号褶皱带中的一个局部构造,在古新世—上新世以来主要为河流泛滥平原相、滨浅湖相和深湖相构造环境,在“高山深盆”的构造环境下,接受了大量造山带物源碎屑补给并赋存卤水矿床。通过对钻孔岩性、孔隙度、给水度、地球物理测井等数据进行分析,总结下油砂山组下部和干柴沟组地层是区内相对较好的深层卤水赋存层位,可作为深层卤水的重点探矿层位进一步勘查。同时,鄂博梁Ⅱ号构造钻孔深层卤水化学组成及特征系数分析结果显示,该水体为低矿化度(平均值为73.00 g/L)、Na⁺、Cl-为主的卤水,其中Li、B等元素含量达到边界品位以上,Br、I元素含量也达到或接近综合利用标准,具有较好的深层卤水找矿前景;卤水的成因为柴达木盆地周缘中新生代以来深部火山热泉补给、造山带火山岩物质风化和溶滤盐岩富集成矿。     

阿拉善左旗石驼山-新工地矿区石墨矿矿床地质特征及矿床成因浅析

本文通过对阿拉善左旗石驼山-新工地石墨矿的矿区地质特征、矿床地质特征等资料的综合分析,对矿床的成因进行了探讨。矿区内共发现2层含石墨层位,受石炭系上统太原组地层控制,为2～3期沉积旋廻之产物,顶部泥质岩作为其韵律标志层。在海湾泻湖—沼泽沉积盆地中,由含碳泥质岩、粉砂岩等物质先期形成了原始沉积矿源层,在起变质作用的前提下,经过长时间的持续作用,促进炭质发生结构性转变为石墨,确定石墨矿为炭质板岩区域变质型晶质石墨矿床。     

南设得兰群岛西海域S_(11)岩芯沉积物中碎屑矿物及沉积作用的探讨

本文对南设得兰群岛西海域S_(11)钻孔岩芯中的重、轻矿物作了描述,按矿物在垂直方向上的变化和优势矿物种确定矿物组合类型,并将晚更新世到全新世的341cm沉积地层划分为四层:1.上火山碎屑矿物沉积层,2.中火山碎屑矿物沉积层,3.火成碎屑矿物沉积层(深海砂层),4.下火山碎屑矿物沉积层。本文还讨论了物质来源和深海砂层的可能成因。     

PDC钻头在三叠系泥岩钻进过程中的技术问题及对策研究

为了提高PDC钻头在ZK7057钻孔三叠系泥岩中的工作效率,减小钻头的切削磨碎程度。本文根据PDC钻头在现场使用的情况,分析钻头在三叠系泥岩进尺缓慢的原因,并提出改进措施。结果表明:由于目的层疏松砂岩、砂砾岩和软煤造成取芯困难,孔壁稳定性差,引起自然事故频发,三叠系泥岩致密造成钻进困难,复合片的异常消耗导致钻速降低,吸附的岩粉清洗不及时导致进尺缓慢。建议在以后的钻进工作中使用屋脊片(V型)复合片钻头进行工作。通过对复合片进行表面抛光处理,改造复合片的齿形结构,增强复合片胎体的抗冲击韧性和抗弯强度,增大复合片钻头水路空间来提高PDC钻头在三叠系泥岩中的钻进速度。     

察尔汗盐湖含钾盐储层介质渗流 -溶解过程中物性参数变化特征研究

察尔汗盐湖低品位固体钾盐资源丰富,是我国钾盐工业可持续发展的重要后备资源。充分了解储卤层中钾盐矿物的溶解机理有助于提高资源开采的效率。本研究以察尔汗盐湖浅部储卤层中含有不同钾盐矿物的3种典型钻孔岩芯为研究对象,通过室内渗流溶解实验,开展储卤层中固体矿物的溶解效率、孔隙度以及渗透性变化特征模拟研究。室内渗流-溶解实验结果表明,3种储卤层中的钾盐矿物溶出率皆近100%,其中主要含光卤石的岩芯样品溶解速度最快,含钾石盐岩芯次之,含杂卤石岩芯最慢。实验过程中,溶解反应后的储卤层固相骨架皆未塌陷,表明饱和NaCl卤水起到了很好的保护作用。由于石盐析出和不溶矿物的运移堵塞,3种岩芯的孔隙度皆降低,其中含光卤石岩芯孔隙度降低了26%,含钾石盐岩芯孔隙度降低了20%,含杂卤石岩芯孔隙度降低了32%。受控于盐类矿物溶解、石盐的析出和不溶矿物的运移堵塞,各储卤层岩芯渗透性降低幅度为40%～70%,降幅显著。     

佛山市顺德区飞鹅山Ⅲ号滑坡形成机理与防治技术

采用工程地质钻探、物探、地质测绘及室内试验等技术方法探讨飞鹅山Ⅲ号滑坡形成机理与防治技术。结果表明：1）滑坡体主要岩性为泥质粉砂岩,飞鹅山滑坡属于新形成的深层中型牵引式滑坡,在平面上呈圈椅状。2）滑坡属于双层滑面滑坡,主滑面以中型深层滑坡为主,主滑体上部发育中型中厚层滑坡。3）滑坡产生的原因为：(1)泥质粉砂岩倾向与坡向基本一致,且岩层倾角为中等倾角;(2)人工开挖使坡脚形成高陡临空面,抗滑力大为降低;(3)雨水沿层面及节理裂隙入渗至坡体深部,大大增加岩土体容重,同时泥质粉砂岩遇水软化,抗剪强度显著降低。4）结合该滑坡区地质环境条件,采用坡面削坡+锚杆（索）+格构梁+双排预应力锚拉抗滑桩+三维网植草绿化+截排水+毛石挡墙的综合治理方法进行防治,监测结果显示该滑坡变形及位移已得到有效控制,整治效果良好。     

曹娥江下游XYC孔粒度特征及沉积记录

基于曹娥江下游星一村钻孔(XYC)1717个沉积物样品的粒度分析,探讨钱塘江南岸地区全新世沉积环境记录。初步结论如下：①基于粒度组成,XYC孔沉积物分为粉砂质砂、砂质粉砂、粉砂、粘土质粉砂等4种岩性,自下而上分为9个单元,组成多个粒度粗细变化旋回。其中,第1、4两层为粉砂质砂,砂含量高于粉砂,粘粒含量10%~15%,分选差,动力条件复杂;第3、5两层属砂质粉砂,粉砂为主但含量不超过70%,砂含量20%以上,粘粒含量低;第2、7、9三层为粉砂,粉砂含量超过70%,粘粒、砂含量均低于20%;第6、8两层为粘土质粉砂,粉砂含量高于70%,粘粒含量20%以上。②基于C-M图最大搬运动能和平均搬运动能强弱及其变化幅度分析,初步识别出4种沉积相,自下而上依次为河流相、潮坪相、浅海相、湖沼相。第1、2两层为高能且不稳定的水动力搬运环境,属河流相沉积;第3~7层,最大搬运动能减弱,搬运动力与上虞近海滩涂样品SYTT相似,为潮坪相沉积;第8~9层,搬运动能低且变幅小,属低能静水沉积环境;第8层下段为浅海相,该层上段至第9层为湖沼相。③粒度纵向变化表明,粘粒含量自下而上波动增加;砂含量自下而上波动减少,平均粒径向上变细、分选性向上变好。XYC孔记录了该地区9690~5131 cal.a BP时段海面上升,达到高海面继而又海退的过程。研究结果有利于进一步探索钱塘江流域的古环境演变特征。     

雷州半岛九斗洋干玛珥湖火山机构与第四系空间展布——基于高密度电阻率法勘测和钻孔研究

为查明雷琼火山群中九斗洋干玛珥湖的第四纪地层空间展布,以及埋藏古火山形态,为后续研究提供地质背景资料,采用高效、便捷的高密度电阻率法对九斗洋干玛珥湖湖盆区进行勘测,并结合钻孔岩芯的研究进行验证。得出的主要结论为：1）盆地深部地层最高电阻率可达到300 Ω?m以上,盆地中央基岩以下存在高阻地质体,推测为岩浆通道位置。岩浆经过通道溢出后横向展布,覆于沉积地层上,随后在火山口内形成湖泊,堆积第四纪湖相沉积,其火山机构与玛珥湖型火山一致;2）九斗洋干玛珥湖第四纪松散沉积地层的电阻率通常＜60 Ω?m,泥炭层电阻率最低;3）第四纪沉积总厚度为25~50 m,盆地松散沉积的岩浆岩基底总体平整,但尚有波状起伏。研究结果表明,高密度电阻率法结合钻孔验证是研究火山机构形态及火山口湖第四纪沉积空间展布的有效方法。     

大兴安岭克什克腾旗二叠系中统哲斯组岩石地层及形成环境

大兴安岭克什克腾旗二叠系中统哲斯组灰岩中发现牙形石化石,根据其常见分子Mesogondolella neoprolongata及Wardlawella jisuensis的形成时代,将哲斯组地层时代确定为中二叠世晚期。哲斯组一段地层中富含海相化石,平行层理、粒序层理发育,并具有粗砂岩—细砂岩—泥岩、细砂岩—泥岩—灰岩沉积旋回特点,表明是在扰动条件下形成的产物。哲斯组二段沉积环境从下向上逐渐减弱,并伴有凝灰质的出现,表明附近发生过火山活动,推断该区属活动型的沉积建造—大陆岛弧环境。哲斯组地层时代的确定及形成环境分析为大兴安岭地区上古生界岩石地层划分提供了新资料,对于进一步研究该区地层层序特征、地层格架及区域地层对比具有地质的重要意义。     

金刚石钻进烧钻事故的预防与处理

钻探工作中,由于地层、机械及工作人员的水平等原因会发生各种孔内事故,特别是金刚石钻进很容易出现烧钻事故。轻者烧毁钻头使金刚石全部损失;重则损坏管材、机械设备,报废钻孔,甚至造成人身事故。本文根据多年的施工经验,重点强调了"预防"是关键,并针对事故的具体原因,来选择相应的处理方法。     

河南桐柏银洞岭银矿床地质特征及银的赋存形式

银洞岭银矿床属于围山城金银成矿系统,受构造和地层双重控制。赋矿地层是歪头山组下部第五岩性段(Pt3w51),储矿构造是朱庄背斜两翼的顺层断层和层间剥离断层。赋矿岩石主要为白云石英片岩、白云斜长片岩及大理岩。矿石主要组构有交代结构,角砾状结构,浸染状、细脉状、条带状、斑杂状构造等。矿石类型是氧化带矿石和混合带矿石。本文主要通过金属矿物电子探针分析,对元素进行定性定量的分析,进而确定银矿物组合特征,银的赋存状态。为解决银矿资源的开发利用,该类矿石的选冶工艺选择提供重要的依据。     

澄江动物群洪家冲剖面沉积环境分析

下寒武统黑林铺组玉案山段洪家冲剖面的岩层主要以泥岩、粉砂质泥岩为主,且有粉砂质泥岩与薄层砂岩互层,岩石颜色偏深,胶结物多含铁泥质。岩石种类和岩石成分特征反映出这一地点的古沉积环境应为具有还原环境、低能水动力条件的外滨海地带。由铁泥质重结晶而形成的绢云母大量存在,说明这一地区在玉案山段沉积时期属于长期稳定的低级变质条件,而且海水温度较高。化石组合特征表明曾发生过频繁的风暴沉积,即显示平静的浅海环境曾经不断遭受强动力风暴破坏的近积风暴流沉积相特征。     

深部盐矿勘探钻井液研究与应用

ZK001井钻遇地层为大段泥岩,部分地层为页岩、含盐泥岩、盐膏层。在泥页岩地层进行大口径全面钻进,钻速较快,固控设备能力有限,引起钻屑中粘土颗粒重复性膨胀、软化及裂解分散,最终可能造成粘土侵,对井内安全造成威胁。深部岩膏层易溶于水,从而导致盐层蠕变、井径扩大、井壁失稳等问题。以ZK001井为例,通过优化钻井液体系及现场施工工艺,解决了地层强造浆、盐层失稳等问题。通过岩石力学测试、阳离子交换容量测试、钻井液体系优选及性能测试,确定了上部地层采用聚合物钻井液体系,下部含盐层取芯钻进转换为饱和盐水钻井液体系。通过选用合适的钻井液密度、粘度、切力量、滤失量、含盐量等指标,可以有效控制上部泥岩井壁稳定、含盐层蠕变、井径扩大的问题。钻进过程中钻井液性能稳定且易于维护,从而保证了钻进工作安全、高效、顺利的进行。     

东昆仑迪木那里克铁矿地质特征与找矿标志

迪木那里克铁矿位于阿尔金大断裂南侧,矿体主要赋存于中-上奥陶统祁曼塔格群浅变质的碎屑岩-火山碎屑岩中.矿体多呈似层状、条带状产出,部分矿体塑性变形较强,矿体与地层产状基本一致,层控作用比较明显;矿石主要为条带状石英-磁铁矿和块状磁铁矿矿石;矿石品位较低(TFe=20%～40%);围岩蚀变特征明显.该铁矿属沉积变质型铁矿.综合研究发现,可利用矿区地层、构造、岩石蚀变情况、航磁异常等作为矿区和区域找矿标志.     

内蒙古额济纳旗千条沟铜多金属矿化区成矿地质特征及找矿方向

千条沟铜多金属矿区位于内蒙古自治区额济纳旗千条沟北约6公里,行政区划隶属阿拉善盟额济纳旗所在地达来呼布镇。南东距额济纳旗政府所在地约120公里。工区位于北山山系的东北边缘,六陀山横担在图幅中部。大地构造位置属天山—阴山纬向构造体系的中段。工区地层主要以奥陶系粉砂岩和二叠系板岩为主,岩浆岩以闪长岩、斜长花岗岩、花岗斑岩、花岗岩为主,区内构造受近东西向冲断深大断裂和区域六驼山复背斜影响,主要为次级羽状断裂和张性断裂,多被后期岩浆侵入岩及后期石英脉充填,在工区南西部斜长花岗岩区,发现1号矿脉、2号矿脉、3号矿脉群、4号矿脉群,其地表矿化体均为石英脉,具较强孔雀石化,且肉眼可见铅矾,矿脉走向以南西-北东为主。总的分析,工区南西部为重点找矿区域,物探、化探、地质综合分析的结果都比较吻合,褶皱和断裂较发育,热液活动明显,矿脉品位较高,具有找到铜多金属矿床的成矿条件。