利用鱼嘴构造恢复岩层初始厚度的初步方法

作为一种由于岩石能干性差异而形成的构造形迹，鱼嘴构造对于研究岩石变形和岩石流变性质具有独特的意义。基于此，根据其发育程度，将鱼嘴构造划分成 A、B、C、D、E5种基本类型，研究了鱼嘴构造的形态特点以及鱼嘴的周缘长度与岩层初始厚度之间的关系，利用物理模拟的手段，模拟出 B、C、D、E4种类型的鱼嘴构造，相应地得出了利用这 4类鱼嘴构造恢复岩层初始厚度的系数 K 1、K 2，K 3，K 4并成功地运用于实际岩石能干层初始厚度恢复。     

复合地层隧道围岩强度实时估算研究

隧道TBM开挖过程中经常会遇到复合岩层,在这种地质环境下,隧道掘进机（tunnel boring machine,简称TBM）开挖过程中的隧道围岩强度很难估计,隧道开挖掌子面和围岩容易发生坍塌。为了提高隧道掘进效率、预防事故发生,对开挖隧道围岩强度进行实时估算方面的研究很有必要。在重庆轨道九号线隧道TBM施工中,通过室内试验和现场实测数据发现,TBM推力F_N与岩石强度成正比、TBM扭矩推力比T/F_N（T为扭矩）与贯入度p^0.5成正比例关系。针对砂质泥岩、砂岩和灰岩组成的复合岩层,提出了一种利用现场实测推力F_N和扭矩T的值来快速估算开挖隧道围岩强度的方法,进一步对TBM实测数据进行线性拟合,从而得到估算公式中两个常数α₁、α₂的取值方法,并在10多个隧道实际工程中得到验证。结果表明,对于这种复合岩层地质环境,两个常数α₁、α₂的值与滚刀数量n和滚刀直径d相关。该研究成果为实时快速估算开挖隧道围岩强度提供了一种新的切实可行的思路,能提高隧道TBM施工的可靠性和安全性,具有重要的应用价值。     

鱼嘴构造在相邻能干层能干性估测中的应用

      利用不同类型鱼嘴状石香肠构造恢复能干层原岩的初始厚度,并进一步分析原岩发生在应变椭球Z轴方向和X方向 的线应变,以应变差折射流变计的方法为基础,推导出一种求相同基质中相邻能干层粘度比的估测方法。以湖北大冶铁山 地区采集的两块鱼嘴状石香肠标本为例进行了应用尝试,得到大理岩基质中两层不同的角岩鱼嘴状香肠体的粘度比分别为 3.07和0.75。     

含硫酸钠盐冻结粉砂强度与变形指标的试验研究

对硫酸钠盐含量为0.5%的冻结粉砂在-2℃的温度下和0.3～17 MPa围压范围内进行了三轴压缩试验.试验结果表明,含硫酸钠冻结粉砂强度随围压的增大呈先增大后降低的规律,强度的增大阶段可分为两个阶段,第一阶段为0.3～4 MPa,增大速率为1.775;第二阶段为4～8 MPa,增大速率为0.753,围压8 MPa时强度最大,其值为13.10 MPa,与0.3 MPa围压处的最小强度值3.52 MPa相差9.58 MPa;在8～17 MPa的围压范围内,强度整体呈现下降趋势,强度在13.10～12.19 MPa波动.为在冻土工程计算中选取合理的变形指标,对比分析了初始切线模量E₀与0.5倍强度处割线模量E_0.5、初始切线泊松比μ₀和0.5倍强度处割线泊松比μ_0.5随围压的变化规律.分析结果表明,两种方式确定的弹性模量和泊松比的变化规律均可按围压分为0.3～4 MPa、4～10 MPa和10～17 MPa三个阶段,弹性模量E₀与E_0.5在第一阶段和第二阶段均随围压的增大而增大,但第二阶段的增加速率比第一阶段低,在第三阶段E₀随围压的增加呈现明显的减低趋势,从最大值1 022.39 MPa降低到490.27 MPa,而E_0.5在在该阶段受围压影响不大;泊松比μ₀与μ_0.5在第一阶段与第二阶段均随围压的增大而减小,但第二阶段的降低速率比第一阶段小,在第三阶段μ₀与μ_0.5随围压的增大而增大.对变形指标随围压的变化规律分析表明,冻土初始变形行为对围压敏感,数据离散性大,在工程计算中选取0.5倍强度处对应的割线变形指标在数据上更为稳定、可靠.     

南堡凹陷沉积岩化学元素分布特征及多元统计方法研究

对南堡凹陷Ed₁亚段、Ng_下、Ng_上、Nm_底地层的75个沉积岩样品进行了主量、微量元素分析,结果表明粒度效应造成砂岩和泥岩元素丰度明显不同,砂岩除富集K、Na、Sr、Ba、Si外,其余元素均较泥岩亏损.根据地层垂向上元素丰度由高—低—高的变化规律,可将这4个亚段分为Ed₁、Ng_下和Ng_上、Nm_底3个阶段,与凹陷构造演化特征响应.因子分析、聚类分析等多元统计方法表明,表生环境中元素具有不同的迁移富集规律,Ca、Na、Sr等具有较强的活动性,Zr、Hf等少数元素则在粗粒级中含量较高,而其余元素则多在黏土粒级中富集.元素在表生环境中地球化学行为的不同主要受化学结构特征控制,沉积环境对其也有影响.     

基于数字图像分析的土工合成材料加筋砂土拉拔试验研究

由于加筋土界面作用的复杂性,加筋土工程建设中铺设土工格栅时往往采用经验的方法,很大程度上造成了土工格栅的浪费及工程安全隐患,理清不同填料筋土界面作用的影响范围,有助于确定加筋土结构的合理加筋间距。为了揭示不同填料筋土界面作用的影响范围,采用4种不同类型的砂土与格栅在不同法向应力下进行了一系列的拉拔试验,并结合数字图像量测技术,分析了不同类型砂土下界面剪切带厚度、颗粒位移矢量、格栅拉拔阻力峰值及应变等演变规律。研究表明：界面剪切带厚度H随法向应力σ_v与砂土平均粒径d₅₀的增加而增大,通过多变量拟合的方法,得到了H、σ_v与d₅₀三者之间的函数表达式;格栅在拉拔过程中,砂土颗粒位移矢量以土工格栅为界有着显著的差别,格栅上部的颗粒位移矢量明显大于下部颗粒,且在格栅上下一定范围内会形成颗粒位移矢量集中带;拉拔阻力峰值随σ_v及d₅₀的增加而增大;不同类型砂土各区段的格栅应变均表现出由前向后依次递减的趋势。     

利用数字岩心技术评价含黏土砂岩导电模型

黏土附加导电性使得岩石导电机理复杂化,影响了测井解释中饱和度计算的准确性。随着石油勘探的发展,测井解释研究者针对特定地区和储层条件的饱和度求解提出了多种导电模型。本文基于贝雷砂岩的数字岩心,构建多种含黏土的砂岩数字岩心,利用有限元方法模拟岩心饱和水时的电导率C₀,并将数值模拟C₀与5种模型计算C₀对比,分析各种导电模型的适用情况。结果表明,黏土体积分数越小,黏土的阳离子交换容量越小,岩石孔隙度越大,公式计算C₀越接近数值模拟C₀。Doll公式和Indonesia公式计算C₀与数值模拟C₀接近,基本适用于不同孔隙度、黏土体积分数和阳离子交换容量的情况。     

提高锚杆锚固力方法研究

在总结大连地区15项工程76根锚杆抗拔试验时发现锚杆的锚固力是受多种因素影响的,其中主要因素是钻探成孔工艺(影响c,φ值)和锚杆注浆质量(影响k₀值).对于风化岩或土层灌浆锚杆建议采用风动成孔;对于中风化或微风化岩层灌浆锚杆建议采用风动成孔并进行清水洗孔;对于锚杆注浆建议采用膨胀砂浆,并建议锚杆抗拔试验同时进行钢筋应力测试.     

一种提高储层裂缝识别准确度的方法

油田勘探开发中,储层裂缝的高效、准确识别一直是一个难题。常规测井裂缝识别方法方便但准确度低,电成像测井裂缝识别方法纵向分辨率高、识别准确但人工识别繁琐。为了解决常规和电成像测井裂缝识别方法各自缺点带来的问题,本文提出了一种既高效又准确的储层有效裂缝识别方法。该方法以裂缝在电成像测井上的响应特征为依据,选取裂缝层段为样本,构建常规测井裂缝综合识别因子Y₁和电成像测井裂缝识别因子Y₂,将两因子结合构建储层裂缝识别因子Y₃。利用Y₃识别裂缝,采样点间隔为0.002 54 m,远小于常规测井的0.125 m,比常规测井识别裂缝准确度高;自动拾取裂缝效率远高于繁琐的人工识别,比电成像测井识别裂缝省时省力。将该方法应用到王府地区火山岩储层裂缝识别中可快速准确地识别储层裂缝,准确率达到80%左右,对其他类型储层裂缝研究有一定的借鉴意义。     

基于反射光谱的珠江口咸潮遥感方法

为监测珠江口河网区水体的盐度变化,基于同步测量的水体黄色物质、盐度和水体表面光谱数据,利用MATLAB分析了水体光谱反射率和黄色物质浓度之间的关系。结果表明:在磨刀门水道,反射率与黄色物质在400nm处的吸收系数g₄₀₀有较好关系,在R₇₀₄/R₅₁₃处,R²=0.70;在虎门水道,g₄₀₀与反射率比值R₇₀₃/R₄₈₈之间也有较强的负相关,R²=0.58。同样,又分析了磨刀门和虎门水道黄色物质吸收系数与表面盐度的关系,都发现了较好的相关性,R²>0.67。根据以上分析,得到了一种珠江口河网区水体表面盐度监测的新方法,并采用中等分辨率成像光谱仪(MERIS)的模拟数据来进行模型验证,结果表明利用MERIS数据对珠江口河网区咸潮进行监测是可行的(均方根误差小于0.308%)。     

深厚覆盖层坝基水文地质结构控渗机理研究

厚度大且为强-弱-强渗透性组合的覆盖层在我国西南河流中分布较广。为研究此类夹层型水文地质结构覆盖层中坝基渗流场的特征及其影响因素,利用Visual MODFLOW模拟了给定覆盖层厚度下强弱渗透性层组的不同渗透性比值、不同厚度比值,和变覆盖层厚度下不同弱透水层厚度这两种类型16种工况下的渗流场,通过监测坝基渗流场中弱透水层顶底板的水头差和水力坡度,研究弱透水层渗透性和厚度对渗流场的影响。结果表明:强-弱-强夹层型水文地质结构的坝基平面渗流场受上层强透水覆盖层性质控制;给定覆盖层厚度工况中,弱透水层顶底板的水头差与强弱透水层渗透性比值相关,两者先表现出正相关的关系,当强弱透水层渗透性比值大于500时,弱透水层顶底板的水头差变化不再明显;变覆盖层厚度工况中,弱透水层顶底板的水头差也呈现出先增大后趋于稳定的趋势,转折点发生在弱透水层厚度20m的工况条件下;变覆盖层厚度工况中水力坡度则有着随着弱透水层厚度增大而变小的规律。综上所述,在夹层型水文地质结构中,弱透水层厚度与渗透性对渗流场起控制作用。研究结果可为深厚覆盖层河谷区的水电水利工程坝基水害防治提供依据。     

Sedimentation and palaeoenvironments of Late Cretaceous crater-lake deposits in Bushmanland, South Africa

A large diameter borehole core from an epiclastic kimberlite remnant on the farm Stompoor in the Prieska district, Cape Province, contains a continuous 76 m section of fossiliferous sediments interpreted as having accumulated within a crater-lake during the Late Cretaceous. Three distinct facies associations reflect depositional processes that prevailed in offshore areas of the original lake. Facies Association A: matrix-supported pebble conglomerates comprising a chaotic assemblage of pyroclastic, basement and country rocks set in a fine-grained matrix. Flat, non-erosional basal surfaces with ‘frozen’ rip-up clasts, the protrusion of matrix-supported clasts above the upper surfaces and a direct relationship between maximum clast size and bed thickness suggest deposition from debris flows that originated subaerially on pyroclastic talus cones surrounding the crater. Facies Association B: alternating thin beds of matrix-supported granule conglomerate, structureless fine-grained sandstone and parallel laminated mudrock. Small fining-upward sequences within these beds are comparable to turbidite Bouma Tade, Tde. Numerous partings display petrified fish and frog skeletons, as well as bivalve, gastropod and ostracode shells, leaf impressions, insect wings and a possible bird bone. These beds were deposited by thin debris-flows and turbidity underflows interspersed with periods of ‘pelagic’ sedimentation. Facies Association C: microlaminated mudstone beds containing scattered ‘dropstone lapilli’. The lamination is imparted by alternating Ca-rich/Ca-poor layers which may reflect climatic seasonality. They are interpreted as the result of seasonally influenced suspension settling through a thermally stratified water column. Short-term periodicities in conglomerate bed thicknesses are interpreted as the result of successive block caving of a slump scar giving rise to several debris flows from the same source area. Seismic shock from nearby volcanism may have simultaneously triggered slumps on both subaerial and subaqueous slopes. Dropstone lapilli in Type C beds and the preponderance of load casting in Type B beds support this interpretation. An estimate of the time span involved in accumulating 76 m of crater lake sediments based on the possible seasonal imprint of Type C beds gives a figure of some 220,000 yr.     

On experimental reflected density currents and the interpretation of certain turbidites

Experimental results are reported concerning the nature of reflected flows generated when density currents are incident upon ramp-type flow obstructions. The reflected flows are bores (moving hydraulic jumps that transport mass) with flow characteristics in common with either a group of solitary waves (weak Type A bores) or the original density current (strong Type C bores). Alternatively, the bore may have attributes in common with both of these end-member forms (intermediate Type B bores). Bore strength is positively correlated with the ratio of reverse flow thickness to that of the residual tail of the forward flow. The largest values of this ratio occur when ‘proximal’reflections arrive at the steeper ramps. Measured particle paths in the bores indicate that natural examples will have the potential to transport and deposit sediment. Strong bores have velocity characteristics very similar to the original current and thus in nature the generated sequence of sedimentary structures will resemble those of the original depositing current. The train of solitary waves that make up a weak bore sequence exhibits a pulsating velocity profile at a point. Such flows may thus generate repeated sequences of structures separated by fine ‘drapes’that are distinguishable from the deposits of the original turbidity current. These conclusions are applied to examples of reflected turbidites described from the Palaeozoic to Quaternary sedimentary record.     

西藏日喀则地区第三系大竹卡组砾质扇三角洲——片状颗粒流沉积

一、引言 1987和1988年仲夏,我们中国和联邦德国的地质同行联合对西藏雅鲁藏布江缝合带进行了地质考察,对日喀则地区所出露的第三系磨拉石进行了比较详细的沉积学工作,现将初步研究成果作一个简略介绍。西藏日喀则地区第三系磨拉石主要出露于雅鲁藏布江一带,是一套砾岩、砂岩、泥岩和少量泥灰岩的沉积组合,作为碰撞造山带山前或山间盆地的沉积产物,已被许多学者所认识。本文主要讨论始新—渐新世大竹卡组(钱定宇等,1985)磨拉石沉积,尤其是砾岩的沉积机制,并认为湖相砾质扇三角洲沉积是该磨拉石盆地的最主要沉积类型之一,扇三角洲沉积相带发育齐全,在德日剖面和南卡堆剖面(图1)部有完好的扇三角洲层序,是一种独特的、以突发性片状颗粒流和片状牵引流沉积为代表的扇三角洲类型。在青藏高原羌塘地区(余光明等,1986)和柴达木盆地(邓宏文等,1987)都报道过类似的第三纪沉积。研究此类发育于特定大地构造背景的扇三角洲的沉积特征和形成机制具有重要的理论意义。     

试论锗在煤层中分布的两种类型

关于锗在煤层中的分布已有较多研究,但各家见解殊多矛盾,目前尚未见有将锗在煤层中分布的复杂现象,统一于比较合理的、系统的解释中;这是需要不断地探索、总结以求解决的问题。本文试图根据笔者工作地区的资料,并参考其它成果,就锗在煤层中分布的某些特点提出几点看法,与同志们讨论。     

豫西小秦岭地区太华杂岩中斜长角闪岩地球化学及其大地构造意义

小秦岭地区太华杂岩的斜长角闪岩以多种产状出露于表壳岩系和花岗质片麻岩中，经历了角闪岩相区域变质作用，形成黑云斜长角闪岩、透辉斜长角闪岩、斜长角闪岩和黑云石榴斜长角闪岩等岩石类型。