硬岩水文地质参数井同径止水与分层抽水试验研究

针对传统施工程序无法解决坚硬岩石止水环隙很小（仅3 mm）钻孔的同径止水及分层抽水试验问题,以山西某水文地质参数井为研究对象,采用现场和室内综合试验的方法,对同径止水方案、材料、技术、分层抽水等工艺进行研究。结果表明:（1） 同径止水装置经过特殊的“外掏内缩”设计与制作,使止水外环间隙由3 mm增大到8.5 mm,解决了“极小止水环隙”下的同径止水问题;经抽水检验,止水效果良好。（2） 在孔外一系列试验的基础上,定制的止水材料和选择的止水组合与本孔的适应性强,下管风险小,实施过程相当顺利。（3）专门设计的分层导水管路,其上串接的隔离封水胶球与止水套管柱内设置的锥形隔水接头相互契合,封水可靠,形成了两套独立的导水管路,满足了上、下含水层分层抽水试验的工况。研究结果可为类似水文地质参数井开展同径止水或分层抽水试验研究提供参考。     

化学作用下高庙子膨润土屏障性能演化行为

深地质处置库运营过程中,受地下水化学成分、可能泄露的核素等近场化学条件影响,膨润土工程屏障性能可能发生衰减。围绕化学作用下膨润土屏障性能的演化行为,以我国北山处置库预选场地为工程背景,以内蒙古高庙子膨润土为研究对象,首先介绍了高庙子膨润土的基本物理性质及北山预选场地近场化学条件;在此基础上,详细总结了化学作用下高庙子膨润土水力、力学及阻滞等屏障性能演化行为相关研究成果。结果表明:化学作用对膨润土持水、渗透特性的影响可分别依据渗透吸力及双电层理论解释;化学作用下膨润土膨胀力的衰减与其水化膨胀机制有关,化-力耦合及化-水-力耦合作用下膨润土变形特性因渗透固结、化学软化效应而发生改变;膨润土的吸附与扩散特性受核素浓度、离子环境、pH值等因素影响。最后,提出化学作用下膨润土屏障性能演化研究应重点关注的方向。     

我国砂岩型铀矿床研究与勘查新进展

砂岩型铀矿,目前是我国铀矿地质找矿的主要方向之一。该类矿床多分布于中、新生代层间氧化带内,赋矿深度较大,找矿具有一定的局限性,因此开展对砂岩型铀矿的找矿方法探索具有重要的意义。该类矿床勘查的方法主要有活性炭吸附氡法、放射性水化学法、腐殖酸抽提法、分量化探法、深穿透地球化学法、地球电化学法等本文通过总结这些方法的原理、适用条件及注意事项,提出采用多种方法追踪铀矿异常可更有效的发现矿化信息。     

岩石地球化学数据挖掘及弱异常识别--以新疆阿舍勒铜矿为例

勘查地球化学找矿工作的重点在于正确解译地球化学数据,以便从冗杂的地质信息中精准提取与成矿有关的异常信息,指导找矿研究。然而,地球化学数据属于成分数据,具有闭合效应,只有对数据进行正确的预处理才能应用多元统计分析方法,还原元素真实的空间分布。本文在阿舍勒铜锌矿区外围南侧区域共收集1009件地表原生晕样品,对样品中的13种微量元素进行测试,并对原始数据、对数及ilr变换后的数据进行EDA分析,对比数据空间分布及内部结构特征。运用(稳健)主成分分析,结合成分数据双标图及第一主成分点位图,解译三类数据指示的元素组合与成矿信息之间的关联。随后运用多重分形滤波技术,对以ilr变换为基础的稳健主成分得分数据分解元素组合异常和背景分布特征。结果表明:①经过对数及ilr变换后的数据相比原始数据空间尺度更均匀,数据近似正态分布;②三类数据双标图表明,仅ilr变换后的数据消除了“闭合效应”,且其第一主成分元素分组揭示了研究区铜矿化与铅锌多金属矿化组合;以对数变换与ilr变换为基础的第一主成分点位图表明,后者主成分得分异常能够较好指示研究区地质找矿信息;③结合研究区地质找矿信息、元素组合异常及背景空间分布特征,最终圈定3个有利找矿靶区。     

论土壤硒驱动机制——以河南省崤山地区为例

目前天然富硒土壤评价工作多集中在与人类生活居住有密切关系的覆盖区,在硒源驱动研究方面主要有火山岩型、石煤型、燃煤型、湖潮型、大气降尘型、人工污染型等成因认识,土壤富硒的主因聚焦在硒的次生富集作用与人类活动作用影响上,即聚焦于硒表生循环-地球外动力作用研究,忽略了对地球内动力作用的影响研究。本文以河南省寺河山一带富硒土壤调查评价为基础,广泛收集包括寺河山在内的崤山地区以往所有地质资料,从土壤硒驱动的内、外动力作用同时入手,从宏观尺度上对其驱动机制进行探讨。研究认为,崤山地区土壤Se受热液与断裂构造的双重控制,起源于核幔边界的地幔流体,在自身强大驱动力作用下,携带并沿途不断活化萃取Au、Se等成矿元素,当沿深大断裂上涌进入地壳后则会减压降温由超临界态逐渐相变为热液,开始热液作用形成一系列含Se热液矿产;当到达地表,Se等易被富碳等有机质或富硅等粘土质成分吸附捕获形成含硒土壤,继而进入水圈、大气圈、生物圈等开启表生循环,从而构成一个完整的硒循环过程。在覆盖区因隐伏深大断裂构造不易观察识别而往往被忽略,今后工作中应引起注意。     

深水等深流与重力流交互作用沉积（2000—2022年）研究进展

等深流与重力流在深水环境中较为常见,两者在地质历史时期中可存在相互作用进而形成交互作用沉积。结合近20年研究成果,对深水等深流与重力流交互作用的沉积类型、鉴别标志、形成机理及地质意义进行了总结。1）等深流与重力流交互作用沉积可分为等深流与重力流沉积互层、等深流改造重力流及等深流与重力流同时作用沉积。2）等深流沉积和重力流沉积的有效鉴别是等深流与重力流沉积互层沉积研究的前提。3）等深流改造重力流沉积发育重力流和牵引流沉积构造,双向交错层理最为典型;常具顺斜坡向下及大致平行斜坡的两个水流方向;概率累积曲线呈1~3段式等特征。4）等深流与重力流同时作用沉积主要发育单向迁移水道、不对称的水道—堤岸体系及偏转型朵叶。5）交互作用形成过程主要受等深流与重力流相对能量大小的影响。当重力流活跃时,发育重力流沉积,在重力流末期及间歇期,等深流沉积发育,进而形成重力流与等深流沉积互层。等深流能量较强时,可改造重力流沉积,形成等深流改造重力流沉积。高能等深流在重力流能量较弱时,可对重力流沉积物进行横向搬运,形成迁移水道、不对称水道—堤岸体系及偏转型朵叶。6）主要问题及下一步的主攻方向主要包括四个方面:①重视综合研究,增加实例分析;②完善鉴别标志,推广研究成果;③多方法、多尺度、多条件、多维度综合探讨交互作用沉积过程及主控因素;④加强油气勘探潜力、古环境演化及地质灾害预防等方面的研究。     

新西兰深水Taranaki盆地中新统深水水道迁移及沉积演化

深水水道砂体是深海油气的重要储集体之一,其复杂的演化规律常常影响水道砂体储层的分布,无法充分了解深水水道的演化过程是阻碍深海油气勘探开发的原因之一,增大了深海油气的勘探开发难度。以新西兰深水Taranaki盆地中新统深水水道为例,基于高分辨率三维地震数据,应用地震地貌学、地震沉积学的理论及技术手段,探究水道的沉积演化规律及相关控制因素。研究区水道体系可划分为5个发育期次,即残余部分结构的复合水道Ⅰ、侧向迁移的复合水道Ⅱ、垂向叠置的复合水道Ⅲ、富泥充填的复合水道Ⅳ及零散分布的复合水道Ⅴ。复合水道Ⅰ和Ⅳ呈相对顺直的平面形态;复合水道Ⅱ多为侧向迁移运动,表现为高弯曲的平面形态,而复合水道Ⅲ多为垂向叠置运动,其弯曲度较复合水道Ⅱ有所减小;复合水道Ⅴ包括多条零散的细小单水道,不同单水道的平面形态存在较大差异。各期次复合水道的演化过程可归纳为初期下切侵蚀、中期充填沉积及末期填平消亡等3个阶段。深水水道沉积演化过程受多种因素综合控制,早期水道结构会影响后期水道发育环境的限制程度,强限制性的复合水道Ⅰ～Ⅳ经历有序的演化过程,非限制性的复合水道Ⅴ则经历了无序的演化过程;重力流规模及能量的变化会影响各期次...     

深水水道沉积构型单元分级与结构样式

构型分级是深水油气高效开发重要的技术手段和指导方法。目前关于深水水道沉积体的构型分级方案缺乏较为统一的认识和标准,造成同一沉积单元的构型划分存在规模和成因等多解性问题,这制约了深水沉积理论的发展和油气勘探开发进程。在不同构型单元的沉积规模、叠置关系、时间跨度以及成因演化等基础上,采用正序分级原则,建立了相对系统的深水水道沉积体构型分级方案和结构样式。方案将水道沉积体划分为11级构型单元,1级单元为沉积颗粒段,包括孔隙非均质性、颗粒非均质性和填隙物非均质性;2级单元为纹层,多表现为平直状、波状、弯曲状、透镜状及不规则状;3级单元为岩层内均质段,如鲍马序列某一段;4级单元为岩层,如完整鲍马序列;5级单元为岩层组,包括“单一韵律叠置”和“砂体泥岩互层”两类;6级单元为次级水道单元,多呈透镜体型和楔形体型;7级为单一水道,可划分为层状充填、束状充填、侧积、切叠以及块状充填5种类型;8级单元为复合水道,由多期单一水道叠置,9级为复合水道系列,为多期复合水道叠置,8级单元和9级单元按其内部水道组合关系均可划分为离散型、拼接型和紧凑型三种类型;10级单元为水道体系,包括限制性、半限制性以及非限制性水...     

海底扇规模优质储集体的分布模式与成因分析——以上新世—更新世孟加拉扇为例

利用高品质3D地震资料搜索刻画深水水道—朵叶复合体的沉积构成并揭示油气储集体的分布模式对于深水油气勘探具有重要的指导意义。利用PaleoScan全三维智能解释手段和三色(RGB)混相分频技术识别解剖了孟加拉扇上新统—更新统深水水道—天然堤体系6种富砂沉积单元,包括补给水道、分支水道、似点坝、决口扇、漫溢扇和末端朵叶。研究认为:补给水道、决口扇、末端朵叶是潜在的规模且优质深水油气储集体类型;而漫溢扇、分支水道和似点坝分别是潜在的规模非优质、非优质非规模以及优质非规模深水油气储层类型。补给水道主要分布在水道—朵叶复合体的上游和中游;决口扇、漫溢扇、分支水道和似点坝主要发育在水道—朵叶复合体的中游;而分支水道和末端朵叶主要分布在水道—朵叶复合体的下游。漫溢扇向供源水道一侧楔状增厚,形成“砂盖泥”的格局;而决口扇向供源水道一侧楔状减薄直至尖灭形成“泥包砂”的格局,相应形成海底扇岩性圈闭。     

北山地区古元古界北山岩群中长英质脉内锆石U- Pb年龄及其地质意义

深熔作用是大陆地壳分异、元素迁移富集的重要地质过程。位于中亚造山带南缘的北山地区,笔者等对前寒武系北山岩群进行了研究,结果表明该岩群普遍经历了角闪岩相变质及深熔作用,长英质浅色脉体分布广泛,却鲜有文献报道。绵山地区出露的古元古代北山岩群斜长角闪岩及相关的长英质浅色脉体的野外地质特征、相互关系共同指示了北山岩群变质地层经历了部分熔融,熔体在原地分凝聚积。锆石LA-ICP-MS U-Pb测定结果表明,顺北山岩群变质地层片理产出的长英质浅色脉体锆石n(²⁰⁶Pb)/n(²³⁸U)加权平均年龄约为370 Ma,表明深熔作用发生时间为晚泥盆世;一测点的n(²⁰⁷Pb)/n(²⁰⁶Pb)年龄为1623±12 Ma,与前人报道的北山岩群测年结果高度相近,虽此年龄值不足为证,但结合产出特征,可能指示长英质浅色脉体的源岩为北山岩群。此外,北山岩群中深熔作用普遍发育,露头可见大量的石榴子石、电气石、云母类矿物,指示区内部分稀有元素成矿潜力巨大。