东天山哈密地区早二叠世花岗岩体及镁铁质包体的年代学, 岩石地球化学特征及其构造意义

花岗岩中包体是区域构造与深部过程研究结合的良好窗口,对研究花岗岩的成因和壳-幔相互作用有非常重要的意义。东天山南山口黑云母二长花岗岩中广泛发育镁铁质包体。主量元素组成上,寄主花岗岩岩具有中酸性、准铝质、富碱、富钾等特征;镁铁质包体则偏基性、贫钾。微量和稀土元素组成上,富集Rb、K、Th、U,贫Sr、P、Nb、Ta、Ti,且Zr、Hf含量相对较高,具中-强的铕负异常(0.46~0.57)。镁铁质包体与寄主岩具有相似的微量元素特征,但相对富集Sr、P,贫Zr、Hf,铕负异常中等或不明显(0.80~0.93)。闪长质包体属于同源包体,为寄主花岗岩同源母岩浆经结晶分异形成的早期产物。运用LA-ICP-MS锆石U-Pb定年技术,该南山口岩体暗色镁铁质微粒包体与寄主黑云母二长花岗岩的锆石U-Pb年龄分别为298.2±2.0Ma和294.0±2.7Ma,包体与寄主岩样品具有相似的Hf同位素组成,暗示其母岩浆来自新元古代晚期和早古生代亏损地幔中分离的新生地壳。该高钾钙碱性的花岗岩及其包体可能形成于东天山后碰撞背景下的板片断离后引起软流圈上涌,底侵体带来的热能使得新元古代晚期和早古生代的新生地壳发生部分熔融。     

坚硬致密弱研磨性地层孕镶金刚石钻头性能优化

基于金刚石钻头在坚硬致密弱研磨性地层钻进时易出现进尺效率低的现象,将SiC磨粒作为胎体耐磨损性弱化颗粒添加至胎体中,采用室内钻进及正交试验设计法从金刚石粒度、金刚石浓度、胎体耐磨损性弱化颗粒浓度、胎体硬度4方面对钻头性能进行优化,并探讨了钻进工艺参数对钻进效率的影响。结果表明:将适当材质的胎体耐磨损性弱化颗粒添加至钻头胎体中,能够有效提高钻头的钻进效率,避免钻头打滑的现象;胎体硬度HRC 25,金刚石粒度40/50目、金刚石体积分数55%,胎体弱化颗粒体积分数30%是本次试验最优的设计方案;在相同主轴转速条件下,轴向压力不宜超过3.5 MPa,在相同轴向压力的条件下,其主轴转速以750~850 r/min为宜。      

庐枞LZSD-1孔科学钻孔钻头选择与使用

受中国地质科学院地质研究所的委托,安徽省地质矿产勘查局313地质队承担《华东庐枞盆地科学钻探选址预研究》3000m科学钻探工程任务,该钻孔为大陆科学钻探选址预研究项目中6个钻孔之一,主要目的是通过钻探揭示和验证与成矿有关的岩体、基底、盖层的空间分布,建立地壳结构模型和异常解释的标尺,为大陆万米钻探提供选址依据。本文主要介绍了在施工过程中的钻头选用情况,仅供同行参考。     

湘中紫云山岩体暗色微粒包体的成因:岩相学、全岩及矿物地球化学证据

暗色微粒包体广泛分布于湘中紫云山岩体中的似斑状角闪石黑云母花岗闪长岩中,但其研究程度较低.对具有火成结构的暗色微粒包体及其寄主岩进行了岩相学、全岩及长石、辉石、黑云母的矿物地球化学研究,探讨其岩石成因及构造意义.寄主岩的全岩主量、微粒元素较为均一,而暗色微粒包体变化较大,且后者相对贫SiO₂而富Na₂O,但总体上二者均具有准铝质、钙碱性、镁质的特征,均富集轻稀土和大离子亲石元素,而亏损重稀土和高场强元素.寄主岩和暗色微粒包体的斜长石、辉石和黑云母均分别属于中长石、次透辉石－低铁次透辉石和铁质黑云母的范畴,显示相似的矿物地球化学特征.详尽的岩相学和地球化学特征表明,寄主岩属于I型和ACG型花岗岩,具有明显壳幔混合的特点;而暗色微粒包体形成时处于液态并具有流动性,与寄主岩间存在明显的机械和化学混合作用,并具有早期为骤冷快速结晶、晚期缓慢结晶这两期过程.因此,紫云山岩体中出现大量暗色微粒包体,是印支晚期湘中地区在强烈挤压之后的松弛阶段,由于软流圈物质上涌,并与其诱发的壳源酸性岩浆混合作用的产物.      

基于打滑地层的孕镶金刚石钻头设计

为了提高金刚石钻头在坚硬致密、弱研磨性地层的钻进效率, 将弱化胎体耐磨损性能理论与切削齿非光滑设计相结合, 制作钻头进行现场试验并对胎体进行扫描电镜分析.研究结果表明:在胎体中添加适当浓度的胎体弱化颗粒, 有利于提高钻头的钻速; 经胎体耐磨性弱化处理的钻头在钻进过程中, 弱化颗粒易于从胎体表面脱落, 使其表面形成微观非光滑形态, 提高了钻头唇面与岩石的单位面积压力, 增加了孔底岩粉的研磨能力, 促进了胎体中新颗粒金刚石的出刃; 弱化颗粒浓度存在一个较优的设计范围, 过高或过低都不利于提高钻头的钻进效率和使用寿命.      

国际油气井钻头进展概述(三）——PDC钻头发展进程及当今态势（上）

自1973年PDC钻头应用以来,油气钻井发生了很大变化。但是PDC钻头在早期约15年时间内发展缓慢。此后,由于加强技术创新,如多层聚晶金刚石层、非平面界面专利、防回旋技术、滤钴工艺、优化水力学设计以及计算机建模等,促进了PDC钻头迅猛发展、广泛应用。目前,PDC钻头在世界上所钻进尺数已占到约90%。NOV公司近年推出4种太阳神PDC切削齿,由其制作的PDC钻头提高了热稳定性、抗研磨性、抗冲击韧性与导向性等。这类钻头可以钻进硬岩与研磨性地层,以及一些难钻地层,具有较高的钻进效率和较好的耐用性。Helios太阳神系列PDC钻头成功地应用于挪威、中东、澳大利亚以及美国等地的油气田。斯伦贝谢公司推出的ONYX玛瑙360°滚动PDC可保持刀齿锐利、相对冷却及延长寿命,显著地提高了钻头耐用性。在美国许多油气田应用表明,这种滚动PDC制造的钻头比固定齿PDC钻头平均钻进效率可提高40%以上,而钻头的工作寿命则可提高40%～70%。     

国际油气井钻头进展概述（二）——FuseTek融合钻头与Pexus组合钻头

NOV公司2013年向市场推出FuseTek融合钻头。它将PDC钻头的高钻速与孕镶金刚石钻头的耐磨性结合于一体,适宜于钻进中硬—坚硬、高研磨性地层。FuseTek钻头已广泛应用于刚果、厄瓜多尔、中国、哥伦比亚等国家。应用表明,该新型组合钻头比PDC钻头或牙轮钻头钻进效率提高许多,工作寿命增加1～3倍或更多。Shear Bits公司于2014年推出Pexus组合钻头。该钻头广泛应用于加拿大冰川冰碛物钻进。地层上部硬卵砾石层利用可转动硬质合金齿钻进,下部软砂岩与页岩则运用PDC碎岩。整个冰碛物地层用一个Pexus钻头一钻到底。所述3类组合式钻头（含Kymera钻头）对于未来实现“一个钻头,一口井”的目标有重要意义。     

高研磨性地层复合式钻头的研制与应用

金山气田、龙凤山构造、长岭断陷等登娄库组以下深部地层可钻性差,研磨性强,导致钻头磨损严重,使用效率低。在对牙轮钻头、PDC钻头及孕镶金刚石钻头在高研磨性地层中的适应性进行细致和全面分析的基础上,提出了把PDC钻头机械钻速高和孕镶金刚石钻头进尺多的技术优势相结合的研制思路,开展PDC+孕镶复合式钻头设计。现场应用取得了良好的试验效果。提出了合理化的建议。     

山东省蒙阴县常马矿区金刚石原生矿深部综合找矿模型

以矿区地质背景、含矿岩体地质特征为基础,分析了蒙阴县常马矿区金刚石原生矿的成矿地质条件,提出含矿岩体是受构造控制的金伯利岩岩体,岩体具有低电阻、低负重力场的地球物理异常等信息。在综合分析矿床成矿地质条件、磁异常、电性异常特征的基础上,初步建立了蒙阴县常马矿区金刚石原生矿矿床地质-磁法-电法综合找矿模型。     

东昆仑东段巴隆地区朝火鹿陶勒盖花岗闪长岩体锆石U-Pb年龄、地球化学及其地质意义

东昆仑造山带晚古生代—早中生代由于布青山-阿尼玛卿洋的俯冲发育有大量岛弧型花岗岩类。选取东昆北巴隆地区朝火鹿陶勒盖花岗闪长岩体寄主岩和闪长质暗色微粒包体进行了岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学及地球化学研究。结果表明,岩体寄主岩的结晶年龄为242.3±1.3Ma,暗色微粒包体结晶年龄为241.2±0.8Ma,显示其形成于中三叠世;寄主岩和暗色微粒包体A/CNK值介于0.86~1.06之间,为准铝质-弱过铝质;稀土元素总量分别为119×10~(-6)~170×10~(-6)、189×10~(-6),稀土元素配分模式显示右倾型,具有负Eu异常;岩石富集Rb、Ba、Th等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素,具有弧岩浆岩特征。野外及岩相学特征均显示包体为基性岩浆进入酸性岩浆快速冷凝形成的,为俯冲板片断离导致幔源岩浆上侵形成的岩浆混合作用的产物,是布青山-阿尼玛卿洋俯冲晚期的岩浆记录。