海相页岩储层矿物质孔隙的形貌-成因类型

在南方下古生界海相页岩矿物种类识别和成因判断的基础上,研究矿物质孔隙的成因类型及其对页岩储层物性的影响。以场发射扫描电镜微观形貌观测结果为主要依据,立足于页岩的矿物组成,综合考虑沉积、成岩、地质构造等因素,将南方下古生界海相页岩储层矿物质孔隙的形貌-成因类型划分为3大类:主要孔隙（顺层缝隙、泥粒孔、组分间隙、层间裂隙等）,镜下常见,数量多,对页岩储层有一定的影响;其他孔隙（晶间孔、溶蚀孔、气液包体孔、片间缝隙等）,镜下少见,局限性大,对页岩储层影响微弱;构造孔隙（构造裂隙、碎粒孔等）是地质构造活动的记录,对页岩储层具有双刃剑的作用。页岩岩性不同,主要孔隙类型不同,不同的孔隙在页岩储层中有不同的作用。      

利用扫描电镜和能谱技术研究四川会理铂钯矿床中的铂族矿物特征及铂族元素赋存状态

四川会理铂钯矿床是独立的铂族元素矿床,局部地段的铂钯含量已达工业品位,当前迫切需要详细掌握铂族矿物和铂族元素赋存状态。由于原矿铂族元素品位总体较低,采用化学分析方法分析测试只能间接研究铂族元素的赋存状态,所得结论并不全面。本文结合化学分析方法的测试结果,利用扫描电镜及能谱获得了会理铂钯矿床铂族矿物的精细特征。结果表明:该矿床中铂族元素主要是铂和钯;铑、铱、钌、锇含量很低,且未发现这四种元素的独立矿物。铂和钯有单质和与砷、碲、锑、铋形成的化合物;独立铂族矿物有17种,主要是自然铂、砷铂矿、砷钯铂矿或砷铂钯矿、钯铂铜矿或铂钯铜矿,其次可见少量承铂矿及其他铂族矿物。铂族矿物嵌布状态有两种——被包裹和粒间,被包裹占52.39%,粒间占47.62%。绝大多数铂族矿物呈他形粒状,只有少量砷铂矿晶形较好。铂族矿物粒径范围为1.36~32.7μm,大小差异大。有的铂族矿物表面具微孔结构,有的呈葡萄状,有的可见环边现象。接触方式以曲线接触为主,直线接触次之。这些信息为该矿床矿石选冶和铂族资源评价提供了科学依据。     

湖北宜昌第四纪沉积物中铁质重矿物特征对三峡贯通的指示*

长江三峡的演化问题一直是地学界争论的焦点和热点。近年来,不少学者通过锆石、石榴子石、角闪石等重矿物的同位素和微量元素组成来判断长江物源,取得了较好的成果,但将单颗粒铁质重矿物作为物源指示矿物并应用于三峡贯通方面研究较少。因此作者运用电子探针、扫描电镜和能谱仪对湖北宜昌地区第四纪沉积物中的铁质重矿物进行化学特征和形貌分析,并与可能的物源区样品进行对比,来分析物源演化过程及判定三峡贯通时间。研究结果显示,宜昌地区第四纪沉积铁质重矿物的主要源岩为位于三峡以西的攀枝花钒钛磁铁矿、峨眉山玄武岩和位于三峡以东的黄陵花岗岩,在善溪窑组沉积结束以后,宜昌地区第四纪沉积物的物源发生了明显改变,出现来自三峡以西的物质,表明长江三峡此时发生了贯通。结合ESR测年数据和前人研究结果可知,长江三峡的贯通发生在0.75—0.73Ma B.P.。     

基于核磁共振技术的贵阳红黏土剪切全过程孔隙演变规律研究

为研究常规三轴压缩条件下贵阳红黏土剪切全过程孔隙结构的演化规律,探讨分析贵阳红黏土细-微观结构形态变化,揭示贵阳红黏土宏观破坏形态与细-微观结构变化的关联性。采用全自动三轴仪、低场核磁共振技术以及SEM扫描电镜对贵阳红黏土开展全过程剪切测试,并结合颗粒(孔隙)及裂隙图像识别与分析系统(PCAS)对剪切前后的试样进行分析。研究结果表明:贵阳红黏土T₂谱图呈现出3种峰型,分别对应大孔隙、中孔隙以及小孔隙;荷载作用下贵阳红黏土试样的变形破坏主要以内部颗粒之间相对位置的调整为主,孔隙体积整体表现为减小;随着应力的增加,红黏土逐渐形成肉眼可见的弧形小褶皱,大尺度孔隙逐渐向小尺度的孔隙发展,小孔隙数量逐渐增加,大-中孔隙数量逐渐减少,孔隙方向越来越混乱;当小褶皱逐渐扩展、贯通形成大的滑移面,孔隙形态表现出短暂的方向性,之后滑移面的压密将使小孔隙数量减少,大-中孔隙数量增加;在整个剪切过程中,贵阳红黏土孔隙形态逐渐趋于相似,孔隙边界趋于复杂。     

基于深度学习的页岩扫描电镜图像有机质孔隙识别与比较

将深度学习模型引入地质图像分析中,可以大幅提高工作效率,增加研究定量化程度,开拓图像研究新领域。本文以上扬子鄂西地区下寒武统牛蹄塘组页岩的离子抛光扫描电镜图像为例,通过对图片二值化等预处理后,利用Mask-RCNN、FCN和U-Net 3种深度学习模型对页岩中主要矿物、有机质及孔隙等进行识别,比较运行时间与识别结果的准确度,讨论了不同深度学习模型在地质图像识别和处理过程中的适用性和差异性。并优选效果最优的U-Net模型与JMicroVision、Adobe Photoshop等通用图像处理软件识别结果进行孔隙识别对比。结果显示：FCN模型能够基本识别图像中的主要矿物、有机质与孔隙,但对颜色相近的组分和裂缝识别效果较差;Mask-RCNN模型可识别分割性强的主要矿物,但对分辨率较低的孔隙和裂缝识别效果较差;U-Net模型对主要矿物、有机质及孔隙识别效率大大提高,在页岩地质图像识别方面具有优势。相较于通用图像处理软件,U-Net模型识别速度提高了300多倍。基于深度学习U-Net模型识别结果,研究区牛蹄塘组页岩孔隙结构类型可分为矿物内圆状孔、矿物间随机不规则孔、有机棱角状孔和有机密集微孔。...     

基于巴西劈裂试验的砂岩热损伤及声发射特征研究

为了研究高温对砂岩的物理力学性质以及声发射特征的影响,本文针对25～900℃等温度处理后的砂岩开展巴西劈裂试验,同时结合扫描电镜、声发射监测等方法进一步分析了砂岩的抗拉强度、体积膨胀率、质量损失率、P波波速、宏微观破坏特征以及声发射特征等性质的变化情况。研究结果表明：(1)砂岩经高温处理后,质量、P波波速、抗拉强度以及残余抗拉强度均发生不同程度的下降,同时体积也发生膨胀;(2)在200～400℃范围内,抗拉强度大幅度下降,表明砂岩热损伤的阈值温度在这一区间;(3)砂岩的破坏以单一主裂纹破坏为主,且温度越高次生裂纹形成的越少,砂岩的脆性也越显著;(4)扫描电镜的结果显示：砂岩经高温处理后内部孕育有大量的微裂纹与微孔隙,随着温度的升高,裂纹的延伸长度、张开度、密度、连通性以及扩展范围发生变化,导致矿物的完整性下降;(5)不同温度加热后的砂岩声发射特征存在差异并表现出明显的阶段性特征,且温度越高声发射活动趋于平稳,同时声发射事件峰值先于砂岩破坏出现,可利用声发射对砂岩破坏的过程进行有效监测。     

扫描电镜能谱与冷冻传输装置联用测试矿物中流体包裹体固液相成分的方法研究

研究流体包裹体中子矿物种类、化学成分及分布特征,对于确定热液成分和成矿物理化学条件、流体的演化规律和成矿机制等有非常重要的意义。但目前常用的各种测试研究方法存在测试目的物寻找困难、不透明子矿物难鉴定等局限性。本文采用冷冻传输装置首先将流体包裹体冷冻固定并打开,然后用扫描电镜、能谱仪测试矿物中流体包裹体中的子矿物和液相成分,该方法可解决扫描电镜下流体包裹体研究目标物不易寻找,打开流体包裹体后子矿物易散失和碎屑易混入的问题,可有效测试小颗粒(1~2μm)、不透明子矿物及不透明矿物中的流体包裹体固液相成分。用该方法实测山东邹平王家庄铜矿流体包裹体液相中Na+、K+、Cl-组分的质量分数分别为5.85%、3.60%、16.18%,计算的盐度为35.35%,并确定了其中不透明矿物子矿物为黄铜矿,证明了黄铜矿是从高盐度热液中晶出的结论。本方法为矿物中流体包裹体研究提供了一种新的测试手段。     

鞭毛虫的扫描电镜样品制备

针对鞭毛虫样品制备中的难点,以Bodomorpha minima,Hollande 1942为材料,对一类个体微小的异养性鞭毛虫的扫描电镜样品的制备做了初步探讨。以载玻片为载体,0．1％的多聚赖氨酸为粘附剂,2％的戊二醛为固定剂,采用临界点法干燥,获得了较为满意的扫描电镜照片。该技术可简化样品制备步骤,减少样品损失,对于其他原生动物样品和游离细胞样品扫描电镜的制备也有积极的借鉴意义。