南极近海南设得兰陆缘天然气水合物成矿条件与机理

南设得兰陆缘属于典型的活动型大陆边缘,沟-增生楔-弧前盆地序列发育,具备天然气水合物发育的有利地质构造背景。该区已有的调查资料显示出天然气水合物存在的显著标志——BSR和极性反转特征(或者称为基底反射波,BGR)。研究结果表明,南设得兰陆缘具备形成水合物的充足的气源、适宜的稳定域条件、有利于天然气水合物形成与聚集的沉积体系和特殊地质构造环境,推断南设得兰陆缘以构造型水合物成矿地质模式为主,并以增生楔内甲烷随流体向上迁移形成水合物的模式最为重要。     

深部煤层CO2注入煤岩力学响应特征及机理研究进展

为揭示CO₂注入煤岩力学响应特征及机理,回顾了CO₂注入煤岩力学性质影响因素、CO₂注入对煤岩大分子-孔隙-裂隙结构改造作用和煤岩力学参数的统计模型、理论模型与智能预测模型.结果表明:CO₂注入煤岩力学性质受控于煤阶、CO₂压力、水分、围压和时间等因素,CO₂注入压力的增高、水的加入及时间的延长均会进一步降低煤岩力学性质,而围压对CO₂注入力学性能弱化具有一定改善作用.CO₂水溶液通过溶胀作用、萃取作用和塑化作用促使煤岩大分子结构重组,通过微晶结构改变、化学溶蚀和非均匀变形改造煤岩孔隙结构,通过化学溶蚀、膨胀应力和化学-应力耦合作用诱发煤岩结构损伤,均不同程度引起煤岩力学性能弱化.在CO₂注入煤岩力学参数预测模型中,类Langmuir模型、广延指数模型和修正的粘聚力模型具有明确的物理意义,而智能预测模型具有更高的预测精度,预测准确度可达99%以上.本次研究为科学评价CO₂-ECBM安全性和促进深部煤层CO₂高效注入奠定了理论基础.      

江苏东海县毛北金红石矿区中-北矿段矿床地质特征与成矿机理

矿区位于秦岭-大别超高压变质带的东延部分,苏鲁超高压变质带的西南缘,夹峙于华北板块-扬子板块之间。地层为下元古界东海群阿湖组变质岩系,主要为一套片麻岩夹片岩组成。通过对矿区构造、地层、矿床地质特征分析,进而对矿床成因与找矿标志进行深入研究,其认识对矿区以后工作具有十分重要的意义。     

对四川省非金属矿产开发利用之管见

对四川省非金属矿产开发利用之管见张树铭（四川省地矿局）非金属矿产作为一种重要的矿产资源被开发利用,已引起当今世界各国的普遍重视。非金属矿产资源的开发产品,在现代科学技术发展的人类社会,已成为重要的物资支柱。非金属的开发,已作为衡量一个国家科技水平与经...     

不同煤阶煤应力敏感特征及其控制机理

煤储层应力敏感降低储层渗透率,进而影响煤层气井产能,如何降低排采中的应力敏感性影响值得深入研究。为了弄清不同煤阶煤储层的应力敏感性特征及差异性,分别采集樊庄高煤阶煤、保德中煤阶煤和二连低煤阶褐煤的样品,系统开展加载和卸载过程中不同煤阶煤的应力敏感性实验,并对应力敏感的产生机理进行分析。结果表明,随煤阶的升高,煤样的应力敏感性逐渐增强,含明显裂缝的样品敏感性更强。加载有效应力10 MPa条件下,相比初始渗透率,二连低煤阶褐煤样品渗透率下降79.26%,卸载后不可逆渗透率损害率平均33.4%;保德中煤阶煤样渗透率下降79.4%,卸载后不可逆渗透率损害率平均51.4%;樊庄高煤阶煤样加载后渗透率下降92.33%,卸载后渗透率只能恢复30%左右。产生这种差异的机理主要是由于不同煤阶煤的物质组成、孔裂隙结构以及渗流通道不同造成的。低煤阶煤变质程度低,主要发育大、中孔隙,割理–裂隙不发育,为基质孔隙–喉道渗流,渗透率主要受连通喉道控制,应力加载时主要是大、中孔压缩变形严重,而尺度较小的喉道受压缩变形小,因而其应力敏感性相对弱;而高煤阶煤孔隙以微、小孔为主,镜质组含量高,割理–裂隙发育,控制其渗透性,应力加载时微、小孔难以被压缩,而裂隙抗变形能力弱,易发生韧性变形破坏或闭合,卸载后也难以恢复,表现出强应力敏感特征。考虑到高煤阶煤储层埋深更大、应力更高,因此其应力敏感性对产能伤害大,排采初期宜以较小强度进行,降低不可逆渗透率伤害,扩大压降范围;而低煤阶煤储层本身应力低、渗透率较高,应力敏感对产能影响相对较小,排水期可适当加快速度,提高排水效率。      

塔里木盆地顺北5号断裂带志留系碎屑岩地层漏失机理

塔里木盆地顺北油气田5号断裂带志留系碎屑岩层段钻井液漏失严重。顺北5号断裂带SHB5-7井岩芯资料、岩芯样品10余块、20口漏失井的钻井、测井、FMI成像测井、地震资料（1 562 km²）及岩石力学参数研究表明志留系碎屑岩地层的构造活动强度、裂缝和岩性控制了碎屑岩地层漏失。志留系塔塔埃尔塔格组和柯坪塔格组漏失特征差异较大,漏失层分布呈现“纵向分层、平面分段”的特点,塔塔埃尔塔格组上段漏失频次（57次）高于下段（31次）,柯坪塔格组上段（11次）、下段（15次）漏失频次高于中段（9次）,5号断裂带中段和南段漏失频率高。漏失点岩性多为（粉）砂质泥岩（测井解释泥质含量介于55%～80%）,漏失点孔隙度普遍较低（孔隙度介于1%～5%）,漏失点处多发育低角度裂缝,漏失点距断层面水平距离普遍小于150 m。根据漏失点处岩性、孔隙度、渗透率、漏失速率和距断层距离将漏失类型分为孔隙型、孔隙+裂缝型和裂缝型,其中裂缝型（诱导缝、天然裂缝）漏失最为普遍。顺北5号断裂带志留系碎屑岩段地层漏失机理为断层及其伴生裂缝系统在井筒—地层压力差的作用下开启,钻井液经裂缝渗入地层造成井漏。研究成...     

M5. 1地震引起的一个不寻常的砂砾层大范围液化——盐溶的液化活化效应及其机理

地震液化阈值是一个非常重要的科学问题,一般认为M5地震不会形成大面积的液化。2009年12月14日,中国新疆哈密市发生了M5. 1中等地震,震源深度仅4 km。地震砂脉网格在平面从几十厘米到2 m以上;砂脉纵断面呈楔形、倾斜（平均75. 10°）,分选较好。通常情况下,它们通过液化和流化分异作用发生在细粒丰富的盐渍砂砾层（SSGL,Salinization Sand—Gravel Layer）和盐粒砂砾层（SGSGL,Salt- Grain—Sand—Gravel Layer）中,尽管没有细粒盖层和源砂,但这些盐渍的砂砾层极易在盐溶后发生活化,颗粒之间的摩擦力骤降,液化上涌而形成砂脉。液化边界距震中可达80 km,甚至可能达到120 km,相当于M7. 0~8. 0级地震的液化最远距离。哈密地区之所以能在M5. 1地震作用下形成远程砂脉,主要由于以下5个优势：① 砂泥的盐溶液中细粒组分容易发生液化流化。浓盐水能够降低颗粒的剪切能力,平均降低25%~75%左右,使地震液化阈值降低到 0. 15~0. 05 g（以0. 2 g为一般阈值）。与此同时,浓盐水由于密度大,盐水可使淡水最小流化速度（Umf）降低12. 51%~21. 58%,有利于流化。 ② 广泛分布的盐渍砂砾层和盐粒砂砾层。 ③ 震源极浅（深度仅4 km）。 ④ 基底极浅（深度0~3 m）。 ⑤ 表层盐屑混合盖+盐渍砂砾层+盐粒砂砾层+极浅基岩基底组成了特殊的三明治结构。通过对液化流化的形成机理研究表明,砂主要来自砂脉底部的砂砾层的流化分选,流化分选会在砂脉底部的砂砾层中形成一个分选晕。     

四川仁寿牛角寨石窟盐风化作用机理与气候响应

盐风化作用是石质文物风化劣化的重要机制之一,但其作用机理及其与气候的响应过程仍需进一步的研究。笔者等以仁寿牛角寨石窟的岩芯样品和风化样品为对比研究对象,采用镜下鉴定、X射线荧光光谱（XRF）及X射线衍射（XRD）和电子探针（EPMA）对样品的化学组成和矿物组成进行对比研究,并重点研究了样品中可溶盐的组成及结晶状态。化学组成上,风化样品中SO3平均含量是岩芯样品的16倍以上;矿物组成上,岩芯样品仅在表层0~22 cm中发现微量的石膏,而风化样品中检出了至少17. 5倍高于岩芯的石膏以及微量的Na2SO4和NaCl,这指示石窟砂岩的风化劣化与可溶盐尤其是硫酸盐有关。通过对Na2SO4、NaCl及石膏性质的研究,发现Na2SO4可以响应气候条件发生反复的Na2SO4+10 H2O Na2SO4·10H2O结晶—脱水反应,结晶时体积膨胀416%,特别是在潮湿气候条件下Na2SO4的二次结晶作用可对岩石产生更强的破坏;NaCl的存在可以降低Na2SO4的脱水相变温度（最低可至17. 6℃）和溶解度,放大Na2SO4在岩石风化过程中的作用;CaSO4对岩石风化劣化的贡献较小,但其可作为在风化作用下岩石中可溶盐聚集的指示产物。结合对温度、湿度监测数据的研究,发现每日温度、湿度随时间的变化天然契合Na2SO4—NaCl体系的温度、湿度转变条件。气候条件耦合盐风化作用是牛角寨石窟表层砂岩的主要风化方式。     

天然乳白水晶的微组构特征及其对呈色的影响

为了给乳白水晶的评价与改性以及其他工业类型石英乳白色的产生原因研究提供科学依据,采用ICP-OES、SEM、偏光显微镜和体视镜等现代分析测试技术,对比研究了乳白水晶和无色透明水晶的化学成分、气液包裹体、显微结构以及热处理等特征,分析探讨了它们对乳白水晶呈色的影响。结果表明,乳白水晶呈色的影响因素主要有：1)乳白水晶中存在大量的气液包裹体,其各种成分与石英晶体之间的折射率存在较大差值,在自然光下产生乳浊效应,使石英晶体变白;2)乳白水晶中分布有较多长0.1～1mm、宽<50μm的微裂纹和长1mm～4cm、宽1～4mm的微裂隙,微裂纹和微裂隙的气-固界面反射等作用可使乳白水晶呈色。w(SiO₂)≥99.91325%,或Al、B、Li、Na、K、Ca、Mg、Ti、Fe、Mn、Cu、Cr、Ni等13种痕量杂质元素总量≤867.5×10^-6时,它们对乳白水晶的呈色基本上没有影响。加热温度<500℃,气液包裹体、微裂纹和微裂隙等致色因素并不会消除,因此在此温度条件下对乳白水晶的颜色变化几乎没有影响。