海陆相泥页岩气体生成的半封闭模拟实验

明确不同沉积环境下页岩气生成机理的差异性对于页岩气成因机理及页岩气地球化学特征研究具有重要意义.选择低演化阶段的海相（中元古界洪水庄组）和陆相（三叠统延长组长7段）泥页岩进行了半封闭热模拟实验,对其气体产物进行了组分和碳同位素分析.结果表明,洪水庄组页岩产气量要远远低于同温度条件下长7段泥岩的产气量.同时,长7段泥岩气体产物二次裂解程度比较高.洪水庄组页岩有机质母源以生油性为主,长7段泥岩沉积过程受到陆源混入,有机质母源以相对偏生气性为主.热模拟实验条件下黄铁矿转化成磁黄铁矿的过程也可能促进长7段泥岩烃类气的生成.热模拟实验中所用样品的状态,即柱状样或颗粒样,也可能会对气体的裂解行为产生影响.在这种情况下,南方地区页岩气高的甲烷产率以及碳同位素倒转可能与厚层页岩高的油气滞留率有关.      

莺歌海盆地东方-乐东区中新统盖层岩石学特征及封盖性分析

莺歌海盆地东方-乐东区已获得商业气田发现,但针对气田盖层研究,尤其是泥岩盖层岩石学特征及孔喉结构特征方面研究较少.利用岩石薄片、地球化学、XRD、元素分析等资料,深入分析研究区泥岩矿物组成、地球化学、成岩演化以及孔隙结构特征.结果表明:莺歌海盆地东方-乐东区中新统黄一段和黄二段泥岩盖层分布最为稳定,泥岩盖层封盖性受陆源碎屑供给与钙质化石碎片影响较大,研究区优质盖层中陆源碎屑颗粒与钙质化石碎片含量较低,次生溶蚀孔隙与微裂缝不发育;埋藏成岩过程中的粘土矿物转化脱水与有机质热演化排烃是低速泥岩的主要成因;泥岩盖层以微孔喉和超微孔喉为主,此类喉道不利于气体的渗流,对油气向上逸散起明显阻碍,盖层整体封盖性较好.      

姬塬北地区延长组长7-长8油层组泥岩地球化学特征与地质意义

基于对鄂尔多斯盆地姬塬北地区上三叠统延长组长7、长8油层组泥岩样品微量元素和稀土元素的测试分析发现,长7、长8油层组泥岩REE富集,Eu总体上呈明显的负异常;REE分布模式图显示轻、重稀土元素分异明显,曲线在La-Eu段表现为斜率较大的"右倾型",在Gd-Lu段表现为斜率较小的"平缓型"。结合Sr/Cu、Sr/Ba、V/(V+Ni)、Ceanom等特征参数的分析发现,长7、长8油层组泥岩形成于温湿、微咸水、还原水体的沉积环境。泥岩(La/Yb)N地化指标显示悬浮物颗粒总体表现为沉降缓慢,沉积速率低,由下至上泥岩悬浮物沉积速率表现为由高到低的变化趋势。同时,δCe、δEu及La/Lb-∑REE判别图解,指示长7、长8油层组泥岩母岩以花岗岩为主,同时有少量碱性玄武岩的混入,源区构造背景为大陆边缘环境。     

考虑荷载与浸水条件的预崩解炭质泥岩变形与强度试验

预崩解炭质泥岩作为路堤填料已在我国西南地区路堤工程中广泛应用,为研究荷载与浸水条件下预崩解炭质泥岩变形与强度特性,研发一套可综合考虑多因素影响的湿化变形试验装置,并设计正交试验方案开展预崩解炭质泥岩湿化变形与直剪试验。结果表明:在加载初期和首次浸水时,预崩解炭质泥岩将产生较大竖向变形,分别为压缩变形和湿化变形,竖向荷载、循环次数、浸水时间、压实度、含水率对预崩解炭质泥岩竖向变形影响程度依次降低;预崩解炭质泥岩湿化变形过程中抗剪强度的变化主要源于黏聚力的变化,各因素对黏聚力的影响程度由强至弱依次为循环次数、浸水时间、竖向荷载、压实度及含水率;抗剪强度随竖向变形的增加先急剧降低后逐渐趋于稳定,拟合得到抗剪强度与竖向变形的函数关系式,可为炭质泥岩变形计算及工程实践提供一定参考依据。     

红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程

基于不同围压条件下的红砂岩三轴压缩试验结果,采用数字图像相关技术对岩样外表面破坏形态进行全程观测,获得不同阶段岩样外表面破坏图像,分别对岩样破坏后阶段的图像进行分析。通过分形盒维数表征岩样外表面裂纹的变化情况,发现岩样破坏越严重,裂纹分形维数越高,且在最后破坏阶段裂纹分形维数出现突变,揭示岩样的破坏特征。引入级联失效数学模型,结合红层软岩内部的矿物成分与细观结构分布特点,概化出其结构的随机连接模型与破坏方式,分析红层软岩加载作用下的内部节点颗粒“容量-荷载”重分配原则以及节点颗粒失效后其初始荷载传递路径。结果表明,红层软岩在受载时为一个级联失效的分阶段破坏过程,级联因子通过级联路径不断传播、增多,级联失效越发明显,同时结合岩石破坏的变形损伤过程与其轴向应力-应变曲线分段特征,揭示该类岩石破坏的级联失效分级标准,为拓展该领域的研究具备一定的参考价值。     

压实作用对泥岩膨胀性及水分迁移影响

为研究压实作用对泥岩膨胀性及水分迁移的影响,将碾碎过筛泥岩以不同干密度分层夯实到自制试验箱中进行试验,采用高精度位移传感器和TDR-4型湿度传感器进行数据采集,并采用体式显微镜对泥岩颗粒进行微观结构分析。研究结果表明:不同压实作用下泥岩膨胀过程均经历初期快速陡增阶段、中期膨胀减缓阶段和后期膨胀稳定阶段;体积含水率增大过程均经历跳跃式快速增长阶段、外凸弧线缓慢增长阶段和后期稳定阶段;随着干密度的增加,其稳定膨胀量和稳定膨胀率近似呈线形增加;水分在泥岩中的迁移与泥岩自身膨胀挤密和大气影响深度相关,干密度越大,膨胀挤密效果越明显,大气影响深度越小,其水分迁移速度越小;泥岩颗粒孔隙较为发育,连通性较好,可为水分迁移提供通道;泥岩浸水膨胀后呈泥质状态,颗粒间黏结发生破坏。研究可为膨胀泥岩地区高速铁路的修建提供参考依据。     

黄土-泥岩接触面滑坡的两种雨型模型试验

黄土边坡变形失稳机理研究对于黄土滑坡灾害防治具有重要意义。黄土-泥岩接触面滑坡作为黄土滑坡类型之一,研究人员已对其失稳基本过程与形成机理有较为清晰的认识。但对于其在不同降雨类型下,特别是强降雨条件下的变形破坏过程则有待进一步探讨。因此,本文对黄土-泥岩接触面边坡开展室内降雨模型试验,研究其在强降雨条件下斜坡变形破坏模式。试验设计连续强降雨和间断强降雨两种降雨条件,对比分析两种降雨条件下边坡雨水入渗规律及变形破坏模式。结果表明:在两种典型降雨模式下,雨水入渗速率由边坡前缘至后缘逐渐降低;在坡体表层,随着降雨由间断至连续过渡,入渗速率逐渐增加;在坡体深部,入渗速率受边坡结构影响;间断降雨下边坡呈现滑移-拉裂失稳;在连续降雨条件坡体则表现为蠕滑-拉裂破坏。     

高速公路缓倾红层软岩滑坡形成机制及防治措施研究

以缓倾红层软岩地区某新建高速公路路堑开挖滑坡为例,通过对该滑坡形成过程、致灾因素及变形机制进行分析,结果表明:前缘开挖临空条件、大气降雨是滑坡产生的主要因素,高边坡开挖形成临空面,降雨使岩体处于饱水状态,在裂缝扩张力及静水压力作用下,形成垂直裂隙并向岩体深部发展,剪断岩层局部层面结构面,最后贯通形成滑面滑动致灾。滑坡前缘反压堆载、后缘裂缝遮盖防雨,坡面截排水、位移监控等应急措施止滑效果较好,推荐采用支挡工程+清方方案处治滑坡。建议缓倾红层软岩边坡加固设计贯彻分级支挡思路,以提高边坡稳定性及施工安全性。     

内蒙古因格井坳陷湖相白云质泥岩地球化学特征及地质意义

本文对内蒙古巴音戈壁盆地因格井坳陷下白垩统音戈壁组上段湖相白云质泥岩进行了地球化学分析,据此探讨了其 对构造背景、源岩属性及古沉积环境重建的意义。研究表明：白云质泥岩具有富Ca,Na,Sr,U,V 元素,贫K,P,Ba, Rb,Sc,Th,Zr 元素的特点;稀土元素总量变化范围大（59.29×10-6~283.80×10-6）,轻、重稀土分异明显,δEu 为中等偏 强的负异常（平均值0.62）,δCe 无异常（平均值1.01）。构造判别图解及δEu 异常特征共同指示白云质泥岩源岩具有大陆岛 弧和主动大陆边缘构造背景。稀土配分模式及源岩属性判别图解指示白云质泥岩源岩以上地壳长英质岩石为主。垂向上巴 音戈壁组上段整体为干旱、厌氧、偏强还原的咸湖环境。古气候、古盐度及氧化还原指标在巴音戈壁组上段中部和下部界 面变化明显。在下部（K1b2-1） 干热环境下出现过相对湿冷的沉积过程,古盐度、氧化还原环境也均与干热-冷湿演化具有 耦合性,即在厌氧的、偏强还原的咸湖沉积环境下存在短暂的氧化环境。