贵州剑河圭深铀矿床物质来源和沉积环境研究

贵州剑河圭深铀矿床位于南明向斜东南翼,含矿岩系为老堡组和牛蹄塘组碳质页岩,围岩为老堡组硅质岩。为了探究该矿床的物质来源和沉积环境,文章在野外地质调查的基础上,开展了全岩元素地球化学特征研究,结果表明：硅质岩和碳质页岩的Zr/Hf和Y/Ho值变化较大,且具有平坦的稀土元素配分模式,指示成岩成矿物质来源受大陆风化和海水作用共同控制;硅质岩和碳质页岩都具有较低的Th/U值（最大值为0.25）、较高的δU值（最小值为1.84）和V/(V+Ni)值（最小值为0.87）,在稀土元素配分模式图上具有Ce负异常,指示圭深铀矿床形成于缺氧还原的沉积环境。     

侏罗系中等风化泥岩地基承载力试验研究

成都地区侏罗系中等风化泥岩为典型的红层软岩,工程实践表明该类岩体地基承载力的规范建议值偏低,导致该区域内高层、超高层建筑基础选型偏于保守,使得工程成本投入大、目标工期长,如何最大程度的发挥侏罗系中等风化泥岩地基承载能力还没有值得借鉴的方法。以成都地区某超高层建筑地基基础工程为例,针对侏罗系中等风化泥岩地基分别开展了9组深井平硐岩基载荷试验、17孔岩基旁压试验,利用两类试验协同分析泥岩地基承载能力及适宜的承载力特征值取值,并建立了地基承载力特征值与超声波测井试验获得的岩体特征参数的相关方程。研究结果表明：侏罗系中等风化泥岩地区,岩基平板载荷试验、旁压试验所得的地基承载力特征值相近且均较《成都地区建筑地基基础设计规范》（DB51/T5026—2001）建议最大值大2.0～2.5倍;平板载荷试验的承压板直径、旁压试验的测试深度对中等风化泥岩地基承载力影响不显著;通过参数综合分析,进一步得出地基承载力特征值与岩体波速和岩体完整性指数分别呈幂函数、指数函数递增关系。研究成果对侏罗系中等风化泥岩地基承载力的取值具有重要的参考价值。     

鄂尔多斯盆地东南部本溪组—下石盒子组泥岩元素地球化学特征

以鄂尔多斯东南部取心资料为基础,对不同层位泥岩的微量元素及稀土元素等测试结果进行分析,研究了本溪组至下石盒子组的沉积环境演化规律及物源特征。岩性资料分析结果表明,本溪组至下石盒子组,泥岩颜色由深及浅,表明沉积环境的还原性由强至弱;对环境敏感的微量元素(V、Ni、Sr和Cu等)及Ceanom值分析结果表明,本溪组至下石盒子组沉积环境总体属于弱还原-还原环境且还原性有逐渐减弱的趋势;气候总体为温暖湿润环境,自下而上,气候的温湿性变弱;本溪组为海相咸水沉积,山西组及下石盒子组以陆相淡水沉积为主;本溪组水体较浅,山西组水体较深,下石盒子组水体较山西组浅。δEu、(La/Yb)N及Gd/Yb等稀土元素指标分析表明,研究区沉积母岩以上地壳岩石为主,存在南北两个物源,北部物源为盆地北部阿拉善—阴山古陆造山带,南部物源为北秦岭造山带;受南北物源控制,研究区南部近源沉积的Al2O3/CaO值普遍高于北部的远源搬运沉积。     

青海西宁—民和新近纪泥岩盆地菜子沟大型平推式滑坡形成机制研究

平推式滑移是西宁—民和新近纪盆地内巨型滑坡的主要运动形式之一,互助县菜子沟大型滑坡持续变形,威胁350多位村民的安全,致灾风险较高。论文基于滑体地貌形态、岩性组合特征与变形破坏过程的勘查,系统分析了控滑岩层的物质组成、水理特性与力学性质,探讨了新近纪泥岩结构、强度的耦合变化机理,进而解析了滑坡的平推运动机制,初步研究表明:(1)近水平的新近纪泥岩为菜子沟滑坡内的控滑岩层,古浪地震触发该滑坡沿着25 cm厚的软弱层出现首次平动,近期的变形受到汛期雨水入渗、远场地震动的影响;(2)西宁盆地新近纪泥岩为黏土岩,黏粒含量在21.84%~51.44%之间,滑带的形成是剪切局部化作用的结果,其渐进扩展受物质结构、应力环境与力学响应机制的控制,滑带选择黏粒含量高、碳酸钙的含量低、胶结力低位置扩展,其黏粒含量为63%~68%,碳酸钙含量为5.27%~4.12%,内摩擦角在6.8o;(3)菜子沟滑坡处于干旱地区,极端强降雨天气较少,地震惯性滑移和地下水的浸润作用、水解作用是滑坡现今蠕变变形的主要诱发因素,该过程还将持续。     

基于强度折减法的软弱泥岩隧道围岩稳定性分析

由强度折减法确定的稳定性系数在差异较小时,难以确定最优开挖方法。为此,本文以蒙华铁路申家洼软弱泥岩隧道为例,借助FLAC3D软件,通过强度折减法确定三台阶七步法、三台阶临时仰拱法、中隔壁法、弧形导坑法等不同开挖方法的稳定性系数,对比不同方法开挖支护后不同部位塑性区面积比,确定最适宜的开挖方法。而后详细分析了最适宜开挖方法开挖支护后围岩的位移变化量、应力分布和塑性区变化特征。结果表明:三台阶临时仰拱法稳定性系数较大,塑性区面积比较小,为最适宜的开挖方法。采用该方法开挖后,隧道变形主要分布在拱顶、拱腰和仰拱部位。施加临时仰拱可有效抑制塑性区的发展,但拆除会造成应力的集中。     

鄂尔多斯盆地西部下古生界风化壳优质储集层发育规律及成因机制: 以桃2区块马家沟组马五1-4亚段为例*

鄂尔多斯盆地下古生界马家沟组顶部遭受长期风化剥蚀,形成了以膏云岩为主的风化壳岩溶储集层。盆地西部包括桃2区块在内的马家沟组马五_1-4亚段以(含)膏云岩、白云岩和灰云岩互层发育为主。借助岩心观察、偏光显微分析和扫描电镜超微分析,识别出多层成层分布的(含)膏云岩;通过对硬石膏、白云石和方解石等矿物的物理和化学性质对比研究,认为(含)膏云岩的膏模孔、扩溶膏模孔及与之伴生的胀缩微裂缝为主要储集空间,孔隙大小具有明显的自限性,受硬石膏结核和石膏晶体大小的制约;岩性((含)膏云岩)和沉积微相(潮上带(含)膏云坪)是储集层形成的先天物质基础和环境条件,并导致(含)膏云岩储集层的层控分布特征;4期溶蚀作用过程中,硬石膏晶体和结核的组构选择性溶蚀和阶段性充填,是储集层形成的关键过程;储集层为层状相控、受岩溶作用影响,但岩溶地貌对储集层分布不再有决定性控制作用。(含)膏云岩发育区分散流的弥散性渗透溶蚀是大洞大缝不发育的主要原因。“层状相控岩溶作用岩性气藏”观点的提出将促使研究区下古生界从“岩溶古地貌气藏”向“相控岩性气藏”勘探的深刻转变。     

泥岩地基中黏土矿物含量对高速铁路无砟轨道膨胀潜势的影响

为研究低黏土矿物含量泥岩地基中不同黏土矿物含量对高速铁路无砟轨道路基膨胀潜势、膨胀上拱变形量的影响,对既有规范针对无砟轨道膨胀土判定分级方面进行补充和完善,选取25处典型路基上拱病害段泥岩样进行X射线衍射实验,优化级配的自由膨胀率实验及阳离子交换量实验,采用主成分分析法（PCA）提取累计方差解释量90.098%进行降维分析,并结合实际工程进行等级区间划分。结果表明:PCA可排除各因子间的共线性对模型结果的影响,在统计意义的基础上采用三因子能够正确表征膨胀土膨胀潜势与微观因子间良好的线性关系;通过简化、优化物理指标得到的膨胀土膨胀特性判定指标F,与实际轨道上拱量的Person相关性提高至0.902;依据线路实际膨胀情况和F划分的膨胀等级区间较既有规范判定准确度明显提高。研究结果可为该高速铁路沿线膨胀土判别和灾害防治提供参考和理论支撑。     

塔里木盆地台盆区寒武系盖层评价及对油气盖层有利区的优选

【研究目的】塔里木盆地台盆区中寒武统发育大面积的膏盐岩、膏质泥岩和膏质云岩地层,探讨该套地层的油气封盖能力和展布可为塔里木盆地寒武系盐下领域的勘探提供依据。【研究方法】对4口井的44个岩心样品进行镜下薄片、物性参数和突破压力测试。通过建立各参数之间的关系,定量地对研究区中寒武统不同岩性岩石的封盖能力进行评价;结合二维地震和14口钻井资料对研究区中寒武统膏盐岩、膏质泥岩和膏质云岩地层的厚度进行研究;最终综合研究区中寒武统微观和宏观的评价结果,并以实际钻井的勘探情况作为约束,建立针对该研究区盖层封盖能力的综合评价方式。【研究结果】研究结果认为膏盐岩相比膏质泥岩与膏质云岩具有更好的封盖能力,但断裂和石膏的埋藏地质条件会影响盖层的封盖能力。其中阿瓦提凹陷、塔中隆起北部、满西低凸起南部以及巴楚隆起中北部膏盐岩盖层厚度较大,以巴楚隆起北部为中心,膏盐岩厚度向四周呈不规则状递减,环绕状分布。【结论】认为阿瓦提凹陷、满西低凸起西部和南部、塔中隆起北部和西部,以及塔北隆起中部为盖层发育的有利区。     

松辽盆地西南部钱家店凹陷DL铀矿带铀的赋存形式及成矿时代

为查明松辽盆地西南部钱家店凹陷新发现DL铀矿带青山口组铀的赋存形式、富集成矿机制及过程,联合对灰色砂、泥岩矿石开展了系统的岩矿鉴定、扫描电镜观察、能谱及电子探针分析、全岩U—Pb同位素定年。结果表明,砂泥岩矿石属于多物源供给的辫状河流相碎屑岩建造,成分和结构成熟度均偏差;矿石中铀均主要以沥青铀矿为主,其次为含铀钛矿物,少量含铀碳酸盐矿物,含铀、锆、硅混合物及吸附态铀。沥青铀矿主要呈胶状、团块状及微粒状产在矿石局部强吸附还原域的杂基、碎屑矿物溶蚀孔洞（隙）或边缘等可赋存空间位置,且与碳屑有机质、黄铁矿、高岭石和蒙脱石黏土矿物、铁白云石及含钛矿物紧密共（伴）生。目的层总体先后存在弱酸性还原流体和碱性还原热液流体双重铀富集成矿作用;并通过矿石全岩U—Pb同位素定年新获得了50.6±1.6 Ma、32.2±3.9 Ma、27±4 Ma、26±2.7 Ma、23.9±2.8 Ma等一批成矿年龄,指示了古近纪期间的主成矿事件。基于区内构造—沉积演化特征,初步构建了DL铀矿带青山口组四阶段的多元流体耦合叠加铀成矿过程：①沉积—成岩预富集阶段;②嫩江末构造反转初始成矿阶段;③古近纪热液流体改造成矿阶段;④新近纪叠加改造阶段。该研究对盆地下一步的铀矿找矿和后期地浸开采具有重要指导意义。     

饱和红层泥岩填料累积变形特性及安定界限研究

最优含水率下红层泥岩作为高速铁路路基填料的适用性已经在西南地区得到了初步验证,但饱和状态下红层泥岩填料的累积变形特性仍不明确。为此,开展了不同围压及动应力下饱和红层泥岩填料的动三轴试验,讨论了围压和动应力对填料累积变形特性的影响。结果表明：不同动应力幅值下,饱和红层泥岩填料的等效模量随振次增加,先迅速减小后趋于稳定。稳定后填料的等效模量具有应力水平相关性,随围压增大而增大,随动应力比增大而呈指数减小。不同动应力幅值下,填料变形可分为塑性稳定型、塑性蠕变型和增量破坏型3种类型。填料应变随振次增加而不再处于稳定阶段的应力状态定为塑性稳定界限应力状态。动应力进一步增加后,填料应变速率发生突增,对应的应力状态为塑性蠕变界限应力状态;塑性稳定与塑性蠕变界限应力状态对应的动应力比均低于静强度,且随围压增加呈指数衰减的规律。基床表层如用红层泥岩作填料,应考虑降雨的影响,并采取排水和改良措施以提高路基稳定性。