钾铵基聚合物泥浆在大同煤田复杂地层钻进中的应用

煤田地质钻探中,白垩系卵石层、多层采空区及泥岩地层是一大钻进难题。一是上部长孔段砂卵层胶结松散,易垮塌;二是下部泥岩水敏性强,膨胀性大,节理裂隙发育,极易产生缩径、造浆及不同程度的渗漏;三是多层采空区的护壁问题。针对这些问题,在大同煤田复杂地层钻进中,经反复实验选用了钾铵基聚合物低固相泥浆。实践证明,采用钾铵基聚合物低固相泥浆,可有效防止孔内坍塌、掉块、缩径,预防孔内事故,提高钻进效率,降低成本,达到了正常的钻进目的。     

基于钻孔岩心观测的煤田构造研究

含煤岩系钻孔岩心上常见的变形构造现象有褶皱、节理、断层等,它们对分析研究区煤田构造有着重要的意义。含煤岩系钻孔岩心中变形构造的描述,包括岩层产状、岩石变形结构、变形构造(连续变形和非连续变形)等内容。通过对构造现象的观测,获得定量数据,并对比不同钻孔的特征,为分析煤田构造特征提供依据。     

大同矿区口泉沟南地下水资源的合理开发研究

矿山地区一方面采矿存在着水患,另一方面又因疏干排水而使日常生活缺水。目前我国有关矿区供排结合的实例并不多见。以大同矿区口泉沟南为例,分析了该区的地质、水文地质条件,并用数学模型的有限元法评价了地下水资源的允许开采量。同时提出和论证了最佳开采方案。     

大同新生代火山岩浆的快速喷发——来自橄榄石地幔捕掳晶的证据

量化研究幔源岩浆从源区运移至喷发或者侵位的时间尺度，对理解基性岩浆作用具有重要意义。然而，对于岩浆的喷发和就位的时间尺度研究仍缺乏有效的约束，位于我国华北克拉通北部山西大同新生代火山岩群是理想的研究地区。本文以该火山群～0.2 Ma喷发的神泉寺碱性玄武岩为研究对象，重点研究其中携带的地幔橄榄石捕掳晶来约束喷发前的时间尺度。通过对其开展详细的矿物化学研究，发现地幔捕掳晶核部的Fo值高达97.7,为极富镁橄榄石，结合其极低的Ca、Mn和Ni含量特征，认为它们捕获自被交代的地幔橄榄岩。另外，地幔橄榄石捕掳晶发育明显的CaO成分环带，表明其在地壳岩浆系统内经历了复杂的岩浆演化过程。地幔橄榄石捕掳晶反应边宽度变化很大，说明它们在源区被捕获时及在运移过程中经过了多次破碎过程。橄榄石捕掳晶最边缘的Fo值为70左右，平衡计算表明它们在边部已与主岩浆(碱性玄武岩)达到平衡。Fe-Mg元素扩散计时结果显示，橄榄石地幔捕掳晶仅在岩浆中滞留了几个月的时间。对于40～70 km的岩石圈地幔厚度来说，岩浆平均上升速率最快可能超过500 m/d。