一种新型静力触探系统在滩浅海工程地质勘查中的应用

滩浅海地区由于其地理环境的特殊性,在工程地质勘查中一直缺乏经济、有效的原位测试手段。本文介绍了一种新型的滩浅海静力触探系统（CPtss）,包括设有贯入装置与液压装置的主体设备和设有充气装置、真空发生装置以及系统控制装置的附属设备,其测试方法包括：主体设备由船拖至目标点位靠自重沉入海底,以液压贯入方式测试海床以下土体的强度,获得触探头强度测试参数。利用该系统在黄河水下三角州开展了现场试验测试,得到了海床土的锥尖阻力、侧摩阻力及摩阻比随深度的变化曲线,在此基础上获得海床土的地基承载力特征值,并对该海域的海床成层性特征进行了初步探讨。该系统运行稳定,操作简单,且具有海上连续走航测试的特点,在今后滩浅海工程地质勘查中具有很好的应用前景。     

西藏主要含煤岩系及其成煤环境初探

西藏煤系分布广泛,本文通过对西藏煤系的初步研究,主要从煤系地层、岩石组成以及煤系沉积特点三个方面对马查拉煤系、妥坝煤系、土门煤系、多尼煤系四个主要的西藏煤系进行初步探讨.认为马查拉煤系的沉积环境属浅海-海陆交互相沉积,妥坝煤系不仅具有海陆过渡相之滨岸三角洲带-碎屑潮坪-潮坪泻湖相沉积,还具有滨岸碳酸盐潮坪-碳酸盐台地的滨海-浅海清水沉积的特征,土门煤系则是下部以浅海相沉积为主,中部以海陆交互相沉积为主,上部以陆相沉积为主,多尼煤系则是滨海与海陆过渡相沉积.     

黔东北地区铁丝坳组—大塘坡组细粒沉积岩高精度层序地层特征和充填演化模式

南华系大塘坡组是一套优质烃源岩和潜在非常规油气储层,具有重要的地史研究和油气勘探意义,然而关于其沉积过程及高精度层序地层方面的研究还较为薄弱。作者以黔东北ZK513井岩心描述及薄片观察为主要研究手段,运用了新的细粒沉积物的分类标准,精细划分识别了以石英砂岩、含砾泥质砂岩、灰色泥岩、灰色含砾砂质泥岩、灰色泥质砂岩、黑色炭质–硅质砂质泥岩、黑色含砾炭质–硅质泥质砂岩、灰色石英砂岩、黑色锰质泥岩、黑色泥质粉砂岩、黑灰色泥质粉砂岩、灰黑色泥质粉砂岩、灰色粉砂质泥岩、灰白色泥岩为代表的14种岩相。并根据岩相组合特征识别了陆棚内盆地、深水陆棚、浅水陆棚3种沉积相,以及前滨、冰海浅水陆棚、陆棚内富锰盆地、陆棚内深水盆地、陆棚内盆地边缘、深水陆棚、浅水陆棚7种沉积亚相。据岩相、沉积相分析,认为陆棚内盆地相内LF9黑色锰质泥岩、LF10黑色泥质粉砂岩为烃源岩的有利相区和层段。通过对岩相、沉积相的研究,识别出5个三级层序SQ1—SQ5,以及4个三级层序界面SB1—SB4;在三级层序内部,根据岩相叠加样式并结合沉积构造定量化统计,总结出4种典型的准层序类型,根据准层序的叠加形式识别了三级层序内部若干准层序组,进而识别出5个海侵(TST)—高位(HST)体系域旋回及内部的5次最大海泛面MFS1—MFS5,进而建立单井层序地层格架。综合ZK513井和研究区其他井岩相、沉积相、层序等资料,通过连井对比,建立了黔东北大塘坡组一段沉积期充填演化模式,预测了研究区内有利相区陆棚内盆地的分布,以及相区内富有机质层段LF9—LF10的展布模式。

     

基于空间语义的地质剖面自动连接算法

地质条件的复杂性决定了地质剖面图完全自动连接的准确性较低。提出一种基于空间语义关系的空区域搜索算法,通过人机交互方式将专家知识应用于剖面连接过程,实现了融合人工编辑的剖面自动化连接方法。该算法通过读入交互结果获得专家知识,在此基础上对剖面地层进行自动化连接。通过语义分解的策略,可以针对实际情况任意组合需要的连接命令。     

西南煤系地层山区采动型崩滑灾害研究关键问题

文章在分析采矿型崩滑灾害发育特征的基础上,得出西南煤系地层山区地下采动型崩滑灾害常发生在层状碳酸盐岩与碎屑岩地层组成的褶皱翼部和核部的陡崖带上,与地形地貌、地层结构与地下采矿工程活动等因素关系密切,并指出薄矿层开采诱发大型山体崩滑灾害的具体过程：①采空后覆岩顶板塌落—覆岩顶板离层,采空区上覆岩层内部及层间自下而上应力传递;②地下水运移通道形成,并加快更大范围岩体结构破坏及扩展,加速了岩体结构面的松动与破坏;③上覆岩层不均匀沉降导致坡脚压裂,山体大型岩体结构面逐渐拉剪或压剪变形扩展,最终山体发生累积损伤与大规模崩滑灾害。此外,传统经验公式的计算方法对此类采矿型崩滑灾害已不适用,建议开展西南煤系地层山区地质结构与地下采动诱发崩滑灾害的相互作用关系、薄矿层采空区上部山体累积断裂损伤—岩体松动、裂隙扩展-岩溶管道流、裂隙流变化的链式响应机制、地下采动型崩滑灾害评价方法等关键科学问题的研究,以推动采矿型地质灾害防灾减灾工作的发展。     

鄂西宜昌地区寒武系常规、非常规天然气显示及勘探意义

鄂西寒武系具有良好的油气成藏条件,但由于地层时代早、经历构造运动次数多,勘探成果不理想。近期在宜昌地区寒武系水井沱组获得页岩气流,并在寒武系天河板组、石龙洞组等多套层系获得了天然气显示,表明鄂西宜昌地区是寒武系页岩气、天然气的有利勘探区。以储集层为核心划分出水井沱组页岩气、天河板组-石龙洞组常规天然气成藏组合。寒武系水井沱组页岩生烃潜力大、含气性高,以页岩中的有机质孔和微裂缝作为储集空间,构成自生自储的页岩气藏;水井沱组页岩气测试获工业气流,气体组分中甲烷含量超过90%。宜地2井天河板组发生井喷,气体成分以甲烷为主,储集空间主要为半充填状裂缝和溶孔,地层水为氯化镁型,保存条件中等。石龙洞组砂屑云岩储层具有累计厚度大、低孔中低渗并局部发育高孔渗段的特点。以水井沱组富有机质页岩为烃源岩,以天河板组灰岩裂缝和石龙洞组白云岩孔洞为储集空间,以覃家庙组含膏云岩和云质膏岩为盖层,组成垂向供烃的生储盖组合。油气成藏演化史分析表明,寒武系烃源岩在早志留世开始生油,早二叠世开始生气,晚三叠世达到生气高峰期,经历了多期次构造运动的改造,现全部转化为气态烃。宜昌地区为页岩气有利区,也是天河板组-石龙洞组常规天然气勘探的有利区。上述认识对鄂西地区寒武系天然气勘探领域的拓展具有重要指导意义。     

西湖凹陷平湖组碳酸盐胶结物形成机制及其对储层的影响

碳酸盐胶结物是西湖凹陷平湖组储层砂岩中含量最多,对储层质量影响最大的自生矿物。通过岩心观察、薄片鉴定、阴极发光、元素成分分析及碳氧同位素分析结果表明,西湖凹陷平湖组储层砂岩中碳酸盐胶结物的主要矿物类型是方解石、铁方解石、白云石和铁白云石,偶见菱铁矿。碳酸盐胶结物的碳同位素（δ¹³C）值分布范围较集中,为-7.80‰～1.40‰,平均值-2.11‰,氧同位素（δ¹⁸O）值整体偏负,为-19.26‰～-9.99‰,平均值-13.79‰。据胶结物碳氧同位素分析恢复古盐度Z值及测算古地温判断碳酸盐胶结物的成岩流体主要为淡水水体,存在部分海水的影响;碳主要来自湖相碳酸盐岩溶解的产物和有机质成熟过程中排放的有机酸。不同类型和时期形成的胶结物对储层影响不一,白云石和大部分方解石形成在中成岩B期堵塞喉道,对储层起破坏作用,但成岩早期靠近不整合面受到了大气淡水影响的方解石对储层影响是保持性的;而埋深较浅,形成温度低的铁白云石对储层起建设性作用。     

旋转触探数学模型及其试验分析

通过对旋转触探用双螺旋探头的受力分析,建立了螺旋探头的贯入阻力和扭矩与贯入速度和转速,以及岩土的力学性能参数间的数学模型。结合数学模型和试验数据对旋转触探技术的影响因素进行了分析,为设计探头结构和进一步理解该技术的力学机理提供了理论依据。     

苏州软弱敏感层的土体微观结构定量分析

本文结合苏州城市地质调查工作,综合考虑沉积时代、成因类型、沉积环境及土性特征等要素,对东部堆积平原区进行了工程地质层组划分,并对城市地质体的关键持力层组和软弱敏感层进行了判识。采用自由活塞薄壁取样器和冷冻掰断-黏贴法,制作了用于微观结构分析的土样。基于扫描电镜图像的处理分析,对苏州软弱敏感层的软土微观尺度结构特征进行了对比研究,得到了原状土天然状态下的微观结构类型,颗粒排列的定向特征,颗粒偏心度,定向概率熵等量化指标。研究表明:苏州软弱敏感层的颗粒长轴与水平x轴的夹角分布区间较为集中,土体的各向异性程度相对较低; 滨浅海相沉积环境以及晚第四纪以来海侵、海退的水动力作用导致⑦层软土的定向概率熵和颗粒偏心度在(0.6,1.0)区间内的分布概率值较高。上述工作为深入理解其基本工程性质,建立土体沉积环境、微观结构与宏观工程特性的联系提供了重要的试验依据。     

PDCA在标准贯入试验质量管理中的应用

铁路工程地质勘察钻探量巨大,钻探管理存在漏洞,导致许多假标贯击数,影响地质人员对地层的判断,造成不良后果。为提高工程地质勘察质量,以长益常城际铁路勘察为工程背景,用PDCA模式管理方法,对标准贯入试验进行过程控制。依据相关规范,比较标贯击数与土样液性指数所对应的塑性状态,真实度约为79.5%,该方法可供同类工程参考。