尾砂胶结充填体损伤模型及与岩体的匹配分析

分别对灰砂配比为1:4,1:8,1:10和1:12的4种尾砂胶结充填体进行了力学试验,得出了其应力-应变曲线。分析了不同配比充填体变形与破坏特征,用损伤力学建立了4种不同配比充填体损伤本构方程。经验算对比,所建立的损伤本构方程与试验结果吻合。尾砂胶结充填体损伤研究表明,不同配比的充填体表现出不同的损伤特性,充填体配比越低,达到峰值应力时的损伤值越小;峰值应力后,损伤增长越快,破坏过程越突然。根据岩体开挖释放能量与充填体蓄积应变能相近的原则,探讨了充填体与岩体的合理匹配。充填体与岩体的匹配系数与原岩应力、岩体弹性模量、充填体弹性模量及充填体损伤参数相关。为了便于工程实际应用,对充填体力学试验结果进行了回归分析,得出了充填体强度设计公式,并研究了深部矿床不同开采深度所要求的充填体强度。     

红层砂岩纳米级致色剂赋存状态及地质意义——以鄂尔多斯盆地下白垩统志丹群红层砂岩为例

红层是地球上广泛分布且具有特定指示环境意义的沉积物,一般认为在水体氧化环境下形成的赤铁矿胶结物是其主要致色矿物。目前,针对红层致色矿物的研究多停留在矿物识别层面,缺乏对其微观赋存状态及成因机制的深入研究。本文以鄂尔多斯盆地下白垩统志丹群陆相红层为例,采用岩芯- 薄片- 阴极发光- 氩离子抛光扫描电镜的多尺度表征技术,首次揭示了红层砂岩纳米级致色剂——赤铁矿胶结物的微观赋存状态,并在此基础重新探讨了其成因机制。研究发现,红层砂岩致色剂赤铁矿胶结物主要为针状或片状,具有两种微观赋存状态：① 呈包裹型发育在净砂岩的颗粒周缘,单个矿物颗粒长度在500~1000 nm之间,宽度在50 nm以下;② 呈充填型发育在黏土矿物及云母等矿物颗粒的解理缝中,常常顺解理定向排列,受解理缝空间限制,单个矿物颗粒更小,长度一般小于500 nm,宽度在30 nm以下。红层砂岩中赤铁矿的产状和赋存状态表明其为褐铁矿早期脱水形成,在此之后又发育两期方解石胶结物,因此赤铁矿胶结物应主要形成于沉积和浅埋藏期,而非沉积后的抬升期。砂岩中赤铁矿胶结物的形成过程指示了一个干旱内陆沉积背景下大气水氧含量高的环境特征,这同样也是地质历史时期内的冰室状态,说明鄂尔多斯盆地下白垩统志丹群的红层砂岩对研究该时期全球冰室状态也具有重要启示意义。     

江北砾岩碳酸钙胶结特征及物质来源研究

江北砾岩是河流砾石层在地表胶结形成的沉积岩,其胶结物性质及来源问题长期以来倍受人们关注,但研究不深且存在明显争议。本文对岩石薄片和基岩、风化土壤、河成潮土、地下水、河岸滴水、河水、砂砾岩基质的化学成分进行了深入研究。化学分析结果表明,江北砾岩基质CaO含量高达30% , 沿岸出露基岩、土壤CaO 含量达10%左右,是河成砂土的3～ 10倍多,地下水、河岸滴水的Ca2+含量分别达116mg / L、160mg /L; HCO-3 分别为412mg /L、436mg /L,约为河水的3倍。与此同时,大量砂、砾岩薄片观察也表明,江北砾岩胶结物中含有大量的方解石。据此,我们认为江北砾岩胶结物可能主要来源于川江沿岸广泛分布的中生代基岩及其风化壳。      

阴极发光显微镜在碳酸盐岩研究中的应用及其进展

本文介绍了阴极发光显微镜在碳酸盐岩研究中的主要应用及进展。内容包括影响碳酸盐岩阴极发光性质和强度的主要因素,应用阴极发光建立胶结物地层学以及确定成岩作用环境等几方面。     

四川盆地西部须家河组致密砂岩成岩作用与孔隙演化模式

应用各种实验分析手段，对四川盆地西部上三叠统须家河组致密砂岩成岩作用进行研究，找出砂岩结构致密的症结所在；成岩作用与油气的研究，建立起该区致密砂岩成岩作用序列以及孔隙演化模式，为储层、油气藏的形成、研究提供了重要依据和信息。     

塔中40油田东河砂岩储层特征及其控制因素

东河砂岩是塔中40油田的主要产层，根据岩性不同，由上至下可分含砾砂岩段和均质砂岩段，两段储层的储集物性相差很大，其中均质砂岩较好，通过岩心观察储层岩石学戚岩作用和孔隙演化等多种特征研究，认为含砾砂岩段为临滨亚相的产物，均质砂岩段为前滨亚相的产物，这是两段储层物性相差大的重要原因之一．在岩石组份上，含砾砂岩中碳酸盐胶结物的含量比均质砂岩高得多，通过细致的微观特征分析，认为这种碳酸盐胶结物可能是埋藏过程中粘土矿物蒙脱石向伊利石转化，析出的钙、镁、铁等离子与碳酸根离子反应所产生；这些碳酸盐胶结物后被溶蚀形成现今的储层．含砾砂岩段储层较差可能是由于其沉积于临滨环境，源始孔隙度较低，成岩改造后相对更致密，在溶蚀过程中，溶蚀流体通过少，胶结物被溶蚀的少所形成．沉积相和成岩作用中的胶结作用、溶蚀作用是东河砂岩储层发育的主要控制因素．     

鄂尔多斯盆地上古生界碎屑岩硅质胶结物形成机制及其对储集层的影响

以石英次生加大边、孔隙充填式的石英晶体形式赋存的硅质矿物是鄂尔多斯盆地上古生界储集层 砂岩中最为重要的自生矿物之一,平均含量达3.8%,这在众多含油气盆地中是极少见的。对于鄂尔多斯盆地上 部地层如石千峰组和石盒子组来说,同期火山物质的蚀变是形成硅质胶结物的主要原因之一;山西组与上部地 层石千峰组和石盒子组相比,具较高的硅质胶结物含量且常与高岭石相伴生,同时砂岩中的长石含量很低,这 种现象说明,长石等易溶硅酸盐组分在有机酸的溶解下释放的硅提供了形成硅质胶结物的物质来源。早成岩期 相对浅埋深条件下形成的硅质胶结物增加了岩石的机械强度和抗压强度,对砂岩储集空间的保存具有积极意义, 因而应属于保持性成岩作用,对储集层的影响是中性-正面的。     

陕北晋西砂黄土的胶结物与胶结作用研究

在野外调查的基础上,采用SEM、XRD、土壤物理和土壤化学等方法,对陕北晋西12个县市的48个马兰黄土样品进 行了全分散法粒度组成测定、聚集体分析以及黄土胶结物组成的测试分析。结果表明,砂黄土中的粘土矿物和超细碳酸盐、 游离氧化物和有机质等胶结物质主要是以聚集体包膜的形式存在于碎屑颗粒表面,并构成砂黄土骨架间的结构联结,具有弱 胶结特性。砂黄土中粘土矿物和有机质为非水稳性胶结物质,仅在干燥状态具有较弱的胶结作用;黄土中的CaCO3呈粗颗粒 骨架和细分散超细碳酸钙两种形式存在,并分别起着骨架作用和胶结作用,超细碳酸钙为不可逆的胶结材料,在聚集体形成、 保存以及聚集体与碎屑颗粒之间的联结方面发挥着重要作用;非晶质游离氧化物(SiO2、Fe2O3、Al2O3)含量虽低,但由于他们 是以薄膜形式分布在颗粒表面,在黄土胶结作用中也是不可忽视的,并与上述各种胶结物共同起作用。通过统计分析认为, 凝聚系数可以较好地反映黄土的胶结程度,成为联系黄土胶结特性与黄土物理力学性质之间的桥梁。黄土胶结物组成及其 胶结机理的研究不仅有助于深化砂黄土工程特性的认识,而且对揭示黄土高原表生地球化学环境具有重要意义。     

柴达木盆地切6井储层流体包裹体特征和油气成藏史

本文通过柴达木盆地切克里克凹陷中切6井的流体包裹体特征研究,探讨了该区的油气成藏史.切6井中石英加大边、方解石胶结物等成岩胶结物中的盐水包裹体均一温度为80.1～96.2℃,推测储层砂岩成岩作用应是刚进入中成岩A阶段.切6井储层砂岩中共有两期烃包裹体:第一期为灰黑色液烃包裹体,第二期为浅褐灰色气液二相烃包裹体.第一期在储层中已形成具工业价值的油藏.结合柴西地区新生代以来的构造演化,推断切6井原油在中新世(N12)成藏于古近系圈闭和基岩裂缝中;凹陷带和盆地内部构造接受喜马拉雅中晚期的两期成藏,更有利于油气由下向上的运移.     

典型冰水堆积体浪蚀作用下变形破坏机制研究

大渡河中游沿岸中海拔地区广泛分布的一层冰水堆积体大多具有较为密实的结构和一定程度的胶结, 在风浪作用下的变形破坏机制与其他堆积体存在较大差别。通过对某电站库区高速公路冰水堆积路基岸坡调查和试验分析认为, 该冰水堆积体属级配良好的含细颗粒的粗粒～巨粒混合土, 颗粒之间嵌合紧密, 一般呈中密～密实状, 具有不同程度的泥质、钙质胶结, 其强度明显较其他松散堆积体高。通过采用地质过程定性分析和有限元半定量评价相结合的手段对该冰水堆积体在风浪作用下的变形破坏机制进行了分析和研究, 认为该类冰水堆积体在风浪作用下主要表现为淘蚀- 坍塌型失稳模式。