川西龙门山前陆盆地南段前缘砾石层成因及青衣江演化过程:基于宇宙成因核素^(26)Al/^(10)Be埋藏年龄

四川西部(川西)龙门山前陆盆地自中新世以来发生强烈隆升,形成了陡峻的地形梯度带。在紧邻龙门山断裂带的四川盆地堆积一系列砾石层,其中包括名邛(名山—邛崃)砾石层、丹思(丹棱—思蒙)砾石层。名邛砾石层、丹思砾石层为古青衣江堆积砾石层,是古青衣江改道的产物,也是探究青衣江演化及该地区古环境变化的良好对象。基于龙门山前缘地区野外调查和名邛砾石层、丹思砾石层的宇宙成因核素^(26)Al/^(10)Be定年测试,发现名邛砾石层埋藏年龄为(0.6089±0.0187)Ma,丹思砾石层埋藏年龄为(0.2180±0.0941)Ma,由此推断名邛砾石层形成时间为早更新世晚期—中更新世早期(Q_(1)^(3)—Q_(2)^(1)),丹思砾石层形成时间为中更新世中期(Q_(2)^(2))。结合前人研究结果分析,两套砾石层分别对应于深海冰心δ^(18)O曲线和中国黄土序列曲线,都形成于温暖的间冰期。结合前人对该地区的砾石成分、砾径、砾向统计分析和古流向分布等研究,认为青衣江水系经历三次主要的改道事件,早期的青衣江由雅安往北北东方向流向建山,随着熊坡背斜的隆起和名邛台地的持续抬升,由南西-北东流向的青衣江被迫在草坝东南方向切断熊坡背斜从而改道南东方向。

长江砾石层及其区域对比

长江中下游干支流广泛发育早更新世古砂砾石层堆积,如长江支流发育雅安砾石层、白沙井砾石层,干流沿线则发育宜昌砾石层、阳逻砾石层、九江砾石层、安庆砾石层和雨花台砾石层等“长江砾石层”,这些砾石层的时代均为早更新世而不是中新世或上新世。此外,南京及六合地区广泛发育中新世或上新世有玄武岩夹层的洞玄观组、六合组和黄冈组等含砾砂泥岩。长江砾石层及其与南京地区的中新世/上新世含砾砂泥岩的划分与对比,是长江贯通机制及其时限这一重大科学问题研究的重要基础。

大北1202井巨厚砾石层钻井提速技术探讨

针对山前构造盐上巨厚砾石层地层可钻性差、地层倾角大和稳定性差,造成单趟进尺少、井身质量控制难度大、钻头损坏严重和事故复杂时率高等技术难题,开展盐上巨厚砾石层钻井提速技术研究,通过建立地层可钻性分级模型、优选钻具组合和强化钻井参数等技术措施,确保大北1202井上部巨厚砾石层安全快速钻进,有效控制井身质量,砾石层段钻速创区块最优指标,为后期该区块砾石层钻井提速提供了借鉴。

皖南厚砾石层覆盖区页岩气地震勘探方法应用与效果

皖南地区地形多为山间盆地与河谷平原,中浅层多为山前冲积物,沉积较厚的卵砾石层。卵砾石地层区地震勘探成井难度大,地震勘探激发、接收效果差,向来被视为地震勘探的“禁区”。针对此类地形存在的问题,采用多种措施,保证了成孔深度及采集质量,合理选择有利的激发参数,加强资料采集、处理监控措施,取得了良好的地震勘探效果。

基于颗粒流计算的砾石层HDD导向孔水平段孔壁变形研究

水平定向钻进技术在城市管线铺设中应用越来越广,砾石作为松散颗粒的集合体,在进行导向孔钻进时,往往由于颗粒结构扰动而易发生变形甚至塌孔,但颗粒在钻进过程中的力学行为规律仍不明晰。本文利用颗粒流程序建立三维砾石模型,并分段进行有和无泥浆护壁导向孔水平段钻进模拟。通过在导向孔周围布设测量球,对导向孔周围颗粒变形特征进行研究。结果表明:孔壁失稳表现为上部颗粒相互嵌固形成“压力拱”,压力拱下部松散颗粒率先掉落,伴随着压力向两侧和底部传递,下部和侧向颗粒协调变形直至收敛。压力拱在后续钻孔扰动下,由于侧向约束的消除,压力拱向顶部扩展,产生更多的松散颗粒进入钻孔范围,最终导致塌孔。泥浆可以较好的约束松散颗粒的顶部掉落,维护压力拱的侧向约束。实际工程中应量化泥浆指标,选择合理的泥浆而避免塌孔事故发生。

基于GIS侏罗系3-1煤层顶部砾石层隔水性评价

鄂尔多斯盆地煤炭资源丰富,侏罗系煤层开采过程中顶板砂岩水害威胁矿井安全生产,而煤层顶板上覆砾石层的隔水性能对于采掘过程防治水工程和顶板管理有着重要影响。本文以泊江海子矿二盘区3−1煤层顶部砾石层为对象,采用GIS信息与层次分析方法相融合,建立了多因素影响下的多层次煤层顶板砾石层隔水性预测模型,对开采前后影响砾石层隔水性的7个和9个指标进行评价分区。结果表明,3−1煤层开采会导致砾石层隔水性相对减弱,盘区西翼由采前大范围隔水性较强和中等区域变为隔水性弱和较弱区域,且范围向四周扩散增大;东翼隔水性强区和较强区范围大幅缩减,且部分区域减弱为隔水性中等区;中部所受影响较小,隔水性鲜有变化。为泊江海子3−1煤层和鄂尔多斯盆地北缘侏罗系煤层开采水害防治提供理论指导。

新疆叶尔羌河某水电站深厚砂卵砾石层坝基承载力及变形特性原位试验研究

针对新疆叶尔羌河某水电站深厚砂卵砾石覆盖层坝基,采用刚性承压板法开展原位承载力及变形试验研究,采用直径为50 cm和75 cm的承压板分别开展试验,试验结果表明:冲积形成的深厚密实砂卵砾石层具有相当高的承载能力,加载至3 MPa以上仍未出现较明显的破坏现象,且比例界限并不明显,判断其承载力特征值需要结合试验曲线及沉降与承压板直径之比即S/d值进行选取。采用不同直径的承压板试验所得到的加载曲线未表现出明显不同,获得的变形模量在同一水平,表明在一定尺度范围内承压板直径对试验结果影响不大。

全套管全回转旋挖灌注桩施工技术在超厚砂夹砾石层地质中的应用

舒城县人民医院新东区扩建项目的桩基为大直径扩底端承灌注桩,穿过最厚厚度达8.5m的砂夹砾石层。本文采用全套管全回转钻机压入套管,旋挖钻机取土,成像可视化辅助清理沉渣,解决了易塌孔、成孔质量差等难题,确保了桩基施工质量,提高了施工效率,为类似地质条件下工程桩基提供了借鉴。

砾石层异型齿PDC钻头的设计及现场试验

塔里木盆地库车山前盐上砾石层发育,砾石含量高、粒径大、抗压强度高,地层可钻性差,钻速慢,井下复杂多。为此,文章针对山前盐上大段砾石层进行了地层砾石层特征和钻头失效模式分析,并在此基础上进行了PDC钻头的异型齿结构设计、优化布齿及冠部形状等设计,形成抗冲击、强攻击性的异型齿PDC钻头设计方案,从而提高了PDC钻头的抗冲击、抗涡动及破岩效率,有效扩大钻头在砾石层中的适用范围。钻头在山前高含砾地层进行了现场试验,取得了优异的应用效果,单只钻头平均进尺达到530 m,平均机械钻速达到4.28 m/h,同比邻井在该地层钻井效果最好的10只PDC钻头的单只钻头进尺提高了42%,平均机械钻速提高了52%,成功解决了塔里木盆地库车山前盐上砾石层钻井的低机械钻速及短进尺的问题。

砂卵砾石层地下连续墙成槽护壁泥浆的研制

在砂卵砾石层进行地下连续墙施工时浆液漏失严重、槽壁垮塌频发、工程成本陡增,传统膨润土泥浆已很难满足工程要求。在理论分析的基础上进行试验研究,对天然粘土泥浆进行综合改性以研制新型护壁泥浆解决砂卵砾石层地连墙槽壁坍塌问题。通过优选试验确定基础改性剂CN-1以改善其悬浮稳定性问题,在此基础上进一步筛选得到提粘护胶剂(CG-14S)、协同封堵剂(DFD-2)对其综合性能指标进行改进,通过正交试验确定优化配方并进行性能与成本评价,同时分析了其改性过程与护壁机理,并进行了现场试验,最终研制出一种可应用于砂卵砾石层地连墙施工的改性粘土护壁泥浆,即15%天然粘土+0.2%CN-1+0.4‰CG-14S+0.5‰DFD-2。研究成果为解决复杂地层地连墙施工槽壁垮塌问题提供了新的选择。

西部巨厚砾石层地区三维地震勘探技术的应用

新疆戈壁滩砾石层厚度超200 m,地震反射波在砾石层中能量衰减严重,煤层层数多、间距小、厚度薄、倾角大,地震地质条件复杂,气候条件恶劣。采用可控震源进行三维地震勘探,必须采取相对应的技术措施才能完成地质任务。本次地震勘探数据采集优选观测系统,采用了适合在厚砾石层中激发、接收的技术措施,取得了真实、可靠、品质较高的野外原始地震勘探数据。数据处理重点抓住静校正、去噪、反褶积、叠前偏移等关键技术环节,获得了信噪比较高、分辨率较高的三维数据体。地质成果经钻孔验证精度满足规范要求。该勘探技术取得了较好的效果。

大渡河中游流域深厚砾石层沉积特征与渗透特性

大渡河中游流域广泛分布一套物质组成复杂、沉积环境多变且工程地质性质特殊的深厚砾石层,其渗透性是制约沿线基础建设活动的关键问题之一。通过野外颗分试验和室内外渗透试验,分别从渗透系数计算、水流流态、渗透性与沉积特征关系等方面对该地区深厚砾石层展开研究。研究结果表明:研究区域的砾石层主要由碎块石及角砾土组成,有效粒径和不均匀系数较大。试验中水在较小的水力坡降下以层流方式运移,符合达西定律;在较大水力坡降下渗透表现为层流-紊流过渡阶段,此阶段渗流速度与水力坡降成幂函数关系,两个阶段渗透系数均可采用提出的经验公式估算。研究成果可为研究区深厚砾石层渗透系数计算和渗透性强弱判定提供参考。

乐安油田草20区块卵砾石层钻井技术难点与对策

乐安油田草20区块普遍存在卵砾石层,这种地层具有胶结性差、结构松散、易垮塌掉块等特点,给钻井施工带来很大困难,事故频现,从而导致钻井周期长、成本高[1]。通过草20-平202井组钻井实践发现,选用聚合物—膨润土防塌防漏钻井液体系,能提高携岩性,减少砾石层的掉块;配套短起下、倒划眼等技术措施,能够实现卵砾石层安全、快速钻进目的,对类似区块钻井施工具有一定的借鉴作用。

松散砂卵砾石层桩基泥浆性能优化试验研究

传统膨润土泥浆松散砂卵砾石层桩基施工时常面临抗污染性能差、性能调节困难的问题。基于此,对传统膨润土泥浆性能进行优化改进,在理论分析的基础上进行试验研究。首先以松散砂卵砾石层地层结构特点为导向,同时参考类似工程实例,对成胶剂、增粘剂、封堵剂等一系列处理剂进行筛选优化,再通过正交试验得到所改良的护壁泥浆的优化配方,并进一步对改良泥浆优化配方的抗污染性能、性能可调性进行了评价。研究过程对松散砂卵砾石层膨润土泥浆的应用现状提出了新的思考,同时对传统膨润土泥浆的改性研究具有一定的参考意义。

宜昌砾石层重矿物组合特征及物源示踪分析

广泛分布于宜昌至枝江-松滋-带的宜昌砾石层，对江汉平原乃至长江中游的地层划分、地貌演化、古环境变迁以及长江的形成与演化等研究具有重要意义。本研究在课题组前期研究的基础上，以本区内最具代表性的6个剖面为研究对象，对0．125～0．063mm粒级粉细砂质沉积物的重矿物特征进行了分析，结果显示宜昌代表性剖面砾石层细颗粒粉砂质沉积物的重矿物组合基本一致：锆石-绿帘石-白钛石-赤褐铁矿-钛铁矿-磁铁矿。源一汇分析表明，重矿物组成所指示的源区原岩类型除了三峡地区的还有长江三峡以西的金沙江、岷江、嘉陵江及乌江流域；经与长江及江汉平原西缘各河流的重矿物组合比较发现，宜昌砾石层的稳定重矿物组合特征与现代长江河漫滩和低矮阶地沉积物的重矿物组合一致。综合分析认为宜昌砾石层是于早更新世长江贯通三峡时形成的冲积扇，结合前人对宜昌砾石层形成时代的研究，推断三峡贯通的时间应该在1．0MaBP左右。

宜昌砾石层的沉积环境及地貌意义

宜昌砾石层上覆中更新世网纹红土,下伏白垩纪红层,共有22个岩性层组成,总厚超过100m。通过对宜昌地区剖面出露砾石层的沉积相分析表明,善溪窑和云池剖面由下至上出现冲积扇扇中-扇根亚相;李家院剖面与上述两剖面间有沉积间断,由下至上出现冲积扇扇端-扇中亚相。粒度分析也证明了该砾石层中的砂体属冲积扇中的辫状水道沉积,与沉积相分析所得结论一致。研究认为,宜昌砾石层具有典型的冲积扇沉积环境特征,主要为冲积扇扇顶部分。该冲积扇在宜昌东南地区如此大规模的发育,显示其形成时具有强大的水动力条件,通过对其形成的地貌环境意义进行探讨,初步认为,该冲积扇为长江三峡贯通的产物。据前人研究推断,宜昌砾石层的形成时代应该在1.08～0.73MaB.P.,三峡贯通应在1.0MaB.P.之前。

云南丽江地区大具盆地早更新世金沙江砾石层的发现及其意义

报道了云南大具盆地北部金沙江下渡口西岸的2层早更新世金沙江砾石层,它们分别位于盆地底部的冲、洪积砾石层的底部。该砾石层的砾石分选与磨圆很好,局部被钙质胶结,成分复杂,大部分为本地所无,表明其应为金沙江长距离搬运而来。该砾石层的钙质胶结物和钙质砂层2个样品的ESR年龄测定结果分别为1950±230kaBP和1770±160kaBP,属早更新世。对比其上游四川德格含下更新统汪布顶组哺乳动物群的金沙江第五级阶地砾石层和下游四川攀枝花金沙江沿岸伏于中、晚上新世湖相沉积昔格达组之下的分选与磨圆良好、成分复杂的河流相砾石层,表明在早更新世甚至上新世时期,金沙江已经贯通。

念青唐古拉山主峰地区第四纪砾石层砾组分析

通过对念青唐古拉山脉主峰地区的第四纪砾石层的砾组分析 ,作者从基岩地层和砾性分析、砾度和砾态分析中 ,阐述了念青唐古拉山脉北坡和南坡不同成因的第四纪砾石层的来源、成因及搬运方式。念青唐古拉山主峰地区的 3次冰期砾石层中 ,每次冰期的冰碛物中的砾石在岩石成分、砾度、球度、风化程度上都有明显差异。这种差异反映了青藏高原隆升过程中对念青唐古拉山不同岩石的剥蚀作用。

宜昌地区砾石层的磁性特征与物源分析

分布于宜昌-宜都-鸦鹊岭-枝江一带的宜昌砾石层,是江汉平原边缘丘陵区厚度最大的第四纪沉积物,对地层划分、环境演化及长江形成等研究具有十分重要意义。通过对代表该砾石层完整沉积序列的善溪窑剖面(上段)、云池剖面(中段)与李家院剖面(下段)的磁学特征分析发现,从云池剖面距底部9m处向上,磁化率和磁化参数F_(300mT)等均明显高于其下部分,具体为:1)下部磁化率平均值为28×10^(-3)m^3/kg,而上部磁化率平均达到170×10^(-8)m^3/kg;2)云池剖面距底部9m处以上主导砾石层剖面磁性特征的物质以低矫顽力的亚磁铁性矿物为主,而以下却含有更多的高矫顽力磁性矿物(如赤铁矿);3)善溪窑和云池砾石层的亚磁性物质颗粒要粗于李家院样品。初步分析认为,上述磁性差异主要是物源变化引起的,距云池剖面底部9m以下的砾石层物源主要为鄂西山地,从云池剖面9m开始有四川以西的物质进入江汉平原,表明此时三峡已经贯通。根据已有的测年资料,推测长江贯通三峡的时间大约为1.0～1.1MaB.P.。

武汉阳逻砾石层砾石统计分析研究

阳逻砾石层是长江中下游新生代的一个重要的岩石地层单位,不仅具有重要的地层学意义,在长江中下游古地理和古环境研究中也具有重要价值。砾石统计分析可为阳逻砾石层研究提供重要参考。阳逻砾石层砾石统计分析表明,砾径主要是中粗砾和粗砾;砾向主要是北西和南西方向;砾性主要是石英砂岩、脉石英、硅质岩、石英岩、砾岩和砂岩;砾态主要表现是磨圆度好。由此分析认为阳逻砾石层可能为远源物质,来源方向主要为北西和南西;一个可能是来源于长江的干流以上,另一个可能是来源于长江支流倒水的上游大别山南麓;阳逻砾石层沉积时水动力条件较强,且在不同的时期沉积环境不一样。