川东飞仙关组鲕粒滩岩性识别及其分布特征

【目的】为解决针对川东海槽南段西侧、台内等地区飞仙关组岩性变化不明确等问题。【方法】综合利用岩心、薄片、钻录井等多元地质数据对飞仙关组岩性类型及特征进行研究,提出以机器学习为基础的岩性测井智能识别方法,解决了老区岩性精细识别的技术难题,揭示了区内飞仙关组鲕粒滩岩性、分布及演化规律。【结论与结果】(1)飞仙关组主要由泥岩、泥晶灰岩、泥质灰岩、鲕粒灰岩、鲕粒云岩、泥晶云岩、膏质云岩、膏岩等岩性组成;(2)对比发现,改进的梯度提升决策树算法即随机梯度提升决策树(SGBDT)构建岩性模型优于其他算法,更适合碳酸盐岩复杂岩性识别;(3)鲕粒灰岩集中发育于开江—梁平海槽以南地区的飞一段—飞三段时期,鲕粒云岩集中发育于飞二段时期且分布分散;(4)区内鲕粒滩分布差异明显,飞一段时期主要发育于台地古地貌高点和台地边缘,飞二段时期多发育台缘鲕粒滩,少量发育台内古地貌高点鲕滩和点滩,飞三段时期主要发育台内点滩。

基于深度学习的鲕粒智能检测与特征统计

鲕粒是一类特殊的沉积颗粒,其分布的疏密程度、粒径大小等信息可以直观地反映形成环境的水深以及水动力条件,具有重要的地质意义。在地质学中,通常将鲕粒岩石标本磨制成岩石薄片,并依靠专业人员在显微镜下观察来获取鲕粒含量、圆度、径粒大小等数据的估计值,存在着计算量大、成本高、周期长、人力投入大等缺点,而且该方法受主观因素影响较大,不同专家得出的结果也不尽相同。针对上述问题,本文提出了基于深度学习的鲕粒智能检测与特征统计方法,主要采用YOLOv5检测模型对鲕粒岩石薄片显微图像进行检测,并在YOLOv5网络主干部分添加轻量级的SE-Net通道注意力机制模块来提升检测性能;其次,本次使用DIoU-NMS替换NMS方法,改善图像中鲕粒分布拥挤时的漏检问题。实验证明改进后的算法最终精确率达到了98.8%,比原算法提升了1.3%。最后利用图像处理技术,对检测结果进行量化统计和分析,得到图像中鲕粒含量、圆度信息、粒径大小的统计结果直方图,为地质工作人员进行相关工作提供了极大的便利。

豫北卫辉地区寒武系馒头组含铁鲕粒的特征及形成机制

鲕粒灰岩是寒武纪重要的碳酸盐岩沉积类型之一,其以方解石质和白云石质鲕粒最为常见,成因已有诸多研究。然而,含铁鲕粒灰岩或铁鲕岩在寒武纪却很少见有报道,该类鲕粒的形成机理仍不清楚。基于此,文中综合运用沉积学与沉积古地理、矿物学和地球化学方法,对豫北卫辉地区馒头组的含铁鲕粒进行了详细的分析。研究区含铁鲕粒包括微亮晶含铁鲕粒和亮晶铁质鲕粒2类,形成于晋豫局限海鲕粒浅滩与滩后微生物丘礁的过渡地带。地球化学测试和显微观察表明含铁鲕粒中的铁矿物为形态不规则且发育锯齿状边缘的赤铁矿自形晶体,未见其他含铁矿物;样品的主量元素Ca、Fe、Al和Si含量较高,且Fe与Al元素之间有显著的正相关;微量元素呈现与地壳类似的丰度和变化规律;稀土元素总量较高,总体偏向于轻稀土相对亏损、重稀土相对富集且无明显Eu异常;这些特征说明含铁鲕粒的含铁矿物来自陆源。矿物学和沉积古地理分析表明,含铁矿物很可能以Fe(OH)3胶体溶液的形式自鄂尔多斯陆随径流南下进入研究区。研究区馒头组含铁鲕粒的形成需要具备3个条件:陆源不断供给的Fe(OH)3胶体、近岸半封闭海湾环境对铁的富集及规律性搅动的水动力条件对铁矿物的持续氧化。在鲕粒形成过程中,来自陆地风化的铁源的周期性供给会形成含有赤铁矿(包括少量伊利石)的方解石纹层,并与不发育赤铁矿的方解石纹层交替发育组成微亮晶含铁鲕粒;如果铁源供给充分,则形成以赤铁矿纹层为主、偶夹方解石纹层的亮晶铁质鲕粒。上述结果有助于揭示其形成时期的古海洋环境与大气环境,对铁矿床的开发和利用具有重要的理论意义与实际价值。

还原剂及脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选影响的研究进展

这是一篇矿业工程领域的文章。综述了还原剂及脱磷剂对高磷鲕状赤铁矿直接还原的影响,从煤和其他还原剂两个方面归纳了还原剂对高磷鲕状赤铁矿还原影响的研究现状,从单一脱磷剂和组合脱磷剂两种使用方式总结了脱磷剂的研究进展。指出了高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选工艺存在的问题,根据目前存在问题提出了未来针对高磷鲕状赤铁矿直接还原-磁选研究方向的建议。

桂西二叠系沉积型铝土矿鲕粒成因机制探讨

已有研究表明铝土矿中鲕粒的Al含量普遍高于基质,但鲕粒富集Al过程尚不清楚。本文通过对桂西地区铝土矿进行宏微观观察以及电子探针测试(EPMA)和X粉晶衍射分析,研究了矿石构造和元素地球化学变化规律,试图分析铝土矿中鲕粒生长机制。含矿岩系层序多变特征表明桂西铝土矿为陆相成因;鲕粒内部圈层Al含量大于50%,而Si含量小于1%,Fe含量波动于1%左右,证明矿石中鲕粒Al的含量比基质的高,同时硬水铝石的结晶程度亦较高;与鲕粒生成有密切关系的构造主要为凝胶和裂隙,两者为正反馈关系;胶体在分离过程中出现分凝,主要形成富铝、富硅和富铁凝胶,分凝过程中Fe、Si亲和性强,两者的迁移能力均高于Al。分析认为鲕粒形成于浅埋阶段,是一种凝胶的反复分凝过程,受控于湿润-干热气候,成鲕可大致分为3个阶段,即充水阶段、湿润阶段和干热阶段,成核机制为脱水收缩,圈层增长机制为成胶-凝胶老化交替。铝土矿型风化壳的物质搬运过程使鲕粒的圈层停止生长,形成夭折鲕,若条件有利则形成再生鲕。首次引入磁场的概念解释了鲕粒保持浑圆形习性的原因。

国外某高磷鲕状铁矿选矿试验研究

国外某高磷鲕状铁矿石主要铁矿物为磁铁矿和赤褐铁矿,有害杂质硫含量较低,伴生杂质硅、铝、磷含量较高。为降低该高磷鲕状铁矿石中的磷矿物含量,提前抛出部分含磷高的尾矿,进行了多粒级干式预选试验研究,探索预选抛废的可行性,同时对磨选工艺进行了阶段磨矿磨矿细度试验。试验确定了原矿阶段磨矿—弱磁选流程,最终获得了产率47.42%、铁品位64.45%、磷品位0.501%、铁回收率53.19%的铁精矿,有效降低了铁精矿中的磷含量,为合理开发利用该铁矿资源提供了参考依据。

塔北埃迪卡拉系奇格布拉克组多类型共生鲕粒特征及其成因探讨

碳酸盐岩中的鲕粒是古沉积环境重建的重要载体之一。塔里木盆地北部露头剖面、星火1井区埃迪卡拉系奇格布拉克组潟湖相及浅滩相沉积中发现了多种类型鲕粒及其共生现象。文中通过剖面详勘、岩心观察以及薄铸片、阴极发光、环境扫描电镜等研究方法,阐明了不同类型鲕粒的基本特征及分布,探讨了鲕粒成核、生长的特殊沉积环境和成岩改造等过程。按显微结构、特殊形态、组合以及成岩改造,依次将研究区奇格布拉克组鲕粒划分出12种类型,其中大气淡水、快速拟晶白云岩化、重结晶、交代白云岩化等成岩作用主要发现于中等水动力条件形成的同心(圈)鲕、同心—放射状鲕等。近源风暴引起的底流和涡流产生的撕裂、磨损及搬运作用为泥晶(大)鲕、薄皮鲕、放射状泥晶(正常或大)鲕、脑状鲕以及部分球(或细菌)鲕、复鲕的成核和微生物作用提供了基本条件,而文石—白云石海中低能环境下的黏性软底质中广泛发育的文石—高镁方解石胶结促进鲕粒的形成;前者发育于潮道或浅滩环境,后者发育于潮坪—潟湖环境,短暂风暴潮或底流是两者共生的可能原因。微生物参与泥晶成核、一定水动力条件下台阶状生长、差异性成岩改造是前寒武纪多种类型鲕粒发育的主控因素。鲕模孔、粒间(内)溶孔、晶间孔、有机微孔等孔隙具有一定储集意义。对奇格布拉克组鲕粒的研究,有助于深化对前寒武纪古海洋和大气组分、黏性软底质中成核与生长中的水动力及微生物作用、早期成岩改造及孔隙形成与保存机理等的认识。

鲕粒成因研究进展

鲕粒不仅是古环境的重要指示标志,由其构成的鲕粒石灰岩通常也是重要的油气储集层。但自鲕粒被发现一个多世纪以来,关于其无机成因还是有机成因就一直存在争议。分别系统归纳了典型鲕粒的物理化学成因及微生物成因、鲕粒的圈层结构类型及成因,结合前人研究成果建立了新的鲕粒成因模式,解释了常见鲕粒的形成过程。对鲕粒研究综述和实例分析认为,鲕粒新圈层的形成是微生物介导的,鲕粒圈层形态是受沉积水体能量控制的,光合微生物及硫酸盐还原细菌等建设性微生物群落均促进了鲕粒圈层的沉淀;鲕粒的圈层结构主要为径向生长的放射状、随机分布的杂乱状和切线状,在地质历史时期观察到的其他鲕粒结构均是受活跃的破坏性钻孔生物及不同程度成岩作用改造的结果;鲕粒最原始的结构是径向生长的放射状,是在低能静水环境中由非晶质钙碳酸盐(ACC)矿化形成的,随机分布结构及切线状结构是被水动力剪切改造形成的结构,鲕粒中明显的暗色同心薄层是鲕粒生长过程中间歇性出现的微生物群落建设性或破坏性定殖后生物矿化的产物,受水动力影响这三种结构既可以单独发育,也可以组合出现,构成了鲕粒形态的多样性;核心供给速率大小、沉积水体碳酸钙饱和度高低、沉积水体能量强弱及建设性微生物群落活跃程度共同控制了鲕粒粒径大小。

湿型砂鲕化率检测方法的研究

采用磷酸法和盐酸-氢氧化钾法对湿型砂鲕化率进行了测量试验,并对其中的关键步骤进行了改进。试验结果表明:将加热方式改为随炉加热,可以避免试样表面出现焦炭膜;将煮沸工艺改为煮沸+搅拌工艺,可以使鲕化层去除更完全;将盐酸-磷酸法中的盐酸取消,简化为磷酸法,可以减小金属元素损失,使测量值更准确;将盐酸-氢氧化钾法的反应时间从25 min延长至30 min,可以解决砂粒未洗净的问题;使用少量盐酸滴入到沉淀与砂粒混合的溶液中,沉淀可以被有效去除,解决两者难以分离的问题。

苏北燕子埠地区张夏组鲕粒灰岩地球化学特征及成因

燕子埠地区大规模出露张夏组厚层状鲕粒灰岩,为苏北地区的古海洋环境研究提供了材料。采用野外观察、镜下鉴定、化学测试等方法,对研究区张夏组下段鲕粒灰岩的岩石学及地球化学特征开展了研究。结果表明:研究区鲕粒灰岩主要由鲕粒和亮晶方解石胶结物组成;微量元素与稀土元素分布特征具有一致性,表明张夏组沉积期海洋环境保持相对稳定;鲕粒灰岩的地球化学特征受陆源物质混染及成岩作用的影响较弱,可用于古环境恢复;综合地球化学和岩石学判别指标,认为研究区张夏组下段鲕粒灰岩形成于炎热干旱、蒸发量大、氧化高能的陆表海边缘沉积环境。以上研究成果可为苏北地区寒武纪古环境恢复提供重要依据。

四川盆地东北部飞仙关组台缘早期鲕滩带的发现及宣探1井天然气勘探突破意义

四川盆地东北部(以下简称川东北地区)下三叠统飞仙关组是四川盆地高含硫天然气勘探开发的重要层系之一,已在飞一段上部—飞二段取得了重要的勘探开发系列成果。为了进一步扩大该地区的天然气勘探开发局面,寻找新的有利勘探区带及油气富集区,通过对该区地震资料“双高”处理解释,结合490余口老井复查,开展了飞一段台缘早期鲕滩发育特征研究,预测了台缘早期鲕滩的分布规律,并结合宣探1井的钻探成果,分析了台缘早期鲕滩储层发育特征及高含硫天然气勘探潜力。研究结果表明:①研究区飞仙关组划分5个四级层序,台缘早期鲕滩发育于SSQ1—SSQ2层序,分布于渡口河—七里北地区,岩性主要为亮晶鲕粒石灰岩和残余鲕粒白云岩,具有礁滩叠置和鲕滩向台内不断迁移的特征;②台缘早期鲕滩储层分布于老君庙地区以东、渡口河地区以及渡口河—七里北之间的向斜区,储层平均厚度超过100 m;③宣探1井飞仙关组台缘早期鲕滩储层类型以Ⅱ和Ⅲ类为主,局部见Ⅰ类储层,总体为含气层和气层,为岩性气藏,试油效果良好。结论认为,宣探1井成功钻遇礁滩储层,证实飞仙关组发育台缘早期鲕滩带,这对于重新认识开江—梁平海槽两侧台缘礁滩勘探领域具有重大战略意义,开辟了川东北地区天然气勘探新领域,且预示该区仍具有非常好的天然气勘探潜力,同时也为克拉通边缘或内部海槽(台洼)两侧类似地区礁滩油气勘探开发提供了思路。

高磷鲕状赤铁矿还原焙烧中脱磷剂CaCO_(3)作用影响因素研究

为揭示褐煤用量和焙烧温度对CaCO_(3)作用效果的影响机制,以褐煤为还原剂、CaCO_(3)为脱磷剂对国外某高磷鲕状赤铁矿进行了直接还原焙烧试验。热力学计算、X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM-EDS)分析表明,Ca-CO_(3)的作用效果是其分解的CaO和CO_(2)共同作用的效果总和。CaO的主要作用是促进铁矿物中的磷生成磷灰石并抑制磷灰石的还原,减少铁橄榄石和铁尖晶石的生成;CO_(2)可促进煤的气化反应,加快铁氧化物的还原。而褐煤用量和焙烧温度会影响CaO的反应程度,进而影响CaCO_(3)的作用效果。由于低褐煤用量和高焙烧温度时焙烧过程的熔融程度高,可促进CaO的固相反应,因此CaCO_(3)的作用效果好。试验研究发现,在CaCO_(3)用量28%、褐煤用量20%、焙烧温度1200℃时,得到的直接还原铁产品的脱磷率高达92%。

渝东南地区下三叠统飞二段—飞三段鲕滩分布特征

通过野外剖面实测、薄片鉴定、测井数据和地震资料分析,基于岩性-电性标志建立了渝东南地区飞仙关组地层四分的划分方案,并探讨了新方案下飞二段和飞三段的鲕滩分布规律。研究结果表明:飞一段以灰岩和泥灰岩为主,自然伽马(GR)值为80~105 API,电阻率为75~200Ω·m;飞二段以泥晶灰岩和残余砂屑鲕粒白云质(含云)灰岩为主,GR值较飞一段降低至11~31 API,电阻率值较飞一段增高至200~4205Ω·m;飞三段以鲕粒灰岩、砂屑灰岩为主,测井数值较飞二段变化不大,仅在飞三段顶、底部可见局部高GR值;飞四段发育泥质白云岩和泥质灰岩,GR值较飞三段增高至35~66 API,电阻率值降低至74~280Ω·m。在此基础上,明确飞二段滩体发育在渠县—梁平以及丰都—忠县—利川一带,飞三段滩体主要围绕垫江—梁平滩间洼地呈环带状发育,飞三段较飞二段发育的颗粒滩体厚度大、展布范围广、规模大、连通性强。研究区飞仙关期沉积模式为镶边碳酸盐岩台地,明确分层方案后认为伴随飞三期海退,台内滩体中心向东迁移。

四川盆地东北部三叠系飞仙关组迁移型鲕滩层序地层分析及相控储层预测

四川盆地东北部七里北-渡口河地区飞仙关组具有较大的油气勘探开发潜力,但高频旋回地震识别及追踪难度大,多期次滩体纵向叠置,储层横向非均质性强,未形成配套的迁移型鲕滩储层分期地震预测方法。针对高频旋回地震识别追踪和鲕滩储层分期地震预测难度大的问题,基于不同地震反射相带分区的方法,进行飞仙关组内部旋回横向精细追踪,精细预测飞仙关组多期次鲕滩储层。研究表明:基于不同地震反射相的层序地层地震反射界面追踪对比法,可以有效地解决高频层序界面识别难题,飞仙关组划分出双轴强反射、内部弱反射、单轴强反射、杂乱-亚平行反射和多轴强反射5类反射地震相;利用振幅和弧长敏感属性定性及神经网络反演定量预测成果,明确优质储层主要发育在Ⅱ旋回,从Ⅱ旋回到Ⅲ旋回,储层具有自东向西、从台地向海槽不断迁移进积发育的规律。实践表明,不同地震反射相的层序地层地震反射界面追踪对比,结合敏感属性控制的储层预测方法,针对迁移型鲕滩储层具有较好的适用性。该研究对同类型气藏储层精细预测具有一定的借鉴意义。

四川盆地开江—梁平海槽东侧三叠系飞仙关组鲕滩储层特征及控制因素

通过岩心观察、微观薄片鉴定、扫描电镜等资料,在层序划分基础上对四川盆地开江—梁平海槽东侧飞仙关组的储层特征及控制因素进行了研究。研究结果表明:(1)铁山坡—普光地区飞仙关组储层以鲕粒云岩和细粉晶白云岩为主,渡口河—七里北地区以(含砾屑、砂屑、豆粒)鲕粒白云岩为主,鲕粒岩原始结构组分保存更好。(2)研究区储层具有多期次发育特征,铁山坡—普光地区储层在ssq1,ssq2,ssq3层序均有分布,具有发育早、厚度大、分布面积广的特征,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ类储层均发育;渡口河—七里北地区储层发育在ssq2,ssq3层序,发育较晚、厚度小、分布面积有限,以Ⅱ,Ⅲ类储层为主。(3)研究区沉积古地貌及海平面升降控制了鲕滩储层发育的期次、厚度等,在ssq1沉积中晚期海平面开始下降时,古地貌高地开始发育鲕滩储层,厚度大,白云石化作用明显。(4)研究区内陡坡型和缓坡型台缘斜坡带,水体能量的强弱控制了鲕滩沉积物类型,为成岩期溶蚀作用和白云石化作用奠定了物质基础,进而控制了储层的物性和规模。

高磷鲕状赤铁矿侧吹熔炼试验研究

针对高磷鲕状赤铁矿现有冶炼工艺难以生产低磷铁水的问题,本文提出采用富氧侧吹还原熔炼技术处理高磷鲕状赤铁矿冶炼低磷铁水,在原料分析、热力学计算的基础上,进行了还原熔炼试验,并对还原体系进行了平衡计算,得到以下结论。矿物分析表明,该矿石具有典型的鲕状结构,鲕粒中赤铁矿主要分布在与脉石矿物形成的同心环状包裹构造的壳层中,铁、磷难以进行物理分离。热力学计算表明,高磷鲕状赤铁矿在1450~1600℃温度范围内进行还原时,磷以单质磷形式还原进入金属铁相,不能以磷氧化物形式挥发;仅在CaO存在的条件下,H_(2)O及CO_(2)才与Fe_(3)P反应,使磷以Ca_(3)(PO_(4))_(2)形式进入渣中。还原熔炼试验表明,矿热炉工艺中铁水中的磷含量大于1.0%,而侧吹炉还原工艺中铁水中磷含量可降低到0.45%。平衡计算表明,随着O_(2)/CH_(4)的增加和配炭比的降低,Fe的回收率减少;生铁中w[C]随着生铁中w[P]降低而降低。该研究表明,富氧侧吹还原技术具有熔池搅拌能力强、氧势及温度可灵活控制的优势,可强化铁中除磷、渣中留磷的冶炼条件,实现含磷铁基矿物的高效、短流程冶炼。本文研究结果为富氧侧吹工艺处理高磷鲕状赤铁矿的工业应用及推广提供理论基础和工艺参数指导。

河北涉县巨鲕粒灰岩的成因及地质意义

鲕粒,一直存在化学成因和生物成因的争论,其实这两种成因都客观存在,而且存在两种成因都有的混合成因。对涉县寒武系张夏组地层中发现的巨型鲕粒,通过手标本和薄片观察,发现鲕粒形成前期属于化学成因,受水动力条件的限制,化学成因的鲕层最大生长直径5mm左右。后期鲕粒圈层通过与核形石和藻叠层的微观对比,确定属于生物成因,且生物有一个从繁盛到消亡的过程。鲕粒的生长终止于一层泥质薄膜,被含骨屑和泥质的泥晶方解石所胶结。

吧鲕粒的资源与环境意义

鲕粒是指以一个核心被外部的皮质所同心包围的球状颗粒。鲕粒的形成中存在明显的生物控制作用。微组构、矿物、鲕粒的丰度和粒度等变化随着时间的流逝或与大气中的二氧化碳的改变或与海平面的变化速率相关,反映了在海相和非海相环境中沉积环境的物理和化学条件。同时可指示显生宙气候的全球性的长期变化。因此,鲕粒对于水的能量、温度、盐度和水深等古环境的推断是有意义的。研究表明,古代鲕粒对古环境的解释是复杂的,形成于搅动环境的海相巴哈马群岛型鲕粒不一定是古代鲕粒的相似物;从鲕粒产生到达其沉积区域有一段搬运距离。由鲕粒组成的钙质鲕粒岩形成于海相台地和斜坡,含有占世界碳酸盐烃类储集岩的50%以上;另外非生物成因的鲕铁矿是铁矿类型之一,因而鲕粒具有资源与环境的双重意义。

重庆某高磷鲕状赤铁矿石提铁降磷试验研究

重庆巫山桃花高磷鲕状赤铁矿石铁品位较高,赤褐铁占总铁的97.71%,矿石有害成分磷含量较高。为了确定该矿石的开发利用工艺,进行了选矿试验研究。结果表明,矿石在磨矿细度为-0.075 mm占85%、SSS—I—500型双频双立环脉动高梯度磁选机2次粗选背景磁感应强度分别为0.77和0.80 T,脉动冲次均为60 Hz,2次常温反浮选粗选、粗选尾矿1粗1精2扫流程常温反浮选扫选情况下进行全流程试验,获得了铁品位为54.39%、磷含量为0.25%、铁回收率为74.96%的精矿。研究结果说明,针对高磷鲕状赤铁矿,采用强磁选—反浮选工艺能较好地降低磷含量,提高铁品位。

开江-梁平海槽东侧飞仙关组鲕滩气藏成藏主控因素及模式

分布在四川盆地东北部的各个飞仙关组鲕滩圈闭在成藏过程中具有极为相似的地质条件,但不同区块流体性质复杂多变,油气成藏过程差异明显,深化勘探面临瓶颈。为揭示油气成藏机制,基于海槽东侧岩心、薄片观察,结合生物标志化合物、流体包裹体微区测试、构造平衡剖面恢复等手段,认为飞仙关组局限台内相区储层由(膏质)粉晶云岩构成,油气充注不充分;台地边缘相储层由鲕粒云岩组成,经历三期成藏事件:(1)J2到J3早期的古油藏形成阶段,(2)J3到K1的龙潭组生气阶段,(3)K2的古油藏裂解生气阶段。总结提出沉积亚相、储层物性、圈闭形成时期、古今构造搭配关系等5种因素控制了鲕滩气藏成藏过程,形成了4种成藏模式。台地边缘相区作为后续勘探的重点领域,对应其中3种模式:(1)圈闭形成早,古今构造有效搭配,断层未至地表;(2)圈闭被当直达地表的断层破坏,致使油气逃逸;(3)圈闭形成晚于关键成藏事件,古油藏向更高部位发生横向运移。