湖南省热水圩地热田干热岩形成的热源机制与成因模式

湖南省热水圩地热田90℃以上的高温温泉指示该地热田具备良好的地热地质条件,是潜在的干热岩勘查有利地段。为合理评价热水圩干热岩的储层温度与勘查开发前景,对汝城地区热水圩地热田的深部地质构造、地球化学和重磁电震地球物理特征、地温场特征等进行综合分析,自深至浅揭示热水圩地热田深部热结构,探讨干热岩形成的热源机制与地球动力学过程。结果表明:(1)利用SiO_(2)地热温标估算的热水圩地热田深部热储温度为79.4~143.9℃;(2)热水圩附近中棚岩体、鱼王岩体等花岗岩体平均生热率为7.07~8.44μW/m^(3),明显大于中国大陆主要地质构造单元的地壳平均生热率;(3)重磁特征反映出热水圩地区岩石圈厚度相对较薄,大地电磁与地震波速解释的区域内壳内高导低速体与深大断裂带相吻合,指示这些深大断裂有可能构成深部热物质上侵的通道。在此基础上,总结归纳了湖南省热水圩地热田干热岩的成因模式:太平洋板块俯冲与回撤,导致板块前缘形成强烈的热扰动,造成软流圈的隆起和幔源热物质的上侵,形成相对较高的幔源热源;生热率较高的花岗岩体与铀矿体放射性产热形成了良好的地壳热源;深大断裂构成深部热物质上侵的通道,同时为浅部干热岩的形成提供重要热源。有利的热源条件及沿深大断裂的深部热物质上侵,使湖南省东南部形成以热水圩周边岩体为代表的干热岩有利靶区。根据综合确定的地温梯度推算,热水圩地热田呈隐伏状态的、致密的、裂隙不发育的埋深在4000~6000 m的花岗岩体温度可达176.8~256.6℃,是良好的、近期可勘查开发的干热岩体。

湖南张家界市永定区地质灾害发育规律及易发性评价研究

张家界市复杂的地质构造背景造就了独特的地貌景观,同时存在众多地质灾害隐患。通过分析张家界市永定区2014年至2022年详细的地质灾害调查资料,对区内地质灾害发育规律及易发性进行研究。结果表明:区内地质灾害类型以滑坡为主,地质灾害空间分布以中部断层发育区与东北部页岩地层区最多,时间分布相对集中在5、6、7月雨季;区内地质灾害与地形地貌、岩土体类型、构造活动密切相关,并受降雨及人类工程活动影响;在碎屑岩丘陵地貌中灾害点密度最高;在志留系砂质页岩岩组中地质灾害最易发;受构造影响明显,断褶构造带处灾害点密集;灾害高发期与雨季耦合,诱发因素主要是降雨;不合理地切坡建房、道路建设等工程活动加剧地质灾害的发生。采用易发程度指数法,基于ArcGIS信息统计分析,将全区地质灾害易发程度划分为高易发区、中易发区与低易发区。研究可为永定区国土空间规划、地质灾害防治、旅游路线及重大工程建设规划提供指导。

碳酸盐岩地层超压预测模型研究及应用

碳酸盐岩地层超压预测是目前国内外尚未解决的基础性难题。以川东北地区超压碳酸盐岩地层为研究对象,通过物理模拟实验研究碳酸盐岩弹性参数随围压和孔压的变化规律,提出了基于岩石孔隙压缩系数的碳酸盐岩地层超压预测模型。实验结果显示,碳酸盐岩孔隙度的增大和岩样弹性参数变化与孔隙压力增量之间存在一定的相关性,据此建立岩石孔隙压缩系数与孔隙压力、孔隙体积的理论关系,并推导出超压预测模型,模型考虑了区域构造应力的影响,参数可以通过实验和测井资料获得;利用密度、声波和中子测井资料开展典型钻井超压预测,预测结果与实测压力吻合良好。新提出的超压预测模型为碳酸盐岩地层超压预测提供了新思路。

湘中冷水江矿区煤层气地质条件分析

基于勘探资料和实验数据,分析了冷水江矿区煤层含气性和储层特征,估算了煤层气资源量。研究表明:研究区3、5煤层累计厚度3.5 m。3、5煤层含气量一般大于8 m^(3)/t,最高可达20.37 m^(3)/t。3、5煤层煤体结构较破碎,孔隙、裂隙发育,渗透性差,吸附性好,储层压力适中。研究区煤层气地质资源量28.37亿m^(3),资源丰度0.61亿m^(3)/km^(2),资源前景较好。

思茅盆地页岩气地质条件及资源潜力分析

根据野外调查及样品测试,从富有机质页岩的地化特征、物性特征及保存条件等分析了思茅盆地页岩气地质条件。研究表明:思茅盆地发育下密地组、羊八寨组、挖鲁八组及和平乡组四套暗色页岩;其中,羊八寨组页岩累计厚度普遍大于100 m,TOC平均为1.06%~2.54%,R o平均为1.81%~3.47%,有机质类型主要为Ⅱ2—Ⅲ型,脆性矿物含量平均为49.5%,为思茅盆地页岩气有利层段。景谷洼陷南部和普文洼陷受深大断裂、地层抬升剥蚀、岩浆岩和变质岩带影响较小,盖层厚度大,页岩气保存条件相对较好。思茅盆地与相邻呵叻盆地具有相似的油气地质条件,具有一定的页岩气资源潜力,值得开展进一步的勘探研究工作。最后,综合考虑页岩分布、有机地化条件和保存条件,预测页岩气有利靶区主要位于勐班—德化及普文—象明一带。

湘东北官庄地区正冲金矿区成矿地质条件及找矿标志分析

文章选取湘东北官庄地区规模最大的正冲金矿区作为研究对象,采用资料收集、野外调查、综合研究等方法,详细查明了矿区金矿脉、矿化类型、规模、产状、厚度、品位等矿床地质特征,分析了地层、构造、岩浆岩、围岩蚀变等地质条件与成矿作用的关系,并识别出7点找矿标志,以期为研究区边深部找矿工作提供参考。

湘西北地质地貌特征对岩溶石漠化影响研究——以张家界市为例

通过对张家界市DEM、地质构造、岩性特征以及地貌数据进行地理信息技术(GIS)叠加分析,探讨了地质地貌因素对张家界地区岩溶石漠化分布的影响。结果表明:该区岩溶石漠化在地貌上的发生率呈现丘陵>洼地>低山>中山>高山的特征;在坡度上以Ⅱ级坡度中石漠化发生率最大,且石漠化面积呈阳坡>半阴坡>阴坡>半阳坡分布特征,并随坡向由阴转阳,各等级岩溶石漠化面积所占比例逐渐增加;地层岩性方面以碳酸盐岩与碎屑岩互层类岩层更易发生岩溶石漠化;地质构造方面表现为石漠化空间展布与断裂构造展布方向一致,且断层对石漠化的影响在Ⅰ_(B)断裂构造主要体现在对断裂两盘的岩性、地层的差异性和对水系发育展布的影响上。

南岭加里东期钨锡矿床成矿机制研究:以湘西南落家冲矿床为例

近来南岭地区加里东期钨锡找矿勘查取得较大突破,但其成因机制研究仍相对缺乏。湘西南苗儿山岩体西北部的落家冲矿床是近年新发现的加里东期钨锡矿床,具有良好的钨锡多金属矿找矿前景,其成矿流体的特征和成矿机制有待查明。在详细的野外地质调查基础上,落家冲矿床的成矿过程可划分为四个阶段:蚀变花岗岩-白钨矿阶段(Ⅰ)、云英岩-白钨矿-锡石阶段(Ⅱ)、石英脉-白钨矿阶段(Ⅲ)和石英脉-硫化物阶段(Ⅳ)。本文选取第Ⅰ阶段的锆石和锡石开展了U-Pb定年和锆石Hf同位素分析,对四个成矿阶段的石英矿物进行了流体包裹体以及H-O同位素的研究。获得的锡石U-Pb反等时线年龄(433.0±11Ma)与蚀变花岗岩锆石U-Pb年龄(430.7±2.3Ma)在误差范围内一致,表明矿区的成岩成矿作用均发生于加里东晚期。流体包裹体研究显示第Ⅰ阶段到第Ⅳ阶段,均一温度分别集中在260-380℃、260-320℃、200-320℃和180-220℃之间,呈逐渐降低的趋势,盐度则表现为由第Ⅰ阶段到第Ⅱ阶段陡降,第Ⅱ阶段到第Ⅳ阶段总体变化不大的特点(平均值分别为16.9%、3.9%、4.8%和3.7%NaCleqv)。成岩成矿定年结果、各成矿阶段的成矿流体特征,结合锆石εHf(t)=-7.6--5.0、tDM2=1565-1711Ma,和石英矿物的δ18OH_(2)O值从第Ⅰ阶段(3.97‰-5.34‰)到第Ⅳ阶段(-4.99‰--5.10‰)逐渐降低的特点,以及区域岩体的地球化学特征,本文认为落家冲钨锡矿床是加里东期起源于元古宙地壳重熔的岩浆在经历了高分异演化作用后,流体的沸腾作用以及温度下降造成成矿流体中钨锡等矿质的沉淀所形成。

广域电磁法对巨厚盖层下地热勘查效果分析——以长沙黄花国际机场为例

为探测巨厚盖层下的地热资源埋藏情况,在对湖南长沙黄花国际机场地区进行综合区域地质—地球物理条件分析研究基础上,采用广域电磁法,经剖面布设、试验分析、数据跳点剔除、滤波去噪、二维反演处理、地质解释等一系列工作后,得出调查区断裂构造发育、垂向延伸大、其深部呈低阻的特征,物探推测各地层厚度与后期钻孔揭露误差在6%~17%之间。测井资料显示,在孔深2610 m处,其水温达80℃,说明了该地区地热资源具有进一步勘探潜力。广域电磁法的有效应用,为以后在相似地区开展深部地热资源勘查提供了重要的参考依据。

湘西北复杂构造区破碎地层绳索取心钻进技术难点及优化

以湘西北复杂构造区湘慈地1井为例,针对钻进过程中遇到的岩心采取率低以及卡钻埋钻等钻进难点,通过采用无泵反循环超前侧喷绳索取心钻具以及优化钻井液体系的方法,有效地提高了该钻井工程中的岩心采取率;该新型钻具能够在孔底形成局部反循环,并且结合钻具内部防堵锥网以及超前侧喷钻头的设计能够有效地提高破碎地层中的岩心采取率;通过在钻井实践中应用,该钻具在岩心破碎井段的采取率达到了94.4%,取得了良好的应用效果。

黔水地1 井钻探施工技术难点及对策

总结了桂中-南盘江地区页岩气调查黔水地1井在钻进过程中出现的严重井漏、卡埋钻、起下钻或通井遇阻等技术难点及相应的处理措施。由于钻遇的地层较为复杂,因此综合采取了回填粘土、商砼封堵、顶漏钻进、岩屑打捞、空气钻进、跟管钻进、套管封隔等多种措施进行处理;此外,结合实际工程应用提出了针对该复杂地层的多种钻井液配方,均取得了一定的效果。处理技术难点的过程中所积累的钻探技术和钻井液技术的优化经验能够为日后黔西南复杂构造区页岩气勘探的实施提供一定的参考依据。

湖南永顺永页2井破碎地层取心问题分析与处理对策

为了解决湖南永顺区块钻遇复杂破碎地层所出现的岩心采取率不足的问题,本文在永页2井的基础上,调查了勘查区的地质构造特征,根据不同地层的取心岩样分析了地层特性。在严格按照钻孔设计及质量要求的前提下,在各个阶段采取了不同的冲洗液,做到无垮塌、无漏失。面对破碎地层岩心采取率不足,研制和使用了一种囊袋多节捆绑式绳索取心钻具,利用其独特的囊袋结构,配以超前侧喷钻头,能够保护岩心免受冲洗液冲刷。结果显示:后续的钻进过程中,井深在1055.76~1108.96 m,岩心采取率由原来的最低79%,提高至90%以上,岩心得到了较好的保护。上述方法能够有效地解决破碎地层出现的岩心采取率不足问题,并能为后续的工作和类似工程提供保障和借鉴。

铁路隧道页岩气地质灾害风险评价

以黔江至张家界至常德铁路唐家寨隧道为例,根据页岩气影响隧道的关键地质因素,选取了暗色泥页岩厚度、有机碳含量、有机质成熟度、总含气量、构造发育情况等参数作为隧道页岩气地质灾害风险评价的关键指标,建立了页岩气地质灾害风险评价指标体系;运用层次分析法确定了各关键指标的相对权重;采用模糊综合评价法计算出唐家寨隧道页岩气地质灾害等级及风险值。研究表明最可能导致唐家寨隧道发生页岩气地质灾害风险的因素为页岩气涌出量和孔深条件,其次为暗色泥页岩厚度和盖层条件,发生页岩气地质灾害的可能性较高;唐家寨隧道模糊综合评价风险等级为高风险;评价结果表明,该方法对于铁路隧道页岩气地质灾害风险评价具有适用性和可靠性。

昌景黄铁路隧道瓦斯地质特征与危险性评价

隧道瓦斯是影响隧道施工的重要危险因素,拟建昌景黄铁路施工隧道穿越皖南地区寒武系荷塘组与杨柳岗组炭质泥岩与石煤层优质含气层,存在一定瓦斯突出安全隐患。通过对该区隧道瓦斯地质特征分析,认为区内高演化程度含气层有机碳含量较高,石煤层属高灰、中—高磷、高硫、低热值燃料,具备良好生烃物质基础;但隧道瓦斯浓度与压力测试结果均较低,气体组分以氮气与氧气为主,瓦斯突出危险性与石煤尘爆炸性较低,隧道建设施工中瓦斯危害可控;隧道揭露石煤层属Ⅱ类(自燃)—Ⅲ类(不易自燃)等级,由于自燃周期较长且隧道施工护壁工作及时,隧道内石煤层自燃的可能性极低。分析认为区内隧道瓦斯含量较低的原因主要是含气层保存条件差、瓦斯赋存的垂直分带性影响、地下水活动加速瓦斯逸散以及烃源岩热演化程度过高。

下扬子皖南地区皖泾地2井地质特征与优快钻井对策

皖南地区发育有三叠系殷坑组、二叠系大隆组—龙潭组2套油气成藏系统,但区域上构造复杂,断层发育,地层软硬交错、变换频繁,缩径、井漏、井壁垮塌、卡钻等各种复杂情况时常发生,且局部存在高压气层,钻探施工面临巨大挑战。皖泾地2井通过采用随钻堵漏、复合堵漏、页岩专用取心钻头、混合钻头、强抑制性钻井液等技术对策,实现了该井的优快钻进,将钻井周期缩短了24 d,并采用弹韧性双凝双密度固井技术保证了生产套管的固井质量,为下一步的压裂试气作业提供了技术保障。该套技术体系可为今后该区同类工程的优快钻井施工提供借鉴作用。

昆明地铁5号线有害气体勘察与治理措施研究

地下有害气体对地铁工程施工具有较大危害性,通过对昆明地铁5号线进行勘察,发现怡心桥站—广福路站隧道段存在浅层沼气(瓦斯)层。鉴于地下有害气体的释放对拟建工程场地的稳定性、地铁施工过程及后期运营的安全性可能产生巨大影响和危害,采用静力触探法对该区段的瓦斯的赋存、运移情况进行研究,认为该区间有害气体是高甲烷成分的岩性圈闭成藏的小型低、中压浅层生物气;区内发现具压力含气层三层,其中Ⅰ、Ⅱ块气囊离地铁结构线下方较近,对工程建设影响较大;建议在该区施工中采用超前排气措施,并加强监测,改善通风条件;盾构机上必须装载瓦斯报警断电仪,保障施工安全。

浅层有害气体成藏特征对隧道施工的影响

地下浅层有害气体是影响地下交通工程施工与后期运营的重要危险因素,对其地质成藏特征的研究可有效指导治理措施的设计部署。以昆明地铁2号线工程为例,通过对工程中有害气体喷发重点区段现场勘察与实验分析,研究分析了浅层有害气体成藏特征。该工程区段地下浅层有害气体是赋存于第四系泥炭质土层中以甲烷组分为主的小型、低压生物气。含气层空间分布特征显示,福保路段揭露两层含气层中的下部含气层与地铁结构线为纵贯关系,施工危险性较大;而该段上部含气层以及官南路段含气层均不与地铁结构线交叉,危险性较小。尽管由于前期工程施工导致勘察区段地下有害气体压力与流量降低,但不排除勘察区间或周边存在小型高压气体聚集区的可能性,故建议在施工过程中要对地下有害气体进行同步探测,对于高压气层采取提前排气与压入式机械通风处理措施,同时加强现场有害气体监测。

滇东地区页岩气调查云宣地1井钻探施工难点及对策

云宣地1井是滇东地区一口小口径页岩气调查井,该井主要钻遇了寒武系、泥盆系、石炭系及二叠系地层。钻探施工过程中遇到了恶性漏失、裂缝性漏失、岩石挤压破碎及井内掉块等井下复杂情况。通过钻头优选、钻井液优化、多种堵漏措施相结合、顶漏钻进及侧钻施工技术等针对性措施,解决了大套灰岩地层因大型溶洞或纵向裂隙发育而引起的恶性漏失、井内掉块等问题,避免了钻井液密度过大而导致井壁失稳的井下复杂情况的发生,提高了机械钻速,保证该井顺利完钻。该钻探施工经验可为后期滇东地区复杂灰岩地层钻探施工提供借鉴。

湘中坳陷与湘东南坳陷上二叠统龙潭组页岩气形成条件及资源潜力探讨

为分析湘中和湘东南坳陷上二叠统龙潭组页岩气形成条件及探讨资源潜力,采用野外露头采样与化验分析、有机地球化学特征分析、地质类比法和体积法等方法手段进行了较为深入的研究。其结果表明:湘中和湘东南坳陷上二叠统龙潭组页岩厚80~1300 m,泥页岩厚29~201 m,埋深400~1800 m;有机质类型以腐殖型为主,有机碳含量平均值为2.52%,镜质体反射率平均值为2.8%;孔隙类型主要有裂隙孔、溶蚀孔、有机质孔和粒间孔。页岩气远景资源量估算为(0.21~0.42)×10^(12)m^(3)。总体上,湘中湘东南坳陷上二叠统龙潭组页岩气藏形成条件较为良好,资源潜力较大,勘探开发前景较为乐观。

湘中地区涟源凹陷煤系砂岩储层物性特征

采用地质调查及实验测试等手段,应用煤系气地质学理论,以湘中地区涟源凹陷煤系砂岩为对象,对其储层物性特征进行了系统研究,结果显示:研究区煤系砂岩储层类型较为相似,以岩屑石英砂岩和长石石英砂岩为主;煤系砂岩储层孔隙度均较低,具有低孔低渗物性特点;煤系砂岩储层分选性相对较好,喉道分布较为均匀,主要为小孔−微喉组合的孔隙型储层,储集层发育较为致密,属于致密砂岩储层。