岩石孔隙裂隙发育

碳酸盐岩的裂缝构造原理碳酸盐岩是由碳酸盐矿物组成的沉积岩，其构造特征主要是裂隙发育。

裂隙的形成与几种作用力有关，包括地壳运动、地下水侵蚀和岩石化学物质的溶解作用。

首先，地壳运动是碳酸盐岩裂隙发育的重要原因之一。

地壳运动包括构造运动和岩浆活动，当地壳发生断裂或抬升时，岩石受到应力的变化，导致岩石发生破坏并形成裂隙。

此外，构造运动也会导致岩石的褶皱形变，使岩石受到剪切力，从而产生裂隙。

其次，地下水侵蚀是碳酸盐岩裂隙发育的重要作用力之一。

地下水通过岩石的裂隙、孔隙和裂缝进入岩石内部，并通过溶解和迁移，使岩石表面产生溶蚀变化。

溶蚀作用使岩石表面形成不规则的裂缝，进一步加剧了裂隙的发育。

此外，溶蚀作用还与碳酸盐溶解度的温度和压力有关。

在高温和高压条件下，碳酸盐矿物的溶解度较低，当地下水从地下渗透到地表或进入较浅的地下埋藏区域时，温度和压力条件的变化会导致碳酸盐矿物发生溶解，使岩石形成溶蚀洞和通道，进而形成裂隙。

此外，碳酸盐岩还受到岩石化学物质的溶解作用影响，特别是二氧化碳的作用。

岩石中的二氧化碳可以溶解碳酸盐矿物，释放出溶解度较高的钙离子和碳酸根离子，并形成碳酸钙沉积物。

这种溶解作用加剧了岩石的溶蚀作用，并促进了裂隙的发育。

至此，可以总结碳酸盐岩裂隙的构造原理。

地壳运动和地下水侵蚀是主要的作用力，地壳运动导致了岩石的变形和破坏，地下水侵蚀则改变了岩石的溶解度和溶解速率，从而进一步加剧了岩石的溶蚀和裂隙发育。

此外，岩石化学物质的溶解作用也对裂隙的形成起到了重要的促进作用。

裂隙对碳酸盐岩的工程性质和资源价值具有重要影响。

裂隙可以影响岩石的强度、透水性、渗透性和导热性等工程性质，对工程建设和地下水资源开发利用有着重要的指导作用。

此外，裂隙还是油气和矿藏富集的重要储集空间，并对地下水的储存和运移具有重要影响。

因此，对碳酸盐岩裂隙的研究不仅对于工程建设和资源开发具有重要指导意义，也有助于增进对碳酸盐岩的认识和理解。

1.岩体力学：是研究岩体和岩体力学性能的一门学科，是探讨岩石和岩体在其周围物理环境（力场、温度场、地下水等）发生变化后，做出响应的一门力学分支。

2.岩石：由矿物或岩屑在地质作用下按一定规律聚集而形成的自然物体。

3.岩体：一定工程范围内的自然地质体。

4.岩石和岩体的不同之处：岩体是由岩石块和各种各样的结构面的综合体。

5.岩石的结构：组成岩石最主要的物质成分、颗粒大小和形状以及相互结合的情况。

6.岩石的构造：指组成岩石的成分在空间分布及其相互间的排列关系。

7.岩石按成因分：岩浆岩、沉积岩、变质岩8.岩体结构的两大要素：结构体和结构面9.岩体的力学特征：不连续性、各向异性、不均匀性、赋存地质因子特性、残余强度特性10.岩体力学的研究任务：1、基本原理方面2、实验方面3、实际工程应用方面4、监测方面11.岩石的质量指标：指描述岩石质量大小有关的参数，通常采用岩石单位体积质量的大小表示，包括岩石的密度和颗粒密度。

12.岩石的密度：指岩石试件的质量与岩石试件的体积之比13.岩石的颗粒密度P s：岩石固体物质的质量与固体的体积之比（P s=m s/V c）14.岩石的孔隙性：是反应了岩石中微裂隙发育程度的指标。

15.岩石的吸水率：指岩石吸入水的质量与试件固体的质量之比16.岩石的吸水率分为：自由吸水率3a和饱和吸水率3saasa17.软化系数：指岩石饱和单轴抗压强度的平均值与干燥状态下的单轴抗压强度平均值的比值18.岩石的膨胀特性：通常以岩石的自由膨胀率、岩石的侧向约束膨胀率、膨胀压力19.岩石的单轴抗压强度：指岩石试件在无侧限条件下，受轴向里作用破坏时，单位面积承受的最大荷载，即R c=P/A20.岩石的抗拉强度：指岩石试件在受到轴向拉应力后其试件发生破坏时单位面积所能承受的最大拉力21.岩石抗拉强度试验方法：1、直接拉伸法2、抗弯法3、劈裂法4、点荷载试验法22.岩石的剪切强度：指岩石在一定的应力条件下所能抵抗的最大剪应力23.岩石抗剪强度的试验方法：1、抗剪断试验2、抗切试验3、弱面抗剪切试验24. --------------------------------------------------------- 三向压缩应力作用下的破坏形式：低围压劈裂；中围压斜面剪切；高围压---塑性流动25.岩石模量有：初始模量、切线模量、割线模量26.脆性破坏：指应力超出了屈服应力后不表现出明显的塑形变形特性，这类破坏是脆性破坏27.扩容：指岩石受到外力作用后，发生非线性的体积膨胀，且这一体积膨胀是不可逆的28.岩石的流变性包括：1、岩石的蠕变2、岩石的应力松弛3、岩石的长期强度29.蠕变：是指岩石在恒定的外力作用下，应变随时间的增长而增长的特性，也称作徐变。

1.3地下水的赋存条件及特征1.3.1岩石的空隙性地壳表层10km范围内，或多或少都存在着空隙，特别是浅部1~2km以内，空隙分布较为普遍。

这就为地下水的赋存提供了必要的空间条件。

按维尔纳茨基的形象说法，“地球表层就好像饱含着水的海绵”。

岩石空隙既是地下水的储存场所，又是地下水的运动通道。

岩石空隙的大小、多少、连通程度及分布状况等性质，统称为岩石的空隙性（图1-7）。

而正是这岩石的空隙性，决定着地下水的分布和运动特点，因而研究岩石的空隙性就成为研究地下水形成及其运动的基础。

而空隙岩层又被称为介质。

图1-7 岩土的空隙1—分选良好，排列疏松的砂；2—分选良好，排列紧密的砂；3—分选不良的，含泥砂的砾石；4—经过部分胶结的砂岩；5—具有结构性孔隙的粘土；6—经过压缩的粘土；7—发育裂隙的基岩；8—具有溶隙及溶穴的可溶岩岩石空隙的差异，取决于空隙的成因。

根据岩石空隙成因和空间形态的不同，空隙可以分为三类：松散岩石中的孔隙，坚硬岩石中的裂隙，可溶岩石中的溶穴。

1.3.1.1孔隙松散（半松散）岩石是由大小不等的颗粒组成的。

颗粒或颗粒集合体之间的空隙称为孔隙。

孔隙的多少，决定了岩石储容水的能力，在一定条件下还影响向着岩石保持、释出和传输水的能力。

岩石孔隙的多少用孔隙度（孔隙率）表示。

孔隙度（n ）是单位体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙所占的比例。

n 表示孔隙度，V 表示包括孔隙在内的岩土体积，V n 表示岩石中孔隙体积，则：100%n n V V n n V V==⨯ 或 （1-10） 孔隙度是个比值，通常用百分比表示，也可用小数表示。

粗粒土（砂、砾）孔隙度的大小，孔隙度大小主要取决于颗粒排列情况及分选程度；另外，颗粒形状及胶结情况也影响孔隙度。

对于粘性土，结构及次生孔隙常是影响孔隙度的重要因素。

1. 排列方式图1-8 颗粒的排列形式a —立方体排列；b —四面体排列为了说明颗粒排列方式对粗粒土孔隙度的影响，可以假设一种理想的情况，即颗粒均为大小相等的圆球。

岩石的工程地质性质包括岩石的物理性质、水理性质和力学性质。

影响岩石工程地质性质的因素，主要是岩石的矿物成分、结构、构造及岩石的风化程度等方面。

岩石的物理性质是岩石的基本工程性质，主要指岩石的重量性质和孔隙性质，包括岩石的比重、重度、密度、孔隙度、孔隙比等指标。

（1比重岩石的固体部分（不含孔隙的重力与同体积的水在4C时重力的比值称为岩石的比重。

（2重度也即岩石的重力密度，是指岩石单位体积的重力。

数值上等于岩石试件的总重力（含孔隙中水的重力与其总体积（含孔隙体积之比。

（3密度岩石的密度指的是岩石单位体积的质量。

2.3.2岩石的孔隙性质岩石的孔隙性反映的是岩石中各种孔隙（包括裂隙的发育程度，一般用孔隙度表示。

岩石的孔隙度指的是岩石中孔隙（含裂隙的体积与岩石总体积的比值，常用百分数表示。

2.4岩石的水理性质2.4.1岩石的吸水性(1吸水率岩石在常压下的吸水能力称为岩石的吸水率。

在常压下，将岩石浸入水中充分吸水，被岩石吸收的水分的重力与干燥岩石的重力之比的百分数即表示吸水率。

(2饱水率岩石在高压(15MPa或真空条件下的吸水能力称为岩石的饱水率。

也是以岩石吸收的水分的重力与干燥岩石的重力之比的百分数来表示。

(3饱水系数岩石的吸水率与饱水率之比称为饱水系数。

2.4.2岩石的透水性■岩石允许水透过的能力称岩石的透水性。

岩石的透水性可用渗透系数(K来表示。

渗透系数一般由室内或野外试验所测得。

243岩石的溶解性■岩石溶解于水的性质称为岩石的溶解性。

岩石的溶解性常用溶解度或溶解速度来表示。

244岩石的软化性£岩石浸水后强度和稳定性降低的性质称为岩石的软化性。

岩石的软化性可用软化系数来表示。

软化系数等于岩石在饱水状态下的极限抗压强度与风干状态下的极限抗压强度的比值。

245岩石的抗冻性岩石的这种抵抗水冻结所造成破坏的能力称为岩石的抗冻性。

表示抗冻性的指标一般用岩石的强度损失率和重量损失率来表示。

通常是岩石的饱水系数小，则抗冻性就强；而岩石的软化系数大，则抗冻性也强.2.5岩石的力学性质2.5.1岩石的变形指标(1弹性模量应力与弹性应变的比值称为弹性模量。

（1）岩石孔隙裂隙发育提供较多的储水空间，形状各异，空隙、溶隙、孔洞、张开结构面等。

（2）孔隙裂隙连续性好不连通，难以成水体，更谈不上地下水的运动。

玄武岩的原生气泡可能是储水空间，但如果节理裂隙不发育，也难以成统一的水体。

就象孤立的小溶洞。

（3）岩土中稳定的水体如果稳定地下水位在地下10米，西北很多地方是这样的。

满足（1）和（2）的岩层在10米深度以上，严格意义上讲，不能成为含水层- 没有水啊！（4）丰富的水源与补给源虽然没有稳定的水体，但有季节的补给也有可能成为含水层。

包括天然降雨入渗、测向越流补给、人工补给等都是判断含水层的重要条件。

想想，研究沙漠中的孤山中的破碎岩层是否为含水层？确实不中（2）补充一下（1），几种岩石的孔隙度（=孔隙体积/岩石体积）岩石名称砾石粗砂细砂亚粘土粘土泥炭孔隙度（%）27 40 42 47 50 80是不是说泥炭比砾石更容易成为含水层？都饱和相同条件下会排出更多的水？非也，除了细粒土可能有层理，其粘性土薄层隔断或弱化水之间的联系外，水分子的吸附和能否排出是关键。

给水度就是岩土可排出重力水的能力则相反。

岩石名称砾砂粗砂中砂细砂极细砂亚砂土亚粘土给水度 0.3-0.35 0.25-0.3 0.2-0.25 0.15-0.2 0.1-0.15 0.07-0.1 0.04-0.07（3）看看含水层的定义：（1）含水层——饱含水的透水层。

（2）隔水层——不透水层。

（3）弱透水层- 渗透性较差的岩层，相邻含水层通过其发生越流时，进行水量交换。

含水层与隔水层是相对的。

含水层与隔水层的定义取决于运用它们的具体条件。

因此，大家很难定界含水层和隔水层，隔水层也是相对的，也有水的渗流，只不过很微弱而已。

有地区特点。

有的地方定义含水层除了考虑给水度、渗透系数，把含水层厚度、延伸情况也考虑进去来定义。

页岩油储层孔隙发育特征及表征方法孙超;姚素平【摘要】页岩油是非常规油气资源重要的组成部分,主要赋存于泥页岩不同类型的孔隙和裂缝中.与产生页岩气的高成熟阶段泥页岩不同,处于生油窗的富有机质泥页岩中的油气储集空间往往被早期生烃产物完全或部分充填,影响对页岩油储集空间的结构表征和形态描述.通过镜下观察发现,页岩油储层中发育的孔隙总体上可以划分为矿物颗粒间孔隙、矿物颗粒内孔隙和有机质孔隙,其中前两者主要的孔隙类型包括不同矿物颗粒间的粒间孔隙、溶蚀孔隙和黏土矿物片层间孔隙等,有机质孔隙包括有机质颗粒边缘收缩孔(缝)和少量的热解孔隙.从页岩油储层孔隙表征方法的要求出发,对页岩油储层样品进行溶剂抽提处理,探讨分别适用于碎状样品和块状样品的孔隙表征方法.不同页岩油储层孔隙表征方法的原理和应用具有差异性,也存在局限性,可以综合多种表征方法,通过对比分析和统一量纲的方式提高页岩油储层孔隙表征结果的准确性.【期刊名称】《油气地质与采收率》【年(卷),期】2019(026)001【总页数】12页(P153-164)【关键词】页岩油;储集空间;孔隙结构;孔隙表征;微米-CT【作者】孙超;姚素平【作者单位】滁州学院地理信息与旅游学院,安徽滁州239000;南京大学地球科学与工程学院,江苏南京210023【正文语种】中文【中图分类】TE122.2+3中国页岩油分布较广，其中在东部断陷盆地古近系湖相页岩层段广泛发育页岩油聚集成藏，且在辽河坳陷、济阳坳陷等地区获得了页岩工业油流。

北美地区高产页岩油区与中国东部富含页岩油地区的成藏条件存在明显差异，前者为海相页岩、热演化程度较高、干酪根类型以Ⅱ型为主，后者为陆相页岩、埋藏较浅、普遍处于低成熟-成熟阶段、干酪根类型以Ⅰ型为主；就页岩油性质而言，北美地区的油质较轻、黏度低、可动性好，而中国东部地区的含蜡量高、油质较重、黏度偏高、可动性差。

尽管中国页岩油勘探取得了重要进展，但其页岩油可采储量十分有限，这不仅与中国东部页岩油具有低成熟、高黏度和高含蜡等特点而导致的流动困难有关，也与页岩油储层的孔隙发育特征有关。

井巷工程复习题一、填空题：1、岩石的孔隙性通常用孔隙度n和孔隙比e来表示。

2、对矿山工程岩体稳定性有突出影响的主要是吸水率、透水性、溶蚀性、软化性、膨胀性和崩解性等指标。

3、采用钻速、钻每米炮眼所需要的时间、钻头进尺（钎头在变钝以前的进尺数）、钻每米炮眼磨钝的钎头数或破碎单位体积岩石消耗的能量等来表示岩石的可钻性。

4、根据f值的大小，可将岩石分为10级共15种。

5、井巷施工首先要破碎岩石，常用的破岩方法有机械破岩和爆破破岩两种。

6、井巷掘进中，在岩石上钻眼，主要采用冲击式钻眼法；在煤上钻眼，主要采用旋转式钻眼法。

7、凿岩机以使用的动力不同，分风动凿岩机（一般简称凿岩机或风钻）、液压凿岩机及电动凿岩机等。

8、风动凿岩机的工作系统有冲击机构、转钎机构、排粉机构和润滑系统组成。

9、凿岩机的钎子主要整体钎子和组合钎子。

10、钎头的形式主要一字型钎头、十字形钎头、球齿钎头三种。

11、爆炸现象可分为三类：物理爆炸、核爆炸、化学爆炸。

12、炸药爆炸的三个基本特征反应的放热性、生产大量气体产物、化学反应和传播的快速性。

13、炸药按其组成可分为单质炸药、混合炸药。

14、炸药按其用途不同可分为起爆药、猛炸药、发射药。

15、炸药的氧平衡主要正氧平衡、零氧平衡、负氧平衡三种情况.16、衡量炸药的爆炸威力分别以猛度与爆力来表示。

17、岩石硝铵炸药的有效期为6个月，煤矿硝铵炸药的有效期为4个月。

18、我国煤矿爆破用的电雷管有瞬发雷管、秒延期雷管、毫秒延期雷管19、延期电雷管，根据延期的时间长短分为秒延期雷管、毫秒延期雷管20、爆破网路的连接方式主要串联、并联、混合串并联。

21、爆破事故主要分为瞎炮与早爆。

22、我国煤矿井下使用的巷道断面形状，按其构成的轮廓线不同分折边行、曲边行。

23、巷道断面设计时，巷道的断面的尺寸是指净宽、净高。

24、掘进工作面的炮眼，按其用途和位置可分为掏槽眼、辅助眼和周边眼三类。

25、掏槽方式分为斜眼掏槽、直眼掏槽与混合式掏槽。