第五节 岩芯物性测量
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岩石物性测定引言:岩石是地壳中的主要构成部分,其物性参数的测定对于地质勘探、工程建设、矿产资源开发等具有重要的意义。
岩石物性参数包括密度、孔隙度、饱和度、渗透率、抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
本文将介绍常见的岩石物性测定方法及其原理和应用。
一、密度测定:密度是岩石物性中的一个重要参数,通常分为体积密度和真实密度两种。
体积密度可以通过测量岩石的质量和体积来确定,真实密度则是指岩石矿物各个组成部分的密度。
常用的密度测定方法有测重法、气浮法、全自动水浸法等。
测重法需要用到天平、测量容器等设备。
首先,我们将岩石样品放入干燥容器中,并称量其质量。
然后,将容器降入装满水的水槽中,记录水面的变化。
根据浸入前后的体积差和质量差,可以计算出岩石样品的体积密度。
气浮法是通过比较岩石样品在气体和液体中的浮力来测定岩石的密度。
首先,将干燥的岩石样品置于量筒中,注入一定量的液体和气体,测量液位和压强的变化。
通过计算浸没物体的浮力和物体的体积,可以得到岩石样品的密度。
全自动水浸法是一种相对较新的测定方法。
它通过测量岩石样品在液体中的浸入力和浸没力的差异,计算岩石的体积密度。
这种方法具有自动化程度高、操作简单等特点,广泛应用于实际生产和科学研究中。
二、孔隙度测定:孔隙度是岩石中孔隙(包括微孔隙和裂隙)所占的比例。
它是表征岩石透水性和储集性等重要指标。
常用的孔隙度测定方法有曲线法、质量法和气体法。
曲线法是通过岩石样品的吸入曲线或排出曲线来测定孔隙度。
这种方法可以通过测量曲线的上升段或下降段,来计算样品的孔隙度。
曲线法简单易行,非常适用于现场测试。
质量法是利用岩石样品在称重前后的质量差异来测定孔隙度。
首先,将干燥的岩石样品放入烘箱中加热,使其中的水分全部挥发。
然后,将样品放入测量容器中,称量质量,并记录浸泡前后的质量变化。
根据质量差异和岩石的体积,可以计算出孔隙度。
气体法是基于气体在岩石孔隙中扩散的原理来测定孔隙度。
在实验中,我们将岩石样品置于密封的测量装置中,然后注入气体,并测量气体的扩散速率。
岩石物理参数测量方法与应用概述岩石物理参数的精确测量对于地质工程、油气勘探和地震学等领域具有重要意义。
岩石物理参数既包括地球物理学中常见的弹性参数,如波速和密度,也包括微观结构参数,如孔隙度和渗透性等。
本文将介绍一些常用的岩石物理参数测量方法及其在实际应用中的意义。
弹性参数测量弹性参数是岩石物理学中最基本的参数之一,通常通过声波测量得到。
常见的测量方法包括传统的超声波测量、岩石样品切割成薄片后的声波测量以及岩芯样品的声波测量。
这些方法能够提供岩石中纵波速度(P波速度)和横波速度(S波速度)等参数,从而帮助地质工程师了解地下岩石结构和岩石的强度特性。
岩石物理参数在地质工程中的应用地质工程是利用岩石物理参数对地下岩石结构和特性进行分析和评估的学科。
岩石物理参数的精确测量对于地下建筑、堡垒工程和水库工程等具有重要意义。
通过测量岩石的弹性参数,可以预测岩石的稳定性,从而为地质工程师提供决策依据。
此外,岩石物理参数的测量还可以评估岩石的渗透性和孔隙度等参数,为地下水资源的勘探和管理提供帮助。
岩石物理参数在油气勘探中的应用油气勘探是岩石物理学的另一重要领域。
岩石物理参数的测量可以帮助勘探人员评估地下岩石中的油气储量和分布。
通过测量岩石的声波速度和密度等参数,可以估计岩石中的孔隙度和饱和度等参数,从而对油气勘探提供重要参考。
此外,岩石物理参数的测量也可以帮助勘探人员优化钻探方案,减少勘探成本和风险。
岩石物理参数在地震学中的应用地震学是研究地球内部结构和地震波传播的学科。
岩石物理参数的测量对于理解地震波在不同岩石中的传播性质和岩石中的地震波速度衰减等现象至关重要。
通过测量岩石的声波速度和密度等参数,地震学家可以推断地球内部的结构和物理特性,为地震学模拟和地震监测提供重要参考。
结语岩石物理参数的测量方法和应用涉及了多个领域,包括地质工程、油气勘探和地震学等。
通过精确测量岩石的弹性参数和微观结构参数,我们可以更好地理解地下岩石的特性和结构,为工程建设和自然灾害研究提供必要的参考。
石油储层岩石物性参数测定方法研究石油是当今世界最重要的能源之一,其储层岩石的物性参数对石油勘探和开发具有至关重要的影响。
物性参数的准确测定对于评估石油储层的储量、渗透率和产能等具有重要意义。
因此,研究和发展石油储层岩石物性参数的测定方法是当前石油领域中重要的课题。
一、岩心采集与样品制备岩心是从地下石油储层中获取的一种岩石样品,对于岩石物性参数的测定具有重要意义。
岩心采集过程应当注意保持其在地下储层中的原位应力和孔隙结构,避免损坏其物性。
采集后的岩心样品应当进行特定大小的切割和研磨,以获得待测参数所需的试样。
二、孔隙度测定方法孔隙度是指储层岩石中的孔隙空间所占的百分比。
测定孔隙度的常用方法包括压汞法、氮气吸附法和浸泡法等。
其中,压汞法是一种常用且精确的方法。
它基于压力平衡原理,测量在不同压力下岩石孔隙内的汞体积,进而计算出孔隙度。
三、渗透率测定方法渗透率是指岩石对流体流动的能力,是评估石油储层导流性能的重要指标。
常用的渗透率测定方法有恒压法和恒流法。
恒压法是通过施加一定压力差,测量流体在岩石样品中的渗流速度,从而计算渗透率。
恒流法则是通过施加一定的流量,测量岩石内部的压力变化,进而求得渗透率。
四、饱和度测定方法饱和度是指储层岩石中的孔隙空间被流体填充的程度。
常见的饱和度测定方法有重力法、浸泡法和放射性同位素法等。
其中,重力法是一种简单而常用的方法,通过称量岩石样品在干态和浸泡后的质量差异来计算饱和度。
五、岩石密度测定方法岩石密度是指岩石单位体积的质量,对于评估岩石物理性质和石油储层的勘探具有重要影响。
测定岩石密度的方法主要有质量法、回声法和核磁共振法等。
其中,质量法是最常见的一种方法,通过称重岩石样品在空气中和水中的质量差异来计算岩石密度。
综上所述,石油储层岩石物性参数的准确测定对于石油勘探和开发具有重要意义。
岩心采集与样品制备、孔隙度、渗透率、饱和度以及岩石密度的测定方法是目前研究的关键点。
通过不断深入研究和创新,我们可以更准确地评估储层的储量、渗透率和产能,为石油储层开发提供可靠的理论依据和技术支持。
岩芯纵横向介电参数的测量装置及测量方法一、引言岩芯纵横向介电参数的测量是岩石物性研究中重要的一环。
通过测量岩芯的介电常数,可以获得岩石的物理特性,进而用于岩石识别、油气勘探等领域。
本文将介绍一种测量岩芯纵横向介电参数的装置和测量方法。
二、测量装置1. 仪器概述该测量装置由以下几部分组成: - 变频信号发生器: 用于产生不同频率的交流电信号。
- 高频电桥/阻抗分析仪: 用于测量岩芯的纵向和横向介电常数。
- 电极系统: 包括测量电极和处理电极,用于接触岩芯并传递电信号。
- 数据处理系统: 用于测量数据采集和分析。
2. 电极系统设计电极系统设计的目标是实现与岩芯的良好接触,并消除接触电阻对测量结果的影响。
电极系统可采用多种设计,如四电极测量、卧式电极等。
其中,四电极测量是较为常见的一种。
3. 数据处理系统数据处理系统负责采集和处理测量数据。
常用的数据处理方法包括滤波、校正和计算等。
滤波可用于去除干扰信号,校正可校准仪器的误差,计算可得到岩芯的纵横向介电常数。
三、测量方法1. 样品准备首先,需要准备岩芯样品。
岩芯样品应具备代表性,且长度足够以保证测量精确度。
在进入测量装置前,样品表面应光滑、干净,以确保良好的接触。
2. 实验步骤具体的测量步骤如下: 1. 将岩芯样品放置在电极系统中,使其与电极紧密接触。
2. 调节变频信号发生器,选择合适的频率,并将信号输入到高频电桥/阻抗分析仪中。
3. 打开高频电桥/阻抗分析仪,开始测量。
3. 测量参数计算测量完成后,需要进行参数计算以得到岩芯的纵横向介电常数。
计算方法如下: 1. 使用数据处理系统对测量数据进行滤波去噪。
2. 对纵向和横向测量数据分别进行校正。
3. 利用经典的导磁率模型或其他合适的模型,计算岩芯的纵向和横向介电常数。
四、应用领域测量装置和方法可以广泛应用于以下领域: - 油气勘探: 通过测量岩芯介电常数,可以识别油气藏的存在。
- 地质勘探: 通过测量岩芯物性,可以推测地下岩石的性质和结构。
长石岩芯的物理性质研究一、前言长石岩芯是地球科学领域中一个重要的研究对象,它具有一系列的特殊性质,如:岩芯结构细致、变化多样、成分复杂;岩芯属性多变,如弹性、渗透性、电性、磁性等都有不同程度的变化。
因此,研究长石岩芯的物理性质是非常有群众基础的。
二、长石岩芯的物理性质1、弹性性质长石岩芯的弹性性质是其最基本的物理性质之一。
岩芯的弹性性质可以通过测量其弹性模量来进行确定。
弹性模量是表征岩石弹性性能的一个重要参数。
弹性模量的大小与岩石的摩尔体积、构造、结晶度、外围环境条件等因素有关。
2、渗透性渗透性是指溶质在固体岩芯╱捏子中流动的能力。
渗透性是岩芯的一项重要性质。
研究岩芯渗透性的变化,可以为地质勘查和环境调查提供重要的依据。
研究表明,长石岩芯的渗透性与其孔隙度、连通度、孔隙形态、壁面特性、水文地质条件、温度、压力、时间等因素有关。
3、电性性质长石岩芯的电性性质主要为电阻率。
电阻率是指单位长度的样品在电场力下,所发生电势差与电流强度之比。
电阻率的大小取决于岩芯的化学成分、孔隙度、温度、压力、湿度等因素。
因此,电性方法可以用于研究岩芯中矿物及其他成分的电学特性,进而对岩体的成分分布、孔隙度、构造特征等性质进行分析。
4、磁性性质长石岩芯的磁性性质可以用来研究岩层的磁性特性、岩层构造、生长环境及其演化历史等。
岩芯的磁性性质与其置换成分、微观磁性粒子分布、矿物结晶度和孔隙度、酸碱度等因素有关。
因此,研究长石岩芯的磁性性质可以为地质勘探提供重要依据。
三、研究方法研究长石岩芯的物理性质需要采用多种手段进行分析。
下面介绍几种常用的方法。
1、岩芯采集与取芯岩芯采集和取芯是研究长石岩芯物理性质的基础。
采集口径直径一般在25~38mm之间,控制好钻孔速度和钻头压力,保证钻孔质量。
2、物理性质测试物理性质测试是研究长石岩芯物理性质的关键步骤。
其测试仪器包括:(1)弹性模量测试仪弹性模量测试仪是测量长石岩芯弹性模量的主要工具,它能测定岩芯在受力状态下的弹性反应。
岩石物性测试方法与工程应用引言:岩石是地球上的重要构成部分,其物性特征对于工程建设至关重要。
为了有效地评估和应用岩石的物性参数,科学家和工程师们研发了多种测试方法。
本文将介绍一些常见的岩石物性测试方法,并探讨其在工程应用中的重要性。
一、岩石抗压强度测试岩石的抗压强度是表示岩石抗压破坏能力的重要参数。
常用的测试方法包括单轴压缩试验和扭转试验。
单轴压缩试验通过施加垂直于其轴线的力来测定岩石的抗压强度。
扭转试验则通过施加扭转力来测定岩石的剪切强度。
这些测试方法可以帮助工程师们确定岩石的承载能力和稳定性,并对结构设计和施工安全做出重要决策。
二、岩石弹性模量测试岩石的弹性模量反映了其在受力后恢复初始状态的能力。
对于土木工程设计和施工来说,准确测定岩石的弹性模量至关重要。
传统的测试方法包括弹性波速测量和压缩试验。
弹性波速测量通过测量传播于岩石中的固有波的速度来计算弹性模量。
压缩试验则通过施加恒定的应力来测定岩石的压缩变形并计算弹性模量。
这些测试方法可以帮助工程师们评估岩石的刚度,在设计结构和预测变形时提供关键数据。
三、岩石渗透性测试岩石的渗透性是指岩石中液体或气体流动的能力。
测试岩石的渗透性对于水工、地下工程和石油开采等领域非常重要。
渗透性测试方法包括渗透试验和含水砂岩与非含水砂岩的比较法。
渗透试验通过施加一定的水头差来测定岩石的渗透系数。
而比较法则通过测定含水砂岩和非含水砂岩之间的液体流动速率来评估岩石的渗透性。
这些测试方法可以帮助工程师们评估岩石的渗透性,为水资源管理和地下工程的规划提供重要依据。
四、岩石热导率测试岩石的热导率是指岩石导热性能的指标,对于热工程建设和地热能利用具有重要意义。
常见的测试方法包括恒定温差法和热脉冲法。
恒定温差法通过测量加热和冷却后岩石表面的温度变化,计算出岩石的热导率。
热脉冲法则通过施加热脉冲并测定时间和温度变化来计算热导率。
这些测试方法可以帮助工程师们评估岩石的热传导性,为土木工程和地热能利用提供重要参数。
铁路工程地质钻探现场岩芯鉴定和描述一.土的分类和定名(一)、土的分类——按颗粒粒径大小1.漂石(块石)漂石(浑圆、圆棱)或块石(尖棱、次尖棱)粒径(mm)大d>800 中400<d≤800 小200<d≤400;2.卵石(碎石)卵石(浑圆、圆棱)或碎石(尖棱、次尖棱)粒径(mm)大100<d≤200 小60<d≤100;3. 粗圆砾(粗角砾)粗圆砾(浑圆、圆棱)或粗角砾(尖棱、次尖棱)粒径(mm)大40<d≤60 小20<d≤40;4.细圆砾(细角砾)细圆砾(浑圆、圆棱)或细角砾(尖棱、次尖棱)粒径(mm)大10<d≤20 中5<d≤10 小2<d≤5;5. 砂粒砂粒粒径(mm)粗0.5<d≤2 中0.25<d≤0.5 细0.075<d≤0.256. 粉粒粒径(mm)0.005≤d≤0.0757. 黏土粒粒径(mm)d<0.005(二)、土的定名——按《铁路工程岩土分类标准》(TB10077-2001)执行1.漂石(块石)土:粒径大于20cm的颗粒超过总质量的50% 2.卵石(碎石)土:粒径大于6cm的颗粒超过总质量的50%3.粗圆砾(粗角砾)土:粒径大于20mm的颗粒超过总质量的50% 4.细圆砾(细角砾)土:粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50% 5.砾砂:粒径大于2mm的颗粒超过总质量的50%6.粗砂土:粒径大于0.5mm的颗粒超过总质量的50%7.中砂土:粒径大于0.25mm的颗粒超过总质量的50%8.细砂土:粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的85%9.粉砂土:粒径大于0.075mm的颗粒超过总质量的50%10.粉土:塑性指数等于或小于10,且粒径大于0.075mm的颗粒的质量不超过全部质量的50%10.粉质黏土:粉粒小于黏粒,塑性指数10-1711.黏土:主要由黏粒组成,塑性指数大于17注:定名时应根据颗粒级配,由大到小,以最先符合者确定。
(三)、黏性土的分类及野外鉴别1.黏土:极细的均匀土块,搓捻无砂感,黏塑滑腻,易搓成细于0.5mm的长条2.粉质黏土:无均质感,搓捻时有砂感,塑性,弱黏结,能搓成比黏土较粗的短土条3.粉土:有干面似的感觉,砂粒少,粉粒多,潮湿时呈流体状,不能搓成土条、土球(四)、土的潮湿程度的划分1、黏性土——含粉质黏土、黏土,分为坚硬、硬塑、软塑、流塑2、砂性土含漂(块)石土、卵(碎)石土、圆砾(角砾)土、砂土,分为稍湿、潮湿及饱和稍湿—呈松散状,手摸时感到潮,饱和度Sr 50%潮湿—手捏时手上有湿印,Sr=50-80%饱和—空隙中的水可自由流出(地下水位以下),Sr>80%3、粉土潮湿程度的划分稍湿—天然含水率w<20%潮湿—天然含水率w=20-30%饱和—天然含水率w>30%4、土的潮湿程度在钻孔中的表达方法黏性土砂性土、粉土、碎石类土坚硬稍湿硬塑、软塑潮湿流塑饱和(五)、砂类土的密实程度的划分及在钻孔中的反映标准贯入试验动探试验(1)碎石类土及砂类土分为密实、中密、稍密、松散四类1.密实—钻进困难,给进震动厉害,孔内响动大,孔壁稳定,不易坍垮。
岩芯疏松程度判断
1.观察岩芯样品:通过肉眼观察岩芯样品的密实程度和颗粒形态,疏松的岩石通常具有较大的孔隙度和间隙,颗粒之间的结构较松散。
2.岩芯密度测定:通过测量岩芯样品的体积和质量,计算得出岩芯的密度。
通常,密度较低的岩芯可能具有较高的孔隙度,表明疏松程度较高。
3.孔隙度测定:通过测量岩芯样品中的孔隙空间的体积和总体积的比值,计算孔隙度。
较高的孔隙度表示岩石中的孔隙较多,疏松程度较高。
4.压缩试验:将岩芯样品置于专用试验装置中,施加一定的压力,观察岩芯的变形情况和力学性质。
疏松的岩石在受到更小的应力时可能会发生较大的压缩变形。
5.岩芯X射线扫描:利用X射线扫描技术对岩芯样品进行扫描,可以获取岩芯内部的结构和孔隙状况的信息。
较多的孔隙和裂缝可能表示岩石疏松程度较高。
岩芯鉴定手册公司内部档案编码:[OPPTR-OPPT28-OPPTL98-OPPNN08]岩芯鉴定手煤田地质部2010年8月6日一、岩煤芯(de)分层原则(一)、岩芯(de)分层(de)依据是岩性变化和厚度两个因素.一般情况下,凡同一岩性厚度大于0.5m以上时,都应独立分层描述.(二)、凡属标志层,不论厚度大小均做为独立分层描述.(三)、第四系碎屑堆积物,凡相同物质厚度在1m以上者,均应独立分层描述.对富含水(de)砾石层和砂层,厚度在0.5m以上者应独立分层.(四)、岩层中(de)夹层,系指厚度小于0.5m(de)薄层,夹层虽不做独立分居,但必须进行夹层岩性特征(de)描述;若是薄,煤夹层,不论其多薄,必须按可采煤层(de)要求,做详细描述,并注明其深度、厚度.(五)、互层,系指不同岩性(de)薄层有规律(de)交替现象.若二种或二种以上(de)薄层有规律(de)交替出现厚度达0.5m以上者,可做为独立(de)互层进行描述.但对于每个单层已大于0.5m者,不能做互层描述,应做独立分层描述.(六)、复结构额煤层(de)煤芯分层描述,与储量计算中(de)分层及合层方法,意义是不完全相同(de).一般在复结构煤层中,凡夹矸大于0.05m时都要做独立分层描述;夹矸小于0.05m时,虽不做独立分层,但要对夹矸岩性特征做详细描述,为储量计算中煤层厚度计算提供准确完整(de)数据依据.在特厚煤层中,夹矸厚度大于0.1m时做独立分层,而小于0.1m时不做独立分层.二、第四系松散堆积物(de)鉴定和描述第四系堆积物(除土壤之外)和陆源沉积岩(de)粒度是判断搬运、沉积介质能量和沉积盆地能量(de)主要标志,因此它们(de)命名和分类首现考虑粒级.关于粒级(de)划分曾有十进位分类、自然粒级分类、对数粒级分类等方案,以前煤炭部门采用(de)是前两者(de)综合.目前国外多采用对数粒级(de)分类,此分类,对于粒度分析资料(de)整理,作图及数理统计非常方便,考虑到今后国内外资料交流(de)需要,八〇年我国沉积岩分类会议建议今后使用对数粒级分类.为此我们规定今后统一用对数粒级进行分类.d ∮值粒级标准是颗粒直径d(毫米)以2为底(de)负对数值,即∮=㏒2根据∮值粒级标准可将送散堆积物和陆源沉积岩分四个级:砾、砂、粉砂、粘土.每个级还可进一步细分,详见表一:松散堆积物和陆源沉积岩(de)对数粒级分类过去使用(de)粒级表2;(二)、松散堆积物(de)命名第四系松散堆积物按表1(de)粒级进行命名.(三)、松散堆积物(de)描述内容:1、土质层(de)描述土质层按其颜色主要分黑土、红土、黄土、褐土四类,对其过度型可用复色描述,如黑褐色、灰黑色等.注意有无被腐殖质、铁质或其它物质污染(de)现象.对其性质要用试纸做酸性、中性、碱性(de)初步鉴定.对原地堆积(de)土质层,要描述与母岩(de)成因关系,土质层中(de)结核要做成分、形状、大小、数量及层位描述.2、粘土和砂土(de)鉴定描述:粘土与砂土(de)肉眼区别较难,可借助搓条(de)直径大小来区别.3、砂层(de)鉴定与描述砂层(de)粒级力求准确划分出小类.注意(de)成分(de)描述和分选好坏,描述固结程度及孔隙度和含水性.注意确定水成、风成或冰川堆积等成因标志.4、卵石与砾石层(de)鉴定描述.粒级必须划分准确.对砾石要鉴别岩性、形状、磨圆度和表面特征.对砾石层(de)孔隙度和充填物要做描述,初步确定成因类型.在第四系松散堆积物中注意对泥炭层,砂矿及其它有益矿产(de)描述.对化石要做种属鉴定及保存状况和数量(de)描述.三、沉积岩(de)鉴定和描述(一)、沉积岩(de)命名沉积岩按物质来源共分四大类:陆源沉积岩内源沉积岩火山物源沉积岩生物源沉积岩在这四类基础上再按成因、成分、结构、构造、等特征进一步划分亚类:1、火山物源沉积岩(de)命名,除按表5中(de)划分三大类之外,还需结合火山物质(de)成分和含量以及形成条件来全面命名.如阜新(de)黄花石砾岩定名为火山质沉积砾岩和火山质沉积角砾岩组成.吐呼噜角砾岩定名为流纹岩质英安岩质集块岩.表6.2、对陆源沉积岩(de)详细分类命名(1)粘土岩(泥岩):过去都单独做为一大类.目前国内已把它归入陆源沉积岩这类中.对粘土岩(泥岩)(de)详细划分是室内研究(de)任务,故岩芯描述不要细分.但对重要(de)颜色特征做为定名部分.如紫色泥岩等.(2)粉砂岩(de)命名按粒度划分,肉眼常常不能准确做到表一(de)详细划分,所以要求做粗、细砂岩(de)估计即可.按碎屑成分及按胶结物成分(de)分类定名常是野外办不到(de),故不做严格要求,若能区分出‘‘钙质粉砂岩”、“铁质粉砂岩”等更好.(3)、砂岩(de)命名砂岩(de)粒级是肉眼能区别(de),但对细粒和微粒是肉眼不能区别(de),可统称细粒砂岩.对中、粗粒必须确定准确.砂岩(de)详细成份分类,目前还不统一.但肉眼能区别砂岩(de)碎屑成份,成份含量用肉眼估计,参照表7.因此砂岩(de)定名按下列关系综合定名:颜色+构造+胶结物+粒度+成份.如“灰色厚层状钙质中粒长石砂岩”.有(de)定名部分不重要或不明显,可不要这部分.如灰色中粒长石砂岩.但粒度、成份这两部分不可少.今后不能使用“硬砂岩”这一名词,相应类型称岩屑砂岩.砂岩成份分类(4)砾岩和角砾岩(de)命名砾岩要按表1做准备(de)粒级划分,还应根据磨圆度区分砾岩与角砾岩.在砾石成份易区分时,可以用砾石成份定名,如花岗岩石英岩质砾岩等.如果成因标志明显,应区分滨海砾岩,河床砾岩,洪积砾岩,冰川角砾岩等.根据砾岩在剖面上(de)位置,可以分第砾岩、层间砾岩.(二)、沉积岩(de)描述内容沉积岩(de)描述内容主要包括颜色、成份、结构、构造、化石、结核和包裹体、岩相特征,与上下地层(de)解除关系.1、颜色:描述岩石在干燥状态下总体(de)颜色.煤系地层常见(de)颜色为:白、灰、黄、绿、紫、黑色、描述颜色时可用熟知(de)实物颜色描述,如猪肝色等.对过度色用双色描述,如黄绿色泥岩,其中后者为主色,前者为次要色.2、结构:指组成岩石(de)矿物和岩屑(de)粒度、分选性、磨圆度以及胶结物(de)成份和胶结方式.着重描述以下内容:(1)粒度大小按表1描述.确定粒级后要描述分选性,即指同一粒级(de)碎屑颗粒集中(de)程度.分选性按三级描述:①、分选性良好:基本上为同一粒级组成.②、分选性中等:以同一粒级为主,混入少量其它粒级颗粒.③、分选性较差:各种粒级混合在一起.(2)磨圆度:指组成岩石颗粒(de)机械磨损程度.对中砂岩以上粒级(de)沉积岩按三级描述:①棱角状.②次园状.③园状.(3)、胶结程度①胶结物成份:细砂岩以上粒级(de)沉积岩都要坚定胶结物(de)成份.煤系中常见(de)成份有泥质、钙质、硅质、铁质等.②胶结方式:指胶结物与碎屑之间(de)关系,主要有三种胶结方式:基底式胶结:胶结物多,全部充填在碎屑周围,并将碎屑彼此隔开.孔隙度胶结:碎屑颗粒间彼此接触,胶结物充填在碎屑颗粒间(de)孔隙中.接触胶结:碎屑颗粒间彼此接触教紧密并有孔隙,胶结物很少,仅在颗粒彼此接触点上起胶结作用.③胶结程度:根据胶结(de)坚实性可做四级描述.即松散(de)、半胶结(de)、胶结较坚实、胶结坚实.3、成份描述主要成分次要成份(de)含量.常见(de)矿物有石英、长石和岩屑.这三种成份是陆源沉积岩定名(de)依据,因此细砂岩以上(de)粒级都要做成份和含量(de)描述.4、构造:指组成岩石(de)矿物集合体(de)大小、形状、排列和空间分布等,所反映出来(de)岩石构成(de)特征.与岩石(de)结构概念完全不同.5、构造运动:由地球内动力引起岩石圈地质体变形、变位(de)机械运动.构造运动是由地球内力引起地壳乃至岩石圈(de)变位、变形以及洋底(de)增生、消亡(de)机械作用和相伴随(de)地震活动,岩浆活动和变质作用.构造运动产生褶皱、断裂等各种地质构造,引起海、陆轮廓(de)变化,地壳(de)隆起和拗陷以及山脉、海沟(de)形成等.基本构造类型1、水平构造原始岩层一般是水平(de),它在地壳垂直运动影响下未经褶皱变动而仍保持水平或近似水平(de)产状者,称为水平构造.如第三系(de)红层中常见.在水平构造中,新岩层总是位于老岩层之上.2、倾斜构造倾斜构造是指岩层经构造运动后岩层层面与水平面间具有一定(de)夹角.倾斜岩层常是褶曲(de)一翼,断层(de)一盘,或者由不均匀(de)升降运动引起(de).3、褶皱构造岩层在侧方压应力作用下发生(de)弯曲叫褶曲.褶曲仅指岩层(de)单个弯曲,而岩层(de)连续弯曲则称为褶皱.褶曲(de)基本类型有两种:背斜和向斜.背斜是核部(de)岩层相对较老,两翼(de)则较新(de)褶曲.向斜是核部(de)岩层相对较新,两翼(de)则较老(de)褶曲.4、断裂构造岩石受应力作用而发生变形,当应力超过一定强度时,岩石便发生破裂,甚至沿破裂面发生错动,使岩层(de)连续性完整性遭到破坏(de)现象,称为断裂构造.断裂构造包括两类:按断裂两侧(de)岩是否发生明显(de)滑动,可分为节理、断层.其它(de)分类:1.按照地壳运动方向划分(de)类型(着眼于空间表现)垂直运动(“升降运动”、“造陆运动”——沿地球半径方向)水平运动(“造山运动”——沿地球切线方向)2.按照构造运动发生(de)时期划分(de)类型(着眼于时间分布)新构造运动(晚第三纪以来)古构造运动(晚第三纪以往)构造运动引起地壳(de)岩层或岩体发生变形、变位留下(de)形迹,称为地质构造.地质构造在层状岩石中表现最为明显,研究得也最清楚.它(de)基本类型有:水平构造、倾斜构造、褶皱构造和断裂构造等.地壳构造运动(de)表现:1.现代及新构造运动(de)表现现代构造运动指人类历史时期所发生(de)或正在发生(de)地壳运动,新构造运动是指晚第三纪以来发生(de)构造运动.现代地壳运动典型(de)例证是意大利那不勒斯海湾(de)一个小城镇遗址.该遗址保存又三根完好(de)大理石柱,它(de)下段被火山灰掩埋过,柱面光滑无痕,中段布满海生动物蛀孔,上段柱面为风化痕迹.据历史记载,该镇初建于陆地上,后被维苏威火山喷出(de)火山灰掩埋.13世纪时,地面沉降到海面以下6米多,致使石柱中段被海生瓣鳃类凿了许多小孔,而上段一直在水面以上,接受风化剥蚀.后来,该地区上升到海面以上,才修建起现代(de)波簇里城.此例充分说明了构造运动可造成沧海桑田之变.地壳(de)升降也表现出高出现代海面(de)海成阶地、海蚀槽、滨海平原等方面.例如,广州附近(de)七星岗,可见高出现代海面(de)波切台及海蚀槽,说明了海岸(de)上升.2.古构造运动(de)表现从地球产生之日起,构造运动一直在进行中,现代及新构造运动可以通过直接观察地貌特征变化,或通过精密仪器测量反映出来.地质历史时期发生地壳构造运动,距今久远,无法通过直接测量来了解,但可以根据古构造运动遗留(de)各种形迹来恢复地壳在漫长(de)地质年代中(de)各种运动情况.具体说来,保留在岩石地层中(de)构造形迹,以及地质剖面中(de)岩相、岩层厚度和层间接触关系能间接地反映出古构造运动(de)历史6、节理是指岩石破裂后无显着位移(de)断裂构造;断层是指岩层或岩体沿断裂面发生较大位移(de)断裂构造.断层(de)要素有:断层面、断层线、断盘和断距等.按断层两盘相对移动(de)关系,断层类型可分为:正断层、逆断层、平推断层、枢纽断层等.(1)描述沉积岩(de)构造时,基本概念和术语要使用准确.①细层:又称纹层,是层理最初级(de)、最小组成单位.特点是成份上有一定(de)均一性.②层系:在相同条件下形成(de)由许多在结构、成份、厚度和产状上相似(de)同类(de)细层所组成.③层系组:由若干个相似(de)层系所组成.④层理厚度:指层系上下界之间(de)距离,即层系(de)厚度.⑤岩层厚度:指岩层上下层面之间(de)距离.注意与层理厚度(de)区别.(2)沉积岩(de)构造描述注意以下三部分内容并为室内沉积相模式分析提供依据:①层理构造②层面构造③变形和扰动构造(3)描述层理构造(de)分类时,要考虑成因和几何形态二个因素.要按现在划分(de)七种主要类型来划分:①流水波痕层理:青鱼骨刺形,横人字形,细层(de)倾斜方向是流水(de)反方向.层系之间有时出现薄层泥岩,它代表潮汐现象,是三角洲区(de)流水受潮汐作用形成(de).②浪成波痕层理:层面上为波浪状,剖面上为交错层理.描述时注意有同相位和异相位(de)区别.③透镜状层理和压扁状层理:描述时注意砂体(de)形态和大小及连续性.一般是泥岩和砂岩互层.砂岩呈扁豆状,砂岩小,泥岩多.④递变层理:呈水平状,粒度向上逐渐变细.⑤风成交错层理:分选性极好,前级交角为40°-43°.⑥海滩层理:层面有波痕,剖面为波痕状或交错层理.波痕不对称,向海(de)方向较缓,向陆(de)方向较陡.⑦上攀波痕层理及浊流层理:这是二种不同成因(de)类型,但具有一定(de)成因联系.上攀波痕层理是一系列交互(de)粉砂岩和泥岩,类似较大型(de)交错层理,具体浊流层系(de)特征.而真正(de)浊流层理常指分选较差、层理杂乱(de)层系,它常出现在鲍马层序(de)相模式中.(4)、描述层面构造时,注意区分上层面构造和下层面构造(de)不同特点,其中注意描述以下几种内容:①干裂或称泥裂(de)特征.②雨痕和冰雹印痕.③冲刷痕迹及侵蚀下切现象.④渠痕.⑤晶体印痕和冰晶痕.⑥虫迹和生物活动有关(de)印痕,植物根遗痕.⑦压刻痕.(5)、形变和扰动层理描述时要把形态、成份与成因关系做详细分析.①负载构造:砂层在上,泥岩在下,砂层不均衡(de)嵌入泥岩中.嵌入较深使泥岩呈火焰状称火焰构造.②球状及枕状构造;由于快速堆积,使砂岩陷入泥岩之中.③包卷层理;不规则扰动,是成岩前(de)扰动所造成,或沉积物液化后横向流动形成(de).④滑塌构造;常见于粉砂岩、泥岩及细砂岩中,也见于灰岩中.沉积岩沿斜坡滑动,使岩层发生变形,形成紧密褶皱或不规则(de)卷曲.⑤砂岩岩脉;饱含水(de)砂和粉砂,注入到附近沉积层(de)裂隙中,形成砂岩岩脉.⑥缝合线;在垂直层面中呈头盖骨接缝样子(de)锯齿状裂隙.⑦叠锥;常见于泥灰岩,石灰岩及方解石脉中.由一串漏洞状锥体套叠在一起(de)组成,锥体长垂直于层面或脉壁,故在层面上呈同心圆状,在剖面上V字形套叠.⑧迭层石:是由一种藻丛通过捕缚碎屑沉积物而形成(de),多为砂、粉砂和粘土沉积物组成.呈不平坦(de)皱纹状或象倒着罗起(de)碗装(de)柱状构造.(6)、描述层理时应该注意(de)问题:1、首先划分层理类型再区别层理(de)大小.2、注意描述颜色、粒度(de)递变规律.3、测量细层(de)层间距(de)变化和层系(de)厚度及原生水平面(de)倾角.4、描述层系之间(de)关系是否平行及界限清晰性(de)好坏.5、对互层状岩层还要描述互层(de)韵律性与分层厚度变化(de)规律.6、对层面构造和变形构造要做素描图.(7)、化石化石是确定时代,地层对比和岩相分析(de)依据.在岩性描述、岩性摄影和采岩样之后,要在岩芯中敲打化石,对化石要做如下鉴定.1、对植物化石要做初步鉴定到署名,描述化石(de)种属特征,保存(de)完美程度、数量、分布广泛,炭化或矿化性质,可附素描图或照片.2、对动物化石要鉴定到大门类鉴别是海相或陆相(de),描述化石特征、保存情况、数量.3、对保存完好(de)化石要做采集标本,必要者应送到鉴定部门做种属(de)精确鉴定.(8)、结核和包裹体在沉积岩中,常见到与围岩成份不同(de)矿物结核或岩块(de)包裹体,描述时注意:1、结核或包裹体(de)成份:常见(de)有黄铁矿,菱铁矿、钙质或硅质等.2、描述结核或包裹体(de)形态和大小数量.3、描述结核或包裹体(de)内部结构特征:如同心构造,均一构造或残留生物遗体等.4、描述结核或包裹体在层内分布情况及层理(de)关系.5、煤层(de)鉴定和描述(一)、煤(de)分类和煤层命名:1、根据肉眼煤岩特征初步进行分类,可划分为泥炭、褐煤、烟煤、无烟煤和天然胶等.2、煤层(de)命名,在已开发(de)煤田要沿用以前(de)名称,不另建新名.对新开发地区,煤层一律由上而下进行编号.(二)肉眼煤岩类型(de)划分1、肉眼煤岩组份共四种:镜煤、亮煤、暗煤、丝炭.应描述肉眼煤岩组份(de)性质,特征和含量.2、根据肉眼煤岩组份(de)含量确定肉眼煤岩类型,肉眼煤岩类型共四种;光亮型、半光亮型、半暗型、暗淡型.(三)、煤(de)物理性质描述1、颜色:用褐色、黑褐色、褐黑色、黑色、灰黑色、灰色、钢灰色等描述.2、光泽:基本上分为沥青光泽、油脂光泽、玻璃光泽、全钢光泽、似金属光泽.3、条痕:用褐色、黑色、褐黑、黑、灰黑色等描述.4、硬度:煤(de)硬度一般在1~3度之间.焦煤、肥煤(de)硬度最小,无烟煤硬度最大.5、脆性:脆性大着易破碎,脆性小(de)则韧性大,一般焦煤脆性最大、无烟煤脆性最小.6、裂隙:按内生裂隙、外生裂隙二种类型描述其特征.并测量裂隙(de)宽度长度及密度.对裂隙充填物也应该细描述.7、断口:描述煤层被破碎后破裂面(de)特征.有贝壳状断口、眼球状断口、棱角状断口、阶梯状断口、光滑平正断口等.8、块状:描述煤层破碎后呈块状或碎块状、粒状、粉末状(de)状态.(四)、煤层结构(de)描述1、煤(de)结构:可分为均一结构和非均一结构(条带状结构).在均一结构煤中,由一种煤岩类型组成.条带状结构是几种煤岩类型组成(de)也是最常见(de),往往条带不连续呈透镜状互层.描述时按条带厚度分:(1)、宽度条带:〉5mm(2)、中条带状:3~5mm(3)、细条带状:1~3mm(4)、线理状:〈mm有时还出现叶片状结构、粒状结构等,也应注意描述其特征.2对复煤层或对煤层中(de)夹石,当厚度大于0.1米时,要按岩石(de)内容进行详细描述.对高灰份煤,经采样化验后再准确定为煤或炭质泥岩.3、对浅部(de)煤注意区分是否处于风氧化带并描述风化后特征.4、对侵入或接近煤层(de)火成岩、要描述侵入岩(de)岩石特征及产状.还应描述火成岩对煤层、煤质(de)影响范围.5、对煤层(de)结核、包裹体、要进行成份、形状、大小、分选方式等(de)描述.地质构造现象(de)描述(一)产状及裂隙(de)测量和统计1、对呈层岩要正确判定层面,测量岩芯(de)层面倾角,为计算机岩层产状提供可靠资料.在破碎带、断层带附近应增加测量次数.2、对裂隙要测量其产状,统计裂隙系数(条/米)、宽度,描述裂隙出现(de)层位和深度,裂隙之间贯通关系,裂隙(de)充填程度及开口程度.3、区分裂隙类型.一般可划分三类;成岩裂隙,风化裂隙,构造裂隙.岩芯中常见(de)是构造裂隙,它与区域(de)褶皱和断裂有关,并常能显示区域(de)地应力方向,因此对构造裂隙(de)产状和特征要详细描述.4、裂隙发育程度如下五级划分;(1)很发育;裂隙系数>10条/米.(2)发育;裂隙系数>3-10条.(3)中等发育:裂隙系数1-3条/米.(4)不发育:裂隙系数条/米.(5)很不发育:裂隙系数〈条/米.(二)断裂构造(de)描述断层是常见(de)地质现象,它不仅对煤层有破坏(de)作用,有时对煤层起保留保护作用.它是井田划分(de)重要因素,又是开采技术条件好坏(de)重要因素,也是水文地质条件评价(de)重要问题.因此断层(de)空间位置、落差、性质是勘探工作中要正确查明(de)重要内容.为此对岩芯中与断层有关(de)现象都应详细测量和记录.1、准确测量破碎带(de)宽度、深度,测量主断裂面(de)深度和产状.2、确定上下盘岩性和层位、计算落差大小、3、断裂构造岩(de)描述.(1)破裂岩:原岩破裂后没有显着位移,常见于断裂两侧,描述破裂块(de)形状和大小.碎块呈扁菱形,属于压应力.呈方菱形属于扭应力.呈长条状属于张应力.(2)断裂角砾岩①压性;角砾为次棱角状,扁豆状,条带状等园粒化现象,角砾呈定向排列,外来物少见,有时有片理带,镜下可见压力影,常见有绿泥石、绢云母.(绢云母属于单斜晶体,晶体为鳞片状,具丝绢光泽(白云母呈玻璃光泽),纯块呈灰色、紫玫瑰色、白色等,径厚比>80,比重~,硬度2~3,富弹性,可弯曲,抗磨性和耐磨性好;耐热绝缘,难溶于酸碱溶液,化学性质稳定.)②扭性:角砾呈菱形,园粒化.长轴与断裂面斜交,镜面构造明显.外来胶结物充填构成细脉呈雁行排列,常用绿泥石、绿帘石.③张性;角砾大小悬殊,杂乱无定向性,结构疏松,常见晶洞孔洞,有时有外来物质.(3)糜棱岩:在封闭状态下,由于高压使破碎(de)岩块岩屑重新紧密焊合,形成致密坚实(de)岩石.具有重结晶及应力变质矿物.(4)断层泥:在压力较低时,常在含泥质岩石中(de)断层面上出现. 4、断裂面形态特征描述(1)压性断裂面;沿走向和倾向呈舒缓波状,倾角较缓,向深部多呈近水平状.(2)张性断裂面:一般为粗糙不平参差不齐,或锯齿形状,产状不稳定, 倾角一般较陡.(3)扭性断裂面:一般较平滑,常切割断裂岩石颗粒而产状稳定倾角较陡,连续性好.扭性断裂常常兼有压扭性(de)特点.因此压扭性断裂面、张扭性断裂面都兼有力学性质(de)特征.5、断裂面上(de)痕迹特征描述由于断裂两盘岩层(de)错动,在断层面上留下擦痕、阶步、等痕迹.根据这些痕迹(de)特征可以确定断裂两盘相对位(de)方向及力学性质.因此对断裂面上(de)痕迹应详细描述,主要痕迹有如下几种.(1)擦痕:是一种线条状摩擦(de)痕迹.①钉头擦痕:是一端粗而深,令一端细而浅.它表明该盘由细向粗(de)方向移动.②擦线:呈细小而均匀(de)现状擦痕.③擦痕峰、谷:粗大擦痕呈波浪状,擦沟、擦脊相同排裂.有时具次级擦痕.④摩擦镜面:断裂面由于剧烈摩擦,而被磨光发亮摩擦镜面向一端逐渐消失(de)方向,是该盘运动(de)反方向.(2)阶步:当断裂两盘错动时,在断面上留下(de)一侧平缓,另一侧陡峻(de)痕迹叫阶步.每个陡坎都延伸不远,但彼此近于平行.陡缓方向一致,指示所在盘由缓向陡(de)方向移动.(3)小型或微型羽裂或入字形构造:指断裂面一侧或两侧(de)张性或张扭性裂隙或节理所组成(de)羽裂或称入字形构造,也称反阶步.雨裂与断裂面相交(de)锐角方向,是羽裂所在盘(de)运动方向.(4)褶纹:断裂面上出现(de)微小波状弯曲,弯曲部分(de)两翼多不对称,由缓向陡是该盘(de)运动方向.6、断裂面两侧岩层岩层变化和次级构造描述(1)描述由于断裂作用而形成(de)岩层小型褶皱,如两侧岩层(de)牵引和揉皱现象,一般要做描述或照像.(2)描述次一级断裂、分支断裂与主干新裂(de)关系及特征.(三)褶皱构造(de)描述褶皱(de)简述:岩石中面状构造(如层理﹑劈理或片理等)形成(de)弯曲.单个(de)弯曲也称褶曲.褶皱(de)面向上弯曲﹐两侧相背倾斜﹐称为背形﹔褶皱面向下弯曲﹐两侧相向倾斜﹐称为向形.如组成褶皱(de)各岩层间(de)时代顺序清楚﹐则较老岩层位于核心(de)褶皱称为背斜﹔较新岩层位于核心(de)褶皱称为向斜.正常情况下﹐背斜呈背形﹐向斜呈向形﹐是。
第五节 岩芯物性测量
根据工区勘查测线布置,选择多块钻井岩芯进行视电阻率与电阻率测量。
CSAMT 法是电磁勘探方法中一种,主要是以地壳中岩、矿石的电物性(电阻率)差异为物质基础,测量取样岩芯的电阻率可以为CSAMT 反演结果提供很好的参考样本。
测量岩芯电阻率的原理如图2-2所示,将一圆柱形岩芯固定在夹具之间,通常岩芯的电阻率较大,因而电流微弱,图中的电流表是一种能够检测弱电流的灵敏电流计。
设岩芯长度为L ,直径为D ,长度单位均为m ,电阻率的单位为Ω.m 。
则岩芯的电阻大小为
2
4D L
S L R πρρ
== 又由欧姆定律得
I
U R ∆∆=
上式中U ∆和I ∆表示电压和电流的变化量。
由以上两式整理得到岩芯电阻率的计算公式为
I
L U
D ∆∆=
42πρ
测定时用面粉与过饱和硫酸铜溶液搅拌成糊状面团,作为铜环与标本接触介质, 以减少欧姆表接触电阻,提高观测精度。
值得注意的是,用盐水溶液搅拌的面团,其电阻随时间变化很大,不宜使用。
在选择欧姆表(万能表)测量时,为了提高读数精度, 应使指针所指示的被测电阻值,尽可能指示在刻度盘中间一段。
每次读数前,要用电零点改正器,迫使指针归零。
岩芯电阻率测量结果见表2-11,根据1-D6钻井现有电阻率测井结果,对现有电阻率测井进行分析,在1-D6井,96.4m 处进行分析,此段钻井编录结果为此处为泥岩,测井结果电阻率的值约为13.4Ω.m 。
测量此段的岩芯的平均电阻率值为为13.67Ω.m 。
实验内岩芯电阻率测量结果与野外测井结果基本一致。
E
夹具
图2-2 实验原理图
表2-11 岩芯电阻率测量结果表
视电阻率是电阻率法用来反映岩石和矿石导电性变化的参数。
在地下存在多种岩石的情况下用电阻率法测得的电阻率,不是某一种岩石的真电阻率。
它除受各种岩石电阻率的综合影响外,还与岩、矿石的分布状态(包括—些构造因素)、电极排列等具体情况有关,所以称它为视电阻率。
决定视电阻率大小的因素有:①各岩层地质体的真电阻率;②地下不同电性体实际分布状况(各电性体的厚度、大小和形状、埋藏的深浅);③供电电极和测量电极的相互位置以及与不均匀电性层的相对位置。
岩芯测量的视电阻率值可以用来判断采集数据质量的好坏,在对数据进行静校正时,起参考作用。
测量岩芯的视电阻率采用DDC-8电阻率仪进行测量,测量装置采用的是小对称四极和小水槽,水槽内注入饱和盐水,将岩芯样品放置在水槽中间,岩芯两端用过饱和硫酸铜溶液搅拌成糊状面团封住,将水槽两端分成平均的两端。
岩芯两端安置接受电极MN,水槽两端安置发射电极AB。
图2-3 DDC-8电阻率仪
图2-4 视电阻率测量装置图
如图2-4为对称四极装置:其中AB 为发射电极,MN 为接收电极。
AM =NB ,取MN 的中点O 为测量记录点,装置视电阻率为:
AB
MN
s
AB
U K I
ρ
∆= 其中,装置系数K AB 为:
AB AM AN
K MN
π
⋅=
岩芯视电阻率测量结果见表2-12:
表2-12 岩芯视电阻率测量结果。