矿物成分对细颗粒粘土强度特性 影响的试验研究

通过人工土和天然软土的快剪试验,从微观角度研究矿物成分对细颗粒粘土强度特性的影响.研究表明：单一矿物成分试样的强度特性与矿物颗粒的表面特性与结合水性质有关.粘土矿物颗粒具有较大的比表面积、阳离子交换当量,颗粒表面形成强烈微电场而产生较厚的粘滞性结合水膜,使颗粒间粘聚力增强,故表现出较高的粘聚力,而粒间容易错动而形成润滑摩擦,表现出较低的抗剪强度与内摩擦角;混合矿物成分人工土和天然软土试样的强度特性是不同类型矿物颗粒间摩擦、胶结粘聚和结合水性质等微观因素的综合体现,只要某种细颗粒粘土矿物含量超过一定限值,混合土试样的强度特性便由该细颗粒粘土矿物决定.     

纯粘土矿物甲烷吸附研究及吸附模型评价

粘土矿物在页岩储层无机矿物中占有重要的比例,其是页岩气吸附的重要场所。由于不同页岩储层成藏条件差异,粘土矿物相对含量有较大差异,因此也影响页岩气的吸附能力。以XRD,低压氮气吸附实验以及甲烷等温吸附实验为主要研究手段。XRD结果表明四种样品(伊利石,蒙脱石,绿泥石,高岭石)纯度较高,均大于94%。低压氮气吸附结果表明：蒙脱石以微孔与中孔为主,孔隙形态主要为四边都开口的平行板状、狭缝状等,含有墨水瓶状的孔;伊利石主要发育有中孔与大孔,绿泥石主要发育有微孔和大孔,高岭石主要发育有中孔和大孔,它们的孔隙形态同样都平行板状、狭缝状等为主;比表面积与孔隙体积的大小顺序为：高岭石>伊利石>蒙脱石>绿泥石,两者呈正相关。在61 ℃,压力为0~25 MPa条件下进行五组甲烷等温吸附试验,包括四组纯粘土矿物及一组由四种纯矿物等质量混合的矿物。纯粘土矿物甲烷吸附量大小顺序为：高岭石>伊利石>蒙脱石>绿泥石,粘土矿物的比表面积越大,其甲烷吸附量也越大。对等温吸附实验数据进行拟合发现：Langmuir, Toth以及Langmuir-Freundlich吸附模型对于不同矿物总体拟合效果都极好,对粘土矿物吸附模型精确选择具有一定意义。     

粘土矿物的成因初步研究

粘土矿物是地表带分布最广的矿物,粘土矿物的形成方式有3种:与风化作用有关；热液和温泉水作用于围岩,可以形成粘土矿物的蚀变富集带；由沉积作用、成岩作用生成粘土矿物.对其粘土矿物的成因进行了分析归纳.     

川西坳陷须五段致密气泥岩储层空间及主控因素

川西坳陷上三叠统新场须五段岩石组合以砂夹泥、泥夹砂、砂泥岩互层为特征。通过铸体薄片、扫描电镜、CT扫描等实验方法针对泥岩储层进行研究分析,结果表明,泥页岩主要以粘土矿物和石英为主,粘土矿物主要为伊利石、绿泥石及高岭石,无水敏强烈的蒙脱石。储层空间主要为裂缝和孔隙,孔隙包括粘土矿物晶间孔隙、矿物的溶蚀孔隙、有机质孔和黄铁矿粒间孔。CT扫描显示孔隙主要分布在有机质和重矿物较发育的部位,且连通性较差。成岩作用以机械压实作用为主,使川西坳陷须五段整体较致密,原生孔隙几乎不发育。岩石成分和成岩作用使须五段致密气储层空间降低。     

东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其与储层伤害的关系

利用X射线衍射、红外光谱、扫描电镜等分析资料对东营凹陷郑家-王庄地区沙河街组粘土矿物特征及其对储层的伤害进行了研究.结果表明,郑家-王庄地区沙河街组碎屑岩储层中粘土矿物类型主要为伊利石/蒙皂石无序间层矿物和高岭石矿物,含少量的伊利石和微量的绿泥石矿物.依据蒙皂石层层间阳离子类型,伊利石/蒙皂石无序间层矿物可进一步分为钙型、钠型和钙钠过渡型3种类型.高岭石矿物有结晶度高、形态发育良好和结晶度低、形态发育差两种类型,据此得出高岭石有自生成因和陆源碎屑成因两种类型.粘土矿物的膨胀率及水敏感性实验分析表明,钠型伊利石/蒙皂石无序间层矿物具有更大的膨胀性,对储层损害最大,钙-钠过渡型次之,钙型最小.对储层中高岭石含量与储层物性分析发现,两种成因的高岭石对储层物性影响截然不同,自生高岭石的大量存在能有效改善本区储层物性,陆源碎屑高岭石则使储层物性变差.     

姬塬地区长6油层组砂岩储层中粘土矿物分布规律研究

为研究区寻找优质储层,指导勘探开发部署提供指导。以鄂尔多斯盆地姬塬地区延长组长6油层组砂岩储层中粘土矿物为研究对象,通过铸体薄片、扫描电镜、X衍射等方法对主要粘土矿物类型进行了研究;结合沉积环境,深入分析了粘土矿物的分布规律及控制因素;同时探讨了粘土矿物对储层物性的影响;从而研究表明,研究区储层中粘土矿物主要成份为伊利石、高岭石、绿泥石和蒙/伊混合层,且具有质点微小、比表面积大等特征。其形成与分布主要受沉积与成岩两大作用控制。其中,绿泥石含量东北体系高于西北体系;在长石溶蚀作用影响下,高岭石含量西部高于东部;沉积水体影响下,伊利石含量由北向南逐渐增大。绿泥石、高岭石对储层孔隙具有建设性影响,而伊利石主要破坏原始孔隙。粘土矿物组成及含量明显控制着储层平面上孔渗分布,使得相对高孔高渗区主要分布在研究区东北部,是下步勘探开发的主要对象。     

泥石流体屈服应力与粘土矿物关系的试验研究

泥石流体的屈服应力是泥石流体抗剪强度的一个重要指标,但目前为止对泥石流体屈服应力和粘土矿物的关系研究还不完善。本文通过简易泥石流排导槽装置,选取蒙脱石、伊利石、绿泥石、高岭土4种常见的粘粒矿物为研究变量,以泥石流体屈服应力为研究目标,依次改变泥石流体中泥沙颗粒体积浓度、粘粒矿物成分及百分含量得出：(1)同等条件下,不同粘土成分对屈服应力的影响不同,蒙脱石影响最强,伊利石次之,绿泥石、高岭土最弱;(2)单一粘土矿物条件下,屈服应力与粘土矿物关系呈正向指数关系;(3)混合粘土矿物条件下,屈服应力与粘粒矿物的关系与单一粘土矿物条件下关系一致,但变化速率比单一粘土矿物小;(4)通过国内外学者资料验证本文泥石流屈服应力与粘土矿物的关系,具有一定的准确性和可用性。     

东濮凹陷北部沙三段泥页岩微观储集空间特征及其主控因素

东濮凹陷北部沙三段盐湖沉积体系泥页岩具有良好的页岩油气潜力,本文通过多口钻井岩芯泥页岩全岩矿物X衍射、粘土矿物X衍射、氩离子抛光及能谱、扫描电镜等测试数据,研究了东濮凹陷北部沙三段陆相泥页岩微观储集空间特征及其主控因素。认为储集空间以微-纳米级孔隙为主,包括无机原生粒间孔、无机原生晶间孔、无机次生溶蚀孔、有机孔及微裂缝等孔隙类型。其中,无机孔隙,特别是次生孔隙,对页岩油气储层具有明显的建设作用,有机质孔发现较少。矿物成分、岩相类型、成岩作用、有机质丰度及成熟度是储集空间发育的主要影响因素,其中矿物成分是影响储集空间类型的内因;不同岩相类型对应的储集空间类型不同;成岩过程中易溶物质的溶蚀对储层物性的改善起到重要作用,垂向上粘土矿物成分演化与孔渗高值有较好的对应关系。     

粘土矿物分析及其指示的气候意义 ——以毛乌素沙漠滴哨沟湾为例

以毛乌素沙漠东南缘萨拉乌苏河流域滴哨沟湾剖面DGS1层段为代表,对其粘土矿物组成进行分析.结果显示,DGS1层段粘土矿物以石英、钾长石、钠长石、伊利石、蒙脱石、方解石和绿泥石为主,各层位均不含高岭石.各种沉积相矿物组成基本一致,说明该地区的矿物来源基本一致.不同沉积相粘土矿物含量不尽相同,沙丘砂、次生黄土中的石英、长石、伊利石、绿泥石等代表干、寒气候的粘土矿物含量高,湖沼相中的蒙脱石、方解石等代表暖湿气候的粘土矿物含量高,个别湖沼相层位出现了白云石.粘土矿物组分表现出萨拉乌苏河流域全新世气候特征:本地区全新世总体偏冷干,各沉积相缺失高岭石而均存在绿泥石可为证明;本地区全新世气候分为两个主要气候阶段,早期到中期堆积湖沼相为主的时期气候相对温暖湿润;中期以后到现在堆积次生黄土和沙丘砂的阶段气候相对寒冷干燥.     

南堡凹陷古近系泥页岩孔隙结构特征

对南堡凹陷古近系泥页岩采用岩石热解、X衍射矿物分析、扫描电镜观察、氮气吸附测试等实验方法,探讨主要目的层段泥页岩孔隙结构特征。结果表明,南堡凹陷古近系泥页岩具有低孔致密的储层特征,部分样品具有较高的脆性矿物含量,有利于形成裂缝网络;微观孔隙类型主要包括有机质孔隙、粒间孔、粒内孔和微裂缝;微孔和中孔提供了绝大部分比表面积与孔体积,是气体吸附和存储的主要场所;泥页岩孔隙结构主要有细颈长体的墨水瓶孔型、四面开放的平行板型,其中以有利于气体吸附存储的墨水瓶型为主;有机碳含量是控制南堡凹陷古近系泥页岩中纳米级孔隙体积及其比表面积的主要内在因素;石英含量与孔体积有较好的正相关性;脆性矿物对于孔隙有积极的建设作用;有机碳含量是影响页岩吸附气体能力的主要因素。     

城市红树林湿地沉积物的矿物组成特征及影响因素

以深圳城市红树林湿地沉积物为研究对象, 分析其矿物组分和理化性质, 探究其矿物组成特征及影响因素。结果表明: 1) 深圳市红树林湿地表层沉积物的矿物组成以黏土矿物(16.5%~73.5%)和石英(22.0%~81.2%)为主, 随着深度增加, 不同样地的沉积物中钾长石、黄铁矿和石盐等矿物含量存在差异; 2) 表层沉积物中, 黏土矿物主要为伊蒙混层矿物(44%~76%)、高岭石(0%~40%)、绿泥石(0%~24%)和伊利石(2%~21%), 以伊蒙混层矿物为主; 3) 不同深度的沉积物中黏土矿物组成与表层沉积物基本上一致, 与沿海区域没有植被的珠江口和大亚湾等地的沉积物存在显著差异。相关性分析结果表明, 深圳市红树林湿地沉积物的矿物组成主要受盐度、总硫(TS)和总有机碳(TOC)影响, 其黏土矿物组成则主要受pH值、盐度、TOC和沉积物粒径影响。     

Magnetic characteristics and its environmental implications of core YSJD-86GC sediments from the southern South China Sea

Sediments of core YSJD-86GC （referred to as 86GC） collected from the southern South China Sea were selected for environmental magnetic studies. Combined with the published chronological framework, sediment magnetic properties were revealed for the study area since the MIS3 stage. The rock magnetic results indicate that low-coercivity magnetite is the main magnetic mineral within the sediments. Also, a certain amounts of hematite are present. The King plot and Day plot, which reflect the magnetic particle size, show that fine-grained pseudo-sin- gle-domain phase magnetic particles dominate the magnetic minerals in the sediments. Comparison of magnetic parameters and geochemical indicators show that magnetic properties of core 86GC sediments reflect a terrigenous input. Simultaneously, magnetic characteristics of the stud- ied sediment are influenced by the quantity of terrigenous sediment input, oxidation-reduction conditions of the provenance area, and the transportation environment and distance. Sea level fluctuation caused by global climate change was the main factor for variation in concentration of magnetic minerals and magnetic particle size of thestudied core sediments. Thus, variation of sediment magnetic properties in the study area can be used as an indirect indicator of sea level fluctuation.     

黄河三角洲陆表沉积物矿物学特征及沉积成因

根据黄河三角洲地区沉积环境及气候条件.作者对该区表层沉积物的矿物学特征及沉积成因进行了研究.研究结果表明.本区非粘土矿物(碳酸盐矿物除外)的矿物学特征主要继承自黄河中游地区第四系沉积物、粘土矿物及碳酸盐矿物的矿物学特征还与黄河三角洲地区沉积环境、气候及海水等因素有关.沉积作用受到河流注入、海水的顶托及侧渗、蒸发浓缩、电中和等因素的控制.     

浅水湖泊表层沉积物粒度垂向分布及其水动力表征

为揭示浅水湖泊表层沉积物粒度组成特征,解析沉积物粒度分布对沉积物物源和水动力的响应,并为浅水湖泊沉积物营养盐分布特征研究提供支撑。利用激光法对里下河地区4个不同大小和形状的浅水湖泊沉积物样品的粒度进行研究,结果表明:(a)研究区表层沉积物平均粒径随深度增加而减小;(b)面积大的湖泊表层沉积物的中值粒径垂向分布差异较大;(c)面积大且宽的湖泊中的砂粒搬运作用强于面积小且窄的湖泊;(d)对于面积较大的湖泊,湖心区砂粒含量高于湖泊周边区域;(e)粒径的三角分布图显示研究区表层沉积物颗粒大多落入壤粒和砂粒的范畴,表明研究区湖泊水动力活动较强;(f)风浪扰动较大的九龙口沉积物垂向分布连续性较差;(g)蜈蚣湖和得胜湖沉积物平均粒径垂向分布变化不大,表明其水动力条件变化相对较小,与实际调查一致。     

Mineral magnetic properties of surface sediments at Bei’anhe, Beijing, and its environmental significance

A multiparameter investigation of surface sediments from the Bei＇anhe section （Beijing） has been conducted using environmental magnetic approaches. The studied sedimentary sequence consists of pluvial and lacustrine silts and clay of the Holocene age. Magnetite, hematite and pyrrhotite were identiffed as the dominant magnetic minerals. The mineral magnetic characteristics are considered to reflect the Holocene paleoenvironmental processes of the studied area, which are different from the mineral magnetic properties of typical polluted sections reported in the Beijing area. The low-field magnetic susceptibility and saturated isothermal remanence magnetization of the section decrease gradually with increasing depth. This indicates that the concentration of magnetic minerals in the strata decreases down the section. Values of interparametric ratios, such as ARM/SIRM, XARM/Xand SIRM/X, gradually increase with increasing depth, which indicates a down-section decreasing trend in the magnetic grain size of the sediments. Pyrrhotite occurs below the depth of 22 cm, suggesting the existence of redox interface. The magnetic variations of the Bei＇anhe surface sediments might be controlled by two geological processes： reductive diagenesis and pedogenesis. Our findings may have provided a reference point for magnetic investigation of polluted surface sediments in the Beijing area.     

南海北部陆缘黏土矿物组合特征与地质意义

采用沉积矿物分析方法对南海北部九口探井渐新世—中新世沉积物进行系统的黏土矿物分析.结果表明:南海北部沉积物黏土矿物组成随时间及空间呈现规律性变化,黏土矿物伊/蒙转化深度具有自北向南逐步变浅的规律,与地温梯度升高变化趋势基本一致,这种黏土矿物伊/蒙转化的变化规律反映了南海北部洋陆过渡地壳减薄,莫霍面抬升,热流值升高的趋势.通过黏土矿物组合演变特征与热流变化趋势的相关关系,可以预测区域性温度场变化规律,加深对南海北部洋陆过渡地壳厚度变化的认识.     

Geochemical characteristics and tectonic implications of HP-UHP eclogites and blueschists in southwestern Tianshan, China

Four rock assemblages in correspondence with two different tectonic settings have been recognized in the NEE-SWW extending HP-UHP metamorphic belt in southwestern Tianshan, northwest China. Eclogite assemblage EC1 is geochemically akin to alkaline within-plate oceanic island basalt (OIB). EC2 shows affinity to enriched mid-oceanic ridge basalt (EMORB). Rare earth element (REE) and other immobile trace element characteristics of blueschist assemblage BS1 resemble those of normal mid-oceanic ridge basalt (NMORB). These three assemblages are likely formed on a seamount setting, and the prevalent presence of carbonate minerals and omphacite quartzite stripes/gobbets suggests ancient pelagic sediments including marls are probably developed upon the basaltic seamount. Whereas the geochemical characteristics of BS2 assemblage are of volcanic arc basalt-type. The seamount with the pelagic sediments on it is brought into the subduction zone, and volcanic arc basalts formed on the active continental margin and trench sediments are eroded and enwrapped in the subducting mass, they are altogether subjected to high to ultrahigh pressure metamorphism and subsequent exhumation towards surface. The HP-UHP metamorphic belt is thus interpreted as a subduction-accretionary complex formed by tectonic juxtaposition and imbrication of seamount, seafloor, trench and volcanic arc sequences during oceanic crust subduction.     

九龙江口表层沉积中碎屑矿物的研究

研究了厦门港九龙江口表层沉积物中碎屑矿物的物质组成、重矿物组合类型及其分布特征 。结果表明，该区碎屑矿物共有４７种，其中轻矿物９种，重量矿物３８种；轻矿物的平均含量为８８．６％，重矿物的平均含量１１．４％，大大高于台湾海峡重矿物的平均含量（０．９５％）。     

长江口外CX21柱样的磁性特征及其影响因素

以长江口外、长340 cm的CX21柱样为对象,在磁性特征、地球化学和粒度分析的基础上,结合前期对Y7柱样的研究,探讨粒度、早期成岩作用和物源变化对沉积物磁性特征的影响.研究结果表明,该柱样磁性特征和粒度垂向变化显著.磁性参数χ、SIRM、χ_fd和χ_fd%与 2~4 μm、4~8 μm粒级含量呈相对较弱的正相关, 而χ_ARM、χ_ARM/SIRM和χ_ARM/χ与16 μm以下的各细颗粒组分有较强的正相关,表明CX21柱样沉积物磁性特征受到粒度变化的影响.利用BCR方法进行的铁的形态分析结果表明,CX21柱样170 cm深度以下具有较强的还原环境,磁性矿物受到较强的早期成岩作用影响.氧化还原不敏感元素Ti的垂向变化指示了物源变化,Ti向表层的增加与χ和SIRM向表层的增强具有同步性,说明物源变化也是CX21沉积物磁性特征影响的重要因素.尽管粒度组成和沉积速率不同,CX21与Y7柱样的磁性特征在垂向上具有相似性,表明磁性特征可作为长江口外沉积物地层对比的工具之一.     

致密砂岩储层黏土矿物特征及敏感性分析—以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区长6油层为例

致密砂岩储层孔喉结构复杂、比表面积大,岩石颗粒表面附着大量的黏土矿物,容易受到外来流体的影响,发生颗粒膨胀、迁移、离子沉淀等反应伤害储层,从而影响生产效率。本文以鄂尔多斯盆地吴起油田寨子河地区延长组6段油层为例,通过岩石薄片观察、扫描电镜、X射线衍射仪(X-RD)实验、压汞实验和储层敏感性实验等方法,对研究区储层物性、孔喉结构、黏土矿物特征和储层敏感性类型、伤害程度及敏感性影响因素进行分析。岩心分析实验表明,储层黏土矿物由绿泥石、高岭石、伊利石和伊蒙混层4种矿物组成,影响储层渗透性的敏感性伤害强弱依次为酸敏、水敏、碱敏、盐敏和速敏。并结合实际生产中存在的问题,提出绿泥石富集区域尽量避免储层酸化等改造措施;对伊利石及伊蒙混层含量高、易水敏的地区,压裂改造过程需要提高压裂液砂比,减小压裂液量,从而降低储层损害。