巖心鉆探中。
為了正確反映巖(礦)心的代表性,對巖(礦)心質量有如下基本要求: (一)采取率 取出的巖(礦)心長度與對應孔段實際進尺長度的百分比稱為巖(礦)心采取率。 根據(jù)普查,勘探程序不同,及鉆進礦層、巖層的不同,按要求各自有一定的巖(礦)心采取率,才能保證得到足夠數(shù)量的巖(礦)樣品,以滿足分析、鑒定和研究的要求。
巖(礦)心采取率的一般要求:巖心采取率不低于65%;礦心采取率(按可采層計算)分層不低于75%。由于礦床類型和各礦種的具體要求不同,其采取率的標準應根據(jù)情況由地質、鉆探、水文地質等部門共同商訂。
(二)完整度 采取的巖(礦)心要保持天然的結構和構造,如礦物顆粒形狀、大小、膠結狀態(tài)、孔隙度、層理、片理、原始接觸界面等,以反映礦物,巖石的真實性,便于劃分礦石類型,觀察原生礦物結構與共生關系。因此,為便于實地進行觀察必須防止人為的破壞、擾動、顛倒。
(三)純潔性 要求取出的巖(礦)心不受外來物質的侵蝕、污染和滲進,以免影響礦石的品位和品級,或影響礦物的物理性質。如煤心中混入粘土后,灰份增加;滑石中混入泥漿后,二氧化硅提高;孔壁掉塊,可能形成假心等。
(四)避免選擇性磨損 鉆取的礦心應盡量避免內在物質成份發(fā)生變化。選擇性磨損往往使礦心人為貧化、富集或變質,從而歪曲原來的品位和品級。
如:鉬、石墨、云母、石棉等礦石,由于質量輕、呈鱗片狀、纖維狀、薄片狀,很容易流失,造成人為貧化;金、銅、黃鐵礦、鉛鋅、汞等礦石,因比重大,呈結晶狀、顆粒狀,易于殘留,造成人為富集;鉀鹽、巖鹽、芒硝等礦石,遇水溶解,易于淋蝕,造成品位下降;而煤心燒灼變質則會使其品級降低。 (五)取心部位準確 要求取出巖(礦)心的位置準確,是為了得到巖(礦)層準確的埋藏深度、厚度和產(chǎn)狀,以準確地計算礦產(chǎn)儲量和確定地質構造。
巖心鉆探中。為了正確反映巖(礦)心的代表性,對巖(礦)心質量有如下基本要求:
(一)采取率
取出的巖(礦)心長度與對應孔段實際進尺長度的百分比稱為巖(礦)心采取率。
根據(jù)普查,勘探程序不同,及鉆進礦層、巖層的不同,按要求各自有一定的巖(礦)心采取率,才能保證得到足夠數(shù)量的巖(礦)樣品,以滿足分析、鑒定和研究的要求。
巖(礦)心采取率的一般要求:巖心采取率不低于65%;礦心采取率(按可采層計算)分層不低于75%。由于礦床類型和各礦種的具體要求不同,其采取率的標準應根據(jù)情況由地質、鉆探、水文地質等部門共同商訂。
(二)完整度
采取的巖(礦)心要保持天然的結構和構造,如礦物顆粒形狀、大小、膠結狀態(tài)、孔隙度、層理、片理、原始接觸界面等,以反映礦物,巖石的真實性,便于劃分礦石類型,觀察原生礦物結構與共生關系。因此,為便于實地進行觀察必須防止人為的破壞、擾動、顛倒。
(三)純潔性
要求取出的巖(礦)心不受外來物質的侵蝕、污染和滲進,以免影響礦石的品位和品級,或影響礦物的物理性質。如煤心中混入粘土后,灰份增加;滑石中混入泥漿后,二氧化硅提高;孔壁掉塊,可能形成假心等。
(四)避免選擇性磨損
鉆取的礦心應盡量避免內在物質成份發(fā)生變化。選擇性磨損往往使礦心人為貧化、富集或變質,從而歪曲原來的品位和品級。如:鉬、石墨、云母、石棉等礦石,由于質量輕、呈鱗片狀、纖維狀、薄片狀,很容易流失,造成人為貧化;金、銅、黃鐵礦、鉛鋅、汞等礦石,因比重大,呈結晶狀、顆粒狀,易于殘留,造成人為富集;鉀鹽、巖鹽、芒硝等礦石,遇水溶解,易于淋蝕,造成品位下降;而煤心燒灼變質則會使其品級降低。
(五)取心部位準確
要求取出巖(礦)心的位置準確,是為了得到巖(礦)層準確的埋藏深度、厚度和產(chǎn)狀,以準確地計算礦產(chǎn)儲量和確定地質構造。
為進行工程地質勘察所進行的鉆探工程。其目的是通過鉆探取樣、樣品分析、現(xiàn)場工程地質測試,以獲取建筑基礎的地質資料和巖土層的各項物理、力學、化學參數(shù),為選擇修建地點,基礎處理方式、建筑物類型、結構制訂合理的施工方法,以及為防止滑坡、泥石流等地質災害提供設計和施工的依據(jù)。
工程地質鉆探設備主要包括動力機、鉆機、泥漿泵、鉆桿、鉆頭等。鉆探方法有多種,根據(jù)破碎巖土的方法可分為:沖擊鉆探、回轉鉆探、沖擊回轉鉆探、振動鉆探等。(見鉆探方法)。
工程地質鉆孔的直徑,一般根據(jù)工程要求、地質條件和鉆探方法予以綜合確定。為劃分地層,終孔直徑不宜小于33毫米;為采取原狀土樣,孔徑不宜小于108毫米;為采取巖心試樣,軟質巖石不宜小于108毫米,硬質巖石不宜小于89毫米。
工程地質鉆探對巖心采取率有一定要求。為鑒別巖性和劃分巖層,在較完整的巖層中,不宜小于80%;在破碎的巖層中,不宜小于65%。需重點研究的部位(如滑坡的滑動帶),巖心采取率還應盡量提高。
在工程地質鉆探中,需要采取保持天然結構的土樣(即原狀樣)。為不影響原狀土樣的取土質量,取土器的內徑,不宜小于89毫米。取土器的入土長度,對粘性土不宜大于其直徑的3倍。土試樣的長度,一般為其直徑的1.5~3.0倍。
取土器結構可分為:根據(jù)取土器下口是否封閉,可分為敞口式和封閉式;根據(jù)取土器上部的封閉形式,可分為球閥式、活閥式和活塞式;根據(jù)取土器管壁的厚薄,可分為薄壁取土器和厚壁取土器。
工程地質鉆探采取原狀土樣的方法有擊入法、壓入法和振動法。
擊入法分為兩種:①輕錘多擊法。采用人力或落錘。輕錘多擊法,速度及下?lián)袅Σ痪鶆?,鉆桿擺動大,對采取的土樣有較大擾動。②重錘少擊法。采用重錘少擊快速將取土器擊入土中,其取樣質量較好,而又以重錘一次擊入更好。
壓入法分為兩種:①慢速壓入法。用杠桿、千斤頂、鉆機手把加壓,取土器進入土層的過程是不連續(xù)的。土樣有一定的擾動,但比輕錘多擊法擾動小。②連續(xù)壓入法。將取土器快速、均勻地壓入土中。對土樣的擾動程度小,是較普遍采用的方法。
振動法。在高速振動作用下將取土器壓入土中。對土樣擾動較大,一般采用大直徑的取土器。對于振動后易產(chǎn)生液化的土,不宜采用。
按機械碎巖方式分有回轉鉆探、沖擊鉆探、沖擊回轉鉆探等;按碎巖工具或磨料分有鋼粒鉆探、硬質合金鉆探、金剛石鉆探、復合片鉆探、牙輪鉆頭鉆探等;按獲取巖心的方式分有提鉆取心、繩索取心、反循環(huán)連續(xù)取心取樣等;按沖洗液類型分有清水鉆探、泥漿鉆探、空氣鉆探等;按沖洗液循環(huán)方式分有正循環(huán)鉆探、反循環(huán)鉆探、孔底局部反循環(huán)鉆探等。此外還有一些特殊的方法,如井底動力驅動鉆探、定向鉆探等,也可以是上述方法的組合。
地質巖心鉆探采用的主要鉆探方法有硬質合金鉆探、金剛石鉆探(含繩索取心鉆探)、復合片鉆探、沖擊回轉鉆探、定向鉆探、反循環(huán)取心取樣鉆探等。
(一)露頭樣采集1.-般要求1)除作某些特殊目的的研究外,在一般情況下應采集新鮮、無蝕變的巖石作為樣品。
采集位置應盡量避開各類接觸帶、蝕變帶、斷裂破碎帶等;2)層狀巖石(沉積巖、火山巖等)樣品應垂直其走向采集。若為研究同一層位內巖石成分沿走向的變化規(guī)律,則可沿其走向按一定間距系統(tǒng)采集樣品;非層狀巖石(巖漿巖等)樣品可按不同相帶、不同巖性分別采集;3)以能反映實際情況和滿足切制薄片及手標本觀察的需要為原則,一般為3cm*6cm*9cm。
4)采集到巖礦標本應在原始記錄上注明采樣位置和編號,對所采樣品一般要用白漆在標本的左上角涂一小長方形,待干后寫上編號,然后用麻紙包好,統(tǒng)一保管。2.采集方法對于結構和成分均勻的巖石,可在新鮮露頭上或山地、鉆探工程中用揀塊法采集。
在揀取時應盡量避開外貌、顏色、結構等異常的巖塊;對于結構和成分不均勻的巖石,可按一定間距分別揀取大小大致相等的若干巖塊,然后合并成一個樣品。在必要時可加大采樣重量,以保證其代表性。
對于巖心樣品,可用劈心法采集。在采集巖石、礦石化學分析樣品時,應同時采集巖礦鑒定樣品,在巖礦鑒定基礎上選擇具代表性的化學分析樣品。
(二)巖心樣采集1)巖心樣采樣的一般要求:為了取得具有代表性的儲蓋層物性巖心巖樣,必須根據(jù)取心情況和分析目的,在現(xiàn)場選取巖樣,在適宜CO2地質儲存的儲蓋層層段應重點取樣,并適當加大取樣密度,做好樣品的詳細記錄工作。巖心筒到地面后,為防止由于毛細管作用力使鉆井液滲入到巖心內,應立刻將巖心取出。
巖心從巖心筒倒出時,應注意上下層位,不得顛倒。避免產(chǎn)生人為破碎,出現(xiàn)人為裂縫。
巖心由巖心筒中取出后,應迅速擦掉或用小刀刮掉泥漿,不能用水或其他液體加以沖洗??傊瑤r心從巖心筒中取出、檢查、排列次序、選樣均應在最短的時間內完成。
2)巖心現(xiàn)場處理設備:巖心現(xiàn)場處理設備包括巖心擺放臺(總長大于10m)、樣品切割機、白蠟燭、防震膜、保鮮膜、鐵盆(裝蠟)、溶蠟加熱器、寬膠帶、小膠帶、標簽紙、記號筆、中性筆、筆記本、剪刀、白毛巾(大量)、橡膠手套(若干)、棉手套(若干)、膠水、照相機、卷尺、塑料桶、電腦等。3)巖心處理:在井臺上,將巖心從巖心筒里取出,按上、下層序依次裝入帶有編號的巖心箱內。
將所有裝有巖心的巖心箱抬入巖心處理間逐一處理。巖心處理前準備工作:巖心處理前準備工作多種多樣,重點是用于巖心清洗的溫水和用于封樣溶蠟準備。
巖心的順序放置:配合錄井工作人員,將巖心按從上到下的地層順序放置在處理臺上。巖心的擦拭:將毛巾在水中泡濕,擰成微干(以免毛巾上的水滲入巖心而影響巖心的物性),對巖心進行擦拭,在擦拭過程中注意把握力度,尤其是對易碎的泥巖更要注意,擦拭以能看出巖心顏色為至,以便巖心編錄人員進行巖性描述。
巖心編號和巖性描述:巖心編錄人員在編號時,確保每一塊巖心編號都是唯一的,且連續(xù)編號。同時測量并記錄單體巖心的長度和上下深度區(qū)間。
最后逐一描述、編錄和拍照。巖心樣采樣及編號:由于原始巖心長度多大于樣品需要長度,巖心編錄完后,宜在現(xiàn)場根據(jù)樣品要求的規(guī)格采用樣品切割機分割巖心,對其逐一進行連續(xù)編號,表明頂、底面,詳細記錄該樣品的深度區(qū)間、巖性、測試項目,同時對巖心樣進行三維拍照,之后及時錄入電腦。
保鮮膜包裹:用保鮮膜將現(xiàn)場加工好的巖心樣逐一進行包裹,需要注意的是對那些較破碎,有多塊巖心亦應單獨進行包裹。包裹時注意盡量不要使保鮮膜與巖心中間留有空氣,一遍蠟封。
保鮮膜包裹時,巖心的排放順序不變。蠟封:首先對巖心柱的兩端進行蠟封,然后再對巖心柱全面用蠟密封,之后仍放回原處。
標簽粘貼:按統(tǒng)一的巖心編號規(guī)則對巖心進行編號,填寫眼信仰標簽,再將標簽逐一貼在對應的巖心上。防震膜的包裹和膠帶的纏緊:將防震膜根據(jù)大于巖心的寬度約20cm左右的長度剪下來對巖心進行包裹,以便使巖心柱的兩端包裹在防霍膜里,包好后隨即用膠帶纏好巖心柱,盡量使防震膜外表層都能纏上寬膠帶,纏好后放回原來位置。
巖心的裝箱:將巖心按順序裝入巖心送樣箱,巖心箱也要根據(jù)其號碼從小到大進行裝入,以便以后使用巖心時查看。手記資料的電腦輸入:盡快將巖心樣的編號、深度區(qū)間、巖性、規(guī)格、測試項目、測試要求、照片編號等依次錄入統(tǒng)一的電子表格中存檔,同時制作送樣單。
(三)巖屑樣鉆探過程中,應做好定深隨鉆撈沙工作,對代表性的砂巖、碳酸鹽巖或泥巖以及變層部位適當加密撈沙樣采集。撈沙時及時記錄深度區(qū)間,用清水淘洗,進行編號、記錄,填寫樣品標簽,置于帆布上攤開晾曬,下壓防濕的標簽,不得混亂。
待巖屑樣干后裝于醫(yī)用葡萄糖瓶內封蓋。將標簽貼于其上,以便室內研究和展覽。
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