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断层构造对浅灰色白云岩与灰色细粒石英砂岩地层中地质钻孔施工的影响研究

叶晓强 张永岗 白海浪 杨天旭 王泽兵
  
富网媒体号
2024年87期
中国地质调查局西安矿产资源调查中心 陕西西安 710000

摘要:本文以陕西省地勘基金课题为基础,对老君庙金矿区XV—XVI号金矿化蚀变带的中深部地质特征进行探讨。通过对已施工钻孔地质的分析,揭示了断层构造对地层岩性的影响。通过以上研究得出,断层构造对地层的分布有显著影响,断层中的钻孔施工经验为深部地质勘查提供了重要参考。通过以上研究,取得的成果,将为今后从事中深部地质钻孔施工具有一定的借鉴作用。

关键词:断层构造;钻孔地质;浅灰色白云岩;灰色细粒石英砂岩;地质勘查

1引言

老君庙金矿区作为近年南秦岭镇旬盆地新发现的金矿床,其矿化蚀变特征一直受到研究者的广泛关注。然而,对该区域中深部地质结构和矿化蚀变特征的认识仍不足,尤其是断层构造对地层岩性结构的影响机制尚未深入研究。随着钻孔技术的不断发展和地质勘查需求的提升,通过钻孔地质分析,可以更准确地揭示地下岩性变化规律,为地质勘查和矿产资源评价提供重要依据。因此,本研究选取了老君庙金矿区ⅩⅤ、ⅩⅥ号金矿化蚀变带为研究对象,旨在深入探讨断层构造对该地区浅灰色白云岩与灰色细粒石英砂岩地层结构的影响机制,为深部地质勘查提供新的理论和技术支持。

2断层构造对地层岩性结构的影响

2.1 浅灰色白云岩的分布与特征

浅灰色白云岩分布于地质结构复杂、古生物活动频繁的地区,是一种常见的沉积岩。浅灰色白云岩的分布在老君庙金矿区的V#、XV#金矿化蚀变带中呈现出一定的规律性,常与断层构造有关,也与古老的水系沉积有关。浅灰色白云岩常呈片状或块状分布,与周围岩石交错分布于矿化蚀变带中。这种可能受断层活动或古河道沉积的影响,集合性的分布模式往往与地下构造和岩性变化密切相关。岩石质地细腻,结晶性好,常呈灰白色或浅灰色,表面常呈现细密的层状构造。浅灰色白云岩常可通过岩芯样品的形态、色泽、构造特征等,在钻孔地质分析中进行鉴别,从而为地质勘探工作提供重要的参考资料。

2.2 灰色细粒石英砂岩的分布与特征

灰色细粒石英砂岩是一种常见的沉积岩,在老君庙金矿区ⅩⅤ、ⅩⅥ号金矿化蚀变带也有广泛分布。在矿化蚀变带内,灰色细粒石英砂岩常常呈现出连续分布的特点,分布区域较广,厚度不一。其分布往往受到古水系沉积、河流冲积等因素的影响,与地下构造和地质历史密切相关。灰色细粒石英砂岩的岩性特征较为明显。该岩石常呈灰色或淡灰色,质地细腻,含有大量的细小颗粒状石英矿物。在岩石表面,常可观察到石英颗粒之间的紧密排列,呈现出明显的层理结构。这种岩性特征为灰色细粒石英砂岩的识别和划分提供了重要依据。

2.3 断层构造与地层岩性结构变化关系的分析

断层构造对地层岩性结构变化有显著影响,尤其在老君庙金矿区IV、ⅩⅥ金矿化蚀变带。断层活动会对地层的岩性结构分布和性质造成影响,使地层发生错位、断裂和变形。如地层岩性的断裂、褶皱等现象,可常在断裂带中观察到,岩石的结构、成分也可能发生变化。由于地层岩性的差异性沉积,进而形成不同性质的岩层,断层构造也会影响地下水的流动和沉积作用。断层构造还可能使地层岩性结构的变化和演化过程加剧,引起地热、地应力等地质作用。

3钻孔施工经验及成果

3.1 钻孔施工过程描述

该钻孔项目是在老君庙金矿区ⅩⅤ、ⅩⅥ号金矿化蚀变带中进行的,使用钻机型号为英格尔模块化便携式钻机EP600。钻孔施工于2023年8月1日开始,历时13天,于同年8月13日完成。在别的施工单位三个月没完成的情况下,本次仅用了13天的时间完成施工。施工过程中,钻头的选用由以前未有施工经验,为今年度首次进入,对具体岩性、地层情况掌握资料不足,因此在施工过程中对地层、岩性的逐渐了解更换为更合适的钻头,为后续的施工进度奠定了坚实的基础。班组之间的配合操作人员需要在实践中探索磨炼,才能熟练掌握其各项性能,最大限度发挥新型钻机的性能优势和潜能。因此各班在施工的过程中,逐渐形成了相互配合、相互帮忙的良好氛围,进一步提高了施工进度。工作时间的充分利用。由于矿区地处秦岭山区,夏季雨期较长,对钻探施工、搬迁都有一定影响,因此在施工的过程中随时关注当地天气情况,提前准备施工所需材料要,打好提前量,同时班内成员做好分工,施工过程配合紧密,充分利用十二小时的工作时间。钻孔设备EP600表现出良好的稳定性和可靠性,其钻进速度与钻孔深度符合预期。钻孔施工按照设计方案进行,操作规范,保证了钻孔质量。

3.2 钻孔施工中遇到的地质问题

在钻孔施工过程中,遇到了一些缩径及卡钻夹钻等问题,主要包括岩层松散程度大、地层节理发育差、裂隙大、不反水等情况。由于岩层属于砂岩碳质类,钻进时扭矩偏高速度较慢,加大了施工难度和时间成本。地层节理的发育导致岩层稳定性较差,容易发生崩塌和塌方,对施工安全提出了挑战。同时,水位较低也给钻孔施工带来了困难,需要采取锯沫堵漏及灌水泥进行护臂。针对以上地质问题,采取了合理的钻进参数和工艺措施,有效应对了各种挑战,保证了钻孔施工的顺利进行。

3.3 钻孔结果分析与地质勘查效果评价

钻孔结果显示,老君庙金矿区ⅩⅤ、ⅩⅥ号金矿化蚀变带内浅灰色白云岩与灰色细粒石英砂岩地层分布广泛,地层岩性较为复杂。根据岩芯样品的分析结果,浅灰色白云岩主要由碳酸盐矿物和石英组成,而灰色细粒石英砂岩则主要以石英为主,其中含有少量的粘土矿物和碳酸盐矿物。

4结论

本文对断层构造对地层岩性结构的影响进行了深入的分析,对浅灰色白云岩和灰色细粒石英砂岩的分布和特点、断层构造和地层岩性变化的关系进行了详细的探讨。通过合理的应对措施,解决了在钻孔施工过程中遇到的地质问题,确保了施工的平稳进行。通过对钻探结果的分析和地质勘探效果的评估,为地质勘探工作提供了重要的地质资料和科学依据,为地下岩石结构和沉积历史提供了新的认识。

参考文献

[1]张俊儒;叶伦;严丛文;刘丁丁;崔耀;冯冀蒙;.泥质粉砂岩地层中后行盾构隧道近接施工对大断面矿山法隧道的影响研究[J].现代隧道技术,2019:128-138.

[2]兰叶芳,黄思静,吕杰.储层砂岩中自生绿泥石对孔隙结构的影响——来自鄂尔多斯盆地上三叠统延长组的研究结果[J].地质通报,2011:138-144.

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