确定岩石结构面产状方法的研究

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1、确定岩石结构面产状方法的研究阐述了确定岩石结构面产状的重要性；指出了确定岩石结构面产状的分类方法：钻探取芯测斜法、机械标记法、古地磁法和图像法。简要介绍了四种方法，分析了它们的特点、适用条件，有利于合理选用确定岩石结构面产状的方法。岩石结构面产状研究1确定岩石结构面产状的意义在固体矿产勘查，石油、天然气、地热和可溶性矿产的勘探与开发方面，要求确定岩石结构面产状。结构面产状数据对正确认识地质构造，查明矿体形态与延伸情况，弄清矿体和闱岩的空间关系，准确计算矿产储量,指导勘探工程和开采坑道布置等冇重大意义。结构面产状对研究石油、天然气、地热水的分布、储

2、聚、迁移和开采有重人价值，另外还是确定油田开发水平定向井、可溶性矿产水力开采溶腔对接孔方向的依据。在水电工程地质勘察中，为了确保高坝安全，合理设计水工建筑物，防止水库渗漏,有效治理库岸滑坡等地质灾害，要求查明地下岩层层面和构造面的产状，特别是裂隙、节理、断层等断裂面以及软弱夹层的产状，另外还要求了解坝区和库区的地应力场特征，地应力分布规律，主应力的方向和大小。因此，确定岩石结构面产状，是一项重要的而又经常性的T作。通过收集、整理和分析研究确定岩石结构面产状方法，在地表无露头或露头不清楚的地区，确定岩石结构面产状的方法可分为钻探取芯测斜法、机械标记

3、法、古地磁法和图像法。2钻探取芯测斜法取芯测斜法是采用常规钻探方法，获得岩芯及测斜资料，确定岩石结构面产状。由于是常规方法钻探及测斜，钻具和钻进工艺不需要变化,故成本低。该方法分为平面计算方法和空间计算方法。平面计算方法即要打三个孔，利用相近的三个钻孔穿过同一层面或断裂面的测斜数据，确定三点坐标值，计算出层面或断裂面产状要素。本项目完成了此法的编程计算。该法要求岩石标志面明显，适用于确定岩石分层层面、断层层面、软弱夹层层面的产状。平面计算方法是假定层面或断裂面为平面的，因此它不可能反映钻孔Z间层面或断裂面产状的变化；当标志层不明显时往往难以判断三

4、个钻孔穿过的同一层面，此时会产生一些误差。空间计算方法，用一个弯曲钻孔、或两个钻孔、或三个钻孔的岩芯和测斜资料，要求三点测斜数据不完全相同，可采用赤平投影等方法计算岩石结构面产状。该方法适用于确定地下某区域内产状相同或相似的岩石产状，如岩石节理面、片理面、裂隙面、软弱夹层层面、分层层面、断层层面。若某区域内产状不相同，会产生一些误差。3机械标记法机械标记法主要是利用专门的钻具给岩心打定向标记并取心,测量标记位置和孔斜参数，釆用岩心复位法或计算法确定岩石结构面产状。给岩心打定向标记、取心、测量标记位置和孔斜参数，这些工序可以在多个钻进回次中完成，也

5、可以在一个钻进回次中完成。打定向标记主要有打印、冲穴、刻痕和钻眼四种方法。打印是用造型材料或金属杆件模印出孔底岩心端部的凸凹不平形状；冲穴是用钢质冲头或色笔在孔底岩心端面上冲出坑穴或打出色点；刻痕是用刻刀在岩心柱侧面刻出沟痕，刻痕可以在钻进过程屮进行，也可以在岩心形成后进行；钻眼是用微型钻头在孔底岩心端面上钻出偏心孔眼。模印面、冲穴、亥悚、孔眼都是定向标记。标记的清晰可靠程度取决于所选用的打标记方法、岩心的完整性、孔底的清洁性和操作因素。打印法要求孔底特别干净和岩心端面参差不齐；冲穴和钻眼要求孔底平整；刻痕法要求岩石比较完整。相对而言，亥0痕法打

6、标记可靠性较好，•且可减少施工冋次数。取心要求采取率高且品质好。机械标记法可实现对测点岩石结构面产状的测量，且适用于各种岩石结构面。4古地磁法古地磁法岩芯定向不需要任何专门的孔内工具和仪器•它只要求取出岩芯，测量保存在岩石中的磁场方向。并且进行分析和计算，确定岩石的原位方向，再与钻孔弯曲参数相配合来确泄岩石结构面产状，此法限用于沉积岩。通常沉积岩都含有或多或少的磁性矿物，如磁铁矿和赤铁矿等，这些矿物可以起微罗盘的作用。在沉积过程中记录下原始磁场的方向•但是。在沉积作用之后的漫长时期内。由于热影响和化学作用往往发生二次磁化。这样一来，岩石的天然剩磁

7、乃是由沉积，热和化学等过程获得的合成磁化强度，其中既有原始的磁场方向，乂有叠加在岩石磁性矿物上的次生磁化方向。近年来，由于高灵敏度、低温超导磁强计的问世，新型退磁T艺的应用，以及计算机软件和硬件的突破，所以古地磁法才能够成为各种沉积岩岩芯定向的一种手段。古地磁法定向法适于较完整的沉积岩，当地层破碎、固结性差，若能取得不扰动的岩心也可用此法定向。从高纬度地区取出的岩芯，因为记录下来的水平磁分量很小,所以也难以用于定向。岩芯屮存在的油渍量和岩石中磁场的强度及方向的精度有明显的关系，由于石油的存在，岩石中的磁性矿物会受到地球化学或细菌的破坏，两种破坏都

8、会降低定向精度。5图像法是依据物探测井或井内电视成像得到的孔壁展开图像，图像上有方位角度、深度及岩石结构面特征，通过观测图像测值，及井斜