浅议地质勘探中断层勘探技术

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1、浅议地质勘探中断层勘探技术　　摘要：本文主要讲述了断层的概念、分类、断层破碎带物质以及其力学特征，通过某隐伏薄断层钻探的异常情况，分析深、厚断层钻探的难点，并总结目前断层钻探的基本措施和对策。关键词：断层；孔壁破坏因素；分析措施中图分类号：P542+.31文献标识码：A文章编号：地质构造主要表现为岩石的弯曲和断裂，形成褶皱、断裂等构造。而地壳中矿产的分布、地下水的类型和活动、破坏性地震的发生，都与地质构造密切相关。因此无论是固体矿产勘探，地下热水、气、油资源的开发利用、地震断裂带的科学钻探，都离不开对断层地质构造的研究，通过案例对断

2、层钻探进行分析。一、断层1．断层的基本概念断层断裂的构造可分为是岩石的受到连续性破坏，发生裂开，分为节理和断层两大类，其中两侧的岩体发生显著位移的是断层，在地壳中极为发育，是重要的地质构造之一[1]。2．断层的要素与基本分类断层要素包括断层面、断层线、走向、倾角等。8断层面一般不是一个简单的面，而是由许多密集的破裂面，或者是岩石破裂移动时造成的一个岩石揉皱、切错的破碎带，即断层破碎带。其宽度从几厘米到几十米不等[1]。断层简单分为正断层、逆断层、平移断层，根据其它要素另有几种分类定名。3．断层的层间物质分类断层破碎带中的岩石角砾岩被

3、胶结成角砾岩，称为断层角砾岩；如果岩石被碾碎成细小的碎屑或粉末，并定向排列，这样的岩石称为糜棱岩；如果是由泥状物质组成，则称为断层泥[1]。4．断层的野外地貌标志、伴生现象及隐伏断层断层在通过的地区，沿着断层线所形成的一些特殊地貌现象，如断层崖和断层三角面、断层湖、断层泉、错断的山脊、急转的河流；构造伴生现象有擦痕、阶步和摩擦镜面、构造岩、牵引现象[2]。但某些矿区仍有些断层在地表并无显著特征，钻探穿过完整、坚硬地层一定深度后，根据岩芯物质状态才知是隐伏断层。5．断层层间物质的物理力学特征8断层受到复杂的地应力作用所形成的层间物质破

4、碎，碎块颗粒直径大于2mm的叫断层角砾岩；碎块颗粒直径为0．Ol～2mm及更小的叫碎裂岩和糜棱岩[2]；如含粘土质矿物成分，成泥状的叫断层泥。上述层间物质的容重应小于同类物质成分的岩石，断层在地表因其位移张开量大，层间物质孔隙比大，天然含水率高，而在一定深度下则未必。断层层间物质如被胶结，则有一定的抗压、抗拉、抗剪切强度；对碎裂岩、糜棱岩、断层泥而言，则强度较低，特别是抗剪切强度，表现为松散或处于流塑状态[3]，遇水，有膨胀、流变特性及崩解、塌落现象。6．断层钻探的意义了解和揭穿断层上下盘，掌握断层的地质形状要素、上下盘岩性，形成时

5、代，无论是对固体矿床勘探中的成矿机理研究、地学中的科学钻探、地震研究、桥、隧、坝基础稳定性研究等都具有必要性和重要性。二、深、薄断层钻探的案例1．矿区地层某矿区是一大型花岗闪长斑岩型白钨钼矿床，初步勘探储量9．6×104t，5条勘探线，2O个钻孔。(1)坡积物：以碎石块、亚粘土、粘土、细砂、粉砂等组成；(2)围岩：矿区围岩为角岩，深灰紫一紫色，有细石英脉充填其中；(3)侵入岩体：矿区岩体为花岗闪长斑岩，灰白一浅灰色，中一细粒斑状结构、块状构造，石英脉较为发育，有少数石英脉两侧有弱钾化现象，绢云母化程度较高，局部较破碎，黄铁矿化较为发

6、育，以星点状、细脉状为主，主要产于石英脉中[4]。2．矿区钻探一般情况8矿区的钻探工作开始于2007年12月开始，XY——4型钻机2台，S75绳索取芯钻进，至2008年年底共施工11个钻孔，5500m。2009年2月继续施工ZK404，孔深730m。该孔岩芯钼含量，矿化程度都较好，考虑钼多金属矿的市场前景，决定扩大勘探钼矿床范围，施工该孔西、北方向的ZK405孔，该孔地层较为特别，开孔为花岗闪长岩，厚为31m，接着进入角岩，直至680m，局部插人花岗闪长岩。无固相冲洗液为：清水+皂化油+水解聚丙烯酰氨。3．ZK405孔钻探异常情况Z

7、K405孔孔深680m后，地层开始较为破碎，钻进出现异常情况；(1)进尺缓慢，提钻取芯后，发现有lcm左右岩屑碎片卡在钻头处内外管间隙中，内管内有岩芯阻塞，频繁取芯后，仍然能正常钻进，考虑到ZK404孔深部钻进时也有同类现象，决定缓慢钻进。孔深至780m时，由于未知是隐伏断层破碎带，继续下钻钻进；(2)在钻进过程中出现泵压升高、憋泵现象，冲洗液不能畅通，只好关泵提钻，但钻具被抱吸，提拉时钻杆脱扣断开，该回次长3m。重新对上钻杆后，仍未提动，只得暂停，12h后，缓慢提拉，逐渐才将S75绳索取芯钻具、钻杆提出孔外。4．断层层间物质描述及

8、断层地质追索8从起出的岩芯观察，深灰紫色一紫色，薄片状、l～2cm长碎片及岩屑颗粒约占6O%，0．01----2mm的粉末约占4O%，为断层破碎角岩。为追索下盘，换泥浆后，下钻遇阻，反复扫孔至783．20m，见硬层，勉强钻进一回次后及