火山碎屑岩地质（共5篇）
火山碎屑岩地质 篇1
浙江国华宁海电厂二期海水冷却塔位于浙闽粤沿海燕山期火山活动带的北端, 燕山晚期强烈的火山爆发形成了巨厚的火山碎屑岩。厂区地层主要有第四系土层、白垩系下统馆头组凝灰质粉砂岩和侏罗系上统磨石山组e段的凝灰岩。该厂地不存在地震断层破裂效应、地震砂土液化、边坡稳定性和软土地震震陷可能, 但场地位于海洋和边坡的边缘, 上部分布厚层软弱土, 地基土成因、岩性和状态在平面分布上明显不均匀, 工程场地为抗震不利地段。该厂地地层的分布情况由上而下分别为:人工回填素填土;海积淤泥;冲、洪积软可塑粉质粘土;硬可塑粉质粘土 (或混碎石) ;角砾状凝灰岩的全风化、强风化、中风化岩石。
根据冷却塔地段的岩土分布特点和岩土工程条件, 结合建筑物地基设计方案, 确定采用冲击成孔灌注桩。本文将对火山碎屑岩地质条件下的冲击成孔进行分析。
冲击成孔原理:在冲击式钻机或卷扬机的协助下, 带动冲击钻头进行作业, 提升钻头到一定高度, 然后再将其放下, 让其做自由降落, 在冲击动能作用下冲挤土层或破碎岩层形成桩孔, 排除钻渣时可以使用掏渣筒, 也可以采取其他的方法。冲击钻头在钢丝绳转向装置带动下, 每次冲击转动一定的角度, 从而使桩孔得到规则的圆形断面。
1根据地层构造, 各地层采用不同的操作方法
1.1回填石渣段
开孔时回填粘土进行冲击, 冲击护筒内或护筒底部时速度要慢, 少放绳。护筒下如遇大石块要轻捶击, 防止护筒偏移或偏孔。孔内浆液比重宜为1.20～1.25g/cm3, 以保证孔内护壁良好, 不形成塌孔。冲击回填石渣段时, 每次冲击不超过1.0m, 并采用正循环清孔。
1.2淤泥层、粘土层及全风化凝灰岩段
冲击时, 根据地层情况控制钢丝绳的放绳量。冲击淤泥时, 少放勤放钢丝绳, 进行低锤冲击, 防止活塞效应卡钻;冲击粘土层时, 加快进尺速度。钻进过程中, 操作手要观察泥浆面变化情况, 当发现泥浆面较低或泥浆较浓时, 及时补浆换浆。施工时严格控制钻头直径, 边齿磨损较严重时, 及时补焊或更换。
1.3强风化及中风化凝灰岩段
凝灰岩段低锤冲击, 每钻进100～300mm用正循环清孔一次, 将孔底稠泥浆及悬浮在泥浆中的岩石碎块清除, 以提高施工效率。根据勘察报告, 基岩面较陡, 此时注意钻孔偏斜, 发现钢丝绳偏离桩孔中心, 及时回填片石至偏孔上方300～500mm处, 然后重新冲击。当明显感觉到地面震动或进尺速度减慢时, 提出钻头检查取样筒内是否有岩样, 当全断面进入中风化凝灰岩后, 经确认达到设计要求后终孔。
2施工过程中出现的问题分析及预防处理措施
2.1桩孔不规则
造成桩孔不规则的主要原因有:钻头转向装置没有正常工作, 在进行冲击的时候钻头停止转动;泥浆黏度太高, 具有较大的冲击转动阻力, 钻头转动困难;冲程不大, 钻头转动时间不够或者是没有进行较大的转动。
相关解决办法:要对转向装置做好实时的检验工作, 保证其灵活性;合理的调配泥浆的黏度, 使其占有适当的比例;用低冲程时, 随着时间的推移, 逐渐提高冲程, 交换冲击修整孔形。
2.2钻孔偏斜
造成钻孔偏斜的主要原因有:冲击时有不均匀的探头石、漂石, 钻头不能够均衡受力;基岩面不够缓;钻机底座发生倾斜。
相关解决办法:如果有探头石, 要回填碎石, 或者是把钻机稍微向探头石的方向移动, 采用高冲程对探头石进行猛烈的冲击, 先把探头石弄碎, 然后进行钻进;如果是有基岩就用低冲程, 保证钻头的正常运转, 保证达到一个更高的冲击频率, 遇见基岩后换高冲程再进行钻进。
2.3桩身倾斜、桩位偏差较大
造成这种现象的原因包括施工人员在放样时违背了某些要求, 或者是在钻孔机械定位上不够准确;在钻孔时出现了障碍物或孤石, 还可能是在软硬土层交界处和岩石倾斜处, 钻头不能够均衡的受力, 这些都会造成桩孔倾斜。若是钻杆发生弯折或者是未能连接准确, 钻头钻杆中线不同轴线, 也是会使桩孔偏斜的。而且, 场地凹凸不平或者是未对钻架进行合理的调整等情况都可能导致倾斜的状况。桩孔如果过大, 护筒中心不同轴线等方面的原因也同样会使桩身出现一些倾斜。一开始挖基坑时, 如果挖土太深, 就会由于土侧压力而导致桩位发生变化。基坑开挖后, 要严格的检查桩位是不是在要求的范围内。
相关解决办法:在解决这种问题时, 要具体问题具体分析, 根据产生问题的不同原因制定合理的解决方案;如果桩位变化过大, 要找到相关的设计人员进行核实, 必要时在基础底板内增设暗梁。
2.4冲击钻头被卡, 提不起来
原因分析:钻孔不规则;遇较大的探头石;石块落在钻头与孔壁之间;未及时补焊钻头, 孔径逐渐变小, 冲击时被卡;粘土层中冲程太大, 泥浆黏度过高导致吸钻。
预防处理措施:如果钻孔不圆, 钻头还能继续向下运动, 可让钻头向下活动直至转动到孔径比较大的地方再提起钻头;使钻头向下活动不在卡点上;通过钻头的上下运动让石块落下;做好钻头修补工作, 如果孔径减小了, 要注意保持合适的钻头直径, 保证合理的孔径设计;向孔内泵送泥浆, 保证泥浆质量过关, 替换孔内黏度过高的泥浆。
2.5钻头脱落
原因分析:大绳在转向装置连接处被磨断, 绳卡松脱, 或冲锥本身在薄弱断面折断;转向装置与顶锥的连接处脱开。
预防处理措施:用打捞活套、打捞钩打捞, 或用冲抓锥来抓取掉落的冲锥;勤检查易损坏部位。
2.6孔壁坍塌
造成孔壁坍塌的主要原因有:孔壁被供水管直接冲刷, 或在松散砂土中钻进的速度非常快, 或停在某个地方有较长的时间空钻;冲击锥或捣渣筒倾斜撞击孔壁;成孔后停滞时间过长, 没有进行灌注;相邻施工的桩间距太小。但是最关键的是未考虑到土质条件, 采用合适的成孔工艺以及合适的泥浆质量, 特别是在选用护壁泥浆时, 一定要保证其质量过关。若是泥浆密度不大或护筒埋置不够深、护筒的回填土和接缝处出现漏水漏浆情况, 最终使孔内液面达不到要求的高度或者孔内有承压水, 孔壁的静水压力变小等, 这些情况都会导致坍孔。而且, 清孔后泥浆密度变小, 粘度也会变小, 无法保证孔壁的稳定。
相关解决办法:首先应该找到坍孔的部位。随后, 将粘土和砂土回填到高于坍孔1到2米的地方;如果出现了严重的坍孔, 就要全部回填, 直到回填物沉积密实再重新钻孔;成孔后立即进行灌注, 停滞时间长时加泥浆进行护孔;调整好施工顺序, 适当加大相邻桩位施工时间间隔。
2.7桩身混凝土出现蜂窝、孔洞及断桩事故
出现这一状况的主要原因有:没有调整好混凝土的配合比, 原材料不合格, 可能是水泥已经过了有效期, 出现结块的现象, 强度不够、没有严格控制好加水量及外掺剂等。因为混凝土不具备很好的和易性、坍落度, 在灌注混凝土时就很可能出现卡管的情况, 也就是说混凝土会囤积在导管内, 导管被混凝土或钢筋笼卡住无法提上来;混凝土不具备较大的坍落度以及较好的流动性, 没能够均匀的搅拌混凝土;也可能是提升导管过多了, 这样就会使桩身夹泥或断桩。
相关的解决办法:我们可以通过在桩身混凝土中钻孔, 用压力灌浆加固或采用换桩芯及补桩等方法来解决。
2.8吊脚桩
清孔后泥浆相对密度不会很高, 孔壁坍塌或孔底有泥砂进入, 或者是没有及时的灌筑混凝土;没有清渣干净, 有较多的残留沉渣;钢筋骨架、导管等物碰撞到孔壁, 使孔壁坍落孔底。
相关的解决办法:一定要将钻孔清查干净, 在合适的时候及时的进行灌筑混凝土;保证合适的泥浆浓度;保护好孔壁不要被重物碰撞。
3总结
冲击成孔是比较适用于火山碎屑岩地质条件的, 它能有效的控制混凝土的充盈系数和桩基质量。桩基成孔是桩基施工的一个重要环节, 成孔质量直接影响桩基质量, 我们必须充分了解场地的地址和水文条件, 全面分析各种复杂地质条件对工程施工的影响, 合理的选择成孔方式和施工措施, 确保桩基质量, 避免造成严重的质量安全隐患和经济损失。
参考文献
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[3]陈彬.冲击成孔灌注桩的成孔质量控制[J].西部探矿工程.2011 (02) .
火山碎屑岩地质 篇2
文中以Suzuki火山灰扩散数学模型为基础,考虑了空气参数随海拔高度的变化和不同大小的颗粒由于内含气泡数量的不同而造成的密度不同,计算了不同尺寸颗粒的最终沉降速度和沉降时间.并对喷发柱扩散概率浓度的计算公式进行了修正,对长白山天池火山千年大喷发空降碎屑物的空间分布进行了数值模拟.模拟时根据风速随高度的变化应用3个模型:1)固定风速30m/s;2)风速从地球表面线性增加到对流层顶部,在平流层的速度为对流层顶部风速的0.75倍(又称MW1模型);3)风速在对流层与MW1相同,但是从对流层顶部到20km高处风速线性减小,20km高度以上的`风速为对流层顶部的10%(又称MW2模型).通过与前人的结果进行比较,说明了模型的合理性,最后分析了模拟结果与前人结果之间存在差异的原因.
作 者：于红梅 许建东 赵谊 YU Hong-mei XU Jian-dong ZHAO Yi 作者单位：于红梅,许建东,YU Hong-mei,XU Jian-dong(中国地震局地质研究所,北京,100029)
赵谊,ZHAO Yi(黑龙江省地震局,哈尔滨,150090)
塔南凹陷火山碎屑岩成岩作用特征 篇3
近年来,在美国、日本等地均发现了以火山碎屑岩为储层的油气藏;国内主要有鄂尔多斯盆地、酒泉盆地,准噶尔盆地西北缘以及海拉尔盆地[1]。火山碎屑岩及其成岩作用研究愈来愈受到关注。但目前关于塔木察格盆地火山碎屑岩的成岩作用研究较少。由于受火山作用和沉积作用的共同影响,火山碎屑岩类的成岩作用既包括了火山作用引发的冷凝固结作用也包括了沉积期后的压实固结作用,因而其成岩作用有其复杂性。
1地质背景
塔木察格盆地位于蒙古国东部,与海拉尔盆地属同一沉积盆地。盆地有塔南、南贝尔、巴彦戈壁和查南四个有利生油凹陷[2]。本文主要研究塔南凹陷下白垩统铜钵庙组、南屯组和大磨拐河组。
2岩石学特征
通过岩心观察和显微镜下鉴定,据孙善平等(2001)关于火山碎屑岩的划分方案[3],识别出四种火山碎屑岩类型,按其丰度由大到小依次为:
(1)火山碎屑沉积岩,有凝灰质粗粒、细粒和中粒砂岩等。其中的火山碎屑在结构上和成分上既可作为骨架颗粒,如尖棱角状的石英晶屑,具有港湾状熔蚀的石英晶屑等;也可作为凝灰质填隙物。
(2)普通火山碎屑岩,有中粒、细粒凝灰岩等,其碎屑主要为各种脱玻化的火山碎屑物质与长石、石英及黑云母晶屑,大部分地区石英晶屑的含量高,成分多为流纹质。
(3)沉积火山碎屑岩,主要为粗粒、中粒沉凝灰岩。
(4)熔结火山碎屑岩,主要是熔结凝灰岩。碎屑主要是晶屑、岩屑和部分玻屑,岩石类型多为岩屑晶屑熔结凝灰岩和晶屑岩屑熔结凝灰岩。
3成岩作用类型
根据岩心观察与显微镜下的薄片观察,并结合扫描电镜的资料,确定了成岩作用类型有压实、压溶、胶结、熔结、熔蚀、溶蚀、交代、脱玻化、重结晶作用和自生矿物的形成等[4—9]。
3.1压实作用
凝灰岩和熔结凝灰岩的压实较弱,而沉凝灰岩和凝灰质砂岩的机械压实较明显,表现在:(1)塑性碎屑挤压变形,如白云母弯曲变形(图1);(2)刚性碎屑矿物压碎或压裂,例如石英破裂等;(3)凝灰质填系物在压力的作用下发生定向排列。
3.2压溶作用
压溶作用在沉凝灰岩和凝灰质砂岩中常见,其结果使颗粒的边缘不平直,颗粒间呈线—凹凸接触,偶见缝合线接触(图2),溶解出的物质部分被孔隙流体带走,部分在原地作为胶结物沉淀下来。
深度:(2 113.26—2 113.28)m
深度:(2 594.41—2 594.44)m
3.3 胶结作用
主要包括凝灰质胶结、硅质胶结、碳酸盐胶结,此外还见有长石胶结、浊沸石胶结、黏土矿物胶结和绿帘石胶结等。
3.3.1 凝灰质胶结
胶结机理是凝灰质的冷却收缩、脱水收缩作用以及压实固结作用。成岩早期凝灰质充填孔隙并胶结碎屑颗粒,成岩过程中会发生黏土矿化、脱玻化、重结晶、新生矿物形成等一系列变化,其中脱玻化、重结晶作用使凝灰质胶结作用增强。
3.3.2 硅质胶结
主要为石英胶结,其结构有:栉状(图3)、结晶粒状、次生加大和连晶结构。次生加大石英最为常见,有的已达(4—5)级,有的呈多期加大(图4)。栉状和结晶粒状结构往往共同发育在一个孔隙或裂缝之中,构成了两个胶结世代,其中栉状石英出现较早,垂直颗粒表面生长,结晶粒状为第二世代,位于孔隙中心且其粒径较大。石英胶结的来源有:①火山玻璃蚀变;②黏土矿物转变;③硅酸盐类溶解;④压溶作用。
3.3.3 碳酸盐胶结
主要为方解石胶结,局部少量白云石和片钠铝石胶结。
方解石胶结物呈三种结构:(1)隐晶粒状,多与黏土或凝灰质交织在一起;(2)镶嵌粒状;(3)嵌晶结构(图5),是其他结构的重结晶产物,位于粒间孔隙中以及裂缝中。
白云石胶结物呈菱形自形晶体,分散充填于孔隙中(图6)。
片钠铝石胶结物呈放射状(图7)、纤维状集合体,其与钙质胶结物共生。
3.3.4 长石胶结
长石胶结物的结构有:长石次生加大结构、孔隙中交织结构和连晶结构。交织结构中的长石晶体沿着颗粒的边缘或垂直颗粒表面生长,在孔隙的中部搭成三角格架(图8),其形成与凝灰质脱玻化有关。具有连晶结构的长石胶结物多发育在已被溶蚀的长石颗粒附近或者边部,连接着已被溶蚀的长石颗粒和其它颗粒。
3.3.5 沸石胶结
浊沸石出现仅为局部少量,它以胶结物方式连接碎屑颗粒,形成于石英和长石自生加大之后,是碱性孔隙水与长石和火山碎屑相互作用的产物。
3.3.6 黏土胶结
成岩过程起胶结作用的黏土矿物有:贴附在碎屑颗粒表面的蜂窝状、山峦状蒙皂石;充填在粒间孔隙内的丝缕状、搭桥状的伊利石;以黏土矿物包壳形式胶结碎屑的绿泥石等。
3.3.7 绿帘石胶结
偶见绿帘石胶结物,在单偏光下呈草绿色,为块状,有纹理,突起高,边缘宽而清晰,正交光下干涉色较高(图9)。绿帘石的形成与基性火成岩屑蚀变有关。
3.4 熔结作用
熔结作用有三种类型:热灰熔结、熔浆/熔岩熔结和浆屑熔结(图10)。热灰主要为细小的塑变玻屑和岩屑,有一定的拉长,堆积后因压实作用形成了假流纹构造。假流纹构造的线理由于后期的蚀变或脱玻化作用而出现黏土矿化,因而呈现黏土矿物微晶或隐晶集合体弯曲变形的样式。熔浆/熔岩熔结多呈夹层出现,偶有混层变形出现的。
3.5 熔蚀作用
火山喷发的喷气及热液作用、热的凝灰质填隙物对于碎屑颗粒的热熔蚀作用在本区亦常见,如石英、长石边缘的港湾状熔蚀(图11),这种作用往往局限于单个碎屑颗粒,表征其独特的地质经历。熔蚀作用发生于埋藏作用之前。
3.6 溶蚀作用
由于火山碎屑岩中不稳定组分的存在,因而在成岩作用过程中较容易发生溶蚀现象[10]。通过铸体薄片和扫描电镜观察,凝灰质填系物、长石、岩屑、方解石胶结物溶蚀溶解现象在本区都普遍发育。边缘首先被溶成港湾状、圆弧状、齿状等不规则形状。其次可见颗粒内部被溶,一般沿长石沿解理缝溶蚀,有的岩屑内溶成蜂窝状。强烈溶蚀时长石只留残骸,甚至被溶成铸模孔(图12),溶蚀进一步加强可形成超大孔隙。
塔南凹陷最显著的溶解作用是凝灰质的溶解作用,特点是范围较为广泛,并且形成次生孔隙。凝灰质的溶蚀一方面是由于凝灰的脱玻化、重结晶、黏土矿化作用中易溶组分的分离流失,一方面是在晚成岩阶段大规模酸性水溶液的影响下,凝灰质整体不稳定,发生溶蚀。研究区内还有一种特殊的溶蚀溶解作用,即早期的凝灰质填系物被隐晶方解石交代后再被含有机质流体溶蚀。火山碎屑沉积下来,层面或层理面凝灰质物质聚集,有时具有熔结结构。这些凝灰质物质在被方解石交代以后可以保存原有层间和孔隙结构,后又被含有机质流体溶解之后形成了条带状分布的次生孔隙,并在孔隙内赋存有石油。
3.7 交代作用
在塔南凹陷普遍发育的交代作用是碳酸盐矿物交代,主要为钙质交代,偶见片钠铝石和白云石交代。钙质的交代常和钙质的胶结混在一起,表现在它既是交代也是胶结。但对于成岩作用与成岩结构的形成意义不同。钙质胶结使孔隙度不断地降低,但交代并不一定使岩石更加密集。就塔南凹陷而言可能有多期的含钙质流体活动,早期主要起胶结作用,以隐晶和微晶的形式存在;晚期主要为交代作用和重结晶作用,以显晶和连晶的形式交代填隙物和碎屑。
3.8 脱玻化作用
脱玻化作用的结果使已沉积或堆积的玻璃质、凝灰质的成分、结构趋于更加稳定的状态。由于本区以凝灰质的砂岩为主,其脱玻化作用主要是凝灰质填系物中的玻璃质重结晶和黏土矿化。
3.9 重结晶作用
重结晶作用主要有方解石重结晶、石英重结晶、长石重结晶和绿泥石重结晶等。
3.10 新生矿物的形成
在成岩作用中形成了许多种类的新生矿物,如绢云母、白云母、高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、方解石、白云石、片钠铝石、自生石英、自生长石、浊沸石、绿帘石等。高岭石单晶为假六方形片状(图13),集合体为书页状、蠕虫状和土状[11],充填在粒内和粒间溶蚀孔隙中。蒙皂石呈蜂窝状、山峦状集合体,多分布于碎屑颗粒表面呈贴附状及粒间的孔隙中。伊蒙混层呈卷曲的波状薄片(图14),表面极不平整,边缘参差不齐。伊利石单体晶形呈片状、丝缕状等,集合体为束状,充填在粒内和粒间溶蚀孔隙中。绿泥石呈绒线状包裹碎屑。
4 成岩作用阶段
根据全国油气储层协调小组的分类,总结出本区的成岩阶段及判断依据。
4.1镜质体反射率(Ro)
塔木察格盆地(1 500～2 800) m深度范围内镜质体反射率(Ro)主要介于0.55%～1.03%之间,符合晚成岩A阶段规定的镜质体反射率(Ro)区间(0.5%～1.3%),(图15)。
4.2 最高热解温度
最高热解温度是有机质成熟度的重要指标,也是成岩演化的划分标志之一。铜钵庙组的岩石最高热解温度分布范围为(415～451) ℃,平均值为443 ℃。热解温度峰值大多集中于(435～450) ℃之间,对应的深度为(1 700～3 100) m,相当于晚成岩阶段A期。
南屯组的岩石最高热解温度,其分布范围为429～453 ℃,平均值为 441 ℃。其热解温度峰温大多集中于435～450 ℃之间,对应的深度为1 700～2 800 m,相当于晚成岩阶段A期。
4.3 黏土矿物组合
根据扫描电镜及电子探针分析得到,在(1 506～2 153) m深度内的火山碎屑岩样品中的黏土矿物组合为I/S+I+K+C。
4.4 自生矿物的分布
自生矿物的纵向分布主要是根据单偏光显微镜和扫描电镜分析资料归纳总结的,具体如下:(1)亮晶方解石胶结明显,连晶结构常见;(2)石英次生加大边结构广泛发育,有的已经达到(4—5)级,有的呈多期加大;(3)扫描电镜下多见斜长石溶蚀后在其粒内板状排列的自生钠长石;(4)伊利石广泛发育;(5)浊沸石出现等。
4.5 综合划分
综合镜质体反射率特征、最高热解温度、黏土矿物组合、自生矿物的分布等划分标志,最终确定目的层段成岩作用阶段属于晚成岩阶段的 A 期。
5 结论
(1) 塔南凹陷发育有火山碎屑沉积岩、普通火山碎屑岩、沉积火山碎屑岩、熔结火山碎屑岩。
(2) 火山碎屑岩成岩作用类型有压实、压溶、胶结、熔结、熔蚀、溶蚀、交代、脱玻化、重结晶作用和自生矿物的形成等。
(3) 综合镜质体反射率特征、最高热解温度、黏土矿物组合、自生矿物的分布等划分标志,确定目的层位属于晚成岩阶段的A期。
参考文献
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火山碎屑岩地质 篇4
火山碎屑密度流将火山释放出的热云灰及气体灼热, 其“行程”时速可达450英里。它的速度和热度几乎可杀死任何企图想靠近的人, 所以近距离观察是根本不可能的。
然而, 莱斯特大学的研究人员新开发出一种可以重建这些热密度流如何流动的方式。在技术上, 研究首次表明, 这些热流最初向一个方向移动, 然后发生改变, 而不是从火山快速涌动, 涵盖其途经的一切地方。
该项目带头人、英国赫尔大学的丽贝卡·威廉姆斯博士解释说:“在火山下的岩浆储源, 其顶部岩浆的化学性质与底部不同。在火山爆发时这些化学区域在不同的时间喷发, 所以在一开始喷射的东西显示出与岩浆储源区顶部化学成分相匹配的记录。由此得出, 如果能找到一个化学分区中的熔结凝灰岩, 就可以用它‘代理’爆发的不同时段。”
研究人员查看了Panetelleria岛曾在5000年前火山喷发时火山灰密度流途经过程中留下的沉积物。威廉姆斯说:“该矿床的化学结构被称为绿色凝灰岩熔结凝灰岩 (the Green Tuff ignimbrite) , 从底部到顶部的变化类似于火山内岩浆储源的变化。”
威廉姆斯说:“如果你只是看到一种沉淀物还不能区别出它原所在的区域。尽管有时一些晶体可能在大小或数量上会增加, 但用肉眼难以分辨得出。所以垂直采集这些沉积物紧密间隔的样品, 从中获得化学成分来分析其成分。”
研究人员匹配在岩浆储源里绿色凝灰岩相同层面的变化, 以评估在火山喷发时其流动经过的某个点。他们惊讶地发现, 密度流往往会留下圆形的沉积物, 但并不意味着它们从火山喷流出时, 是以一个圆形放射。
威廉姆斯解释道:“这些巨大的热密度流真正的趋势往往有圆形沉积物状, 这令人常认为是沉积物迅速扩张, 同时向各个方向延展。实际上, 研究证明这种情况并未发生, 其只是在火山喷发顶点阶段, 在同一时间流向四面八方。”
她接着说:“从沿着绿色凝灰岩的热流逐渐流过去的景貌来看, 它首先是先沿着一个方向流动, 而迫于原来在地形地貌上的阻碍发生变移, 当它继续蠕动四处蔓延, 最终越过任何障碍。”
该研究小组还首次证明, 由于火山喷发逐渐停止, 火山碎屑密度流不会流得一样的远, 所以随着时间的推移其前缘会出现撤退状况。
威廉姆斯总结道:“这就给了我们一个更好地了解火山碎屑密度流是如何运转的, 由此对于绘制危险地区示意图将是一个巨大的帮助。”
火山碎屑岩地质 篇5
一常规影响因素
1压实作用
压实作用是指沉积物沉积后在上覆水层和沉积层的重荷下，或在构造形变的作用下，发生水分排出、孔隙度降低、体积缩小的作用。沉积物内部可以发生颗粒的滑动、转动、位移、变形、破裂，进而导致颗粒的重新排列和某些结构构造的改变。压实作用在沉积物埋藏的早期阶段表现得比较明显。石英砂岩的原始孔隙度为40%左右，在3000m深处其孔隙度降至30～10%。碎屑沉积物在300m深处时，75%以上的水已被排出，所排出的水是孔隙流体的主要来源之一。其中压溶作用是重要的方式，压溶作用是指随埋藏深度的增加，碎屑颗粒接触点上所承受的压力增大（超过正常孔隙流体压力），颗粒接触处的溶解度增高，发生晶格变形和溶解作用，砂质沉积物就进入了压溶作用阶段。
2胶结作用
胶结作用是指从孔隙溶液中沉淀出矿物质（胶结物），将松散的沉积物固结起来的作用。
胶结物的类型有: (1) 氧化硅胶结物——代表酸性孔隙水介质环境； (2) 碳酸盐胶结物——代表碱性成岩环境； (3) 粘土矿物胶结； (4) 长石胶结物。
3交代作用
交代作用是指一种矿物代替另一种矿物的现象，常见的交代作用有: (1) 氧化硅和方解石的相互交代作用； (2) 方解石交代长石； (3) 碳酸盐交代粘土矿物； (4) 粘土矿物交代长石； (5) 粘土矿物间的交代作用； (6) 碳酸盐矿物的相互交代作用； (7) 粘土矿物对石英的交代作用。
二非常规影响因素
1碎屑岩成分
碎屑岩成分包括碎屑颗粒和填隙物等，受控于储层形成的沉积环境和沉积后所发生的各种成岩变化。岩石原始成分和结构不同，导致压实效应也不同，富含柔性成分，分选和磨圆较差的岩石，压实效应显著。碎屑岩的骨架颗粒不同，杂基含量不同，抗压实能力及孔隙度也不同。碎屑岩中石英和长石等刚性颗粒含量较高，其抗压实能力就越强，保留的原生孔隙度就越高。粒度对成岩作用也有一定的影响。中-中细砂岩分选较好，压实作用对储层物性
改造较弱;粉砂岩和细砂岩分选较差，压实改造往往较强，孔渗性能较差。
2沉积环境和沉积相
沉积环境是影响储层孔隙演化的最基本因素，决定了沉积物类型，而沉积物类型与储层孔隙的形成与演化直接相关。由于沉积物粒度和所经历的成岩演化序列不同，可形成截然不同的储层孔隙。优质储层多形成于水动力条件较强的高能环境，如三角洲、扇三角洲、滨岸、辫状河三角洲及重力流水道等，其中又以相带主体为好。这是因为相带主体砂体的厚度大，在成岩过程中胶结作用较弱，岩石成分以刚性颗粒为主，抗压实作用的能力较强，因而既有利于原生孔隙的保存，也有利于后期次生孔隙的发育。沉积相是形成良好储层的关键，它不仅控制了储层的空间分布特征，而且对早期和晚期的成岩作用有着一定程度的影响。
3温压场
古地温对成岩作用的影响主要表现在4个方面: (1) 大多数矿物的溶解度会随着温度的升高而增大。 (2) 地温梯度不同，矿物转化的深度不一样。 (3) 化学反应的平衡常数受温度控制，温度的变化势必引起反应的变化。在一种温度下，一定的成岩反应可以形成次生孔隙，在另一种温度下可能形成自生矿物而堵塞孔隙。 (4) 有机酸对矿物颗粒的溶解是形成次生孔隙的重要途径，有机质随温度的变化衍生出不同化学成分，而不同化学成分的有机酸对矿物的溶解作用则明显不同。
地层压力对成岩作用的影响主要表现在3个方面: (1) 根据物理化学反应原理，在异常高压带内，胶结物的增生将变慢或停止。 (2) 由于异常高压对有机质热演化和油气生成的抑制作用，拓宽了生油窗的范围，并且在有机质热演化生成油气过程中，产生大量的有机酸和无机酸，超压增加了酸溶解碳酸盐胶结物的强度，产生了大量次生孔隙。异常高压带与高孔隙发育带及含油气性有明显的关系，主要表现在异常高压之下的砂岩储层具有较高的孔隙度，并
往往有较好的含油气性，早期形成的异常高压可以抵消部分上覆地层压力，从而减少由于压实作用损失的孔隙。
4地质流体
地壳中物质和能量在很大程度上是通过流体进行搬运和传输的，地质流体直接影响和控制着地壳内部的构造、成岩、变质及成矿等重大地质作用。成岩作用及其系统行为因盆地流体活动类型或形成演化过程的不同而异，盆地地质流体直接参与了成岩作用的全过程。
大气水
大气水对成岩作用的影响主要发生在沉积物沉积或埋藏的初期, 因构造抬升或海平面下降, 地下岩石遭受大气水的淋滤作用, 使其孔隙得到进一步发育。
地层水
地层水作为成岩反应的介质, 在成岩作用的研究中占有重要的地位。地层水有多种可能的来源, 如沉积封存水、地表水、泥岩挤出水和有机质热解产物等。地层水化学性质和循环热对流运动方式是影响深部碎屑岩储层成岩作用的重要因素, 不但影响成岩作用的演化, 还控制了成岩矿物在储层中的析出位置和次生孔隙的分布特征。深部热流体的侵入抑制了压实作用、石英压溶作用和胶结物沉淀作用的进行, 储层孔隙受到改造, 有利于孔隙的保存和深部储层的发育。
烃类流体
油气的充注改变了储层内孔隙流体的性质和颗粒表面特征, 对成岩作用具有重要影响。油气充注后, 可抑制地层水的流动, 阻碍胶结物的来源, 进而抑制成岩作用的进行, 如可以抑制伊利石的生长、钾长石的钠长石化和石英的加大等。另外, 烃类侵入到含矿物氧化剂 (如褐铁矿) 的储层中, 可导致烃类发生氧化作用, 褐铁矿被还原而使红色砂岩漂白, 并可产生有机酸, 使碳酸盐胶结物发生溶解, 产生次生孔隙。
三结论
碎屑岩的成岩作用中压实作用、胶结作用、交代作用是主要的成岩影响因素。岩石学特征是储层性质的重要控制因素，主要反映在碎屑岩成分和粒径上。储层碎屑岩成分中的塑性颗粒成分的抗压性能相对弱，在埋藏成岩过程中易发生塑性变形，不利于储层粒间孔隙的保存;储层岩石的粒径越细，塑性岩屑含量越高、抗压性能越低，压实作用就越强。不同的沉积环境控制不同的沉积相，从而导致成岩作用存在较大差异。沉积相对早期和晚期成岩作用有着一定程度的影响，控制优质储层的空间分布。沉积盆地的地温场是控制成岩作用的关键因素之一，高古地温能够加快砂岩中的水一岩反应速率，从而加快砂岩的机械压实速度;而异常压力则促进了储层原生孔隙保存以及次生孔隙形成。地质流体直接参与成岩作用的全过程，对成岩作用有重要的影响和控制作用。
参考文献
[1]王凤琴, 工宝清.柴达木盆地北缘下侏罗统储集岩成岩作用及其对孔隙演化的影响仁[J]:.兰州大学学报:自然科学版, 2006, 42 (5) ;1一6.