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石油勘探与开发编辑部

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石油勘探与开发编辑部

《石油勘探与开发》主要开辟“油气勘探”、“油气田开发”、“石油工程”、“综合研究”、“学术讨论”等栏目,刊登石油勘探、开发及工程领域具有创新性、能够反映国内外石油工业重大成果的高水平学术论文,为世界先进石油理论技术进入中国,中国石油工业界的科研成果走向世界搭建了高端科技交流与合作的平台。《石油勘探与开发》2010、2011年影响因子在全国科技核心期刊中分别排名第2、第3,连续7年在能源类科技期刊中排名第1,9次获得“百种中国杰出学术期刊”奖;3篇论文分别被评为2009、2010、2011年度“中国百篇最具影响国内学术论文”;2012年被评为“中国最具国际影响力学术期刊”。国家科技部2008、2011年评选两届“中国精品科技期刊”,《石油勘探与开发》连续两次获此殊荣。中国科学技术信息研究所在中国精品科技期刊2007—2012年发表的论文中挑选出5 000篇代表中国最高学术水平的研究论文,《石油勘探与开发》发表的22篇论文获“领跑者5000(F5000)——中国精品科技期刊顶尖论文”提名,目前正在公示。武汉大学中国科学评价研究中心(RCCSE)发布中国学术期刊评价结果,《石油勘探与开发》连续3届获中国学术期刊最高级(A+)评价,被评为“中国权威学术期刊”。《石油勘探与开发》以中文、英文两种语言在全球同时发行,国外作者论文翻译成中文在中文版发表。英文版在全球最大出版商爱思唯尔(Elsevier)的ScienceDirect平台上全球发行。《石油勘探与开发》2012年英文版论文全球下载量23 019篇次,为历年最高。《石油勘探与开发》英文版读者分布在包括美国、英国、俄罗斯、伊朗、法国、马来西亚、澳大利亚、巴西等主要产油国在内的83个国家和地区。如今《石油勘探与开发》在国际上已具有学术影响力,国外学者投稿逐年增多,发表论文引起国外广泛关注。《石油勘探与开发》杂志由中国石油天然气集团公司科技管理部主管,中国石油勘探开发研究院主办的是由石油技术类国家级学术期刊。本刊1974年创刊,为国家级技术类科技期刊。

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确立人生目标秦同洛,1924年出生在风景秀丽的江南名城无锡市一个书香门第之家。1940年,年秦同洛仅16岁的秦同洛以优异成绩考入交通大学(今上海交通大学、西安交通大学)理学院化学系。太平洋战争爆发后,学校所在地被日寇霸占。同学们冒着生命危险逃出日本侵略军占领区,异地求学。看到列强铁蹄践踏下满目疮痍的国土和水深火热中的同胞,学子立志要救国。同学们本着“工业救国”这一共同目标,各自选定了自己的方向。秦同洛决定“我要采矿”,经多方周折转入交通大学贵州分校矿冶系,自此与矿产能源的开发利用结下了不解之缘。秦同洛于1944年毕业后,毅然报名到我国第一个石油矿区玉门油矿工作。他带上书籍和行李,搭乘一辆运送石油物资的卡车,从贵阳出发,出重庆,过兰州,冒着日本侵略军飞机的狂轰滥炸,经受各种关卡的军警盘查,一路上风餐露宿,历尽艰辛。使秦同洛沿途目睹汽车动力靠木炭,哪个车上能配有一些酒精做引燃剂就算是奢侈的了。坐这种车“一去二三里,抛锚四五回,下车六七次,八九十人推”,当时燃料奇缺可见一斑。秦同洛深深感到肩上担子的沉重,也暗自为此去将成为一个石油人而自豪。推动石油科技发展解放后,玉门油矿建成了我国第一个采油厂,作为新中国第一个石油基地,承担了我国工农业生产和国防用油的重任。1950 年加入中国共产党的秦同洛,是第一任厂长,他组织大家恢复生产,将生产管理规范为采油、输油、保温、日常维护四部分。组建了修井大队,从油藏地质研究入手,认真调查重点井井况,制定修井计划,最大限度地使死井复活。同时为生产井制定合理的工作制度,千方百计增加产量。当年生产原油9万多t,有力地支援了新中国的经济建设。1952年,秦同洛调到延长油矿任主任工程师。当时油矿的生产很不正常,产量忽高忽低,邻井间差别很大。针对这一情况,他首先建起了试验室。尽管当时的打井只能靠顿钻,但仍设法取得了岩心,在试验室完成了岩心分析和油、气、水分析。根据分析结果判断水的来源,结合生产动态,确认了该油矿的产层属于致密的裂缝性油藏。致密油藏需要人工造缝,提高地层导流能力,方可提高油井产量。由于当年国内没有大型压裂设备,不具备施工能力,他同工程技术人员一道提出了井下爆破的方案,并土法上马,自制井下专用炸弹,规定了安全操作规程和施工程序,爆破后用小型修井机清理爆炸产物。形成了一整套施工工艺,增油效果好,经济效益显著。1956年,国家调集一大批专家,由陈毅副总理总负责,开展了制定国家12年科技发展规划的工作。石油工业部门由翁文波、侯祥麟负责,在北京石油学院钻采系任教的秦同洛协助。时年32岁的秦同洛是众多制定规划专家中最年轻的。他分担了钻井、采油、油气集输规划的起草工作。整个规划由国务院讨论通过付诸实施。同时按照这个规划成立了石油科学研究院,推动了石油科技工作的发展。大庆会战1960年,大庆石油会战开始后,秦同洛奉命赶赴大庆,担任大庆石油会战地质指挥所副指挥、党委委员,兼任采油指挥部总地质师。开发大庆这样大的油田,当时我们还缺乏经验。如何才能使大庆油田保持长期稳产高产?如何搞好开发这样一个世界级大油田的宏观决策?余秋里、康世恩等会战领导听取了李德生、童宪章、秦同洛等专家的建议,将萨尔图油田中部32km作为油田开发的第一个生产试验区。秦同洛是这个试验区的主要组织者和参加者之一。通过开辟试验区,取得了油田开发的经验,避免了在大规模的开发中走弯路,为确定大庆油田开发方案发挥了重要作用。1961年,石油工业部党组决定秦同洛与童宪章、李德生、谭文彬为编制萨尔图油田146km面积开发方案的负责人。1962年5月该方案在大庆油田开发技术座谈会上讨论通过,并很快得到石油工业部党组的审批。这个开发方案和一整套开发方针、技术政策,是在没有外国人参加的情况下,依靠自己的力量制定出来的,并在实施后获得了成功,创造了当时世界先进水平,走出了中国自己的路子,这个方案1985年获国家科技进步奖。培育人才1976年,在秦同洛任石油部石油勘探开发规划研究院(石油勘探开发科学研究院前身)副院长期间,华北油田发现第一口千吨井。奉石油部的命令,他赴华北油田(兼)任研究院院长,并协助管理生产和工程技术。油田开发初期,条件十分艰苦,这位“院长”没有安置小家,没有办公楼,他一直住在一个临时招待所里。他带领大家完成了开发方案编制,注水、压裂、酸化等一系列工程技术的研究与应用。亲自到每口井的井口量油测气,监督每一个施工方案的实施。靠他那广博的知识与丰富的经验,以及事必躬亲的严谨作风,带出了一支高素质的科研生产队伍。直到华北油田建成1000万t的产能,他才撤出华北油田。1978年,石油工业部成立了石油勘探开发科学研究院,秦同洛任副院长。他除了进行科研工作外,主要负责石油科技情报和培训工作,为石油工业培养高级人才。他多方努力,亲自奔波,经石油部、教育部审批,在研究院成立了研究生部。现在,这个研究生部经国务院学位委员会批准,建立了博士生授权专业点3个,硕士生授权专业点4个,还建立了博士后流动站。已培养了硕士研究生15届430人,博士生15届55人。毕业生分配到石油行业各个单位,其中有的已经成为对国家有贡献的专家、教授,有的已成为局、处领导干部。此外,为了促进科技交流,扩大科研人员视野,在秦同洛的建议下,《石油勘探与开发》期刊于1974年创刊,在国内外发行。他担任主编,带领编辑部工作人员,认真办好每一期。《石油勘探与开发》以其严谨的学风,权威的文章,成为国内外石油专业人员的重要刊物,曾为多家国外有关杂志摘录,获得国家科技期刊一等奖。任职秦同洛曾担任中国能源研究会副理事长、中国石油学会副秘书长、石油工程委员会主任、国际工程咨询公司专家委员会特邀委员等,为国家的能源开发和石油工业的发展奉献了他毕业的精力,受到了业内人士的爱戴。2000年12月18日秦同洛因病逝世,享年76岁。

石油勘探与开发期刊投稿

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《石油勘探与开发》主要开辟“油气勘探”、“油气田开发”、“石油工程”、“综合研究”、“学术讨论”等栏目,刊登石油勘探、开发及工程领域具有创新性、能够反映国内外石油工业重大成果的高水平学术论文,为世界先进石油理论技术进入中国,中国石油工业界的科研成果走向世界搭建了高端科技交流与合作的平台。《石油勘探与开发》2010、2011年影响因子在全国科技核心期刊中分别排名第2、第3,连续7年在能源类科技期刊中排名第1,9次获得“百种中国杰出学术期刊”奖;3篇论文分别被评为2009、2010、2011年度“中国百篇最具影响国内学术论文”;2012年被评为“中国最具国际影响力学术期刊”。国家科技部2008、2011年评选两届“中国精品科技期刊”,《石油勘探与开发》连续两次获此殊荣。中国科学技术信息研究所在中国精品科技期刊2007—2012年发表的论文中挑选出5 000篇代表中国最高学术水平的研究论文,《石油勘探与开发》发表的22篇论文获“领跑者5000(F5000)——中国精品科技期刊顶尖论文”提名,目前正在公示。武汉大学中国科学评价研究中心(RCCSE)发布中国学术期刊评价结果,《石油勘探与开发》连续3届获中国学术期刊最高级(A+)评价,被评为“中国权威学术期刊”。《石油勘探与开发》以中文、英文两种语言在全球同时发行,国外作者论文翻译成中文在中文版发表。英文版在全球最大出版商爱思唯尔(Elsevier)的ScienceDirect平台上全球发行。《石油勘探与开发》2012年英文版论文全球下载量23 019篇次,为历年最高。《石油勘探与开发》英文版读者分布在包括美国、英国、俄罗斯、伊朗、法国、马来西亚、澳大利亚、巴西等主要产油国在内的83个国家和地区。如今《石油勘探与开发》在国际上已具有学术影响力,国外学者投稿逐年增多,发表论文引起国外广泛关注。《石油勘探与开发》杂志由中国石油天然气集团公司科技管理部主管,中国石油勘探开发研究院主办的是由石油技术类国家级学术期刊。本刊1974年创刊,为国家级技术类科技期刊。

1、石油勘探与开发2、石油学报 3、天然气工业 4、石油与天然气地质5、石油化工 6、石油实验地质 7、石油大学学报.自然科学版(改名为:中国石油大学学报.自然科学版) 8、石油钻采工艺 9、油田化学 10、新疆石油地质11、西南石油学院学报(改名为:西南石油大学学报) 12、石油机械 13、钻采工艺14、石油炼制与化工 15、大庆石油地质与开发 16、西安石油大学学报.自然科学版17、石油地球物理勘探 18、油气地质与采收率 19、油气储运 20、石油天然气学报 21、中国海上油气 22、石油钻探技术 23、大庆石油学院学报 24、石油物探 25、油气田地面工程 26、天然气地球科学 27、石油学报.石油加工28、测井技术 29、断块油气田

石油勘探与开发属于哪种期刊

上面有好心有提意见了,有些杂志门槛太低,你可以考虑《中国石油和化工标准与质量》,和你文章方向也符合,具体可以问问这里:

EI期刊石油勘探与开发,石油学报,石油地球物理勘探 等其他中文核心的还有挺多的,参考

石油勘探与开发 西南石油学院学报(改名为:西南石油大学学报) 中国海上油气石油学报 石油机械 石油钻探技术天然气工业 钻采工艺 大庆石油学院学报石油与天然气地质 石油炼制与化工 石油物探石油化工 大庆石油地质与开发 油气田地面工程石油实验地质 西安石油大学学报.自然科学版 天然气地球科学石油大学学报.自然科学版(改名为:中国石油大学学报.自然科学版) 石油地球物理勘探 石油学报.石油加工石油钻采工艺 油气地质与采收率 测井技术油田化学 油气储运 断块油气田新疆石油地质 石油天然气学报

化工进展应该可行。

光纤检测石油勘探论文

深水石油钻井技术现状及发展趋势*摘要:随着世界深水油气资源不断发现,近几年来深水钻探工作量越来越大。随着水深的增加和复杂的海况环境条件,对钻井工程提出了更高的挑战,钻井技术的难度越来越大。从目前国内外深水钻井实践出发,对深水的钻井设备、定位系统、井身结构设计、双梯度钻井技术、喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、钻井液和固井工艺技术和钻井隔水管及防喷器系统等关键技术进行了阐述,对深水的钻井设计和施工进一步向深水钻井领域发展具有重要导向作用。关键词:深水钻井;钻井设备;关键技术全世界未发现的海上油气储量有90%潜伏在水深超过1000 m以下的地层,所以深水钻井技术水平关系着深海油气勘探开发的步伐。对于海洋深水钻井工程而言,钻井环境条件随水深的增加变得更加复杂,容易出现常规的钻井工程难以克服的技术难题,因此深水钻井技术的发展是影响未来石油发展的重要因素。1国内外深水油气勘探形势全球海洋油气资源丰富。据估计,海洋石油资源量约占全球石油资源总量的34%,累计获探明储量约400×108,t探明率30%左右,尚处于勘探早期阶段。据美国地质调查局(USGS)评估,世界(不含美国)海洋待发现石油资源量(含凝析油)548×108,t待发现天然气资源量7815×1012m3,分别占世界待发现资源量的47%和46%。因此,全球海洋油气资源潜力巨大,勘探前景良好,为今后世界油气勘探开发的重要领域。随着海洋钻探和开发工程技术的不断进步,深水的概念和范围不断扩大。目前,大于500 m为深水,大于1500 m则为超深水。据估计,世界海上44%的油气资源位于300 m以下的水域,其中,墨西哥湾深水油气资源量高达(400~500)×108桶油当量,约占墨西哥湾大陆架油气资源量的40%以上,而巴西东部海域深水油气比例高达90%左右。20世纪90年代以来,由于发现油气田储量大,产量高,深水油气倍受跨国石油公司青睐,发展迅速。据估计,近年来,深水油气勘探开发投资年均增长30. 4%, 2004年增加到220亿美元。1999年作业水深已达2000 m, 2002年达3000 m。90年代以来,全球获近百个深水油气发现,其中亿吨级储量规模的超过30%。2000年,深水油气储量占海洋油气储量的12. 3%,比10年前增长约8%。2004年,全球海洋油气勘探获20个重大深水发现(储量大于110×108桶)。1998-2002年有68个深水项目,约15×108t油当量投产; 2003-2005年则增至144个深水项目,约4216×108t油当量投产, 2004年深水石油产量210×108,t约占世界石油产量的5%。2目前深水油气开发模式深水油气开发设施与浅水油气开发设施不同,其结构大多从固定式转换成浮式,因此开发方式和方法也发生了变化。国外深水油气开发中常用的工程设施有张力腿(TLP)平台、半潜式(SEMIOFPS)平台、深吃水立柱式(SPAR)平台、浮式生产储油装置(FPSO)以及它们的组合。3深水钻井关键技术深水钻井设备适用于深水钻井的主要是半潜式钻井平台和钻井船2种浮式钻井装置。. 1深水钻井船钻井船是移动式钻井装置中机动性最好的一种。其移动灵活,停泊简单,适用水深范围大,特别适于深海水域的钻井作业。钻井船主要由船体和定位设备2部分组成。船体用于安装钻井和航行动力设备,并为工作人员提供工作和生活场所。在钻井船上设有升沉补偿装置、减摇设备、自动动力定位系统等多种措施来保持船体定位。自动动力定位是目前较先进的一种保持船位的方法,可直接采用推进器及时调整船位。全球现有38艘钻井船,其中额定作业水深超过500 m的深水钻井船有33艘,占总数的87%。在这33艘深水钻井船中,有26艘正在钻井,有5艘正在升级改造。在现有的深水钻井船中, 20世纪70年代建造的有10艘, 80年代和90年代建造的各有7艘,其余9艘是2000-2001年建造的。其中2000年建成的钻井船最多,有8艘;其次是1999年,有4艘。目前在建的7艘钻井船中,均是为3000多米水深建造的, 2007年将建成1艘, 2008年和2009年将各建成3艘。钻井船主要活跃在巴西海域、美国墨西哥湾和西非海域。2006年7月初,正在钻井的26艘深水钻井船分布在8个国家。其中巴西8艘,占1/3;其次是美国,有6艘;安哥拉、印度和尼日利亚分别有4艘、3艘和2艘;中国、马来西亚和挪威各1艘。. 2半潜式钻井平台半潜式钻井平台上部为工作甲板,下部为2个下船体,用支撑立柱连接。工作时下船体潜入水中,甲板处于水上安全高度,水线面积小,波浪影响小,稳定性好、支持力强、工作水深大,新发展的动力定位技术用于半潜式平台后,到本世纪初,工作水深可达3000 m,同时勘探深度也相应提高到9000~12 000 m。据Rigzone网站截至2006年7月初的统计,全球现有165座半潜式钻井平台,其中额定作业水深超过500 m的深水半潜式钻井平台有103座,占总数的62%。在这103座深水半潜式钻井平台中,有89座正在钻井,有11座正在升级改造。其中31座是20世纪70年代建造的,最长的已经服役30多年; 40座是20世纪80年代建造的; 13座是90年代建造的; 19座是2000 -2005年建造的。此外,还有24座深水半潜式钻井平台正在建造。深水半潜式钻井平台主要活跃在美国墨西哥湾、巴西、北海、西非、澳大利亚和墨西哥海域。2006年7月初,处于钻井中的89座深水半潜式钻井平台分布在18个国家,其中美国最多, 24座,占总数的27%;巴西17座,挪威10座,英国6座,澳大利亚、墨西哥和尼日利亚各5座,其余国家各有1~3座。深水定位系统半潜式钻井平台、钻井船等浮式钻井装置在海中处于飘浮状态,受风、浪、流的影响会发生纵摇、横摇运动,必须采用可靠的方法对其进行定位。动力定位是深水钻井船的主流方式。在现有的深水钻井船中,只有6艘采用常规锚链定位(额定作业水深不足1000 m),其余27艘都采用动力定位(额定作业水深超过1000 m)。1000 m以上水深的钻井船采用的都是动力定位,在建的钻井船全部采用动力定位。动力定位系统一般采用DGPS定位和声纳定位2种系统。声纳定位系统的优点: (1)精确度高(1% ~2% )、水深(最大适用水深为2500 m); (2)信号无线传输(不需要电缆); (3)基本不受天气条件的影响(GPS系统受天气条件的影响); (4)独立,不需要依靠其他系统提供的信号。声纳定位系统的缺点: (1)易受噪声的影响,如环境噪声、推进器噪声、测试MWD等; (2)折射和阴影区; (3)信号传输时间; (4)易受其他声纳系统的干扰,如多条船在同一地方工作的情况。大位移井和分支水平井钻井技术海上钻井新技术发展较快,主要包括大位移井、长距离水平钻井及分支水平井钻井技术。这些先进技术在装备方面主要包括可控马达及与之配套的近钻头定向地层传感器。在钻头向地层钻进时,近钻头传感器可及时检测井斜与地层性质,从而使司钻能够在维持最佳井眼轨迹方面及时做出决定。由于水平井产量高,所以在国外海上油气田的开发中已经得到了广泛的应用。目前,国外单井总水平位移最大已经达11 000m。分支水平井钻井技术是国际上海洋油气田开发广泛使用的技术,近年来发展很快。利用分支井主要是为了适应海上需要,减少开发油藏所需平台数量及平台尺寸(有时平台成本占开发成本一半还多)。具体做法是从一个平台(基础)钻一口主干井,然后从主干井上急剧拐弯钻一些分支井,以期控制较大的泄油面积,或者钻达多个油气层。深水双梯度钻井技术与陆地和浅海钻井相比,深海钻井环境更复杂,容易出现常规钻井装备和方法难以克服的技术难题:锚泊钻机本身必须承受锚泊系统的重量,给钻机稳定性增加了难度;隔水管除了承受自身重量,还承受严重的机械载荷,防止隔水管脱扣是一个关键问题;地层孔隙压力和破裂压力之间安全钻井液密度窗口窄,很难控制钻井液密度安全钻过地层;海底泥线处高压、低温环境影响钻井液性能产生特殊的难题;海底的不稳定性、浅层水流动、天然气水合物可能引起的钻井风险等。国外20世纪60年代提出并在90年代得到大力发展的双梯度钻井(DualGradi-entDrilling,简称DGD)技术很好地解决了这些问题。双梯度钻井技术的主要思想是:隔水管内充满海水(或不使用隔水管),采用海底泵和小直径回流管线旁路回输钻井液;或在隔水管中注入低密度介质(空心微球、低密度流体、气体),降低隔水管环空内返回流体的密度,使之与海水相当,在整个钻井液返回回路中保持双密度钻井液体系,有效控制井眼环空压力、井底压力,克服深水钻井中遇到的问题,实现安全、经济的钻井。喷射下导管技术海上浅水区的表层套管作业通常采用钻孔、下套管然后固井的作业方式。在深水区,由于海底浅部地层比较松软,常规的钻孔/下套管/固井方式常常比较困难,作业时间较长,对于日费高昂的深水钻井作业显然不合适。目前国外深水导管钻井作业通常采用“Jetting in”的方式。常规做法是在导管柱(Φ914. 4 mm或Φ762 mm)内下入钻具,利用导管柱和钻具(钻铤)的重量,边开泵冲洗边下入导管。3. 6动态压井钻井技术(DKD)DKD(Dynamic killDrilling)技术是深水表层建井工艺中的关键技术。该技术是一种在未建立正常循环的深水浅层井段,以压井方式控制深水钻井作业中的浅层气井涌及浅层水涌动等复杂情况的钻井技术。其工作原理与固井作业中的自动混浆原理相似,它是根据作业需要,可随时将预先配好的高密度压井液与正常钻进时的低密度钻井液,通过一台可自动控制密度的混浆装置,自动调解到所需密度的钻井液,可直接供泥浆泵向井内连续不断地泵送。在钻进作业期间,只要PWD和ROV监测到井下有地层异常高压,就可通过人为输入工作指令,该装置立即就可泵送出所需要的高密度钻井液,不需要循环和等待配制高密度钻井液,真正意义上地实现边作业边加重的动态压井钻井作业。3. 7随钻环空压力监测(APWD)由于深水海域的特殊性,与浅水和陆地钻井相比,部分的上覆岩层被水代替,相同井深上覆岩层压力降低,使得地层孔隙压力和破裂压力之间的压力窗口变得很窄,随着水深的增加,钻井越来越困难。据统计,在墨西哥湾深水钻井中,出现的一系列问题,如井控事故、大量漏失、卡钻等都与环空压力监测有关。随钻环空压力测量原理是主要靠压力传感器进行环空压力测量,可实时监测井下压力参数的变化。它可以向工程师发出环空压力增加的危险报警,在不破坏地层的情况下,提供预防措施使井眼保持清洁。主要应用于实时井涌监测和ECD监控、井眼净化状况监控、钻井液性能调整等,是深水钻井作业过程中不可缺少的数据采集工具。3. 8随钻测井技术(LWD /MWD /SWD)深水测井技术主要是指钻井作业过程中的有关井筒及地层参数测量技术,包括LWD、MWD和SWD测井技术。由于深水钻井作业受到高作业风险及昂贵的钻机日租费的影响,迫使作业者对钻井测量技术提出了多参数、高采集频率和精度及至少同时采用2套不同数据采集方式的现场实时数据采集和测量系统,并且具有专家智能分析判断功能的高标准要求。目前最常用的定向测量方式是MWD数据测量方式,这种方式通常只能测量井眼轨迹的有关参数,如井斜角、方位角、工具面。LWD是在MWD基础上发展起来的具有地层数据采集的随钻测量系统,较常规的MWD增加了用于地层评价的电阻率、自然伽马、中子密度等地层参数。具有地质导向功能的LWD系统可通过近钻头伽马射线确定井眼上下2侧的地层岩性变化情况,以判断井眼轨迹在储层中的相对位置;利用近钻头电阻率确定钻头处地层的岩性及地层流体特性以及利用近钻头井斜参数预测井眼轨迹的发展趋势,以便及时做出调整,避免钻入底水、顶部盖层或断裂带地层。随钻地震(SWD)技术是在传统的地面地震勘探方法和现有的垂直地震剖面(VSP———VerticalSeismic Profiling)的基础上结合钻井工程发展起来的一项交叉学科的新技术。其原理是利用钻进过程中旋转钻头的振动作为井下震源,在钻杆的顶部、井眼附近的海床埋置检波器,分别接收经钻杆、地层传输的钻头振动的信号。利用互相关技术将钻杆信号和地面检波器信号进行互相关处理,得到逆VSP的井眼地震波信息。也就是说,在牙轮钻头连续钻进过程中,能够连续采集得到直达波和反射波信息。深水钻井液和固井工艺随着水深度的加大,钻井环境的温度也将越来越低,温度降低将会给钻井以及采油作业带来很多问题。比如说在低温情况下,钻井液的流变性会发生较大变化,具体表现在黏、切力大幅度上升,而且还可能出现显著的胶凝现象,再有就是增加形成天然气水合物的可能性。目前主要是在管汇外加绝缘层。这样可以在停止生产期间保持生产设备的热度,从而防止因温度降低而形成水合物。表层套管固井是深水固井的难点和关键点。海底的低温影响是最主要的因素。另外由于低的破裂压力梯度,常常要求使用低密度水泥浆。深水钻井的昂贵日费又要求水泥浆能在较短的时间内具有较高的强度。深水钻井隔水管及防喷器系统深水钻井的隔水管主要指从海底防喷器到月池一段的管柱,主要功能是隔离海水、引导钻具、循环钻井液、起下海底防喷器组、系附压井、放喷、增压管线等作用。在深水钻井当中,隔水管柱上通常配有伸缩、柔性连接接头和悬挂张力器。在深水中,比较有代表性的是Φ533. 4 mm钻井隔水管,平均每根长度为15. 2~27. 4 m。为减小由于钻井隔水管结构需要和自身重量对钻井船所造成的负荷,在钻井隔水管外部还装有浮力块。这种浮力块是用塑料和类似塑料材料制成的,内部充以空气。在钻井隔水管外部,还有直径处于50~100 mm范围的多根附属管线。在深水钻井作业过程中,位于泥线以上的主要工作构件从下向上分别是:井口装置、防喷器组、隔水管底部组件、隔水管柱、伸缩短节、转喷器及钻井装置,井口装置通常由作业者提供。4结论深水石油钻井是一项具有高科技含量、高投入和高风险的工作,其中喷射下导管技术、动态压井钻井技术、随钻环空压力监测、随钻测井技术、ECD控制等技术是深水钻井作业成功的关键。钻井船、隔水管和水下防喷器等设备的合理选择也是深水钻井作业成功的重要因素。另外,强有力的后勤支持和科学的作业组织管理是钻井高效和安全的重要保障。参考文献:[1]潘继平,张大伟,岳来群,等.全球海洋油气勘探开发状况与发展趋势[J].中国矿业, 2006, 15(11): 1-4.[2]刘杰鸣,王世圣,冯玮,等.深水油气开发工程模式及其在我国南海的适应性探讨[ J].中国海上油气,2006, 18(6): 413-418.[3]谢彬,张爱霞,段梦兰.中国南海深水油气田开发工程模式及平台选型[ J].石油学报, 2007, 28(1): 115-118.[4]李芬,邹早建.浮式海洋结构物研究现状及发展趋势[J].武汉理工大学学报:交通科学与工程版, 2003, 27(5): 682-686.[5]杨金华.全球深水钻井装置发展及市场现状[J].国际石油经济, 2006, 14(11): 42-45.[6]赵政璋,赵贤正,李景明,等.国外海洋深水油气勘探发展趋势及启示[J].中国石油勘探, 2005, 10(6): 71-76.[7]陈国明,殷志明,许亮斌等.深水双梯度钻井技术研究进展[J].石油勘探与开发, 2007, 18(2): 246-250.

本项研究受国家杰出青年科学基金项目(40225006)和国家教育部重点项目(01086)资助。

施斌丁勇索文斌高俊启

(南京大学光电传感工程监测中心,江苏南京,210093)

【摘要】分布式光纤传感技术,如布里渊散射光时域反射测量技术(简称BOTDR),是国际上近几年才发展成熟的一项尖端技术,应用非常广泛。本文着重介绍 BOTDR分布式光纤传感技术在隧道、基坑和路面等3个方面的应用。在工程监测过程中积累起来的大量监测数据表明,BOTDR分布式光纤传感技术,是一种全新而可靠的监测方法,它在工程实践中的应用为工程监测提供了一种新的思路,因而必将拥有一个广阔的发展前景。

【关键词】BOTDR光纤传感工程监测应变

1引言

随着人们对工程安全要求的日益提高,近年来,一批新式的传感监测技术得到发展,它们不是对传统传感监测技术简单地加以改良,而是从根本上改变了传感原理,从而提供了全新的监测方法和思路。其中,尤以 BOTDR分布式光纤传感技术为世人所瞩目,它利用普通的通讯光纤,以类似于神经系统的方式,植入建筑物体内,获得全面的应变和温度信息。该技术已成为日本、加拿大、瑞士、法国及美国等发达国家竞相研发的课题。这一技术在我国尚处于发展阶段,目前已在一些隧道工程监测中得到成功应用,并逐步向其他工程领域扩展。

南京大学光电传感工程监测中心在南京大学985工程项目和国家教育部重点项目的支持下,建成了我国第一个针对大型基础工程的BOTDR分布式光纤应变监测实验室,开展了一系列的实验研究,并成功地将这一技术应用到了地下隧道等工程的实际监测中,取得了一批重要成果,为将这一技术全面应用于我国各类大型基础工程和地质工程的质量监测和健康诊断提供了坚实基础。

2BOTDR分布式光纤传感技术的原理

布里渊散射同时受应变和温度的影响,当光纤沿线的温度发生变化或者存在轴向应变时,光纤中的背向布里渊散射光的频率将发生漂移,频率的漂移量与光纤应变和温度的变化呈良好的线性关系,因此通过测量光纤中的背向自然布里渊散射光的频率漂移量(vB)就可以得到光纤沿线温度和应变的分布信息。BOTDR的应变测量原理如图1所示。

为了得到光纤沿线的应变分布,BOTDR需要得到光纤沿线的布里渊散射光谱,也就是要得到光纤沿线的vB分布。BOTDR的测量原理与OTDR(Optical Time-Domain Reflectometer)技术很相似,脉冲光以一定的频率自光纤的一端入射,入射的脉冲光与光纤中的声学声子发生相互作用后产生布里渊散射,其中的背向布里渊散射光沿光纤原路返回到脉冲光的入射端,进入 BOT-DR的受光部和信号处理单元,经过一系列复杂的信号处理可以得到光纤沿线的布里渊背散光的功率分布,如图1中(b)所示。发生散射的位置至脉冲光的入射端,即至 BOTDR的距离 Z可以通过式(1)计算得到。之后按照上述的方法按一定间隔改变入射光的频率反复测量,就可以获得光纤上每个采样点的布里渊散射光的频谱图。

图1BOTDR的应变测量原理图

如图1中(c)所示,理论上布里渊背散光谱为洛仑滋形,其峰值功率所对应的频率即是布里渊频移 vB。如果光纤受到轴向拉伸,拉伸段光纤的布里渊频移就要发生改变,通过频移的变化量与光纤的应变之间的线性关系就可以得到应变量。式中:c—真空中的光速;

地质灾害调查与监测技术方法论文集

n——光纤的折射率;

T—发出的脉冲光与接收到的散射光的时间间隔。

目前国际上最先进的BOTDR监测设备以日本 NTT公司最新研制开发的最新一代 AQ8603型BOTDR光纤应变分析仪为代表。表1为AQ8603的主要技术性能指标。

表1AQ8603光纤应变分析仪的主要技术性能指标

3隧道安全监测

BOTDR分布式光纤传感技术在隧道方面的应用,目前已经在国内日渐成熟。我们在几条隧道变形监测系统的建设过程中,已形成了一整套的成功经验,为该技术在岩土和地质工程安全监测中的推广提供了坚实的技术基础。

光纤铺设

为了使光纤精确地反映被测构筑物的应变状态,必须将之与构筑物紧密相连,铺设在结构物上。铺设的好坏,直接关系到监测的实际效果,因而在工程应用中,有着十分重要的意义。

根据光纤监测系统的设计原则,结合工程实际情况以及AQ8603应力分布式光纤传感器的特点,基本有以下两种铺设方法:全面接着式铺设和定点接着式铺设,如图2所示。

图2全面接着和定点接着

全面接着式铺设

分别沿隧道纵深方向和横断面按全面接着方式布设传感光纤。沿纵深方向布设的传感光纤用于监测隧道纵向的整体变形情况,而沿横断面布设的光纤则是用于监测隧道横向的变形情况。

全面接着式铺设的特点是可以全程监测隧道的健康状况,监测对象为隧道整体,监测结果为隧道整体的变形情况。此种接着方式应用特定的铺设工艺,使用实验测定的效果优良的混合胶粘剂(以环氧树脂为主),将传感光纤按照设计线路粘着在混凝土的表面,并在传感光纤的末段接驳光缆,将监测信号传送至隧道监控中心。

定点接着式铺设

此种接着方式的特点是重点监测变形缝、应力集中区等潜在(或假定)变形处的变形情况。监测对象为变形缝等潜在(或假定)变形处,监测结果为变形缝等潜在(或假定)变形处的应力应变特征。此种接着方式的铺设方法大体等同于全面接着式铺设方式,所不同的是在设计施工面上选择一些特殊点进行粘着,即将光纤每隔1m至确定一个固定点,粘贴在混凝土墙面上,以此来检测隧道局部接缝处的变形(见图3)。在某些特点地点,根据实际情况,选择在特定的线路上在特定的位置安装接缝传感器,以监测变形缝的变形情况(见图4)。

图3隧道接缝布线示意图

变形计算

由于引起隧道变形的原因比较复杂,有温度造成的构筑物热胀冷缩的整体变形,也有不同方向裂缝开裂和错动引起的局部变形,因此,将 BOTDR所测到的隧道的应变转换到变形,有时比较困难。因此比较可行的解决方法一是要合理地布置光纤监测网,分别监测隧道的整体应变和局部应变及其方向,结合变形特点,计算出构筑物的整体变形与局部变形;二是要采用相应的计算方法,将光纤的应变换算为隧道的变形。

图4接缝传感器示意图

例如,对于均匀应变,可以由下式计算变形:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:ε为应变,d为应变段长度,δ为变形。

对于不均匀变形,可以采用按一定间距定点接着的方式铺设光纤,两个粘结点间的应变近似地认为是均匀应变,按上式同样可以得到光纤沿线的不均匀变形。

如果隧道发生整体的不均匀沉降,可以按照挠度的计算方法(见式(3)近似计算它的沉降变形量:

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:ε1、ε2分别为铺设在构筑物顶部和底部的两条光纤的应变,d为两条光纤的间距。

此外,结合数值模拟技术也可以实现变形的计算。可以将光纤的应变作为数值计算的边界条件或者已知条件,通过有限元或有限差分等计算方法,得到构筑物不同部位的各种变形。

总之,从隧道的应变转换到变形的计算常常比较复杂,但是只要通过合理地布置光纤监测网,采用正确的计算方法,隧道变形的计算是可以得到满意的结果。

4基坑变形监测

基坑变形监测是岩土工程领域的基本问题之一,基坑稳定性的重要性不言而喻。近半年来,课题组通过大量的室内外试验研究,将 BOTDR技术成功地应用到了南京市的几个深大基坑工程中,取得了一些十分有价值的成果。

众所周知,基坑变形原因复杂、类型繁多,但总体来说,主要是由基坑开挖引起的坑体水平位移问题和基底隆起问题。传统的监测方式,如土压力盒、测斜管等,由于自身传感方式的限制,往往有精度不高、抗腐蚀性差、损耗较大、浪费人力等缺点。课题组通过研究,成功地研制了一种具有专利技术的基于BOTDR技术的基坑位移监测分布式光纤传感系统(分布式光纤传感智能测斜管)。

图5基坑位移监测分布式光纤传感系统

如图5所示,利用传统的测斜管器件与先进的BOTDR技术相结合,开发出上述传感器。应用传统的测斜管器件的目的在于:①经传统方法验证,测斜管能够较理想地反映土体变形,是一种良好的材料;②测斜管自身带有卡槽,免去了人工开槽的工作;③该材料是常用的基坑监测材料,方便易得,比较经济;④应用与传统监测方式一致的材料,方便对新、旧技术进行类比。该系统的构成,简言之是将光纤按照一定的施工工艺,用经室内外试验和工程实践验证过的特殊的胶黏着在测斜管上,构成传感系统,我们称之为分布式光纤传感智能测斜管。该传感器具有分布式光纤传感器的一切优点,并可进行准实时监测。

应用BOTDR技术的分布式光纤传感器所得到的监测结果,是沿光纤传感器的轴向物理信息(应变、温度等),因此,如何获得沿光纤传感器分布的基坑水平变形量,也就成了问题的核心。经过研究,应用计算挠度的方法来近似计算基坑的水平变形量。

由材料力学相关知识可知,沿线各点的挠度可利用下式计算。

地质灾害调查与监测技术方法论文集

式中:εx为所求点的光纤实测应变,其值为沿测斜管两侧的两条光纤的应变差;d为粘贴在测斜管两侧的光纤之间的距离;积分起点为深部某无应变点,v(x)为各点的挠度,可以近似地认为是基坑的水平变形量。

5连续配筋混凝土路面检测

连续配筋混凝土路面(CRCP)是全部省略接缝的连续混凝土板,是为了减轻因接缝而引起的振动与噪音,或为改善平整度、提高行车舒适性而使用的路面。对于这种高性能的路面结构形式,其钢筋应力状态、混凝土应力状态和路面的裂缝分布是反映该路面使用性能的主要因素[]。将 BOTDR这项优秀的无损检测技术应用于监测 CRCP路面钢筋、混凝土应力和路面裂缝,具有重要意义。

图6为BOTDR分布式光纤传感系统在连续配筋混凝土路面中的布置图。路面纵向钢筋共有11根。在其中9根钢筋上布设了传感光纤,温度补偿光纤4根,应变传感光纤5根,沿中心对称铺设。

图7为浇注混凝土开始5天内BOTDR检测的板表面混凝土应变变化。从图上可以清楚看出沿路面纵向表面混凝土应变分布情况,而且可以根据最大拉应变的位置预测出路面可能产生裂缝的位置。如图中79m处最有可能出现裂缝。

图6光纤传感系统布置

图7板表面混凝土应变分布

图8为浇注混凝土开始5天内 BOTDR检测的钢筋应变变化。从图上可以清楚看出沿路面纵向钢筋应变分布情况。在混凝土硬化这段时间里,钢筋应变不是均匀的,通过连续监测钢筋应变,有助于预测路面的使用性能。

本实验测试结果表明,BOTDR分布式光纤传感系统能够在线对连续配筋混凝土路面板中的钢筋和混凝土应变进行有效的检测。这说明BOTDR在路面板、桥面板及其他一些类似工程中具有良好的适用性及广阔的应用前景。

6结语

分布式光纤传感技术在我国尚处于起步阶段,虽然在隧道、基坑等部分领域取得了一定成功,但仍然有许多研究工作有待进一步开展,这包括两个方面,一是分布式光纤传感监测技术本身的进一步改良;二是要不断地解决在工程监测中的技术问题。可以相信,随着这一技术的不断研发和成熟,越来越多的大型基础工程将采用这一技术进行分布式监控和健康诊断,应用前景十分广阔,无法估量。

图8钢筋应变分布

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矿产勘查编辑部

到目前为止 ,475名优秀青年地质工作者获此殊荣,其中授予金锤奖95名,银锤奖380名。同时有21名金、银锤奖获得者荣获了中国青年科技奖。“青年地质科技奖”已经成为中国地质学会的品牌,在地质界具有很高的知名度,产生了广泛的社会影响,获奖者绝大多数已成为地质科技工作的骨干。(下附部分获奖者名单) 中国地质学会青年地质科技奖(1989年)金锤奖获奖名单(5名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 毛景文 中国地质科学院矿床地质研究所 石彦民 大港石油管理局勘探开发研究院 李建潮 中国地质大学 (北京) 高延林 青海省科学技术委员会 董树文 安徽省地质科学研究所 银锤奖 (17名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 王安建 长春地质学院 马昌前 中国地质大学 (武汉) 李小彦 西安煤炭科学研究院 李长江 浙江省地质矿产研究所 李继江 山东省第三水文工程地质大队 李荣清 湖南省地质科学研究所 朱玉磷 福建省闽西地质大队 汪振文 新疆地矿局第六地质大队 张 韬 宁夏地矿局矿产地质调查所 张明泉 兰州大学地质系 张哨楠 成都地质学院 张德润 地矿部航空物探遥感中心 杨闽中 建设部综合勘察研究院 罗 云 中国地质大学(武汉) 黄绍甫 广西石油勘探开发指挥部 聂风军 中国地质科学院矿床地质研究所 康豹成 河北省综合研究地质大队 中国地质学会第三届青年地质科技奖(1991年)金锤奖获奖名单(7名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 石昆山 河南省地矿厅第三地质探矿队 汤良杰 地质矿产部西北石油地质局 吴景勤 核工业总公司华东地质勘探局 陈 骏 南京大学地球科学系 周国平 中国地质科学院矿床地质研究所 徐学纯 长春地质学院地质系 晏建国 中国有色金属工业总公司西南地质勘查局 317 银锤奖 (31名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 万渝生 中国地质科学院地质研究所 王会祥 塔里木石油勘探开发指挥部地质研究大队 王英民 成都地质学院 王鹤龄 湖北地质实验研究所 刘金山 湖南地矿局 405 队普查分队 刘蒙华 中国地质科学院沈阳地质矿产研究所 华佑南 中国地质科学院南京地质研究所 朱筱敏 石油大学石油地质系 朱儒峰 内蒙古地矿局第二区调队一分队 阮利民 冶金部第一地质勘查局地质探矿技术研究所 吴澄宇 中国地质科学院矿床地质研究所 张超群 广东茂名矿产公司 李乃胜 中国科学院海洋研究所 李兆慧 河南省煤田地质勘探公司第一勘探队 周 翊 中南工业大学地质勘查及城乡建设工程系 林畅松 中国地质大学(北京) 罗先熔 桂林冶金地质学院 郑国东 中国科学院兰州地质研究所 侯建军 北京大学地质系 段太忠 江汉石油学院地质系 郝梓国 中国地质学会地质学报编辑部 栾文楼 河北地质学院 殷跃平 地矿部环境地质研究所 秦克章 有色金属总公司北京地质研究所 耿 弘 云南省地质环境监测总站 阎子忠 宁夏地矿局第二水文地质工程地质队 黄建闽 建设部综合勘查研究院 舒 航 冶金部第一地质勘查局地质探矿技术研究所 蒋少涌 中国地质科学院矿床地质研究所 潘 懋 北京大学地质系 戴凤岩 中国地质科学院天津地质矿产研究所 中国地质学会第四届青年地质科技奖(1993年)金锤奖获奖名单(9名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 陈践发 中国科学院兰州地质研究所 庞忠和 中国科学院地质研究所地热研究室 侯增谦 中国地质科学院矿床地质研究所 胡雄健 浙江省地矿局第七地质队 赵文智 石油天然气总公司勘探开发研究院 徐锡伟 国家地震局地质研究所 郭英廷 中国矿业大学北京研究生部 黄润秋 成都地质学院工程地质研究所 温 宁 地矿部广州海洋地质调查局第二海洋地质调查大队 银锤奖(30名以姓氏笔划排列) 姓 名 工 作 单 位 王 剑 地矿部成都地质研究所 王恩志 清华大学水利水电工程系 王照林 山西省地矿局 215 队物探分队 韦星林 有色总公司江西地勘四队三分队 甘盛飞 沈阳黄金学院地质系 曲国胜 国家地震局地质研究所 任书才 河北省地矿局第三水文地质工程地质大队 刘代志 中南工业大学地球物理勘察新技术研究所 刘树文 北京大学地质学系 杜杨松 中国地质大学(北京)科研处 李延河 中国地质科学院矿床地质研究所 邱小平 中国地质科学院区划室 何思为 中国地质大学(北京)探工系 汪东波 有色总公司北京矿产地质研究所 张光辉 地矿部水文地质工程地质研究所 陈衍景 北京大学地质系 邵益生 建设部城市地下水资源研究中心 苗培森 山西省地矿局区调队 罗 强 西南石油学院 周平根 地矿部环境地质研究所国土地质研究室 周永章 中国科学院地球化学研究所广州分部 胡 凯 南京大学地球科学系 郜建军 地矿部石油地质研究所 贺安生 湖南省地质研究所 郭正堂 中国科学院地质研究所 黄运飞 中国兵器工业部勘察研究院 蓝先洪 地矿部海洋地质研究所 赖旭龙 中国地质大学(武汉)古生物教研室 蔡耀军 水利部能源部长江勘测技术研究所 漆家福 石油大学 (北京)地球科学系 中国地质学会第五届青年地质科技奖(1995年)金锤奖获奖名单(共10名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 王宗起 中国地质科学院地质研究所 朱立新 地矿部物化探研究所 吴吉春 南京大学 周瑶琪 中国地质大学北京 郑永飞 中国科技大学 姜钦华 北京大学地质系 胡圣标 中国科学院地质研究所 郝 芳 中国地质大学(武汉) 秦四清 中航勘察设计院 舒 航 中国矿业大学 银锤奖 (共40名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 万 力 中国地质大学(北京) 于青春 中国地质大学( 武汉) 方维萱 有色西北地勘局物化探总队 王 驹 核工业北京地质研究院 王 清 长春地质学院 王京彬 有色北京地质研究所 冯庆来 中国地质大学 任战利 西北大学地质系 刘 震 石油大学(北京) 刘小宇 核工业北京地质研究院 刘晓春 中国地质科学院地质力学研究所 孙晓明 中山大学地质系 许文良 长春地质学院 宋 彪 中国地质科学院地质研究所 张正伟 河南地质科研所 张祖海 江西有色地勘局地研所 张晓培 长春地质学院 张献民 河北地质学院 李江海 北京大学地质系 李建平 中国科学院广州地球化学研究所 杨夕辉 云南地矿局三队 沈树忠 中国矿业大学 邵龙义 中国矿业大学 陈松岭 中南工业大学 周乐尧 浙江省地质矿产研究院 屈建军 中国科学院沙漠研究所 施 斌 南京大学 闾国年 南京大学 唐金荣 冶金勘察研究院 唐胜利 煤炭科学院西安分院 贾爱林 石油勘探开发研究院 章雨旭 中国地质科学院地质研究所 续世朝 山西地勘局区调队 银剑钊 中国地质科学院矿床地质所 黄 海 地矿部地质技术勘查院 龚汉松 海南地矿开发局高新爆破技术公司 傅雪海 江苏煤田地质勘探研究所 彭少梅 广东省地质科学研究所 蒋泰然 地矿部石油地质研究所 解习农 中国地质大学(武汉) 中国地质学会第六届(1997年)青年地质科技奖--金锤奖获奖名单(共10名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 位 何庆成 地矿部环境地质所 李功伯 中国地质大学 (北京) 苏俊青 大港石油地勘院 林承焰 石油大学 ( 华东) 范洪海 华东地质局 270 所 侯泉林 中科院地质所 徐义刚 中科院广州地化所 高 俊 地矿部地质研究所 董国臣 河北地勘局 潘葆芝 长春科技大学 银 锤 奖 ( 共 40 名按姓氏笔画排序) 姓 名 工 作 单 于学峰 山东省第二地勘院 毛先成 中南工业大学 王文武 化工部辽宁地勘院 王世泽 西南石油局 王建锋 中国地质大学(武汉) 王春亮 山西地勘局 216 邓吉牛 有色北京地质所 田升平 化工部化学矿产院 全裕科 华北石油地质局规划设计院 刘 杰 宁夏石炭井矿务局 刘再华 地矿部岩溶地质所 刘俊来 长春科技大学 孙友宏 长春科技大学 朱云鹤 地矿部南京地矿所 汤 彬 华东地质学院 邢红星 第三地勘局勘查院 吴培康 石油勘探开发中心 张立东 地矿部沈阳所 张伯友 中科院广州地化所 张招崇 地矿部地质所 张振福 山西地矿局地调队 李 晓 中科院地质所 李志群 有色西南地质所 李俊建 地矿部天津地矿所 杨学明 中国科技大学 杨忠芳 中国地质大学(北京) 杨振宇 地科院地质力学所 肖举乐 中科院地质所 陆建军 南京大学地质系 陈远荣 桂林矿产地质院 陈海弟 中南地勘局 侯恩科 西安矿业学院 施泽进 成都理工学院 柳建新 中南工业大学 赵 平 中科院地质所 徐贵来 核工业北京地质研究院 聂高众 国家地震局地质所 顾雪祥 成都理工学院 赖绍聪 西北大学地质系 薛良伟 河南省地科所 中国地质学会第七届(1999年)青年地质科技奖获奖名单金锤奖8名(按姓氏笔画排序) 姓名 工 作 单 位 刘财 长春科技大学地球物理系 刘福来 中国地质科学院地质所 孙占亮 山西地勘局区调地质队 陈国忠 甘肃地勘局第三地质队 周翠英 中山大学地球科学系 秦克章 有色总公司北京矿产地质研究所 蔡忠 石油大学(华东)资源系油藏地质研究所 谭永杰 中国煤田地质总局 银锤奖26名(按姓氏笔画排序) 姓名 工作单位 于海峰 天津地质矿产研究所 王骏 中国新星石油公司规划院勘探所 王常明 长春科技大学土木工程系 王登红 中国地质科学院矿床所 刘国平 有色北京矿产地质研究所 李忠 中国科学院地质所 李国平 河南有色地勘局地质所 杨晓平 中国地震局地质研究所 杨晓明 化工部辽宁地质勘查院 邱检生 南京大学地球科学系 陈汉林 浙江大学地球科学系 周训 中国地质大学(北京)水资与环境工程系 周绍智 山东省鲁南地质工程勘察院 武威 建设部综合勘察设计院 姜月华 南京地质矿产研究所 贺文华 湖南省地勘局418队 凌水成 湖南有色地质勘查局 徐扬青 煤炭部武汉设计研究院 徐旭辉 中国新星石油公司实验地质研究院 康凤新 山东省地勘局地矿处 麻土华 浙江省地质矿产研究所 黄同兴 广西地质调查研究院 赖健清 中南工业大学地质系 谭承军 中国新星石油公司西北石油局规划设计院 黎良杰 中航勘察设计研究院 魏祥荣 核工业华东地质局二七O研究所 中国地质学会第八届(2001年)青年地质科技奖--金锤奖(10名按姓氏笔画排序) 姓名 工作单位及职务 化建新 中兵勘察设计研究院 王 成 核工业西北地质局二一六大队 孙继敏 中国科学院地质与地球物理研究所 朱自强 中南大学应用地球物理所 汪东波 北京矿产地质研究所 周新源 中国石油天然气股份有限公司塔里木油田分公司 郑和荣 中石化石油勘探开发研究院 祝文亮 天津市大港油田公司油气勘探开发技术研究中心 郝世俊 煤炭科学研究总院西安分院 廖立兵 中国地质大学(北京)材料科学与工程学院 银锤奖(42名按姓氏笔画排序) 姓名 工作单位 马 明 长江委综合勘测局长江岩土工程总公司 王惠初 天津地质矿产研究所 史长义 中国地质科学院物化探研究所 刘 敏 华东师范大学地理学系 刘长礼 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 刘传虎 胜利油田有限公司物探研究院 刘贻灿 安徽省地质调查院地质研究所 刘海泉 中国建筑材料工业地质勘查中心山东总队 匡立春 新疆油田公司测井总监 吕修祥 石油大学(北京) 吕晓光 大庆油田有限责任公司勘探开发研究院 吕新彪 中国地质大学(武汉)资源学院 纪友亮 石油大学(华东) 许强 成都理工大学 闫相宾 中石化石油勘探开发研究院 吴德文 有色金属矿产地质调查中心 张永波 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 张起钻 广西有色地质勘查总院广西地质矿产勘查开发局 张德民 广东煤炭地质局(广州中煤江南基础工程公司) 李青 广西地质矿产勘查开发局科技处 李晓昭 南京大学地球科学系 杨计海 中海石油研究中心南海西部研究院 汪时成 中国石化新星公司 陈占成 山东省鲁南地质工程勘察院 陈建文 青岛海洋地质研究所 周志芳 河海大学土木工程学院 虎维岳 煤炭科学研究总院西安分院水文所 郑建平 中国地质大学地球科学学院 姜在兴 石油大学(华东)地球资源与信息学院 赵英俊 核工业北京地质研究院 唐书恒 中国煤炭地质总局第一勘探局 唐建明 中国石化新星公司西南石油局第二物探大队 唐辉明 中国地质大学(武汉)工程学院 徐学义 西安地质矿产研究所 秦玉英 中石化新星石油公司华北石油局井下作业大队 符巩固 湖南省地质调查院湘东矿产地质调查所 曾义金 中石化石油勘探开发研究院德州钻井研究所 曾大乾 中原石油勘探局勘探开发科学研究院 温书亮 中海石油研究中心勘探研究院 董云鹏 西北大学地质系 鲁安怀 北京大学地球与空间科学学院 翦知湣 同济大学海洋地质与地球物理系 中国地质学会第九届(2003年)青年地质科技奖-金锤奖名单(7名按姓氏笔画排序) 姓名 工作单位 邓运华 中海石油(中国)有限公司天津分公司 刘四新 吉林大学地球探测科学与技术学院 何宏平 中国科学院广州地球化学研究所 尚彦军 中国科学院地质与地球物理研究所 秦明宽 核工业北京地质研究院 龚士良 上海市地质调查研究院 谢用良 中石化西南分公司勘探处主任工程师 银锤奖名单(34名按姓氏笔画排序) 姓名 工作单位 万余庆 中国煤炭地质总局航测遥感局 云露 中石化西北分公司勘探开发规划设计研究院地勘所 毛德宝 天津地质矿产研究所,研究室主任 王玉往 有色北京矿产地质研究所 韦国深 广西地质勘查总院 丘学林 中国科学院南海海洋研究所 甘行平 中国地质科学院勘探技术研究所 刘亮明 中南大学地学与环境工程学院 刘继东 甘肃煤田地质局 孙焕泉 胜利油田有限公司 况军 新疆油田公司勘探开发研究院 吴文鹂 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 吴珍汉 中国地质科学院地质力学研究所 张发旺 水文地质环境地质研究所 张光学 国土资源部广州海洋地质调查局 李天斌 成都理工大学 李细根 核工业二一六大队四分队 邱楠生 石油大学(北京)盆地与油藏研究中心 陆现彩 南京大学地球科学系副教授 陈昌彦 北京市勘察设计研究院 周建波 吉林大学地球科学学院 周荔青 中石化股份公司华东分公司 武恒志 石油勘探开发研究院西部分院 侯读杰 中国地质大学(北京) 姚建明 陕西省煤田地质局185队 徐贻赣 江西省地矿局赣南地质调查大队 桑树勋 中国矿业大学资源与地球科学学院 袁训来 中国科学院南京地质古生物研究所 郭建强 中国地质调查局水文地质工程地质技术方法研究所 焦鹏程 中国地质科学院水文地质环境地质所 韩士洲 煤炭科学研究总院西安分院 韩颖 山西省地质调查院太原分院 雷从众 新疆油田分公司采油二厂 谭成轩 中国地质科学院地质力学研究所 中国地质学会第十届(2005年)青年地质科技奖金锤奖获奖名单(10名按姓氏笔画排序) 姓 名 工作单位及职务 刘刚 中国地质大学(武汉)国土资源信息系统研究所 刘志飞 同济大学 江同文 塔里木油田公司勘探开发研究院 李素梅 石油大学(北京)盆地与油藏研究中心 苗爱生 核工业二0八大队二分队 夏群科 中国科技大学地球和空间科学学院 庹先国 成都理工大学科技处 鹿化煜 中国科学院地球环境研究所 潘彤 青海省有色地质矿产勘查局 戴福初 中国科学院地质与地球物理研究所 银锤奖名单(40名按姓氏笔画排序) 姓 名 工作单位及职务 李文勇 广州海洋地质调查局矿产所 甘甫平 中国国土资源航空物探遥感中心 刘红樱 南京地质矿产研究所 徐宏峰 中国建筑材料工业地质勘查中心浙江总队 陈晓东 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所 张元动 中国科学院南京地质古生物研究所 代世峰 中国矿业大学(北京) 陈正乐 中国地质科学院地质力学研究所 赵志丹 中国地质大学(北京)地学院 程国明 中国地质环境监测院 何高文 广州海洋地质调查局海洋矿产地质调查所 张进德 中国地质环境监测院 张异彪 上海海洋石油局第一海洋地质调查大队 张守林 北京矿产地质研究院 聂振龙 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 杨振京 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 程建远 煤炭科学研究总院西安分院地震勘探研究所 覃建雄 成都理工大学地球学院 张生根 中石化石油勘探开发研究院 马保松 中国地质大学(武汉)工程学院 杨文清 陕西省煤田地质局一八六队 于 军 江苏省地质调查研究院环境地质研究所 琚宜太 中国冶金地质勘查工程总局二局 沈春勇 中水顾问集团贵阳勘测设计研究院地质分院 杨自安 有色金属矿产地质调查中心北京资源勘查技术中心 王文峰 中国矿业大学资源与地球科学学院 王岳军 中国科学院广州地球化学研究所 刘光祥 中国石化石油勘探开发研究院无锡石油地质研究所 许以明 湖南省湘南地勘院地质调查所 陈志宏 中海石油(中国)有限公司湛江分公司 胡新丽 中国地质大学(武汉)工程学院 彭和求 湖南地质调查研究院 李国彪 中国地质大学(北京)地质调查研究院 陈仁义 中国地质调查局资源评价部 张延军 吉林大学建设工程学院 冯亚生 海南水文地质工程地质勘察院 王秉璋 青海省地质调查院区调分院 王昆 中国水电顾问集团昆明勘测设计研究院地质分院 汪 珊 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 谢文卫 国土资源部勘探技术研究所 中国地质学会第十一届(2007年)青年地质科技奖金锤奖获奖名单(10名按姓氏笔画排序) 姓 名 工作单位及职务 于翔 中国地质大学(北京) 王书来 北京矿产地质调查院 祁生文 中国科学院地质与地球物理研究所 李三忠 中国海洋大学 周心怀 中海石油(中国)有限公司天津分公司 温志坚 核工业北京地质研究院 葛晓立 中国国土资源航空物探遥感中心 董月霞 中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司 覃小锋 广西区域地质调查研究院 韩忠 武警黄金部队第六支队 银锤奖名单(40名按姓氏笔画排序) 姓 名 工作单位及职务 万玲 广州海洋地质调查局 丰成友 中国地质科学院矿产资源研究所 仇建军 河南省有色金属地质矿产局第三地质大队 牛富俊 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 王之军 中非地质工程勘查研究院 王清华 中国石油塔里木油田公司 叶晓滨 中国地质环境监测院 任云生 吉林大学 刘东辉 福建省121煤田地质勘探队 刘忠群 中国石化华北分公司勘探开发研究院 刘陶勇 核工业二一六大队 江山红 中国石化石油勘探开发研究院石油钻井研究所 闫臻 中国地质科学院地质研究所 何卫红 中国地质大学(武汉) 何黄生 江苏煤炭地质局物测队 张永双 中国地质科学院地质力学研究所 张礼中 中国地质科学院水文地质环境地质研究所 张传林 中国地质调查局南京地质矿产研究所 张吉寿 云南地矿资源股份有限公司 张家菁 江西省地矿局赣东北大队 李连生 中国石化河南油田分公司 李铁军 中国石化石油勘探开发研究院 单玄龙 吉林大学 和志军 有色金属矿产地质调查中心南方地质调查所 林全胜 福建省闽西地质大队 武雄 中国地质大学(北京) 郑元平 紫金矿业集团股份有限公司 金胜 中国地质大学(北京) 侯树仁 核工业二〇八大队 赵振宏 中国地质调查局西安地质矿产研究所 徐品 山东省地质环境监测总站 晏鄂川 中国地质大学(武汉) 翁爱华 吉林大学 袁文伟 中国科学院南京地质古生物研究所 郭华明 中国地质大学(北京) 郭彦民 中国石油辽河油田勘探开发研究院 高文龙 北京国电华北电力工程有限公司 黄伟强 中国石油新疆油田公司 董瀚 甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院 廖忠礼 中国地质调查局成都地质矿产研究所

进入 20 世纪 60 年代,我国地质工作者和相关领导部门对地质工作发展规律的认识有了进一步提高。

1960 年,宋应副部长提出: 地质学领域有自己特殊的规律,物理学、化学规律不能代替地质学的规律。同年 5 月,他在稀有元素地质专业会议上说,加强科学分析,从实际出发,就有可能发现新的成矿规律、新的矿床类型和构建新的工作方法; 要认真贯彻综合利用矿产资源的方针,加强地质工作的综合性。地质、科研、化验、鉴定、加工、物探、化探、水文地质等部门密切协作,环环紧扣,拧成一股绳,同心协力,互相支援,就能很快解决问题。

1960 年秋天,在宋应副部长亲自动手和主持下,广泛座谈听取意见,八易其稿,于 1961 年 1 月 28 日出台了 《地质部对当前地质工作的十四条意见 ( 草案) 》即 “十四条”和 《地质队伍工作条例 ( 草案) 》即 “五十条”。 “十四条”从理论和实践的高度,总结了新中国 10 年地质工作的经验,特别是 “大跃进”的经验教训,阐明了地质工作的性质、特点、任务、手段与目的的关系以及业务政策等。其中提到了 “加强普查”、以 “取得地质成果为目的”、 “综合地质普查勘探”、“地质生产有节奏地前进”等,都是对地质工作发展规律认识的提升。可以讲 “十四条”是在 “纠偏”、“纠浮躁”。在制定 “十四条”的过程中,宋应副部长致地质部党组书记兼副部长何长工并部党组的信中又指出: 政策是党的生命线,对地质工作来说,同样也是如此。地质工作的客观规律 ( 也即是政策问题)大致可概括成六点,即地质工作要结合生产建设需要,符合经济合理原则; 各种手段、方法都必须以最大限度地取得地质成果为目的; 观察和研究是基本工作方法或基础; 必须严格遵守一定的工作程序; 正确处理普查、区测与勘探的关系;技术革新和合理运用综合普查勘探方法。这个时期实际上是在总结、讨论、研究地质工作是做什么工作、需要怎么做的问题,在管理部门和地质队伍中基本上形成了比较统一的认识。

为了统一思想,总结1958 年以来地质勘探工作中不尊重客观规律的教训,在地质部党组的领导下,于 1962 年在 《中国地质》刊物上开展了关于地质勘探工作性质的大讨论。参加讨论者很多,基本上有三种观点。一种观点认为地质勘探工作是调查研究,是非生产性的。另一种观点强调地质勘查工作中使用大量探矿工程,具有生产性。还有一种观点则认为地质勘探工作具科研和生产的双重性。关于后者,一些人指出,地质勘探早期阶段与一般地质研究的关系紧密,带有科研性,而找到矿床探明储量阶段则具有生产特征。

对地质工作性质的认识直接牵涉到对地质工作的管理,这样的讨论无疑对我国地质工作的领导部门产生了影响。

1962 年 1 月,宋应副部长撰文 《谈谈地质工作中的若干客观规律和业务政策问题》,文中指出了地质勘探工作必须结合工农业生产建设的实际需要,并切实符合经济合理的原则,贯彻三保 ( 保农业、保工业、保尖端技术) 的原则,要善于在详细地了解企业建设的实际需要和对矿床进行充分地质研究的基础上,用最合理的方法、最经济的时间、最小的工作量,取得最大的工作成果。使用各种勘探手段和技术方法时,都必须以最大限度地取得地质成果为目的。严格遵守工作程序。勘探程序分为普查、勘探、矿山地质 ( 包括开发勘探) 几个主要阶段; 先设计后施工; 施工应遵守由表及里,由浅而深,由疏而密,由已知到未知的原则。地质工作是一种创造性劳动,要根据不同地质条件创造性地工作。区测、普查和勘探的关系是点面结合原则的问题,从面着眼,从点着手,由点到面,面中求点。地质基本情况的研究工作构成地质科学基础理论研究的最主要部分,离开了地质基础理论研究,地质勘探工作是寸步难行的。

针对当时存在的一些现象,1962 年 3 月,宋应副部长在南方普查、区测会议上的讲话中指出: 党必须领导一切,也能够领导一切,但不等于一切事情都要党委去管,有的党委书记、队长、工会主席亲自布置钻孔,确定钻孔位置,这样的做法是不好的,实际上会降低党的领导作用。假如党委书记是个专家或是个工程师,对待科学技术问题也不要以书记的身份去做结论,可以用专家的身份去争鸣、去讨论。技术责任制建立健全以后,对技术干部来讲,那就要真正做到有职、有权和有责。

1962 年,在广州科学会议上,程裕淇院士发言说: 地质科学研究不能 “栽培”、“饲育”它的对象,也不属于 “制造”性质的活动。地质工作的主要目的在于搞清地质情况,了解和掌握地质规律,为利用自然 ( 主要是矿产资源) 和改造自然 ( 如干旱) 提供必要的地质论断和依据 ( 情况、条件、评价、储量等) ,丰富科学知识,从而为社会主义建设服务,同时也培养各类技术人才。地质工作的一般过程是,观察、记录 ( 包括制图) 、采集、初步综合、试验分析、总结提高,以致复查验证,实质上是对其研究对象的一个综合性的调查研究过程。采用室外室内、点面结合的工作方法。

在上述讨论的基础上和舆论的造势后,1964 年 1 月,《中国地质》编辑部发表题为 《正确认识地质勘探性质,进一步提高工作水平》的文章,阐明了 《地质部对当前地质工作的十四条意见 ( 草案) 》的基本观点,阐述了对地质工作的性质、特点、规律和相关的业务政策的认识,这是在我国经济发展早期对地质工作的经验总结。

1964 年 11 月 9 日,宋应副部长在给部党组的信中说: 从地质工作的性质与内容来看,它不是一项行政管理工作,也不是一个物质生产过程,而是一个认识和反映客观地质矿产情况的调查研究过程。它的工作性质应该是属于事业性质的,或者说是科学技术性质很强的事业性质的。因此,对地质工作既不应用行政方法,也不应用经济方法,而应用管理事业的方法或者管理科学技术事业的方法来管理。1965 年 6 月,他撰文 《从一篇文章看理论与实践的关系》中指出: 地质科学理论,在一定的意义上来说,都还是相对的,是在实践中不断地被检验、修改、充实和发展着的。

对地质工作规律的认识,不论是自觉还是不自觉,但在实际工作中已经产生了积极的效果。一系列的有关技术的规范规程,有关管理的政策文件陆续制定和发布试行,加强了区域地质测量 ( 后称为区域地质调查) 和普查,全面开展了西部地区的地质工作,地质找矿成果累累,全国地质工作进入欣欣向荣的局面。

“文化大革命”期间,在 “左”的思想指导下,对地质技术工作是破坏性的,批 “地质业务技术中心论”、“专家路线”、“技术无用论”、“无矿论”,甚至提出“矿在地下、不在图上”等,盲目地提出了要扭转北煤南运、南磷北调的局面,将大庆石油的会战经验照搬,开展了全国规模的地质工作会战,一切工作要为会战服务。这种做法实质上是主观愿望,不从实际出发,违反地质基本规律,貌似“科学”地部署矿产勘查,造成了极大的浪费。从另一个角度来看,它更证明地质工作的性质及其特殊性的科学意义。

20 世纪 60 年代至 70 年代末改革开放前,对地质工作规律的认识进一步深化。首先,明确了地质工作是一项探索性很强的科学技术工作,属于事业性质,不能用单一的行政的、经济的方法去管理。地质工作的程序是科学的,要求从面着眼,从点着手,点面结合,由点到面,面中求点。按科学划分不同工作阶段,一般先调查、普查后勘探,实行先设计后施工,施工程序由表及里、由浅入深、由疏而密、由已知到未知,同时又要根据不同地质条件创造性地开展工作。其次,在地质工作过程中,各种勘探手段和技术方法的使用,都必须以最大限度地取得地质成果为目的,勘探工作要以最经济合理的投入,取得最大的地质成果。第三,要研究中国地质学中比较重要的和特殊的问题,尊重地质学中的区域特点。

60 年代初,对 “大跃进” 进行了反思,纠正了许多违反客观规律的做法。但是,后在 “文化大革命”的冲击下,对地质工作规律的认识又进一步倒退。地质技术人员地位下降,对技术规范漠视,已经认识和纠正了的东西再次被质疑、被否定。可幸的是,当时地质工作的领导者对地质工作规律的认识还是清晰的,在具体管理上还能坚持科学性。在第一线地质技术人员的共同努力下,对全国基本地质条件有了基本清楚的认识,为改革开放后的地质工作奠定了基础。

一、内容概述

不整合型铀矿床是指与不整合面密切相关的铀矿,常指由晶质铀矿和沥青铀矿的块状扇体、脉和(或)浸染状体构成,在空间上与元古宙碎屑盆地和变质基底之间的不整合面伴生的一类矿床。根据矿物和金属组合,该类矿床可细分为单金属型和多金属型两种亚类。前者指产出晶质铀矿的U,后者则包含不同数量的Ni、Co、As和痕量Au、Pt、Cu以及其他元素。有些矿床包括这两种矿床的亚类和过渡类型,其单金属矿化多赋存在基底内,多金属亚类一般赋存于不整合面上的底部硅质碎屑地层和基底古风化壳内。从蚀变矿物和地球化学特征上看,上述两种亚类又分别对应于“内敛型”和“外溢型”两种蚀变类型。

据统计,不整合型铀矿床是当今最重要的铀矿床类型之一,其资源量约占全球资源量的33%,主要产在加拿大和澳大利亚(Jefferson et al.,2007)。不整合型铀矿床通常产在大型克拉通内部,发育在准平原化构造变质杂岩之上的冲积层底部,冲积层的厚度不大,一般不足5km。该类矿床的最大特点就是受特定的区域不整合面控制。澳大利亚和加拿大的该类矿床都具有这一明显特点,矿化多产于中、古元古界的不整合面附近。在阿萨巴斯卡盆地和多隆盆地,不整合面之下还保存有古风化带,上部为赤铁矿-高岭石,下部为铁、镁绿泥石,反映了形成不整合面时的热带气候与氧化环境,后来的近矿热液蚀变影响了这些古风化带的矿物组合。不整合面型铀矿床的形成时期,囊括了古元古代的结束和新元古代(里菲纪)的开始。它在澳大利亚、非洲、东欧和北美古老地台之上均有显示。除了不整合面型铀矿床外,还有许多其他类型铀矿化的形成与该时期有关,可以把这一时期看作是全球性的产铀时期。上述时期古地理条件决定于3个主要因素的组合:元古宙偏强的太阳辐射、控制含不整合面型成矿省分布的地壳断块构造体制特点以及古元古代末期—新元古代初期大气圈中氧作用的增强(朱吉才等,2009)。

该类矿床的控制地质要素主要包括局部性断层、底部不整合面的不规则起伏和含石墨的基底岩石单元。局部性断层与铀矿聚集部位之间的关系密切。大多数矿体均赋存于顺层或切层的断层角砾岩和破碎带中,只有少数情况下可见断层穿过不整合面。这一特征自20世纪70年代起就被应用于勘查实践。该类型矿体的形态可概括为近水平的雪茄状到拉长的歪斜“T”形,但不同矿床的矿体形态和产状的细节变化很大,主要与赋矿地层有关,通常介于两种端元之间:①块状矿体沿基底与硅质碎屑岩之间的不整合面发育或刚好位于不整合面上方,被黏土岩包围(图1A);②矿体主要产在基底内,受断裂控制(图1C);③有些矿床同时拥有产在基底内的矿体和不整合面上的矿体(图1B)。

不整合型铀矿床的主要矿物有晶质铀矿、沥青铀矿等,在矿石中呈块状、浸染状、细脉状产出。根据金属伴生关系,该类型矿床又可分为两类:单金属型、多金属型。从蚀变矿物和地球化学角度看,多金属和单金属两种矿床类型分别对应于外溢型和内敛型两种蚀变类型。根据外溢型矿床上面的硅质碎屑岩地层内发育的蚀变晕可进一步分为两种单元:①溶蚀石英+伊利石;②硅化+高岭石+电气石。与外溢型矿床不同,内敛型矿床上方只是有限的蚀变,从勘查标志上看基本上为“盲”矿,只能用物探方法探测。许多内敛型矿床是完全赋存在基底内的单金属矿床,沿基底构造旁侧发育有非常狭窄的方向性蚀变晕。从内侧的伊利石±铝电气石,向外经铝电气石±伊利石,到外侧的Fe-Mg绿泥石+黑云母+铝电气石再向外侧是未蚀变的基底岩石。有些矿床同时具有内敛型和外溢型两种特征。

图1 不整合型铀矿床3种主要亚类示例

(据Jefferson et al.,2007)

A—雪茄湖矿床,主要为不整合面矿体,伴有次要的基底容矿透镜体和产在上覆马尼图福尔斯组中心“悬空”的矿体;B—基湖矿区的代曼矿床,包括基底容矿和不整合面容矿的矿体;C—伊格尔波因特矿床,完全赋存在基底内(该矿床本体已采空,但其外延部分正在开采)

关于不整合铀矿的形成,研究者提出多种成因模式,包括卤水模式、成岩模式、表生模式、深成模式和成岩-热液成矿模式等,其中热液成矿模式目前为多数人普遍接受。在该模式中,搬运U的氧化性盆地流体在地温梯度的加热下最终在不整合面达到200℃(5~6km处),并且与基底内的石墨发生反应而生成甲烷,还原性流体与氧化性流体的混合促成了U的沉淀。沉淀作用主要集中在构造和物理化学圈闭内,这些圈闭在发生混合的部位长期作用,持续数亿年之久。流体混合带以蚀变晕的发育为特征,其中含有伊利石、高岭石、镁电气石、绿泥石、自形石英,局部含有Ni-Co-As-Cu硫化物。加拿大阿萨巴斯卡和澳大利亚的派恩克里克矿区的铀矿均可用此种模式来解释(图2)。

图2 不整合矿床的成岩-热液成因模式

(据Hunt et al.,2005)

二、应用范围及应用实例

加拿大阿萨巴斯卡不整合型铀矿位于加拿大地盾丘吉尔地质省,由太古宙和阿斯比亚期的结晶基底和较年轻的赫利基亚盖层组成。结晶基底的构造形式主要表现为北东走向的地质单元,其中多数以剪切带或主断层为界。在阿萨巴斯卡群沉积作用之后形成的基性侵入岩充填于某些北西和南北向的断层带中。多呈环状构造产于阿萨巴斯卡盆地西部,被解释为潜火山形迹。

阿萨巴斯卡矿床的形成至少经历2个主要成矿期:①矿化作用与大约1740Ma的赫德森造山运动有关;②矿化作用与大约1240Ma的构造事件有关。与第一期有关的矿化活动在结晶基底岩石内,而第二期矿化作用主要与阿萨巴斯卡底部不整合面有关。第一期的铀矿床产于阿萨巴斯卡盆地北部比佛罗支地区;第二期矿床产于不整合面之下的已蚀变结晶基底岩石中和不整合面之上的已蚀变沉积岩内,而更常见的是在结晶基底岩石和上覆的碎屑沉积岩之间的蚀变分界面内,即沿阿萨巴斯卡群底部不整合面存在。伴随着矿化作用产生了主岩的退化变质作用(如泥化、石墨的亏损)、镁交代作用和铁、硅、铝氧化物的再分布。伊利石或绿泥石通常产在矿化周围形成晕圈,而高岭石则产于离矿化较远的地方。矿化附近主岩赤铁矿化,在砂岩中心较高的部位褐铁矿化。直接在矿化下方泥岩中的石墨通常是亏损的。在褐铁矿化带之上的砂岩通常发育硅化(图3)(北京铀矿地质研究所情报室,1986)。

在阿萨巴斯卡盆地东部,北面矿床以溶蚀石英为特征,体积损失可达90%,而麦克阿瑟河地区的矿化则主要显示硅化单元,只有非常局部的溶蚀石英,体积损失不明显。与矿床有关的伊利石化蚀变,表现为砂岩中的伊利石比例异常高和由此而产生的K2O/Al2O3比值异常。铝绿泥石在两种蚀变类型中均可见到。在某些较大的脱硅化蚀变系统内发育有局部的硅化前锋(图3A)。与矿床有关的硅化蚀变,在基底石英岩脊的上方和近旁最为强烈(图3B)。伊利石-高岭石-绿泥石蚀变晕在砂岩底部宽达400m,走向数千米,在矿床上部的垂向范围达数百米。这种蚀变通常包围着主要控矿构造,构成羽状或扁长钟状的晕,从砂岩底部向上逐渐狭缩。

图3 加拿大阿萨巴斯卡盆地东部外溢型矿床的两种单元砂岩蚀变模式

(据Jefferson et al.,2007)

A—溶蚀石英外溢型;B—硅化外溢型Reg—从红色赤铁矿残余土向下递变为绿色绿泥石化蚀变最终到未蚀变基底片麻岩的风化层剖面;Up-G—底板蚀变带内保存石墨的上限;Gap—作为矿体顶盖的次生黑红色土状赤铁矿;Fresh—未蚀变基底岩石

该矿床主要特点是:①矿床产于不规则起伏的不整合面上部及其附近;②盆地基底杂岩发生强烈的变形变质作用,受断层和盆地层序底部滑脱构造影响,基底杂岩与元古宙地台沉积组合呈构造薄层交替产出;③蚀变作用以硅化、绢云母化、绿泥石化、高岭土化、赤铁矿化为主,从矿体向外延伸呈带状分布;④铀矿化主要集中在断层构造和脆性构造内部,这种蚀变通常包围着主要控矿构造,构成羽状或扁长钟状的晕,从砂岩底部向上逐渐缩小。

三、资料来源

北京铀矿地质研究所情报室编译.1986.元古宙不整合型和层控铀矿床.国外铀矿地质编辑部.106~148

毛景文,张作衡,王义天等.2012.国外主要矿床类型、特点及找矿勘查.北京:地质出版社

施俊法,唐金荣,周平等.2010.世界找矿模型与矿产勘查.北京:地质出版社

朱吉才,丛卫克.2009.不整合面型铀矿床的多阶段形成过程——以俄罗斯卡尔库矿床为例.世界核地质科学,26(3):154~158

Hunt J A,Abbott J G,Thorkelson D ⁃related uranium potential:Clues from Wernecke Breccia,:Emond D S,Bradshaw G D,Lewis L L, Exploration and Geology, Geological Survey,127~137

Jefferson C W,Thomas D J,Gandhi S S et associated uranium deposits of the Athabasca Basin,Saskatchewan and :Goodfellow W D Deposits of Canada:A Synthesis of Major Deposit⁃Types,District Metallogeny,the Evolution of Geological Provinces,and Exploration Association of Canada,Mineral Deposits Division,Special Publication,(5):273~305

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