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收藏!岩芯编录全流程

 changyz001 2023-03-10 发布于河南
    
 








第一节 概  述

根据地质设计书和矿区地形地质图及勘探线剖面图,量出设计钻孔的坐标位置并下达测量任务通知书。用经纬仪测出设计钻孔的孔位,钉上木桩并写上孔号,作为设计孔位的标记,如为斜孔,测量时需钉方向桩,以便钻机安装。

按机械碎岩方式可分为回转钻探、冲击钻探、冲击回转钻探等。

地质岩芯钻孔深度分为:浅孔<300m,中深孔300~1000m,深孔1000~3000m,特深孔>3000m。

在钻探中,钻孔轴线应尽可能以垂直于矿体的顶、底板方向穿过矿体,这样才能了解矿体变化的最大方向。钻孔轴线与铅直方向的夹角称为天顶角。按照天顶角的不同,钻孔分以下类型。

1.直孔(铅直钻孔)

直孔是沿铅直方向钻进的钻孔。即天顶角为0°。直孔的施工技术较简单,钻进效率高,是钻探中最常使用的工程。实际工作中,凡有可能用直孔的,都应尽可能采用直孔。它一般适用于倾角不大于45°的矿体。

2.斜孔

钻孔轴与铅直方向有一定夹角的钻孔称斜孔。斜孔的施工技术较直孔复杂,天顶角越大,施工技术越复杂。当矿体倾角较陡时,使用直孔不能保证钻孔以垂直于矿体的顶、底板方向穿过矿体,甚至有可能使钻孔从矿体上盘滑过而打不到矿体,因此必须用斜孔。一般地,斜孔适用于倾角大于45°的矿体。在设计钻孔天顶角的大小时,应综合考虑地质条件、钻孔深度、钻机性能及操作技术等因素,一般不超过25°。

3.定向孔

钻孔在施工所允许的弯曲范围内,天顶角随着孔深逐渐变化的钻孔称为定向孔。使用定钻孔的好处在于,可使钻孔以理想的角度穿过矿体。定向孔的施工更加困难,一般较少使用。

在设计钻孔时,应使天顶角小于25°,钻孔轴线与矿体顶板的夹角大于45°,尽可能使钻孔沿矿体厚度方向穿过矿体。

岩芯编录是对钻探取得的岩芯(包括岩屑、岩粉)进行观察,并对所观察到的地质现象进行真实、准确地记录,进而编制岩芯柱状图。








第二节 准备工作

一、技术准备

编录人员要熟悉勘查区的基本地质特征,包括地层及分布状况,岩性组合特征,矿产种类及矿体赋存状态,褶皱、断裂、矿带的分布及特征,矿区岩矿层单元的划分等。要了解原始编录的有关规定、程序、要求、方法等,熟悉钻孔实施设计。还要熟悉掌握相关规范、规程中的技术要求及其他有关要求。

二、编写钻孔设计书

在钻孔位置确定后,编录人员应会同探矿人员编写钻孔设计书。钻孔设计书应包括以下主要内容:

1)钻孔编号、设计孔深、钻孔方位(斜孔)、钻孔倾角。

2)岩矿层分层起止井深(由上至下)。

3)岩矿层分层柱状图,分层岩石名称、断层、破碎带井深。

4)各分层岩芯、矿芯、矿层顶底板岩芯等的采取率要求(以矿区设计为准),如含矿矿层与一般地层、断层、破碎带及岩溶发育段,共、伴生矿产采取率等。

5)孔深校正及要求。

6)钻孔结构及钻进方法等,如水文孔、工程地质孔等,以勘查设计为准。

7)其他要求,包括终孔层位、取芯段、可不取芯段、采样种类及要求,如煤炭勘查钻孔中瓦斯、物理力学实验样、煤样的种类及测试项目,对测井的要求,工程地质编录等。

三、物资准备

编录工作开始前需要准备的物资包括工具、材料、表格及标签。

1)工具。包括地质锤、罗盘、放大镜、计算器、三角板、量角器、钢卷尺、文具盒(内装铅笔、橡皮擦、铅笔刀、防水墨笔等)、图包、讲义夹、照相机,必要时带录像机、录音机。

2)材料。包括红油漆、胶卷、白胶布、棉纸(包标本用)、样品袋等。

3)各种标签。

4)钻孔回次记录表、钻孔地质记录表、钻孔采样记录表、照片记录表、岩矿芯分层签、孔深校正及弯曲度测量记录表等各种表格。








第三节 检查原始数据

钻孔地质编录工作,应随钻孔施工进度在钻探施工现场及时进行。在预计的见矿层段,编录人员要跟踪指导,确保钻探质量。

一、检查整理岩矿芯

1.检查钻孔施工记录

在编录前,编录人员应详细检查钻探班报表中的记录内容,包括孔深校正记录,弯曲度记录表,钻孔简易水文观测记录表中记录的回次进尺、孔深,以及有关地质水文观测数据等。

2.检查整理岩矿芯

在施工现场,岩矿芯箱应按孔深顺序依次排列。应仔细检查岩矿芯长度及编号是否正确,岩矿芯摆放有无人为拉长现象,发现顺序颠倒的,应予以调整。发现破碎岩矿芯人为拉长时,应恢复到正常长度后重新丈量,并通知机场当班记录人员更正班报表。

岩矿芯箱编号一般编号方法为勘查区+钻孔号+箱号,摆放顺序应由浅到深,岩矿芯箱内顺序每隔板内均应为由浅到深,由左到右摆放。

3.检查岩矿芯样品票(牌)

检查岩矿芯票及其内容是否齐全和准确,包括岩矿芯票与岩矿芯是否一致,如回次、起止深度、进尺、岩矿芯长度、采取率等,如有问题,要按真实岩矿芯长度修改岩矿芯票和班报表有关内容。发现岩矿芯票缺失须及时报钻机人员并进行补填。

岩矿芯票(牌)样式

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4.岩矿芯编号

将大于10cm的岩芯及大于5cm的矿芯编号,用油漆或防水符号笔直接写在岩矿芯上。岩矿芯编号用代分数表示,分数前面的整数代表回次号,分母为本回次中有编号的岩矿芯总块数,分子为本回次中的岩矿芯块数。

如3(3/9)表示第3回次,大于10cm的岩芯和大于5cm的矿芯样共9块,本样品为第3块样品(图2)。

编录时,编录人员对回次岩矿芯采长、采取率、残留岩矿芯长度、岩矿芯块数及编号、岩矿芯样品票等进行逐一核对。实际工作中常常发现人为拉长、顺序颠倒等现象,应及时调整,并更正班报表和岩矿芯票。

5.岩矿芯拍照

岩矿芯编录规程规定,在检查整理岩矿芯后,应将每箱岩矿芯依次用数码相机拍照,并存档,特别是煤芯,其照片可作为验收复核时的依据。

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岩矿芯箱标号及岩矿芯编号

二、岩芯处理

1.钻孔回次记录表的填写

由浅至深,依次将每一回次的编号、起止孔深、岩芯长度、残留岩芯长度、回次进尺、采取率等填入“钻孔回次记录表”的相应栏。其中“止孔深”应为孔深校正后的深度,“岩芯长”应为经过编录人员检查、整理并认可的实际岩芯长度。

钻孔回次记录样表

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2.回次岩芯采取率的计算

回次岩芯采取率=本回次提取的岩芯总长度/本回次进尺数×100%。

完整岩芯的每回次岩芯采取率应为小于等于100%。大于100%时,可能存在残留岩芯。

3.残留岩芯的处理

在岩芯钻进过程中,每取一次岩芯称一个回次。每回次钻探的深度为进尺。每回次的岩芯长度大于回次进尺时,超过的岩芯为残留岩芯。残留岩芯的长度一般以施工人员的测量为准,当未进行残留岩芯测量或岩芯测量不准确,岩芯长度大于进尺时,编录人员要对残留岩芯进行处理。

当岩芯完整时,以本回次采取率为100%计算,将超出部分推到上回次。如果继续超出可以继续上推,但最多只能上推3个回次。如果继续超出,应寻找原因再作处理,如人为拉长,岩芯长度丈量是否准确等。具体方法如下。

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图2 残留岩芯的处理示意图

(阴影为残留岩芯)

图2中,第9回次进尺为4m,岩芯长4.9m,残留岩芯为0.9m,为使第9回次采取率为100%,将残留岩芯0.9m推到第8回次。

第8回次进尺为4.5m,岩芯长4.2m,加上第9回次上推的0.9m,岩芯长5.1m,超过进尺0.6m的残留岩芯,上推到第7回次,并使第8回次采取率为100%。

第7回次进尺为4m,岩芯长2.9m,采取率为73%,加上第8回次上推的0.6m残留岩芯,岩芯长3.5m,第7回次采取率更正为88%。

如果第7回次的岩芯长超过4m,出现0.6m的残留岩芯,这时不能上推到第6回次,应查明原因,重新处理残留岩芯问题。

当岩芯破碎为块状、砂状以及不在同一岩性时,用反循环采芯工具采取的岩芯,一律不准上推。

4.换层深度的计算

换层深度是钻探进程的实际深度,是绘制柱状图的深度数据。回次内换层有下列两种情况。其一,本回次换层位置小于岩芯长度的50%,当无残留岩芯时,换层孔深=上回次终止孔深+本回次上层岩芯长度/本回次岩芯采取率ꎻ当有残留岩芯时,换层孔深=上回次孔深-上回次残留岩芯长度+本回次上层岩芯长度/本回次岩芯采取率。其二,本回次换层位置大于岩芯长度的50%,当无残留岩芯时,换层孔深=上回次终止孔深-本回次下层岩芯长度/本回次岩芯采取率ꎻ当有残留岩芯时,换层孔深=本回次孔深-本回次残留岩芯长度-本回次下层岩芯长度/本回次岩芯采取率。两回次内换层:换层孔深=上回次终止孔深-上回次残留岩芯长度/上回次岩芯采取率。空回次换层:换层孔深=上回次终止孔深+空回次进尺的1/2(是否1/2,视实际情况而定)。








第三节 岩芯编录

一、分层原则

实施编录,先要系统地对岩矿芯进行观察分析,然后按照勘查区统一的分层标准划分岩性段(或层),划分时要考虑作图比例尺,如比例尺为1􀏑200时,在柱状图上凡厚度大于2m的岩层均应单独分层(图10-3)。特别对标志层、重要化石层、矿层、特殊成分和成因的夹层,不论厚度大小,均应单独分层。确定各层分层位置后,在岩芯箱中分层位置放入分层标签。

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图10-3 岩芯分层

二、分层描述

岩芯描述时,首先将岩芯票或回次记录表中的回次号、深度及进尺、回次岩芯长度、回次采取率等,以及分层号、换层深度、层内岩芯长度等内容摘录到岩芯原始记录表中(表10-3),之后按分层情况或岩性段进行描述,包括以下内容。

岩石描述:岩石名称、颜色(原生色及风化色)、结构、构造(层状、片状、板状、条带状)、矿物成分、磨圆度、分选性、胶结类型特征等。

矿化特征:矿化种类、矿石特征、矿层、矿层与顶底板接触关系、产状(测量矿层顶底板界面轴夹角,测量矿石原生构造的轴夹角等)等。

蚀变及矿化特征的关系:蚀变与矿化关系密切,蚀变带往往就是矿化带。对蚀变带的观察包括确定蚀变岩石类型,注意蚀变带内蚀变矿物的变化情况,注意蚀变带与矿化带或矿体的相互位置、空间关系等。

裂缝、脉体特征:包括裂缝和脉体的产状、规模、数量、充填情况、期次等。测量层理、标志面、裂缝、脉体、片理、片麻理等的轴夹角。

表10-3 钻井岩芯编录原始记录样表

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接触关系:说明岩芯分层的依据,地层之间、矿与围岩之间、不同岩性之间的接触关系。

古生物及遗迹化石:观察和收集古生物化石、古生物遗迹化石产出层位、化石种类及分布特征等。在观察岩芯时,对一些有特殊意义的地质现象要作大比例尺素描图或照相、录像。

标志面与岩芯轴夹角测量:岩芯轴夹角是了解地层、矿层(体)、岩(矿)脉、地质构造的倾角,编制地质剖面图,计算地层和矿层(体)厚度的基础数据。

注意遇到岩芯采取率偏低、相同岩芯跨回次出现时,两回次内岩性分回次描述。遇到岩层面应测量其倾角,填在记录本相应深度的位置上。

编录者要细致观察,认真研究,详细记录。特殊地质现象要拍照留相片,编录内容力求真实、准确和统一。现场地质编录于终孔后当日内完成。

三、分层岩芯采取率的计算

有时为了满足分层和岩芯的完整性,或一些特殊的要求,要计算分层岩芯采取率,具体为:分层岩芯采取率=分层各回次提取的岩芯总长度/(分层下界孔深-分层上界孔深)×100%。一般情况下,分层岩芯采取率要求全孔大于70%,矿层及顶底板围岩5m内采取率要求大于80%。








第四节 岩矿芯布样

岩矿芯取样以化学分析样为主,其次为物理取样、加工技术取样、矿物取样等。

一、化学分析样的布样采样目的层

1)矿层(含矿化层)全段连续取样(H2~H5)。

2)矿层的顶、底板一般各至少一件(H1及H6)。

3)围岩根据岩性及厚度大小,按一定间距采取一至数件控制样(H7~H8)。

二、布样原则

1.五不原则

1)同一件样不得跨越不同孔径。

2)同一件样不得跨越不同岩矿层。

3)同一件样不得跨越不同矿石自然类型及工业品级。

4)单样样长所代表的真厚度一般不超过该矿种的工业可采厚度。

5)同一件样一般不跨越采取率相差较大的回次。

2.岩脉剔除原则

1)矿层中岩脉(夹石)较发育时,其规模较大(指大于规定的夹石剔除厚度可从矿石中明显简单地剔除时)可在采样时剔除。

2)无法剔除的较小岩脉(夹石)采在样品中自然贫化。

三、布置化学样段

在已编录的全部岩矿芯中,针对采样目的层,按照前述原则逐件布置化学样品,填写“岩矿芯样品票”(或采样隔板),放入岩芯中该件样品的底界处,同时在地质记录表中记录样品号及井深。

四、矿物取样

有选择性地采取岩矿石标本,用矿物学、矿相学及岩石学方法进行研究,可粗略估计矿石质量或得到较可靠的有用组分含量。

样品的编号及井深填入地质记录表的标本号/井深栏中,编号方法与前述化学样相似。样品的编号代码见表10-4所列。

表10-4 样品的编号代码

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第五节 柱状图的绘制

编制钻孔柱状图和剖面柱状图类似,但有其特殊性。

在编制时,首先要在坐标纸上填写图名、比例尺、井位、井号、岩芯(箱)编号及坐标等。

其次按规范要求绘制柱状图框架,包括分层号、换层深度(起止和进尺)、分层岩芯长度、分层岩芯采取率、柱状图、标志面与岩芯轴夹角、岩芯描述、备注等(图10-4)。

然后在岩芯原始记录表中自上而下按照比例尺填写分层号、换层深度(起止和进尺)、分层岩芯长度、分层岩芯采取率等数据。

另外填写岩芯描述、柱状图花纹、标志面与岩心轴夹角等。

最后填写责任表。

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图10-4 钻井岩芯柱状图样式 

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