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地質小知識

發布時間: 2022-04-12 23:40:22

❶ 水文地質基本知識

(一)地下水的形成和分類

1.地下水的形成

自然界中的水以氣態,液態和固態的形式存在於大氣圈、水圈和岩石圈中。大氣水、地表水和地下水並不是彼此孤立存在的,它們之間實際處於不斷運動,相互轉化的過程之中,這一過程稱為自然界中的水循環(圖1-12)。按其循環范圍和途徑的不同,分為大循環和小循環。

地下水的形成就是水的循環過程中水通過滲透和水汽的凝結作用而形成的。由大氣降水和地表水滲入地下形成的地下水稱為滲入水。其方式是大氣降水通過岩石的空隙向下滲入形成地下水,地表水是通過岩土空隙在地表水柱壓力和毛細力作用下滲入地下形成地下水。此外,在大氣中含有的水汽和岩石空隙中的水汽在溫度降低達到飽和時,就開始凝結成水滴,當水滴匯聚起來就成為地下水。我們把水汽凝結而形成的地下水稱為凝結水。而且我們還得出這樣的結論:地下水的來源主要來自大氣降水的滲入,地下水是水資源的重要組成部分,雖然能不斷得到補給,但它並非取之不盡用之不竭,如果不合理使用,水資源儲量將會減少乃至出現枯竭。

圖1-12 自然界中水的循環示意圖

①含水層;②隔水層;③大循環;④小循環

2.地下水的分類

地下水按含水層性質分為孔隙水、裂隙水和岩溶水三類。

(1)孔隙水

埋藏在孔隙岩層中的地下水稱為孔隙水。孔隙水廣泛分布於第四系鬆散沉積物中,如洪積、沖積、坡積、風積和海相沉積等岩層中。在堅硬和半堅硬的岩石中也有少量分布。孔隙水由於存在於岩土的孔隙中,因此孔隙的分布、大小、形狀、排列等,直接影響著孔隙水,這也就取決於鬆散沉積物的岩性、分布等特點。孔隙水具有如下特點:

1)孔隙水存在於岩土孔隙中,因此各種類型的具有孔隙的鬆散沉積物,都可以賦存孔隙潛水或孔隙承壓水。因此掌握沉積物的沉積規律、特徵,是尋找該含水層和初步評價含水層以及選擇供水施工工藝和供水結構設計的重要依據。

2)鬆散岩土孔隙發育,分布密集且均勻,相互連通,呈層狀分布,具有統一的水動力聯系,所以孔隙水一般呈層流運動。很少見到透水性突變等特徵。

3)由於鬆散沉積物具有不同的成因類型,它們所分布的地貌也不同,因此可形成不同類型的孔隙水,它們的均勻性也各有差異。

4)孔隙水的補給來源主要是大氣降水,在特定條件下,地表水也可成為重要的補給來源之一,在條件適宜的地方,深部裂隙水或岩溶水也可補給孔隙水。

5)孔隙水一般常存在於地殼表層,多以潛水形式出現,這對水源地勘察和供水井施工帶來便利,同時對采礦帶來一定的影響。

(2)裂隙水

埋藏和運動於基岩裂隙中的地下水稱為裂隙水。基岩的裂隙是地下水的儲藏和運動的場所,裂隙的發育程度和聯通性直接影響著裂隙水的分布和富集。因此,研究基岩的裂隙具有重要而實際的意義。基岩裂隙按其成因可分為成岩裂隙、構造裂隙和風化裂隙三種類型。裂隙水的埋藏和分布很不均勻,主要受地質構造、岩性及地貌等因素的控制。按埋藏條件和含水層產狀,可將裂隙水分為三種類型;面狀裂隙水、層狀裂隙水和脈狀裂隙水。

1)面狀裂隙水:賦存於各種基岩表部的風化裂隙中,某些巨大的交叉斷裂帶也屬這一類。這種裂隙水上部一般沒有連續分布的隔水層,具有潛水的特徵。風化裂隙廣泛分布,均勻密集,彼此連通構成面狀分布的網狀裂隙體系,因而構成統一水動力系統,具有統一的水面,屬面狀裂隙水或似層狀裂隙水。

2)層狀裂隙水:是指聚集於成岩裂隙及區域構造裂隙中的水。其埋藏和分布常有一定的呈層性,這種水稱為層狀裂隙水。由於各種裂隙交織相通,構成了具有統一地下水水面的網狀系統,因此,其埋藏和分布常具成層性。

3)脈狀裂隙水(帶狀裂隙水):是指埋藏和運動於構造斷裂帶或岩漿侵入接觸帶的水,常呈帶狀或脈狀分布。這種水由於受斷裂影響,往往補給源較遠,循環深度大,水量、水位較穩定。一般具有統一的地下水力聯系,有些地段可具承壓性。是良好的供水水源。脈狀裂隙水對礦床的開采、鑽探及地下洞穴工程,常常造成巨大的困難和威脅,有時可突然造成涌水事故。

(3)岩溶水

貯存和運動於岩溶中的地下水稱為岩溶水。岩溶水的分布較孔隙水和裂隙水有更大的不均勻性。它主要發育在石灰岩地區。由於水流對可溶性岩石(石灰岩、白雲岩、石膏、鉀鹽、石鹽等)以化學溶蝕為主,機械破碎為輔的一種特殊的地質作用,產生了特殊的地質現象(如石芽、溶溝、溶洞、石林、峰林、地下暗河等),將這種作用稱為岩溶作用,將這種現象稱為岩溶現象或岩溶形態,將這種地表岩溶現象,稱為地表岩溶。由此可見,地下岩溶是岩溶水貯存和運動的場所。因而它與孔隙水、裂隙水相比,具有獨特的埋藏、分布和運動條件。岩溶含水層水量往往比較豐富,常可作大型供水水源。

在岩溶地區采礦和勘探時,要仔細研究岩溶的發育規律,以防造成損失。

地下水也可按埋藏條件,分為上層滯水、潛水和承壓水三類。

1)上層滯水。存在於包氣帶中局部隔水層上面的重力水叫作上層滯水(圖1-13)。一般分布不廣,是降水或地表水下滲時,被局部隔水層或弱透水層所阻而存積起來的地下水。這種水與季節和氣候有直接聯系。濕潤季節或雨後出現,乾旱季節或雨後不久即消失。補給區與分布區相一致。上層滯水一般只能作小型或暫時性供水水源。由於它距地表近,易被污染,如作飲用時要加以注意。防範水質污染。

圖1-13 上層滯水和潛水示意圖

aa'—地面;bb'—潛水面;cc'—隔水層面;OO'—基準面;h1—潛水埋藏深度;h—含水層高度;H—潛水位

2)潛水。埋藏在地表以下第一個穩定的隔水層以上,具有自由水面的重力水。潛水的自由水現稱為潛水面如圖1-13所示;潛水面至地表的距離稱為潛水的埋藏深度(h1);潛水面上任一點的標高(H)稱為潛水位;潛水面至隔水板頂面的距離稱為含水厚度(h)。潛水的基本特點是:潛水面上部,一般無穩定隔水層存在,因此潛水具有自由的水面,不承受靜水壓力屬無壓水。在重力作用下,潛水由較高處向低處流動;通常大氣降水、地表水經過包氣帶直接滲入而補給潛水,所以大多數情況下,潛水的分布區就是補給區,二者完全一致;潛水動態(水位、水質、水量等)受氣候影響隨季節性變化。如雨季,降水充沛,潛水獲得補給量較多,致使潛水面上升,埋藏深度變小。因而呈現季節性變化;由於潛水埋藏較淺,易污染,易於取用。常為民用水源及工農業供水水源。

3)承壓水。充滿於兩個隔水層之間的地下水叫作承壓水(圖1-14)。當這種含水層未被水充滿時,其性質與潛水相似,稱為無壓層間水。由於承壓水具有隔水頂板,因而它具有與潛水不同的特點,承壓水的特點是:承壓水具有承壓性能,當鑽孔揭穿到含水層後,在靜水壓力作用下,初見水位與穩定水位不一致,穩定水位高於初見水位。當水能溢出地表時,可形成自流,這種水頭稱正水頭。如果承壓水頭不能流出地表,這種水頭稱負水頭;承壓水分布區與補給區不一致,且往往補給區小於承壓區,因承壓水具有隔水頂板,使承壓含水層不能自隔水頂板上部的地表直接接受補給。補給區往往處於承壓區一側,位於地形較高的含水層出露的位置。排泄區位於地形較補給區低的位置;承壓水自補給區流入承壓區再向低處排泄,故承壓水的水量、水質、水溫等受氣候影響較小,隨季節變化不大,且顯得穩定;承壓水受地表污染少,它是最具戰略價值的水源地。

圖1-14 承壓盆地構造圖

a—補給區;b—承壓區;c—排泄區1—隔水層;2—含水層;3—噴水鑽孔;4—不自噴鑽孔;5—地下水流向;6—靜止水位;7—泉;H—承壓水頭厚度(m);M—含水層厚度(m)

(二)含水層及水文地質單元

1.含水層

地殼中的岩層有的含水,有的不含水,有的雖然含水(結合水、毛細水)但不能透水。我們把不透水且不含水的岩土層稱為隔水層。透水的而又飽含重力水的岩土層稱為含水層。

作為含水層必須是具備下列基本條件。

(1)岩層要有儲存地下水的空間

岩土層要能含水,首先是在岩土層中必須要有儲存地下水的空間(空隙),外部的水才能進入岩土層把水儲存起來,並能在其中運動,才有可能成為含水層。由此可知,岩層具有空隙是含水層形成的先決條件,也是確定含水層存在的重要標志。

(2)要有儲存地下水的地質條件

岩層有了空隙,雖然是含水層形成的首要條件,但它不是唯一的條件。同時,必須是具備一定的有利於地下水聚集和儲存的地質條件,才能構成含水層。

(3)要有一定的補給水量

有了容水的空隙岩土層和有利蓄水的地質條件,並不一定有豐富的地下水,還必須具備充足的補給水量,才能使具有一定地質條件的空隙岩土層有水而構成含水層。有一定的補給水量不僅是形成含水層的一個重要條件,更重要的是關繫到含水層水量的多少及其保證程度的一個主要因素。

2.水文地質單元

由水文地質要素(補給區、排泄區、含水層、隔水層等)組一個統一而完整的水文地質結構(單位),稱為水文地質單元。一個水文地質單元可包括若干個蓄水構造,或者只有一個蓄水構造。研究水文地質單元才能揭示地下水的產生和發展變化規律,才能確切地認識、保護和合理地開發利用地下水資源。

補給區是指地下水接受水源補給的地區。它一般位於地形的相對高處或相對於排泄區的高處。

排泄區是指排泄地下水的地段,它一般處於地形的相對低處。河流、泉、某些斷層都可以成為地下水的排泄通道。

❷ 工程地質知識點

1、「物源」的概念

萬物皆有所源,所有地質現象,都有其物質基礎。

如:滑坡——滑動面、切割面和臨空面,泥石流——鬆散的物質、陡峻的地形和足夠的突發性水源,岩溶——可溶性岩石、岩石透水、水的溶蝕性和流動性;

黃土——粉粒、可溶鹽結晶;膨脹土——粘粒、粘土礦物;軟土——粘粒、絮狀機構;

2、「成因」的概念

萬事皆有所因,內因決定外因。

土層、岩層皆為自然歷史的產物,其形成和演化遵循一定的規律,其背後是內、外動力地質作用的營力的作用結果。

學習土的成因,是工程地質和土力學在本科教學內容的一個非常重要的區別,對於土,工程地質按土的成因進行分類,側重定性;土力學按顆粒級配分類,側重定量。

在地表水地質作用類型和產物中介紹殘積土、坡積土、洪積土和沖積土,分別對應的作用是:淋濾作用、洗刷作用、沖刷作用和沉積作用;我們要學會用分選性、磨圓度、層理等概念來分析這四種土的特性,這幾個概念來自這幾種搬運距離的不同導致的。

因此對於土而言,其形成源自外動力地質作用,包含:風化、剝蝕、搬運、沉積;

剝蝕和搬運涉及不同的外部營力,包含風、流水、冰川、重力、湖海等,不同的營力就有不用的物質,原生黃土源自風力搬運、膨脹土是流水搬運、冰磧物是冰川搬運等;
疊覆定律的內涵是原始地層由上到下的順序是按由新到老的順序分布的,新地層覆蓋在老地層之上。如果地層出現老地層在新地層之上,就是地層的倒置,一般由劇烈的構造運動導致。

工程地質構造中,倒轉褶曲、平卧褶曲、推覆輾掩斷層都會出現地層的倒置。

原始水平定律、原始連續性定律表示沉積地層形成時,一般先形成水平岩層,整合關系,地層沉積主要因為地殼的連續下降導致。地層抬升、受水平擠壓,會導致各種構造的產生,抬升後會導致地層的缺失;地殼的重復運動將導致各種不整合接觸的產生。

❸ 地質知識 小學生

  1. 地球分層:地殼、地幔、地核

  2. 板塊運動

  3. 褶皺

  4. 斷層

  5. 三大岩類:沉積岩、岩漿岩、變質岩

  6. 火山

  7. 地震

  8. 海嘯

  9. 滑坡

  10. 泥石流

補充內容:地質災害是指在自然或者人為因素的作用下形成的,對人類生命財產、環境造成破壞和損失的地質作用(現象)。如崩塌、滑坡、泥石流、地裂縫、水土流失、土地沙漠化及沼澤化、土壤鹽鹼化,以及地震、火山、地熱害等。

主要類型介紹

滑坡:是指斜坡上的岩體由於某種原因在重力的作用下沿著一定的軟弱面或軟弱帶整體向下滑動的現象。

崩塌:是指較陡的斜坡上的岩土體在重力的作用下突然脫離母體崩落、滾動堆積在坡腳的地質現象。

泥石流:是山區特有的一種自然現象。它是由於降水而形成的一種帶大量泥沙、石塊等固體物質條件的特殊洪流。識別:中游溝身長不對稱,參差不齊;溝槽中構成跌水;形成多級階地等。

地面塌陷:是指地表岩、土體在自然或人為因素作用下向下陷落,並在地面形成塌陷坑的自然現象。

❹ 地質構造基本知識

(一)地質構造和地層

1.地質構造

組成地殼的岩石,在長期的地質作用下,發生變形、變位的形跡,稱為地質構造。例如:由地質作用在岩層中形成的背斜和向斜褶曲、斷層、節理、劈理等斷裂,以及其他的面狀,線狀構造等均勻地質構造,簡稱構造。其成因主要是由內力地質作用造成。

2.地層

地層是指沉積岩、火成岩以及由它們變質而成的變質岩在漫長的地質時期和一定環境下逐漸形成的層狀岩石。概括地說,地層是一切層狀岩石的總稱。

地層與岩層是兩個不同的概念。地層含有時代的概念;而岩層則不具有時代概念。所以地層是研究地殼歷史的依據。對一個地區或不同地區的地層進行劃分和對比,可確定地層的生成順序和時代;還可進一步分析地層形成時的環境,從而就可了解到古代自然地理環境、演化規律以及地殼運動的規律等。

(二)岩層的接觸關系

岩層的接觸關系,是內、外力地質作用的綜合產物。據其成因特徵,可以分整合接觸與不整合接觸兩大類型(圖1-5)。

圖1-5 整合、假整合、不整合形成過程示意剖面圖

O—奧陶系;S—志留系;D—泥盆系;C—石炭系(箭頭代表地殼運動的方向)

1.整合接觸

同一地區的上下兩套岩層,若其產狀一致,在沉積上和生物演化上都是連續的,則這種關系就稱整合接觸。它說明這個地區的地殼運動以相對下降為主,所以發生在上下兩套岩層之間沉積過程是連續的,其間沒有發生過足以引起較長時間沉積間斷的構造運動。如圖1-5中的志留系(S)與奧陶系(O)之間的接觸關系即為整合接觸。

2.不整合接觸

由於地殼運動的影響,使在同一地區的上下兩套岩層間有一明顯沉積間斷,並且在古生物演化順序上也不連續,岩層的這種關系稱為不整合接觸。不整合又可分為平行不整合(假整合)和角度不整合兩種類型。

(1)平行不整合(假整合)

上下兩套岩層間雖然產狀一致,但有明顯沉積間斷、時代不連續(圖1-6)。

(2)角度不整合

角度不整合是指上下兩套岩層之間有明顯沉積間斷,並以一定角度相交的關系(圖1-6)。

(三)單斜構造與岩層產狀

1.單斜構造

通常把接近水平或傾斜角度小於5°的岩層,稱為水平岩層。原來的水平岩層,由於受地殼運動的影響,使岩層產狀發生變動,造成岩層層面與水平面呈一定角度相交故這類岩層稱為傾斜岩層(圖1-7)。如果在某一地區,出現一套岩層都朝一個方向傾斜,且傾斜的角度又大致相同時,稱為單斜岩層。

圖1-6 岩層的平行不整合(假整合)接觸、岩層的角度不整合接觸

圖1-7 單斜岩層示意圖

2.岩層產狀

岩層的產狀是指岩層的空間位置及其狀態;它是以岩層的產狀要素來確定的。

岩層的產狀要素是指傾斜岩層的走向、傾向和傾角(圖1-8)。只要測量傾斜岩層的產狀要素,就可以確定岩層的空間的位置及其形態,它是研究各種構造特徵及其相互關系的依據。

圖1-8 岩層產狀要素示意圖

AB—岩層的走向;OD'—岩層的傾向;a—傾角

(1)岩層的走向

傾斜岩層的層面與水平面的交線稱走向線(圖1-8)。走向線是一條水平線,其兩端延伸方向稱岩層走向。走向線延伸的兩個方向相差180°,如呈北東—南西方向、北西—南東方向等。

(2)岩層的傾向

層面上與走向線相垂直,且沿岩層傾斜面向下,所引的直線稱為傾斜線,其在水平面上垂直投影所指的方向稱岩層的傾向(圖1-8)。傾向表示岩層傾斜的方向。

(3)岩層傾角

傾斜線與其在水平面上垂直投影的夾角稱岩層傾角(圖1-8)。傾斜范圍在0°~90°之間。若傾角近於0°,為水平岩層;若傾角等於90°時,稱為直立岩層;余者統稱傾斜岩層。

(四)褶皺構造

在褶皺構造中,岩層的每一個向上或向下的彎曲稱為褶曲。它是地殼運動所形成的一種常見的地質構造,是褶皺的基本單位。褶皺是由一系列褶曲組合而成的,即岩層受力發生變形,產生一系列連續完整的波狀彎曲稱為褶皺構造。

褶皺構造有背斜和向斜兩種基本類型:①背斜在形態上是岩層向上拱起的褶曲;兩翼岩層相背傾斜,核部為老地層,兩翼為新地層。②向斜在形態上是岩層向下拗陷的褶曲。兩翼岩層相向傾斜,核部為新岩層,兩翼為老岩層。

為了研究和描述褶皺形態和空間展布特徵,我們必須要了解褶皺要素。褶皺要素包括:核部、翼部、轉折端、軸面、軸跡和槽線等(圖1-9和表1-11)。

圖1-9 背斜和向斜在剖面和平面上的特徵、褶皺示意圖

表1-11 褶皺要素

(五)斷裂構造

當岩石受力達到或超過岩石的強度極限時,岩石便產生各種破裂或沿破裂面發生位移,形成斷裂構造。其特點是破壞了岩層的連續性和完整性。按岩石破裂特點,破裂構造主要分節理和斷層兩大類。

1.節理

岩石破裂後,破裂面兩側岩石沒有發生明顯位移,這種破裂構造稱節理(圖1-10)。

圖1-10 節理

A—縱節理;B—橫節理;C—斜節理

節理是岩石中極為常見的一種構造現象。常成群出現,沿一定方向有規律的排列。節理因所處構造部位不同,其長度、寬度、規格、形狀等差異懸殊,節理裂開情況也各不相同,有的張開、有的緊閉。節理分布密集程序也不相同,主要受岩石性質及受力情況所控制,脆性岩石中的節理要比柔性岩石中發育。

2.斷層

斷層是破裂面兩側岩層,沿著破裂面發生顯著相對位移的斷裂構造,它往往是節理進一步發展而成的,而且在岩層和岩體中廣泛分布。

斷層的基本組成部分稱斷層要素。如斷層面、斷層線、斷盤、斷距和破碎帶(圖1-11)。

圖1-11 斷層要素

斷層面:岩層或岩體受力後發生相對位移的破裂面,稱斷層面。

破碎帶:大斷層的斷層面往往是由一系列的破裂面組成,稱為斷層破碎帶。

斷層線:斷層面與地面交線,稱斷層線;它可以是直線,也可以是曲線。

斷盤:斷層面兩側的岩盤,稱為斷盤。

斷距:斷層面兩側盤相對移動的距離,稱斷距。

❺ 關於地質小知識的內容

一、地質學的研究對象
地質學是研究地球及其演變的一門自然科學。它主要研究地球的組成、構造、發展歷史和演化規律。
確切地地說,地質學研究地球(地殼)的物質成分、內部構造、表面特徵及地球演化歷史的科學。目前地質學主要研究固體地球的最外層,即岩石圈(包括地殼和上地幔的上部)。
二、地質學的研究內容與學科劃分
地質學主要研究地球的物質組成、構造運動、發展歷史和演化規律,並為人類的生存與發展提供必要的地質依據,主要是資源與環境條件的評價。
自然科學的六大基礎學科包括數學、物理學、化學、生物學、天文學、地學。地質學在自身的研究工作中必須充分利用其它學科的成果手段,近些年來學科間相互滲透產生了交叉學科:

地質學自身的分地支學科(椐研究方向劃分):

研究地球物質成分:結晶學、礦物學、岩石學。
研究地殼運動及變形的:構造地質學、大地構造學、 地震地質學。
研究地殼演化歷史古生物學、地史學、岩相古地理學。
研究地表特徵的:冰川地質學、海洋地質學。
地質應用學科:
(1) 與開發資源相關的:
煤田地質學、石油地質學、冶金地質學、礦床學、水文地質學。
(2) 與環境科學相關的:
工程地質學、環境地質學、城市地質學、旅遊地質學
三、地質學的特點和研究方法
(一)地質學的特點
1.時間漫長:地球年齡大約46億年,自地球形成起無時無刻不發生地質作
用,地質學問題涉及時間長。最老的岩石年齡38億年。
一些地質作用過程持續時間長,如海陸變遷,山脈隆起,礦物、岩石的形成、煤、石油資源的形成等。

地質年代的記時單位是百萬年(Ma)。

3. 現象復雜
性質上:包括物理的(崩塌、泥石流)、化學的(鍾乳、滴石)、
生物的(煤、石油形成)等各種變化。
規模上:小到原子、分子的微觀過程(礦物形成、化石形成……),
大到整個地球乃至太陽系形成的宏觀現象。
范圍上:從無機到有機界、有機界與無機界的相互轉化。
環境上:常溫、常壓到高溫高壓,地表環境、地下深處環境。
4.無法再現:眾多地質現象對人類來說是無法再現階段,生物演化,海陸
變遷、煤、石油形成過程(非再生資源)。
針對以上地質學特點有其相適應的研究方法。
(二)地質學的研究方法
1.理論與實踐相結合:
地質學是一門實踐性很強的學科。
實踐:(1)到自然界去觀察,取得最基礎的資料。
(2)實驗室進行模擬實驗。
一些地質現象(火山爆發、海底擴張、風化現象)只有在野外直接觀察(可藉助儀器,但必須到實地),否則無法全面了解。
同時,有些現象,我們需要模擬實驗,在實驗室重復過程,進行深入細致的分析、研究。辟如,河流沉積作用中,砂是在流動的水中 沉積下來的,我們可以在室內水槽中透明的水體里觀察,砂的沉積過程,沉積的層時的類型、沉積顆粒的大小與水流速的關系等…。利用分析的結果,結合地層中河流沉積的地層來推測古河流(地史中)的狀況。
2.室內與野外相結合
(從1可理解此)不應過度偏重某一方面。
3.局部與整體相結合
有些地質現象,涉及空間大,人們無法得到全部的空間資料,這時,
對整體的現象了解必須與局部相結合,如地質勘探探明地下礦藏
的分布:點-線-面-體。
4.宏觀與微觀相結合
如,火山噴發是極其宏觀的現象,但熔漿冷凝過程中礦物的形成又是結晶的微觀過程。
5.定性與定量相結合
6.原始手段與新技術、新裝置相結合
在當今先進的技術條件下,「地質三大件(三件寶)」(錘子、羅盤、放大鏡)仍不能放棄。
7.「將今論古」是地質研究的指導方法
「Present is the key to the Past」。
四、地質學的研究目的
n 地質學理論研究的目的就是要正確地認識地球和地球的發展歷史。一方面滿足人類認識自然、欣賞自然的精神需求,另一方面也是滿足人類物質需求的前提與基礎。
n 地質學研究的實踐目的就是在正確認識地球的基礎上,指導人類尋找並合理開發利用礦產、地下水、油氣等資源與能源,查明與防治地質災害,為改善人類生存的地質環境服務。
第2節 地質學發展簡史
最早的地質思想的萌芽,可以追溯到二千多年前,但地質學成為一門系統的科學,只有200多年的歷史。地質學的發展分可為:
1. 地質思想萌芽時期(公元前~十八世紀中葉)
公元前我國《山海經》(前374-287年)記載了73種礦物,古希臘《石頭志》記載了13種,這個階段對自然界地質現象的認識是樸素、直觀、零散的,分析問題帶有極大的猜測性。
2. 近代(經典)地質學時期(十八世紀中葉~二十世紀初)
人們開始將地球上孤立的自然現象納入一個系統的理論體系,即地質科學。這時期地質學誕生、發展並涌現了一批著名的地質學家,確立了地質學的基本原理和方法,建立了地質年代表,使這一科學體系不斷完善成熟。史密斯、菜伊爾、赫屯……
3. 現代地質學時期(二十世紀初~現代)
隨著科技手段的更新,發展,同時人類自身探索資源的需要,收集到了更廣泛的地質資料(洋底)建立了以大陸漂移­——海底擴張——板塊構造學說為標志的系統的新的地質學理論、觀念、方法。
同時這一時期,地質應用學科得到了很大發展。(勘探地質學、工程地質學、石油地質學、煤田地質學等)地質學理論至今仍在不斷發展、完善。
現代地質學的發展趨勢
1.地質學觀察與研究的范圍和領域日益擴大。
2.地質學研究的精度與深度隨著學科的合作而不斷提升。
3.實驗與模擬成為地質學研究的重要手段。
4.全球構造理論不斷補充完善。
5.資源與環境是地質學服務社會的重要方面。
6.國際合作成為現代地質學研究的必然趨勢。

❻ 基礎地質知識包括哪些

通常所說的地質三條腿:岩石礦物學、構造地質學、地史古生物學。
這些基礎知識普通地質學中有最為概略的講解!

❼ 關於地質的知識有

畢業生應獲得以下幾方面的知識和能力:1.掌握數學、物理、化學等方面的基本理論和基本知識;2.掌握地質學的基本理論、基本知識和基本技能(包括野外地質工作方法);3.了解相近專業的一般原理和知識;4.了解國家科學技術政策、知識產權及可持。

❽ 鑽井地質勘探知識

鑽井地質勘探,是用鑽機設備從地表向地下鑽進成孔,取出土壤、岩心、岩屑、各種液態、氣態介質,供分析研究土壤性質、地層構造、礦產情況的探測或開發施工的工程。它是在地球物理勘探、地球化學勘探的基礎上,為進一步搞清地層情況和構造進行驗證,查明有無目標礦藏,含礦區域大小、厚度與展布、地層壓力等地質情況直接探查礦藏或進行礦產開發的工程技術方法。近幾年鑽井技術不斷發展,水平井、欠平衡井、小眼井、側鑽井相繼出現,地質科技人員通過鑽井工程獲取的大量地質資料進行分析研究,幾乎可以查尋和了解礦藏和地層的詳細信息。

鑽井地質勘探知識體系,包括普通地質學知識、鑽井工程知識、錄井知識、測井知識、測試知識、礦產開發知識、實驗測試知識等。這就要求我們盡可能地將鑽井資料取准取全。還要學會對單井地質資料中透出的各種信息的識別和評價,這也是一名地質院校學子和地質技術人員應具備的基本素質。

(一)鑽井工程知識

鑽井工程在地質院校里,是一門專業課程,一般以超深井或石油鑽井為例,講述鑽井的基本原理和鑽井工藝。從單井設計的依據開始到鑽井工程實施過程,和整個過程中應錄取主要鑽井資料及獲取數據信息的方法和要求。

地質鑽井資料統計表

續表

需要看懂的資料主要有:

鑽井地質設計書。

觀察記錄。

地質日誌。

井斜數據表。

井壁取心記錄。

井史。

鑽井地質設計是地質技術人員了解鑽井施工最主要的地質資料,它的內容有:基礎數據,介紹井名、鑽井屬性(該井屬於科學探井、還是參數井或開發井)、井位坐標、地理位置、構造位置、設計井深、目的層等內容;區域地質構造情況介紹;設計依據和鑽井目的;設計地層剖面及礦層位置;地層壓力預測和鑽井液要求;獲取地質資料及數據採集要求等。

一些原始資料,如套管數據、錄井儀情況等,用於地質研究和礦藏分析的並不多見,屬於鑽井工程技術數據,多用於研究工程技術改進、提高鑽井效率、降低作業成本及相關鑽井的井位地質施工設計,分析作業事故時使用。

(二)地質錄井知識

地質錄井工作,是隨鑽井工程伴生的地質技術記錄工作。這種記錄包括筆錄和設備記錄,它是獲取單井的井孔上下的地質資料的主渠道。分為岩屑錄井、熒光錄井、鑽井液錄井、氣測錄井、岩心錄井、綜合錄井、地化錄井等內容。

錄井工作中有一組基礎性數據,它是記錄該井的必備數據。如井位坐標,它通常統一採用WGS—72系統,記錄材料上通常顯示3°帶、6°帶,一般採用衛星定位系統和通過三角點計算得來的。也有單獨或同時採用經緯度坐標的。井位坐標和行政地理位置是單井的最基礎數據。井位坐標數據具有保密性質,它的泄密很容易受到導彈的精確打擊或其他破壞。所以地質資料保管單位在一般情況下是不讓摘抄或數據拷貝的,以防止泄密。

岩心錄井是錄井工作中重要組成部分,岩心是認識地層和礦層最真實、最寶貴的資料。如油氣田中的許多地質資料要靠對岩心的化驗分析獲取,岩石的孔隙度、滲透率、含油飽和度,以及油氣層的分布與厚度等。通過對多口井岩心的實驗分析,可以認識礦床分布規律,准確計算儲量,確定合理開發方案,針對礦物特性採取相應的礦產增產措施,保護油氣層技術也需用岩心作為研究對象的。

岩屑錄井需要懂得井深、鑽達時間、遲到時間、撈砂時間之間的關系,這是掌握岩屑深度描述的要件。我們觀察利用岩屑這一實物資料時,需要了解岩屑深度是如何確定的,它是在鑽進過程中,按照一定的深度間隔和岩屑遲到時間算出,在泥漿出口處撈取,隨鑽井液從井筒中返出地面的。岩屑錄井工作是建立地層剖面,了解地層層序、岩性組合、礦物顯示的重要手段。岩屑錄井最重要的要求是:鑽具井深、遲到時間准確無誤。岩屑深度算錯或岩心、岩屑描述錯誤,就會導致技術人員地質層位和岩石屬性的誤判。有熟練老道的技術人員,看了岩心、岩屑描述後不放心,一定要觀察岩心岩屑實物或實物掃描圖像,就是害怕錄井技術人員對岩心岩屑的描述出現錯誤。對岩屑深度的誤判後果,有可能在礦產開發作業中層位深度出現錯誤,對岩性誤判失誤,易造成礦藏認識誤解。

油樣、氣樣、水樣或其他礦物也是實物資料,它的採集有具體要求。油樣,採用專用廣口瓶在鑽液槽中採集原油樣品250毫升;氣樣,用氣測儀器中的脫氣器進行取樣,無氣測儀器的用排水取氣法取樣,置於瓶中密封;水樣,採用失水儀方法取鑽井液5毫升,現場進行離子測定。樣品瓶外貼上詳細標簽後,一部分油樣、氣樣、水樣應及時送化驗室分析,另一部分作為實物資料保存。

錄井工程中所產生的資料統計表

續表

續表

需要看懂的錄井地質資料主要有:

完井地質總結報告(有時也稱完井地質小結)。

綜合錄井圖(岩屑錄井、岩心錄井等內容)。

氣測錄井圖。

綜合錄井色譜分析記錄。

油、氣、水柱狀顯示圖。

鑽井基礎數據表。

岩心錄井圖。

井斜數據表。

其中單井的完井地質報告利用頻度最高,完井地質報告的主要內容有:前言(介紹該井的基本情況,地質任務完成情況等)、鑽井錄井簡況(鑽井條件對錄井質量的影響)、鑽探成果(地層、構造、礦層、生儲蓋層、地層壓力)、結論與建議(本鑽井是否達到了地質目的、對本井的地質認識和地質結論、存在的地質疑點和下一口鑽井需要證實解決的問題)、建議(如試油意見、後續鑽探工程方面的提醒、今後勘探方向、對礦藏進行經濟預測和評估)。

當技術人員對完井地質總結報告進行閱讀不解渴或產生懷疑時,就會詳細查閱相關綜合錄井等圖件。具體地了解地層、岩性等錄井記錄情況。很多單純的某一礦產勘探,其完井地質報告中僅涉及礦產是針對性的,不涉及其他礦產,很多其他礦產是在綜合錄井圖等資料對礦物描述中發現的。所以錄井圖對綜合了解單井的地質情況作用很大。

(三)測井工程知識

測井工程是鑽探工程中的一部分,只有鑽井工程開鑽後,才能到井孔中實施「測井」施工,它的全稱又叫地球物理測井,所以地球物理測井資料也可劃入為地球物理勘探資料范疇。勘查地下礦產離不開地球物理測井,特別是在石油及天然氣勘探領域不但廣泛應用,而且是地質技術專業人員為了解該井是否「出彩」急不可耐查看的單井測井資料。

地球物理測井是在鑽井的井孔中利用相關探測儀器測定地層各種物理化學參數進行礦藏評價的一種技術方法。它不僅可用於判斷地層的岩石性質、確定岩石層厚度和藏埋深度,而且還可就鑽探區域的地層進行對比、測試地層傾向、傾角和斷層、構造特徵,不僅能探測儲層物性和含礦情況,而且還可用於沉積環境、岩體分布,特殊礦物組分的研究,不僅可以探測地層溫度、壓力、張力和油、氣、水界面,進行地層或礦藏的靜態分析,而且還能進行礦藏產能,進行礦產開發分析。測井技術方法對於礦產勘探來說,它要協助勘探技術人員解決以下問題:地下是否有目標礦產,有多少,是否可以開采,能開采多久,是否有工業價值;下一口探井還打不打,如果繼續打井,井位又怎麼部署;如果是開發井,井網如何安排等問題。

測井工程技術在油氣勘探開發工程中利用是最為廣泛,研究人員關注鑽井過程,除了突破性發現外,測井情況及其資料是首要關注的一線井場信息。其在礦產勘探開發尤其是油氣勘探開發中的作用可見一斑。

近幾年來,測井方法也有很大發展。廣泛使用的有電極測井技術、電磁測井技術、聲波測井技術、放射性測井技術、VSP測井技術,有時進行單項技術測井,大多數情況下綜合使用以上測井技術。新一代掃描成像和陣列成像測井技術問世,明顯提高了對復雜岩性礦藏、隱蔽性油藏的測井綜合地質分析與評價的能力。測井儀也從CLS-3700數控測井發展到ECLIPS-5700成像配套系列測井,可提供常規測井、聲電成像、偶極子聲波、核磁共振、陣列感應測井等新技術服務。成像測井提供的圖像往往是地質現象的直觀顯示。

雖然電極測井已經過時,但在一些要求不太高的淺井探測中,是仍在使用的成本較低的電極測井技術,況且由於歷史上由電極測井產生的老資料也大量存在,有必要對過去的電極測井技術知識有所了解,以便對電極測井老資料進行開發利用、研究挖掘,為礦產勘探開發和地質研究服務。

近幾年的發展,測井資料除了在地層岩性、儲集空間、流體類型評價需要利用外,還在礦產地質研究、勘探鑽井工程井眼穩定性控制、壓力預測、緻密儲層壓力改造方案設計與優化、探井裸眼井油氣水層快速識別、產能預測與評價等諸多領域發揮了重要作用,它們為礦產勘探開發降低成本,提高勘探效率和礦山效益做出了貢獻。

現代測井技術中需要了解測井知識,要求讀懂的測井資料主要有:電極測井、電磁測井、聲波測井、放射性測井等方面的知識。氣測又稱隨鑽氣測,放在錄井階段進行,又稱氣測錄井。我們可以針對企業的測井技術和設備現狀及館藏測井資料情況,選擇學習、了解和積累相關測井知識,利用各種測井曲線對不同岩性地層的反映特徵進行對照,以便讀懂並利用測井資料。

測井工程產生的主要資料統計表

續表

主要需要看懂的測井資料有:

測井解釋地質報告。

綜合測井圖1:200。

自然伽馬測井圖1:200。

標准測井圖1:500。

固井質量檢查圖。

成像測井綜合解釋成果圖1:200。

聲速測井圖1:200。

地震測井(VSP)小結。

地溫測井圖。

儲層響應特徵圖。

成像裂縫分析圖。

變形層理成像圖。

其中單井測井解釋地質報告,也有叫測井地質小結的,利用頻度最高。地球物理測井,是通過測井設備與儀器,獲取實測數據,經過處理和解釋軟體,繪成各種曲線圖件,測井解釋地質報告是對成果圖件的解讀和總結。當技術人員對測井解釋地質報告閱讀不解渴或產生懷疑時,就會查閱相關測井曲線圖件和相關測井數據的解釋。知識比較全面的研究人員,會直接要求要求測井一線人員傳回測井數據體,自己利用工作站系統處理解釋數據與閱讀測井曲線圖件。及時了解並對應處理井下施工情況,指導礦山的進一步的勘探與開發研究與部署。

(四)地質實驗知識

地質實驗工作是地質礦產工作的組成部分,它貫穿於地質研究、地質找礦和礦產開發工作的整個過程。是為地質研究、找礦和礦產開發工作提供技術服務,礦產開發實驗是一項專業性技術工作。為了確定古地理環境,必須在岩心等實物資料的化驗分析中找出相應古生物進行證明。為了確定礦產組分和含量,就必須對礦石進行分析測試,有時還得模擬地下環境進行礦產開發試驗等。這些地質實驗或稱化驗分析,其成果稱為實驗報告、化驗分析報告。我們應該首先能看懂實驗分析數據和相應的文字報告,然後才能在此基礎上進行地質礦產勘探開發研究,進而有所認識和發現。

地質實驗分析資料統計表

續表

續表

需要讀懂的資料主要有:

岩石礦物鑒定報告和分析結果表。

物性分析報告和分析結果表。

古生物分析報告和分析結果表。

電鏡掃描報告和分析結果表。

絕對年齡測定報告和分析結果表。

酸解烴分析報告和分析數據表。

氣體組分分析報告和分析數據表。

油氣水化驗報告和分析數據表。

……

實驗分析報告一般分為:報告文字部分和分析數據表兩個部分。其中的文字部分是對數據表中數據的地質含義進行的解讀,實驗分析數據表是實驗儀器對送樣標的或實驗對象的化驗分析數據。地質技術人員在閱讀這些報告時,首先閱讀文字部分,因為它是實驗或化驗分析地質解讀結論。其次再從數據表中查看化驗分析數據,更多時刻是邊閱讀文字部分,邊對對照化驗分析數據。

地質工作技術人員根據研究實際需要決定採集實物資料樣品,送化驗分析單位做實驗分析,自己送的樣,一般都會認真閱讀。不少化驗分析的研究人員,對某一區域的化驗分析資料進行積累和分析,會寫出該區域的古地理環境等方面的學術文章,會發現該區域新的古生物物種,對古地理與氣候環境、礦藏形成條件進行認證,從而在行業期刊上發表而倍受矚目。

(五)測試知識、試采知識

1.地層測試

在鑽井過程中或者完鑽之後對礦層進行測試,獲得動態條件下地層壓力和流體的相關參數,根據參數對地層和相關礦產開發做出評價。主要參數有:油氣水產出量、日產能力等;流動壓力、地層壓力、生產壓差;流體性質與高壓物性數據;地層參數及地層損害程度;含油高度與油水界面;測試半徑、斷層界面顯示、能量補給及儲量參數等。

測試工程主要資料統計表

測試曲線的解讀是應該掌握的。一般曲線分為六大類:高滲透層曲線,低滲透層曲線,高壓低滲透層曲線,低壓低滲透層曲線,污染堵塞型曲線和能量衰竭型曲線。這幾種測試曲線與測井曲線對照,有響應規律可循。可以利用測試資料可對礦藏進行早期評價。

測試資料主要需要看懂的是這些曲線資料及測試解釋報告。中途測試資料主要有:分層測試小結、壓力恢復曲線、處理解釋報告、高壓物性資料。

2.試采知識(以石油試采為例)

試采是指礦產試驗開采。在油氣田開發領域又稱試油。這里以試油為例。試油在學術環境下稱試油地質和試油技術,是石油和天然氣勘探至油氣田開發過程中的重要程序,是搞清油氣藏中油、氣、水分布情況和認識相應層位的直接手段。

在一口井鑽井完成後的試油過程中,油氣層保護是油氣田開發工程中需要遵循的原則。射孔層位、洗井和誘噴、求產、壓力、酸化、壓裂等程序是試油工作過程中關鍵環節。

試油工序主要產生的資料統計表

試油工程中產生的地質資料,主要需要讀懂的有:

試采報告(又稱試采地質總結)及附圖、附表、附件,如試油報告及附圖、附表、附件。為油田開發方案提供依據。