渤海南部油气开发区浅层工程地质特性及其与沉积相的关系

2×√∏√ΛÙ×√×∏×√∏∏渤海南部油气开发区浅层工程地质特性及其与沉积相的关系李玉瑛毛凤军青岛海洋大学中国石油天然气总公司石油物探局沧州提要根据渤海南部两个钻孔的实际材料用成因土质学的观点和方法研究沉积物的沉积环境同其物理!力学性质的内在联系探讨了本区浅层工程地质特性在时空上与环境的相互关系∀关键词粘性土沉积相固结强度Ξ研究区位于渤海南部β∗β∞β∗βχ之间矩形区域为渤海湾和中央盆地的一部分面积约可划分成正常浅海沉积区北部和黄河水下三角洲南部两个沉积单元∀本文基于该区两个典型钻孔的实际材料用成因土质学的观点和方法研究海底沉积物的沉积环境同物理!力学性质的关系把沉积相的研究同工程地质特征结合起来探讨沉积物工程地质性质的形成在时空上与环境的相互关系认识其成因机理∀研究区沉积相的划分与钻孔描述为了解本区沉积相结构在研究区设置连井测线两条分别是βχ∞βχ至βχ∞βχ和βχ∞βχ至βχ∞βχ的连线∀测得其沉积相特征概述为区域北部的正常浅海沉积区以陆相下层海相上层的双层沉积相结构为特征其上层为全新世以来的浅海相沉积以软的粉砂质粘土泥呈席状覆盖于末次冰期陆相沉积之上本层的厚度比较稳定变化于∗之间一般厚度为左右同下层为不整合面接触下层为晚更新世末期河流相沉积沉积物以砂性土为主其中夹有薄层粘土∀区域南部的黄河水下三角洲区的沉积相表现为在正常浅海沉积相基础上叠积了现代黄河堆积物))黄河三角洲相后者以粉砂和粉砂质粘土为主∀本文研究的两个钻孔分别是位于正常浅海沉积区的钻孔≤ƒ⁄22βχ∞βχ水深和位于黄河水下三角洲区的钻孔≥2βχ∞βχ水深钻孔≤ƒ⁄22该钻孔共钻进相当于海面下总体上为一套深灰色粉砂质粘土层土的塑性指标相近反映其物质组成变化不大∀钻孔≥2该钻孔共钻进相当于海面下∀其中∗为棕色粉砂属现代黄河三角洲相∗均为粉砂质粘土但从∗左右存在粒度变化界面的现象看推测该界面上!下粉砂质粘土应分属不同环境下的两次沉积产物∗为晚更新世陆相沉积∀沉积物工程地质特性与沉积相的关系由于本区沉积物中包含了大量的粘性土所以其工程地质特性可由粘性土的物理!力学性质来表征∀本文所指的粘性土的物理!力学性质工程地质特性主要由粘性土的不排水抗剪强度Σ∏覆盖层有海洋科学Ξ国家自然科学基金资助项目号∀收稿日期22效压力Ρ固结强度Σ∏ÙΡ含水量Ω标准贯入击数Ν塑性指数Ι等值来表示∀•采用Σ∏ÙΡ作为正常固结粘性土界线当Σ∏ÙΡ小于认为是欠固结的当大于时则认为是正常固结到超固结的∀美国另一位学者英德比岭指出正常固结的未扰动粘性土的Σ∏ÙΡ值约为∀本文综合大量资料认为正常固结粘性土的Σ∏ÙΡ值为∗对于小于的粘性土认为是欠固结粘性土大于的粘性土可认为是超固结粘性土∀基于上述原则笔者对两个钻孔的岩芯逐层采样测定其含水量Ω!不排水抗剪强度Σ∏及固结强度Σ∏ÙΡ等参数∀现分别讨论如下21钻孔ΧΦ∆−8−1正常浅海沉积区尽管∗的岩芯岩性及土的塑性指标均相近但从土的物理!力学性质来看明显存在一个不连续的递变界面位于∗之间其上!下两层粘土具有截然不同的工程地质特性∀从大量的区域调查资料看在正常浅海区全新世海相和晚更新世陆相的分界大约均在海底下左右因此上述现象从粘性土的物理!力学性质角度佐证了这一分界面的存在也正是由于上!下两层粘性土是在不同环境下的沉积产物才决定了其物理力学性质上的差别∀全新世浅海相沉积环境比较稳定水动力条件比较弱沉积能量低∀悬浮于海水中的物质下沉到海底后逐渐被埋藏随着上覆沉积物的增厚!有效土压力的增加而逐渐被压实没有受到干化等成土作用的改造上覆有效土压力是最主要的压实因素∀因此粘性土含水量多一般为∗孔隙度大液性指数接近或大于天然含水量接近或大于液限土基本上处于粘液或粘塑状态土的力学性质差不排水抗剪强度Σ∏一般变化于∗Ù标准贯击Ν一般只有∗击不超过∗击粘性土的Σ∏ÙΡ值一般为∗土处于欠固结到正常固结状态∀晚更新世陆相沉积环境则不同由于沉积物曾暴露于地表受大气!风!流水!干化等作用的影响其成土作用明显这种作用使土的强度大大增加远远超出了上覆有效土压力的作用∀粘性土的含水量一般只有∗液性指数明显减少一般只有∗粘土处于超固结状态不排水抗剪强度Σ∏为∗Ù标准贯入击数大于∗击∀22钻孔ΣΗ14−2黄河水下三角洲区针对黄河三角洲相之下的十几米厚的粉砂质粘土的测定表明其物理!力学性质指标从上到下存在两次突变或两个不连续界面∀第个不连续界面位于∗处界面上的粘性土从∗含水量由递减至不排水抗剪强度由τÙ增至ÙΣ∏ÙΡ一般为∗粘性处于正常固结状态界面之下粘性土从∗含水量由降至不排水抗剪强度由Ù增至ÙΣ∏ÙΡ值只有∗粘土处于欠固结状态第个不连续界面位于∗之间处粘性土的含水量为不排水抗剪强度为ÙΣ∏ÙΡ值为粘性土为超固结状态∀从本区浅层地震剖面记录来看海面下附近有一稳定性较强的反射层∀结合地层分析可认为∀其为年三角洲堆积前的海底上述第个不连续递变界面也在这一深度∀另一方面微体古生物分析和浅层地震剖面分析证实全新世浅海相同晚更新世陆相地层的界面的界限约在海面下∗左右而第个不连续递变界面也恰在这一深度∀因此粘性土物理!力学性质的两个不连续递变界面同个不同沉积环境的分界非常吻合∀现代黄河三角洲是年以来堆积成的具有很高的沉积速率∀浅水区快速沉积在海底的沉积物再以滑移!滑坡!液化流等块体运动向深水区输送是本区物质运移的重要形式∀从浅水区的块体运动的形式运移而来的粘性土在此区域堆积下来并部分地保留了原来的结构和构造而具有较高的力学指标并表现为正常2超固结状态∀黄河三角洲沉积之下为年前稳定的正常浅海相沉积黄河物质没有在此堆积前粘性土在上覆有效土压力作用下被压实处于正常固结状态∀但以块体运动带来的黄河物质在其上迅速堆积后由于上下均为渗透性很差的粘性土孔隙水难于渗出超孔隙水压力也随之增加导致上覆有效压力并未增加粘性土不可能被压缩而保持它的原来的状态∀该层粘性土的物理!力学性质同现在浅海区全新世浅海相粘性土的物理!力学性质指标大致相同处于明显欠固结状态∀粘性土由欠固结状态向正常固结状态转变的过程也就是孔隙水逐渐渗出上覆有效土压力逐渐增大土被逐渐压实的过程∀这一过程的实现可能需要几十万年甚至更长∀综合上述讨论渤海海域浅层土的工程地质性质明显地受沉积相的制约沉积环境的不同可以造成沉积土工性质的巨大差异应用这种差异性又可以进行年第期沉积相的划分∀黄河三角洲相同全新世浅海相粘土之间以及全新世浅海相同晚更新世陆相粘土之间物理!力学性质的差异性均可作为沉积相划分的一种手段∀结论渤海南部地区浅层工程地质性质明显地受沉积相的制约∀全新世浅海相及现代黄河三角洲相沉积力学性质差承载力小为欠固结2正常固结土晚更新世海陆交互相沉积力学性质好可作为建筑物的承载力地层∀沉积环境对粘性土的物理!力学性质影响最明显粘性土的物理!力学性质的不连续递变界面也是相变界面∀参考文献略ΤΗΕΓΕΟΤΕΧΗΝΙΧΑΛΠΡΟΠΕΡΤΙΕΣΟΦΤΗΕΣΗΑΛΛΟΩΣΟΙΛΛΑΨΕΡΣΟΦΤΗΕΣΟΥΤΗΕΡΝΒΟΗΑΙΓΥΛΦΑΝ∆ΤΗΕΙΡΡΑΛΑΤΙΟΝΣΗΙΠΩΙΤΗΤΗΕΣΕ∆ΙΜΕΝΤΑΡΨΦΑ−ΧΙΕΣΙΝΤΗΕΑΡΕΑ≠∏2ƒ2∏ΟχεανΥνιϖερσιτψοφΘινγδαοΠετρολευµΓεοπηψσιχαλΠροσπεχτιονΒυρεαλλοφΧηινεσεΠετρολευµανδΝατυραλΓασΗεαδΧοµπανψΧανγζηουΡεχειϖεδ∏ΚεψΩορδσ≤√≥≤Αβστραχτ≥∏∏√2∏√∏供求信息#ΧΟΜΜΟ∆ΙΤΙΕΣΙΝΦΟΡΜΑΤΙΟΝ))螺旋藻粉有现货本部与企业联合建立了一座小型螺旋藻生产基地已生产出优质螺旋藻粉镜检无杂藻质检蛋白质含量达到以上各项重金属含量均低于国家食品级标准更何况作饲料用呢∀现在本部可以向用户推荐已达到食品级的螺旋粉但却以饲料级的价格给您∀本刊编辑部海洋科学