[科学探索]增压后岩石会收缩吗？ [复制链接]

●李传亮

地层岩石通常同时受到外应力（外压）和内应力（内压）的共同作用。外压就是上覆压力和水平地应力，内压就是孔隙中的流体压力。人们通常无法改变外压，但可以改变内压。向地层注入流体内压就会升高（增压），从地层采出流体内压就会降低（降压），因此增压和降压都是针对孔隙压力而言的。泥岩的生烃过程也会增压。

我的研究结果是，增压后骨架颗粒会发生膨胀，并带动整个岩石膨胀；降压后骨架颗粒会发生收缩，并带动整个岩石收缩。上海、西安等城市因抽采地下水而出现地表沉降的现象，充分说明这个认识是正确的。

然而，有个死脑筋的伙计与我争论，非说增压后骨架颗粒会收缩，降压后骨架颗粒会膨胀。大家觉得哪种观点是对的呢？

图片:QQ图片20171208081144.png

李老师发这方面的文章了吗？
生活中的常识不知道能不能用到这里，如果可以的话就显而易见了

qhoilmayp:李老师发这方面的文章了吗？
生活中的常识不知道能不能用到这里，如果可以的话就显而易见了 (2017-12-08 08:19)

谢谢李老师，与您的研究相反的文章叫什么？想看看他的思路和理由

过量开采地下水引起地面沉降：巨厚的松散层，其颗粒较细，结构复杂。由于大量开采深层地下水，引起孔隙水压力降低和有效应力增大，导致含水层被压缩，颗粒接触面积增大，孔隙度减小并释水，产生弹性变形，其沉降量一般相当粘性土压缩率的15％，当含水层中的水压恢复后，骨架则复原，只形成暂时性地面沉降。
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这是学界对开采地下水引起地面沉降机理的分析。
也就是“大量开采深层地下水，引起孔隙水压力降低和有效应力增大，导致含水层被压缩（注意：是地层被压缩，完全不是李老师所说的骨架颗粒被压缩，这完全是两个概念），颗粒接触面积增大（随孔隙流体压力降低，颗粒重排，完全不是李老师所说颗粒排列方式不变），孔隙度减小（完全不是李老师所说的，孔隙流体压力减小，颗粒排列方式始终如一不变，孔隙度始终如一不变，恰恰相反，地层被压缩正是孔隙度减少的结果）并释水”
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李老师的错误在于分不清地层被压缩（孔隙度减少）和骨架颗粒体积减少2个概念上的区别，错误将孔隙流体压力降低引起孔隙度降低进而地层下陷认为是孔隙流体压力降低导致碎屑颗粒收缩引起的。

楼主留言：
用胶结岩样测量岩石压缩系数的过程呢？
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从碎屑颗粒的浅埋藏到深埋藏，从弱成岩/胶结到强成岩/胶结，甚至更为极端的变质作用（如板理、片理、片麻理的形成），无一不告诉我们，随着孔隙流体压力或有效应力的改变，碎屑颗粒的排列方式一直是从点接触向线接触、面接触方向发展，碎屑颗粒旋转、定向、重排（地质模型是建立在对地质体深刻理解基础上的，李老师的模型中对此毫无涉及，因为李老师根本就没有这种概念）是必然的，完全不是李老师所设想的颗粒排列方式不变，孔隙度不变，所谓孔隙流体压力改变后，颗粒排列方式一成不变，孔隙度始终不变完全是李老师一如既往天真的想象。

楼主留言：
成岩后颗粒如何旋转重排？到底是谁在想象？
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成岩作用是沉积岩形成的最后阶段，主要经历压固脱水作用、胶结作用、重结晶作用等形成坚硬岩石。在成岩过程中，沉积物不仅物理性质发生变化，而且化学成分也发生相应变化。
胶结不代表成岩作用一定结束，还可能有重结晶作用，如果压力和温度改变，还可能有变质作用。这对你来说太抽象了，你的错误也在于此，缺乏岩石学概念。按你的说法（成岩后颗粒接触关系不能改变，颗粒不能发生旋转和重排），那么颗粒间点接触（早期胶结作用）是如何转为线接触的？更为极端点，各种动力成因变质作用构造（板理、片理）就形不成了？因为这些由矿物颗粒旋转、定向、重排形成的构造都是成岩后形成的，都是胶结后形成的。

李老师发这方面的文章了吗？
生活中的常识不知道能不能用到这里，如果可以的话就显而易见了
楼主留言：
有几篇，可以搜一下，我的书里也有详细介绍。
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如此问题，生活的常识确实让人一目了然。
充斥此类大量如此不合常识且离谱的所谓观点，书也好，文章也好，慎重是必须的。

关键搞清楚增的是哪门子压力，内压还是外压。内压则像李老师所言。

图片:旋转 QQ图片20171208102943.jpg

所谓地层压力增加，实际就是注入液体量增加，也就是地层中流体体积增加，上覆地层升高，整体地层体积增加。
      准确的说是，注水层体积增加，是水量增加的结果，但是就骨架体积而言，或者说单个颗粒而言，体积是减少的。一目了然。终结你们的讨论。

        地下水开采，导致孔隙流体压力降低，导致孔隙度降低，引起地表下陷，而不是李老师所说主张的由于孔隙流体压力降低引起骨架颗粒体积减小，进而导致地表下陷。
        地表下陷的主要原因是沉积物孔隙度减小，而不是碎屑颗粒体积减小。