湖南省石膏资源及其开发利用途径

本文从人省石膏赋矿层位，矿石质量，矿床开采技术条件等方面对湖南石膏资源进行了总结，在调查开发利用现状基础上，提出了湖南石膏资源开发利用途径。     

山东省几种优势非金属矿产的开发利用现状及其发展前景

介绍了山东省几种优势非金属矿产（石膏、菱镁矿、石墨、滑石、膨润土等）的资源状况、应用领域、产品结构及开发利用现状,指出粗放型低层次的开发利用方式不仅造成矿产资料的浪费,而且影响矿业经济效益的提高,并就此提出了建议。     

酸碱滴定法测定天然石膏中的碳酸盐(无水碳酸)

建立了用溴百里酚蓝—酚红作指示剂,酸碱滴定法测定天然石膏中碳酸盐的方法。在确定了试验条件的基础上,对石膏国家一级标准物质GBW03109a和GBE03110分析,相对标准偏差分别为0.08%、1.05%;分析3个天然石膏样品,相对标准偏差分别为1.47%、1.67%和0.25%;对试样进行加标回收,回收率在95.53%～97.02%之间;方法检出限为0.15%。表明用该方法测试,结果准确可靠。     

两种半水石膏形态特征的电子显微镜研究及其形成机理的探讨

用天然二水石膏单晶进体行了脱水制备关水石膏的试验,分别制备了ａ半水石膏和β半水石膏。对其形貌特征进行了扫描电子显微镜观察,发现它们的形貌特征有很大的差异。结合其Ｘ射线衍射图谱,分析了它们的形成机理,指出造成β半水石膏经可深性硬石膏向不溶性硬石膏转变温度比α半水石膏高的原因是由于其结晶程度比值者差。     

基于模拟人工降雨的磷石膏堆体变形监测

磷石膏属于级配不良土且含有可溶性磷(P)、氟(F),在天然降雨的情况下其变形破坏的可能性很大。如其发生液化将充满整个渣库,这将使渣库内磷、氟含量升高而污染地表水体。在矿山的防渗等问题还未解决的情况下,受污染的地表水侵入到地下含水层中又会导致地下水的污染。所以研究磷石膏堆体在天然降雨下变形破坏模式十分必要。本试验是以1:10的比例模拟20m高的磷石膏堆体在天然降雨条件下可能发生的变形破坏模式,进而对渣库堆填磷石膏施工提出建议。     

天然与饱水状态下石膏岩蠕变试验研究

石膏岩的饱水软化蠕变特性是影响石膏矿采空区安全评价的重要因素。以荆门石膏矿岩为研究对象,开展天然与饱水状态下的单试样逐级增量加载试验,分析了饱水软化作用下石膏岩的蠕变特性,选取西原模型描述石膏岩的本构关系。分析结果可得,饱水试样总蠕变量大于天然试样;饱水试样蠕变破坏强度(11 MPa)是天然试样蠕变破坏强度(21.5 MPa)的0.54倍,长期强度(10 MPa)是天然试样长期强度(19.5 MPa)的0.49倍。利用西原模型对蠕变曲线进行拟合并分析拟合参数可知,饱水试样参数E_1是天然试样的0.1~0.5倍,η_1是天然试样的0.2~0.7倍,E_2是天然试样的2~10倍。以上结论均表明饱水试样的蠕变特性更加明显。分析讨论饱水软化作用对石膏岩蠕变特性影响机制可知,荆门石膏岩软化作用主要由物理软化作用及化学软化作用耦合而成,物理软化作用主要为静水作用下的孔压效应,化学软化作用主要为石膏岩的重结晶作用。试验分析结果可为石膏矿采空区安全评价提供依据,具有重要的工程实际意义。     

青藏铁路布曲至温泉段石膏区工程地质选线

介绍了青藏铁路布曲至温泉段石膏区环境地质条件，根据该段内线路方案研究情况，从地质角度作出了线路方案的比选。     

晶洞奇观

贵州省晴隆锑矿，近几年在坑道掘进中，连续发现了几十巨大的后生晶洞。一种叫“矿花洞”；一种是石膏晶洞。洞中方解石或石膏晶簇琳瑯满目，异采多姿，奇“花”异石，装饰其间。构成一幅幅壮丽的大自然最观。     

山西石膏成矿地质条件分析

通过对全炸各石膏矿区的勘探、详查、矿点检查等各类地质报告及全省煤田、铝土矿、石油、水文地质等报告我钻孔资料进行了汇集整理，认为本省石膏主要成矿的时代为中奥陶世，因此，本文从支位及空间分布岩性、岩相、沉积环境等方面进行了分析，探讨石膏产的形成原因。     

荆门石膏矿岩遇水软化力学特性试验研究

针对荆门市荆花石膏矿中留作矿柱的新鲜石膏岩进行天然和饱水两种状态下的单轴和三轴压缩试验,结合微观扫描电镜试验,研究石膏岩的强度和变形软化特性及机制。结果表明:石膏岩遇水会发生显著的强度和变形软化。随溶液中SO_4~(2-)、Ca~(2+)浓度不同,强度软化系数在0.6~0.72之间,弹性模量软化系数在0.66~0.75之间,凝聚力c显著下降而内摩擦角φ基本保持不变。石膏岩具有良好的延性,天然状态下峰后应变软化转为理想塑性变形的临界围压在2.5~5.0 MPa之间,经饱水软化后临界转换围压低于2.5 MPa。石膏岩遇水软化机制与其主要矿物成分二水硫酸钙的微溶性质密切相关。在蒸馏水中,石膏岩主要因溶解造成矿物流失,弱化内部结构而软化;在硫酸钙饱和溶液中,石膏矿物溶解-重结晶的动态平衡改变了岩石内部结构,使其疏松化,造成其力学性质发生软化。试验结果加深了对石膏岩遇水软化力学特性的认识,对石膏矿采空区稳定性分析具有重要意义。     

膏岩三轴压缩试验及高温相变特征研究

采用伺服刚性试验机对天然膏岩开展三轴压缩试验,研究了温度及围压对膏岩强度及变形特性的影响。结果表明,膏岩在不同围压下均具有良好的塑性流动特性,加载后无明显的剪切破坏面,而是出现明显的侧向膨胀。根据三轴试验结果,利用摩尔-库仑定律得到了膏岩的强度准则及抗剪强度参数。升高温度导致膏岩强度降低,且高温下石膏发生晶型转变,从二水石膏脱水转变为半水石膏,利用扫描电镜和X衍射对此过程进行了研究。脱水过程导致瞬间孔隙应力增加,膏岩破坏特性由延性转变为脆性。随着持续加载,破裂断面逐渐愈合。膏岩显著的塑性流动能力及快速的裂隙愈合能力对于天然气盖层的封闭稳定性具有重要意义。     

地热系统作用下红层软岩力学性能试验研究

地热能源是目前绿色建筑的发展趋势,但红层软岩分布地区出现的系列建筑地基病害问题与地源热系统关系尚不清楚。依托成都某建筑群事故调查项目,研究了有无地热系统作用下泥岩、石膏岩的工程特性,并基于室内试验模拟,研究了不同加热方式、不同温度及不同浸水时间等因素下岩石宏观力学特性和微观结构特征。结果表明：（1）同一场地有无地热系统对岩石力学性质影响甚微,但有地热系统时岩体中裂隙发育数量明显增多,累积张开度明显增大;（2）随着浸泡时间增加,泥岩最大含水率可达30%以上,石膏岩含水率超不过15%,泥岩浸水软化效应较石膏岩显著,二者力学指标随含水率增加呈负指数型下降,石膏岩因晶粒大小不同,离散性大;（3）天然状态下石膏岩呈脆性破坏,泥岩呈延性破坏,石膏岩水岩界面溶蚀作用效应显著,随着石膏岩由表及里溶蚀加剧,温度变化效应对岩体内生裂隙萌发起一定促进作用;（4）在20～50 ℃温度变化范围内,石膏岩抗压强度随温度呈抛物线变化,而泥岩单调升高;（5）地热管与岩体间填筑不密实容易形成渗水通道,改变水动力条件,动水作用下使石膏岩裂隙及软弱夹层溶蚀加剧,形成更大空洞,从而诱发沉降。     

正演技术在石膏矿地震勘探中的应用

利用地质和地震资料通过采用正演技术模拟石膏矿体的地震反射特征,设计了与矿体发育特征相适应观测系统参数,并应用到石膏矿的地震勘探中。通过分析对比地震时间剖面上的反射波特征,对石膏矿赋存特征和构造规律进行了解释研究,并评价了地震勘探方法对石膏等沉积型矿藏的勘探效果。利用该方法在新疆南疆地区进行了勘探试验和研究,取得了较好的效果,该方法有着良好的应用前景。     

Gypsum facies transitions in basin-marginal evaporites: middle Miocene (Badenian) of west Ukraine

In the middle Miocene Badenian gypsum basin of the Carpathian Foredeep, west Ukraine, three main zones of gypsum development occur in the peripheral parts of the basin. Zone I consists entirely of stromatolitic gypsum formed in a nearshore zone. Zone II is located more basinward and is characterized by stromatolitic gypsum in the lower part of the section, overlain by a sabre gypsum unit. Zone III occurs in still more basinward areas and is characterized by giant gypsum intergrowths (or secondary nodular gypsum pseudomorphs of these) in the lowermost part, overlain by stromatolitic gypsum, sabre gypsum and then by clastic gypsum units. Correlation between these facies and zones has been achieved using lithological marker beds and surfaces. Of particular importance for correlation is a characteristic marker bed (usually 20–40 cm thick) of cryptocrystalline massive gypsum occurring in zones II and III. The marker was not distinguished in zone I, possibly because this bed is older than the entire gypsum section of that zone. These new results strongly suggest that the deposition of giant gypsum intergrowth facies and stromatolitic gypsum facies was coeval. In some sections of zones I and II, limestone intercalations have been recorded within the upper part of the gypsum sections. Considerable scatter of the δ¹⁸O and δ¹³C values of these limestones indicates variable diagenetic overprints of marine carbonates, but a marine provenance of the limestones is confirmed by microfacies analysis. Some of the limestones are coeval with an intercalation of gypsarenitic, mostly laminated gypsum occurring in the sabre gypsum unit of zones II and III. Badenian gypsum formed in extremely shallow‐water to subaerial environments on broad, very low relief areas of negligible brine depth, which could be affected by rapid transgressions. Stable isotope (δ³⁴S, δ¹⁸O) studies of the gypsum demonstrate that the sulphate was of sea‐water origin or was derived from dissolution of Miocene marine evaporites. Investigations of individual inclusions in the gypsum indicate decreased water salinity when compared with modern marine‐derived, calcium sulphate‐saturated water. Groundwater influences are indicated by high calcium sulphate contents of the brines in the evaporite basin. The chemical composition of Badenian waters was thus a mixture of relic sea water (depleted in NaCl), groundwater (enriched in calcium sulphate) and surface run‐off.     

地震勘探技术在石膏矿开发中的应用

在国内首次将地震勘探技术系统地应用于石膏矿床的开发,控制了石膏层赋存状况和构造特征,获得了较为理想的地质效果和经济效益。      

石膏原岩静水溶蚀时间-温度效应试验初步研究

文章对石膏原岩在静水溶蚀条件下的时间-温度效应进行了初步研究,并从微观角度对石膏岩溶蚀破坏机理进行分析。试验发现随着溶液温度的升高、溶蚀时间的延长,石膏岩溶蚀破坏加剧。具体表现为:石膏岩失重率随温度升高、时间延长而增大,溶蚀速率均值随温度升高而增大;溶液中Ca^2+浓度随温度升高、时间延长而增大,Ca^2+浓度增长速率均值随温度升高而增大。Fick扩散及溶胀应力是石膏岩溶蚀破坏的主要原因。静水溶蚀条件下,石膏原岩主要溶蚀破坏形式为:溶胀裂缝、柱状劈裂及片状剥离。     

鄂尔多斯盆地膏质白云岩有利储层的成因及演化

膏质白云岩是鄂尔多斯盆地中东部下古生界马家沟组M5₁最有利储层,影响膏质白云岩储层性质的最大因素在于溶蚀作用。本文在已有的研究基础上,应用岩心资料及阴极发光、地球化学等方法,测定M5₁膏质白云岩及其特殊的示底构造的化学成分,并分析其成因模式。岩心、薄片以及物性资料显示:石膏溶蚀形成的大量膏模孔及伴生的次生孔是储层的主要储集空间,示底构造规模性出现于膏质云岩中。阴极发光、常微量元素分析结果显示:示底构造上部充填埋藏期方解石;下部充填碎屑白云石,与示底构造外围的准同生期泥-粉晶白云石具有相近的地球化学特征,与深部埋藏期形成的细-中晶白云石差异明显。示底构造的演化是膏质白云岩有利储层形成的重要依据,本文依据化学离子平衡原理,对不同成岩阶段发生的溶蚀作用、填充作用进行离子间相互置换的重演,分析得知不稳定的化学组成是石膏易被溶蚀的内在原因,石膏的规模性溶蚀是膏质云岩有利储层形成的关键。     

第三系红层中石膏溶蚀特性及其对工程的影响

第三系红层中石膏分布比较广泛,大量的实验证明,石膏发生溶蚀的主要是含Ca2 的物质,并且溶蚀速率和与水接触的方式以及水头压力大小有直接关系。结合现场资料,将渗透系数K=10-5cm s作为石膏在第三系红层泥岩封闭下发生溶蚀的判据。同时针对水利工程中石膏溶蚀以及对砼的腐蚀性提出了相应的防治措施。     

Circumgranular bassanite in a gypsum crust from eastern Algeria – a potential palaeosurface indicator

Detrital sand grains are surrounded by thin bassanite coatings in the upper part of a coarse-crystalline gypsum crust from the Algerian Sahara. The bassanite developed by topotactic replacement of the surrounding gypsum in the absence of a liquid phase. Heating experiments using a gypsum crystal with sand inclusions produced similar patterns and textures. In one experiment, bassanite developed around quartz and carbonate grains but not along the sides of the heated gypsum crystal. This is the result of differences in heat capacity between gypsum, quartz and calcite. Bassanite formation in the crust from Algeria was not controlled by differences in thermal properties. Instead, the bassanite apparently formed under conditions of thermal equilibrium. The occurrence of bassanite as circumgranular coatings in the crust is interpreted as being related to the availability of submicroscopic space along the contact between the gypsum cement and the enclosed sand grains. The presence of coatings of this type, or derived relict features, is a potential criterion for the recognition of palaeosurfaces.