洛川黄土-红粘土序列铁氧化物组成及其古气候指示

对洛川黄土、古土壤和红粘土中磁性矿物组成、成因和相关系进行了研究。结果表明:黄土磁性矿物以风尘磁铁矿为主,少量的成土赤铁矿和成土磁赤铁矿;古土壤磁性矿物以成土磁赤铁矿为主,成土赤铁矿次之,少量的风尘磁铁矿和赤铁矿;红粘土磁性矿物以成土赤铁矿为主,风尘磁铁矿和成土磁赤铁矿次之,少量风尘赤铁矿。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成差异,反映了其形成期不同的古气候特性以及不同气候条件下生物地球化学作用强度的差异。干冷的冰期,黄土弱成土作用形成了以粗颗粒的风尘磁铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。间冰期的温暖湿润的古气候最有利于生物活动,强烈生物活动导致古土壤中大量纳米超细磁赤铁矿/磁铁矿产生,形成以磁赤铁矿为主,风尘磁铁矿核 赤铁矿边为辅的磁化率载体。红粘土成壤期,强降雨强蒸发的长干短湿的高温炎热的古气候使得红粘土化学风化强烈,生物地球化学活动较弱,形成以磁铁矿核 赤铁矿边和磁赤铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成、磁性矿物相关系是其形成期独特的古气候指示。     

广西红粘土击实样强度特性与胀缩性能

通过对广西贵港红粘土重型击实样的室内试验研究,探讨了其力学特性、胀缩性能、孔径分布特征与含水量之间的关系。结果表明：干密度指标总体上能反映红粘土击实样的强度规律,但非饱和击实样强度峰值对应的含水量因基质吸力作用而偏小,饱和后土体由于吸水膨胀与基质吸力的消失,使得强度峰值对应含水量较饱和前明显增大,红粘土在最优含水量下压实,虽可获得很高的压实度,但饱和后的强度并非最大;红粘土击实样的胀缩性能主要由含水量决定,同时,受到干密度的影响;孔隙主要以孔径在0.01～0.05μm范围内的小孔隙为主,为进一步掌握红粘土的工程力学特性提供了帮助。     

碳酸盐岩残积红粘土微观结构的扫描电镜研究

根据大量的扫描电镜照片和辅助的X射线能谱分析资料,对残积红粘土微观结构进行了分类研究,指出前人研究不足之处是没有充分考虑土的形成条件、形成环境、土的成因以及组成矿物成分和形态。经研究认为,残积红粘土具有叠片状、絮凝状、粒斑状、斑状、斑块状、球粒状等结构,这些结构与组成红粘土的矿物形态及其成因密切相关。      

罗子沟盆地有机质热演化对砂岩物性的改造作用

基于岩石薄片观察、压汞分析、扫描电镜和X衍射分析等方法对罗子沟盆地大砬子组砂岩物性特征进行了定性-定量研究。结果表明：罗子沟盆地大砬子组砂岩成分成熟度和结构成熟度低,以岩屑长石砂岩和长石砂岩为主;岩石孔隙度高,孔隙度主要为16.2%~26.4%,次生孔隙占总孔隙度面孔率的88%,但总体渗透率极低,渗透率主要分布在（0.13~1.68）×10^-3 μm²,为高孔特低渗的物性特征。有机元素分析、色谱分析、岩石热解及显微组分镜检分析表明,罗子沟盆地大砬子组泥页岩中有机质在热演化过程中产生大量有机酸,有机酸对砂岩中长石等矿物的溶蚀作用是次生孔隙发育的主要原因,但有机酸溶蚀产生的次生矿物在一定程度上堵塞了孔隙喉道。因此,研究区砂岩形成高孔特低渗的物性特征。     

红粘土的磁学性质研究

本文对陕西宝鸡剖面红粘土上部进行了详细的岩石磁学研究，确定了该地区红粘土的主要磁性矿物是磁铁矿。赤铁矿相对含量很少，对剩余磁性贡献较小。磁性质不稳定的磁赤铁矿存在于红粘土中，但不影响剩磁稳定性。特征剩磁载体主要是磁铁矿。磁性矿物的粒度是以准单畴为主。红粘土的短时间弛豫粘滞剩磁很强，因此在零磁空间进行退磁和剩磁测量是非常重要的。     

改良用高液限红粘土作回填土填料性质的方法研究

高液限（ω＞80％）红粘土作为一种特殊的不良地基土体,具有软土、土洞、地面塌陷和胀缩性破坏等不良工程特性,其难排水、难固结的特性原则上是导致其不能作为回填地基材料的主要原因。研究提出在一定的最优含水量范围内,按一定比例掺和碎石并提高压实功等级的改良处理措施,可增大红粘土的最大干密度,提高其压实度,对改良用高液限红粘土作为回填材料增加了可能性。     

桂林红色粘性土在塑性图上的位置

桂林红色粘性土是一种高分散、高液限含水量的粘性土,其成分以富含粘土矿物和铁铝氧化物为特征,塑性图上具有位置靠上偏右,Ip—W_L相关曲线斜率、截距较黄土类土、一般土、全国各类土总平均等低、小而比贵州凯里红粘土大的特点,这种特点主要为桂林红色粘性土自身特殊的物质成分所决定。      

滇东黔西地区陆相二叠—三叠系界线粘土岩特征

在滇东黔西地区，海相和陆相二叠－三叠系界线附近均有界线粘土岩存在。本文介绍了该区陆相界线粘土岩的特征，并探讨了其成因。这些粘土岩主要矿物成分为伊／蒙混层矿物（20％－80％）和高岭石（35％－80％），碎屑物中有锆石、磷灰石、六方双锥石英、其他类型石英和微球粒等。提出界线粘土岩中的物质主要是火山成因，也有正常沉积物的加入，可能还拌有撞击作用的影响。     

红粘土原状土样保护方法的研究

红粘土具有高含水量、高塑性的特征 ,极易收缩而产生裂隙。红粘土原状土样难予进行长期有效的保护。结合工程实例研究表明 ,红粘土原状土样埋藏、裹浆是其有效、方便、经济的保护措施。     

我国天然钠质膨润土

膨润土又称膨土岩或斑脱岩,是以蒙脱石类矿物为主要成分的粘土岩,是一种含水的铝硅酸盐矿物。 蒙脱石颗粒极细,由于晶格置换晶层表面带有大量负电荷,能吸附可交换性阳离子。以吸附钠离子为主时称为钠质膨润土,以吸附钙离子为主时称为钙质膨润土。此外,还有过渡类型。钠质膨润土具有高的电动电位和极强的水化能,在物性上优于钙质膨润土,从而有广泛应用价值。在冶金工业中用于球团矿的粘合剂。     

加积型网纹红土网纹化机制及形成环境

选取九江地区JL剖面网纹层段典型样品,针对红基质与白网纹的物质组成及理化性质展开异同分析,在此基础上探讨网纹红土形成环境。初步得到以下结论:1)红基质与白网纹的粒度组成、元素组成、风化特征基本一致,但铁元素有显著差异,"网纹"并非原生构造,不是岩性差异及差异风化的产物,而是同源物质经历化学风化过程中元素分馏的结果。2)地球化学分析、磁学分析和粘粒级矿物组成分析一致表明,白网纹与红基质在铁含量、铁氧化物形态、铁矿物类型方面存在明显差异。白网纹与红基质相比,全铁含量(4.30%)低于红基质(8.63%);Fe^3+/Fe^2+比值(40.66)低于红基质(90.95);游离铁量及游离度(7.01 g/kg,32.96%)低于红基质(76.21 g/kg,77.52%);铁活化度和晶胶率(25.31%,37.77%)高于红基质(8.77%,9.69%);赤铁矿和针铁矿含量极少,这充分表明白网纹局部存在明显的铁淋失。3)白网纹局部脱色机制主要受控于赤铁矿及其转化,红基质主导矿物为赤铁矿,并含有一定的磁赤铁矿和针铁矿,而白网纹则不含磁赤铁矿,赤铁矿含量也极少。此外高岭石含量也是影响色浅的因素之一,白网纹蛭石、高岭石含量(20.24%和45.08%)均略高于红基质(11.45%和41.82%)。4)赤铁矿的富集、局部铁迁移的特点,整体上指示高温、中强程度化学风化和季节性多水的环境。这在一定程度上暗示网纹红土形成时期气候高温多雨,且季节性反差增强。     

松辽盆地南部HX井上白垩统青山口组黑色泥岩的矿物组成与自生微晶石英成因

泥质岩的矿物组成和成岩作用是制约其作为CO₂地质封存的盖层封闭能力和作为页岩气储层具易压裂性质的重要原因。通过地球化学分析、X-射线衍射分析和扫描电镜观测及能谱测定,确定了松辽盆地南部HX井上白垩统青山口组泥岩的矿物组成,识别出了蒙皂石转变伊利石反应过程中形成的亚微米级自生微晶石英。研究表明：HX井上白垩统青山口组泥岩的母岩岩石类型和风化效应一致,泥岩主要由黏土矿物、钠长石和石英组成,钾长石少量;黏土矿物以伊利石/蒙皂石混层为主,其次为绿泥石;脆性矿物（钠长石、石英和钾长石）的平均质量分数为44.43%,黏土矿物平均质量分数为54.26%。蒙皂石转变伊利石反应过程中形成的亚微米级微晶石英单晶呈自形－半自形粒状,集合体呈巢状,分布于伊利石/蒙皂石混层黏土矿物的微孔隙中。以伊利石/蒙皂石混层矿物为主、且存在一定量的自生微晶石英的泥岩盖层（例如HX井青山口组泥岩）将有助于注入CO₂的长期封存。HX井青山口组泥岩中的脆性矿物含量符合工业价值页岩气的储层标准,而黏土矿物含量则相差较多。     

红色粘土型金矿成因矿物学特征

红色粘土型金矿是表生湿热气候条件下含金基岩经不彻底的红土化作用而形成的一种新类型金矿床。以云南上芒岗、贵州老万场和湖北蛇屋山金矿为例 ,对红色粘土型金矿的成因矿物学特征进行了研究。结果表明 ,表生成因的高岭石 +伊利石 +针铁矿 +自然金组合可作为该类型金矿的标型矿物组合 ;高岭石的 ( 0 0 1 ) X射线衍射峰半高宽可作为标型特征反映介质的酸性程度和硅、铝的饱和程度 ,进而指示金的富集部位 ;针铁矿中的铝置换率可反映红土化程度和粘土中的含水量 ,进而指示古潜水面的位置 ;金的粒度、形态和赋存状态可反映金的迁移富集程度和富集机制。     

Sediment colour reflectance spectroscopy as a proxy for wet/dry cycles at Lake El'gygytgyn,Far East Russia,during Marine Isotope Stages 8 to 12

Marine Isotope Stage 11 has been proposed as an analogue for the present interglacial interval; yet, terrestrial climate records from both this region and time interval are rare. The sediments deposited at Lake El'gygytgyn (67°30′N, 172°5′E) in Far East Russia contain a 3·56 Ma record of climate variability. This study presents a high‐resolution record of sediment colour change from Marine Isotope Stage 8 to 12 (ca 275 to 475 ka) and demonstrates the link between lake catchment processes and climate variability. The hue colour parameter, calculated from data collected via colour reflectance spectroscopy in the visible spectrum (380 to 720 nm), exhibits correspondence with global climate records. Determining the source of sediment colour changes was achieved through detailed mineralogical and sedimentological methods, and linked to colour changes through a series of colour sensitivity tests. Mineralogical data, measured by X‐ray diffraction, reveal fluctuations in concentrations of clay minerals corresponding to colour changes. Further analyses of the clay mineral assemblages show no change in relative clay mineral abundances, yet demonstrate a lake catchment dominated by physical weathering processes. Using measured mineral abundances, reconstructions of sediment colour based on colour reflectance mineral standards link mineral and clay mineral content to overall sediment colour. Colour sensitivity tests demonstrate the ability of iron oxide minerals to stain sediments red. Additionally, colour sensitivity to organic matter content was tested, suggesting that organic content drives variability in the red portion of the spectrum and darkens the overall colour signal. Sediment colour is then ultimately linked to physical weathering of bedrock minerals, with small amounts of chemical weathering producing iron oxides during wet intervals. Fluctuations in the sediment colour reveal a high‐resolution record of wet/dry cycles, and provide new information about wet periods for the Russian Arctic region not yet understood from other lake proxy records.     

云南岩溶区As、Cd元素异常特征

云南岩溶区水系沉积物中As、Cd元素含量分别为6.7~14.9ppm和0.14~0.21ppm,普遍高于省内其它地区。云南不同岩溶区As、Cd元素含量高异常还有较大的差异。As、Cd元素的高异常以滇东南岩溶区最为明显,异常幅度最大;其次为滇东岩溶区、滇西北以及滇西保山—沧源岩溶区;滇东北地区Cd异常较为突出,而As异常较弱。一般从岩石到土壤As、Cd元素呈富集态势,富集约4~5倍。通过对小江流域泸西As、Cd元素高异常区的地球化学和地质环境分析,发现农作物对As吸收量不大,超标率为14.8%;但对Cd元素吸收远高于As元素,超标率高达74.1%。通过对比分析,认为岩溶区碳酸盐岩As、Cd元素的高背景含量(As含量12.89~28.86ppm、Cd含量0.031~0.314ppm)是其风化形成的土壤中As、Cd元素含量高异常的根本来源,As、Cd元素主要通过粘土矿物和有机质的吸附累积而富集。      

某公路路基填土工程地质性质研究

盱眙地区软土成因复杂,矿物成分特殊,本文通过对其矿物成分、化学成分、颗粒分析、物理指标、膨胀性、压缩性等试验研究,对该软土的工程性质取得一些认识。结果认为该类软土中粘土矿物含量高、亲水性强,填土液塑限高、有机质含量高;在含水量高时碾压成饼状,含水量低时坚硬难以破碎,不能直接做路基填料,采用常规的掺灰处理效果不理想,是一种特殊性软土。     

广西红黏土矿物成分分析

黏土矿物成分对其工程力学性质具有显著的影响。目前,在黏土矿物种类鉴定方面已有一些成熟的方法技术,而对黏土的矿物成分定量分析尚没有成熟的方法。本文基于X射线衍射试验、全化学元素分析、Bogue法和K值法,对广西武鸣、桂林两地红黏土的矿物成分进行了定性鉴定和定量分析。研究结果表明:(1)桂林、武鸣两地红黏土的主要矿物均为高岭石、三水铝石、针铁矿,桂林红黏土还含有一定量的石英。(2)武鸣红黏土的矿物成分及其含量依次为:高岭石(74.0%)、三水铝石(12.53%)、针铁矿(2mm, 2.22%)、针铁矿(2mm, 8.37%)。(3)桂林红黏土的矿物成分及其含量依次为:高岭石(56.59%)、三水铝石(11.44%)、针铁矿(15.61%)、石英(12.45%)。     

湘西北地区寒武系牛蹄塘组页岩气资源前景

湘西北地区牛蹄塘组黑色页岩展布广泛,为寒武纪纽芬兰世—第二世滞留还原条件的沉积产物,适中的埋深和较大的厚度为其提供了良好的气藏条件。对其有机地化参数进行试验分析:TOC值为0.59%～13.05%,均值3.75%,有机质丰富;R_o值为1.87%～4.00%,均值3.05%,成熟度高;干酪根类型以Ⅰ型为主,少量为Ⅱ型,具有良好的生气潜力;矿物组成中脆性矿物含量为33%～87%,平均含量为68%,而黏土总量为13%～43%,平均为26%,脆性矿物/黏土矿物值高,有利于储层改造;页岩孔隙度为0.3%~8.0%,平均为3.3%,渗透率均小于0.04×10^-3μm²,为低孔低渗类型。综合研究表明,牛蹄塘组具有良好的页岩气生储潜力,同时运用条件概率体积法对其资源量进行评估计算,资源量十分可观。在此基础上对湘西北地区牛蹄塘组划分出6个页岩气有利区,为进一步实施页岩气勘查提供依据。     

城市河道淤泥特性及改良试验初探

以南京内秦淮河疏浚淤泥为例,通过土工试验、XRD和X射线荧光光谱试验等方法,研究了城市河道淤泥的物理性质、矿物成分、化学成分等特性。试验结果显示:秦淮河淤泥粘粒含量低、有机质含量极高,矿物成分主要有石英和少量粘土矿物等。为了实现淤泥的资源化处理,运用水泥、石灰无机固化材料对淤泥进行固化改良试验及改性土无侧限抗压强度试验,结果表明随着水泥掺量增加,水泥固化土由塑性破坏向脆性破坏过渡,破坏应变在1.8%~2.2%,而石灰固化土均表现为脆性破坏,且破坏应变小于水泥土,为1%左右。水泥固化土28d强度为670kPa,固化效果优于石灰,但略低于处理一般软土的固化土强度。研究结果对处置城市河道淤泥有一定参考价值。     

辽西黄土的物质组成与微观结构特征

黄土的物质组成和结构特征对深入研究黄土的工程地质特性和湿陷机理具有重要的意义。利用颗分试验、X射线衍射技术、化学分析技术及扫描电镜测试技术,对阜新一朝阳高速公路沿线黄土的颗粒组成、化学成分、矿物成分、易溶盐,以及原状黄土的微观结构进行了测试、分析。结果表明：①黄土的颗粒成分以粉粒为主,粉粒中又以粗粉粒为主;粘粒含量变化较大;②黄土中的碎屑矿物以石英和长石为主,粘土矿物以伊利石、伊蒙混层为主;③黄土中的易溶盐和难溶盐较其他地区偏低;④浅层黄土结构较松散,为支架大孔微胶结结构和支架大孔-镶嵌微孔半胶结结构;深层黄土结构较为密实,多为絮凝状胶结结构和凝块状胶结结构。