四川省汶川县城区某斜坡危岩体破坏模式及治理

危岩体是西南地区威胁交通和居民区安全的重要隐患。特别是“5．12”地震造成了原危岩体的崩塌,同时又形成了大量新的危岩体。汶川县城区某斜坡危岩体可归纳为三种破坏模式：拉裂-滑移式、整体剪切错落式和弯折-拉裂-倾倒式。危岩体失稳后,落石将会以弹跳、滚动和滑动方式沿坡体下落。运用能量守恒定律和运动学规律来确定落石的动能、落距和弹跳高度,采取GPS2型主动防护网、RX-075型被动防护网及落石槽相结合的措施,确保213国道和居民区的安全。     

山西省繁峙县后峪铜钼金矿锆石形态标型特征

为探讨后峪地区锆石的生长条件及其与该地区岩浆岩的成因和演化的关系,对本区不同岩体中的锆石形态标型进行了系统的研究。结果表明:不同岩体中锆石的长宽比大多集中在1.5∶1~3∶1之间,按Pupin锆石晶体类型分类,岩体中的锆石可划分为R2、P1-5、S2-5、S7-10、S12-15和S20等类型,说明锆石是在碱质岩浆中结晶,且结晶温度较低;岩体的液相线的温度为850~750℃,锆石大规模结晶温度为700~650℃。锆石的结晶作用从岩浆早期开始一直持续到岩浆后期,温度跨度大,持续时间长,说明岩浆为富水岩浆,有利于斑岩型矿床Cu-Mo-Au的矿化。本区岩浆岩的化学成分分析及不同岩体中锆石群类型的演化趋势图表明:本区岩浆除了壳源成因之外还有幔源成分加入其中,岩浆岩属于钙碱性系列(偏碱性)岩石。     

天津蓟县马伸桥含磷硷性杂岩及其地质意义

马伸桥岩体是由同源不同期次的超基性-硷性-碳酸岩构成的三位一体的杂岩体,其中超基性岩体是一个多韵律的层状岩系,产有9层磷矿,累计厚度68.25m.该类杂岩在世界各古老地台均有产出,半数以上产有磷、铁、稀有金属、稀土元素等矿产.马伸桥岩体是一个比较典型的超基性-硷性-碳酸岩三位一体杂岩,在我国属首例.马伸桥硷性杂岩体产于...     

太行山南段中生代杂岩体成因及其演化分析

平顺-符山-武安-洪山杂岩体主要由橄榄辉长辉绿岩、角闪闪长岩,经闪长岩、二长闪长岩、正长岩、花岗岩一系列岩石组成,其地球化学性质相似,CaO、FeO、MgO和TiO与SiO2呈线性正相关,富集大离子亲石元素(如Sr、Ba、K)和LREE,亏损高场强元素(如Nb、Ta、Ti)和HREE,具有微弱的正Eu异常。符山杂岩体的εNd=-12.3~-16.9,ISr=0.705 6~0.707 1,武安杂岩体εNd=-13.8~-18,ISr=0.705 9~0.707 6,相比之下,洪山杂岩体具有比符山-武安杂岩体明显高但相对均一的εNd值(-8.2~-11)和变化较大的ISr(0.705 2~0.710 2)。平顺杂岩体Pb同位素比值较高,(206Pb/204Pb)i=17.859~18.474,(207Pb/204Pb)i=15.429~15.612,(208 Pb/204 Pb)i=37.374~38.641。而符山杂岩体(16.92~17.3,15.32~15.42,37.16~37.63)、武安岩体(16.63~17.4,15.28~15.44,36.78~37.3)和洪山杂岩体(17.28~17.74,15.40~15.48,37.01~38.12)变化连续。平顺-符山-武安杂岩体可能是同一期岩浆演化的产物,起源于EMI型富集地幔的部分熔融,但在上升过程中受到不同程度的下地壳物质混染。洪山岩体也来源于EMI型富集地幔的部分熔融,但属于不同岩浆热事件,仅受轻微下地壳混染。太行山南段中生代广泛的岩浆活动可能与邯邢地幔柱上涌有关。     

虹螺山一带花岗岩类含钼性的矿物学标志

通过对虹螺山一带酸性花岗岩类副矿物的研究,获得了一些岩体含钼性的矿物学标志。 区内含钼岩体最典型的副矿物组合是黄铜矿-锆石-金红石(白钛石)-辉钼矿型或硫化矿物-辉钼矿-锆石-磷灰石型。这种组合类型以含磁铁矿极微,且赤铁矿量大于磁铁矿,钛矿物中出现大凰白钛石或金红石,辉钼矿、黄铜矿等硫化矿物增多为其特征。含矿岩体副矿物明显具有多期性和多世代性。在形态上普遍成破碎颗粒状,特别是当锆石出现扁板晶、歪晶等形态时,对区内寻找钼矿具有标志意义。副矿物中钼浓度显著增高是岩体含钼性的微量元素标志,早期晶出的锆石等副矿物食钼较高,标示岩体有钼成矿的可能性,而辉钼矿的大量出现或其他金属硫化物含钼较高则可视为钼成矿的直接标志。含矿岩体和非含矿岩体中磁铁矿、磷灰石晶胞参数有规律性地变化,也是岩体含钼性的一种矿物学标志。     

红旗岭矿区2号岩体岩浆型硫化铜镍矿床成矿规律及找矿意义

红旗岭矿区2号岩体硫化铜镍矿床位于红旗岭矿区Ⅰ岩带上,辉发河深大断裂带北西侧,富家-何家-北兴隆-长胜断裂构造系统中,并侵位于北兴隆复背斜的轴面核心位置,是Ⅰ岩带上一个较大的镁铁—超镁铁质岩体。辉发河深大断裂为岩体的形成提供幔源岩浆上升的通道,其主要扮演了一种导矿构造,而在富家-何家-北兴隆-长胜次级断裂为2号岩体的形成提供了容矿空间,也是重要的容矿构造,同时矿体的富集受岩体岩相的制约。     

华南花岗岩型铀矿床成矿热源的分析和计算

木文在分析研究华南花岗岩型铀矿床成矿地质特征的基础上,根据JJ花岗岩体的规模(340km~3)、放射性元素含量(U 11ppm, Th 50.2ppm,K 4.4％)及围岩导热率(K_m=2.51×10~(-2)Jcm~(-1)℃~(-1)),计算得出JJ岩体由于放射成因热的积累可在其周围形成温度为323℃(岩体中心)—167℃(距岩体3.73km(水平)和7.87km(垂直))的稳定热场。笆者认为,放射成因热是华南花岗岩型铀矿床的主要成矿热能来源。     

北祁连山南侧阿拉斯加型岩体的发现及地质意义

在北祁连山南侧祁连县境内发现侵位于寒武-奥陶系火山-沉积岩系中的阿拉斯加型岩体。岩体以辉长岩为主,超基性岩分布于其中并发育堆晶结构,遵循钙碱性演化趋势,是由同一岩浆经不同程度分离结晶形成的。扎麻什东沟岩体的ε_Nd(t)≈0,初始锶比值高,暗示形成于活动大陆边缘环境,来自受到俯冲作用影响的,EMII富集地幔源区。阿拉斯加型岩体与其大致同时代蛇绿岩的空间分布关系表明,在北祁连山古洋壳存在向南的消减事件。     

华南地区新元古代花岗岩铀成矿机制——以摩天岭花岗岩为例

华南是我国重要的花岗岩型铀成矿区,印支期-燕山期花岗岩是最主要的产铀花岗岩。广西北部形成于新元古代的摩天岭岩体是我国目前已知的最古老的产铀花岗岩体之一。前人对华南印支-燕山期花岗岩的铀成矿作用研究较深入,但对以摩天岭岩体为代表的新元古代古老花岗岩的铀成矿作用研究程度较低。本文以摩天岭花岗岩体为对象,进行了岩石学、地球化学、年代学及其铀矿成矿特征和规律的深入研究,取得以下认识:1)摩天岭岩体规模巨大,相带分布明显,内部相带和过渡相带发育,岩性主要为黑云母花岗岩、二云母花岗岩和含电气石二云母花岗岩,花岗岩体具有富硅富碱、铝过饱和、钾大于钠的特点,属S型花岗岩; 2)摩天岭岩体形成于850～760Ma之间的新元古代; 3)摩天岭岩体铀成矿潜力巨大,铀矿化以铀-绿泥石型和铀-硅化带型为主,铀-绿泥石型的代表矿床——达亮矿床形成于360～401Ma,是加里东期区域变质及构造活动共同作用的结果;铀-硅化带型铀矿的代表——新村铀矿形成于47Ma,是喜马拉雅期伸展构造作用下构造-热液活动共同作用的结果; 4)摩天岭岩体中铀矿床的铀源来自于元古界四堡群、丹州群和摩天岭岩体本身;成矿流体主要来源于大气降水,同时有深部流体的参与;热源主要与加里东期区域变质作用和喜马拉雅期伸展背景下的构造作用关系密切; 5)摩天岭岩体铀成矿经过了新元古代铀预富集、加里东晚期到海西早期的区域变质-构造热液成矿作用、喜马拉雅期的构造热液成矿作用等几个阶段,形成了类型丰富、规模较大的铀矿床,铀找矿潜力巨大。     

柴达木盆地西北缘牛鼻子梁铜镍矿矿床特征及其发现意义

牛鼻子梁铜镍矿产于柴达木盆地西北缘古陆块上,其成矿与基性-超基性层状杂岩体有关。共发现3个岩体,其中以Ⅰ号岩体规模较大,出露面积近7km2,其余2个岩体较小。岩体岩石堆晶结构明显,具层状和纹层状构造。Ⅰ号岩体出露岩性以层状淡色辉长岩、闪长岩为主,局部夹超基性岩,代表层状杂岩体上部层序。Ⅱ、Ⅲ岩体以超基性岩石为主,代表层状杂岩体下部层序,是主要的含矿层位。通过槽、钻探验证,在Ⅱ、Ⅲ岩体已发现硫化物铜镍矿体9条,其中,一条矿体的视厚度达41.1m,Ni平均品位为0.5%,最高1.57%。其矿石矿物主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿等,属岩浆熔离改造型矿床,有后期热液叠加。该类型矿床是在柴达木地块周缘首次发现,具有重要的现实意义,其为今后在柴达木盆地周缘寻找与基性-超基性岩有关的铜镍硫化物矿床提供了依据。     

基于地质强度指标法的柱状节理玄武岩体力学强度估计

节理岩体的强度是岩体工程设计的重要参数, 柱状节理岩体作为一种具有柱状镶嵌结构的特殊节理岩体, 缺乏相似的工程案例, 其岩体强度的确定是目前水电工程中的热点问题。本文综述了国内外相似工程中柱状节理岩体强度的研究进展, 以白鹤滩水电工程为例, 结合Hoek和Brown最新提出的地质强度指标法和强度准则估算了不同爆破损伤下的柱状镶嵌块状结构和柱状镶嵌碎裂结构柱状节理岩体的强度参数, 并得到白鹤滩水电站的原位试验成果的验证, 计算表明基于地质强度指标法的Hoek和Brown强度准则能较好的反映柱状节理岩体的强度参数。      

岩体多尺度异质性及其力学行为

异质性是岩体的重要属性之一,从岩体的物质组成到结构特征,再到微宏观力学行为表现,异质性现象普遍存在。本文在梳理已有研究成果的基础上,从岩体的细微观异质性、结构面异质性和宏观异质性3个不同的尺度,对异质性的产生原因、表现特征、力学效应和时空演化规律等进行阐述,并介绍了相关研究方法以及异质性在不同尺度上的差异表现。岩体异质性的研究,是岩体工程地质力学理论体系的延伸,而多尺度的研究方法也成为全面揭示岩体变形破坏机制的一种有效手段。     

节理岩体冲击破坏的数值流形方法模拟

节理的存在是岩体明显区别于岩石的一个重要特征,也是导致岩体具有非均质性及各向异性的一个重要因素。节理岩体在爆炸冲击荷载作用下的破坏特征不仅是岩体力学研究的一个热点问题,也是岩石爆破领域经常遇到的一个工程问题。目前,常用的有限元和离散元等数值方法都不能很客观地反映岩体中节理分布的实际规律,而最新出现的数值流形方法则完全能够按照岩体中节理的实际分布规律进行建模,并能够很好地模拟岩体在外力作用下新裂纹的产生及已有节理的开裂。对3种不同节理岩体,即无节理岩体、均布水平节理岩体、均布垂直节理岩体等在均布垂直于圆周方向上的冲击荷载作用下的破坏过程进行了模拟。由模拟结果可以明显看出,节理的存在对岩体的破坏型式起到了关键性的控制作用。对于完整岩体,其破坏型式呈现出了很好的对称性;而对于水平及垂直节理岩体,其破坏型式在很大程度上受到节理分布的控制。研究结果对岩石爆破工程设计具有一定的指导意义。     

深部破碎岩体变形模量的一种新型试验方法及工程应用

岩体的变形模量是表征岩体抗变形能力的一个重要参数。对于深部破碎岩体的变形模量,采用传统的现场试验法或钻孔弹模法获得其变形参数有一定的局限性。因此,采用一种新开发的试验手段：将现场钻孔中取得的深部破碎岩体试样带回室内,放入MTS中进行三轴试验,记录相应的位移和应力;同时推导了一套配套的理论计算公式,利用室内试验的方法获得了从钻孔中取得的深部破碎岩体的变形模量。采用上述方法对实际水电工程坝基深部破碎带岩体的变形模量进行试验计算,并对试验得到的变形模量结果进行检验分析。其结果表明：采用两种方法获得的深部破碎岩体变形模量值差别一般在10％以内。     

Fuzzy-random probabilistic analysis of rock mass responses to explosive loads

This paper addresses the effects of randomness of initial damage in a rock mass and the critical tensile strain of the rock material on its dynamic responses and damage under explosive loads. A fuzzy definition is proposed to describe the fuzzy nature of failure phenomenon in a rock mass. The initial damage of the rock mass is estimated using the longitudinal and transverse elastic wave velocities. By using statistical analysis, the initial damage of the rock mass is found having the Beta distribution. The statistical estimation of a damage state and properties of randomly damaged rock mass are evaluated by the Rosenbluth's point estimate method. In numerical calculation, an isotropic continuum damage model with the initial damage and the cumulative damage dependent on an equivalent tensile strain is suggested to model the rock mass behavior under blast loads. A Beta distribution is proposed to represent the probabilistic distribution of the damage variable of the rock mass under explosive loads. Several types of membership functions are suggested to represent the fuzziness of material failure. Based on the fuzzy–random probabilistic theory, a model including both the effects of randomness and fuzziness is proposed for the failure analysis of rock mass under explosive loads. The suggested models are coded and linked with an available computer program AUTODYN2D through its user's subroutine capacity. The fuzzy failure probability and dynamic responses of the rock mass are calculated. Numerical results are compared with those obtained from independent field tests.     

计算流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究。随着计算机运算能力的不断增强 ,在地球化学中正在形成一门新兴学科———计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运化学反应耦合动力学研究取得了显著进展。建立在Darcy定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等 ,从古水文学和流体地球化学方面高度动态研究成矿作用。根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据 ,预测多组分体系中发生的流体岩石相互作用 ,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运化学反应耦合动力学 ,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为 ,是计算流体地球化学的发展方向。     

岩体节理表面几何特性描述

岩体节理表面几何特征对岩体变形、刚度、剪切强度和水渗导性有重要影响,一般用节理粗糙度系数（ＪＲＣ）、节理吻合系数（ＪＭＣ）来描述。本文用节理表面分维（ＪＳＦ）来描述节理表面形态的复杂性,为节理表面几何特征描述提供了一个新的方法。     

岩体完整性系数确定及应用中的几个问题探讨

岩体完整性系数是一个与岩体质量和强度有关的地质参数,用于岩体完整程度划分、工程岩体质量分级等方面。然而不同的规范在岩体完整性系数的确定和应用等方面存在分歧。本文分析了岩体波速测试方法、岩体风化状态对岩体完整性系数的影响以及岩体体积节理数与岩体完整性系数的关系,并对岩体完整性系数应用中存在的问题进行了探讨。确定岩体完整性系数时,若岩块与岩体弹性波速的测试方法不同,应进行修正。所测试的岩块与岩体应处于相同的风化状态。采用岩体体积节理数确定岩体完整性系数时应考虑岩体中结构面的张开宽度和充填情况。应注意区分规范中围岩工程地质分类与岩爆判别中的围岩强度应力比的不同地质含义。     

基于无人机倾斜摄影的矿山边坡岩体结构编录方法与工程应用

岩体结构特征控制着岩体力学性质并影响岩体工程稳定性,因此岩体结构地质编录一直是岩体工程地质中的重要内容。针对露天矿山边坡,传统的岩体结构编录方法具有危险性大、效率低等缺点,需要引入新技术实现地质编录的安全、高效。随着近年来无人机的民用化,采用无人机倾斜摄影技术改进传统露天矿坡的地质编录工作将成为未来的发展趋势。本文以浙江某露天采石场矿坡为例,阐述了无人机摄影技术在地质编录中的应用方法和工作流程。基于无人机倾斜摄影技术,采用运动恢复结构法将点云数据转化为岩体三维数字模型,并利用点云的坐标信息实现对岩体结构面产状的解译。通过对比罗盘测量的产状和点云计算的产状验证了该技术应用的可靠性。在此基础上划分了结构面的优势产状,为分析矿山边坡稳定性提供了基础数据支持。     

大埋深高地应力关山隧道围岩变形破坏分析

甘肃省关山隧道是一条受高地应力影响的大埋深硬脆性闪长岩铁路隧道,位于青藏高原东北缘,构造活跃,运动速率较大,且方向变化显著的六盘山挤压隆升构造区。在隧道开挖过程中围岩变形破坏现象明显,围岩等级低于前期岩体质量分级,表现出强烈的岩体质量劣化和各向异性。针对该问题,除了采用矿物成分和微结构分析寻找原因,还通过现场结构面统计分析对围岩质量劣化和各向异性进行描述,同时运用自行研发的钻孔电视进一步分析开挖前后一定时间间隔内围岩的渐进式变形和破坏。钻孔电视试验结果表明,尽管闪长岩作为一种硬脆性岩体,单轴抗压强度（UCS）高于现场地应力值,但其变形和破坏却普遍发生,开挖过程中新生裂隙迅速发育,原先在高地应力下闭合的裂隙也会重新张开和发展,围岩劣化,稳定性降低。为了进一步分析围岩的变形破坏过程,设计了变压力大小和方向的单轴抗压试验,试验中闪长岩的单轴压力值低于单轴抗压强度,试验结果与钻孔电视试验观测结果吻合,证明了在开挖引起的地应力剧烈变化条件下硬脆性闪长岩结构劣化,存在变形破坏的可能性。在大埋深高地应力条件下,除了岩体的各向异性,地应力的变化也是硬脆性围岩稳定性的重要考量因素。