花岗岩球状风化的形成机理新析

花岗岩球状风化现象在自然界比较常见,其成因国内一般认为受三维裂隙控制,出露地表接受风化时,由于棱角突出,角部受三个方向的风化,棱边受两个方向的风化,而面上只受一个方向的风化,故棱角逐渐缩减,最终趋向球形。国外也有其他成因认识,如liesegang现象、卸荷载、微裂隙、体积膨胀、后期风化作用等莫衷一是。本文通过认真观察,对比分析,总结出球状风化形成机理即亲水矿物吸水及失水造成的膨胀收缩的结果。     

剪节理发育地区球状风化物的成因分析

在系统总结国内外关于球状风化物成因研究已有认识的基础上, 针对其中存在的一些值得商榷的问题,结合大量野外图片以及标本分析,对剪节理发育地区球状风化物的成因展开重点研究。提出由于应力作用使岩石内部产生球状细微剪切变动,之后受风化作用的影响形成了球状风化产物的新观点。以此为基础,分析了其他类型球状风化物的形成与力作用的关系。     

米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩球状风化特征及成因机制

球状风化发育类型广泛,并且与人们的生产生活息息相关,但是人们对球状风化的研究却相对较少.为进一步研究其发育特征和形成机制,笔者通过薄片鉴定、扫描电镜、X-射线衍射、主量及微量元素分析等实验手段对米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩球状风化发育特征及成因机制开展了系统研究.研究表明,米仓山构造带下寒武统筇竹寺组砂岩的球状风化...     

广州地区花岗岩球状风化特征及地貌景观——以火炉山森林公园为例

广州地区现有众多森林公园如火炉山、凤凰山、帽峰山森林公园,其中花岗岩广泛发育,是很好的地质遗迹,并且区域内花岗岩普遍发生了球状风化.通过对火炉山森林公园内花岗岩球状风化体的地质考察与分析,总结了一系列花岗岩球状风化的特征,简要阐述了球状风化体的形成机制,并认为它们是兼具科学和美学价值的地质景观,值得进一步保护和开发.     

重庆地区红层泥岩球状风化剥落特征及其形成机制

以重庆地区红层泥岩为对象,对其球状风化剥落的形貌、剥落层序、剥落层层数、剥落层厚度、剥落物形态及其堆积特征等进行了分析。调查和分析表明,泥岩球状风化是水分场、温度场有关的各种风化作用共同作用的结果,其风化剥落经历了局部变形与应力集中、风化裂隙切割、椭球化、拱形开裂与球状逐层剥落的过程。红层泥岩球状风化剥落速度快,风化球因分叉明显,稳定性差,难以长久保留。     

降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与稳定性分析

降雨作为边坡失稳破坏的最常见诱因,在非均质性、非连续性特征显著的球状风化花岗岩类土质边坡中具有更为复杂的影响特征。依托ABAQUS及其二次开发,通过构建降雨条件下球状风化体类土质边坡渗流模型,综合考虑降雨参数的影响,开展了降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡渗流特性与其稳定性研究。研究结果表明：受球状风化体影响,边坡浅层土体更快达到饱和,并且其饱和速率亦受风化体的埋藏深度、“迎雨”面横截面积和含量控制;降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡潜在滑动面仍表现出显著的复杂多样性,存在与无雨状态相似的滑面,也可能拓展形成新的浅层滑面;边坡安全系数与降雨历时和降雨强度为负相关,随着降雨的持续有趋于平缓的趋势,但也能在球状风化体的影响下失去平缓趋势而持续降低;在所设雨型中,渐变递增型对边坡稳定性影响最大。研究成果可为降雨条件下球状风化花岗岩类土质边坡稳定性评价提供科学依据。     

驳施雅风“冰臼”“负球状风化”成因论

施雅风院士最近撰文指出笔者等近年来在中国东部发现的若干"冰臼"并非冰川遗迹,而是花岗岩经"负球状风化"而成。然而,他所谓的"负球状风化说"与当地的气候环境条件和客观存在的事实完全相悖。冰臼是地表负地形之一,现今是"堆积区"而不是"侵蚀区",以现代常见的侵蚀作用产生冰臼的所谓"风说"、"壶说"、"风雨说"、"差异风化说"、"负球状风化"等,都是不可能的。这些假说是对过去业己形成冰臼群进行不同成因推断,是对冰臼群成因的最大误解。冰臼只能由大量冰川融水沿冰川裂隙自上向下,以滴水穿石的方式形成滚流水钻,强烈冲击下伏基岩产生。从河流流水动力学特点上看,急流旋涡主要产生水平力为主,而冰臼的形成主要是垂直力才有可能产生,因此河流流水也是无法产生冰臼的。     

再论山脊壶穴的冰川融水成因——兼与施雅风院士商榷

针对施雅风院士新提出的壶穴之"负球状风化"说,笔者特撰文与施老商榷。笔者认为:壶穴的形成并不受花岗岩中节理的控制,也与风化作用无关,不能用"负球状风化"来解释。壶穴是高速旋转水流侵蚀的结果,在中国东部花岗岩山脊上发现的壶穴是第四纪冰川融水侵蚀的标志。近年来观察到的格陵兰冰上湖泊的突然排泄为壶穴的冰川融水成因说提供了重要的证据。壶穴成因争论的本质是中国东部是否曾经发育过第四纪冰川,建议第四纪学界关注中国东部第四纪冰川的其他地貌标志。韩同林研究员的"冰臼论"促进了中国东部第四纪冰川地貌的再研究,应当给予积极评价。     

变质岩中的球状结构及其对变质作用的指示

球状结构是指由纤维状晶体组成的放射状集合体,其为一种高度不平衡的结构。它们常见于火山岩、假玄武玻璃、沉积岩以及热液沉积物中,在不同变质级别的变质岩中也有广泛报道。变质岩中的球状结构记录了丰富的变质作用信息,然而其在变质岩中的成因机制和对变质作用的指示意义尚缺少详细的研究。球状结构的生长需要温度、压力或成分的改变使得结晶体系远离平衡,它的结晶动力学过程受物质的扩散控制,要求晶体生长速率远大于物质扩散速率。详细解析球状结构和分析导致不平衡的因素有助于限定变质作用的条件和过程。本文拟从变质岩中报道的代表性球状结构出发,基于球状结构结晶所需的热力学和动力学条件,总结变质岩中球状结构的四种可能成因机制:流体结晶、变质熔体结晶、冲击变质作用和高度不平衡的变质反应。组成球状结构的纤维状晶体具有大的表面能,在持续保持温压和流体条件不变的情况下会快速重结晶使得球状结构消失,球状结构得以保留意味着其所处的环境要迅速转变为它不再结晶的条件。因此,变质岩中的球状结构指示寄主岩石经历了持续时间很短的非平衡变质作用过程。借鉴其它学科研究球状结构的定量方法和在变质作用条件下开展球状结构的实验研究是变质岩中球状结构研究的潜在方向。     

日本北海道音调津的球状石墨

0 引言 球状石墨是一种罕见的天然石墨.日本北海道广尾郡广尾町音调津有镍铁硫化物矿床,为一基性岩浆岩成因矿床[2-4],其中存在石墨矿体.音调津矿山产出块状、球状和脉状等类型的石墨[2].块状和脉状石墨矿受地质构造,沿断层和剪切带分布.球状石墨与镍铁硫化物矿紧密共生,主要出现在辉长岩体中[2-4].本文采用体视显微镜、光学显微镜、X射线衍射仪、透射电子显微镜等手段,观察分析了日本北海道日高带音调津天然形成的球状石墨.     

闽东南花岗岩球状风化不良地质发育特征及其工程地质问题

闽东南沿海花岗岩广泛出露,其矿物成分差异明显,且受区域地质构造和湿热交替气候影响,花岗岩球状风化不良地质及其诱发的工程地质问题极为突出.粒径大小不一的风化球体受外界环境扰动,形成高空落石或坡面滚石,坚硬的风化球与残积土或全风化岩混杂的斜坡受降雨或开挖触发产生崩塌和滑坡,形成复杂的斜坡地质灾害.富含孤石的花岗岩地段开挖浅...     

球状风化花岗岩类土质边坡随机重构与其失稳破坏模式研究

球状风化花岗岩类土质边坡高度的非均质性、非连续性以及土-球接触界面的复杂性致使其失稳破坏复杂多变,综合运用几何学、计算机随机模拟技术等,以有限元软件ABAQUS为平台,基于Python开发了球状风化花岗岩类土质边坡的随机结构模型程序,研究了球状风化体的含量、空间分布、粒度组成以及土-球接触界面等作用下球状风化体类土质边坡的失稳破坏模式。结果表明：球状风化花岗岩类土质边坡破坏模式复杂多变,且由于球状风化体的存在,使得该类边坡的潜在滑动面极其不规则,甚至出现多条滑动面;位于滑动面附近的风化体阻碍了滑动面的发育,迫使其出现“绕石、分流或者包含”的塑性扩展模式。随着球状风化体含量的增长,坡体内部越来越难以形成单一的、上下贯通的滑动面,安全系数随之逐步提高;(0.22～0.3)L_c粒径风化体含量越多,Ⅱ区风化体所占面积越大,越有利于边坡稳定;土-球接触界面最有可能发展为滑动面,界面接触类型显著影响着球状风化花岗岩类土质边坡的失稳演化过程。研究成果可为合理准确地评价球状风化花岗岩类土质边坡的稳定性提供科学依据和理论支撑。     

地质素描——吉林春化花岗岩球状风化

球状风化是指岩石呈圆球状或椭圆球状,由表及里层风化剥离的现象。残留的球形岩块称为"石蛋"。吉林春化海西期斜长花岗岩的球状风化十分明显(见素描图)。其他还见有河南確山的石英斑岩地表球状风化的岩石和西藏拉萨河畔的球状风化花岗岩。     

日本北海道音调津的球状石墨

本文利用光学显微镜、X射线衍射仪、透射电镜等手段对日本北海道音调津球状石墨的成因、结构等进行研究,认为日本北海道音调津球状石墨中除了石墨外,还存在镍黄铁矿﹑黄铜矿﹑磁黄铁矿等金属硫化物矿物。通过透射电子显微镜观察发现音调津石墨中大部分是椭圆状石墨颗粒,高分辨晶格条纹主要是非晶态结构,但是同时也发现了结晶良好的石墨。高结晶度石墨的存在可能是在硫化物Fe-Ni-Cu的触媒作用下形成的。天然球状石墨的微结构和性状研究对天然石墨的形成和开发应用有重要意义,对新型碳材料的制备技术有重要科学意义。     

内蒙古东胜铀矿床成矿主岩中球状磁铁矿的成因

在东胜砂岩型铀矿床中,发现了球状磁铁矿、黄铁矿和方解石胶结物紧密共生的现象。为分析球状磁铁矿成因,进行了主岩岩石学观察、同位素测试及包裹体烃色谱-质谱分析。结果显示,包裹体石油烃具有“鼓包”,并检测到25-降藿烷系列,说明油气已被生物降解了。黄铁矿硫同位素低达-19.8‰,形成于细菌硫酸盐还原作用;方解石胶结物碳同位素低至-19.7‰,表明部分CO2来自油气的氧化作用。于是,硫酸盐还原细菌有可能厌氧降解了油气,并用厌氧呼吸还原Fe^3＋为Fe^2＋,形成球状磁铁矿、黄铁矿。这一成因联系,对本区铀矿和油气的勘探可能具有启发意义。     

东疆中天山北缘大水锰矿带锰矿成因类型及找矿方向探讨

文章根据矿体产出地质部位、形态特征及与围岩的关系,把大水地区锰矿划分为4种成因类型:①近代风化堆积型锰矿,②受构造裂隙控制的风化淋滤型锰矿,③产于细碎屑岩中的沉积型锰矿,④产于地层与岩体接触带内的热接触-变质型锰矿。在对该区矿床成因及成矿条件进行对比分析的基础上,明确该区有望成为一处大型锰资源勘查-开发基地,深部找矿潜力巨大。提出今后找矿方向应以沉积型锰矿为主攻目标,以花坪锰矿为突破口,运用地质、物探相结合的方法在含锰岩系深部进行找矿,通过点上突破来带动整个锰矿带的找矿工作。     

岩性不均一的灰岩风化壳发育特征——贵阳花溪剖面粒度分布特征的指示

通过贵阳花溪夹泥质薄层的灰岩风化壳剖面的粒度分布特征的研究,结合矿物成分分析,揭示出岩性不均一的灰岩风化壳的发育特征: 灰岩作为剖面主体的成土母岩,风化早期,其以碳酸盐矿物的大量溶蚀及酸不溶物的残余积累为特征,同时方解石的溶解也延缓了酸不溶物的风化; 后期,随着易溶盐类消失殆尽,酸不溶物作为风化主体,开始了类似其它岩类的风化过程。而灰岩中的泥质薄层夹层,作为风化壳的次要组分,在灰岩风化过程中,由于存在巨大的体积缩小变化,泥质薄层被错断并被灰岩的风化产物所包裹,延缓了其风化发育进程。于是,各端元组分由于所处的微环境的差异,受风化溶液的影响程度不同,按照各自的风化方向和演化方式进行。随着风化程度不断增强,泥质薄片的包裹体分解,端元组分逐渐混合、趋同,风化壳趋于均质化,以统一的风化成土作用向表生稳定的矿物转变。      

白云岩有机成因模式:机制、进展与意义

白云岩是一种常见的碳酸盐岩,它广泛分布在古代碳酸盐岩台地中,却很少见于全新世沉积物中,这构成了一个未解之谜。近20多年的研究成果表明,早期成岩过程中微生物参与的硫酸盐还原反应、甲烷生成和厌氧氧化反应以及有氧呼吸作用能够促进白云石的沉淀:细菌细胞和胞外聚合物(EPS)带有负电荷,能够聚集溶液中Mg2+和Ca2+;同时上述氧化还原反应产生HCO3-,提高了孔隙水中反应物的浓度;这样在细菌细胞周围形成一个对白云石超饱和的微环境,有利于白云石的沉淀。这是一种新的白云石成因模式,微生物活动和有机质是影响白云石形成最重要的因素,特殊的球状形态和碳同位素特征是鉴别有机成因白云石的重要标志。白云岩有机成因模式为认识地质历史时期大套白云岩的成因、探索"白云岩之谜"提供了新的思路。     

嫦娥五号着陆区月壤的太空风化改造特征

月壤是月球科学与工程探测的主要目标物和承载物，也是人类认识月球的主要信息来源。太空风化作用是决定月壤形成，特别是演化过程的关键因素。本文系统总结了近两年来围绕嫦娥五号着陆区月壤的太空风化改造特征所取得的阶段性研究进展，特别是单质金属铁的多种成因机制、硫化物的风化改造特征和太阳风成因水等。上述研究成果的取得，为准确认识月壤特性，反演月壤形成与时空演化历史以及评估月壤资源特性奠定了良好的基础。最后结合我国后续月球探测工程规划，提出了新的研究方向与目标。     

新疆苏吉泉球状石墨矿床成矿模式

东准噶尔苏吉泉石墨矿赋存于黄羊山复式花岗岩体的黑云母碱长花岗岩和角闪碱长花岗岩接触带,构成NW向延伸的长英质石墨混染带.矿体多呈不规则透镜状,平面上为短轴或近似等轴状,主矿体附近发育有巢状或小透镜状矿体.矿石多具球状构造,石墨球体间为石英和长石组成的致密长英质胶结物,球体除石墨外还有含量不等的粗粒自形长石、石英和云母等.利用X射线粉晶衍射技术、DTA分析及显微镜下观察,对该矿床特征进行研究并与国内其他石墨矿床进行地质学、矿物学研究对比,发现其晶胞参数和晶胞体积最小,放热峰起始温度最高及有序度最好.结合前人δ13C同位素分析结果,认为成矿物质为有机碳,矿床属岩浆成因.