花岗岩中结构面分布及其在岩体质量评价中的意义

花岗岩这样的硬质岩石,其岩体质量与结构面关系极为密切。本文列举了3个建于花岗岩体的工程项目实例,主要研究其结构面的分布特征,采用的方法有现场勘查、赤平投影、结构面统计法和地应力等。结构面主要指不同规模和成因的断层、节理、岩脉、接触面和裂隙,节理为最普遍的结构面,可以用来推测地应力的方向。对通用的围岩分类指标RMR, Q, BQ和T进行了比较,利用关系矩阵发现RMR和BQ的相关性最大,其次是T值,相关性最差的是Q值。结构面的密度、方向和强度是隧道工程项目选址和设计阶段岩体分类的主要指标。     

深圳地区花岗岩球状风化体地下分布规律统计分析

深圳花岗岩发育地区球状风化体(俗称孤石)广泛分布,对地下工程建设产生了不利的影响.通过对深圳地区花岗岩孤石大样本的统计分析,得到如下统计结论:深圳地区花岗岩孤石主要成份是微风化花岗岩,60％以上分布在强风化花岗岩层中,残积层和全风化层中也有分布,孤石层面分布高程集中在40.00～70.00m(黄海高程)区间内;80％的孤石揭示“厚度”不超过2.50m,三分之二花岗岩孤石主要发育一层,随着发育层数的增多,出现频率锐减.     

韶花铁路花岗岩球状分布规律统计分析

本文在对某铁路(武广客运专线韶关-花都段)沿线花岗岩地段进行工程地质钻探的基础上,对该地段花岗岩球状风化的地下分布规律进行统计分析,揭示了在该地段地下隐覆的花岗岩风化球具有风化球埋深主要集中在0~40m之间、风化球竖向球径集中在0~5m之间、风化球表现形式主要为W3含W2的特点,并据此提出相应的工程建议。     

花岗岩中的钾长石巨晶:以南岭佛冈花岗质杂岩体中微斜长石巨晶为例

野外地质观察和岩石显微结构研究表明，佛冈花岗质杂岩体中微斜长石巨晶是岩浆结晶的产物，不是交代斑晶，也不是变斑晶，它们与基质中的微斜长石构成双峰式粒径，反映了岩浆的两阶段结晶历史，由于微斜长石是钾长石的低温变体，因此一种可能的机制是佛冈花岗质杂岩岩浆在侵位和基本固结后，冷却缓慢，使早结晶的正长石转变为微斜长石，此外，在新近的研究中，还发现了罕见的，但在佛冈花岗杂岩体中为数不少的“十字”贯穿式双晶微斜长石，以及微斜长石巨晶的“环斑”和“珠边”结构。     

基于钻孔图像的岩体结构面几何信息智能测量

针对钻孔图像中岩体结构面形态特征,提出了一种基于Canny检测的岩体结构面几何信息智能测量方法。该方法首先采用灰度共生矩阵特征参数,在长幅钻孔图像中定位结构面区域;然后,对识别的结构面区域,采用Canny检测算法识别出结构面边缘,并通过边缘连接和合适的阈值筛选边缘,提取出结构面上下边缘;最后,对结构面边缘进行三角函数拟合,得到结构面上下边缘的正弦曲线,结合立体空间几何理论,从而计算出岩体结构面的倾向、倾角、隙宽等参数。以如美水电站坝址区两钻孔为例,基于本算法提取结构面几何信息,并与已有成功算法进行对比得到了较为一致的结果,证明了算法的可行性。     

浅谈成矿结构面的研究意义 ——以山西梨园金矿为例

李四光（1953a）创建了结构面的概念,定义为：“为描述和制图的方便,各种结构要素在三度空间的方位可以用结构面表示出来”。李四光（1953b,1999）将结构面按力学性质分为张性、压性、扭性、压扭性、张扭性五类。陈国达等1978年创建了成矿构造的概念,定义为：“与矿床形成及改造有关的构造”（陈国达等,1985）。叶天竺等（2014）认为,成矿构造与成矿作用有着复杂的组构关系,是既控制了矿体的赋存空间,并提供了成矿作用动力来源的综合系统;同时,成矿作用空间定位涉及岩性、断裂、裂隙、物理化学界面,实质上已经超出了经典意义上的“构造”概念;故根据成矿作用的基本特征,为了描述成矿空间位置广泛存在的特殊界面,提出了“成矿结构面”的概念。成矿结构面指成矿作用过程中赋存矿体的显性或隐性存在的岩石物理及化学性质不连续面,也就是赋存矿体的各类界面。     

甘肃北山花岗岩岩体结构面粗糙度系数（JRC）研究

岩体结构面表面形态研究对岩石工程结构体强度及变形特征研究评价具有重要的指导意义.文章评述了现有岩体结构面粗糙度系数(JRC)的各种测定方法及存在的问题,分析了在高放废物处置库预选场址甘肃北山花岗岩地区,用"简易纵剖面仪"进行地表岩体及钻孔岩心裂隙结构面JRC的测量结果.     

基于超声波钻孔电视的深部岩体结构面特征研究

深部岩体结构面特征是岩体质量评价的基础数据之一.利用超声波钻孔电视对甘肃北山芨芨槽花岗岩体的BS15^#、BS16^#钻孔进行测量,获得了深部岩体结构面的数量、密度、产状、优势方向组和结构面宽度等数据,并与岩心编录结果进行对比分析.分析结果表明超声波钻孔电视在深部岩体结构面研究中具有良好效果,但也存在一些不足,需要结合其他资料综合分析才能更好地发挥作用.     

最可靠的非开挖地下岩体结构勘察方法——高精度超声波钻孔成像

主要通过超声成像测井在长江某穿越工程区勘察工程中的应用研究,类比常规勘察技术和其他钻孔成像技术,并结合超声测井在国内其他方面的案例,剖析新一代超声测井仪的优势所在：如在基岩风化带的描述、岩石质量指标RQD分析,特别是地下岩体裂隙、节理等地质结构信息的精确揭露上,具备其他勘察手段无法比拟的优势,可以提供大量有效可视的钻孔岩体定量数据,为工程设计的定量化分析提供了详细的数据资料。可以说在揭露地下岩体结构方面,高精度超声测井是目前为止最为有效可靠的手段。     

利用稀土分布分形结构因子对碱性花岗岩稀土组成分类——以东准噶尔花岗岩为例

尝试用稀土分布的分形结构因子（FSF）值对我国碱性花岗岩的稀土组成进行了分类。可将我国碱性花岗岩的稀土分布分形结构因子划分为4种类型：（1）弱变异型（0．98－0．95）；（2）中变异型（0．95－0．92）；（3）强变异型（0．92－0．89）；（4）超强变异型（0．89－0．86）。其中前两种类型可很好地对应重稀土富集型和中稀土亏损型花岗岩，而后两种类型可对应轻稀土相对富集型和轻稀土特富型花岗岩。利用FSF值对新疆东准噶尔地区三带富碱花岗岩按稀土组成进行了归类。     

岩体结构面产状测量的钻孔摄像技术及其可靠性

针对钻孔摄像技术对结构面产状测量只限于垂直孔的现状,以钻孔孔口圆心为原点,建立空间左手直角坐标系,对倾斜孔中结构面产状的确定方法进行了详尽的阐述和推导,得出了精确的解析计算公式,并基于C#语言进行编程,开发了IDOIB软件,通过测试表明此方法及其程序的正确性.采用PVC管模拟钻孔孔壁,进行钻孔摄像技术用于结构面产状测量的可靠性试验研究,结果表明:(1)对于垂直孔,测量结果的倾向绝对误差为[-3°,4°]、倾角绝对误差为[-1.5°,1.0°],说明该技术用于垂直孔进行结构面产状测量是可靠的,能满足工程应用精度.(2)当PVC管的倾伏向为270°、倾伏角为25°时,结构面产状可靠度为0.10;倾伏向为176°、倾伏角为60°时,结构面产状可靠度为0.67.PVC管倾伏角的不同导致结构面产状可靠度的差异.(3)一般岩体工程的结构面产状测量结果应具有高等级可靠度(不小于0.8),即须在倾伏角不小于71°的钻孔内采用该技术进行测量.      

数字钻孔图像兴趣区域分割与岩体结构面特征识别

针对现有数字钻孔图像分析技术的不足,提出新分析方案以实现数字钻孔摄像技术（BCT）所采集钻孔内壁图像的自动化、定量化结构面检测、识别与分析.首先,对数字钻孔图像进行预处理,设计特征信号DH,检测并获取兴趣区域;然后,使用低精度Hough变换快速检测结构面兴趣区域内的结构面分布特征,利用聚类算法分离出单一结构面后,针对单一结构面进行亚像素级Hough变换,以获取结构面的正弦参数;最后,根据结构面正弦参数,计算出结构面的倾向、倾角等信息.通过对如美水电站左坝肩数字钻孔图像实例进行分析,利用本算法完成图像中结构面的自动分割与特征识别,成功获取其几何信息,并与传统人工辅助方案结果进行对比,验证了该算法的可靠性.      

钻孔成像中结构面自动判读技术研究

通过钻孔数字成像系统得到地质钻孔的孔壁数字图像并研判地下地质结构是一种重要的地质勘查手段。对钻孔成像中的结构面信息的判读通常是由人工完成的,不同的人判读结果可能存在差异。钻孔成像自动辨识结构面系统首先对图像进行RGB(red红,green绿,blue蓝)到HSV(hue色相,saturation饱和度,value明度)颜色空间的转换,使得结构面信息突出显示出来,以利于图像的结构面提取;再对转换后的S分量进行图像滤波及增强等预处理,然后对图像进行分割,对分割后的图像进行数学形态学中的二值图像边缘提取和细化处理,快速分离出结构面信息,对结构面边缘进行有效的提取;最后采用正弦曲线的Hough变换对图像边缘点进行识别,可得到钻孔结构面的产状和厚度参数。以实际钻孔数字图像为例,经过钻孔成像自动辨识结构面系统提取了其中的4个结构面的空间参数,与人工判读结果比较,自动辨识得到的参数更精确,结果具有唯一性。     

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。     

高放废物地质处置的岩体深部结构面特征研究——以甘肃北山高放废物地质处置地下实验室工程为例

岩体深部结构面是岩体工程质量评价、三维地质建模、钻孔水文地质试验和地下实验室工程设计等研究的重要影响因素.甘肃北山新场花岗岩地段已被确定为中国高放废物地质处置地下实验室的推荐场址.基于超声波钻孔电视技术和其他地质资料对场址岩体深部结构面特征开展研究,结果表明:场址内花岗岩体具有很好的完整性,有利于地下实验室的工程建造.场址周边断裂构造纵向延伸范围有限,断裂带规模和横向影响范围随深度增加而逐渐减小.结构面产状特征与区域构造特征相一致,为区域构造特征研究提供了佐证.研究成果为地下实验室工程的开挖设计提供了重要参考依据,并为区域基础地质研究提供参考资料.     

盆山结构与油气分布——以四川盆地为例

根据四川盆地与周缘造山带地貌学、深浅部结构构造及动力学机制等, 其盆山结构可分为板缘(龙门山、米仓山和大巴山)突变型和板内(齐岳山、大娄山和大凉山)渐变型两类。板缘突变型盆山结构具有显著深部结构差异性,浅部构造具典型冲断带(山)和前陆盆地(盆)二元结构,其盆山耦合关系主要受控于深部结构的差异性和造山带的形成演化过程,现今山盆地貌反差大,地形坡度陡,盆山边界明晰。板内渐变型盆山结构, 则深部结构特征相似,浅部构造具挤压-坳陷结构、不发育大规模冲断推覆,现今山盆地貌反差小、盆山边界不清, 盆山为渐变过渡关系,其盆山耦合关系主要受控于邻区(盆外)的构造变形和盆内沉积盖层中多层次滑脱作用。不同盆山结构主要通过对现今四川盆地保存条件的影响而控制现今油气分布。四川盆地现今(残存)大中型油气藏和天然气探明储量的大部分主要分布于突变型盆山结构区,尤其是秦岭构造变形控制域。     

辽宁庄河地区花岗岩侵位机制及岩浆动力学的初步探讨——以光明山花岗岩复式岩体为例

运用岩浆动力学原理探讨庄河地区光明山花岗岩复式岩体岩浆侵位的驱动力、上升通道、通道最小临界宽度和定位过程,指出光明山花岗岩复式岩体是由其岩浆在区域挤压力的作用下,沿由深大断裂所提供的最小临界宽度呈脉状上侵,并在地壳浅部以岩墙扩张的形式定位而成.     

基于多重分形的花岗岩结构区分方法初探——以蓝田铀矿花岗岩样品为例

自然地物表面复杂,难以用普通的数学参量进行表达,多重分形理论提供了一种对自然地物进行定量描述的新方法。花岗岩型铀矿床是我国4大铀矿床类型之一,因而研究花岗岩结构的定量特征,能为遥感找矿提供信息。文章通过对花岗岩的手标本照片进行分形几何特征研究,介绍了使用盒维数和多重分形谱对手标本照片进行计算的方法,计算结果表明对于成分相同粒度结构不同的花岗岩,盒维数和多重分形谱均存在与粒度结构相关的差异,这些差异对于遥感岩性识别具有重要意义。