不同含水率条件下花岗岩脆性特征评价指标研究

准确评价花岗岩在不同含水率条件下的脆性特征对此类工程岩体稳定性评价具有重要的意义。总结国内外现有岩石脆性评价指标,着重对基于应力-应变曲线特征的指标适用性和准确性进行详细分析和讨论,结合单轴压缩条件下花岗岩脆性特征随含水率增加而逐渐降低的试验规律,指出目前常用的基于应力-应变曲线特征的指标难以全面准确反映不同含水率花岗岩脆性特征。基于此,综合考虑全过程应力-应变曲线及峰后破坏时间,应用峰值应变表征峰前脆性特征、峰后应力跌落速率及应变增长速率表征峰后脆性特征,由此提出一种能全面反映花岗岩变形破坏全过程的脆性评价新指标Bd。经试验证实,新指标Bd能够准确地反映出花岗岩在不同含水率条件下的脆性变化趋势,相比其他脆性评价指标具有一定优越性。研究成果对丰富和改进现有的岩石脆性评价指标具有一定的参考意义和价值。     

脆性岩石侧向变形特征及损伤机理研究

进行了三峡花岗岩常规三轴压缩、保持轴向应变和保持轴向应力的卸围压试验,研究了脆性岩石在不同应力路径和不同加载控制方式下的侧向变形特征,可见临界侧向应变均稳定在（?0.004 ? 0.000 5）范围内。进一步进行三峡花岗岩的全过程应力-应变曲线和损伤力学分析,发现脆性岩石在不同应力路径和不同加载控制方式下均以侧向损伤为主,且侧向损伤曲线的形态近似,达到临界破坏状态时损伤值稳定在0.7?0.8左右。最后以侧向损伤变量表征花岗岩脆性破坏过程,建立了基于应变空间的、可以考虑卸荷应力路径的损伤模型和应变型破坏准则。     

西秦岭闾井花岗岩体锆石U-Pb年龄、岩石地球化学及其意义

闾井岩体是西秦岭"五朵金花"岩体群的成员之一。岩石类型主要为似斑状黑云母二长花岗岩、含斑黑云母二长花岗岩、中细粒黑云母二长花岗岩及粗粒黑云母二长花岗岩。对似斑状黑云母二长花岗岩、粗粒黑云母二长花岗岩和中细粒黑云母二长花岗岩的LA-ICP-MS锆石U_Pb定年分别获得221±1 Ma(N=20,MSWD=0.11)、221±1 Ma(N=24,MSWD=0.04)和218±1 Ma(N=15,MSWD=0.13)的年龄,表明该岩体形成于晚三叠世,其中似斑状黑云母二长花岗岩比中细粒黑云母二长花岗岩形成略早。该花岗岩的A/CNK=1.02~1.16,Na_2O+K_2O=7.65%~8.84%,K_2O/Na_2O=1.37~1.82,属于过铝质-强过铝质、高钾钙碱性-钾玄岩系列,为I型花岗岩。稀土元素配分曲线为右倾型,轻、重稀土元素分馏明显,具有显著的负Eu异常。地球化学上总体富集Rb、Th、K元素,不同程度亏损Sr、Nb、P、Ti元素。锆石饱和温度计算显示,闾井岩体成岩温度为736~818℃。该岩体与"五朵金花"岩体群中的中川岩体具有相似的形成时代及地球化学特征,表明闾井岩体与中川岩体可能具有相似的成岩机制,其外围可能也具有和中川岩体一样的成矿潜力。     

凌海花岗岩变形特点与脆性评价

以凌海花岗岩为研究对象,进行了一系列常规三轴高压试验,研究了花岗岩的变形特点及脆性演化规律。基于试验结果,分析了不同围压下的全应力-应变曲线,探讨了静态应变采集试验中花岗岩表面变形特点、峰前损伤规律及其与裂隙扩展的关系,总结了动态采集试验中典型的裂纹扩展模式,并基于改进的峰后能量平衡法评价岩石的脆性。研究结果表明：多应变片静态采集三轴试验中岩样不同位置变形规律差异明显,压缩应变较大的区域往往是裂隙产生、扩展的位置;动态应变采集三轴试验中识别了3种典型的裂隙扩展模式,且与应力加载方式存在一定联系;在70 MPa围压范围内,岩样都表现出明显的脆性破坏特征,其脆性指数随围压增加呈现出先减小后增加再减小的变化趋势。该研究成果对进一步开展其他硬岩的变形破坏机制研究和地下工程的稳定性分析具有一定参考价值。     

基于试验的花岗岩渐进破坏本构模型研究

对取自大渡河流域大岗山电站的花岗岩进行了系统的试验研究,得到了不同围压下的应力-应变曲线。根据岩样受力过程中内部微裂纹的活动状态,定义了4个特征应力,即闭合应力、起裂应力、破损应力、峰值应力,来反映花岗岩的渐进破坏过程,特征应力也反映了岩石内部的损伤程度。依据特征应力,将试验曲线分为4个阶段,并对每一阶段分别求取变形模量和泊松比。结果表明,变形模量不仅与围压有关,且与岩石的损伤程度有关,而泊松比只取决于岩石的损伤程度。特征应力可由体积应变曲线结合线性回归技术准确求取。在此基础上,提出了一个考虑花岗岩渐进破坏的本构模型。在该模型中,变形参数(弹性模量、泊松比)是应力状态的函数,强度参数（凝聚力、内摩擦角）是塑性变形的函数。将该模型嵌入大型有限元分析软件ABAQUS,对不同围压下的花岗岩室内压缩试验进行模拟,结果表明,模拟所得的应力-应变曲线与试验曲线的吻合程度较高,模型能反映花岗岩等脆性岩石的峰前非线性力学行为。     

滇西澜沧—勐海地区三叠纪花岗岩地球化学特征与稀土成矿

滇西澜沧—勐海地区三叠纪花岗岩位于临沧花岗岩带南段,呈近南北向展布,主体岩性为黑云母二长花岗岩,风化壳发育,具有离子型稀土矿床的有利成矿条件。为查明三叠纪花岗岩与稀土成矿的内在联系,对区内三叠纪黑云母二长花岗岩及其风化壳的岩石学、地球化学特征以及典型矿床开展了研究。结果表明：三叠纪花岗岩内部相带中粒(中粗粒)或似斑状黑云母二长花岗岩比外部相带细粒(中细粒)黑云母二长花岗岩更有利于成矿,在风化淋滤作用下,黑云母二长花岗岩中稀土元素从稀土独立矿物或含稀土副矿物中游离出来后吸附于全风化层黏土矿物中富集成矿;黑云母二长花岗岩具有高硅、富钾和铝的地球化学特征,风化壳全风化层更富铝且MgO、TFeO、CaO质量分数降低,微量元素Ce质量分数显著降低,其他主量元素、微量元素及稀土元素特征继承了母岩特征。综合研究认为,研究区三叠纪黑云母二长花岗岩是吸附型稀土矿床成矿的基础条件,可解离的稀土独立矿物和含稀土副矿物的含量是能否形成离子型稀土矿床的重要因素。     

湖南大义山晚侏罗世富硼型成锡矿A型花岗岩成因及地质意义

位于南岭成矿带和钦-杭成矿带(简称钦-杭带)交汇部位的湖南大义山锡矿是南岭地区典型的富硼型锡多金属矿床.为厘清大义山锡矿成矿动力学背景,深化南岭地区钨锡矿成矿机制,本文以大义山成锡矿黑云母二长花岗岩为研究对象,开展了系统的岩石学和地球化学研究.研究发现,大义山锡矿具有富硼的特征,成矿黑云母二长花岗岩发育电气石"囊包",...     

河南方城刘营萤石矿稀土元素特征及成矿年龄

为研究刘营萤石矿的成矿物质来源和成矿时代,对区内11件围岩和矿石样品的稀土元素进行了测试分析,并采用Sm-Nd法测定了萤石的成矿年龄.结果表明,围岩(大理岩+二云石英片岩)、萤石矿石及牛心山黑云母二长花岗岩的稀土元素球粒陨石标准化配分模式均具有右倾趋势,但萤石矿石和黑云母二长花岗岩在配分曲线右倾程度和不同参数统计值方面...     

流态破坏型黄土滑坡滑带土临界特征

泾阳南塬黄土滑坡运动形式具流态特征,以泾阳南塬西段L5致滑层黄土和东段L9致滑层黄土为研究对象,从非饱和黄土角度出发,开展了控制不同初始含水率的增湿常剪试验,在获取黄土增湿变形过程曲线的基础上,讨论了黄土流态破坏过程中的水土边界特征;并进一步从细微观角度揭示了黄土流态破坏前后的结构孔隙差异与含水率的关系,提出了黄土流态破坏临界条件和力学机制。研究表明,黄土具流态变形特征,其增湿变形曲线中存在发生流态破坏的临界含水率,提出了"自适应第一稳定场"和"被适应第二稳定场"的概念,微细观尺度下在临界点前后的土体孔隙突变结果揭示了该变形模式的合理性;流态变形的基本条件是与土体孔隙的分布及其颗粒大小相关的,非饱和高含水率状态下,含水率(吸应力)的微小改变可引起土体较大的应变增量;基于水力特征曲线模型闭型方程,提出了流态变形的力学机制,以期为流态破坏型黄土滑坡防控提供科学依据和理论基础。     

平面应变条件下原状黄土侧向卸载变形与强度特性分析

基于平面应变改造后的西安理工大学真三轴仪,在不同围压条件下对不同含水率黄土进行了侧向卸载平面应变试验,研究了平面应变条件下原状黄土的卸载强度、变形特性以及原状黄土的破坏方式。研究结果表明:不同固结围压条件下,各含水率原状黄土的侧向卸载应力-应变曲线均为硬化型,近似呈理想塑性曲线。剪切过程中,黄土的侧向与竖向变形呈非线性变化,侧向应变的发展要快于竖向应变,体积变形均为体胀。侧向卸载条件下土的破坏应变要比平面应变竖向加载和常规三轴试验小得多。黄土的卸载破坏强度与含水率、围压和球应力状态密切相关;随着含水率的增大,黏聚力衰减明显,内摩擦角略有减小。侧向卸载条件下,原状黄土呈剪胀滑移破坏形式。     

藏东纽多黑云母二长花岗岩锆石U-Pb年龄及成因

通过对澜沧江北段卡贡地区出露的纽多黑云母二长花岗岩的岩石学、岩石地球化学及锆石U-Pb年龄的研究,分析了纽多黑云母二长花岗岩的地球化学和原岩特征。黑云母二长花岗岩中的锆石具有明显的振荡环带,较高的Th/U值(普遍大于0.4),属于典型的岩浆成因锆石,用LA-ICP-MS测得锆石~(206)Pb/~(238)U年龄为243.6±1.4Ma(MSWD=1.00,n=15),时代为中三叠世。岩石地球化学特征表明,该黑云母二长花岗岩具有较高的SiO_2、Al_2O_3及高钾富碱的特征,A/CNK值为1.05~1.08,为过铝质高钾钙碱性系列;稀土元素配分模式显示,配分曲线为右倾型,具有明显的负Eu异常和弱负Ce异常,表现为Nb、Ta、P、Zr、Ti等高场强元素相对亏损,相对富集Rb、K、Th、U等大离子亲石元素。岩石地球化学特征表明,纽多黑云母二长花岗岩为S型花岗岩,形成于地壳加厚增温环境下的深熔作用。     

平面应变条件下原状黄土侧向卸载变形与强度特性分析EI北大核心CSCD

基于平面应变改造后的西安理工大学真三轴仪,在不同围压条件下对不同含水率黄土进行了侧向卸载平面应变试验,研究了平面应变条件下原状黄土的卸载强度、变形特性以及原状黄土的破坏方式。研究结果表明:不同固结围压条件下,各含水率原状黄土的侧向卸载应力-应变曲线均为硬化型,近似呈理想塑性曲线。剪切过程中,黄土的侧向与竖向变形呈非线性变化,侧向应变的发展要快于竖向应变,体积变形均为体胀。侧向卸载条件下土的破坏应变要比平面应变竖向加载和常规三轴试验小得多。黄土的卸载破坏强度与含水率、围压和球应力状态密切相关;随着含水率的增大,黏聚力衰减明显,内摩擦角略有减小。侧向卸载条件下,原状黄土呈剪胀滑移破坏形式。     

内蒙古贺根山北乌兰德勒花岗岩体锆石U——Pb 测年、地球化学特征及其构造意义

乌兰德勒岩体为一个由两次岩浆侵入形成的大型复式岩体,主要由黑云母正长花岗岩和黑云母二长花岗岩组成,两种岩石的形成年龄分别为140 ± 2 Ma 和161 ± 1 Ma。黑云母正长花岗岩显示高分异花岗岩的地球化学特征,该类岩石与成矿关系密切。黑云母二长花岗岩表现为低Sr 高Yb 的地球化学特征。地球化学资料显示黑云母二长花岗岩为A 型花岗岩,形成时的构造环境为伸展体制。     

不同频率循环荷载作用下岩石阻尼比试验与变形破坏机制细观分析

通过对取自海南昌江核电厂一期工程主厂区的黑云母花岗岩,在RMT－150B多功能全自动刚性岩石伺服试验机进行单轴不同频率的循环加卸载试验,研究花岗岩动应变-应力滞回曲线、动弹性模量和阻尼比同循环频率之间的规律,然后对破坏断裂断口进行细观电镜扫描试验,分析了不同频率下花岗岩断口细观形貌与结构特征。结果表明,花岗岩在循环荷载作用下的加卸应力-应变曲线并不重合,而是形成一个封闭的滞回环;当循环频率在0.01～1.0 Hz范围内变化时,随着频率增大,花岗岩滞回环面积、动弹模和阻尼比都增大;通过细观数字图像试验分析发现,循环荷载作用下,随着频率的增大,岩石断口细观裂纹总的数目、面积、分形维数均变大。文中给出不同频率循环荷载作用下岩石破裂的细观损伤力学机制,研究成果对海南昌江核电厂的地震反应分析和场地安全性评价有着重要参考价值。     

甘肃北山南带沙枣园复式岩体年代学、地球化学特征及其构造意义

北山南带沙枣园复式岩体由中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩、中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩4个岩相单元组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,中细粒黑云母花岗闪长岩、细粒黑云母石英闪长岩和中粒黑云母二长花岗岩侵位于晚二叠世(252.1±1.9Ma、252.2±2.1Ma和248.8±3.5Ma),为海西晚期的产物;而中粗粒黑云母正长花岗岩侵位于早三叠世(246.4±2.0Ma),为印支早期的产物。该花岗质岩石均具有稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏大,轻稀土富集且分异明显,而重稀土亏损且分异不显著特征。中细粒黑云母花岗闪长岩和细粒黑云母石英闪长岩具有较高的SiO₂、Al₂O₃和Na₂O含量,以及较低的MgO含量,强烈富集Sr而亏损Yb和Y,具轻微的铕异常(δEu=0.75～1.16),表现出典型的埃达克岩特征;中粒黑云母二长花岗岩和中粗粒黑云母正长花岗岩总体富硅(SiO₂)、富钾(K₂O)、富碱(K     

辽东岫岩地区晚侏罗世侵入岩的年代学、地球化学特征及地质意义

对辽东岫岩地区锉草沟黑云母二长花岗岩、刘家堡子二云母二长花岗岩进行了岩相学观察、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和地球化学测试.测年结果显示锉草沟黑云母二长花岗岩的锆石年龄为(162.7±2.5)Ma,刘家堡子二云母二长花岗岩锆石年龄为(156.9±1.1)Ma,均形成于晚侏罗世.两个岩体具有相似的地球化学特征,主...     

江西金滩花岗岩中黑云母矿物化学特征及其对铀富集的启示

为了解赣中金滩岩体黑云母花岗岩和二云母花岗岩的岩石成因及其差异,探讨二云母花岗岩中铀的富集机制,利用电子探针对两类岩石中的黑云母进行了分析,并进行了岩相学和矿物化学研究。结果显示,黑云母花岗岩中的黑云母为镁质黑云母和铁质黑云母,二云母花岗岩中的黑云母为铁质黑云母。黑云母花岗岩的结晶温度为660～722℃(平均692℃),二云母花岗岩的结晶温度为630～691℃(平均669℃);二云母花岗岩相对黑云母花岗岩具有更低的氧逸度条件,但二者都具有相当高的氟含量。综合黑云母化学成分和岩石地球化学特征,认为二云母花岗岩的源区富铀特征是导致铀富集并形成富铀花岗岩的物质前提,低温、低氧逸度和高F含量等物理化学条件是促使U富集的有利因素。     

不同应力路径条件下原状Q_3黄土的强度特性及破坏方式试验研究

利用西安理工大学真三轴仪对不同含水率、围压条件下的原状Q_3黄土进行了轴对称三轴试验和平面应变试验,研究了原状Q_3黄土在两种应力路径条件下的强度演化特性,对比分析了两种试验条件下的强度差异及破坏方式。结果表明,低固结围压条件下低含水率原状黄土容易产生脆性破坏,其应力–应变曲线为软化型,固结围压增大后其应力–应变曲线呈硬化型;围压对原状黄土的强度起增强作用,含水率对原状黄土的强度起削弱作用,原状黄土的破坏应力与含水率、围压和球应力状态密切相关;随着含水率的增大,黏聚力衰减明显,内摩擦角略有减小,相同条件、平面应变条件下的强度要比轴对称三轴条件下的强度大1.1~1.4倍;轴对称三轴条件下土样呈单一剪切带的侧胀剪切破坏,平面应变条件下呈剪缩侧胀破坏。     

冈底斯带门巴区晚白垩世花岗岩年代学、地球化学及构造背景

门巴区晚白垩世花岗岩主要分布于冈底斯中段的扎雪、金达和桑巴附近,由黑云母钾长花岗岩、钾长花岗岩和二云母钾长花岗岩及花岗闪长岩等组成。其中花岗闪长岩SHRIMP 锆石U--Pb 年龄为68. 8 ± 1. 6 Ma; 钾长花岗岩黑云母K--Ar 年龄为78. 2 ± 1. 2 Ma 和81. 5 ± 1. 4 Ma; 黑云母钾长花岗岩和二云母钾长花岗岩的黑云母K--Ar 分别为90. 8 ± 1. 81 Ma 和91. 2 ± 1. 8 Ma。岩石学和地球化学分析结果表明,S 型和低Sr 低Yb 特征的黑云母钾长花岗岩和二云母钾长花岗岩形成于拉萨地块与羌塘地块碰撞造山过程中的地壳加厚背景; S 型和总体低Sr、高Yb 特征的钾长花岗岩形成于造山带晚期阶段的伸展背景; I 型花岗闪长岩应是新特提斯洋俯冲作用的结果,形成于岛弧构造环境。     

新疆阿尔泰巴斯铁列克钨多金属矿区花岗岩黑云母特征及成岩成矿意义

黑云母是花岗质岩石中常见的造岩矿物,其成分可以有效指示花岗岩形成的物理化学条件和岩石成因。巴斯铁列克矿床是近年来在新疆阿尔泰造山带南缘发现的首例二叠纪矽卡岩型钨多金属矿床。矿区出露多种类型二叠纪含钨花岗岩。为理清花岗质岩体之间、岩体与钨多金属矿化之间的关系,文章采用电子探针测定了黑云母花岗岩、二长花岗岩、二云母花岗岩和钾长花岗岩中的黑云母成分。结果表明,所有黑云母具有富铁、高铝、贫镁特征,含铁指数(Fe²⁺/(Mg+Fe²⁺))为0.66~0.80,二云母花岗岩属铁质黑云母而黑云母花岗岩、二长花岗岩和钾长花岗岩属铁叶黑云母。所有岩石是具有A型特征的I型花岗岩。不同类型岩石中黑云母的成分差异与岩浆来源、分异演化程度有关。二云母花岗岩中黑云母的w(MgO)与结晶温度最高,与黑云母平衡流体的log(fHF/fHCl)值（-1.13~-1.25）最低,log(fH₂O/fHF)值（4.64~4.96）最高,母岩浆相对富Cl;黑云母花岗岩中log(fHF/fHCl)值最高,log(fH₂O/fHF)最低,与二长花岗岩是同一岩浆房不同演化阶段的产物,与二云母花岗岩和钾长花岗岩属不同的岩浆体系,母岩浆相对富F元素。黑云母花岗岩与W矿化关系更密切。