论热液蚀变与铀成矿富集作用的关系

本文通过对华南部分花岗岩型和火山岩型热液铀矿床中蚀变围岩物理-力学性质、铀浸出率及诱发裂变径迹的研究,阐明了热液蚀变对铀成矿富集的重要作用。热液蚀变能使岩石的抗压强度降低,有效孔隙度增高。矿前期蚀变作用可改变铀在含矿岩石中的赋存状态,使铀浸出率提高,为成矿热液提供部分铀源。一些蚀变围岩为铀沉淀富集提供了有利的地球化学环境。     

辽宁宏达-李家堡子金矿床地质特征及找矿标志

宏达-李家堡子金矿床是产于清原太古宙早期混合花岗岩破碎蚀变带中的中低温岩浆期后热液金矿床.矿床赋存于北东向大断裂的次级构造中,赋矿围岩为太古宙混合花岗岩,围岩蚀变为一套中低温热液蚀变组合,主要有硅化、高岭土化、绿泥石化、绢云母化、方解石化.矿体的形成与太古宙混合花岗岩以及印支期花岗岩的多期次“脉动式”侵入有关,尤其与印支期花岗岩关系密切.通过总结矿床地质特征、分析控矿因素、确定找矿标志,认为断裂构造、太古宙混合花岗岩及中生代印支期花岗岩是该矿床的重要控矿因素,可以利用构造特征、表生氧化特征和蚀变特征等找矿标志对研究区及外围进行找矿预测.     

台上金矿床蚀变带短波红外光谱研究

绢云母是胶东西北部金矿的主要蚀变矿物.短波红外光谱测量可以提供云母类A10H波长、结晶度、云母(蚀变)强度、云母层间水强度等参数,这些参数可以用来研究蚀变特征、预测金矿化.为确定招平断裂带内已知金矿化的蚀变矿物特征,为在区域上寻找类似特征地段提供类比依据,在台上特大型金矿上下盘围岩1 km之内采集岩石样品,利用便携式红外矿物分析仪(PIMA)进行短波红外光谱测量.结果表明上盘含更多的白云母、具有更高的云母水强度,多硅白云母发育在下盘.高结晶度的云母和更多的多硅白云母是金矿化的指示.     

蚀变岩工程分级与物理力学性质研究

在岩石工程中,蚀变作用通常会引发各种工程地质问题。以新疆北部某深埋长隧洞中蚀变岩为对象,研究了蚀变岩的微观特征和物理力学性质,并对蚀变岩隧洞段进行了数值模拟。结果表明岩石蚀变类型为黑云母的绿泥石化和钾长石的黏土化,利用蚀变岩中绿泥石含量与黏土矿物含量提出了蚀变指数概念,并结合蚀变岩的宏观表观特征,对其进行蚀变程度分级。随着蚀变程度的增加,岩石的吸水性、孔隙率随之变大,块体密度、饱和单轴抗压强度、弹性模量、变形模量大幅度降低。工程实例模拟发现,随着岩石蚀变程度的增强,隧洞围岩位移明显增大,揭示了蚀变作用对围岩变形破坏有很大影响。研究成果对蚀变岩地区类似工程具有一定的参考价值。     

基于量纲分析的岩石相似材料抗压强度计算模型

物理相似模型试验是复杂、难采矿技术研究的有效手段,而岩石相似材料物理力学特性的研究是试验有效进行的前提。根据相似原理和岩石的力学特性,论证了岩石相似材料单轴抗压强度的力学代表性。统计并分析了影响岩石相似材料单轴抗压强度的一系列因素,基于量纲分析的方法构建了岩石相似材料单轴抗压强度与砂粒径、配比材料总量、充填材料（砂）用量、水用量、养护方式等重要因素间的无量纲计算模型,结合岩石相似材料配比试验得到了定量关系式。选取3组具有代表性的岩石相似材料配比试验对所建立的单轴抗压强度计算关系式进行验证,其计算结果与实验室实测结果相吻合,平均误差为4.20%,定量关系式在岩石相似材料参数的研究上具有一定的合理性。研究结果可以为相似材料物理力学参数的预测及岩土工程物理模型试验相似材料的高效选取提供参考。     

温度循环作用后蚀变岩力学参数劣化规律的探究

为了研究温度周期循环作用对蚀变岩力学性质的影响,以蚀变岩为试验对象进行了温度周期循环条件下的岩石力学试验,在分析试验数据的基础上建立了函数表达式来描述温度作用下蚀变岩力学参数劣化的规律。试验结果表明:在温度周期循环作用下蚀变岩力学参数发生劣化现象,且温度周期循环次数越多劣化现象越明显;随着温度周期循环次数的增多,峰值强度、弹性模量和抗拉强度均减小,泊松比基本不变;蚀变、碎裂程度越大的岩石对温度周期循环作用越敏感,循环20次后,抗拉强度累积损伤率最大为42.38%,峰值强度累积损伤率最大为34.69%,弹性模量累积损伤率最大为29.57%;蚀变岩力学参数值及其累积损伤率随温度周期循环次数的变化关系均服从指数分布。     

碎裂蚀变花风岩型铀矿的赋矿岩石特征

本文着重论述了碎裂蚀变花岗岩型铀矿的赋矿岩石特征：即岩石原始铀含量高；岩石碎裂强度大；岩石蚀变强烈；岩石组分简单，有利于铀的浸，这些特征可以作为 识别与寻找该类型铀矿床的岩石学依据。     

基于质量平衡计算对甘肃龙首山红石泉铀矿热液蚀变成矿作用的研究

红石泉矿床是甘肃省龙首山地区重要的铀矿床,但以往的研究对红石泉地区热液蚀变研究往往局限于定性分析,为了定量确定其对铀成矿作用的影响,本次研究首次引入质量平衡算法,通过对红石泉地区新鲜伟晶状花岗岩与蚀变伟晶状花岗岩的对比分析,在本地区热液蚀变对铀矿床的形成起到的作用进行了定量研究。研究表明,红石泉矿床铀成矿经历了至少二次成矿作用,其中部分矿段热液蚀变迁入的U元素达到原生的36倍以上,说明热液蚀变对铀成矿起到了至关重要的作用;同时从机理上阐述了热液蚀变产生的赤铁矿化等蚀变可以作为找矿指示标志的原因。     

碎裂蚀变花岗岩型铀矿的赋矿岩石特征

本文着重论述了碎裂蚀变花岗岩型铀矿的赋矿岩石特征：即岩石原始铀含量高；岩石碎裂强度大；岩石蚀变强烈；岩石组分简单，有利于铀的浸出（有害元素含量低）。这些特征可以作为识别与寻找该类型铀矿床的岩石学依据。     

饱和-失水循环作用下蚀变岩劣化规律研究

为了研究水岩作用对蚀变岩劣化破坏的损伤机理,选取某边坡蚀变岩样为试验对象,对不同饱和-失水次数的蚀变岩进行了岩石力学试验。建立了数学关系式来表达水岩作用对蚀变岩力学性质的劣化规律,借助损伤率的概念分析了循环次数对蚀变岩力学性质的损伤作用。试验结果表明:在水岩作用下蚀变岩的力学性质产生了明显的劣化现象,随着循环次数的增多劣化效果越明显;当岩石的蚀变风化程度相同时,抗拉强度劣化程度最大,弹性模量次之,单轴抗压强度最小;在不同饱和-失水循环次数下,蚀变岩抗拉强度、弹性模量随次数的增加迅速减小,单轴抗压强度出现持续减小的现象;蚀变、风化程度越高的岩石对水岩作用表现出越强的敏感性,随着饱和-失水循环次数的增加,蚀变岩的劣化现象趋于稳定,抗拉强度的损伤率最大达到63%,弹性模量60%,单轴抗压强度48%。     

自然冷却后与实时高温下花岗岩物理力学性质对比试验研究

岩石经过高温作用后其物理力学性质的变化,直接影响着干热岩资源的开发利用与地下储层的稳定性。以花岗岩为研究对象,对高温自然冷却后和实时高温下的岩样进行物理性质测试与单轴压缩试验,分析对比试样在不同状态下的物理力学性质变化情况。结果表明:(1)自然冷却后与实时高温下的花岗岩质量随温度升高而减小,体积随温度升高而增大,600 ℃时,质量损失率分别为0.24%、0.27%,体积增加率分别为4.21%、3.53%;(2)两种方式下试样的峰值强度、弹性模量整体上呈现减小趋势,600 ℃时,峰值强度分别降低约49.81%、37.19%,弹性模量分别降低约34.35%、26.13%,峰值应变分别增长约70.43%、39.62%;(3)低于400 ℃时,自然冷却后的试样各物理力学性质弱化情况低于实时高温下的试样,但高于400 ℃时,自然冷却后的试样物理力学性质弱化情况较实时高温下试样更严重,出现了高温拐点。研究结果为实际工程中高温岩石工程的岩石稳定性评价提供理论参考。     

Rock Mass Characteristics in Beishan, A Preselected Area for China’s High-Level Radioactive Waste Disposal

Geological and hydrological characteristics, joint geometric features, rock physical and mechanical properties and rock mass quality are studied in the Beishan area, preselected for China’s high-level radioactive waste (HLW) disposal engineering. A comprehensive survey method is developed to study joint geometric features in the outcrop and samples from borehole BS06 into the Xinchang rock mass were tested. The optimal joint sets are determined by rose diagrams and equal-area lower hemisphere plots of joint poles. Results show that: 1) the distribution of joint occurrence obeys a normal distribution, while the distribution of joint spacing obeys a negative exponential distribution; 2) concentric circular and tangent circular sampling windows are applied to study the trace length and the trace midpoint density. Results indicate that tangent circular sampling window is more stable and reasonable; 3) Beishan granite shows high density, low porosity and high strength based on many laboratory tests and the physical properties and mechanical properties are closely related; and 4) a synthesis index, Joint Structure Rating (JSR), is applied to evaluate the quality of rock mass. Through the research results of rock mass characteristics, the Xinchang rock mass in the Beishan preselected area has the favorable conditions for China’s HLW disposal repository site.     

卸荷条件下花岗岩力学特性分析

岩体工程中的开挖会不可避免地与岩体卸荷相关联。以花岗岩为试验材料,通过室内试验研究线性卸荷条件下花岗岩的破裂特征,其表现为径向快速扩容及塑性特征的增强。在室内试验的基础上,基于PFC(particle flow code)颗粒流程序,采用平节理模型FJM(flat joint model)模拟花岗岩卸荷条件下的力学特性。鉴于实际工程中岩体的开挖大部分为非线性卸荷,文中运用一种新的“应力/时步”卸荷方式,能够方便地完成非线性卸荷的模拟。数值模拟结果表明,在加轴压卸围压的条件下花岗岩试样损伤严重,承载能力急剧下降,无残余强度,随着初始围压的增加,破坏形式由劈裂过渡为剪切破坏,卸荷速度越快,裂纹扩展越慢。研究结果可为岩石卸荷条件下的力学行为分析以及实际工程提供借鉴。     

西南某水电站坝址区风化花岗岩工程地质性质分析

文章对西南某大型水电站坝址区深厚层全风化和强风化花岗岩进行研究。将全、强风化花岗岩物理、水理及力学性质与新鲜岩体相应性质进行比较,并分析了花岗岩风化后吸水性增大、岩体软化、抗压抗剪强度减小的成因。对强风化花岗岩与新鲜花岗岩抗压强度进行了比较;拟合了风化花岗岩弹模、变形模量值与新鲜花岗岩相应模量的变化百分比关系曲线。研究结果表明：强风化花岗岩的干抗压强度为新鲜岩体的1/4-1/3,湿抗压强度为新鲜岩体的1/4-1/5;岩体弹性模量和变形模量与岩体的风化程度成反比例线性关系。     

岩土超声波测试研究进展及应用综述

超声波在岩土介质中传播时携带了许多与岩土物理力学性质有关的信息,这些信息可综合反映到声学参数如超声波速、衰减系数、波形、频率、频谱及振幅等的变化上,根据这些参数可反演得到岩土体的物理力学指标及细观结构特征,从而解决一系列的岩土工程问题。首先对超声波无损检测可以解决的岩土工程问题进行了概述。其次系统地阐述了土体和岩石(体)超声试验的研究进展:土体强度参数声学特性的试验研究、土体微结构参数的超声探测、岩石强度参数的超声测试研究、超声波速在岩石破裂方面的应用研究、超声波声波衰减在岩石材料中的应用、超声波速度和衰减各向异性的研究及超声波流体流动试验的研究。最后,笔者将超声波测试拓宽到土石混合体研究领域,探讨了不同含石量试样的波速和衰减规律,以及损伤声学参数对试样在单轴压缩作用下裂纹扩展的细观损伤特性的研究,更进一步说明了土石混合材料即不有别于土也不同于岩的特殊性。在以上研究基础上,基于超声波岩土试验国内外研究动态的总结,对其未来的发展趋势进行了展望。     

矿物成分和细观结构与岩石材料力学性质的关系

岩石材料的宏观力学性质取决于其矿物成分和细观结构。使用材料试验机,测定了岩浆岩、化学沉积岩以及碎屑沉积岩9种岩样的力学性质参数。采用X射线衍射方法,测定了相应岩样的矿物成分。使用扫描电镜,观测了相应岩样的细观结构。分析了矿物成分和细观结构分别与力学性质参数的定性关系。对各组岩样的研究分析表明:存在于颗粒边界的裂隙会显著降低岩样的抗拉强度,长石矿物是岩样脆性的主要来源,颗粒大小和面理结构会对岩石的内摩擦角造成显著的影响,细晶花岗岩中较高的方解石含量使其抗压强度和弹性模量较小,细晶花岗岩中石英含量较高,其粘聚力较大;石盐晶体的细小与紧密堆积,造成了相应岩样的膨胀或蠕变特性,有机质的存在会对岩盐的力学性能产生显著的弱化;岩样中颗粒间的弱带,会弱化岩石材料的力学性能。深灰色泥岩中石英胶结物的次生加大现象,使得深灰色泥岩的力学性能得到提高。      

Correlation of mineralogical and textural characteristics with engineering properties of selected granitic rocks from Turkey

Granitic rocks show a variety of engineering properties that may affect quarrying operations, tunneling, mining, slope stability and the use of rock as a construction material. The physical and mechanical properties are a function of the mineralogical and textural characteristics of the rock. The purpose of this study is to apply correlation analysis to investigate the relationships between petrographical and engineering properties of granitic rocks. A variety of granitic rock samples from different parts of Turkey were subjected to petrographic studies. The same samples were then tested to determine specific gravity, dry and saturated unit weight, water absorption, effective and total porosity, sonic velocity, Schmidt hardness, point load strength index, uniaxial compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity. The relationships between these properties and the petrographical characteristics are described by simple regression analyses. The study revealed that the influence of the textural characteristics on the engineering properties appears to be more important than the mineralogy. It also determined that the types of contacts, grain (mineral) shape and size significantly influence the engineering properties of the granitic rocks.     

高低温冻融循环条件下花岗岩力学性能试验研究

高低温冻融循环条件下岩石的力学特性是岩石力学与工程中的一个重要课题。通过试验研究了花岗岩在不同温度幅值的高低温冻融循环条件下,单轴抗压强度、弹性模量、峰值变形、应力-应变曲线随循环次数变化的规律,并基于Loland损伤力学模型,推导出岩石类材料损伤变量表达式,揭示了花岗岩力学性能劣化与循环次数、循环温度幅值的关系,为高低温冻融循环条件下岩石力学性能的研究提供一定的试验、理论基础     

西南某水电站坝区岩体绿泥石化蚀变及其工程对策

西南某水电站坝区地质史上构造-热液活动复杂,岩体绿泥石化程度较高。经调查研究表明,坝区岩体绿泥石化蚀变既有热液成因,又有构造动力成因,其分布受岩性、构造、应力集中和浅表风化作用影响,在辉绿岩脉中蚀变强度最高,花岗岩中蚀变最强处往往远离断层分布,整体上由地表及深部,蚀变变弱。受蚀变影响,岩体总体性状变差,表现为变形模量偏低,结构面性状恶化。文章初步讨论了绿泥石化蚀变可能引起的主要工程地质问题及其工程对策。