岩石化学风化时效效应的离散元模拟

微观上,岩石由晶粒和晶粒之间的联接组成。在岩石的风化过程中,晶粒之间的联接会被削弱,导致岩石微观缺陷的发展,从而表现为显著的时效效应。在已有胶结模型的基础上,将岩石的化学风化过程等效为颗粒之间胶结物质不断溶蚀进而影响颗粒之间胶结强度和刚度的过程,基于此建立了考虑化学风化的微观接触模型。随后将模型植入离散元软件,运用离散元方法（DEM）,模拟和对比分析了室内腐蚀试验与DEM模拟化学风化试验,结果表明：该模型可以反映岩石强度的化学风化时效效应,即随着反应时间增加,强度减小;可以反映单轴压缩试验中裂隙压密阶段以后变形的时效效应,即随着反应时间的增加,弹性模量、破坏时应变减小;粒间胶结的破坏,即微观缺陷的发育,是导致岩石化学风化时效效应的微观原因。同时DEM模拟风化与加载耦合的试验现象表明,施工过程中的施工速度会影响岩石的强度,施工应该选择合适的速率。     

岩石风化与岩石化学成分的变化研究

研究岩石风化过程中岩石化学成分的变化规律,对于进一步研究岩石的风化机理以及岩石的物理力学性质变化过程有着十分重要的意义.本文通过对湘西地区陡山沱组黑色岩石不同风化程度的化学成分分析研究表明,岩石中的化学成分将随风化的进行而不断发生变化,在一定程度上反映了陡山沱组黑色岩石风化过程中其化学成分的变化趋势.     

崂山山顶风化坑化学风化过程的岩石化学与矿物学证据

2011年5月对崂山山顶风化坑进行考察和采样,通过对风化坑内碎屑和坑外岩石的粉晶X射线衍射矿物分析、X射线荧光光谱化学全量分析,研究了风化坑内外的矿物风化及各元素迁移特征,对风化坑的成因过程进行探讨.研究结果表明:1)崂山山顶风化坑碎屑的英长比总是大于其周边岩石的英长比,说明风化坑的形成是花岗岩造岩矿物差异风化的结果;...     

风化岩体的波速湿度效应

对不同风化程度的岩体饱和含水率与其对应的饱和波速、干波速进行了相关研究，指出在岩体弹性波测试中水对波速的影响及其变化规律。建议在实际工作中，必须考虑水对波速影响这一重要因素。     

藏东南波密地区岩石风化速率及其影响因素分析

西藏东南部川藏公路波密路段分布着大量的地质灾害,其主要物源为松散堆积物,而风化作用对松散物质的形成起着重要的作用。通过对现场岩石及采于外地的岩石样品的连续观测,得出该地区岩石的风化速率的剥蚀（产屑）速率;与其他地区岩石的风化速率对比发现,该地区岩石的风化速率异常高。影响该地区岩石风化速率的因素主要为青藏高原隆升和温度的差异变化,其中由于温度的差异变化而导致冻融作用在该地区岩石风化中起着主要作用。     

碳酸盐岩风化过程中空隙结构的变化

本文以一个灰岩和一个大理岩风化剖面为例,运用压汞实验和扫描电镜观察等方法,研究了风化过程中碳酸盐岩空隙结构的变化。在风化过程中,岩石的有效空隙度￣,平均空隙直径均增加;风化溶蚀孔洞发育的分异作用明显,直径较大的连通性空隙在全部空隙中所占比例随着风化程度提高而明显增大。未风化的岩石仅发育少数直径段的原生孔隙,有效空隙度一般小于１％,累积进汞体积曲线呈台阶状;风化岩石不同直径的空隙均有发育,有效空隙度一般为１～１０％,累积进汞体积曲线多为直线型;强烈风化岩石以连通性大溶孔为主,有效空隙度为１０～２０％,累积进汞体积曲线多为反抛物线型。      

吉林省中部地区花岗质岩石风化地球化学特征

对吉林省中部地区花岗质岩石及上覆残积土壤进行系统采样分析,研究表生环境中常量元素和微量元素含量变化,确定了花岗质岩石的风化特征及元素活动性规律：土壤中Ti、Mn、Co、Cu、Mo、V和Zr的平均含量高于岩石,而Al₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O、Sr、Th和U的平均含量低于岩石,其余元素含量差别不明显;在垂直剖面上,SiO2、Ti、V、Y和Zr的含量变化不明显,Al₂O₃、Ba、Th、U在土壤B层中有明显的富集趋势,U含量在表层明显下降;Mo的含量在土壤C层明显升高,在表层含量有所下降;MgO、K₂O、Na₂O、CaO在土壤O层和A层中含量明显降低;TFe和Mn含量在垂向剖面上没有明显变化。总体上,亲石元素在风化过程中表现出较强的活动性;亲氧元素则相对较为稳定,在表生环境中元素活动性较弱;亲硫元素活动性介于两者之间。     

大陆硅酸盐岩石风化过程中镁同位素地球化学研究进展

Mg同位素体系被证明在示踪硅酸盐矿物风化方面颇具优势.通过总结近年来大陆硅酸盐风化过程中Mg同位素地球化学的研究,归纳出以下认识:①化学风化方面,原生矿物溶解使得液相的Mg同位素组成变轻,而固相残留的Mg同位素组成变重;次生矿物中含有两种形态的Mg(交换态Mg和结构态Mg),二者δ26Mg不同,次生矿物形成过程中Mg同位素分馏方向与矿物种类、结构和形成机制等因素有关;黏土矿物吸附和解吸Mg2+引起Mg同位素分馏,但方向尚不确定;土壤可交换复合物倾向于优先吸附和解吸26Mg.②物理风化方面,水流、风等造成的矿物分选会引起风化产物Mg同位素组成发生变化.③植物—土壤体系Mg同位素的分馏很小.目前,大陆硅酸盐风化中一些重要过程的Mg同位素地球化学行为还存在争议,亟待通过室内试验、模拟计算,以及与其他同位素联用等途径完善理论基础,推动Mg同位素在示踪大陆风化中的广泛应用.     

流域化学风化过程的碳汇能力

通过对已有工作较为全面的分析,综述了流域化学风化过程对大气CO2的吸收能力。陆地岩石的化学风化过程是联接地球各大碳库的关键环节。在地质时间尺度上陆地岩石的化学风化,尤其是硅酸盐岩的化学风化构成全球生物地球化学循环的重要碳汇,是调节地球气候性质使之相对稳定的关键表生地质过程。河流在陆地向海洋的物质输送中担任着重要角色,并且记录了流域内发生的各种自然过程和人类活动的信息。通过观测河流输送物质的化学组成,运用Gibbs图解法、质量平衡法和同位素示踪技术可以研究流域内各种岩石化学风化对化学径流组成的贡献,并据此计算出流域岩石化学风化的速率及其对大气CO2的消耗通量。影响地表化学风化速率的环境因子存在地域差异,进而导致地质碳汇的空间分布也存在较大差别。北半球湿热季风地区的地质碳汇在全球碳的生物地球化学循环中具有重要意义。我国湿热地区化学风化过程的地质碳汇能力相当于13亿人口人均固定CO2量大约为55kg/a,可抵消我国部分碳排放量。     

关于岩石风化过程中化学组分迁移的定量研究方法

岩石化学分析结果的定和效应给定量研究风化体系中化学组分的迁移规律带来困难。一般岩石风化体系可以有母岩-滤液和母岩-风化产物两个子体系。本文即探讨该二子体系中化学组分迁移的定量计算问题。对比分析表明,母岩-滤液子体系方法较适用于风化程度高的体系,而母岩-风化产物子体系方法较适用于风化程度低的体系。对于风化程度中等的体系,宜采用两种子体系方法所得结果的加权平均,其中权重按风化程度取值。     

浅析北方红粘土对碳酸盐岩溶蚀作用的影响

北方碳酸盐岩发育的红色风化壳大都是第Ⅰ、Ⅱ间冰期湿热气候条件下溶蚀与风化作用的结果,形成硅铝—铁型风化壳。风化壳中红粘土化学成分R_2O_3(Al_2O_3+Fe_2O_3)含量达20—30％。当降水或地表水的垂直下渗、红粘土的氢离子浓度加大,溶蚀性增强,沿红粘土和碳酸盐岩接触面产生溶蚀作用,形成石芽、溶沟、溶槽、溶痕等岩溶地形,并在它们的表面保留有红粘土痕迹。     

大兴安岭地区火山岩风化过程中的微量元素均一化

通过大兴安岭地区数据的宏观分析发现，微量元素低含量岩石形成的土壤中其含量增高，相反高含量岩石形成的土壤中其含量值降低。区域上微量元素在土壤中的分布趋向于均值，这种现象称为微量元素在风化过程中的“均一化”现象。不同微量元素的“均一化能力”不同。微量元素均一化特征的形成是大兴安岭地区成土因素综合作用的结果。     

新构造运动与古河道变迁对广佛经济圈生态环境的影响

总结晚更新世以来珠江三角洲海平面升降、古河道变迁与新构造运动的规律,并探讨了广佛经济圈的生态环境和可持续发展的影响,建议更好地利用淡水资源,建设有岭南水乡特色的人居环境。     

高海拔山地碳酸盐岩风化壳的发育特征及其地貌意义

研究区位于云南东川拱王山山顶的落雪,海拔高度在3600m左右。山顶面为一缓丘及丘间溶蚀洼地构成的第三纪残留夷平面。在夷平面上发育了碳酸盐岩的黄色风化壳。本文基于风化壳的地球化学、物理化学及矿物学等特征,重点研究了风化环境对风化壳发育特征的影响,以及风化壳与第三纪残留夷平面的关系。所研究的风化壳剖面发育于低温、降水充沛和湿润的气候条件下。分析测试结果表明,风化壳仍处于CaO、MgO淋失, SiO2富积阶段,是一种弱度风化的富SiO2风化壳。风化壳的特征表明其形成于第三纪夷平面解体之后,而不能代表第三纪夷平面的原有相关堆积。      

衢州古城墙通仙门不同岩性岩石砌块相对风化速度研究

岩石的长期风化作用会造成岩石表面的剥落,这将导致石质文物产生无可挽回的破坏。为了更好地保护它们,需要开展在相同风化环境下岩石风化剥落深度和相对风化速度及其与不同岩性关系的研究。本文以衢州古城墙通仙门的多块岩石砌块为研究对象,利用自制的测量仪器,对不同岩性岩石砌块风化剥落深度和风化速度进行了研究; 通过分析量测结果得出凝灰岩、砂岩、砾岩、含砾砂岩和粉砂岩相对灰岩的风化速度分别为0.005～0.059mm a-1、0.032～0.097mm a-1、0.004～0.058mm a-1、0.021～0.033mm a-1 和0.015mm a-1。研究结果表明:在相同的风化环境之中不同岩石砌块的风化速度从大到小排序为V砂岩V凝灰岩V含砾砂岩 V砾岩V粉砂岩V灰岩,即岩石抗风化能力从强到弱为:灰岩粉砂岩砾岩含砾砂岩凝灰岩砂岩。由此,为石质文物的长期保护以及制定相关的保护措施提供了重要的理论依据。     

内蒙古查汗套海滩生态建设区地下水流动系统

内蒙古查汗套海滩生态建设区地下水潜水流动系统由上更新统冲积层孔隙潜水流动子系统（Q3al）、中更新统冲积层孔隙潜水流动子系统（Q2al）、基岩孔隙潜水流动子系统、全新统风成砂孔隙潜水流动子系统（Q4eol）以及全新统冲积孔隙潜水流动子系统（Q4al）组成.其中主要开采地下水目的层为Q3al,其他子系统都为Q3al子系统地下水的补给系统之一.Q3al、Q4eol及基岩潜水流动子系统都接受大气降水入渗补给,最终通过Q3al的东侧边界排入黄河.在天然条件下,Q3al子系统在洪峰、凌汛期受黄河水补给,其他时期排泄于黄河.     

信阳上天梯非金属矿开发的生态破坏及其恢复治理

河南信阳上天梯非金属矿矿区环境污染和生态破坏等问题突出,为有效地保护和合理开发利用矿产资源,必须①建立、健全矿山环境保护制度;②建立现代企业制度,调整产业结构;③推行清洁生产,消除结构性污染;④综合利用尾矿;⑤植树造林,发展生态旅游业.实现资源、环境、经济、社会的持续协调发展.     

齐姆根-桑株河地区烃源岩特征

塔里木盆地西南缘齐姆根-桑株河地区发育有寒武-奥陶系、石炭系-下二叠统、侏罗系及上白垩-古近系等多套烃源岩.据地震资料寒武-奥陶系烃源岩在20 号断裂下盘的沉积厚度达2 000 m,是一套较好的烃源岩.石炭系-下二叠统烃源岩广泛分布,厚度大、有机质含量丰富,处于高成熟-过成熟阶段,为现实烃源岩.侏罗系烃源岩地表处于低成熟油气生成阶段,覆盖区在生油窗之内,为现实烃源岩.上白垩-古近系烃源岩可达较好烃源岩标准,处于成熟阶段,但生油潜力有限,推测喀什凹陷应具较大的生油潜力.     

三江地区古特提斯火山岩源区物质的Nd-Sr-Pb同位素体系特征

Nd-Sr-Pb同位素体系对三江地区古特提斯火山岩的示踪结果表明，古特提斯时期三江地区存在亏损和近原始两种地幔储库。亏损地幔的Isr＝0．7041～0．7077，εNd（t）＝＋2．87～＋7．24；近原始地幔的Isr＝0．7039～0．7079，εNd（t）＝－0．95～＋5．41。它们均属南半球地幔域。亏损地幔和近原始地幔分别是三江地区MORB和OIB的源区物质。金沙江洋内弧火山岩继承了MORB的源区物质，Isr＝0．7060～0．7066，εNd（t）＝＋6．24～＋7．54；碰撞弧火山岩的源区物质是陆壳重融物，Isr＝0．7203～0．7235，εNd（t）＝－8．80～－10．76；滞后弧山岩的源区物质是陆壳重融物与少量地幔柱熔融物的混合物，Isr＝0．7077～0．7099，εNd（t）＝－2．56～－9．93。澜沧江陆缘弧火山岩的源区物质是洋壳、大洋沉积物和陆壳物质的混合物，Isr＝0．7052～0．7111，εNd（t）＝＋0．61～－7．26。Sr-Pb同位素联合示踪还表明，三江地区存在Dupal异常，其△Sr＞40，△8／4＞60和△7／4＞7。     

川中丘陵区果树的地下背景效应

通过对川中丘陵区果树立体剖面分析研究,从物、能流角度揭示了果树地下背景特征对果树的非均衡全息作用。研究表明,在一定气候区域内果树态势是土壤以多种性质集合方式表现的反馈信息流与果树需求信息流对应匹配的结果;岩土系统以物、能流表征的全息作用效应显著,其中个别元素的物、能流始态,特别是果树所必需的营养元素常影响果树果实品质。果树立体全息分析显示,川中丘陵区果园一般以侏罗系沙溪庙组紫色土区为佳,侏罗系遂宁组和白垩系紫色土区的果园次之。