贵州开阳磷矿区崩塌及其防治

开阳磷矿区被称为地质灾害的博物馆,区内地质灾害灾种齐全,滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂缝等地质灾害广泛分布,山体崩塌是区内分布最广的地质灾害之一。文章通过对开阳磷矿区山体崩塌地质灾害的地质背景、采矿活动的调查和分析,得出开阳磷矿区山体崩塌地质灾害形成的基本条件是区内的特殊地形地貌及断裂构造,地下磷矿开采是主要诱因;统计了各矿段崩塌体的分布特征及其危害对象;选取区内典型崩塌体,利用极射赤平投影法定性分析崩塌体的稳定性,分析得出崩塌体是不稳定的;提出了采用井下充填采矿,遏制区内崩塌的进一步发展,并结合生态移民工程、锚固与防护工程、切割爆破清除危岩体等综合治理方法。     

地下开采作用下反倾上硬下软型斜坡崩塌形成机制研究以贵州开阳磷矿崩塌为例

以贵州开阳磷矿崩塌为例,通过对地质条件、采矿扰动与变形破坏特点的分析,阐明在地下开采作用下,反倾上硬下软型斜坡变形破坏的发展过程,并总结斜坡失稳破坏的3种模式,指出不同类型的破坏变形均以坡顶拉裂为前兆,而斜坡岩体结构特征是产生不同破坏模式的关键控制因素。进一步运用数值模拟与物理模拟方法,分析该类型崩塌的形成机理,认为反倾上硬下软型崩塌的形成具有特定的地质背景,动力条件与诱发因素,崩塌最终可能以急剧破坏的形式出现,但其发生并不是一蹴而就的,是经历了从发生、发展直至破坏的长期过程。从地下开采后采空区顶底板的变形,发展到地表裂缝的产生,崩塌的形成是地表裂缝沿着陡倾结构面追踪发展的过程,并受岩体结构特征的控制最终发生倾倒、突破锁固段剪出或沿中缓倾结构面滑塌。因此,对此类斜坡地质灾害的监测和防治必须把握前兆现象,加强早期识别与预警。     

贵州开阳磷矿矿区地质灾害分析

针对矿山深部开采和工程地质灾害的重点危险因素和隐患,指出采用高新技术手段对矿山深部开采和工程地质灾害事故隐患实施监控预警,提高矿山的本质安全程度和保障能力,是矿山控制和消除安全隐患并减轻灾害损失,提高企业市场竞争力的关键。     

震裂山体崩塌形成特征及运动学三维模拟——以汶川县三官庙村崩塌为例

三官庙村震裂山体位于汶川强震区,又于2018年7月20日和2019年8月22日发生了两次震后崩塌灾害,严重威胁坡脚居民生命财产安全.通过对震裂山体危岩现场地质调查、无人机航测和室内三维数值模拟,阐述了震裂山体-崩塌发生的成因机理和动力学过程,并对潜在危岩区的危险性进行了分析评价.研究结果认为,此类崩塌形成过程可划分为3...     

贵州开阳磷矿北西部磷矿床地质特征及沉积序列研究

开阳磷矿北西部磷矿是开阳磷矿资源接替基地之一。在区域成矿地质背景的基础上,从构造、含矿层岩性组合及厚度分析了矿床地质特征。通过分析磷块岩的岩矿学特征及其与沉积环境的关系,对典型剖面进行了层序划分,将洋水组含磷岩系划分为4个向上变浅的沉积旋回,沉积环境由潮下低能带向潮间带、潮上带逐渐过渡。在海平面不断升降的背景下,上升洋流携带大量富磷海水进入洋水矿区浅水环境中沉淀形成磷块岩。     

贵州开阳地区富磷矿成矿作用过程与找矿潜力

贵州开阳地区是我国富磷矿集中分布区。近年来,通过产学研协同创新、联合攻关,实现了磷矿理论创新,推动了该区磷矿找矿突破;厘清了开阳地区磷矿成矿受黔中古陆长期剥蚀夷平的平缓海岸型的无障壁海滩(缓坡浅滩)环境控制;建立了富磷矿"三阶段"动态磷矿成矿模式,阐明了"富"的成矿作用过程,即原始生物-化学、波浪波选(机械)暴露淋滤、磷质沉淀胶结成矿作用。建立新的磷矿区域成矿模式和地质找矿预测模型,开展找矿预测,通过工程验证,估算磷矿资源量(333+334?) 54892万吨,取得了富磷矿找矿新的重大突破。预测区内富磷矿还有8亿吨的找矿潜力。     

湖北五峰赵家岩崩塌形成机理分析

赵家岩崩塌是发生在鄂西山区的一处典型岩质崩塌。野外调查发现,陡峻地形、裂隙发育岩体、平缓软弱夹层是危岩形成的基础,岩溶作用、采煤活动是危岩变形发展的影响因素,强降雨是崩塌发生的直接诱因。为了弄清崩塌的形成机理和失稳模式,文章在对崩塌形成条件和影响因素定性分析的基础上,采用刚体极限平衡方法,分别计算了可能失稳模式下,危岩失稳所需后缘裂缝内的临界水头高度,进而通过对比分析,对危岩的失稳方式进行了讨论。结果显示,崩塌发生是危岩在后缘裂缝静水压力推动下,沿下伏炭质页岩层发生剪切滑动破坏,进而产生了滑移式崩塌。该崩塌形成机理的分析结果,可以为鄂西山区类似的崩塌分析与防治提供参考。     

贵州上洋水河流域拉裂倾倒型崩塌机理研究

贵州上洋水河流域采矿工作引发了形式多样、成因复杂的崩塌地质灾害。以拉裂倾倒式崩塌失稳模式为例,在分析斜坡结构特征的基础上,运用岩体力学理论对崩塌形成岩体的受力演化过程以及中间出现的压缩、挤胀等现象进行了深入研究,并采用离散元数值模拟再现了崩塌形成的变形破坏过程。研究结果表明:磷矿开采产生采空区引起斜坡的应力应变调整,使得岩体产生变形,出现挤胀扩容现象导致岩体失稳倾倒,继而引发崩塌。岩体受力变形过程分为应力调整结构面张拉贯通-岩体变形受压-坡脚岩体挤胀扩容-岩体失稳破坏等4个阶段。在这整个过程中,应力应变的调整和岩体的变形形态以及裂隙的张拉形成相互作用,共同影响着崩塌的进行。     

开阳磷矿沉积特征与沉积模式研究

开阳磷矿区位于扬子准地台滇黔断褶带黔中隆起区。研究区广泛沉积了一套数米厚的白云岩——碳酸盐岩帽,显示坪台特征。随后沉积大片黑色页岩,硅质页岩,有些地区则沉积页岩夹白云岩,这种硅、灰、泥的剖面结构,是浅海陆棚的沉积特征。在开阳-息烽一带属中-高能的海滩环境,沉积了灰绿色含海绿石粉砂岩及砂岩。     

震后公路边坡崩塌地质灾害形成机理分析

震后崩塌是强震作用下形成的一类分布广泛、震裂变形严重、潜在威胁大的次生地质灾害。为了较为深入系统地分析其形成机理,本文结合对映秀至卧龙公路沿线震后公路边坡崩塌地质灾害详细调查和115条实测剖面的分析,首先把震后公路边坡崩塌地质灾害从孕育形成到失稳破坏的演化发展过程分为4个阶段,即原始结构面的形成阶段、潜在变形体的形成阶段、震裂岩体的形成阶段和失稳破坏阶段。在此基础上,分析认为震后公路边坡崩塌地质灾害的形成机理可归纳为震裂-滑移式、震裂-倾倒式、震裂-溃屈式和震裂-错断式4种模式,研究成果为灾后公路重建和防灾减灾提供了有力参考。     

黔中地区陡山沱期开阳、瓮安磷矿区成矿作用研究现状探讨

在震旦纪陡山沱期,扬子地台发生了大规模的成磷事件,广泛发育磷质岩和碳酸盐岩沉积;磷质岩在黔中、鄂西等地构成了超大型矿床,代表了地球历史中最早出现的成磷事件。文章通过分析总结瓮安、开阳地区陡山沱期形成磷矿床的古地理环境、物质来源、成矿机制、成矿模式等,旨在于讨论磷块岩成因的研究现状,分析研究中存在歧义的原因,以此探讨成矿模式构建的具体研究方向,提出适宜的研究方法。陡山沱期黔中地区磷块岩研究主要有以下焦点:1)沉积环境的氧化-还原性质,海水氧化-还原分层模式;2)成矿物质来源存在多种观点,没有证据否定任何一种物质来源,但也没有直接证据证明磷的来源;3)多种成磷机制的观点并存,成磷作用为生物成磷作用、海相热水成磷作用、机械成磷作用和生物化学/化学成磷作用,但其相互作用之间关系不清楚。目前的成矿模式观点有"上升洋流成矿模式"、"沉积-成岩成矿模式",两种成矿模式仍需要进一步完善。因此,如何采取新的研究方法,展开对古地理环境、物质来源、成矿机制方面的研究值得深入讨论。构建黔中地区完整的海相沉积磷块岩的成矿模式,将在今后的扬子地台成矿系统讨论和矿床的找寻中发挥重要作用。     

黔中开阳磷矿沉积区震旦纪陡山沱期定量岩相古地理重建*

磷矿的沉积和成矿与成磷期的古地理环境密切相关。本文首次将“单因素分析多因素综合作图法”运用于开阳地区震旦纪陡山沱期沉积型磷矿床的成矿分析和找矿预测上。通过选取陡山沱组及其各岩性段的地层厚度及磷矿层品位作为单因素,确定开阳地区古地理格局;结合地层岩性组合、沉积特征等多因素综合分析,恢复开阳地区成矿期沉积环境,编制陡山沱早期、中期和晚期岩相古地理图。根据定量岩相古地理重建结果,认为开阳地区陡山沱期整体处于南靠黔中古陆、地势南高北低、局部地形复杂的滨岸海滩沉积环境,其中临滨带为最有利成矿带,局部地形变化也会造成矿层厚度、品位的差异;矿层受到的水流冲蚀、暴露、淋滤及再沉积作用是导致矿石品位显著提升的关键因素。通过定量岩相古地理学精确还原成矿期古地理环境、解析多期次沉积成矿过程,对于确定磷矿控矿因素、构建找矿预测模型和预测矿体空间位置具有重要意义。     

滇东地区下寒武统磷块岩、的次生变化及其形成机制

滇东地区磷块岩在表生条件下所发生的一系列变化,是受其表生地球化学制约的,本文讨论了次生磷块岩的形成问题。     

Formation environment and metallogenic mechanism of Weng'an phosphorite in the Early Sinian,Central Guizhou Province

Weng'an phosphorites are located at the east of Central Guizhou oldland and are important constituent of Hubei-Hunan-Guizhou phosphorite belt. Among them,the Datang ore block developed intact Early Ediacaran stratigraphic sequence,and the phosphorite occurred in the Doushantuo Formation which are divided into the lower layer of dolomite, layer A, the upper layer of dolomite, and layer B. Geochemistry showed that the P₂O₅ concentration of phosphorites in the layer A was higher than that of layer B,while the Sr and Mg/Ca were opposite. These characteristics indicate the degree of aridity and torridity increased from layer A to layer B. δ¹³C,δ¹⁸O,and Z value in layer A are -4.30‰-2.03‰, -11.30‰-7.53‰, and 112119,respectively,and those of layer B are -1.16‰1.49‰, -8.41‰-2.26‰, and 123129,respectively,indicating that the salinity increased from layer A to layer B. Ce_anom of the layer A are greater than -0.1, whereas those of the layer B are less than -0.1, suggesting the redox conditions changing from anoxic to oxic. The NASC-normalized REE distribution patterns of the layer A show “left-inclining”,indicating the input of hydrothermal fluids. Furthermore,the Si,Al,and Ti content in the phosphorite and the periodical change of δ¹³C indicate the input of terrigenous weathering and deep seawater. The “left-inclining”REE plots,high psephicity,and intraclast and blocky textures of phosphate from the layer A collectively suggest the phosphorite formed via mechanical power of seawater. The “hat-shaped”REE plots and microbial debris of phosphate from the layer B indicate the phosphorite formed via microbially mediated accretionary growth.     

黔中瓮安早震旦世磷块岩的形成环境及成因机制*

瓮安磷矿为鄂—湘—黔成矿带的重要组成部分,位于黔中古陆的东侧,其中,大塘矿段位于发育完整的下震旦统陡山沱组中,该组地层自下而上为下白云岩段、A矿层、上白云岩段和B矿层。元素地球化学特征表明: A矿层P₂O₅高于B矿层,而Sr含量、Mg/Ca值却相反,表明从A矿层到B矿层,气候干旱炎热程度升高。碳酸盐C、O同位素表明: δ¹³C、δ¹⁸O和Z值在A矿层分别为-4.30‰~-2.03‰、-11.30‰~-7.53‰、112~119,B矿层分别为-1.16‰~1.49‰、-8.41‰~-2.26‰、123~129,表明A矿层的盐度较低,B矿层的盐度较高。Ce_anom在A矿层均大于-0.1,在B矿层均小于-0.1,另外,Mo、U、V元素在A矿层高于B矿层,表明氧化还原条件从A矿层的还原转变为B矿层的氧化条件。A矿层稀土元素呈“左倾型”配分曲线和热水元素的富集,指示海相热水输入;Si、Al、Ti含量占一定比例,指示了陆源风化物质输入;δ¹³C阶段性变化指示了上升洋流带来的深海海水,因此,陡山沱组磷块岩成矿物质可能有多个来源。A矿层“左倾型”稀土配分曲线以及磷酸盐球状、团块状结构和较高磨圆度,表明其成矿作用机制主要为海水机械动力;B矿层稀土元素呈“帽型”配分模式和大量微生物碎屑发育,表明其成矿机制主要为微生物生长成矿作用,伴随海水机械动力。     

贵州开阳磷矿矿区地质灾害分析

开阳磷矿为我国大型磷矿山,经过几十年的开采留下了很多地质灾害及隐患.文章针对矿山具体情况,采用高新技术手段对矿山深部开采和工程地质灾害事故隐患实施监控预警,提高矿山的本质安全程度和保障能力,达到控制和消除安全隐患,减轻灾害损失,提高企业市场竞争力.     

贵州开阳以东震旦系陡山沱组磷矿富磷机制与“三位一体”预测找矿重大突破*

贵州开阳以东磷矿整装勘查区位处扬子陆块东南边缘,是中国富磷矿最集中分布区。通过对开阳磷矿沉积学、岩石学、地层学和古地理学综合研究认为,开阳地区磷矿成矿受黔中古陆长期剥蚀夷平形成的无障壁海岸的海滩环境控制,高品位磷块岩矿石岩相组合特征、矿物学特征和沉积规律指示了开阳磷矿动态“三阶段成矿作用”过程(即原始生物—化学成磷作用、波浪簸选(机械)成矿作用和暴露淋滤成矿作用),波浪簸选成矿作用是形成厚度大、品位高富磷矿床的主导因素。按照“三位一体”成矿地质理论,确定了以沿黔中古陆北缘开阔海滩相层状展布的磷矿体展布特征,建立了区域成矿模式和地质找矿预测模型,并圈定临滨带为富磷矿重点预测靶区,开展找矿预测。通过产—学—研联合攻关,实现了磷矿理论创新,突破了该区原有磷矿找矿理论瓶颈,成矿范围从250^km²增至1000^km²,预测资源量从0.9442×10⁸t增至13×10⁸t。通过部分区块的工程验证,获得估算磷矿资源量(推断量+预测量)5.4892×10⁸t,尤其新增富磷矿3.57×10⁸t,取得中国富磷矿找矿重大突破。     

花岗岩形成的热动力学过程数值模拟研究进展

形成过程的不可观察性是花岗岩成因长期争论的重要原因。数值模拟技术与超级计算机的结合,为花岗岩形成热动力学过程的数字重建提供了可能性。本文首先回顾了花岗岩形成过程数值模拟所需的物理化学参数的获取研究,其中一个重要进展是将上陆壳作为一个整体,重新厘定了岩石"平均强度"突降或流变学转换,即MCT、FMT、SLT对应的熔体比,为研究深熔岩浆的形成过程提供了重要的实验约束。在此基础上,介绍了基于岩浆侵入模型的物理和数值模拟研究进展。在岩浆侵入模型中,岩体与"源区"是分离的。各岩体与其相应"源区"之间地质条件的差别,使得现有的针对特定岩浆定位模式建立的数字模型,难以具有普适性。文章的最后部分展示了作者利用天河2号超级计算平台,在Chen and Grapes(2007)提出的"原地重熔"地质模型的基础上,对壳内大规模熔融和热对流的2-D数值模拟结果,初步重现了花岗岩和混合岩形成的热动力学过程。模拟结果揭示,热对流是壳内熔融能够形成大规模花岗岩浆的根本原因;岩浆"顶蚀"作用导致MI(SLT)界面向上移动和岩浆层增厚;壳内岩浆层发展的必要条件不是高的地壳温度,而是岩浆系统有持续的热供给,使系统能在较长时间内保持对流状态。