黄河上游某电站上新统石膏夹层对坝基岩体稳定性影响评价

拟建的黄河上游某水电站在勘查过程中发现在河床以下存在一层厚约2m的石膏层。石膏岩遇水易溶解,工程地质性质较差,力学强度较低,是水电建设中的不良岩体。本文对石膏岩的物理力学性质和化学成分做了仔细分析,分析了石膏溶蚀后对坝基稳定性的影响,找出防止石膏溶蚀的判断标准,最后得出防治措施。     

滇中红层膏盐溶蚀特征及其对水质的影响

滇中红层多含有石膏、岩盐等可溶盐矿物,在可溶盐富集地段,地下水往往表现为咸水或微咸水而不适宜饮用。文章以楚雄市谢家河河谷为例,基于钻探、物探、测井、水质分析等综合勘察资料,研究红层膏盐在地下水循环中的溶蚀特征并分析膏盐溶蚀对水质的影响。结果表明：膏盐溶蚀形式主要为散点状膏盐的溶蚀孔洞和裂隙状石膏的溶蚀裂隙,溶蚀强度主要受控于含水介质孔隙发育程度和地下水循环速度;浅层地下水循环速度快,虽可溶盐溶蚀强烈,但对地下水水质影响较弱,水质超标面较小;深层地下水循环速度慢,可溶盐溶蚀后富集于深层承压含水层中,导致地下水水质超标面大;断裂及其影响带导水造成深层承压水向浅层地下水越流,导致浅层地下水水质变差。     

石膏原岩静水溶蚀时间-温度效应试验初步研究

文章对石膏原岩在静水溶蚀条件下的时间-温度效应进行了初步研究,并从微观角度对石膏岩溶蚀破坏机理进行分析。试验发现随着溶液温度的升高、溶蚀时间的延长,石膏岩溶蚀破坏加剧。具体表现为：石膏岩失重率随温度升高、时间延长而增大,溶蚀速率均值随温度升高而增大;溶液中Ca2+浓度随温度升高、时间延长而增大,Ca2+浓度增长速率均值随温度升高而增大。Fick扩散及溶胀应力是石膏岩溶蚀破坏的主要原因。静水溶蚀条件下,石膏原岩主要溶蚀破坏形式为：溶胀裂缝、柱状劈裂及片状剥离。     

成都地区含膏红层软岩溶蚀特性研究

针对成都地区红层软岩溶蚀空洞现象,以成都半岛城邦项目场地的红层软岩为例,选取不同深度的岩样进行室内浸水试验、淋滤试验和溶蚀试验,观察岩样在不同类型环境水下的作用性状和溶蚀特征,分析经历不同作用的含膏红层软岩 可溶成分的流失程度及其对环境水的影响。结果表明,红层软岩中的石膏含量随着深度的增加而增加,含膏红层及其环境水的腐蚀性显著增强;遇水后,红层软岩中的可溶成分逐渐溶解、流失,随着时间的积累;红层软岩孔隙增大,渗透性增强,红层的完整性丧失,强度衰减;在酸性环境水的作用下红层软岩中的钙质胶结物流失加剧,结构连接破坏严重,对红层的结构强度影响较大。对浸泡、淋滤和溶蚀作用后的试样,重点测试了抗压强度、波速等参数。试验结果表明,红层软岩经硫 酸溶液腐蚀后岩样的结构被破坏,单轴抗压强度从8.5 MPa降低到2 MPa,降低了76%;波速明显减小,从2 204 m/s减小至1 355 m/s,减小了40%;红层试样的pH与电导率变化也比较显著,pH值从8.77减小至7.29;电导率从55 ?s/cm增加到1 100 ?s/cm。     

模拟环境水对隧洞石膏岩溶蚀的分析评价与灰色预测

由于金康水电站库区的长期运行,环境水对库区内基岩以及石膏岩的溶蚀,已经对大坝的安全性产生重要影响。本文采用室内实验模拟的方法,对库区的石膏岩样品用城市自来水模拟库区环境水对其进行溶蚀实验,以其中的Ca~(2+)和SO_4~(2-)等参数为指标,根据溶蚀前后环境水的水质变化情况,并结合灰色预测的方法,分析其对水电站安全性的影响。结果表明,该库区石膏岩在当前的天然状态下遭受到环境水和地下水的强烈溶蚀。     

重庆中梁山碳酸盐岩溶蚀速率对季节的响应研究

在重庆市中梁山岩溶槽谷,选取林地、园地、耕地和菜地4种不同土地利用类型,通过野外下三叠统嘉陵江组白云质灰岩石试片的溶蚀试验分析不同土地利用方式下溶蚀速率对季节的响应关系。结果表明:不同土地利用方式将造成土壤性质发生不同的变化,进而对岩石的溶蚀速率产生明显的影响。但无论是从夏半年还是从全年来看,试片的溶蚀速率的大小变化均表现为:林地>菜地>耕地>园地。夏半年在全年的试片溶蚀作用过程中贡献较大,其绝对溶蚀量占全年比例都大于50%;除林地、菜地和园地土下50cm试片外,其余试片的夏半年溶蚀速率都大于全年溶蚀速率。究其原因,主要是由于夏半年气温高,降水量大,使土壤中CO2和水分等增加,从而有利于岩溶作用的进行      

亚热带岩溶森林类型和坡位对碳酸盐岩溶蚀的影响

文章采用标准溶蚀试片法对比两种亚热带岩溶森林不同坡位的碳酸盐岩溶蚀速率,并分析其与土壤CO₂含量（pCO₂）和土壤含水量的对应关系。结果表明：青冈林的平均溶蚀速率（5.22±0.99 mg·cm⁻²·a⁻¹）显著高于化香树林（3.58±2.59 mg·cm⁻²·a⁻¹）;青冈林的土下溶蚀速率在垂直剖面上先增加后递减,峰值位于土下20 cm,而化香树林的随土壤深度增加而增加;青冈林不同坡位的溶蚀速率差异不显著,而化香树林中坡显著高于上坡和下坡;不同森林类型坡位间的溶蚀速率未表现一致规律。森林类型间溶速率差异与土壤含水量有较好的对应而与土壤pCO₂相反,森林内坡位间及土壤垂直剖面的溶蚀速率差异与土壤pCO₂有更好对应性。亚热带不同岩溶森林类型间溶蚀速率差异显著,可用土壤含水量较好解释;不同坡位间差异没有一致规律,但可用土壤pCO₂较好解释。     

某地区白云岩室内溶蚀试验及微观溶蚀机理研究

揭示白云岩溶蚀砂化形成机理。开展室内不同溶液条件、不同结构白云岩溶蚀试验,对比分析溶蚀速率控制因素,采用铸体薄片、扫描电镜分析不同溶蚀阶段白云岩微观结构变化特征。结果表明:岩石微观结构对溶蚀速率起控制性作用,不同结构白云岩溶蚀速率关系为:中-细晶白云岩＞细-粉晶白云岩＞粉-泥晶白云岩; 比表面积与总溶蚀量有关,与单位面积溶蚀速率无关; 溶蚀起始于粒间、晶间孔隙、构造微裂隙与解理,并逐步扩展使孔隙、裂隙相互连通; 溶蚀使白云岩微观结构逐步劣化,晶体联结力减弱,伴随晶体崩解脱落,最终分解成细小颗粒而形成白云岩溶蚀砂化。     

基于溶蚀岩体随机结构模型的等效渗透系数概念及其应用

针对具有随机分布特征的裂隙和中小规模溶蚀洞穴造成的溶蚀岩体渗漏问题,本文在建立溶蚀岩体随机结构模型的基础上,提出等效渗透系数的概念,并推导出等效渗透系数的计算公式.结合具体的工程实例,根据随机结构模型所反映出的裂隙和溶蚀洞穴的有关参数计算等效渗透系数,多次模拟后得到其分布规律.最后对该方法的应用前景进行了讨论.     

不同植物群落对灰岩试块溶蚀速率的影响

用澳大利亚产的微侵蚀计,对湖南郴州礼家洞3个植物群落土壤和泉水中的灰岩溶蚀速率进行了精确测定。对取得的1 650个数据,用SPSS应用软件进行处理,发现乔木群落泉水和土壤中灰岩的平均溶蚀速率最高,分别为3.17 mm/a和0.63 mm/a。在测定灰岩溶蚀速率的同时,对泉水的水化学特征和土壤中的TOC进行了分析,发现乔木群落样地的泉水有更强的溶蚀力（较低的方解石饱和指数和较高的CO₂分压）。乔木群落土壤中的TOC比灌丛、草丛的多。与灌丛、草丛相比,乔木群落对CO₂汇的贡献最大。     

石膏岩中粘土矿物提取的一种新方法及在古气候重建中的应用

目前通用的前处理方法难以从石膏岩中有效提取足量粘土矿物进行测试分析,针对这一技术问题,本研究改进了原有的粘土矿物分析前处理方法,采用新的试剂乙二胺四乙酸二钠（以下简称EDTA）溶解石膏岩,释放其中所含的粘土矿物,有效提高石膏岩中粘土矿物的提取能力。本文以位于青藏高原东北缘西宁盆地塔山剖面（36.5°N,101.8°E） 始新世祁家川组、洪沟组和马哈拉沟组的9个石膏岩样品为研究对象,通过详细对比试验确定了EDTA的溶解条件,明确了采用EDTA提取石膏岩中粘土矿物的实验流程和方法,并探讨了溶解过程对粘土矿物的影响。实验结果表明,EDTA对石膏岩的最佳溶解条件为：温度=100℃、pH=10~12、浓度=0.32mol/L,改进后的前处理方法提取粘土矿物质量是原来的1~25倍,且不破坏粘土矿物的晶型结构。使用EDTA溶解法提取9个样品中的粘土矿物经X射线衍射分析结果表明,西宁盆地始新世石膏岩样品中粘土矿物含量以伊利石为主（62%~90%）,含少量绿泥石（3%~17%）,蒙脱石（含伊蒙混层矿物）含量变化较大（0~35 %）。粘土矿物组合特征反应该区域始新世以干旱气候为主,盆地内石膏岩地层形成时期的气候环境可能存在一定程度的干湿波动现象。     

红粘土的成因及其对工程性质的影响

根据国内外的文献资料,通过对广西贵县和柳州龙船山地区红粘土的研究,本文分析了红粘土的成因及演化过程,认为红土化过程实质是一个物理化学改变的过程,并探讨了红粘土中特殊的矿物成分,结构连接方式以及其演化过程对其工程地质性质的影响。     

近地表温压条件下白云岩溶解过程的实验研究

与溶解作用有关的次生孔隙是碳酸盐岩最主要的油气储集空间,从实验模拟角度研究碳酸盐溶解机制具有重要的理论与应用价值。本文在近地表的温度和压力条件下,进行了具相同成分和结构的白云岩在CO2和乙酸介质中的对照溶解实验,两种类型的具相同成分和不同结构的白云岩在CO2介质中添加和不添加硬石膏的对照溶解实验,以及方解石含量50%的岩石在CO2介质中添加和不添加硬石膏的对照溶解实验。实验结果表明:(1)近地表温压条件的酸性环境中,乙酸对碳酸盐矿物的溶解能力显著大于CO2流体,乙酸对白云石的溶解是接近化学计量的,而CO2流体则是非化学计量的,白云石中Ca优先溶出而Mg滞留;(2)溶解CaSO4的加入会显著改善近地表温压条件下CO2流体对白云石的溶解效果,使得白云石溶解接近化学计量组成,该过程是通过抑制Ca的溶出和加速Mg的溶出来实现的;(3)对于白云石含量大于90%的较纯的白云岩来说,溶解CaSO4的加入会使得白云岩溶出离子的Ca、Mg合量增加,因而总体上有利于白云岩溶解,与之相反,溶液中CaSO4的沉淀可能导致白云石的沉淀。实验结果可以帮助我们更深刻理解近地表环境白云岩的溶解过程,尤其是与膏盐伴生的白云岩的溶解及相应岩溶过程和次生孔隙的形成机制。      

Grain-size analysis of the Neogene red clay formation in the Pannonian Basin

The red clay is a significant deposit underlying the Pleistocene loess-paleosols sequence in the Pannonian Basin. The sedimentary processes involved and the origin of the materials remain controversial. In order to determine the depositional processes of the Pliocene red clay formation we studied many red clay sections in Hungary. Here, we present results of grain-size analyses of the red clay from representative sites. In particular their grain-size distribution is compared with that of typical Pleistocene eolian loess-paleosols, as well as lacustrine and fluvial sediments. It appears from the sedimentological data that the majority of the red clay is of a wind-blown origin. The red clay might be transported by weak westerly winds and has been modified by post-depositional alteration.     

陕西老高川红粘土剖面粒度磁化率特征及古环境意义

陕西老高川红粘土剖面粒度表现出明显的三峰分布特征，说明它是由多种成因组分所构成，而且每种成因组分对整体的贡献率也不同。其粒度组成主要是以粉土粒级（5-50μm）为主，且10-50μm粒级含量高于5-10μm，〉250μm颗粒少见。除〈2μm粒级含量变化相对稳定外，其余粒级均表现出旋回起伏的特征。〉63μm、〉30μm及中值曲线变幅较大，说明当时冬季风比较盛行，而且变化强度比较大，而〈2μm粒级曲线变化相对稳定，说明当时夏季风很弱，而且没有太大变化。粒度曲线与野外岩性所得结论一致，说明当时气候总体上是以干冷为背景，但也有干冷与暖湿的交替。野外岩性上表现为粘土层与钙结核层相互交替，粒度曲线上表现为峰谷旋回起伏的变化，同时也有古生物与岩石学证据相佐证。磁化率曲线变化说明榆社期较保德期气候暖湿。帕拉提‘     

The influence of impurities on the dissolution of Ca- and Sr-bearing barite at room temperature

1INTRODUCTION BARITE(BASO4)ISANEXTREMELYINSOLUBLESALT;THISAROUSESPROBLEMSINPETROLEUMINDUSTRYBECAUSE BASO4ISAPARTICULARLYINTRACTABLESCALINGAGENT.BARITE PRECIPITATIONINTHEWELLBOREENVIRONMENTGENERALLYRE QUIRESMECHANICALREMOVAL,WITHCONSIDERABLEASSOCIAT EDEXPE…     

Neogene clay and its relation to landslides in the southwestern Loess Plateau,China

Loess occurs widely in Northwestern China, covering Neogene clay and other sedimentary units that overlie the bedrock. The Neogene clays of the Baoji Region of Shaanxi Province, north China, including the eolian Hipparion and paleo-Sanmen Lake fluvial deposits, are typical clays of the southern Chinese Loess Plateau. These clays are also sensitive key strata controlling the development of large-scale landslides along the slope of the loess tableland surrounding the Guanzhong Basin. To investigate the Neogene clay types and landslides in the region, soil samples were tested and the macro- and micro-structures of the clay strata were analyzed. Comprehensive analysis methods, including the pipette method and fine X-ray diffraction, were applied to quantitatively analyze the sample composition and determine the clay mineral types. The Neogene clays are mainly composed of illite and montmorillonite mixed-layer minerals. On the Williams’ discrimination diagram of swelling potential, both types of clay are medium to strongly expansive soil. Two case studies illustrate that rainfall reduces the shear strength of the Neogene clay and raises the groundwater level. Rainfall has gradually destroyed the structure of the Neogene clay, transforming it to sliding belt soil. The sliding belt lies mainly within the Neogene clay layers, significantly affecting the occurrence and characteristics of landslides in Baoji. The rise in groundwater level and weakening of the shear strength of the Neogene clay are important factors in the occurrence of landslides. The long-term strength is a key factor affecting the development of loess landslides along the loess tableland in Baoji.     

Dolomite dissolution: An alternative diagenetic pathway for the formation of palygorskite clay

Palygorskite is a fibrous, magnesium‐bearing clay mineral commonly associated with Late Mesozoic and Early Cenozoic dolomites. The presence of palygorskite is thought to be indicative of warm, alkaline fluids rich in Si, Al and Mg. Palygorskite has been interpreted to form in peritidal diagenetic environments, either as a replacement of detrital smectite clay during a dissolution–precipitation reaction or solid‐state transformation, or as a direct precipitate from solution. Despite a lack of evidence, most diagenetic studies involving these two minerals posit that dolomite and palygorskite form concurrently. Here, petrological evidence is presented from the Umm er Radhuma Formation (Palaeocene–Eocene) in the subsurface of central Qatar for an alternative pathway for palygorskite formation. The Umm er Radhuma is comprised of dolomitized subtidal to peritidal carbonate cycles that are commonly capped by centimetre‐scale beds rich in palygorskite. Thin section, scanning electron microscopy and elemental analyses demonstrate that palygorskite fibres formed on both the outermost surfaces of dissolved euhedral dolomite crystals and within partially to completely dissolved dolomite crystal cores. These observations suggest that dolomite and palygorskite formed sequentially, and support a model by which the release of Mg²⁺ ions and the buffering of solution pH during dolomite dissolution promote the formation of palygorskite. This new diagenetic model explains the co‐occurrence of palygorskite and dolomite in the rock record, and provides valuable insight into the specific diagenetic conditions under which these minerals may form.     

阿尔金新近纪红粘土的古地磁年代及古气候记录

黄土-古土壤序列、红粘土等风尘堆积由于其本身蕴含着丰富的气候信息而成为研究新生代古气候（东亚季风）演化的理想载体。已有的研究表明大面积连续分布的风尘堆积主要出露在黄土高原及邻区。新近,在青藏高原北缘阿尔金山地区发现了一套厚约88.4m的新近纪红粘土堆积（彩虹沟组）,红粘土本身沉积特征及其与黄土高原典型风成沉积物的诸多相似性表明其为风成产物。生物化石约束下的磁性地层学表明该风尘堆积形成于13.0~2.6Ma。根据沉积物的载磁矿物、磁化率系统差异可将该序列分为上下两段:下段（13.0~11.5Ma）载磁矿物以磁铁矿为主,磁化率值总体较高（平均值为15×10-8m3/kg）且变化频繁,指示了总体湿润但干湿交替明显的古气候;上段（10.3~2.6Ma）稳定的磁化率低值（平均值为9.5×10-8m3/kg,主要载磁矿物为赤铁矿）为干旱少雨背景下的产物。11.5~10.3Ma（过渡段）的磁化率降低及载磁矿物的转变为区域干旱化增强的反映。该次干旱化事件是在全球变冷与副特提斯洋退出的总体背景下,高原北部逐渐向北扩展引起的。