黔北大方地区二叠系—三叠系界线粘土及事件粘土地球化学特征及成因

黔北大方地区二叠纪及三叠纪地层发育,在二叠系—三叠系界线处发现12~14cm厚的界线粘土,在界线粘土层之上还发现3~4层5~18cm厚的火山事件粘土层。二叠系—三叠系界线粘土、事件粘土及松子坎段底部火山事件粘土岩(绿豆岩)均具有高的K_2O和MgO含量;二叠系—三叠系界线粘土的稀土元素特征与关岭组松子坎段底部绿豆岩相似,与沙堡湾段事件粘土岩的稀土元素特征也十分相似,Eu异常较明显,说明界线粘土及事件粘土成因均与火山活动有密切关系。界线粘土比事件粘土具更明显的Eu异常,部分界线粘土还具有Ce异常。二叠系—三叠界线粘土、事件粘土及关岭组绿豆岩的源区均属于活动大陆边缘的长英质火山岩区,为酸性的长英质火山岩喷发(火山灰)沉积的产物,而沙堡湾段及九级滩段正常沉积泥岩的源区属于被动大陆边缘的长石砂岩岩区。界线粘土中,大部分微量元素与事件粘土及关岭组绿豆岩中对应微量元素的含量相近,但其中的Th、Y、Nb、Cd、Ga、In、Ta明显高于与火山活动有关的事件粘土及绿豆岩,推测事件粘土与少量宇宙事件外来物质的加入有关。     

某软土基坑复合土钉支护结构失稳分析与处理

简述了某软土基坑复合土钉支护结构失稳过程,分析失稳原因,介绍工程治理措施.文中还对软土基坑与残积土基坑破坏机理进行探讨,提出了软土基坑按地层可分为双层软土基坑、三层软土基坑.三层软土基坑比双层软土基坑采用复合土钉支护结构能较优控制变形和提高稳定性.可供工程技术人员参考.     

择优取向在粘土矿物X射线衍射定量分析中的应用研究

采用Ｋ值法，以蛇纹石或白云母矿为参比物，利用晶面的择优取向，对蒙脱石粘土、海泡石粘土、凹凸棒石粘土和高岭石粘土进行Ｘ射线物相定量分析，取得满意结果。同时总结出这些粘土矿物的Ｋ值，并在此基础上讨论与择优取向相关的问题。     

Provenance of iron,bauxite and clay deposits of the Carboniferous Benxi Formation in southern margin of North China Craton: An example from Da'an bauxite and clay deposit of Sanmenxia area,Henan Province

During the Middle Ordovician to Late Carboniferous period,the North China Craton(NCC)was exposed and experienced prolonged weathering that resulted in the formation of large-scale iron,clay and bauxite deposits. The source of ore-forming material has always been a research focus,in particular,whether the sources of the iron ore and the Fe-bearing clay at the bottom of Benxi Formation are the same as the upper bauxite and clay deposit is still unclear. In this study,the Da'an bauxite and clay deposit at the southern margin of the NCC was chosen to carry out a detailed analysis of the micro-region mineral composition and elemental geochemical characteristics for further exploring the sources of iron,bauxite and clay deposits. The composition of the ore-bearing rocks in the Da'an bauxite deposit from the bottom to top includes Fe-bearing clay(locally iron ore),bauxite,and bauxitic clay;locally,in karstic uplift,bauxitic clay layer is directly overlying on the Fe-bearing clay. The Fe-bearing clay is dominated by siderite,pyrite,and illite in the karstic depression,and hematite,illite,and kaolinite in the uplift. Bauxite is mainly composed of diaspore,illite,and anatase,while bauxitic clay is mainly composed of illite. Mineral microanalysis revealed the development of large amounts of moissanite and small amounts of natural silica,silicalite,and chromite at the bottom of bauxitic clay layer. Regional comparison and correlation reveal that the ophiolite in the Shangdan suture zone and Erlangping Group in the North Qinling orogenic belt(NQOB)likely provides source materials for bauxite and clay deposits. The obvious differences in immobile element ratios (e.g., Zr/TiO₂,Hf/TiO₂,Nb/TiO₂,Ta/TiO₂)between the bottom Fe-bearing clay layer and the upper bauxite and clay layer in Da'an deposit,revealing that they are from different sources. The bottom Fe-bearing clay and iron ore layers are the products of in-situ weathering of underlying carbonates,while the top bauxite and clay are allochthonous. The regional uplift of the NQOB during the Late Carboniferous period provided important ore-forming materials for the formation of the NCC bauxite and clay deposits.     

华北克拉通南缘石炭系本溪组铁-铝黏土矿物质来源: 以河南三门峡大安铝黏土矿床为例*

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世期间一直出露地表,经历了长期的风化作用,形成大规模的铁-铝黏土矿,其成矿物源一直是研究的热点,尤其是本溪组底部铁矿和铁质黏土矿与上部铝黏土矿是否为同一来源尚未查清。本研究选取克拉通南缘大安铝黏土矿床作为研究对象,展开微区矿物及元素地球化学组成分析,进一步探讨铁-铝黏土矿物质来源。大安矿床内含矿岩系自下而上包括铁质黏土岩、铝土矿、铝质黏土矿;局部喀斯特高地缺失铝土矿,铝质黏土矿直接覆盖于铁质黏土岩之上。铁质黏土岩在洼地以菱铁矿、黄铁矿和伊利石为主,在隆起区以赤铁矿、伊利石和高岭石为主。铝土矿以硬水铝石、伊利石和锐钛矿为主;铝质黏土矿主要矿物为伊利石。矿物微区分析在黏土矿底部发现大量的碳化硅和少量自然硅、硅铁矿、铬铁矿;区域对比揭示北秦岭造山带内商丹缝合带和二郎坪群中的蛇绿岩为铝黏土矿形成提供了成矿物质。本溪组底部铁质黏土与上部铝黏土矿稳定元素比率(例如Zr/TiO₂、Hf/TiO₂、Nb/TiO₂、Ta/TiO₂)存在明显差异,揭示二者为不同来源: 底部铁质黏土岩和铁矿层为底板碳酸盐岩原地风化的产物;而上部铝黏土矿是异地搬运物,北秦岭造山带在晚石炭世的整体抬升为华北铝黏土矿形成提供了重要的成矿物质。     

Insight into the effects of clay mineralogy on the cyclic behavior of silt–clay mixtures

Results of a systematic testing program showed that the cyclic behavior of silt–clay mixtures is greatly influenced by the dominant clay minerals in the mixture. In particular, it was demonstrated that given the same amount of clay/clay mineral and/or same value of plasticity index, the montmorillonitic soils have the highest cyclic strength, followed by the illitic soils, and then by the kaolinitic soils. Moreover, the rate of increase in cyclic strength with increasing % clay mineral and PI is again the highest in the montmorillonitic soil, lowest in the kaolinitic soil and intermediate in the illitic soil. Therefore, without considering clay mineralogy, the % clay fraction, % clay mineral and plasticity index are unreliable indicators of the liquefaction susceptibility of fine-grained soils. The differing adhesive bond strength each clay mineral develops with the silt particles is deemed to largely explain the observed differences in the response of the three different soil mixtures to cyclic loading.     

关于粘土岩崩解，泥化机理的讨论

分析研究了水利，采矿，地下等工程中常见的粘土岩，泥岩等的泥化，及开挖暴露后的吸水崩解现象，讨论了粘土岩等泥化及崩解的物理化学和力学作用机理，特别是对含胀缩性蒙脱石矿物的粘土岩，还从粘土岩的力学强度特性讨论了他们的泥化崩解问题，系统深入地阐述了粘土岩等泥化，崩解机制。     

分层土中裙式吸力基础吸力沉贯特性模型试验研究

针对一种新型海上风电基础形式-裙式吸力基础,开展模型试验,研究其在分层土地基中的沉贯特性。讨论了土层分布形式（砂土、黏性土、上层砂土及下层黏性土（简称上砂下黏）、上层黏性土及下层砂土（简称上黏下砂））、沉贯方式的影响。研究表明：裙式吸力基础在分层土中具有良好的沉贯性能。与传统吸力基础相比,裙式吸力基础在砂土、黏性土、上砂下黏和上黏下砂地基中最终沉贯深度较传统吸力基础分别增加10.0%、2.3%、3.0%和9.6%,沉贯最大吸力值分别增加0.9%、14.4%、66.2%和92.2%。黏性土层位置和厚度对基础沉贯特性影响显著。上黏下砂地层中,基础最大吸力值出现在土层分界面处,最大吸力值随土层分布系数t（上层土厚度与土体总厚度的比值）的增加而逐渐增大,最终沉贯深度随土层分布系数增加而逐渐减小。上砂下黏地层中,裙式吸力基础最大吸力值出现在最大沉贯深度处,吸力最大值随土层分布系数的增加而逐渐减小,最终沉贯深度受土层分布系数影响较小。此外,同时抽吸主桶和裙结构内水体进行沉贯,最终沉贯深度大于只抽主桶情况。在砂土、黏性土、上黏下砂（ 0.4）和上砂下黏（ 0.4）等4种地基中,裙式吸力基础采用同时抽主桶和裙结构的沉贯方式,最终沉贯深度较只抽主桶情况分别增大了13.8%、3.4%、16.4%和4.6%。研究成果为进一步阐明吸力基础在分层土中沉贯机制及指导工程实践,具有借鉴意义。     

H-V加筋黏性土的强度与变形特性

在提出非满布的H-V（水平－竖向）加筋的基础上,设计了非满布多层H-V加筋黏土的试验方案,以镀锌铁皮和有机玻璃为加筋材料进行了44组固结不排水三轴剪切试验。通过不同竖筋布置的加筋黏土三轴试验研究了加筋黏性土的应力-应变关系、强度特性及破坏形态,探讨了不同加筋高度、不同围压及不同筋材对加筋黏土强度的影响。试验结果表明：相对于无筋土及传统的水平加筋土而言,其峰值偏应力和抗剪强度均有大幅度提高。     

大连地区红粘土特征研究

大连地区存在发育的红粘土。该土与石灰岩及粘土在化学成分上进行了对比,分析了某些元素流失与聚集的原因,并对其特有的物理特征进行了原始状态、风干状态的水浸试验与土体的收缩试验。从而对该地区红粘土风干后,遇水崩解不可恢复的特殊性,以及土体卸荷在保持原有天然含水量的情况下,呈现稳定状态的合理解释。     

黏土不透水层确定及水压力分布规律试验研究

工程上将满足一定条件下的黏土层介质视为隔水层。通过模型试验的方法,对黏土层为不透水层的确定方法以及黏土层内部的水压力分布规律进行了研究。通过试验分析得出了某给定黏土层为隔水层的特定条件：即找出了黏土层的厚度、渗透系数及层上水头高度三者的关系和给定黏土层的起始水力坡降,得到了黏土层内已渗透水部分的水压力分布规律。试验结果对工程实际具有一定的指导作用。     

非饱和红粘土和膨胀土抗剪强度的比较研究

红粘土是对环境湿热变化敏感的塑性粘土,具有一般膨胀土吸水膨胀失水收缩的特性。与普通粘性土相比,红粘土与膨胀土的强度特性更为复杂。它既是土体抵抗剪切破坏能力的表征,也是计算路堑、渠道、路堤、土坝等斜坡稳定性以及支挡构筑物土压力的重要参数。通过试验研究讨论了红粘土与膨胀土的强度特性以及与一般粘性土的差别及其各种影响因素,并探讨了非饱和红粘土与膨胀土的抗剪强度指标与含水量之间的相关关系。试验结果表明,红粘土与一般膨胀土的吸水膨胀规律完全相同。其试验结果可为红粘土与膨胀土地区工程设计与建设提供参考依据。     

泥质岩成岩作用中的黏土矿物研究

文章通过对泥质岩的黏土质矿物组分、成岩作用中黏土质矿物变化综合研究,认为泥质岩中存在大量黏土矿物,且泥质沉积物由松散到固结成岩实质上是黏土矿物组成的变化。泥质岩中主要黏土矿物包括高岭石、蒙皂石、绿泥石、伊利石以及其组成的混层型矿物伊利石/蒙皂石、绿泥石/蒙皂石,其成岩过程可划分为成岩早期的压实阶段、成岩晚期的黏土矿物转化阶段。压实阶段的泥质沉积物中黏土矿物具有物源的继承性、沉积水体古环境指示意义;受压实作用孔隙水、层间水被排出,原生絮凝团被压破,使片状质点趋于平行排列,黏土矿物与孔隙水发生反应,亦形成少量的新生作用矿物,因而黏土矿物具继承源和新生作用源特性。成岩晚期阶段发生层间水释放及层间阳离子交换,从而使得矿物晶体结构与成分发生变化,主要表现为一元黏土矿物向二元混层型转化,最后再到一元型黏土矿物的转化,最终形成转变源黏土矿物。     

泌阳凹陷地质流体对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的控制作用

运用扫描电镜观察和X射线衍射分析等技术,在对泌阳凹陷核桃园组砂岩储集层中黏土矿物分布特征研究的基础上,从黏土矿物的形成条件和形成过程入手,详细分析了地质流体的性质、组成、流动方式、迁移速度等对砂岩储集层中黏土矿物形成和分布的影响,指出砂岩储集层中参与成岩反应的碎屑活性组分和地质流体对砂岩储集层中黏土矿物的形成和分布具有控制作用,并讨论了它们的形成机理.研究表明,黏土矿物的形成和分布能够不同程度地影响砂岩储集层的孔渗性和含油气性;高岭石发育层段与次生孔隙的发育和渗透率的增加以及油气的富集层段具有良好的对应关系.     

湛江组结构性黏土区域微观结构特性研究

形成于早更新世的湛江组地层广泛分布于雷州半岛地区,其最为典型的灰色黏土因具有强结构性,在实际工程中出现了一系列岩土工程问题,为众多学者所关注。根据地层学研究结果,雷州半岛各区域的湛江组灰色黏土具有不同沉积环境。由于地质成因的差异,灰色黏土在不同区域表现出不同的工程特性。工程实际中,灰色黏土工程特性的区域性,使得工程界及研究者对于该土层的工程力学效益更是难以掌握。利用X射线衍射试验及电镜扫描试验,研究了不同区域灰色黏土的矿物成分及含量、微结构等微观结构特性。结果表明：不同沉积环境灰色黏土矿物成分及含量存在区域性差异,各矿物成分按照不同比例组合,形成的土体微结构区域特性明显。灰色黏土具有强结构性微观机制的揭示及区域差异性的分析,有利于对该层黏土的全面认知和利用。     

垃圾填埋场污泥灰改性黏土衬垫的强度特性及微观结构

为评价污泥灰改性黏土作为填埋场衬垫防渗材料的可行性,分析污泥灰改性黏土强度特性及孔隙结构,针对受垃圾渗沥液腐蚀的纯黏土与污泥灰掺量为1%～5%的改性黏土,采用直接剪切试验分析其抗剪强度变化规律,采用低温氮气吸附试验分析剪切变形后试样的孔隙结构组成。结果表明,改性黏土属于VI型等温线,并存在H3型滞后环,且2～6 nm介孔的数量占比较大。受垃圾渗沥液腐蚀后,黏土抗剪强度大幅下降,黏聚力与内摩擦角分别下降60.12%和19.17%;黏土的最大氮气吸附量降低16.19%,且孔隙分布双肩峰发育不完全;随污泥灰添加量的增加,改性黏土抗剪强度增大,且孔隙分布逐渐恢复双肩峰形式,总孔容增大。     

论我国耐火材料用结合粘土的发展

我国耐火材料用粘土由软质及半软质（古生代）耐火粘土原矿向（新生代）球粘土原矿及水洗或深加工的球粘土、高岭土及（古生代）耐火粘土发展。目前国内以广西南宁地区球粘土为最好的耐火材料用结合粘土。     

冻融循环对石灰处置粉质黏土静强度影响研究

以吉林－荒岗高速公路沿线的粉质黏土为研究对象,对不同石灰掺入比的土样试件进行0、2、4、6、8、10、12次冻融循环试验。通过室内静三轴试验,研究了冻融循环作用对石灰处置粉质黏土强度的影响。研究结果表明,石灰处置粉质黏土的应力-应变关系曲线呈应变软化型,峰值强度随围压增大而升高,粉质黏土峰值强度降低幅度值比石灰处置粉质黏土峰值强度降低幅度值大,经历4次冻融后应力-应变曲线峰值强度趋于稳定;冻融作用后石灰处置粉质黏土抗剪强度衰减率比粉质黏土的抗剪强度衰减率小,抗剪强度随围压的升高而增大;同一围压条件下石灰处置粉质黏土弹性模量随着冻融次数增加逐渐减小,经历4次冻融后基本趋于稳定。     

自然伽马能谱测井资料在确定粘土矿物含量中的应用

由于自然伽马能谱测井(NGS)的放射性元素U、Th、K的含量与粘土矿物有着密切的关系,所以可利用NGS定性或定量确定油气储层粘土矿物含量。阐述了自然伽马能谱测井资料在确定粘土矿物含量中的地质依据,建立了研究地层粘土矿物含量的计算模型。由研究油田的NGS测井资料计算并对比了粘土矿物的含量,最终得到很好的效果。