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。     

煤系火山灰蚀变黏土岩:矿物学和地球化学研究进展

含煤地层中广泛分布的火山灰蚀变成因的高岭石黏土岩被称为Tonstein。少数情况下,煤系蚀变火山灰层的黏土矿物以蒙脱石和伊蒙混层矿物为主,则分别称为斑脱岩和钾质斑脱岩。尽管中外学者对煤系火山灰蚀变黏土岩已有大量研究,然而,迄今为止这几个术语在定义和使用上在国内外科学界仍然存在争议。煤中火山灰的淋滤作用会对煤的地球化学组成产生重要影响。含煤地层中这类岩石因为分布广泛可以被用作等时标志层,提供地层对比的依据,其中的原生矿物还可以提供绝对年龄信息。有的碱性火山灰层具有找矿指示意义。煤中火山灰蚀变黏土岩夹矸中化学性质相对稳定的元素可以用来推断原始火山灰的组成,提供原始岩浆的成分以及区域地质历史演化方面的信息。     

葛洲坝泥化夹层的物质组成特性

葛溯坝基岩中,砂岩或粉砂岩岩层间夹有一些厚薄不等,性状各异的粘土岩或粉砂质粘土岩,以及它们的泥化夹层等软弱夹层。本文主要是根据若干典型夹层的矿物成分及其定量分析结果和部分颗粒分析资料等,叙述和讨论了软弱岩层的物质组成,特别是亲水性粘土矿物的组成特性与泥化夹层形成的关系。     

重庆市粘土岩中泥化软弱夹层的工程地质特征

重庆市粘土岩中泥化软弱夹层的发育分布状况及其特征,是山城岩体稳定性论证中所关注的重要因素之一。经调查,市中心区泥化夹层主要发育在两褶皱轴附近,它们是由于粘土岩层层面与褶皱轴轴部剖面X裂隙复合,使粘土岩沿层面方向发生挤压破碎,进一步发展成泥化夹层。本文讨论了这些泥化夹层的分布和特征及其对岩体稳定性的影响。     

大岗山坝区辉绿岩脉蚀变泥化特征及机理研究

针对大岗山水电站坝区辉绿岩脉蚀变泥化问题,在系统调研和室内试验基础上探讨了蚀变泥化带的空间分布特征、结构构造、矿物学特征及物理力学性质,并结合区域地质环境分析了蚀变泥化岩形成的主要原因。研究表明,坝区SN向辉绿岩脉劈理化强烈,蚀变泥化带发育,且主要集中发育于岩脉与花岗岩接触面及内部强烈劈理化部位。蚀变泥化岩松散易碎,具有塑性高、含水量高、重度低及中等压缩性等物性特征。X衍射和扫描电镜显示蚀变生成了大量的黏土矿物,且具有多孔隙空洞的微观结构特征。富含辉石等暗色矿物和热液交代、多期次的构造挤压错动及浅表生风化作用构成岩脉蚀变泥化的主要原因。     

大岗山坝区辉绿岩脉蚀变泥化特征及机理研究

针对大岗山水电站坝区辉绿岩脉蚀变泥化问题,在系统调研和室内试验基础上探讨了蚀变泥化带的空间分布特征、结构构造、矿物学特征及物理力学性质,并结合区域地质环境分析了蚀变泥化岩形成的主要原因。研究表明,坝区SN向辉绿岩脉劈理化强烈,蚀变泥化带发育,且主要集中发育于岩脉与花岗岩接触面及内部强烈劈理化部位。蚀变泥化岩松散易碎,具有塑性高、含水量高、重度低及中等压缩性等物性特征。X衍射和扫描电镜显示蚀变生成了大量的黏土矿物,且具有多孔隙空洞的微观结构特征。富含辉石等暗色矿物和热液交代、多期次的构造挤压错动及浅表生风化作用构成岩脉蚀变泥化的主要原因。     

匈牙利布达佩斯地铁4号线黏土岩的工程地质性质

匈牙利布达佩斯在建地铁4号线布达段广泛分布中渐新统灰绿色、黄褐色的黏土岩,黏土岩的工程地质性质研究对地铁工程的顺利实施意义重大.阐述了地铁4号线的工程地质条件,重点讨论了布达段黏土岩的工程地质性质.对黏土岩的X射线粉晶衍射测试表明黏土岩的主要矿物成分为伊利石、方解石、白云石、绿泥石、石英、云母、黄铁矿等,具有弱膨胀性.随着黏土岩风化程度的加深,颜色由深灰色向灰褐色变化.通过对黏土岩进行单轴和三轴压缩实验,发现黏土岩在天然状态下的抗压强度及抗拉强度均较弱,抗变形能力较差,风化带黏土岩的抗剪能力较弱,新鲜黏土岩的抗剪能力较强.     

川藏交通廊道黏土化蚀变岩发育特征及其对大型滑坡的促滑作用

黏土化蚀变岩是在岩浆期后热液作用或后期水热作用下形成的具有不良工程地质性质的特殊地质体.在野外调查、黏土矿物测试和物理力学试验分析的基础上,阐述了川藏交通廊道黏土化蚀变岩的形成条件、区域分布特征、地质特征及蚀变程度的判据,以白格滑坡为例揭示了黏土化蚀变岩对大型滑坡的促滑作用.结果表明,黏土化蚀变岩的区域分布受活动断裂、热液作用和地层岩性控制,常沿侵入岩脉、断裂带、岩浆岩节理密集带、侵入岩体与其他岩层的接触带等部位发育,其蚀变程度按蚀变系数可划分为微蚀变、弱蚀变、中等蚀变和强蚀变4个等级,在干湿交替和松弛条件下极易发生崩解、软化,中等-强蚀变的岩体抗剪强度低.黏土化蚀变岩对滑坡的促滑作用主要体现在强度弱化效应、岩体结构劣化效应及失稳滞后效应3个方面,是促进构造混杂岩带深切河谷斜坡失稳、形成大型滑坡不可忽视的重要因素.      

奥陶纪和志留纪钾质斑脱岩研究评述

与欧洲与北美相比,国内对钾质斑脱岩的研究较少。为了更好的认识这类岩石,本文从其定义、判别、研究进展等方面,对已发表的钾质斑脱岩资料特别是奥陶纪和志留纪钾质斑脱岩资料进行了研究评述,并在此基础上对华南奥陶纪钾质斑脱岩研究进行了介绍,并提出了华南钾质斑脱岩研究中三个可能的突破方向,即钾质斑脱岩所代表的火山喷发活动与晚奥陶世生物大绝灭的关系、斑脱岩内斑晶矿物熔体包裹体与世界其他地区对比研究、奥陶纪不同层位斑脱岩高精度同位素年代学研究是华南奥陶纪钾质斑脱岩三个有前途的研究方向。钾质斑脱岩作为一类特殊的事件标志层,在年代地层、事件地层、古大陆再造、地层对比研究中具有重要的价值,并将在古环境、古构造和古地理研究等方面发挥不可替代的作用。     

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。     

中亚造山带伊犁北缘早古生代海相斑脱岩地质意义

伊犁地块位于西天山北部,通常认为其北缘经历了晚古生代活动陆缘的演化,但对其早古生代构造沉积演化(尤其是同位素定年)的研究仍较为薄弱.在伊犁北缘果子沟地区的奥陶系黑色硅质页岩中发现多层斑脱岩(蚀变凝灰岩)夹层,奥陶系发生了强烈褶皱变形,在其中一个倒转向斜的核部和翼部选取两层斑脱岩进行了锆石U-Pb测年.2个斑脱岩样品中的...     

孟底沟水电站蚀变岩密集带综合变形模量研究

拟建雅砻江孟底沟水电站坝基花岗闪长岩体中,密集发育有单条宽度为0.5~3m的黏土化热液蚀变岩带。变形试验表明,微新花岗闪长岩的变形模量平均值高达31.50GPa,而强黏土化蚀变岩及弱黏土化蚀变岩变形模量仅分别为6.79GPa、11.10GPa,故蚀变岩密集带的存在必将对坝基岩体的变形特性产生重大影响。目前对于这种变形特性差异显著的复杂组合岩体综合变形模量尚无成熟的评价方法。因此,本文在刚性承压板变形试验及声波测试基础上,采用非线性回归法分析了岩体声波与变形模量的相关性,建立了岩体Vp-E0的相关性公式,进而采用算术平均法计算了典型蚀变岩密集带的综合变形模量,其值为18.03GPa,较微新花岗闪长岩变形模量降低了42.76%;同时,根据带内各种蚀变岩所占比例,采用加权平均法求得蚀变岩密集带综合变形模量值为19.40GPa,较微新花岗闪长岩变形模量降低了38.41%。两种方法所得的综合变形模量值相差仅为7.60%,且对比刚性承压板法所得变形模量值,前者更加安全可靠。故建议采用非线性回归法对孟底沟水电站蚀变岩密集带综合变形模量进行计算。     

宜昌上奥陶统钾质斑脱岩锆石U- Pb年龄、Lu- Hf同位素特征及其源区示踪意义

中扬子宜昌黄花场地区上奥陶统五峰组内出露多层钾质斑脱岩,斑脱岩以伊蒙混层黏土矿物为主,同时含六方双锥石英、锆石、磷灰石及铁质微球粒等,地球化学成分具有高钾、岛弧火山岩的特征。五峰组底部第一层斑脱岩ε_(Nd)(t)为-3.83,锆石U-Pb年龄445.4±2.0Ma,锆石ε_(Hf)(t)介于2.7～7.3之间,加权平均值为4.67±0.89,t_(DM2)值965～1249Ma,加权平均为1127±55Ma。五峰组中第八层斑脱岩ε_(Nd)(t)为-7.92,锆石U-Pb年龄444.1±2.2Ma,锆石ε_(Hf)(t)介于-6.6～-11.2之间,加权平均值为-8.74±0.88,t_(DM2)值1840～2130Ma,加权平均为1973±55Ma。斑脱岩的矿物成分、地球化学元素特征、锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征表明其可能来自于早古生代扬子北缘秦岭地区的火山爆发,同时也限定了临湘组和五峰组界限年龄为(445.4±2.0)Ma,这些斑脱岩的频繁出现预示着晚奥陶世生物灭绝更替等重大地质事件的开端。     

黔东地区下江群凝灰岩锆石SHRIMP U-Pb年龄及其地层意义

本文报道黔桂地区晚前寒武纪下江群沉积地层凝灰岩(斑脱岩)获得高精度的锆石年龄,结合侵位四堡群花岗岩锆石年龄和四堡群斑脱岩锆石SHRIMP U-Pb年龄,将下江群明确定位于新元古代晚期沉积。该年龄对为重新界定下江群时代及同期地层的区域对比和构造演化都有着重要意义。江南古陆普遍发育的晚元古代低变质绿片岩系四堡群(梵净山群、冷家溪群、双桥山群)及上覆地层丹州群(下江群、板溪群、河上镇群),两者之间的构造界面,是人们争论的主题,其时代的定位一直影响着整个江南古陆变质基底的地层划分和对比,同时制约着中国地质学家对江南造山带的地质背景和成矿条件解疑。本文通过下江群甲路组地层中斑脱岩的锆石研究,精确地测定了甲路组斑脱岩锆石年龄(814.0±6.3)Ma和清水江组斑脱岩锆石年龄(773.6±7.9)Ma。上述锆石年龄解决了黔桂地区新元古代晚期沉积时代问题。     

高放废物地质处置黏土岩处置库围岩研究现状

世界上很多国家都对处置库的可能围岩进行了详细研究。通过对比,认为花岗岩、黏土岩、岩盐比较适合作为处置库围岩,而黏土岩由于具有自封闭性、渗透率低等其他岩石类型不可比拟的优点,因而将黏土岩作为高放废物地质处置库围岩越来越受到各国的关注。文章同时介绍了瑞士、法国、比利时等国家在黏土岩中所进行的大量研究,均认为在黏土岩中处置高放废物和乏燃料是安全的。文章还对黏土岩处置库概念设计、黏土岩处置库围岩地下实验室研究,以及我国开展黏土岩处置库研究的意义等进行了综述。     

黄河西霞院工程坝基黏土岩的工程地质特性研究

黄河西霞院工程电站厂房地基为上第三系洛阳组黏土岩类地层。现场勘察揭示该黏土岩具有特殊的工程地质性质,在开挖或遇水时风化分解较快,由岩石的性质转变为土的性质。为了更好地了解洛阳组黏土岩的工程特性,进行了一系列室内试验和现场大型剪切试验。该黏土岩的黏土含量最高达53.7 %,黏土矿物成分以蒙脱石为主,含量在28 %～38 %,岩体的膨胀率为0.6 %～4.9 %,单轴抗压强度为0.11～1.04 MPa,凝聚力为132.2 kPa,内摩擦角为22.29°。研究表明洛阳组黏土岩具有典型的软岩硬土特征。     

水岩相互作用下结晶岩的矿物演化

水岩相互作用下，结晶岩中的长石、角闪石、黑云母、石英等矿物发展演化为粘土矿物，往往造成结晶岩体中的构造破碎带“泥化”，形成泥化带，力学强度降低。发育于三峡坝址船闸区结晶岩中的F215泥化带就是长期水岩相互作用的产物，由于其力学性状较差，变形模量仅0.2GPa～1．0GPa，对升船机和永久船闸的基础应力传递不利，且直接影响到升船机的运行安全。以F215泥化带为例，通过对该泥化带的矿物成分、微结构特征，以及周围水文地质环境等方面的调查和分析研究，对水岩相互作用下，结晶岩中构造破碎带“泥化”的演化过程，以及泥化带的分布规律进行研究，结果表明：1)F215泥化带目前的发展尚处在结晶岩风化的饱和硅铝阶段；2)水岩相互作用形成的泥化带必然沿那些胶结较差、导水性较好的断裂破碎带分布。     

岷江上游某水电站工程边坡软岩的崩解特性研究

工程边坡内软岩分布较广,可区分为泥化夹层、煤、炭质页岩、泥质粉砂岩等4种典型岩组。软岩的发育特征、空间展布形态、崩解特性直接关系到边坡整体稳定性和支护措施的方案设计。在重点研究F3断层、L9、L10、Lc、L11等软带内所发育的几种典型软岩岩组的崩解特性后,获知该类软岩极易吸水,遇水后发生泥化、软化和崩解。通过循环崩解试验,发现工程区内软岩的崩解度与泥质含量和崩解次数具有很好的相关性。同时,根据崩解度与崩解物形态,对软岩进行定性划分,分别定出Ⅴ类崩解岩和5种崩解破坏形式。最后就崩解机理作进一步地深入探讨。该成果为指导类似的工程边坡软岩的崩解性试验研究提供新的思路。     

鄂尔多斯盆地南缘晚奥陶世钾质斑脱岩——SHRIMP测年及其成因环境

鄂尔多斯盆地南缘上奥陶统金粟山组以深水碳酸盐岩沉积为特征,含多层桔黄色凝灰质粘土岩。矿物和化学成分分析表明,其主要由伊利石和伊蒙混层粘土矿物组成,含少量石英、长石和锆石等中酸性岩浆矿物,富K2O,属钾质斑脱岩;微量元素分析显示本区斑脱岩的源岩为中酸性岩浆成因,源于同碰撞火山弧构造环境。应用SHRIMP技术对其中的锆石进行了U-Pb测年,取得了(451.5±4.9)～(452.1±5.1)Ma、(457.5±5.1)Ma和(465.8±8.3)Ma 3组谐合年龄,前两者分别与欧美广布的Millbrig-Kinnekulle和Deicke斑脱岩同时,但15种化学组分的多元统计分析显示,金粟山组的斑脱岩与欧美同期著名的斑脱岩可能并不同源。形成本区斑脱岩的火山凝灰质可能源自沿商丹洋盆北缘展布的火山弧喷发,而鄂尔多斯盆地南缘晚奥陶世发生的强烈沉降和沉积转换可能与北秦岭弧后盆地的拉伸与扩张密切相关。     

索达干坝址区泥化夹层工程地质特征

泥化夹层的分布及强度不仅影响到库区两岸山体的稳定,而且还影响到坝基的稳定.在大量地质勘探试验研究资料的基础上,研究了索达干坝址区泥化夹层的类型及分布规律、泥化夹层的粒度成分及物理性质,分析了不同试验方法对泥化夹层抗剪强度的影响,提出了抗剪强度指标的建议值.