不同水流速度下温度对奥陶系碳酸盐岩溶蚀速度的影响

为了解不同水流速度下温度对碳酸盐岩溶蚀速度的影响,以自行设计、制造的能够模拟水流条件,并且可同时容纳24个样品的溶蚀试验装置为平台,以淮南张集矿、潞安漳村矿和兖州东滩矿奥陶系灰岩为代表性岩石试样,选取不同温度、水流速度及CO₂压力,进行了溶蚀试验。试验结果显示,在水流速度较低时(16.67 mL/min),环境温度的变化对溶蚀速度的影响比较微小(平均溶蚀变化量为0.000 6 g/cm²)。在水流速度较大时(60 mL/min),温度的改变对溶蚀速度影响较大(平均溶蚀变化量为0.0038 g/cm²)。也就是说在地下水的强径流带,温度对溶蚀速度的影响相对较大,溶蚀速度较快,所以岩溶较发育。     

陇中黄土丘陵沟壑区人工草地土壤水蚀预测模型

针对陇中黄土丘陵沟壑区土壤水蚀过程复杂且难以有效预测的问题,以定西市安家沟水土保持试验站2005—2016年1～12月人工草地径流场试验数据为主要来源,将流域月降雨量、月侵蚀性降雨量、月径流量、月降雨强度、径流场面积、径流场坡度、土壤砂粒含量、土壤粘粒含量8个因子作为输入因子,月土壤水蚀量作为输出,运用偏最小二乘法(Partial Least-Squares Regression,PLSR)和长短期记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)循环神经网络建立人工草地土壤水蚀预测模型,并利用BP(Back Propagation)、RNN(Recurrent Neural Network)、LSTM常见神经网络模型,对模型的有效性进行评估。结果表明:PLSR将模型8个输入因子减少为4个,从而有效解决LSTM神经网络模型对样本数量要求过高的问题; PLSR和LSTM神经网络模型的结合可以有效提高模型对人工草地土壤水蚀过程的预测精度和收敛速度,预测结果的平均相对误差小于4%,相关系数高于其他3种神经网络模型,而迭代次数、均方根误差和平均绝对误差均低于其他3种模型;研究发现坡...     

辽宁省大窑湾某建筑场地岩溶发育特征及工程地质条件评价

辽宁省大窑湾地区某建筑场地内基岩为可溶性中等~强的碳酸盐岩,岩体裂隙发育,在海水入侵、潜水与岩溶裂隙水等共同作用下,岩溶发育较强烈.本场地勘察揭露溶洞的见洞率70.27%.溶洞多发育于地表下20~30 m之间,其次为30~40 m.本文根据揭露溶洞的大小将溶洞分成大型溶洞(洞高≥4 m)、中偏大型溶洞(2 m≤洞高<4 m)、中型溶洞(0.5 m≤洞高<2 m)和小型溶洞(洞高<0.5 m)等四类,分析表明本场地内溶洞以中型溶洞为主,其次为小型溶洞和中偏大型溶洞,岩溶的发育和分布对场地工程地质条件影响较大.本文围绕场地岩溶发育这一主要工程地质问题,从岩溶发育的地质背景、形成条件、分布特点等方面对场地内的岩溶发育特征进行了分析研究,认为本场地属于岩溶中等~强发育的复杂的岩溶红粘土地基,需采取CFG桩、振冲碎石桩复合地基或采用桩基等措施对地基进行处理,以保证工程安全.     

火山岩储层斜长石选择性溶蚀的岩石学及热力学研究

长石溶孔是火山岩中重要的孔隙类型之一,火山岩的主要孔隙类型中长石溶孔所占的比例在1.24%～60.61％之间,在储层中占有重要地位。从岩相学、岩石化学CIPW标准矿物成分、热力学等方面论证了斜长石的选择性溶蚀。岩相学特征表现出斜长石选择性溶蚀的特征,即钙长石溶蚀时钠长石没有溶蚀,同时出现斜长石选择性溶蚀时钠长石和钾长石生长的现象。斜长石选择性溶蚀得到了CIPW标准矿物成分的支持,在CIPW标准矿物成分中长石的端元组分主要为钠长石和钾长石,而钙长石绝大多数为0或接近0。热力学研究表明,在同样的温度、压力和地层水成分的条件下,在斜长石中优先溶解钙长石组分。当地层水中Na+和K+浓度达到饱和时发生钠长石和钾长石沉淀,出现斜长石选择性溶蚀的同时发生钠长石和钾长石生长的现象。     

碳酸盐岩微生物溶蚀作用特征及意义

为研究微生物对碳酸盐岩的溶蚀作用,将灰岩在细菌、放线菌、真菌环境下进行溶蚀试验,并利用扫描电子显微镜对试验前后的岩样进行扫描,以研究其微观溶蚀形态及机理.结果表明:加入微生物后,岩样的溶蚀显著加强,其中真菌的溶蚀能力最强、放线菌次之、而细菌的最弱;不同微生物作用下的岩样其微观溶蚀形态不同,细菌溶蚀后的样品表面呈蜂窝状溶蚀,放线菌的呈线状溶蚀,而真菌的呈絮状溶蚀,这与微生物本身的形态有关.     

三峡库区泥质灰岩溶蚀作用与边坡岩体破坏

三峡库区泥质灰岩边坡的溶蚀与破坏问题,影响到三峡工程的顺利进行,正确掌握它的破坏规律,有利于边坡治理与防护工作。本文从岩体的基本地质信息入手,分析溶蚀作用从不同方面对边坡工程性质的影响。主要包括:岩体内部可溶岩成分被溶蚀后泥质成分富集,岩体成份发生变化;岩体密集节理裂隙发育,结构疏松,成为溶蚀液体的入渗通道,加剧深层岩体的溶蚀作用发生。溶蚀作用叠加不同的地质破坏因素后,三峡库区泥质灰岩岸坡的变形破坏类型总结为三类:薄-中厚层块裂式破坏、中-厚层点裂式破坏、厚-巨厚层层裂式破坏。     

酸化作用对页岩微观结构及其物性的影响

龙马溪组页岩作为贵州页岩气的主要储气层位,勘探及钻井均证实其具有良好的页岩气成藏条件和资源开发潜力。为揭示贵州龙马溪组页岩微观孔隙结构及其物性对酸化作用的响应规律,基于X射线衍射分析（XRD）、压汞、低温氮吸附及核磁共振（NMR）等实验手段,定量表征页岩酸化作用前后的孔隙体积、孔隙率、比表面积、孔径分布等页岩微观结构物性参数的差异性,分析酸化作用前后页岩孔裂隙的结构特征。研究表明：酸化作用增大了页岩的孔隙体积、孔隙率、比表面积和孔径,酸化作用后页岩进-退汞曲线及低温氮吸/脱附曲线的滞后环明显增大,酸化作用增大了墨水瓶孔的孔隙体积;受到酸化作用影响,页岩优势孔隙由介孔和110 nm左右大中孔向介孔与2 800 nm左右宏孔发展,介孔数量减少,宏孔数量增加,页岩孔隙的连通性明显变好;酸化对页岩孔裂隙中矿物质及黏土成分具有明显的化学溶解和刻蚀作用,对页岩孔裂隙体积的改造效果显著,增加了页岩储层的渗透性,进而提高了页岩气的运移与渗流能力;酸化作用下伴随的水化作用对页岩孔裂隙沿层理面起裂、扩展延伸起促进作用,但是页岩酸化作用下的水化作用机制尚需进一步研究。     

基于数字图像处理技术的溶蚀岩体细观变形破坏机制模拟研究

通过数字图像处理技术对广泛发育于岩溶地区的溶蚀岩体的溶蚀特征进行提取,构建离散元溶蚀岩体模型,并模拟单轴压缩试验研究溶蚀岩体的细观变形破坏机制,以分析溶蚀岩体的变形破坏特征和裂隙演化规律。结果表明：溶蚀岩体模型能够很好地表征岩体的溶蚀特征,对真实的溶蚀形态具有较好的还原作用;溶蚀岩体的累计破坏数曲线呈现“S”型变化特征,即分为裂隙不发育阶段、稳定发育阶段和不稳定发育阶段,溶蚀岩体的破坏具有累进性特点;由于溶蚀孔洞的存在,使得溶蚀岩体接触力力链表现出各向异性特征,随着加载的进行,岩体骨架为抵抗外部荷载的作用,导致接触力在岩体骨架内集中,表现为接触力力链线条变粗;随着应变的增加,试样发生起源于溶蚀孔洞周围的破坏,破坏区域发生卸荷作用,接触力力链被淡化,最终试样发生破坏,力链消失,溶蚀岩体应力应变关系是试样内部接触力变化规律的宏观表现。     

东南极拉斯曼丘陵硼硅酸盐矿物组合硅硼镁铝矿-硼柱晶石-电气石的形成过程及其岩石学意义

东南极拉斯曼丘陵长英质片麻岩中产出大量的电气石-硼柱晶石-硅硼镁铝矿之硼硅酸盐矿物组合,这些矿物(电气石除外)的形成晚于变质峰期一般的硅酸盐矿物。电气石可多次出现,硅硼镁铝矿之后形成硼柱晶石,很少见两种以上的硼硅酸盐矿物能够同时结晶,各种硼硅酸盐矿物在同一期、甚至同一阶段内呈递进关系。在硼硅酸盐矿物的结晶过程中,B₂O₃和Al₂O₃较为活动,从而SiO₂的活度相对受到抑制,即存在组分的分异和活性波动,表明络阴离子SiO₄^4-、PO₄^3-、BO₃^3-活动高峰并非同步,因而,挥发分组分对深熔作用的影响可能是有限的;同时,结晶的金属阳离子组分不断发生分异。不同的硼硅酸盐矿物形成的介质条件有所差异：电气石形成于富钙的弱酸性溶液,硅硼镁铝矿应为近中-碱性溶液介质,而硼柱晶石形成于含少量氟的偏碱性介质环境。除温压因素外,流体挥发分种类和介质条件也影响到硼硅酸矿物的多期次、多阶段的变化,从而造成矿物组合的复杂性。本区长英质岩石中硼(B)及其他挥发分组分的较高含量可由原岩成分决定,亦可经由变质-深熔作用引起,即深熔作用时熔体的整体优先吸收硼(硼的第一次富集)及随后熔体结晶阶段的局部残留和富集硼(硼的第二次富集)。Gdd-Prs-Trn硼硅酸盐矿物组合的存在,表明发生了以脱水为主的高级变质作用,同时伴随强烈的深熔作用。挥发分组分在露头尺度体系中可能属于开放性质,而在更大尺度和范围内则基本封闭;在深熔作用中,硼等挥发分的存在影响了熔体的组成,使得岩浆熔点降低、熔融成分调整,粘度有所降低,更容易运移;而且,熔体可以携带这些挥发分,当熔体结晶时挥发分析出、结晶,局部富集而形成硼硅酸盐矿物,尤其是沿着一些构造有利部位发生显著的聚集。