水岩耦合下的红层软岩微观结构特征与软化机制研究

水岩长期作用下红层软岩体现出成岩作用差、易风化、易软化崩解等特点,给软岩工程设计与施工带来挑战。以滇中红层软岩地区所取泥岩试样为研究对象,首先对自然和饱水状态下岩样进行单轴和三轴压缩试验,分析水岩作用下软岩的力学特性;然后采用X射线衍射技术对不同含水状态下软岩微观结构进行对比研究;最后基于试验结果对滇中地区红层软岩遇水软化机制进行了探讨。研究结果表明:水岩作用下软岩力学性质劣化明显,岩石峰值抗压强度显著降低,岩体破坏程度提高;软岩黏土矿物颗粒吸水膨胀,微观结构由致密的团粒状转变为疏松多孔的不规则片状和鳞片状结构;伊利石等黏土矿物与水反应,产生的不均匀应力和大量微孔隙导致软岩内部结构破坏;红层软岩的遇水软化机制包括软岩矿物的溶蚀和次生作用、黏土矿物的吸水膨胀与崩解、软岩与水作用导致颗粒间胶结连结破坏等。     

川南红层地区泥石流形成过程与动力特征研究——以四川省屏山县牛儿包泥石流为例

红层地区泥石流因受典型的地层岩性及气候条件等影响,发育分布数量较少,探索这类特殊孕灾背景条件下的泥石流成因及特征具有一定的减灾意义。文章以四川省屏山县牛儿包沟泥石流为例,通过对该泥石流沟流域的地形条件、水源条件及物源条件特征分析,探索了红层地区泥石流的成因和特征,综合分析了泥石流的动力特征。研究表明:(1)流域地形高差大,沟道狭窄,沟谷较陡,沟道纵比降较大,为泥石流的形成提供了有利地形条件;(2)流域汇水面积较大,降雨集中短时间内为泥石流的形成提供了充足的水源条件;(3)流域内物源集中,短时间内能为泥石流发生提供充足的物源条件。最后通过泥痕法计算了上一次泥石流发生时的流量,并对计算了不同暴雨频率条件下泥石流的流量,提出了针对性的泥石流防治建议,为牛儿包沟泥石流灾害防治提供了可靠的数据。     

清江盆地洋湖凹陷岩盐矿床A1孔泥岩段硼同位素组成特征研究

近年来,硼同位素研究在指示沉积环境及物源方面取得了良好进展。通过开展清江盆地盐岩矿床泥岩段矿物组成、硼含量及XRD衍射实验、热电离质谱法测量硼同位素等实验手段,研究δ11B值变化与物源、沉积环境和气候作用的关系,分析影响清江盆地盐岩矿床硼同位素分馏因素,发现多源性可能成为δ11B发生变化的原因之一,粘土矿物优先吸附10B从而导致δ11B值降低,同时盐矿物序列变化和伊利石的减少表明该时期整体气候变化为干冷向温湿改变,可能伴随有河流改道而导致物源发生变化,从而影响δ11B值的变化。     

江西信江盆地上白垩统风成红层的古地磁研究

红层是古地磁学的重要研究对象之一。以往对河湖相红层的古地磁研究较多,而对于风成红层的研究较少。因 此,对于风成红层剩磁记录是否可靠等基本问题仍然缺乏清晰的认识。文章对江西信江盆地上白垩统圭峰群塘边组风成 红层和河口组河流相红层开展了古地磁研究,并通过对比风成红层与河流相红层的古地磁结果,探究风成红层剩磁记录 的可靠性及不同沉积过程对古地磁记录的影响。逐步热退磁实验结果显示仅有19% 的塘边组风成红层分离出稳定的特征 剩磁,而且其强度衰减曲线为凸形,表明特征剩磁为碎屑赤铁矿携带的原生剩磁。其平均方向为Ds=15.6 °, Is=28.9 °, n= 25, κ=13.0, α95=8.3 °;对应的古地磁极为Latitude=70.7 °, Longitude=245.6 °, A95=6.8 °。该古地磁极与赣州地区河湖相红层 的古地磁极及华南晚白垩世的古地磁极位置一致,表明风成红层的剩磁记录是可靠的。河口组河流相红层绝大部分样品 未能分离出稳定的特征剩磁。磁化率各向异性结果显示塘边组和河口组为沉积组构。岩石磁学结果表明,载磁矿物为赤 铁矿和磁铁矿。通过对塘边组风成红层的薄片观察和红度值比较等进一步研究表明,颗粒粒度和胶结程度可能对红层剩 磁记录的稳定性有一定影响。     

川东红层缓倾角岩质崩塌特征与稳定性分析

川东地区出露一套湖相、河流相等红色碎屑岩,普遍发育着缓倾角岩质斜坡结构,由于其特殊工程特征和环境条件致使地质灾害频发,其中崩塌是主要灾害形式之一,并对人居安全与交通、城镇建设等具有较大危害。通过总结分析已有研究成果并结合大量野外工程地质测绘与岩体力学原理分析,提出基于川东地区环境背景条件的贯通型倾倒式、贯通型滑移式、非贯通型错断式和非贯通型拉裂式的四种基本崩塌类型,并对其岩性组合、斜坡结构特征、演变过程和安全性定量计算等进行系统总结,可为区内同类灾害的防治与研究提供借鉴与参考。      

四川东部和重庆地区三叠纪海相红层分布及时代

在综合分析四川东部和重庆地区的三叠纪地层资料的基础上,本文着重对研究区三叠纪海相红层的分布格局和沉积特征进行了分析和对比。在四川东部和重庆地区三叠纪海相地层中初步识别出5组12段海相红层,分别是:飞仙关组(大冶组)红层(印度阶)、嘉陵江组红层(奥列尼克阶)、雷口坡组(巴东组)红层(安尼阶)、天井山组红层(拉丁阶)和马鞍塘组红层(卡尼阶),并将这些红层与相邻地区(湖北中西部和贵州)三叠纪海相红层进行了对比。分析表明研究区所有海相红层均属于滨海-浅海陆棚相红层,四川东部和重庆地区三叠纪海相红层的碎屑物质及Fe_2O_3主要来源于康滇古陆和龙门山等高地。同时,文中还探讨了四川东部和重庆地区三叠纪海相红层纵向分布与古气候、古纬度、水深、植被、矿产、岩石颜色、构造运动等之间的关系。上述研究为进一步开展全国乃至全球三叠纪海相红层分布规律研究和时代对比提供基础数据和资料。     

盐岩地下储气库泥岩夹层分布与组构特性研究

以江苏金坛地下盐岩储气库为例,在区域地质与场地工程地质条件分析的基础上,通过盐岩及夹层分布与岩性分析、泥岩夹层全岩X光衍射试验、黏土矿物X光衍射试验及定量分析、泥岩夹层的粒度试验、崩解试验及水理试验研究表明,金坛地下储气库岩盐层夹层主要为层间夹层与层内夹层,盐岩层间夹层分布稳定,厚度较大,不溶物含量高;盐岩层内夹层层数多,厚度薄,分布不均,不溶物含量低。盐岩层间泥岩夹层的主要矿物为黏土矿物,黏土矿物的主要存在形式为伊利石/蒙脱石混成矿物;泥岩夹层主要为细粒颗粒;泥岩夹层沿层理面崩解,层状开裂软化,具有微膨胀性。对于储库水溶建腔速度、成腔形状与运营期的腔体蠕变具有重要影响。     

沉积记录与白垩纪地球表层系统变化

地球表层系统是由岩石圈、大气圈、水圈和生物圈相互耦合和变化组成的复杂巨系统。白垩纪是地球表层系统研究的典范,在地球表层各圈层发生了众多重大地质事件。晚白垩世巨大的地幔热异常引起海底扩张速度变快,导致大量海底高原和海山的形成;同时,冈瓦纳大陆裂解,南北大西洋贯通,新的大洋水道形成,可能造成大洋环流格局的大变化。洋壳体积的增加可能使白垩纪海平面比现在高出200~300 m,大规模海侵也在晚白垩世中期达到最大范围。在这个过程中,火山作用释放出来的营养物质和火山气体的反馈作用造成的大量陆地营养物质的流入共同促使大洋水体富营养化和普遍缺氧,造成“大洋缺氧事件”。CO2浓度的升高（为现今的4~10倍）是火山排气作用的直接结果,其“温室效应”也被认为可能是促成白垩纪大气和海水高温的重要原因（高于现在10 ℃）。大洋红层（CORB）是最新提出并被广泛接受的白垩纪重要地质事件,被定义为一套分布在从外陆棚到CCD面之下深水盆地的,在富氧、低生产力和贫营养条件下较低速沉积形成的品红-红色-棕色的细粒远洋沉积物。这些发生于地球表层各圈层的重大地质事件以能量循环的方式（具体表现为C、S、P、H、O等元素循环）相互耦合和变化共同支撑着地球表层系统的运转。但是科学界对这些重大地质事件的成因机制及其所引起的全球变化性质还没有形成一致意见,原因之一就是缺乏对陆相沉积记录的研究。陆相白垩系的广泛发育和“松辽盆地白垩系科学钻探”工程的顺利实施共同构成了中国在白垩纪地球表层系统研究上的地域和材料优势,结合中国在白垩纪地球表层系统重大地质事件研究中已经形成的学术优势,从地球系统科学的角度出发,通过多学科交叉研究将是解决以上问题的关键。     

江西信江盆地红层及其地貌发育研究

江西信江盆地丹霞地貌的成景地层为晚白垩系陆相红色碎屑岩,红层的厚度、岩石学和地球化学特征及其在盆地内出露制约着丹霞地貌的发育、景观类型及其组合以及在盆地内的分布。信江盆地边缘主要出露茅店组、河口组和莲荷组巨厚层砾岩、含砾砂岩和砂岩,以铁质胶结和少量钙质胶结为主,可溶性成分含量低,这些红层以发育高大的顶斜型峰林型、峰丛型丹霞地貌组合为特征。盆地中部的河口组上部和塘边组地层含砾砂岩和砂岩为主,以钙质胶结为主,可溶性成分含量较低,常发育低矮的圆丘状丹霞地貌组合为特征,大型岩洞是其典型的景观类型。过渡地带主要为河口组上部、塘边组和莲荷组下部的砂岩、含砾砂岩,丹霞地貌只发育于断层或河流发育地区,以顶平型丹霞地貌组合为特征。以钙泥质胶结为主,可溶性成分含量高的细碎屑岩中一般不发育丹霞地貌。     

Erosion control for mudstone soil with ventilation and watertight resin

To accelerate the re-vegetation of exposed landslide areas, hydroseeding for soil and water conservation has been widely applied as one of the economically feasible ways. However, effect durations of different hydroseeding materials are different, the formulation density has a certain effect on plant growth and the addictives may exude. This paper presents laboratory experiments of soil erosion, exuding water quality and soil hardness by using a rainfall simulator with different conditions of slope, rainfall intensity and medication density. The results showed that soil erosion decreased significantly, suggesting a good erosion-resisting effect by the ventilation and watertight resin. No significant variation of the exuded water was observed during testing, which indicates that after gelling, the ventilation and watertight resin are unlikely to release chemical substances. It was found that high resin density will result in poor workability as well as high costs; adverse will cause the mudstone to fracture due to raindrops since cracks are common to soil surface. The weatherability after spraying and its effect on plant vegetation still need further investigation.