红层与煤系复合结构覆岩采动破坏分析及其应用

许多矿区煤层采动影响范围内的覆岩层由红层和煤层共同构成。本文研究了山东省太平煤矿东区二叠系 3号煤层覆岩破坏和防水煤柱留设的问题 ,在对上覆第四系水文地质条件分析的基础上 ,对红层和煤系复合结构覆岩的工程地质特征和破坏状况进行了分析 ,确定了合理的防水煤岩柱高度 ,并经过开采验证 ,避免了水害发生.     

红层软岩压缩破坏的分形特征与级联失效过程

基于不同围压条件下的红砂岩三轴压缩试验结果,采用数字图像相关技术对岩样外表面破坏形态进行全程观测,获得不同阶段岩样外表面破坏图像,分别对岩样破坏后阶段的图像进行分析。通过分形盒维数表征岩样外表面裂纹的变化情况,发现岩样破坏越严重,裂纹分形维数越高,且在最后破坏阶段裂纹分形维数出现突变,揭示岩样的破坏特征。引入级联失效数学模型,结合红层软岩内部的矿物成分与细观结构分布特点,概化出其结构的随机连接模型与破坏方式,分析红层软岩加载作用下的内部节点颗粒“容量-荷载”重分配原则以及节点颗粒失效后其初始荷载传递路径。结果表明,红层软岩在受载时为一个级联失效的分阶段破坏过程,级联因子通过级联路径不断传播、增多,级联失效越发明显,同时结合岩石破坏的变形损伤过程与其轴向应力-应变曲线分段特征,揭示该类岩石破坏的级联失效分级标准,为拓展该领域的研究具备一定的参考价值。     

西藏泥盆纪海相红层的分布与时代

在作者及前人对西藏地区泥盆纪地层学、古生物学等资料研究的基础上,作者对该区泥盆纪海相红层进行了初步的系统整理。共识别出6层(套)海相红层,它们是:早泥盆世扎西岗组海相红层(洛赫柯夫阶—布拉格阶)(XDRB1)和春节桥组上部海相红层(埃姆斯阶)(XDRB2),中泥盆世海通组海相红层(艾费尔阶)(XDRB3)和丁宗隆组底部海相红层(吉维阶)(XDRB4),晚泥盆世查果罗玛组(下部)海相红层(弗拉斯阶)(XDRB5)和羌格组顶部海相红层(法门阶)(XDRB6)。所有海相红层均形成于近岸或浅水碳酸盐岩台地环境,因此,属于浅水-半深水陆棚红层,此外,还讨论了中国南方泥盆纪海相红层的分布及全球法门期海相红层广布事件。     

青海柴达木盆地北缘寒武纪和奥陶纪海相红层的分布与时代

参照青海省柴达木盆地北缘寒武纪和奥陶纪地层相关文献资料,通过野外地质调查和系统样品分析结果,在柴北缘寒武纪—奥陶纪地层中梳理和识别出了19层海相红层。其中,寒武纪地层中识别出了12层海相红层,奥陶纪地层中识别出了7层海相红层。除奥陶纪石灰沟组海相红层(QORB3,QORB4,QORB5及QORB6)为深水大洋红层外,其余15层海相红层均属浅水—半深水陆棚红层。依据海相红层及其上下层位所含化石,本文初步论述了各海相红层的大致时代,并与我国主要块体的同期海相红层进行对比。上述研究对进一步开展全国乃至全球寒武纪、奥陶纪海相红层分布及对比提供了基础数据和资料。此外,通过国内同期红层的对比,本文还讨论了河北唐山寒武纪海相红层的分布及中国南方中奥陶世大坪期—达瑞威尔期早期海相红层广布事件。     

高速公路缓倾红层软岩滑坡形成机制及防治措施研究

以缓倾红层软岩地区某新建高速公路路堑开挖滑坡为例,通过对该滑坡形成过程、致灾因素及变形机制进行分析,结果表明:前缘开挖临空条件、大气降雨是滑坡产生的主要因素,高边坡开挖形成临空面,降雨使岩体处于饱水状态,在裂缝扩张力及静水压力作用下,形成垂直裂隙并向岩体深部发展,剪断岩层局部层面结构面,最后贯通形成滑面滑动致灾。滑坡前缘反压堆载、后缘裂缝遮盖防雨,坡面截排水、位移监控等应急措施止滑效果较好,推荐采用支挡工程+清方方案处治滑坡。建议缓倾红层软岩边坡加固设计贯彻分级支挡思路,以提高边坡稳定性及施工安全性。     

彬耒煤田红层下遥感解译及找煤

以光学和数字图像处理为主要技术途径、通过对湘东南区彬耒煤田的卫片地质解译和地质资料的综合研究,圈定了本区白垩系红层下7个可供探寻龙潭煤系的重点靶区,为省近年来普查找煤及“八五”规划提供了信息和依据,并初步收到了较好的找煤效果。      

红层丘陵区海绵城市建设地质影响因素分析及地质适宜性评价

以成都某红层丘陵区为研究对象,综合考虑海绵城市建设的“渗、蓄、净”几方面影响,认为红层丘陵区海绵城市建设主要的地质影响因素包括坡度、岩土渗透性、下垫面条件、第四系覆盖层厚度、地下水位埋深、水系分布、植被覆盖程度、水污染程度等,并通过现场调查及实施相应的渗透试验等方式,最终确定坡度、第四系覆盖层厚度、岩土渗透性对海绵城市建设的影响更大。随后确定各因子权重值,构建评价体系,确定研究区海绵城市建设的地质适宜分区,为后期其他红层丘陵地区的海绵城市建设相关规划提供理论基础。     

丹霞地貌定义、分类及丹霞作用研究

丹霞地貌以广东丹霞山最为典型而得名,是一种发育赤壁丹崖群的特殊地貌类型,近年来随着旅游开发不断升温而成为景观地貌学关注的重要对象,但其中一些基本问题长期争论不休。本文从命名地的地质、地貌特征和我国区域地质发展史角度出发,重新厘定了丹霞地貌的定义与分类,强调丹霞地貌的三大基本要素:赤壁丹崖地貌特征、燕山旋回以来陆相红层基础和以流水侵蚀为主的地质营力。西北地区也广泛发育丹霞地貌,一类是黄土覆盖下的古丹霞,另一类是干旱区片流侵蚀和泥乳贴膜的丹霞。丹霞作用是对中新生代陆相碎屑岩经流水侵蚀、重力崩塌和风化剥落等多种地质作用的统称,其产物就是丹霞地貌。岩性控制和崖壁片流垂蚀是丹霞作用的两种特殊机理。红层盆地的沉积相及其岩性差异控制着丹霞地貌的发育及其景观类型,据此在地貌发育的构造、外力和时间三个因素基础上增加了岩性因素。南方典型的红层盆地中,边缘冲积扇相粗碎屑岩地区可经历青年、中年和老年等发展阶段,盆地中央湖泊相泥岩、粉砂岩却没有经历过绝壁陡崖发展阶段。暴雨水流在丹霞崖壁上发生近垂直向下的侵蚀作用叫片流垂蚀作用。其中冲蚀作用形成竖状沟槽、竖状洞穴,涡蚀作用(借助风力吹动发展成垂直崖壁的涡旋)形成圆锥状洞穴、串珠状洞穴,后者使得洞穴沿软弱岩层分布,进一步扩大成扁平状洞穴。这些洞穴形成年代具有垂向一致性,不具有上老下新变化趋势,而在水平方向上,不同部位洞穴的形成年代可能不同。     

康滇古陆西侧志留系龙马溪组红—黑转换特征 ——以宁蒗大槽子剖面为例

中上扬子区康滇古陆以东的志留系龙马溪组无"红层"发育,但在康滇古陆西侧的盐源—丽江地区,龙马溪组底部却发育有"红层"(为厚约2 m的紫红色硅质泥页岩)。为了明确该套"红层"的成因及地质意义,以盐源—丽江地区的宁蒗大槽子剖面为例,从岩性、岩相及岩石地球化学等方面,对龙马溪组下部"红层"到上部"黑层"的红—黑转换特征进行了研究。结果表明:①龙马溪组下部"红层"中含Fe~(3+),且无有机碳存在,推测这是"红层"致红的原因;②"红层"与"黑层"中稀土元素特征相似,但微量元素特征差异较大,尤其是"红层"中Co的含量均值高出"黑层"9倍以上,而"黑层"中Mo的含量均值高出"红层"9倍以上;③龙马溪组下部"红层"至上部"黑层",整体上是从相对富氧的氧化沉积环境转变为相对缺氧的还原沉积环境,也是沉积水体逐渐由浅变深的过程,这是红-黑转换的主控因素;④龙马溪组从下部"红层"转换至上部"黑层",其间构造背景均为活动大陆边缘环境,不同于康滇古陆以东的稳定大陆边缘背景。