花岗岩类土质边坡工程特性及加固方法研究

华南、华东南地区具有厚度可达上百米的花岗岩风化残积层。高等级公路、铁路的规模建设在该地区形成了大量的花岗岩类土质高边坡。深入认识该类边坡的工程特性并提出有效的针对性边坡加固方法,对该地区公路、铁路的安全建设和正常运营具有重要意义。为了更有效指导该类边坡的稳定性分析及边坡设计,本文深入调查分析了广东和广西境内4条高等级公路沿线的44处花岗岩类土质边坡特征及其稳定性,认为控制该类边坡稳定性的因素主要有:土体的均匀性、岩脉(墙)及花岗岩球状硬核的分布情况、坡体中保留的结构面是否对坡体稳定性起控制作用。继而依据这些因素把花岗岩类土质边坡划分为岩脉(墙)隔挡型边坡、网状结构型边坡、外倾结构型边坡、浮石型边坡4种类型。深入分析了每种类型边坡的坡体结构特征、稳定特性,针对性地提出了边坡稳定性分析中应重点考虑的因素。认为花岗岩类土质边坡的土质及坡体结构特征,造成了该类边坡开挖临时自稳性较好,但具有较强的开挖卸荷效应和较弱的抗冲刷能力。最后针对每种类型的花岗岩类土质边坡,提出了相应的设计方案建议。基于花岗岩类土质边坡良好的临时自稳性,认为可进行陡开挖强支护设计,同时强调逐级开挖逐级支护、加强坡面防冲刷、边坡护脚及压顶、边坡截排水等设计建议。     

云南个旧西凹蚀变花岗岩型铜-锡多金属矿床萤石地球化学特征及其地质意义

关键金属锡作为全球高科技产业的重要战略性资源,其成矿作用及找矿勘查均是目前国际矿床学领域研究的热点.位于滇东南有色金属成矿带西端的个旧具有全球规模最大的锡矿储量,因其具有独特的成矿条件而备受关注.近年来,在个旧老厂矿田西部凹陷带花岗岩体内部发现中型-大型铜-锡多金属矿体,但对其尚缺乏系统的研究.文章对个旧老厂矿田重点坑道和钻孔开展构造-岩相蚀变特征解析,观察到锡铜矿化主要以石英-电气石-萤石-硫化物-锡石脉的形式产于似斑状蚀变花岗岩中,少量以萤石硫化物形式产于花岗岩与碳酸盐接触带的矽卡岩中.文章对与2种成矿作用相关的萤石开展LA-ICP-MS及ICP-MS微量元素和Sr-Nd同位素分析.结果显示:蚀变花岗岩型脉状萤石∑REE为(7～749)×10-6(LA-ICP-MS)、(45.5～77.4)×10-6(ICP-MS),具有强烈的Eu负异常(δEu=0.01～0.08)和弱Ce负异常(δCe=0.56～0.92),(87Sr/86Sr)i变化于0.70953～0.71147;矽卡岩型萤石∑REE为(27.2～1277.0)×10-6(LA-ICP-MS)、(29.8～161.0)×10-6(ICP-MS),具有显著的Eu负异常(δEu=0.01～0.19)和弱的Ce负异常(δCe=0.44～1.05),(87Sr/86Sr)i变化于0.70870～0.71553.通过综合分析这2类萤石的地球化学特征,认为蚀变花岗岩型脉状萤石与矽卡岩型萤石均形成于氧化向还原过渡的环境,且均为岩浆热液活动的产物.2类萤石为近同期形成,其中矽卡岩型萤石中Ca来源于老卡等粒花岗岩和碳酸盐岩地层,蚀变花岗岩型萤石中Ca主要来源于老卡等粒花岗岩.综上,个旧老厂矿田西部凹陷带的似斑状花岗岩为老卡等粒花岗岩体边部的早阶段岩体,其未提供成矿物质,但提供了流体运移通道和就位空间,晚阶段流体上升侵位在老厂西部凹陷带似斑状花岗岩体内部形成岩浆热液脉型铜-锡多金属矿体.该研究可以为个旧锡矿深部及外围增储和滇东南锡矿带下一步找矿方向提供重要的理论指导.     

Comparative Study of Acid and Alkaline Stimulants with Granite in an Enhanced Geothermal System

The Enhanced Geothermal System (EGS) is an artificial geothermal system that aims to economically extract heat from hot dry rock (HDR) through the creation of an artificial geothermal reservoir. Chemical stimulation is thought to be an effective method to create fracture networks and open existing fractures in hot dry rocks by injecting chemical agents into the reservoir to dissolve the minerals. Granite is a common type of hot dry rock. In this paper, a series of chemical stimulation experiments were implemented using acid and alkaline agents under high temperature and pressure conditions that mimic the environment of formation. Granite rock samples used in the experiments are collected from the potential EGS reservoir in the Matouying area, Hebei, China. Laboratory experimental results show that the corrosion ratio per unit area of rock is 3.2% in static acid chemical experiments and 0.51% in static alkaline chemical experiments. The permeability of the core is increased by 1.62 times in dynamic acid chemical experiments and 2.45 times in dynamic alkaline chemical experiments. A scanning electron microscope analysis of the core illustrates that secondary minerals, such as chlorite, spherical silica, and montmorillonite, were formed, due to acid-rock interaction with plagioclase being precipitated by alkaline-rock interactions. Masking agents in alkaline chemical agents can slightly reduce the degree of plagioclase formation. A chemical simulation model was built using TOUGHREACT, the mineral dissolution and associated ion concentration variation being reproduced by this reactive transport model.     

内蒙古敖汉旗早三叠世正长花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学特征

正近些年研究显示华北地台北缘存在一条近东西向展布的早三叠世后造山的花岗岩带,在吉林东部,内蒙古中部及西部地区具有发现,但在赤峰敖汉旗地区还未见报道。本次工作在敖汉旗区域地质调查过程中,从原来侏罗纪岩体中重新厘定出一套正长花岗岩,本文对其年代学及地球化学进行介绍,以探讨华北地台北缘中段-东段过渡带的古亚洲洋闭合时限。     

内蒙古化德县沙拉哈达石英脉型钨矿床成矿地质特征

沙拉哈达钨矿区处于内蒙地轴北缘和大兴安岭地槽褶皱系的交接处.矿化主要分布在安山玢岩内,矿体主要由含矿石英脉组成,矿脉中普遍含黑钨矿、白钨矿、黄铁矿及多金属硫化物.与钨矿有关的侵人岩体主要是燕山期黑云母花岗岩及花岗斑岩.围岩蚀变以硅化、云英岩化、绢云母化为主.该矿床属高温热液成因类型.     

义敦岛弧带夏塞早白垩世A型花岗岩成因:锆石U-Pb年代学、地球化学及Hf同位素制约

义敦岛弧带晚中生代侵入岩体目前仍缺乏高精度的年代学数据制约,其成因也存在争论。作者首次在岛弧带中段夏塞银铅锌多金属矿区发现与成矿关系密切的黑云母二长花岗岩。本文对其开展了年代学、地球化学和Hf同位素分析,探讨成因及构造背景。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果为103±1 Ma(MSWD=0.5),为早白垩世晚期岩浆活动产物。花岗岩属高钾钙碱性岩系,具有高硅、富碱和铁、贫钙和镁特征,Si O2含量为72.94%~74.98%,K2O+Na2O=7.56%~8.08%,铝饱和指数A/CNK=1.06~1.10,属弱过铝质岩石。岩石富集Zr、Hf等高场强元素和U、Th等大离子亲石元素,明显亏损Ba和Sr。REE具有明显的Eu负异常(δEu=0.13~0.25),总体呈较陡右倾的LREE富集和HREE相对亏损特征。岩相学和地球化学显示其为铝质A型花岗岩。Hf同位素组成εHf(t)=–2.7~0.6,二阶段模式年龄TDM2=925~1095 Ma。地球化学及Hf同位素揭示夏塞岩体为软流圈地幔与壳源长英质岩浆混合成因,并经历了斜长石、正长石和褐帘石等矿物的分离结晶。夏塞花岗岩体具有后碰撞花岗岩特征,形成于早白垩世晚期弧-陆碰撞造山后伸展构造背景。     

赣南白面石地区铀资源潜力分析

白面石地区有着得天独厚的铀成矿地质背景,区内铀矿化是在富铀的白面石花岗岩体基础上发展起来的。富铀基底花岗岩的风化,使铀活化迁移,形成高铀含量砂岩层,是该区成矿的基础;北西向展布的双峰式火山岩浆喷溢、形成覆盖在高铀含量砂岩层之上的火山岩层,起着热盖和封闭作用,使铀聚积成矿,是成矿的关键;后期断裂作用及次火山岩的贯入,带来了丰富的热能,使铀再次活化迁移,铀矿化叠加变富。     

鞍山地区东鞍山花岗岩年代学、地球化学特征及成因研究

鞍山地区位于华北地台东北部辽宁省,区内保留有3.8~2.5Ga连续的地质记录。对位于鞍山市南侧的东鞍山花岗岩进行了SHRIMP锆石U-Pb同位素分析、白云母Ar-Ar同位素分析及岩石地球化学分析。SHRIMP测年结果为3004±7Ma,代表岩石的形成年龄,Ar-Ar测年结果为2545±16Ma,代表岩石受到构造热事件扰动的时间。岩体地化特征为富硅(Si O2=72.95%~75.37%,平均值为74.18%)、富碱(K2O+Na2O=7.05%~8.45%)、富铝(Al2O3=12.95%~15.44%),低钙(Ca O=0.13%~0.66%)。在稀土元素配分图上,曲线呈明显的右倾趋势,且有较明显的负Eu异常,重稀土分馏不明显。在微量元素洋中脊玄武岩标准化蛛网图上可以看出,东鞍山花岗岩强烈亏损Nb、P、Sr、Ti,富集大离子亲石元素Rb、K、Nd和高场强元素Th、U。岩石地球化学特征表明东鞍山花岗岩岩浆来源为壳源,残留相可能由石榴石+辉石+角闪石+斜长石组成。将鞍山-本溪地区3个3.0Ga花岗岩(东鞍山花岗岩岩体、铁架山二长花岗岩岩体以及弓长岭片麻状花岗岩)的地球化学数据进行对比,发现三者的地球化学存在较大差异,为三个独立的岩体。三个岩体最初可能发育在一个陆块之上,然后在25.5亿年左右分离开来,最后在25亿年左右再次拼贴到一起。     

广州地区花岗岩残积土力学特性试验及参数研究

花岗岩残积土属区域性特殊土,一般具有较强的结构性,准确获得其力学参数是进行基坑等工程设计的前提条件。针对广州地区花岗岩残积土,开展系列力学特性试验研究,包括压板载荷试验、标贯试验以及室内侧限压缩、直剪等常规试验,基于试验结果得到工程中常用的花岗岩残积土力学参数,并进行对比分析及验证。结果表明,由花岗岩残积土室内直剪试验强度参数（黏聚力c、内摩擦角 ）计算得到的地基极限承载力以及由室内侧限压缩试验得到的花岗岩残积土变形参数均明显小于实测值;由压板载荷试验反算得到的花岗岩残积土c、 和变形模量E50计算p-s曲线结果与实测结果较为吻合;由标贯试验结果得到的花岗岩残积土E50则与由压板载荷试验得到的E50结果接近,说明压板载荷试验、标贯试验可作为花岗岩残积土力学参数的合理确定方法之一。     

新疆阿尔泰南缘加尔巴斯套铁矿床成矿时代及成矿作用研究

加尔巴斯套铁矿床位于阿尔泰南缘克兰火山沉积盆地中。该矿床与产于额尔齐斯构造带北侧的可斯尔鬼花岗岩有直接的成因关系,属于典型的矽卡岩型富铁矿。岩体SHRIMP U-Pb年龄表明,该矿床略晚于287 Ma形成;流体包裹体和稳定同位素研究显示,成矿阶段流体除岩浆水外,还有较多大气降水的参与,成矿流体主要表现为中低温、低盐度、中低密度特征;成矿物质主要来源于走滑-伸展背景下的可斯尔鬼花岗岩。结合前人研究成果,笔者认为在晚石炭世—早二叠世时期,阿尔泰南缘由走滑-伸展引发的大规模岩浆作用造就了区内有关铜、锌、镍、金、铁等广泛的成矿作用。