扫描电子显微镜对花岗岩中主要矿物裂隙作用的研究(英文)

微裂隙对于岩石的物理性质有重要影响.通过光学显微镜对显微裂隙进行的观察,难以将薄片的制作过程中产生的裂隙同自然裂隙区分;其次,观测的裂隙大小限制在0.1mm或以上数量级,一些重要细节观察不到.扫描电镜的高放大倍数和三维分辨率使其成为适合于裂隙研究的理想工具.利用扫描电镜观测了浙江花岗岩在室温下由51.6MPa压力产生的裂隙的发育过程.观察花岗岩的表面以研究其微裂隙和矿物的解理、晶形及破裂作用.微裂隙分为3种类型:晶体内裂隙(完全发育在颗粒内部),晶体间裂隙(穿过颗粒边界进入其他颗粒中),颗粒边界裂隙(沿颗粒边界发育或与边界重合).本研究中的花岗岩为中—粗粒(1～6mm),经过蚀变,约含40%斜长石,25%钾长石,25%石英,10%镁铁矿物(主要为黑云母和白云母).(1)石英裂隙表面的石英颗粒具有边界破裂和贯穿颗粒破裂.贯穿石英颗粒的破裂常呈贝壳状断口.变形集中带与滑动面相伴,其上发育有擦痕和沟槽,这是石英典型的脆性破裂类型.石英矿物的贝壳状破裂产状指示其变形作用早期的碎裂作用,在变形作用中发生交代作用.一些平滑的破裂面上没有石英颗粒的微裂隙构造,但在石英表面却有明显的擦痕面,可指示应力的方向.由于石英的各向异性,这些面也是由贯穿颗粒破裂所形成.一些开放的裂隙集中于石英晶体之中或沿     

Direct analysis of microaggregates shrinkage for drying: Application to microaggregates from a Brasilian clayey Ferralsol

Subrounded microaggregates 100 to 500 μm in diameter were collected in a Ferralsol located in the state of Goiàs. Observation of these microaggregates in dry conditions in scanning electron microscopy showed morphological characteristics that are representative of microaggregates described earlier in many Ferralsols. The shrinkage for drying of initially water saturated microaggregates was studied using an environmental scanning electron microscope. Results showed very small shrinkage for the microaggregates usually studied. However, the shrinkage varies since the volume of dried microaggregates was found to be 93 to 99% of their volume when they are saturated. To cite this article: N. Volland-Tuduri et al., C. R. Geoscience 336 (2004).     

白垩-第三纪界线样品异常铱的赋存状态及其地质意义

 通过对地质样品中铱的赋存状态研究及对残渣相中微粒的透射电镜分析,得出:在K-T界线样品中铱主要存在于残渣相中,不利于地球化学过程富集铱;铱在残渣相的富集与有机不溶物的存在没有必然联系;白垩-第三纪的生物绝灭事件中有火山活动参与;K-T界线事件的触发物为地外物质撞击。最后提出了K-T界线样品异常铱来源于地外物质撞击和火山喷发的混合模型。     

考虑循环应力比和频率影响的动荷载下软土微观结构研究

以杭州原状软土为研究对象,借助扫描电镜和PCAS微观定量测试技术,采用分形理论对波浪荷载下的饱和软土微观结构进行研究,探讨不同循环应力比和不同频率条件下孔隙的分布特征及其变化规律。结果表明：循环应力比越大或频率越低,试样破坏所需的循环次数越少;试样临界破坏应变水平随循环应力比的增加呈升高趋势,而不同频率下的临界破坏应变水平则基本一致;孔隙的尺度、排列、形态等特征均随循环应力比的变化呈规律性变化,但随频率变化没有明显的规律性;循环剪应力作用下,孔隙破碎的同时兼并生长,这是剪切带上褶皱现象的微观本质,并且孔隙排列方向与剪切带方向基本一致。通过循环加载前、后微观结构特征参数的变化规律,揭示了波浪荷载下循环应力比和频率对土体微观结构的影响以及土体宏观变形的微观机制。     

硅酸钾对遗址土的渗透加固机制及改进特性研究

即一定模数硅酸钾溶液,是保护加固土遗址的一种无机化学材料。通过近20年的实践证明,PS材料具有增强遗址土体强度和抵抗外界环境破坏的作用。但PS渗透加固遗址土的微观机制以及加固后遗址土宏观特性的改变如何,并没有取得显著的突破和统一的认识。利用3%体积浓度的PS溶液渗透加固室内击实制备的良渚遗址土试样,渗透初始含水率为13%、17%、19%、21%和25%,并对加固前、后试样进行非饱和直剪、压汞和扫描电镜试验,旨在解决上述两个问题。基于压汞试验得到的双峰孔隙分布模型,提出了PS渗透加固遗址土的两种微观加固机制,并通过扫描电镜试验结果验证了加固机制,同时提出了用于表征两种加固机制指标参数P1和P2。通过研究发现,加固指标P1和P2能够较好地描述在不同含水率下经PS加固试样的相关改进特性如土-水特征曲线和剪切特性的变化规律。研究成果为PS的进一步应用和加固保护土遗址研究提供了新的方法和手段。     

颗粒粒径对微生物固化砂土强度影响的试验研究

微生物固化技术（MICP）是岩土工程领域新兴起的一种不良地基处理技术,不同地基土体之间的颗粒粒径并不相同,其固化效果也可能存在一定差别。选用3种不同颗粒粒径范围的砂土进行微生物固化处理,并基于无侧限抗压强度试验、孔隙体积测量和洗酸处理,从宏观角度分析颗粒粒径对微生物固化效果的影响。结合扫描电镜测试,从细观角度对微生物固化机制进行了初探。研究结果表明,微生物固化砂土中碳酸钙晶体以颗粒簇形式堆积在砂土颗粒表面及颗粒间接触处,其尺寸随碳酸钙晶体堆叠程度的增加而增大;对于颗粒粒径较小的砂土,颗粒间孔隙较易被碳酸钙晶体填充密实,固化试样内有效碳酸钙晶体比例较大,“结构性”较强,无侧限抗压强度较高。     

不同排水条件下软土蠕变特性与微观孔隙变化

对东莞软土进行了固结排水与固结不排水三轴蠕变试验、原状样与蠕变后试样水平测面微结构的扫描电镜试验,分析了不同排水条件的软土蠕变特性与微观孔隙变化规律。结果表明,不同排水条件对试样应变-时间、应变-偏应力关系产生较大影响,土样在不排水条件下屈服破坏,蠕变变形明显;在排水条件下则未有明显屈服,排水过程中的固结效应使其蠕变非线性弱化。蠕变后土样可见大孔隙减少、小孔隙数量增加、形状趋向圆状发展、定向性略有增加,不同排水条件下微观孔隙变化是土体蠕变表现差异的微观内因,孔隙特征的渐变过程揭示了软土蠕变变形的微观机制。     

达摩沟泥石流形成的物质条件分析及防治对策

北京市门头沟区清水镇达摩沟历史上曾发生多次严重泥石流灾害。根据该流域泥石流的灾害历史和发育特征,采用现场调查、地质勘查和室内试验等方法,分析了其形成的地质地貌条件、气象水文条件、土壤植被条件及人类工程活动的影响,查明了达摩沟泥石流为降雨激发的高容重低粘性的过渡或稀性沟谷形泥石流。采用颗粒分析、电镜扫描、X射线衍射分析和室内物理力学性质试验等方法重点对物质条件进行了较为全面深入的研究,提出了以生物措施为主、工程措施为辅,治理与环境保护、经济发展相结合,泥石流监测预警体系和应急体系建设相结合等综合防治措施。     

贵州关岭丙坝铜矿床地气微粒特征

为了查明地气微粒特征与隐伏矿体的关系,对贵州关岭丙坝铜矿床进行地气微粒采样,并用透射电子显微镜进行分析。研究结果表明:地气微粒存在形式有微粒聚合体和单个微粒,以微粒聚合体为主。单个微粒形态各异,有球状、板状、立方状、椭球状、条状、不规则状等,粒度一般在几纳米到300nm之间;微粒聚合体多呈链状、浑圆状、不规则状。微粒的元素组成与地下隐伏矿体具有较好的相关性,且发现较多微粒中含有高浓度的Fe、Mn、Pb、Zn等元素,这无疑对该矿区今后的地质找矿具有指导意义。此外,通过对比不同矿床的地气微粒特征,发现矿床类型不同,微粒的种类、成分、形态等特征有差异,但相同类型的矿床却具有较大相似性。矿床地气微粒特征与地下隐伏矿床具有较好相关性,在相似地质环境下形成的矿床微粒元素组成、大小大体上具有相似性,但其间的微粒组合、形态等仍会存在一定的差异性。因此,可以通过对隐伏金属矿床地气微粒特征的研究,建立不同矿床类型地气微粒特征模型。     

利用扫描电镜法统计颗粒粒径分布的最小样本量

对于微量沉积物,利用扫描电镜获得的颗粒图像统计粒度参数是一条有效的途径,但需要解决被统计颗粒的最小样本量这一基本问题。使用北京市区降尘、中国北方的淡黑钙土和栗钙土3种微量样品,利用S-4800型扫描电镜获得的图片,对颗粒平均粒径、标准差和标准误,以及偏度和峰态等粒度参数进行了统计分析,旨在确定不同平均粒径的微量样品的最小统计样本量。结果表明：对于平均粒径约25μm的降尘样品,最小样本量为800;平均粒径100μm的淡黑钙土,最小样本量为1100;平均粒径约180μm的栗钙土,最小样本量为1200。