华北北部花岗岩风化穴形成机制与环境意义

通过对华北北部3个地区花岗岩风化穴的调查研究，对其形态类型和成因作了详细讨论。研究区风化穴从形态上可分为底穴型(锅穴)、沟槽型、边墙型以及前三的组合。根据形态特征分析，首次提出锅穴主要与局部岩面上大气降水的长时间停留有关；沟槽型则与岩面流水有关，主要沿岩面半固定流路发育；边墙型大多起源于结构构造引起的岩石抗蚀性能的不均匀性。组合型在成因上则与前述3种机制中的一种或几种有关。风化穴作为裸岩表面差异风化的产物是一种广域型地貌景观，其空间分布并不指示特定的地理环境，但锅穴在形态特征上与环境要素关系密切，具有明显的环境意义。     

金鼎寺水利工程坝址岩体风化特征研究

水电工程建设中,坝址区岩体风化特征是最受关注的问题之一。一般情况下,大坝建基面的选择取决于岩体风化程度。而岩体风化作用受岩体结构控制,岩体的风化首先是沿各类结构面开始,逐渐向岩体内部发展。以西金鼎寺水利工程为例,通过对坝址区岩体风化的表观特征、矿物特征、化学特征进行了研究,结果表明:岩体的风化以物理风化作用为主,化学风化作用不明显;断层及层间、层内错动带对岩体的化学风化作用无显著影响,现场判定岩体风化界限应重点依据岩体的表观特征,从而为风化界限的现场判定提供了依据。     

武广高速铁路风化花岗岩微观变化特征研究

结合工程实例,研究了风化过程中花岗岩的微观变化特征,采用光学显微镜、扫描电镜等测试手段,以风化剖面上的钻孔岩心为样本来源,揭示了花岗岩从弱风化演变为强风化过程中,微结构由粒状堆砌微结构演变为粒状架空微结构,粒间联结力由紧密演变为疏松,微裂隙由不发育演变为很发育,蚀变产物增多,粘土矿物大量增加,表明风化作用正是通过在改变了岩石的矿物成分、化学成分的基础上改变了岩石的微观结构特征,才最终改变了岩石的宏观力学性能.     

福建同安郭山高岭土矿床微观矿物成因信息

通过对风化残余型高岭土矿床的形成机理和物质成分特征的研究，试图从微观矿物和矿物的 微观特征的角度提供其成因信息。     

周口店车厂地区“胛痕”特征及成因分析

车厂地区房山复试岩体发育多组节理,多以胛痕的形式出现.调查统计显示车厂地区发育三组节理,分别为近南北向张节理、近东西向剪节理、北西南东向剪节理.胛痕为肉红色,呈梗状凸起,沿节理走向发育,沿裂隙面绿泥石化发育.该文旨在研究其节理伴生现象“胛痕”的特征及成因:房山岩体发育各种构造裂隙,均被富舍挥发份、石英和长石的晚期残余岩浆所充填和胶结,形成钾长石、压扁石英以及云母的富集,发生硅化,后期差异风化作用形成多条梗状凸起,即“胛采”.     

赣南花岗岩风化边坡破坏模式及其失稳预测

赣南地区花岗岩分布广泛,构造裂隙发育,风化作用强烈,在降雨及人类工程活动影响下边坡地质灾害频发.研究这一地区花岗岩边坡破坏模式和失稳运动过程,可以有效科学地进行边坡防治.基于现场地质调查和资料收集,分析了赣南花岗岩边坡地质灾害分布特征,并将该地区边坡地质结构分为土质边坡、浅层风化边坡、岩质边坡和岩土混合边坡4类;边坡破坏模式主要有坍滑型、崩滑型、混合型、沿结构面滑移型4类.采用非连续性变形分析(DDA)方法模拟了各类边坡失稳运动破坏过程,对其破坏影响范围进行了预测,其中混合型以及沿结构面滑移型危害最大,影响范围最广.根据赣南花岗岩边坡4类破坏模式特点,提出了相应的防治对策,可望为赣南花岗岩区居民建房选址及地质灾害防治提供理论和技术支撑.     

铀系不平衡在粤北花岗岩风化速率研究中的应用

为探讨粤北花岗岩化学风化过程中所表征的地貌演化和气候环境变化，选取锦江流域为研究区，运用铀系不平衡方法，测试流域内河流水中铀的质量浓度、风化壳及岩石中铀的质量分数、234U与238U的放射性活度比，计算流域中花岗岩的化学风化速率.结果显示:在当前水热条件下，本流域中平均CIA值为86.84的花岗岩风化壳的化学风化速率为0.038 mm/a，即风化1 m厚的花岗岩需要约26 000年；在热带亚热带地区，控制岩石风化的主要因素是高温潮湿的气候条件；铀系同位素之间产生的不平衡适用于量化评估风化作用下水-土-岩三者间的相互作用，也为岩石风化及地表过程的相关研究提供了一种新的示踪手段.     

赣南花岗岩风化带岩土体强度特征及边坡破坏模式分析

为研究赣南地区花岗岩风化带岩土体强度特性及边坡破坏模式,采用室内岩矿鉴定、X粉晶衍射试验和电镜扫描等方法对原岩和全风化花岗岩进行矿物成分和微观结构分析,同时通过全风化花岗岩三轴固结不排水剪切试验,中风化花岗岩单轴和三轴试验对风化带岩土体的强度特征和破坏模式进行了研究。结果表明:随着围压增大,全风化花岗岩应力-应变关系发生了转型,破坏模式为先鼓胀再剪切破坏;中风化花岗岩在单轴压缩条件下经历了四个破坏阶段,三轴试验得到岩块的抗剪强度参数,经虎克布朗准则反演得到了岩体的强度参数。结合野外特征,赣南花岗岩风化带岩土体边坡失稳破坏模式主要有5种,其中坡面冲刷破坏占比较大。     

基于三维荧光光谱和主成分分析的溢油风化研究

通过开展风化模拟实验,探讨了油品三维荧光光谱特征的风化变化规律.将油样三维荧光光谱转化为矢量,计算特征峰强度比值,并对矢量数据进行主成分分析.分析了不同风化时间光谱数据、特征峰强度比值和主成分分析因子得分的变化.结果表明,风化过程不会改变油样三维荧光光谱的分布特征,但能改变荧光特征峰的相对强度,变化趋势与特征峰的位置有关.特征峰强度比值和第一主成分因子得分的变化分为水面、水下2个阶段,可能与风化机理不同有关.溢油源鉴定中,可以综合使用荧光特征峰比值、第一主成分因子得分2个参数,作为油样风化程度的判定依据.     

嫦娥五号月壤的表面特征研究

嫦娥五号月壤是迄今为止人类采集返回最年轻的月球样品,记录了采样区的太空风化改造历史.研究发现,嫦娥五号月壤颗粒的表面广泛分布有微撞击坑、矿物解理面、气化沉积物、覆盖的玻璃质等典型的形貌特征,反映了在以陨石、微陨石轰击为主的太空风化改造过程中,冲击破碎、熔融溅射、气化沉积等作用对月壤颗粒形貌特征的改造.该结果梳理了月壤颗粒中太空风化作用的典型形貌改造特征,从而帮助我们更好地理解月壤的形成与演化过程.     

碳酸盐岩风化成土的交代作用机理: Ⅰ.矿物与微结构证据

通过对贵州、广西亚热带岩溶地区碳酸盐岩红色风化壳典型剖面的矿物学与微结构研究,从不同研究尺度和剖面不同部位都观察到大量碳酸盐岩风化成土过程中交代作用发育的最直接和最重要的矿物与微结构证据.首次较为系统讨论了碳酸盐岩风化成土的交代作用机理,提出了碳酸盐岩风化成土过程中的矿物交代演化序列.     

岩石剪切面纳米粒子层的近期研究进展

20世纪90年代,在各类岩石剪切面中相继发现纳米级和微米级超微粒子结构,近期结合力学、物理学成因研究又有新的进展.在超微观上,通过国内外的实例实测,从岩石剪切面纳米粒子层赋存展布的普遍性,结构特征的层次性,成因机制的非线性和功能效应的多样性四个方面,进行简要阐述,萃取更多信息.进而初步揭示了剪切摩擦黏性发育与纳米粒子形成间的共生关系,和剪切运动中岩石的分离、分凝和分层作用首先由纳米粒子层的滑移启动开始的.并分析了岩石塑性流变实质上是超微粒子(纳米-微米级磨粒)的运动,以及岩石剪切面纳米粒子层一些特殊的物理和化学地质作用等.诚然,纳米粒子层蕴涵的信息是丰富的,该项研究还处于起步开拓阶段,仅试图为构造地质学和相关学科领域提出新的理念和新的探讨平台.     

化学风化研究的进展

化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊、反演气候及环境的重要纽带.硅酸盐岩化学风化过程中造成的大气CO2净消耗在物质的地球化学循环尤其是地球长期碳循环中发挥着极其重要的作用.本文综述了化学风化作用与全球碳循环的研究现状,着重介绍了化学风化作用与碳循环的特征之间的相互作用关系,详细阐明了在二者的影响下国内外河流水化学的研究成果.提出了化学风化作用影响的长期碳循环将可能是未来的研究热点.     

峨眉山玄武岩岩体风化分带量化研究

通过对玄武岩的表观特征、矿物特征、化学特征的研究,发现峨眉山玄武岩的风化作用以物理风化为主,化学风化不明显;运用岩体波速比、岩体的完整性系数、岩石质量指标分别对岩体风化进行了分带;在对岩体分带量化指标研究的基础上,综合确定了峨眉山玄武岩岩体风化分带的量化标准;并以某水电工程边坡为例,运用该标准划分了岩体风化带,总结了斜坡岩体的风化规律.图9,表2,参7.     

溪洛渡水电站坝区岩体风化夹层及对工程影响的研究

溪洛渡水电站夹层式风化是坝区岩体风化作用的重要表现形式,也是坝区岩体的重要工程地质问题.本文在大量测试成果资料的基础上,对风化夹层的性状特征、发育条件、物理力学性质以及工程影响进行了初步研究.     

川中红层岩体结构裂隙发育特征及多尺度分析

四川盆地红层岩体宏细观裂隙发育,是影响其卸荷变形、吸水风化膨胀和工程特性的控制因素,近年来出现的多起高速铁路深挖红层路堑型路基持续超限上拱变形病害与此有关.为了解红层软岩裂隙发育特征,在原位岩体所有节理裂隙进行现场调查和测量统计基础上,采用统计岩体力学的方法,从不同尺度对岩体结构裂隙进行了深入系统的分析.结果表明,大尺...     

缓倾角层状岩体边坡链式演化规律

砂岩-泥岩及灰岩-泥岩等软硬相间的缓倾角层状岩体边坡呈现多台阶倒梯形特征.运用地貌学方法揭示了缓倾角层状岩体边坡链式演化规律,包括危岩块从坡脚向坡顶逐渐形成、崩落演化的微观链和从边坡临空面逐渐向山体内部阶段性后退的宏观链,可分为仅有一个宏观链的简单模式和多个宏观链同时存在的复合嵌套模式.泥岩和砂岩、灰岩等软硬岩石之间的差异风化孕发了陡崖底部的岩腔,内部泥岩的应力风化加速了岩腔发育.岩腔是链式演化规律的源动力,将边坡链式演化机制分为岩腔形成机制、基座压裂破坏机制和危岩坠落机制.基于极限平衡理论建立了第一个微观链危岩体后部主控结构面顶端开裂与岩腔深度之间的量化关系.     

风化条件下高水材料强度劣化试验研究

近年来高水材料广泛用于煤矿巷旁充填、注浆加固和堵孔阻漏等工程领域,但易风化仍然是高水材料固有缺陷。为探究高水充填材料风化后的物理力学性质及风化机理,通过ETM力学试验系统对不同风化天数的高水材料进行研究。结果表明：高水材料风化主要是由于空气中的二氧化碳与钙矾石晶体发生反应,且随着风化天数的增加,自由水的流失与钙矾石晶体的逐渐解体会降低材料密实度,间接加速二氧化碳与钙矾石的反应,因此高水材料失水速率与劣化度随着风化天数增加而增大,且呈上升趋势;风化后的高水材料由表及里会形成风化层-过渡层-未风化层结构,风化层呈粉末状,受压即会破坏脱落,几乎不具备承载能力,但过渡层和未风化层仍然具备一定的承载能力;未风化的试件受压过程中会有水分溢出,风化后的试件无水分溢出。未风化的试件破坏形式属于劈裂破坏,风化后的试件破坏则都是在端部出现剪切破坏,剪切带周围会出现许多微裂隙。可见高水充填材料耐久性与其所处环境湿度密切相关。     

硅酸盐岩风化碳汇与我国热带季风区花岗岩流域碳循环*

为探讨岩石风化碳汇在环境变化过程中的作用,阐明硅酸盐岩风化作为地质时间尺度净碳汇在全球碳循环过程中的重要意义。综述了岩石化学风化与环境变化之间的关系,总结了岩石风化领域的研究进展,重点论述了有关玄武岩和花岗岩地区碳汇速率的研究成果。结果表明,学者对玄武岩流域的研究开展较早,涉及玄武岩台地、火山岛屿及大陆边缘火山带等代表区域,但由于其在陆壳硅酸盐岩面积比例较低,当综合评价全球硅酸盐岩的碳汇能力时,花岗岩地区更具代表性。有关花岗岩地区的研究集中在北美洲和欧洲地区,学者对亚洲季风区,尤其是热带季风地区关注较少。事实上,热带地区花岗岩风化速率为10.05~44.3 t·km~(-2)·y~(-1),平均碳汇能力达5.25×10~5mol·km~(-2)·y~(-1),与国内外已有成果相比,中国热带季风区花岗岩正经历快速风化和较高的CO_2吸收通量,加上区域内特殊的河流碳输送规律,该区域在全球碳循环研究中意义重大。然而,目前中国花岗岩流域碳循环研究主要在温带及亚热带地区展开,无疑,对于中国热带季风区花岗岩流域碳循环的研究应是学者未来关注的重点。     

温度循环荷载下花岗岩微裂隙演化试验

花岗岩力学性能随环境温度的变化是岩石力学领域的热点问题,其微细观结构随温度的演化规律尚不清晰。本研究基于现代化测试技术和实验设备设计了等幅值温度循环和峰值递增温度循环荷载,关注其作用下花岗岩微裂隙的衍生和扩展规律,并讨论了风化程度的影响。研究结果表明峰值温度比循环次数对裂隙网络发展的影响更大,峰值递增的温度循环可促进表面裂隙的衍生,而风化在一定程度上可减弱温度荷载的影响。本研究可促进对温度作用下岩石力学性能演化的认知。