西南水电工程坝址峨眉山玄武岩卸荷分带研究

岩体卸荷及其产生的变形现象已成为水电工程建设中一个突出的问题.在分析西南水电工程中峨眉山玄武岩岩体卸荷划分方法的基础上,采用已被大多数工程所运用的岩体的张开裂隙条数、裂隙张开度和纵波速度作为卸荷带划分量化指标,对白鹤滩水电站卸荷带进行了划分,证明了此量化指标作为卸荷带划分的统一标准的可行性.进一步结合卸荷带的地质特征,探讨了峨眉山玄武岩岩体卸荷带划分的统一标准问题,提出了卸荷带划分的建议方案.     

峨眉山玄武岩结构面类型及成生规律

通过研究中国西南地区峨眉山玄武岩地区修建的部分水电站的基础地质资料,以及东岩区、中岩区和西岩区峨眉山玄武岩产出的区域地质背景、岩石学、岩相学和地球化学特征,划分出峨眉山玄武岩的结构面类型,分别是:由不同软弱夹层构成的喷发间断结构面、岩浆侵入使围岩发生蚀变而形成的侵入、蚀变结构面,以及地表岩体由于风化卸荷而形成的风化卸荷结构面。根据不同岩区玄武岩的地质地球化学特征和形成环境,探讨了这些结构面的成生规律和分布特点。东岩区玄武岩喷发旋回多,凝灰岩和沉积岩夹层多而厚,结构面以凝灰岩夹层形成的层间错动带、冷凝收缩形成的柱状节理、火山爆裂式喷发形成的集块岩、火山角砾岩夹层构成的结构面为主;中岩区在大地构造上处于攀西裂谷核心地带,岩浆活动频繁,构造运动和变质作用异常强烈,侵入、蚀变结构面和风化卸荷结构面大量出现;西岩区由于玄武岩喷发环境为海相,燕山晚期和喜马拉雅期构造活动强烈,以枕状构造结构面、蚀变结构面和构造结构面最为发育。     

云南水系沉积物磷地球化学特征及其指示意义

通过对云南省水系沉积物磷地球化学特征进行研究,发现地层以震旦-寒武系中磷含量最高,岩浆岩以碱性岩中磷含量最高,基性岩次之,同时磷地球化学异常充分继承了地质体的地球化学特征,对磷矿、峨眉山玄武岩、碱性岩具有明显的指示作用.     

试论峨眉山玄武岩喷发构造环境——微量元素地球化学证据

本文讨论了峨眉山玄武岩微量元素地球化学和锶、钕同位素特征,并与不同构造环境火成岩进行了对比。研究表明,峨眉山玄武岩显示了次大陆地幔富集的特征和地幔部分熔融、分异结晶的成因特点,喷发在大陆边缘裂谷构造环境。这一结论与其他地质研究成果的一致性,说明微量元素地球化学特征可以提供基性岩浆喷发构造环境的重要信息。本文还提出了玄武岩浆喷发、裂谷作用可能的动力机制。     

川西YS-1井玄武岩特征及与峨眉山玄武岩对比

探讨位于传统峨眉山大火成岩省之外的YS-1井玄武岩的特征及其与邻区峨眉山玄武岩的联系,为区域地质研究和油气勘探提供参考。YS-1井玄武岩总厚度达258 m,下与中二叠统茅口组灰岩呈火山喷发不整合接触,可见灰岩大理岩化;上与上二叠统龙潭组呈假整合接触。依据岩石组合及层序特征,共划分出16个韵律,归为3个旋回。岩相以溢流-喷溢相为主;初步研究显示玄武质多孔熔岩为主要的储层岩石类型,第三旋回上部为储层发育的有利部位。地球化学特征显示其属亚碱性-碱性过渡的高钛玄武岩,具洋岛玄武岩(OIB)特征;富集大离子亲石元素,稀土配分模式呈右倾平滑型,与峨眉山玄武岩相似。轻、重稀土分异程度揭示其岩浆起源于石榴子石二辉橄榄岩区的低度熔融;强不相容元素特征显示其源区受到陆壳或岩石圈地幔轻微混染。岩相特征、构造环境判别结果为板内玄武岩,属裂隙式喷发。该套玄武岩属于峨眉山大火成岩省的一部分,即YS-1井玄武岩的发现将峨眉山玄武岩分布范围扩大到了成都一带。     

四川丹巴杨柳坪铜镍铂族元素硫化物矿床成因初探

四川丹巴杨柳坪铜镍铂族元素硫化物矿床的含矿岩体围绕杨柳坪穹状构造分布,侵位于泥盆系大理岩、炭质板岩中.自下至上岩体由蛇纹岩相、滑石岩相、次闪石岩相和蚀变辉长岩相组成.似层状浸染状矿体分布于岩体底部蛇纹岩相内,透镜状块状矿体则分布于底部及底板围岩中,后者与前者在空间上有密切的依存关系.矿石中主要硫化物矿物为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿;块状矿石中还发现辉砷钴矿,以及砷铂矿、碲锑钯矿等铂族元素矿物.野外关系表明杨柳坪含矿镁铁-超镁铁岩体为火山通道相浅成岩体.含矿岩体和大石包玄武岩的地球化学特征表明两者为同源岩浆产物,与其它地区峨眉山玄武岩地球化学特点的相似性,表明它们也是峨眉地幔柱活动的产物.当玄武岩浆上升到浅成岩浆房中时,随着岩浆分离结晶作用的进行,硫化物从玄武岩浆中熔离出来并向下聚集是主要成矿作用.     

峨眉山玄武岩岩石学特征对井壁稳定性影响研究

四川盆地大兴场构造实施DS1及DS-001井深井钻进过程中,峨眉山玄武岩层段发生严重井壁垮塌掉块,造成多次卡钻;且DS-001被迫进行3次填井侧钻,钻井复杂导致施工周期延长,钻井成本增加,严重阻碍深部天然气资源的勘探开发。利用超景深体式显微镜观察、铸体薄片、X-射线衍射、滚动回收率实验、力学测试等岩矿测试手段研究峨眉山玄武岩的微观地质特征。研究结果表明,峨眉山玄武岩中不含黏土矿物,岩体中发育的天然裂缝、弱理面是导致井壁失稳的重要原因。正常钻进时,钻井液滤液沿着微裂缝进入地层内部,使孔隙压力增加,缝间摩擦力下降以及缝间充填物溶解致强度降低,导致井壁失稳。研究结论可为钻井设计提供参考。     

贵州峨眉山玄武岩区风化壳与成矿关系

贵州峨眉山玄武岩有关的矿床种类很多,有金,铜,锑,锰和稀土等许多金属矿床.这些矿床大部分产出的部位包括玄武岩下部界面,上部界面及喷发间期的浅变质熔结凝灰岩层中.这些层位不同层次不同程度发生了风化变质过程,出现了红土化,高岭土化,沸石化,硅化和沥青化,形成了一定规模的风化壳.本文结合贵州地区玄武岩的特征,对这些矿床的富集层位给予归纳总结,统称为风化壳型的矿床,并且对于赫章和威宁发现的两个稀土矿床进行对比分析.     

峨眉山玄武岩地幔源成分及其变化的微量元素标志

根据峨眉山玄武岩系岩石的稀土元素、不相容元素特征，估计了产生其母岩浆的地幔源成分，在讨论了地幔平衡部分熔融和岩浆分离结晶过程中强不相容元素与一般不相容元素的比值变化后，提出用双对数图解来判别地幔成分、元素总分配系数及母岩浆形成时地幔熔融度的原理。根据Ｌａ，Ｃｅ和Ｓｃ，Ｙｂ在地幔－岩浆过程中地球化学特征，运用上述原理，讨论了峨眉山玄武岩系母岩浆的地幔成分及其变化，计算了地幔矿物相组成和部分熔融度。     

四川攀西地区基性超基性层状岩体锶同位素比值

红格、攀枝花等含钒钛磁铁矿的基性超基性层状岩体的锶同位素初始比为0.7047±0.0003,巴洞、新街等小岩体的锶初始比为0.7057±0.0002,川滇大面积分布的峨眉山玄武岩锶初始比为0.7055±0.0004,后两者十分接近。推测形成含矿岩体的岩浆从大陆地幔分离的时间早于玄武岩浆。     

洛阳龙门石窟围岩风化层结构特性研究

以石窟围岩风化层弹性波速资料为基础，对其风化层结构状态进行定量化描述，得出了龙门石窟围岩风化层结构北部白云岩优于南部灰岩，围岩骨架(岩石)部分受风化破坏作用较小，风化层岩体结构性状变异主要由结构面性状变异所致的结论．及时对风化层结构面进行治理，特别是发育于雕刻品中的结构面的治理，对石窟区文物保护有着重要意义．     

K-S检验在裂隙岩体统计均质区划分中的应用

采用K-S检验法,提出考虑裂隙岩体迹长的新方法来划分岩体的统计均质区,计算对比样本各属性的累积频率、K-S统计量和K-S临界值,从而验证对比样本之间的显著性差异,以此实现了对裂隙岩体的统计均质区的划分.通过对云南省马吉水电站左岸坝肩某一高程相邻两个平洞不同风化带的岩体结构统计均质区划分,计算结果表明,相邻两个平洞在弱风化下限、微风化及新鲜岩带内具有统计相似性,可以划分为统计均质区,而在弱风化上限不具有统计相似性;单个平洞在各个风化带内不具有统计相似性.此外,该方法可以运用到小样本裂隙的统计均质区划分中.     

埋藏风化壳结构的矿物学与地球化学特征及其控藏作用

通过岩心观察、矿物及元素分析等手段,分析了济阳坳陷义和庄凸起前第三系埋藏风化壳结构的矿物学与元素地球化学特征.结果表明:义和庄凸起前第三系坶藏风化壳具有风化黏土层和半风化岩石的二层结构;由半风化岩石到风化黏土层,抗风化能力弱的长石等原生矿物逐渐减少,次生黏土矿物逐渐富集,半风化岩石上部与风化黏土层为Fe,Al元素的富集带,Ca,Na元素大量流失,K,Mg元素由于交代作用变化较复杂;义和庄凸起埋藏风化壳结构在油气成藏过程中起主要作用的是半风化岩层中部的孔缝连通体,它既为油气运移的良好通道,也可成为有效储层;风化黏土层与上覆岩层一起形成了复合型盖层.     

Control of cation concentrations in stream waters by surface soil processes in an Amazonian watershed

The chemical composition of ground waters and stream waters is thought to be determined primarily by weathering of parent rock. In relatively young soils such as those occurring in most temperate ecosystems, dissolution of primary minerals by carbonic acid is the predominant weathering pathway that liberates Ca2+, Mg2+ and K+ and generates alkalinity in the hydrosphere. But control of water chemistry in old and highly weathered soils that have lost reservoirs of primary minerals (a common feature of many tropical soils) is less well understood. Here we present soil and water chemistry data from a 10,000-hectare watershed on highly weathered soil in the Brazilian Amazon. Streamwater cation concentrations and alkalinity are positively correlated to each other and to streamwater discharge, suggesting that cations and bicarbonate are mainly flushed from surface soil layers by rainfall rather than being the products of deep soil weathering carried by groundwater flow. These patterns contrast with the seasonal patterns widely recognized in temperate ecosystems with less strongly weathered soils. In this particular watershed, partial forest clearing and burning 30 years previously enriched the soils in cations and so may have increased the observed wet season leaching of cations. Nevertheless, annual inputs and outputs of cations from the watershed are low and nearly balanced, and thus soil cations from forest burning will remain available for forest regrowth over the next few decades. Our observations suggest that increased root and microbial respiration during the wet season generates CO2 that drives cation-bicarbonate leaching, resulting in a biologically mediated process of surface soil exchange controlling the streamwater inputs of cations and alkalinity from these highly weathered soils.     

强风化带回采巷道临界宽度研究

处于强风化带的回采巷道具有围岩风化裂隙增多、强度减弱、矿压显现强烈等特征,如果仍采用普通围岩的巷道设计宽度进行掘进,容易形成巷道局部冒顶、围岩变形大、支护困难等工程问题.为了有效控制和维护巷道围岩,对影响巷道临界宽度的主要因素进行详细分析,认为自然地质因素、掘进与回采技术、支护因素是影响巷道临界宽度的主要因素;应用极限平衡理论、弹塑性理论,结合目前煤矿锚杆支护技术确定强风化带回采巷道的临界宽度;并以东庞矿为工程实例来合理确定强风化带回采巷道的临界宽度.图1,表2,参9.     

中国南方红壤演化的矿物学特征

中国南方大面积的红壤是由母岩风化、淋溶、未经搬运残余形成的,其中尤以花岗岩、玄武岩上风化残存最为典型。通过对砖红壤、赤红壤、红壤的矿物学特性的分析,明显看出它们之间是通过一系列过渡而联系起来的,风化强度依次降低。发育于玄武岩的红壤较发育于花岗岩的红壤富铝化程度更高,质地更粘重,原生矿物较少。从母岩风化的角度来看,基性母岩比酸性母岩更易于风化。     

煤样浸水过程中水化学效应研究

为研究地下煤层开采中,水化学作用对预留安全煤柱的化学影响,对取自大柳塔5~(-2)煤样进行完全静态浸泡试验,浸泡时长以溶液pH波动变化幅度而定,通过对浸泡煤样溶液的pH及氧化还原电位值动态变化监测,分析盐水溶液pH及氧化还原电位与煤样水化学过程的对应关系,并结合非平衡态热力学理论判定,解释煤样水化学作用的根本原因;结果表明:煤样浸水初期溶液pH(0～4 h)降低,煤岩矿物及有机碳氧化反应产生大量酸性水,随浸泡时间的增加,煤岩长石类矿物及方解石、白云石等消耗大量的H~+,生成稳定的黏土矿物,同时长石类矿物溶解的阳离子与黏土矿物裸露表面产生离子反应,引起pH总体上升;结合非平衡态热力学理论,浸水煤样与外部环境的存在温差、水岩之间相互作用及渗流力的产生等,加快熵产生率,因此煤样浸水水化学效应所导致溶液pH及氧化还原电位值变化均属于煤样化学风化自发体系。     

考虑地应力作用的嵌岩桩基础岩体完整性系数评价

岩体完整性系数是桩基设计中评价岩体完整程度的重要指标之一。根据在建的济南恒大国际金融中心(总高518 m)嵌岩桩设计对岩体完整性评价的需求,在现场岩体纵波速度测试的基础上,开展了原位地应力(围压)条件下,桩端持力层深度岩块纵波速度测试,结果表明:强风化辉长岩(埋深69~80 m)的完整性系数为54.1%~58.8%,微风化辉长岩(埋深94~99 m)的完整性系数为77.2%~94.4%。随着风化程度的降低,地应力作用对岩体完整性系数的影响增强,考虑地应力作用下强风化地层的岩体完整性系数(均值)降低了2.1%,微风化地层的岩体完整性系数(均值)降低了5.2%。建议在超深嵌岩桩基础设计中,需考虑原位地应力对岩体完整性系数的影响。研究结果对嵌岩桩岩体完整性系数评价及超高层建筑地基勘察具有一定指导意义。     

Trace element geochemistry during chemical weathering——As exemplified by the weathered crust of granite, Longnan, Jiangxi

The granite weathering in Longnan, Jiangxi, is represented by mineralogical changes of feldspars → montmorillonite, illite → kaolinite, halloysite f66 bauxite, with Na, Ca, Si, P, V, U and Sr being in a mobile state while Ti, Al, Fe, Sc, Th, Zr and Hf remaining relatively conservative. With the exception of Zr/Hf, Nb/Ta, Th/Sc, Zr/Nd and Sm/Nb, changes are notable in ratios between most of the trace elements. Re-distribution of REE and Y has taken place during the chemical weathering, and the REE patterns of weathered samples in the profile, with original characters of the parent rock still recognizable, has undergone some fractiona-tion. Generally, the extent of chemical weathering is the critical factor determining the mineralogical and chemical characteristics of the profiles and this must be taken into account in any study of tracing the provenance on the basis of mineralogical and trace element characteristics of the sediments.