攀西地区昔格达组工程地质特征研究
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昔格达组地层研究中需要注意的若干关键问题一、引言昔格达组是地层学研究中一个重要的地层单位,其研究对于理解地球演化、古地理环境、古生物等方面具有重要意义。
在进行昔格达组地层研究的过程中,需要注意一些关键问题,这些问题涉及到地层学、岩相学、古地理学、古气候学等多个学科领域。
本文将针对昔格达组地层研究中需要注意的若干关键问题展开讨论。
二、地层划分和对比在昔格达组地层研究中,地层划分和对比是至关重要的环节。
根据地层对比的原则和方法,我们应该对昔格达组的上、中、下部进行详细的划分和对比。
首先需要注意的是不同地区昔格达组的发育情况可能有所不同,因此在进行地层对比时需要进行详细的对比和分析,找出相同或者相似的地层标志物和地层界线,以确定其对应关系。
三、古地理环境和古气候演化昔格达组地层记录着古地理环境和古气候的演化过程。
通过分析地层中的古生物、古土壤、沉积岩岩相等,可以重建昔格达组时期的古地理环境和古气候。
在进行古地理环境和古气候演化研究时,需要注意对不同地区的昔格达组地层进行对比,以获取更加全面和准确的古地理环境和古气候信息。
四、古生物和生物事件昔格达组地层中保存着丰富的古生物化石,这些化石对于研究古地理环境、古气候以及生物事件等方面具有重要意义。
在进行古生物研究时,需要注意对不同地区昔格达组中的古生物进行对比,以推断古生物的分布、演化和地理迁移等信息,从而探讨古生物事件在昔格达组时期的意义和影响。
五、结语昔格达组地层研究中需要注意的关键问题有很多,本文仅仅列举了一些重要的方面。
在实际研究中,还需要综合运用地层学、岩相学、古地理学、古气候学、古生物学等多个学科的知识和方法,全面、深入地开展昔格达组地层研究。
希望本文的内容能够对昔格达组地层研究感兴趣的读者提供一定的帮助和借鉴。
个人观点和理解:昔格达组地层研究是一个复杂而又有趣的课题,在这一过程中,需要我们综合运用多领域的知识和方法,深入地理解地质学的奥秘,挖掘地球的演化历史。
攀西地区昔格达组工程地质特征研究
【摘要】通过对攀(枝花)西(昌)地区昔格达组粘土岩及粉砂岩的室内土工试验,分析了昔格达地层工程地质特征。
研究表明,其具有似土非土、似岩非岩的力学性质。
水稳性较差,工程地质性质亦较差。
因而具有性质不稳定、易滑、易发生地质灾害等工程地质特征。
【关键词】昔格达组地层;工程地质特征;攀西地区
0 概述
“昔格达组”是我国西南地区的一套晚新生代湖相半沉积地层,区域上,主要分布在金沙江及其支流安宁河、雅砻江和大渡河的河谷地带,呈串珠状分布,出露面积大4×104km2。
常见沉积厚度100~200m不等,厚者达400m以上(不包括被剥蚀的部分)。
昔格达组可分为上下两段:下段为角砾和粗砂层,角砾为棱角状岩屑,砾径一般为厘米级,成分为变质岩和深成岩。
下段由灰黄色、灰绿色、灰黑色的河湖相粘土、粉砂质粘土、粉砂和中粗砂组成。
其中,下段的粘土岩和粉砂岩是其主体层位[1]。
早期常隆庆将其命名为“混旦层”,后袁复礼将其更改为“昔格达组”。
由于昔格达组沉积物中缺乏生物化石,地层出露不全,而且缺乏可靠的定年手段和分析测试手段,昔格达组的研究还较为薄弱,尚存在许多问题。
对于昔格达组地层的成因,不同学者之间一直存在争议,分歧主要集中在湖泊类型方面。
已经提出的成因机制主要有“冰湖沉积”(袁复礼,1958;第四纪冰川考察队,1977)、“河—湖—沼泽相沉积”(地质部四川省地质局第一区域地质测量队;王思敬等,1990;张岳桥等,2003)、“断陷湖泊沉积(正常湖相沉积)”(张宗祜,1994)及“泛湖沉积”或称“统一的晚新生代古大湖盆沉积”(蒋复初等,1999;王书兵等,2006;Kong et al.,2009)和堰塞湖沉积(陈智梁等,2004;徐则民,2011)[2-3]。
此外,昔格达组在沉积环境、物质来源和成岩作用等方面具有特殊性,不同地区昔格达组地层特征既有共性,又具有差异性。
昔格达组在攀(枝花)西(昌)地区亦有广泛分布,攀西地区是矿产资源高度富集区,是我国重要的钢铁生产基地,在这里有西昌航天城、攀钢、成昆铁路、西攀高速公路和正在建设的攀钢西昌钒钛钢铁新基地。
因此,昔格达组地层常成为各类工业与民用建筑的地基,而西南地区沿河流修建的铁路、公路也经常从昔格达组地层中通过。
本文通过作者在本区多年的工作积累和大量工程地质勘察资料的搜集,对该区昔格达组工程地质性质进行总结和研究,为本区各项工程的建设提供科学参考。
1 物质组成及结构特征
1.1 粒度成份
根据试验资料统计,昔格达组粘土岩砂粒(粒径0.5~0.05mm)含量一般占9%~12%,粉粒(粒径0.05~0.005mm)含量一般占48%~52%,粘粒(粒径<0.005mm)含量一般占48%~52%。
其粉粒含量约为粘粒含量的1.3倍,主要以粉粒为主。
昔格达组粉砂岩颗粒成份主要以砂粒为主,砂粒含量最高,一般占63%~68%;粉粒次之,一般占21%~30%;粘粒最少,一般占5%~7%。
1.2 矿物及化学成份
昔格达组粘土岩矿物成份以伊利石为主,高岭石、绿泥石次之。
此外,还含有石英和铁的氧化物及少量蒙脱石等。
昔格达组粉砂岩的矿物成份主要是石英、长石和方解石,其次含有绿帘石、角闪石和磁铁矿等。
粘土岩和粉砂岩的化学成份以SiO2为主,含量可达52.5%~56.3%,其次有Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、及K2O等。
1.3 胶结物成分
昔格达组粘土岩及粉砂岩的胶结类型均为接触性胶结。
粘土层有较好的结构连结,呈半胶结半成岩状;而粉砂岩呈较疏松的半胶结状结构。
1.4 结构特征
对西昌经久乡昔格达组粘土岩和粉砂岩进行扫描电镜分析,观察其微观结构。
可以看出,粘土岩中颗粒大小不均,排列杂乱无章,粒间空隙较大;粉砂岩颗粒大小较均一,排列无序但较紧密,粒间空隙较小。
2 工程地质性质
2.1 物理性质
昔格达组粘土岩和粉砂岩各物理性质指标见表1。
2.2 膨胀性
膨胀性试验研究表明,西昌昔格达组粘土岩的自由膨胀率最高可达75%,平均值43%,具有弱膨胀潜势。
而攀枝花昔格达组中肉红色及紫红色粘土岩自由膨胀率为52%~68%,属于弱膨胀性质,浅黄及灰黑色粘土岩无膨胀性。
昔格达组粉砂岩无膨胀性。
2.3 抗压强度
试验成果表明,昔格达组粘土岩和粉砂岩天然状态下抗压强度为 1.07~1.73MPa,烘干状态下抗压强度为13.2~13.4MPa,饱和状态下的抗压强度为0.79~0.89MPa,反映了不同含水量状态下岩石的抗压强度差值较大;在饱和状
态下强度低,与岩石的胶结程度为弱~中等胶结和遇水崩解快的特征相吻合。
2.4 压缩性
西昌昔格达组粘土岩的压缩系数a1-2为0.10~0.34MPa-1,平均值0.19MPa-1;压缩模量Es1-2介于6.1~17.9MPa之间,平均值11.6MPa,属中等压缩性。
但抗压缩性能较攀枝花昔格达组粘土岩稍差,与冕宁大桥水库低压缩性指标差距较大。
其压缩性亦远高于渡口地区粘土岩。
西昌昔格达组粉砂岩的压缩系数a1-2为0.08~0.28MPa-1,平均值0.19MPa-1;压缩模量Es1-2介于6.1~17.9MPa之间,平均值11.6MPa,属中等压缩性。
2.5 抗剪强度
根据试验成果,昔格达组粘土岩和粉砂岩的抗剪强度较高,?准=20°30′~30°10′,C=43~75kPa[4]。
但在浸水条件下强度降低较大。
在浸水影响下,粘土岩承载力最大可降低50%以上,粘聚力C值可降低40%,内摩擦角?准值可降低30%;而粉砂岩在浸水影响条件下,其承载力最大可降低25%以上,粘聚力C 值可降低50%以上,内摩擦角?准值可降低10%以上。
2.6 渗透性
室内渗透试验和现场压、注水试验成果表明:
西昌经久乡昔格达组粘土岩的垂直渗透系数Kv介于 1.95×10-7~4.61×10-5cm/s之间,平均值为7.51×10-6cm/s;水平渗透系数Kh介于1.11×10-6~4.61×10-5cm/s之间,平均值为1.91×10-5cm/s。
为弱透水介质。
西昌经久乡昔格达组砂岩垂直渗透系数Kv介于1.47×10-4~6.54×10-4cm/s 之间,平均值为3.40×10-4cm/s;水平渗透系数Kh介于2.20×10-4~7.50×10-4cm/s 之间,平均值为4.01×10-4cm/s。
为中等透水介质。
西昌地区昔格达组地层的渗透系数略高于攀枝花地区的昔格达组地层。
3 结论
综上所述,昔格达组地层具有以下工程地质特征:
3.1 昔格达组粘土岩颗粒成分以粉粒为主,粒间空隙较大,粉砂岩颗粒成分以砂粒为主,粒间空隙较小。
3.2 从膨胀性实验可以看出,昔格达组粘土岩具有弱膨胀性,昔格达组粉砂岩无膨胀性。
3.3 昔格达组岩层天然含水量较高,昔格达组粘土岩渗透性弱,昔格达组粉
砂岩渗透性中等。
3.4 昔格达组粘土岩和粉砂岩具有一定的抗压强度和抗剪强度,压缩性低~中等。
但具有遇水软化明显的特征。
总之,昔格达组地层由于其形成时代较新,未完全固结成岩,具有似土非土、似岩非岩的力学性质。
其水稳性较差,工程地质性质亦较差。
正是这种独特的力学性质特征导致其具有性质不稳定、易滑、易发生地质灾害等工程地质特征。
【参考文献】
[1]王思敬,黄鼎成.攀西地区环境工程地质[M].北京:海洋出版社,1990.
[2]徐则民.金沙江寨子村滑坡坝堰塞湖沉积及其对昔格达组地层成因的启示[J].地质论评,2011,57(5):675-686
[3]陈智梁,孙志明,Royden L H,张选阳.四川泸定昔格达组的堰塞湖成因及其意义[J].第四纪研究,2004,24(6):614-620.
[4]彭盛恩.昔格达组粘土的工程地质特性研究[J].水文地质及工程地质,1986(2):16-18.。