金山店铁矿岩石碎胀特性的试验研究
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金山店铁矿微震实时监测系统的实现陶慧畅;吴建星;曾建雄;鲍巍【摘要】为保障金山店铁矿生产安全,防止安全事故的发生,基于虚拟仪器软件,研究并实现了一套微震实时监测系统.介绍了系统的构成和功能,并通过对数据分析,表明该系统能很好地实现实时监测,以及准确微震定位.【期刊名称】《矿业工程》【年(卷),期】2013(011)005【总页数】4页(P48-51)【关键词】微震;实时监测;动力灾害【作者】陶慧畅;吴建星;曾建雄;鲍巍【作者单位】武汉科技大学资源与环境工程学院,冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北武汉430081;武汉科技大学资源与环境工程学院,冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TD3260 引言近年来,大冶金山店铁矿矿区微震活动频繁,且随着开采规模和深度的加深呈上升趋势,如2009年前地震年频次为1~2次,最近则上升到21次/a。
金山店铁矿矿区地形上属于长江中游南岸的低山丘陵,矿体赋存条件复杂,矿岩受构造作用与蚀变影响,岩性差异较大,而且矿区内有许多岩种具有强烈的水理特性,如矽卡岩、角页岩、泥质角岩及粉岩,受到水的作用后,会发生崩解、膨胀、软化等变化,使稳定性大幅降低。
因此,近年矿区频繁的发生地震活动引起了社会极大关注,同时也对矿区正常开采及进一步发展产生了一定的负面影响。
鉴于上述情况,建立对金山店铁矿矿山动力灾害的监测与预警系统十分必要。
微震监测技术作为90年代国际上发展起来的一项新的物探技术[1],通过监测岩体破裂产生的振动,对监测对象的破坏情况、安全状况等做出评价,从而圈定灾害危险区,在很大程度上实现灾害的监测和预警。
微震监测技术被广泛应用于矿山岩体破裂的定位监测、大坝和边坡稳定性监测、隧道稳定性监测等多个领域[2~4]。
基于低黏土矿物含量泥岩的膨胀力试验研究王冲;王起才;张戎令;马丽娜;薛彦瑾【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)030【摘要】A high-speed railway in the low ground clay minerals mudstone different initial moisture content and expansion force dry density test under different conditions, the results showed that: the specification is determined that no expansion of the shale is essentially a certain expansion.Under the same conditions dry density, the expansion force with increasing initial water content decreases.In the initial moisture content of the same conditions, the expansion force along with the dry density increases.And expansive force fitted formula for low clay mineral consideration shale dry density and initial water content of the test results.%针对某高速铁路地基中低黏土矿物泥岩进行不同初始含水率与不同干密度条件下的膨胀力试验,结果表明:规范中判定为无膨胀性的泥岩实质上是具有一定的膨胀性;在干密度不变的条件下,膨胀力随着初始含水率的增大而减小;在初始含水率不变的条件下,膨胀力随着干密度的增大而增大.并且根据试验结果拟合出适用于低黏土矿物泥岩的考虑干密度与初始含水率的膨胀力公式.【总页数】4页(P284-287)【作者】王冲;王起才;张戎令;马丽娜;薛彦瑾【作者单位】兰州交通大学土木工程学院,兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院,兰州 730070;兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室,兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院,兰州 730070;兰州交通大学道桥工程灾害防治技术国家地方联合工程实验室;兰州交通大学甘肃省道路桥梁与地下工程实验室,兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院,兰州 730070;兰州交通大学土木工程学院,兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】TU443【相关文献】1.低黏土矿物含量泥岩有荷膨胀试验研究 [J], 王冲;王起才;张戎令;马丽娜;薛彦瑾;崔晓宁;李进前;王炳忠2.低黏土矿物含量泥岩的自由膨胀率试验研究 [J], 王冲;王起才;张戎令;崔晓宁;李进前;祁强3.低黏土矿物含量原状泥岩膨胀力试验研究 [J], 王炳忠;王起才;张戎令;薛彦瑾;王天双;任洁4.膨胀性泥岩重塑土膨胀力试验研究 [J], 王清洲;孙超;檀奥龙;魏连雨5.泥岩地基中黏土矿物含量对高速铁路无砟轨道膨胀潜势的影响 [J], 丁小刚;马丽娜;张戎令;李佳敏;张唐瑜;王斌文因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
高温下石灰岩膨胀特性和力学特性的试验研究Ξ秦本东1,2,门玉明1,谌伦建3,何 军2(1.长安大学地质工程与测绘学院,西安710054;2.河南理工大学土木工程学院,河南焦作454003;3.河南理工大学材料科学与工程学院,河南焦作454003)摘要:利用自行研制的岩石高温装置和RM T2150C岩石力学试验机,对石灰岩试件在200~700°C高温双向约束条件下的膨胀特性和力学特性进行了试验研究。
结果表明:升温过程中,随着温度的升高,石灰岩试件两个约束方向的膨胀应力在600°C前逐渐增加,600°C或650°C以后出现减小现象;石灰岩垂直层理方向的热膨胀应力大于平行层理方向的热膨胀应力。
恒温过程中,600°C以前的试件两方向膨胀应力曲线都随时间延长呈平稳上升,但曲线斜率远远小于升温过程;恒温一定时间后,膨胀应力趋于该温度的一个稳定值。
700°C恒温结束后,石灰岩两方向的膨胀应力小于恒温前的值,说明到一定温度后石灰岩已膨胀到极限。
在试验温度范围内,石灰岩峰值应力随温度升高而降低,700°C时,峰值强度值比常温下降低了58192%,说明高温对岩石的强度会产生明显的弱化作用。
石灰岩峰值应变随温度升高先增加后减少,500°C前峰值应变增加,之后逐渐减小。
由于受约束条件限制,在过高温度后,石灰岩内部裂隙部分闭合,空隙数量减少,致使一定温度后其热膨胀应力和峰值应变可能减小,但具体原因有待进一步研究。
关键词:石灰岩;高温试验;膨胀应力;力学特性中图分类号:TD315 文献标识码:A 文章编号:167222132(2009)06207022070 引言处理高温环境下或高温后的岩石工程问题是岩石力学的新课题。
高温作用对岩土介质的影响已在能源、地质、土木等众多领域中被提出来,例如由于煤炭地下气化、矿下煤或瓦斯爆炸、煤炭开采过程中煤炭自燃、高放射性核废料的地层深埋处理、石油的三次开采等,其周围岩体均可经历一定的高温作用。
金山镇地质报告引言:金山镇地处山区,其地质构造和矿产资源丰富,一直备受关注。
本报告将以地质调查为基础,探讨金山镇地质特征和潜在的矿藏。
通过这份报告,希望能为地质研究者、资源开发者和当地居民提供有价值的信息,促进金山镇的可持续发展。
第一部分:地质背景金山镇地理位置优越,位于山区的中部。
研究表明,该地区主要由变质岩、沉积岩和火山岩组成。
岩石类型多样,地质特征复杂,形成了丰富的矿产资源。
第二部分:岩石类型和地质构造1. 变质岩:金山镇的变质岩主要包括片麻岩、绿岩等。
这些岩石形成于远古时代,在地壳运动中经历了高温和高压的作用,形成了独特的结构和特点。
2. 沉积岩:金山镇的沉积岩以石灰岩和砂岩为主。
这些岩石形成于古代的海洋和湖泊环境中,记录了地球演化的历史信息。
3. 火山岩:金山镇的火山岩主要包括安山岩和玄武岩。
这些岩石形成于火山喷发过程中,具有良好的热和化学稳定性,是重要的建筑材料和矿产资源。
第三部分:矿产资源1. 金矿:金山镇因其名称而闻名,研究表明该地区存在一定的金矿资源。
然而,目前尚未进行大规模开采,具体的金矿储量和品位仍需进一步研究。
2. 铜矿:金山镇也具有潜在的铜矿资源。
有关的地质调查和采样结果显示,该地区存在一定的铜矿化迹象,具体储量和品位有待深入研究。
3. 石灰石:金山镇周边分布着大片的石灰岩层,是工业生产和建筑材料的重要来源。
这些石灰石资源在提供基础材料的同时,也为当地经济发展提供了机遇。
4. 火山岩:金山镇的火山岩在地质构造和矿石中具有广泛的应用前景。
其物理和化学特性使其成为高级建筑材料,例如玄武岩可用于地铁隧道、高速公路和桥梁的建设。
结论:金山镇位于山区,具有复杂的地质构造和丰富的矿产资源。
变质岩、沉积岩和火山岩等岩石类型的分布显示出地质历史的多样性。
金山镇的矿产资源主要包括金矿、铜矿、石灰石和火山岩,这些资源为当地的经济发展和社会进步提供了新的机遇。
未来,进一步的研究和可持续的资源开发将为金山镇的发展带来更多益处。
金山店铁矿东区膨胀岩形成机理及预测梅群力;陈清运;黄杰;彭静波;陈星亮【摘要】To investigate the formation mechanism of the expansive rock at the east part of Jin Shandian iron mine,the types and their contents of the expandable mineral, the original rock in the expansive rocks were measured by using X-ray diffraction, scanning electron microscope and electron spectrometer. The test results show that the expandable minerals are mainly montmorillonite, followed by illite and kaolinite, and the origi-nal rock of the swelling rocks is quartz diorite. The engineering geological characteristics, the formation mechanism and the dynamic conditions of the expansive rock at east area were analyzed systematically. Three formation mechanisms: the low temperature hydrothermal alteration of expansive rock, the geological struc-ture of strong expansive rock and thermal contact metamorphism of strong expansive rock near the mineral were suggested. The growth patterns of the expansive rock including the stripped distribution at the footwall, and the missing part of the marble stratum corresponding to expansive rock, and directly proportional rela-tionship between the expansibility and the degree of fracture were also revealed. It is predicted that the ex-pansive rock is mainly located in the 34-40 exploration line, with a distribution of the thickest part of 90 m in the middle, and thinnest part at the two ends.%为弄清金山店铁矿东区膨胀岩形成机理,分别用X射线衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪检测和鉴定膨胀岩中膨胀矿物的种类、含量及膨胀岩的原岩. 检测和鉴定结果表明,膨胀物主要是蒙脱石,其次为伊利石和高岭石,膨胀岩的原岩为石英闪长岩. 在此基础上,对东区工程地质特征、膨胀岩形成的物质基础和动力条件进行了系统分析,揭示出膨胀岩体的低温热液蚀变、强膨胀岩体的地质构造、近矿强膨胀岩的热力接触变质等3种膨胀岩的形成机理,并提出了下盘膨胀岩分布具有条带性、大理岩层缺失部位即为膨胀岩、膨胀岩的膨胀性与岩体的破裂程度呈正比的发育规律. 根据研究成果,预测膨胀岩主要分布在34-40勘探线间,中间厚度在90 m左右,具有两端薄中间厚的特点.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2015(037)010【总页数】7页(P16-22)【关键词】膨胀岩成因;蒙脱石化;X射线衍射;电子能谱仪;电镜扫描【作者】梅群力;陈清运;黄杰;彭静波;陈星亮【作者单位】中国黄金集团新疆金滩矿业有限公司,新疆鄯善 838200;武汉工程大学资源与土木工程学院,湖北武汉 430074;武汉工程大学资源与土木工程学院,湖北武汉 430074;武汉工程大学资源与土木工程学院,湖北武汉 430074;武汉工程大学机电工程学院, 湖北武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】P6240 引言金山店铁矿东区自-270m水平放顶以来,由膨胀岩引起了一系列工程地质灾害.如,-340m中段电梯因缩井而提前报废,-298m、-312m分段联络道与进路一掘即冒,成巷率极低;-410m中段矿石溜井几乎全部垮塌,运输大巷多处出现大面积冒顶.根据塌陷地段及已揭露工程的地质调查分析,东区膨胀岩体地段,工程地质特征表现在:膨胀岩体分布范围广,断层和破碎带穿过的地段,一般形成极强膨胀性岩体;在节理分布稀疏基本完整膨胀岩体中开掘工程,易于出现误判,使得支护不及时或强度不够,随着时间推移,往往导致围岩出现大面积垮落.曲永新等按成因将膨胀岩分为:泥质类膨胀岩,断层泥类膨胀岩,含硬石膏、无水芒硝类膨胀岩,蒙脱石化侵入岩类膨胀岩和蒙脱石化凝灰岩类膨胀岩[1-2].在膨胀岩类鉴定上,主要有矿物学法、岩石化学法、物理学法,用得比较多的是前两种.曲永新按不规则岩块干燥饱和吸水率来判别岩石的膨胀性[3],朱训国以膨胀岩中亲水矿物含量,并辅以岩块干燥饱和吸水率、极限膨胀量、极限膨胀力指标进行岩石膨胀性分类[4].只有弄清东区膨胀岩形成机理,才能正确预测膨胀岩分布范围,为开拓、采准工程布置位置的选择,及井巷工程支护方式确定提供依据.本文采用X射线衍射法检测膨胀岩中膨胀矿物的种类及含量,使用电镜扫描法进行膨胀岩的岩相鉴定,利用能谱法检测膨胀岩中元素的含量,以此确定膨胀岩的原岩.在此基础上,根据工程地质,膨胀岩形成的物质基础和动力条件推断膨胀岩形成机理、发育规律,并预测膨胀岩体分布范围.1 工程背景东区控矿层位有三迭系中统灰岩组(T2)和三迭系下统大冶群的第五岩性段至第七岩性段(T1dy5-7),主要由白云质灰岩和白云岩组成,镁元素含量较高,w (MgO)=8.7%~8.76%,且地下水中 Mg2+的含量也比较高.东区岩浆岩的原始岩浆属过渡型的碱钙性Ⅰ型花岗岩浆,它是燕山早期第二段第二次和燕山晚期第二次上侵活动形成的中浅成侵入杂岩体.围岩蚀变较强烈,各蚀变带蚀变强度以控矿断裂、构造破裂带两侧强度最大,而且蚀变强度与矿体规模有着一定的依赖关系.东区围岩构造复杂,二级断裂较多.东区下盘围岩构造形迹主要表现为走向近东西的断裂带,可见四条相互平行排列的主干断层F1~F4,对矿体下盘围岩破坏严重.层间滑动破碎带位于东区T2-3pq与 T2+T1dy7地层分界线附近,在该两组地层间因岩性差异较大故发生滑动.破碎带产状与地层产状一致,沿破碎带磁铁矿化、矽卡岩化及蛇纹石化强烈,或被磁铁矿体、矽卡岩体所占据,两侧岩体碎裂厉害.成矿后挤压破碎带位于东区南侧100m范围内,发育有2~3条东西走向的挤压破碎带.破碎带宽约 7~15m,走向长 400~600m,倾向南,倾角60°~75°.该破碎带的特点是位移不大,岩石中节理裂隙纵横交错,特别是碳酸盐网脉每厘米可达3~8 条,夹有糜棱岩 0.3~1m.矿体下盘岩浆岩本身并不含水,但是遇上规模较大、延伸较远的构造断裂而又沟通了含水带时,则可以产生突水.2006年8月24日,-410m水平175#W130处巷道顶板出现涌水,涌水量25 m3/h,时间为46d.2007年3月20日,-410m 水平180#S176m工作面突发涌水,涌水量高达170m3/h.东区下盘岩体节理裂隙发育,这些节理与断层存在水力联系,构成一个充水网络.根据钻孔不同深度取水样进行分析,地下水化学类型及矿化度见表1.由表1可知,相对于西区的CK238孔水文监测资料,可以看出,东区地下水中Mg2+含量比西区高一倍左右.表1 地下水质分析Table 1 Quality analysis of the ground waterCl1-0.32 0.28 0.36 0.62 Ca2+24.54 22.30 21.56 34.80 Mg2+5.56 5.30 6.00 3.15孔号CK284 CK398 CK393 CK238取样深度/m 50 300~600 350 300矿化度/(g/L)0.330 0.812 0.940 0.817 HCO31-53.55 12.82 9.70 15.80 SO42-10.89 75.13 79.82 69.50 K1++Na1+4.94 6.98 6.68 0.07备注东区东区东区西区主要离子浓度/mmol/L2 膨胀矿物与膨胀岩的原岩2.1 膨胀矿物检测在膨胀岩巷道工作面进行采样,分别选取完整岩样5块,编号1-5,明显膨胀岩样2块,编号6-7.采用X射线衍射法,检测膨胀岩中膨胀矿物的种类及含量.部分岩样检测频谱见图1.依据岩样X射线衍射检测结果,膨胀岩中矿物组分及含量见表2.图1 4#岩样X射线衍射检测图谱Fig.1 X ray diffraction pattern of the4#sample表2 膨胀岩矿物组分及含量Table 2 Mineral composition and contentof the expansive rock w/%长石44 12 18 32方解石2 18 10 0白云石032 30岩样编号1246蒙脱石15 20 15 40高岭石0550伊利石0 10 50石英36 32 24 28沸石3000膨胀矿物由表2可见,岩样中膨胀矿物主要有蒙脱石、伊利石和高岭石,三者之和在15%~40%之间,以蒙脱石为主.其中6#岩样是强膨胀岩,膨胀矿物全为蒙脱石.蒙脱石属强膨胀矿物,伊利石次之,高岭石再次.根据曲永新提出的分类标准[5],蒙脱石含量大于7%即为膨胀岩,因此上述岩样全为膨胀岩.2.2 膨胀岩岩相鉴定采用电镜扫描法,分别就3#、5#和7#岩样进行了岩相鉴定,其中7#岩样蒙脱石化严重,部分结果见图2~图3.图2 3#岩样切片扫描结果Fig.2 Slice scanning resultof the 3#rock sample图3 7#岩样切片扫描结果Fig.3 Slice scanning resultof the 7#rock sample鉴定结果为,岩样呈斑状结构,斑晶为斜长石(10%~15%),黑云母(10%),石英(5%);基质为斜长石(50%~70%),钾长石(2%~10%),石英(3%~10%).综合各方面特征,膨胀岩原岩为石英闪长岩.2.3 膨胀岩化学法检测2.3.1 膨胀岩化学元素及含量采用电子能谱仪(EDS)检测岩样中的化学元素及其含量,仪器型号ISM-5510LV.部分检测能谱见图4~图5.检测结果及分析见表3.依表3,进行岩样元素含量比对,见图6.图4 3#岩样检测能谱图Fig.4 Energy spectrum of the 3#rock sample图5 7#岩样检测能谱图Fig.5 Energy spectrum of the 7#rock sample由图6可见,3种岩样所含元素含量走势基本一致,仅Si、Ca、Al等元素的含量差别较大.由于7#岩样比3#和5#岩样的蚀变强烈,表现出氧化铝的含量降低,而氧化镁含量增高的明显趋势,符合火成岩同晶置换时元素的变化规律性[6].表3 岩样化学元素分析Table 3 Chemical elementanalysis results of the rock samples w/%铁氧化合物1.60 2.31 2.80 1.96氧化钛0.73 0.49 0.37 0.61氧化钠2.23 3.36 1.33 2.80岩石试样岩样/5#岩样/3#岩样/7#3/5#均值氧化硅66.81 60.74 52.76 63.78氧化铝19.98 16.33 16.12 18.16氧化钙2.61 6.80 12.81 4.71氧化镁1.98 1.58 3.37 1.78氧化钾5.48 3.81 3.20 4.65图 6 3#、5#、7# 岩样元素对比Fig.6 Elements comparison of the 3#,5#and 7#rock sample s2.3.2 膨胀岩原岩的确定膨胀岩主要元素分析,一般以元素的氧化物质量分数的形式表达.依据表3检测结果与东区地质勘探报告上出现的三大类岩石进行氧化物比对,通过误差分析最后确定膨胀岩的原岩.由于7#岩样蒙脱石化严重,使用3#和5#岩样元素含量均值与各种岩石进行比对.参与比对的岩类有角岩、砂岩、页岩、矽卡岩、火成岩等类别.部分岩类与岩样比对见图7~图9.图7 岩样与砂岩元素比对Fig.7 Elements comparison of the rock sample and sand rock图8 岩样与矽卡岩元素比对Fig.8 Elements comparison of the rock sampleand skarn图9 岩样与火成岩元素比对Fig.9 Elementscomparison of the rock sampleand igneous rock由图7~图9可见,从变化趋势上来看,岩样与变质岩中的英长角岩、变余砂岩和泥质角岩比较吻合;岩样与矽卡岩比对的结果比较分散,基本上可以排除膨胀岩的原岩是矽卡岩的可能性;岩样与火成岩变化趋势一致.为了进一步弄清膨胀岩的原岩,将上述初选岩石与岩样进一步进行比对.将初选岩石、全部火成岩与岩样进行比对,根据误差大小,确定膨胀岩的原岩,结果见表4.表4 火成岩、变质岩矿物含量与岩样比对结果Table 4 Mineral content comparison of the samples,igneous rock andmetamorphic rockNa2O 3.67 3.29 3.08 4.26 2.97 6.75 0.68 2.55 2.795 K2O 2.95 3.67 2.65 2.57 1.18 3.00 5.42 2.27 4.645数据归一化后与岩样比对方差0.156 0.125 0.196 0.266 0.544 0.356 0.372 0.329岩类火成岩变质岩岩样原岩与岩样花岗闪长岩石英二长岩石英闪长岩闪长岩辉长石英长角岩变余砂岩泥质角岩3/5号均值SiO2 64.98 65.74 60.51 57.39 47.62 58.57 71.47 60.18 63.775 Al2O3 16.33 15.89 18.2 16.42 14.52 17.22 9.46 15.42 18.155 CaO 3.7 3.27 4.63 5.58 8.75 5.11 1.25 3.14 4.705 MgO 1.94 1.64 1.64 3.77 6.47 2.88 1.70 3.12 1.780 Fe3O4 4.38 4.39 6.33 7.25 13.46 5.80 6.58 4.92 1.955 TiO2 0.52 0.75 0.73 0.89 1.67 0.78 0.58 0.85 0.610岩样元素质量分数/%为了避免因元素含量不同而影响方差的大小,将原岩和岩样中各元素氧化物的含量进行归一化处理,通过比对原岩与岩样的含量,计算其方差,以方差的大小确定其偏离程度.同时,考虑原岩在低温热液蚀变过程中表现出“失Al3+增Mg2+”的规律,及岩相分析的结果,进行综合分析,最后确定膨胀岩的原岩.由表4可见,岩样矿物检验结果表明,膨胀岩与东区出现的石英二长岩最接近,但岩相研究表明,岩样中钾长石与斜长石的含量差别较大,故可以排除石英二长岩的可能性.花岗闪长岩中的Si含量比岩样中Si含量高,可能性不大.岩样与石英闪长岩接近,符合“失 Al3+增 Mg2+”的规律.综上所述,经比对,变质岩中最有可能成为膨胀岩体原岩的是泥质角岩,但均方差大于石英闪长岩比对的结果,由此可见,该膨胀岩体的原岩为石英闪长岩.3 膨胀岩形成机理3.1 膨胀岩体的低温热液蚀变形成机理东区矿体下盘围岩分别为二长花岗岩、石英闪长岩、大理岩和角岩,控矿地层和地下水中Mg2+的含量比较高,在岩浆后期低温热液变质作用下,石英闪长岩(斑状石英闪长岩)发生火成岩蒙脱石化蚀变,形成厚度达80~100m的蚀变带,离矿体越近蚀变越剧烈.蒙脱石化的斑状石英闪长岩属于中膨胀性至弱膨胀性岩石,如果膨胀岩中节理裂隙充填膨胀剥蚀物厚度大于5mm,则变为强膨胀性岩石. 3.2 强膨胀岩体的地质构造形成机理东区下盘围岩构造复杂,二级断裂较多.下盘围岩中存在四条走向近东西的主干断裂带F1~F4,成矿后期发育有2~3条与F3或F4相平行排列的挤压破碎带,破碎带宽约7~15m,走向长400~600m,倾向南,倾角60°~75°.这些结构面穿过东区下盘已蒙脱石化的石英闪长岩体,并与外界构成水力联系.发生碳酸盐化、绿泥石化、赤铁矿化和片理化,形成断层泥、破碎带、层间滑动带、矿岩接触带类膨胀岩类型.破碎带、断裂带、矿岩接触带、及充填于节理裂隙中的膨胀剥蚀矿物属于剧膨胀岩.3.3 近矿膨胀岩的接触热力变质形成机理近矿围岩,由于有铁质元素参加,主要发生接触热力变质作用、接触交代变质作用,形成绿泥石化膨胀岩,厚度在5m左右.近矿围岩蚀变较强烈,各蚀变带蚀变强度以在控矿断裂、构造破裂带两侧强度最大,而且蚀变强度与矿体规模存在一定的依赖关系.沿矿岩接触带磁铁矿化、矽卡岩化及蛇纹石化强烈,或被磁铁矿体、矽卡岩体所占据.4 膨胀岩体发育规律及预测经工程地质调查分析,膨胀岩体发育表现出一定的规律性:a.大理岩层被石英闪长岩侵占缺失,该处石英闪长岩易于蚀变为膨胀岩.地质报告表明,大理岩层位比较稳定,除了被F3断层错断,其他部位都是比较完整的.该层平均厚度40~70m,最宽90m.因此,膨胀岩范围可以藉此尺寸进行圈定.b.膨胀岩分布的条带性.现场调查结果表明,近矿膨胀岩蒙脱石化强烈,属剧膨胀岩,厚度在5m左右,远离矿体的膨胀岩蒙脱石化逐渐减弱,表现出较强的条带性;近东西向切割膨胀岩体的断层、破碎带,本身表现为粉状膨胀岩,属于剧膨胀岩.近断层和破碎带岩层为碎裂状膨胀岩体,远离之则为块状膨胀岩体.c.膨胀岩的膨胀性与岩体的破裂程度有关.受地质构造运动的影响,蒙脱石化的岩体破裂程度不一致,节理裂隙发育地段,膨胀岩蒙脱石化强,表现出剧膨胀岩、强膨胀岩的性质,相反,岩体完整地段,膨胀岩膨胀特性表现弱.5 结语经X射线衍射试验、电镜扫描岩相鉴定和电子能谱测试,膨胀矿物主要是蒙脱石,其次为伊利石和高岭石,膨胀岩的原岩是石英闪长岩.东区膨胀岩形成机理有:膨胀岩体的低温热液蚀变形成机理、强膨胀岩体的地质构造形成机理、近矿强膨胀岩的热力接触变质形成机理.膨胀岩体发育表现出大理岩层被石英闪长岩侵占则极易形成膨胀岩,膨胀岩分布的条带性,膨胀岩的膨胀性与岩体的破裂程度呈正比.致谢感谢国家自然科学基金委员会的资助!参考文献:[1]曲永新,张永双,杨俊峰,等.中国膨胀性岩、土一体化工程地质分类理论与实践[C]//中国地质50年.北京:地震出版社,2000.QU Yong-xin,ZHANG Yong-shuang, YANG Junfeng,et al.The theory and practice of engineering geological classification of expansive rock and soil in China[C]//China Geology 50 Y ears.Beijing:Seismological Press,2000.(in Chinese)[2]顾宝和,曲永新.劣质岩(问题岩)的类型及其工程特征[J].工程勘察,2006,34(1):1-7.GU Bao-he,QU Yong-xin.Types and engineering characteristics of 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金川矿区岩石的膨胀和软化特性试验及分析张雯;曹平;张向阳;李丽娟;刘业科【摘要】基于金川矿区岩体较破碎、岩石属高地应力碎胀蠕变岩,使用自由膨胀率测试仪测定金川岩样的自由膨胀率及含水率,再通过岩石抗压试验测定水对岩石强度和弹性模量的影响.研究结果表明:岩石类型不同,其膨胀率也不相同,Ⅰ类大理蚀变岩试样膨胀率不大,平均为0.051%;Ⅱ类角闪二灰橄榄岩的膨胀率则较大,平均为0.140%;矿岩遇水软化,内部产生膨胀应力,造成岩石抗压强度降低20 MPa左右,破坏时不属于脆性破坏,其原因可能是其中的黏土矿物吸水,除有部分水进入黏土矿物晶格内外,还有一部分吸附在层理面附近矿物颗粒上,当受力压缩时,水受压排出产生压密.【期刊名称】《中南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(041)005【总页数】5页(P1913-1917)【关键词】岩石;膨胀;软化;含水率【作者】张雯;曹平;张向阳;李丽娟;刘业科【作者单位】中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083;中南大学,资源与安全工程学院,湖南,长沙,410083【正文语种】中文【中图分类】TD313金川矿区属典型大陆性气候,干旱少雨,地表水系不发育;矿区内岩体非常破碎,但因处于较高的地应力环境中,在未采动的条件下,结构面紧密闭合,加之切割矿区的周边断层均属压性或压扭性阻水断层,远程地下的渗流和补给不畅。
因此,可以认为矿区既缺乏地表水补给源,又缺乏远程补给的通道,水文地质条件较简单,天然岩体(尤其是深部基岩)基本上无地下水赋存[1]。
但由于矿区岩体较破碎,受开挖以及采矿作业的影响,岩体迅速松弛,结构面滑移张开,为地下水的渗流提供了通道[2]。
工程用水(施工用水、充填析出水)沿这些因松弛而张开的结构面逐级下渗,直至工程范围内的所有围岩,从而使其受到地下水的影响。