学习实践“改造成矿作用”理论——以滇中砂岩铜矿为例兼论改造作用的上、下限问题

"改造成矿作用"是涂光炽院士提出的新理论。这一理论有如下基本论点和鲜明特色:矿质来源的广泛性;成矿流体的特殊性;成矿元素的活泼性;改造作用的内生性;断裂构造的主导性;赋矿岩石的多样性;改造矿床的普遍性;成矿作用的独特性与应有地位——矿床分类的四分法。滇中大姚-牟定式砂岩铜矿是典型的沉积-成岩-后生-改造成因。其主要论据与以下要素有关:裂谷成矿背景;矿源层(K、J)、矿源岩(元谋古陆);矿体受地层层位、岩相、岩性控制,其生成与煤系(提供有机质)、盐层(提供卤素)密切相关;矿体形态产状、矿石结构构造、成矿流体性状与水的来源、有机质类型及其作用在不同成矿期、成矿阶段显著不同。从岩石学的名词概念来解读和划分"改造成矿作用"的上限与下限:上限确定在后生作用之后,下限在变生作用之末。

中砂岩渗透特性与损伤演化探讨

为探究中砂岩破坏全过程中的渗透特性及损伤演化特征,对中砂岩进行了三轴渗透及声发射试验。研究结果表明:渗透率随着应力加载全过程呈先减小后增大的整体趋势,在峰值应力前后达到最大值;围压越大,渗透率越小;体积变形扩容点与渗透率的突变点相对应,更能准确反映渗透性的变化;渗透测试过程中的声发射现象是一个呈阶段性的演变过程并与渗透率大小的变化趋势相对应;围压越大,声发射现象越滞后;利用声发射参数,基于Weibull分布函数计算得到的损伤表明,应力对砂岩的损伤主要发生在应力加载阶段,渗透损伤相对较小且主要集中于屈服阶段之后;围压越大,渗透损伤量所占比重越小。

深井中砂岩力学特性的声发射信号特征分析

试验得到了深井中砂岩的基本力学性质参数,同时监测声发射信号,分析得到振铃计数率与应力释放(应变能释放)水平成正比,且当中砂岩主破断发生时达到最大值。按照中砂岩变形过程中的声发射信号特征,将破坏前的中砂岩形变过程划分为A、B、C三个阶段:A阶段形态上凸,峰值水平约300次/s,对应了岩石应力应变关系中的原生裂隙压密阶段;B阶段的声发射信号强度比较均匀,平均约100次/s,与应力应变关系中的弹性阶段相对应;C阶段开始时的声发射信号强度即高于B阶段,至主破断发生时台阶式升高,中砂岩破断前的振铃计数率达到最大值700次/s,该阶段主要对应于应力应变关系中的塑性变形阶段。结合应力应变曲线与声发射信号图,得到中砂岩的kaiser点,即该中砂岩在现场位置所承受的历史最大压力约为47 MPa,有利于指导深部地下工程设计。

平庄西露天煤矿第三系中砂岩大三轴抗剪强度试验分析

为适应露天煤矿边坡稳定分析研究对滑面弱层、破碎带和排土场排弃土岩抗剪强度试验的要求,煤炭科学研究总院抚顺分院装备了一套SZ30—2D型微机检测大三轴试验系统。该系统试样尺寸可达直径φ=30cm,高H=60～75cm,适用颗粒直径60mm以下土岩,围压可达15×10~5Pa,垂压可达540KN,能同时进行轴向压力、围压、孔隙压力、体积变化、轴向变形等参数量测,能自动绘制各种试验曲线。

浅谈滇中砂岩型铜矿的成因与识别

在当今社会中,铜矿已成为现代社会的重要资源之一。铜矿的种类丰富,有斑岩型铜矿、夕卡岩型铜矿、砂岩型铜矿等。本文主要探讨有关滇中砂岩型铜矿的内容,通过参考相关资料,进行实地考察,对滇中砂岩型铜矿的成因进行分析,并探究究识别砂岩型铜矿的有效方法。

中风化泥质砂岩隧道“缓冲爆破+机械扩挖”施工技术分析

在中风化泥质砂岩层中进行隧道爆破开挖容易造成开挖轮廓线外围岩松动,出现超挖或塌方等工程事故。为降低爆破震动效应,改善开挖效果,以陇漳高速公路十里铺隧道开挖工程为例,通过多次现场试验,提出“缓冲爆破+机械扩挖”技术,并进行该技术的效果及效益分析。研究表明,“缓冲爆破+机械扩挖”技术能够实现中风化泥质砂岩隧道开挖高效、经济、安全。

土压平衡盾构在黏土层及中风化石英砂岩中渣土改良措施研究

盾构施工虽然对地层有着广泛适应性、施工安全高等优点,但因地质情况不同,施工环境复杂,在盾构施工中一定存在盾构机的适应性和施工方法、措施的调整。为明确土压平衡盾构施工在黏土层及中风化石英砂岩中相匹配的施工措施或方法,通过广泛文献、资料和技术的调研,从土层的概述、盾构施工掘进控制技术分析、改良系统、黏土及中风化石英砂岩地层渣土改良技术果多个方面总结分析了盾构法在面对上述条件下的具体处置措施。结果表明:采取分散型的泡沫剂就能够对土壤进行改良,这种物质和土壤能够产生反应,让土壤软化下来,并且能够减少黏性。中风化石英砂岩的处理方式可以进行强化,仅仅使用泡沫改良的效果有限。相关研究成果可为黏土层及中风化石英砂岩条件下的盾构施工提供参考借鉴。

持力层为白垩纪-古近纪中风化泥质粉砂岩单桩竖向承载力性状研究

白垩纪-古近纪中风化泥质粉砂岩为软岩,饱和单轴抗压强度标准值frk变化范围大。为确定当桩基持力层为该层时,在何种情况下按照嵌岩桩计算更为经济合理,结合工程实例,基于《公路桥涵地基与基础设计规范》(JTG 3363—2019)分别按照摩擦桩和嵌岩桩对桩基承载力允许值进行计算,并与自平衡桩基承载力测试结果进行对比,经过对比分析,得出如下结论:①在中风化泥质岩地区,当桩基L/D比值较大时,桩基加载时桩身和周围土体相对位移较大,使侧摩阻力得到发挥,桩端阻力占总荷载的比例在30%以下都是正常的;无论桩端岩体性质如何,桩基总会呈现摩擦桩的特征。②当桩周岩石饱和单轴抗压强度frk≥2.0 MPa时,采用嵌岩桩公式计算结果更为冒进;但通过试桩成果可以看出,极限承载力约为计算值的2倍以上,因此也可采用嵌岩桩公式计算。③自平衡法试桩结果与理论计算趋势一致,因此当桩周岩石饱和单轴抗压强度frk≥2.0 MPa时,按照嵌岩桩计算结果可行,其结果可信。

中风化粉砂岩地层地铁联络通道施工技术

为验证矿山法施工联络通道的可行性,文中以杭州—富阳城际铁路工程受降站—受高区间风井盾构区间为背景,阐述复杂环境条件下中风化粉砂岩联络通道施工的洞内注浆预加固、洞口临时预应力支撑安装、超前小导管、型钢支架及喷锚护壁等关键技术,并对现场监测结果进行分析。研究结论采用提洞内注浆+超前小导管等联合施工技术施工杭州中风化粉砂岩联络通道是可行的,盾构隧道以及邻近的地铁隧道位移在允许范围。研究结论可为联络通道设计施工提供借鉴。

高温对弱黏结中砂岩物理力学性质的影响

基于弱黏结中砂岩经历400~1 000℃高温后进行物理力学参数测试,分析了高温后弱黏结中砂岩的物理力学参数与温度、围压的关系。结果表明:经历400℃以内高温对试样体积、质量和波速影响很小,超过400℃以后试样体膨胀率、烧失率随温度升高单调增加,波速随温度升高单调降低,经历400和800℃高温后试样的变形参数明显高于自然状态(25℃)单轴试验值,高温后试样的弹性模量和变形模量大幅度降低,极限应变随温度升高单调增加。试样的弹性模量、变形模量和峰值强度与围压呈正相关,试样峰值强度与围压符合Coulomb强度准则。经历800℃以内高温对试样黏聚力的影响不大,超过800℃以后黏聚力急剧降低。高温后试样的内摩擦角与温度呈正相关;经历1 000℃以内高温对弱黏结中砂岩具有强化作用,但超过800℃对试样材料强度有所弱化。Mohr-Coulomb预测理论破坏角与试验破坏角大致相当,试样的试验破坏角与围压呈负相关。

中风化泥质粉砂岩水泥改良路基回填料适宜性试验研究

中风化泥质粉砂岩遇水易软化、崩解,造成工程性质不稳定。为合理利用开挖产生的大量中风化泥质粉砂岩进而克服碎石回填路基料来源困难、成本高的不足,本文依托华东某重大工程项目,对开挖区典型中风化泥质粉砂岩的物理力学特性和矿物成分进行了分析,然后采用P.O.32.5硅酸盐水泥对中风化泥质粉砂岩进行改良及配合比方案设计,开展了不同水泥掺量及含水量下中风化泥质粉砂岩水泥改良回填料(简称改良回填料)的无侧限抗压强度和击实试验研究,随后利用高分辨率扫描电镜分析了泥质粉砂岩水泥改良回填料微细观结构。研究结果表明:(1)水泥掺量4%~20%范围内改良回填料的应力-应变曲线呈现出软化特征,改良回填料无侧限抗压强度随硅酸盐水泥掺量的增加而增大,且较原状土有大幅提高;(2)含水量10%~20%范围内改良回填料干密度随含水量的增加呈现出先增加后降低的特征,改良回填料最优含水量随水泥掺量增加而呈现降低的变化规律;(3)改良回填料的微细观结构表明水化反应在土颗粒间形成了胶结骨架,且整体结构会随着龄期增长逐渐增强。

中风化泥质粉砂岩地质条件下的地下连续墙成槽技术要点分析

为缓解、解决不良、复杂地质条件对地下施工造成的影响,本文简单阐述中风化泥质粉砂岩地质特征,以广东广州地区某地铁工程为例,对这一地质条件下的地下连续墙成槽技术进行研究,分析各项技术措施的实施要点,对比分析机械组合的施工工效,并总结地下连续墙成槽技术组合方案,提高施工质量与效率,以期为相关人员或工程提供有效参考。

高强度中风化泥质粉砂岩层大直径桩基钻孔施工关键技术

以燕矶长江大桥南岸主墩桩基钻孔施工为依托,针对主墩桩基直径大、数量多、地质情况复杂、岩层强度高等特点,对高强度中风化泥质粉砂岩层大直径桩基钻孔施工关键技术进行深入研究。结合本项目实际情况,合理布置施工平台,通过钻机选型,最终确定4台旋挖钻+2台冲击钻配合成孔,根据实际地质情况,选择干孔、湿孔作业成孔相结合的工艺施工,此工艺极大程度上节约了成本,缩短了工期,并且成桩质量良好,56根桩基的桩检结果均为Ⅰ类桩。为相似地质情况下的桩基钻孔施工提供一定参考意义。

滇中红层砂岩型铜铅矿的激电效应

激电异常分布在中侏罗统蛇店组三段硅化石英砂岩、细粒石英砂岩中。条带状、串珠状沿地层走向延展,与地层关系密切,由金属硫化物极化场引发,中心部位相对富集区是矿化体主要分布区。

大别山北缘暨邻区中新生代砂岩稀土元素的地球化学特征及对源岩的制约

肥西地区侏罗纪防虎山组、园筒山组和早白垩世周公山组稀土元素具有如下特征:∑REE为157μg·g-1,δEu为0.69,(La/Yb)N为11.1。根据稀土元素比值、方差和以及REE分布模型判断,类似于佛子岭群和卢镇关群,后者可能是前者的主要源岩。三尖铺组和黑石渡组具有高的稀土总量,∑REE为264.8,328.2μg·g～1,高Eu负异常,δEu为0.57,0.67和低的Eu/Sm比值(0.18-0.19),不同于大别山地区变质岩,其源岩值得进一步研究。正阳关组稀土元素特征类似大别杂岩和卢镇关群,表明大别杂岩在新第三纪遭受剥蚀,和卢镇关群一并成为前者的源岩。淮南地区中生代砂岩具有低的稀土总量,∑REE为80.9 μg·g～1,δEu为0.66,(La/Yb)N为5.7,不同于大别山北缘砂岩以及变质岩,说明其物源不是来自于大别山地区。

漠河盆地中侏罗统砂岩地球化学特征及物源属性分析

漠河盆地的中侏罗统。砂岩具有高SiO2、低Fe2O3、FeO、MgO和轻稀土元素富集,重稀土相对亏损,显示弱的负Eu异常的特征。综合分析砂岩的常量元素、微量元素和稀土元素的地球化学特征,经构造判别图解,笔者认为漠河盆地中侏罗统沉积时物源区具有大陆岛弧和活动大陆边缘的构造环境。盆地南侧的额尔古纳地块北缘古生代杂岩可能是盆地的主要物源。

武昌中风化红砂岩特性和嵌岩桩承载力确定

通过对中风化红砂岩室内抗压强度试验、现场载荷试验、抽芯试验,结合场地工程勘察资料,确定岩基承载力特征值。人工挖孔扩底桩以该层作为桩端持力层,并进行了桩的静载荷试验。本文对这些试验中的大量数据进行了总结和归纳,特别是对中风化红砂岩的一些变形特性进行了分析,确定了在实际工程中有重要参考价值的数据,同时也指出了规范中相应条款中过于保守的问题,并提出了修改意见。

中风化泥质粉砂岩地下连续墙入岩成槽施工技术

以南昌轨道交通1号线秋水广场站为依托,该车站地下连续墙入岩深度深,在施工过程中采用泥浆护壁,旋挖钻机与冲孔桩机相结合的成槽工艺,取得了较为理想的效果。结合地下连续墙工程实例,主要阐述在中风化泥质粉砂岩层中,该工艺的施工方法及预防措施,为类似工程提供一定的参考。

超高层建筑中风化泥质砂岩层地基施工技术

在中风化泥质砂岩层地基施工过程中,采用井点群井降水与明沟排水结合的方法可满足施工降水要求,避免降水井进入基底以下的钻井,降低了施工成本,加快了施工进度。采用切割机配合人工清槽的方式,减少了人工投入量,提高了工作效率。通过荷载试验验证了中风化泥质砂岩层承载力满足超高层建筑设计的承载力要求,可采用箱形基础加天然地基持力层的结构形式,不仅避免了桩基或其他基础形式存在不均匀沉降的风险,而且降低了基础施工造价,可为类似工程提供借鉴。

弹性波在中粒砂岩内传播衰减特性分析

为研究弹性波在岩石介质传播过程中的衰减特性,利用超声波传感器监测弹性波在中粒砂岩圆柱体内传播不同距离后的波形变化特征,通过频谱转换、数理统计、曲线拟合分析了特征参数的变化规律。研究表明:弹性波信号经滤波模数转化后,频率在100~500kHz的信号随着传播距离的增大,时域波形图和频谱图在振幅上都出现了衰减趋势,且信号中高频成分比低频成分衰减显著。频谱重心频率随传播距离增大按照线性趋势降低,变化趋势比主频稳定,更能全面反映信号的频率衰减特征,采用波形对比法得到的弹性波在中粒砂岩内传播的衰减系数为0.016dB/cm。在实验室尺寸范围内,绝对能量按照负指数规律衰减最为显著,幅值和振铃计数出现稳定线性衰减趋势,而上升时间有增加的趋势。波形参数的衰减趋势和敏感程度对于现场微震和室内声发射试验由传感器信号反演破裂源特征有一定的指导作用。