四川省科技支撑计划(2012SZ0051)
- 作品数：8 被引量：52H指数：5
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- 相关机构：西南交通大学西南科技大学京都大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金四川省科技支撑计划中央高校基本科研业务费专项资金更多>>
- 相关领域：天文地球更多>>
- 黔南下寒武统喳拉沟组黑色岩层风化特征
- 2013年
- 黑色岩层是一种广泛分布且具有特殊性质的岩石,探讨黑色岩层的风化特征,为黑色岩层边坡治理提供理论依据。选取黔南三都地区下寒武统喳拉沟组黑色岩层为研究对象,利用浸泡试验、水质分析试验模拟黑色岩层的水岩化学作用过程,通过黑色岩层风化中的矿物特征、化学成分特征来确定其风化阶段。研究结果表明:研究区黑色岩层在水岩作用中涉及多个复杂的化学过程,通过溶解、水解、水合作用逐步形成稳定的黏土矿物及次生矿物;黑色岩层的化学风化已完成去Na、Ca阶段,并初步进入中期的去K风化阶段。
- 李晓宁朱宝龙廖昕李季伟凌斯祥巫锡勇
- 关键词：矿物特征风化特征
- 黑色页岩水岩化学作用实验研究被引量：12
- 2014年
- 水岩作用是黑色页岩化学风化的重要途径,并与岩体矿物组分、工程性质及地质环境有着密切的联系。利用自制的流通实验装置对取自三江县团结电站附近的寒武系清溪组黑色页岩与富含溶解氧去离子水的化学反应进行试验模拟研究,并利用离子分析仪、电感耦合等离子体质谱仪对反应后溶液离子浓度进行分析,使用扫描电子显微镜观察反应前后岩样微观特征,结合岩样渗透系数的变化监测,对岩样中黄铁矿氧化动力学速率以及受黄铁矿氧化影响形成的酸性环境下硅元素释放速率进行计算分析。结果表明,黄铁矿氧化行为使得岩体渗透率降低约70%,在黑色页岩自身矿物化学组分和岩石物理性质的共同影响下,所含黄铁矿氧化速率与纯黄铁矿颗粒的氧化速率非常接近,同时黄铁矿氧化形成的酸性溶液可溶蚀岩体中石英和伊利石,由于两者含量未能精确测定,因此所测得硅元素释放速率仅表示两者溶解的总反应速率。
- 巫锡勇廖昕赵思远凌斯祥朱宝龙
- 渝东北黑色页岩元素迁移特征及化学风化程度被引量：17
- 2016年
- 黑色页岩是富含有机质和硫化矿物的特殊沉积岩,但人们对其风化过程的元素活动性及矿物风化机制关注较少.为探讨不同地形位置的黑色页岩化学风化过程,采集了渝东北城口某山脊(A)、近山顶(B)和沟谷(C)的下寒武统水井沱组黑色页岩风化剖面岩样,利用XRD、XRF和化学分析手段对采集样品的矿物成分、主量元素进行测定分析.元素和矿物的质量迁移系数(τ)和质量迁移通量(M_(j,flux))的计算结果表明,黑色页岩风化过程中Ca、Mg和Na元素具有明显的贫化现象,近地表处存在Al元素的富集现象;矿物成分方面,黄铁矿和有机质氧化后形成的酸性水环境,造成方解石、白云石、斜长石等不稳定矿物溶解,并生成含水石膏、铁质氧化物、黏土矿物等次生矿物.不同赋存位置的黑色页岩风化程度有所差异,Na/K-CIA、K/Ca*-Al/Na、A-CN-K和A-CNK-FM图解显示:A剖面处于脱Ca过程的初级风化阶段,B剖面处于脱Ca、Na初期的初等-中等风化阶段,C剖面已发生脱Ca、Na过程,并伴随脱Si作用的中等-强烈风化阶段,结合不同风化指数(如:CIA、CIW、PIA、MWPI等),得出各剖面的化学风化强弱程度依次为C>B>A.
- 巫锡勇凌斯祥任勇廖昕赵思远李晓宁
- 关键词：黑色页岩化学风化地球化学岩石学
- 水岩化学作用对黑色页岩的化学损伤及力学劣化试验研究被引量：16
- 2016年
- 为模拟黑色页岩化学风化中酸性水-页岩化学作用过程,本文对其进行氧化条件下的不同pH值H2SO4溶液的非平衡流动态腐蚀性试验,获得了黑色页岩化学腐蚀前后矿物变化、相对质量损失、次生孔隙率、纵波波速变化及微观结构特征的变化。通过单轴压缩试验,获得黑色页岩在不同浸泡时段的变形和强度特性规律,探讨了酸性水对黑色页岩化学作用的化学损伤和力学劣化的腐蚀效应及机制。研究表明,页岩试件在化学腐蚀后,易溶性矿物成分减小,黏土矿物增加,同时矿物胶结变得松散,矿物边缘变得模糊;页岩试件的相对质量损失与次生孔隙率随pH值减小和浸泡时间的增长而增大,而纵波波速则减小;其力学特性有从脆性破坏向延性破坏转化的趋势,单轴抗压强度和弹性模量有随pH值减小和浸泡时间的增长而减小的趋势。基于次生孔隙率,构建化学损伤变量来描述试件化学-力学损伤演化过程。分析酸性水-页岩化学作用的机理主要为:溶解作用、氧化作用、水解作用及离子交换吸附作用。
- 凌斯祥巫锡勇孙春卫廖昕任勇李晓宁
- 关键词：黑色页岩化学损伤
- 大巴山早寒武世黑色岩层稀土元素特征及沉积环境分析被引量：6
- 2015年
- 为了探讨大巴山早寒武世黑色岩层的稀土元素特征及古沉积环境,采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）对大巴山城巴断块内的水井沱组黑色岩层的稀土元素及V、Ni、Cr、U、Th、Zn、Co等微量元素质量分数进行了测定,并与前人研究的鲁家坪组黑色岩层进行了对比分析。研究结果表明,城巴断块内的黑色岩层轻稀土元素相对重稀土元素富集,Ce异常值δCeN为0.47~0.94（平均值0.69）,δCeS为0.46~0.91（平均值0.67）呈负异常,Eu异常值δEuN=0.27~1.03（平均值0.57）,δEuS=0.42~1.57（绝大多数小于0.87）,δEu基本呈现负异常;U/Th比值为2.52~67.51,Sr/Cu比值为5.83~27.96,V/（V＋Ni）比值为0.65~0.98,V/Cr比值为1.35~17.79及δU值为1.77~1.99,结合REE的北美页岩标准化曲线、La-Ce图解、Zn-Ni-Co三角图解及La/Yb-REE判别图解的分析表明,大巴山城巴断块内的早寒武世黑色岩层沉积时所处的古气候为干热型气候,黑色岩层形成于被动大陆边缘的缺氧浅海陆棚-斜坡过渡带的沉积环境,且明显受到热液作用的影响。
- 凌斯祥巫锡勇任勇李晓宁王刚刚
- 关键词：早寒武世稀土地球化学沉积环境
- 黑色页岩化学风化过程的微观机制及演化被引量：5
- 2017年
- 针对黑色页岩化学风化系统的复杂系统演化问题,通过X射线衍射(XRD)试验、扫描电子显微镜和X射线能谱(SEM-EDS)试验,从风化过程的微观结构变化和非平衡热力学过程出发,对黑色页岩化学风化剖面中不同风化层的矿物成分和微观结构变化进行对比分析,探讨黑色页岩化学风化的微观机制,同时利用非平衡态热力学理论和耗散结构原理分析黑色页岩化学风化系统的耗散结构的形成过程及化学风化演化规律。研究表明:在黑色页岩化学风化过程中酸性水的侵蚀作用下,易溶性矿物溶解、次生矿物生成及离子交换吸附作用,促使矿物成分发生转变;同时矿物颗粒间的连接方式发生了改变,也促使岩石内部产生大量微孔隙。黏土矿物和含水硫酸盐矿物的吸水膨胀及失水收缩过程,使岩石内部产生不均匀应力,进一步改变岩石内部的微孔隙,促进化学风化进程。黑色页岩化学风化系统是一个开放的复杂系统,利用非平衡热力学计算认为该系统是不可逆过程,且经历了近平衡阶段和远离平衡阶段,最终可形成具有一定稳定性的耗散结构。
- 凌斯祥巫锡勇孙春卫廖昕
- 关键词：黑色页岩化学风化非平衡态热力学
- 贵州都匀地区黑色岩层边坡风化破坏机理研究
- 2013年
- 黑色岩层是具有特殊矿物(黄铁矿)的一套岩石,其风化破坏造成岩体整体结构强度降低,在黑色岩层分布地区,极易使边坡失稳.通过对贵州都匀地区黑色岩层的野外调查、岩样XRD衍射分析、水质调查,认为黑色岩层中含有硫化矿物,易被氧化形成酸性水,从而溶解、溶蚀矿物,扩大溶蚀腔,并使元素流失迁移,生成具有膨胀性的粘土矿物,最终导致岩体物理力学性质降低而发生风化性破坏;黑色岩层边坡中节理裂隙发育并具有富氧水作用下,酸性水沿节理裂隙拓宽岩体结构面,造成其结构空间损伤,从而形成岩体边坡风化破坏的发生;认为黑色岩层边坡风化破坏主要以岩石矿物蚀变作用、节理裂隙溶蚀扩张作用的方式.
- 李晓宁朱宝龙廖昕李季伟凌斯祥巫锡勇
- 关键词：边坡风化酸性水
- 桂北地区寒武系黑色页岩化学风化特征被引量：6
- 2013年
- 以桂北地区广泛分布的寒武系清溪组黑色页岩为对象，采集该区的黑色页岩和风化产物及酸性环境水，对岩样的矿物与化学成分、微观结构特征及酸性水的水化学特征进行分析，探讨该区黑色页岩的化学风化强度和风化产物的形成条件及其共生序列。研究结果表明：在桂北地区气候条件影响下，富含黄铁矿等硫化矿物的清溪组黑色页岩整体处于中等化学风化程度，并且其风化过程导致周围环境水的严重酸化（pH为2～3），还生成白铁矾、叶绿矾和黄钾铁矾等次生有害矿物。因此，在酸性水和次生膨胀性硫酸盐的共同作用下，黑色页岩发育区的岩体工程性质将极度弱化。
- 廖昕巫锡勇朱宝龙
- 关键词：黑色页岩化学风化硫化矿物酸性水
