泥灰岩的细观溶蚀过程分析.pdf

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1、第40卷第11期人民长江Vo1．40，No．112009年6月YangtzeRiverJune，2009文章编号：1001—4179(2009)11—0060—03泥灰岩的细观溶蚀过程分析刘海燕'2李增学'2吕大炜'2李淑进(1．山东科技大学地质科学与工程学院，山东青岛266510；2．山东省高校沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室(山东科技大学)，山东青岛266510；3．微山金源煤矿，山东微山277606)摘要：为了研究泥灰岩的细观溶蚀过程，采用室内试验分析和镜像观察的方法，分析了泥灰岩在溶蚀过程中的物质成分变化和细观结构的改变。结果

2、表明：泥灰岩的细观溶蚀过程可以从两个方面进行分析：①岩石中可溶成分发生化学分解作用，而大量的泥质物在岩石表面逐渐脱落，被水流带走，这是泥灰岩在溶蚀过程中表现为岩石成分损伤的过程；②岩石中原始存在的微小裂隙在溶蚀过程中不断增长变宽，这是泥灰岩在溶蚀过程中表现为岩石结构损伤的过程。关键词：泥灰岩；细观溶蚀过程；成分损伤；结构损伤中图分类号：TU458文献标识码：A2．2试验结果分析1泥灰岩形成环境通过对溶蚀试验数据进行整理，对试样的溶蚀程度进行计泥灰岩是介于粘土岩与碳酸盐岩之间的过渡类型沉积岩，算，分别得出质量溶蚀速率、体积溶蚀速率和溶蚀

3、体积百分比，由粘土和碳酸盐微粒组成，常分布在石灰岩与粘土岩之间的过计算结果如表1，计算公式如公式(1)、(2)、(3)。渡地带。本文样品采自三峡库区奉节县城巴东组地层，以研究表1泥(质)灰岩溶蚀试验数据分析[】区为例，该地区的泥灰岩主要形成于海陆交互的沉积环境，为典岩样溶蚀时间质量体积／质量溶蚀速率体积溶蚀速率溶蚀体积百分比型的浅海台地相(Tj)向陆相(Txj)过渡的沉积特征，总体处于分组t／hm／gcmZRL／(g·h一)TRL／(cm·h一)P(AV)／％滨岸潮坪一滨岸泻湖环境，局部时段包含潮间一滨岸台地相环境(主要为T2b)。沉

4、积环境总体特征是纵向上有震荡、横向上有波状起伏。因此沉积了一套以泥灰岩和泥砂质岩交互出现的地层。2室内泥灰岩溶蚀试验及结果分析2．1溶蚀试验计算质量溶蚀速率公式：试样采自三峡库区奉节县中三叠统巴东组，共24块，据采样点不同分为3组，分别是新开挖洞室内青灰色灰岩及坡面坚ZRL：／i(1)t硬灰黑色泥质灰岩、坡表具黄色条带状灰黄色泥质灰岩，以及坡式中ZRL为溶蚀质量生长率，单位时间试样溶蚀质量，g／h；Am表黄褐色泥灰岩。为溶蚀试样质量变化量，g；At为溶蚀作用时问，h。试验仪器为自制简化装置，试验在常温常压条件下进行。为建立溶蚀体积与时

5、间的关系，得出体积溶蚀速率的计算为了在短时间内能更好地模拟野外现场实际的溶蚀情况，故在公式：室内试验过程中，配制的盐酸水溶液浓度为0．5％，pH值约为TRL：A(2)1，溶液酸度比现场实测雨水(pH为6—7)酸性强10倍。t溶蚀试验进行120h后，取出试样，进行清洗，称量质量，测式中TRL为体积溶蚀速率，单位时间试样溶蚀体积，om／h；／iv量尺寸，观察表面变化情况，做详细记录；溶蚀岩样进行磨片，显为溶蚀体积，cm；／tt为溶蚀作用时间，h。微镜下观察其成分、结构的变化情况，总结溶蚀作用的发生规律试样溶蚀过程包括化学溶解及物理破坏两种

6、情况，根据专性。门的试验，得出认识，在溶蚀作用中化学溶解及物理破坏两收稿日期：2009—01—12基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目(2003CB214600)；山东省高校沉积成矿作用与沉积矿产重点实验室(山东科技大学)开放基金项目(DMSM200801)作者简介：刘海燕，女，山东科技大学地质科学与工程学院矿产地质系，副教授。＼；q4i8642O第11期刘海燕等：泥灰岩的细观溶蚀过程分析61种作用相比，以前者为主，物理破坏的溶蚀量占总溶蚀量的比例蚀作用特点基本上是在表面均匀发生(图2(a))。第2组试样绝大多数在40

7、％以下。这一比例数的大小主要取决于碳酸岩质量减轻，表面见小溶孔发育，溶蚀面平整但极粗糙，矿物颗粒的结构类型。表1中每组试样的溶蚀前后体积的变化值即代表明显地突起，触及有砂状感，与第1组试样溶蚀作用的显著区别体积溶蚀量，包含了化学溶解的物质体积和物理破坏部分的体是第2组试样溶蚀作用具有选择性(图2(b))。第3组试样质积值。量减轻，溶蚀表面极不平整，具纵横斑纹甚至边角脱落，表层软由以上分析可知，泥灰岩的溶蚀作用能够引起岩石细观结泥物质，清水可冲洗掉(图2(C))。3组试样经过溶蚀作用后试构的破坏，主要表现在岩石内微孔洞的增加和微裂隙的生

8、长，因样表面显示不同特征，分析原因，这是由于岩石成分与岩石结构此，描述泥灰岩的溶蚀程度，可以采用溶蚀体积百分比P(洲来差异性引起。定量描述溶蚀作用过程。计算溶蚀体积百分比公式：A，P(=×100％(3)r式中P川为溶蚀体