基于结构体的峨眉山玄武岩风化程度评价(I)风化结构体地球化学

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1、第4O卷第3期中国地质Vo1．40．No．32013年6月GEoLoGYINCHINAJun．，2013基于结构体的峨眉山玄武岩风化程度评价(I1)：风化结构体地球化学徐则民1，2黄润秋2(1．昆明理工大学土木系，云南昆明650500；2．地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059)提要：峨眉山玄武岩属典型低渗透介质，其岩体风化是通过结构体风化实现的。风化玄武岩结构体具有一层或多层腐岩壳包围核心石形成的壳状结构；从表面向内，越靠近结构体几何中心，玄武岩风化程度越低。玄武岩风化可分为初期和中后期两个阶段．第一阶段仅存在二价铁向三价铁的转变而

2、无明显组分流失与相对富集．第二阶段二价铁氧化与活动性组分(si、Ca、Mg、Na、K)淋失和惰性组分(、Ti、∑Fe)相对富集同时发生。风化初期，随着风化程度的提高，FeO和Fe20，相对含量此消彼长，但∑Fe相对含量变化不大；风化中后期，随着风化程度的提高，SiO、CaO、MgO、Na20、K2O、FeO相对含量单调降低，A1203、TiO2、Fe20。、LOI单调升高。玄武岩风化过程中，FeO和Fe2o3相对含量对风化程度变化最为敏感。贯穿整个风化过程的含铁矿物氧化引起的铁种相对含量变化应成为峨眉山玄武岩风化程度评价需要考虑的关键因素关键词：玄武岩；峨眉

3、山玄武岩；岩体；岩石结构体；风化；风化指数；滑坡中图分类号：P642．2文献标志码：A文章编号：1000—3657(2013)03一O895—14表现为化学风化岩石化学风化可以理解为一些组1引言分淋失(depletion)，另一些组分相对富集(relative化学风化是近地表环境下岩体演化的关键环节enrichmentorfixation)。从而引起岩石矿物成分、微之一．涉及包括边坡及地下工程在内的大部分岩石工结构及物理力学特性发生渐进性变化的过程．因此，程。岩体风化程度评价研究不仅具有重要的理论意基于化学成分变化进行风化程度评价的依据是充分义，同时具有重要

4、的工程实用价值旧。岩体风化是通的、合理的。1968年以来。人们已经提出了30余个过岩石结构体。即岩块rockblocks)风化实现的．岩石用于岩石风化程度评价的化学风化指数(chemical风化程度评价是岩体风化程度评价的基础与关键weatheringindices)。但到目前为止，到底应该采用哪现行的工程岩体分级标准(GB50218—94)根据种(些)风化指数并无定论。风化指数与风化程度之分化程度将岩石分为未风化、微风化、弱风化、强风间甚至出现非线性关系刚。造成这种现象一方面与化和全风化5级。由于所采用的分级指标基本都是对岩石风化过程不同元素的地球化学行为

5、缺乏深入定性的．该分类体系不仅存在操作上的困难．而且分了解有关．同时还与样品采集过程中忽略了岩体风类结果也往往会因为人为因素的影响而带有很大程化与岩石风化的差异以及通过其他手段事先确定的度的不确定性。在中、低纬度和海拔3500rn以下的岩石风化程度的准确程度不高有关。既有研究中的地区。尽管也耦合有物理风化作用．但岩石风化主要化学全分析样品一般都是在钻孑L岩心或岩体剖面上收稿日期：2o12-o7-o4；改回日期：2012—11-05基金项目：国家自然科学基金一云南联合基金重点项目(U1033601)、国家自然科学基金面上项目(40572159，40772189

6、)~质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室开放基金项目(GZ2007—1，GZ2009—10)资助。作者简介：徐则民，男，1963年生，博士，教授，博士生导师，水文地质工程地质专业，目前主要从事滑坡灾害孕育过程研究；E—mail：abc5100@188．com。第40卷第3期徐则民等：基于结构体的峨眉山玄武岩风化程度评价(I)：风化结构体地球化学903以看出腐岩壳与核心石之间在各主要元素含量方面K结构体达3．9％：X结构体从核心石到腐岩壳的的差异。MgO衰减幅度明显低于B组其他结构体．说明玄图12集中给出了13个玄武岩结构体从核心石武岩风化程度越高。Mg淋失

7、越强烈。玄武岩风化过到腐岩壳时si、Ca、Mg、Na、K五种活动性组分程中，Mg的地球化学行为与Ca十分相似，风化程(mobileelement)氧化物含量的变化情况度越高．淋失越强烈，但其淋失也主要发生在风化过从图12一a、b可以看出，从核心石到腐岩壳，13程的中后期．初级阶段的Mg淋失并不明显。个结构体中有11个的SiO，含量表现出不同程度的对于风化程度较低的A组结构体．从核心石到衰减．说明玄武岩风化过程中si是比较活跃的。A腐岩壳．Na20含量的变化也是无规律的，B2和s小组结构体腐岩壳的si淋失程度要明显低于B组：而幅降低，其余5个则小幅增大(图4-

8、11，图12一g)。x结构体从核心石到腐岩壳的SiO