[發明專利]一種花崗巖蝕變分帶的地球化學判別方法

在審

• 申請號: 201710474613.2
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107144567A
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 黃志全;任明浩;李建勇;董金玉;吳琦;于懷昌;崔江利;袁廣祥
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N23/22;G01N5/04;G01N23/20;G01N27/62
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司41109
• 代理人: 王曉麗

技術領域

本發明屬于地質工程技術領域，具體涉及一種花崗巖蝕變分帶的地球化學判別方法。

背景技術

地殼內部存在大量熱液流體，當這些流體沿著一定的通道進入到成分和物理化學條件與其有很大差別的巖石體系后，便會與之發生化學反應，使得這些巖石的化學成分、礦物成分以及結構構造都發生很大改變，形成新的巖石，這一過程稱之為交代作用或蝕變作用，所形成的新巖石稱為蝕變巖或交代巖。廣義的蝕變巖包括熱液(壓力)作用以及表生作用等引起的巖石和礦物的各種次生變化而形成的巖石。其中熱液作用包括充填、升華、蒸發、交代等各種作用；表生作用主要包括沉積作用、固結成巖、地下水(包括地下熱水)作用等，其中有90％以上表生作用引起的蝕變減弱了巖石強度。花崗巖是水利、采礦、交通、國防等行業中的主要研究巖石類型，由其形成的蝕變巖問題廣泛存在于工程建設中，如二灘水電站、小灣水電站、滇藏鐵路等重大工程建設中都存在著蝕變巖問題。由于巖石蝕變的機理和形成條件差異，不同區域巖體蝕變程度不同，往往存在明顯的巖體蝕變分帶現象。蝕變程度大的巖體易于形成工程軟弱帶，極易引起壩基、邊坡、地下洞室和隧道等的變形破壞問題，危及施工人員的安全，同時造成工程投資增大，工期延長等問題。巖體蝕變分帶是工程規劃、勘察、設計階段需要考慮的關鍵問題之一。因此，查明花崗巖體蝕變程度及其分布范圍，對巖體進行科學的蝕變分帶研究，對于確保工程的安全與穩定具有重要的理論意義和工程實踐意義。

目前，工程中通常采用肉眼觀察結合地質錘敲擊的方法，判別巖體的蝕變程度及其分布范圍，對巖體進行蝕變分帶。這種方法主觀因素影響大，難以客觀、全面、準確地判別蝕變巖的分帶特征。目前還沒有一種巖體蝕變分帶的定量判別方法。如前所述，蝕變巖形成過程伴隨著巖石礦物成分的改變，因此也造成地球化學特征的改變。本發明首次將巖石地球化學特征引入到巖體蝕變分帶中，旨在提出一種巖體蝕變分帶的地球化學定量判別方法，解決現有技術評價方法單一，人為因素影響大，無法定量評價等問題。

發明內容

本發明的目的就是為了解決上述問題，提供一種花崗巖蝕變分帶的地球化學判別方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種花崗巖蝕變分帶的地球化學判別方法，包括以下步驟：

(1)測試范圍與采樣點確定：

根據前期勘測資料和現場地質條件，劃分蝕變巖的測試范圍，確定不同蝕變程度巖體的采樣點位置；測試點間距根據工程分帶精度要求確定，間距越小，蝕變分帶結果越精確；在測試點處標記位置并采集巖石樣品，用于地球化學分析；

(2)巖石樣品分析測試：

分別對巖石樣品的礦物主量元素含量、全巖主量元素含量和全巖微量元素含量進行分析測試；

觀察是否存在礦物蝕變，并初步判定蝕變礦物類型和蝕變程度；

(3)巖體蝕變程度分析：

基于步驟(2)得到的蝕變巖和未蝕變的新鮮巖石分析數據，對比蝕變巖中礦物主量元素含量、全巖主量元素含量以及全巖微量元素含量與新鮮巖石樣品的差異，得到根據不同元素計算得到的蝕變參數，確定蝕變巖蝕變類型和程度，并以此作為巖體蝕變程度的評價依據；

(4)巖體蝕變分帶判別：

基于步驟(3)得到的評價參數，建立巖體蝕變程度定量評價指標，確定巖體蝕變分帶判別準則；依據定量評價指標，對巖體蝕變程度進行定量評價；根據分帶判別準則，對巖體進行蝕變分帶判別。

所述步驟(2)中，巖石樣品的礦物主量元素含量分析測試具體包括以下步驟：

首先，通過巖石切片機和手工加工制作巖石薄片；

其次，通過顯微鏡觀察巖石薄片，確定組成巖石的主要礦物，估算主要礦物含量，確定巖石類型；

然后，通過顯微鏡觀察，圈定待分析礦物；

最后，采用JEOLJXA-8100型電子探針分析巖石樣品的礦物的主量元素含量C_mineral-i。

所述步驟(2)中，巖石樣品的全巖主量元素含量分析測試具體包括以下步驟：

首先，將巖石樣品用瑪瑙球磨機粉粹，稱一定量的粉末樣品于陶瓷坩堝中；

其次，轉移至馬弗爐中，進行灼燒，冷卻后，稱重，獲得燒失量；

然后，稱取灼燒后的樣品和8倍于樣品重量的Li₂B₄O₇助熔劑于塑料燒杯中，混勻后轉入鉑金坩堝中；

然后，向鉑金坩堝中加入少量2％LiBr-1％NH₄I溶液，然后放入高溫熔樣機熔融，制成玻璃片；