石膏工程地質

Ⅰ 岩溶區的主要工程地質問題有哪些

主要工程地質問題有三類：

滲漏問題；

地基穩定性問題；

地下洞室穩定和突然涌水、涌泥問題；

Ⅱ 石膏是怎麼形成的

石膏是單斜晶系來礦物，是主要源化學成分為硫酸鈣（CaSO4）的水合物。石膏是一種用途廣泛的工業材料和建築材料。可用於水泥緩凝劑、石膏建築製品、模型製作、醫用食品添加劑、硫酸生產、紙張填料、油漆填料等。

石膏及其製品的微孔結構和加熱脫水性，使之具優良的隔音、隔熱和防火性能。

(2)石膏工程地質擴展閱讀

1、建築石膏：多用於建築模灰，粉刷，砌築砂漿及各種石膏製品。

2、模型石膏：雜質少，色白，主要用於陶瓷的制培工藝，少量用於裝飾浮雕。

3、高強度石膏：主要用於要求較高的模灰工程，裝飾製品和石膏板。另外摻入放水劑還可以製成高強度放水石膏；加入有機材料如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等，也可配成無收縮的粘結劑。

4、粉刷石膏：配以適量的緩凝劑，保水劑等化學外加劑而製成的摸灰用膠結材料。

Ⅲ 礦體及圍岩的工程地質條件

總的來說，礦物資源有三大類

（1）氣體礦物資源——天然氣；

（2）液體礦物資源——石油、地下水；

（3）固體礦物資源——煤炭、各類金屬礦物等。

這里討論的重點是與固體礦物資源開發有關的礦山地質工程問題，故對氣體和液體礦物資源開發的地質工程工作有關的問題暫且不論，但不等於這類礦產開發時沒有問題，實際上，目前已經出現了不少問題，如地下水開發引起地面沉降；石油開采中注水驅油進行強化開采中出現大量井損事故等。這些事故如果事先進行適量的工程地質勘察、研究，採取適當措施，大部分是可以避免的。

就固體礦體來說，其礦床地質構造，從工程地質角度來看，可分為三大類

（1）層狀礦床：煤、磷等礦床，埋藏於層狀沉積岩體內；

（2）層控礦床：銅、鐵、鎳等，以似層狀產狀埋藏於變質岩或岩漿岩、火山岩等塊狀岩體內；

（3）脈狀礦床：鉛、鋅、鎢等脈狀礦體侵入到各類岩體內。

各類礦床與其成礦條件相伴隨的有其自己的工程地質條件規律。地質工程工作者掌握了這些特點後會對所研究的對象具有一定的預見性。舉例如下。

1.煤礦

煤礦是典型的層狀礦床。主要為陸相、海陸交互相（湖相、沼澤相、沖積相等）。從成煤時代上來說，從石炭紀到第三紀都有；

第一石炭—二疊成煤期主要為濱海及海陸交互相及湖相建造。其建造特點是粘土岩、砂岩、頁岩、礫岩互層存在，有的地區還存在有石灰岩。岩相比較穩定，除因構造斷裂破壞外，相變不大，其主要的地質工程問題為：

（1）軟岩：特別是鋁土頁岩，不僅軟，而且易風化、膨脹，巷道變形極為常見；

（2）地應力：由於地應力比較高，隨著采深加大，沖擊地壓及巷道收斂變形極為顯著；

（3）地下水：這些煤礦下部一般直接與奧陶紀石灰岩接觸。中國奧陶紀石灰岩中喀斯特比較發育，地下水比較豐富，即俗稱奧灰水。煤炭開采中由於底板隔水層薄、斷層切割、陷落柱連通等原因，極易引起突水，這些問題在華北地區極為常見。

第二個成煤期為侏羅及白堊紀，主要為內陸盆地相碎屑岩建造。隨著構造作用強度不同，有的平緩展布，岩體結構完整；有的褶皺劇烈，層間錯動發育，構成板裂結構岩體。水平地應力一般大於垂直地應力，距主要含水層奧陶紀石灰岩較遠，突水威脅不大。而白堊紀砂礫岩常構成堅硬難冒頂板，成為採煤過程中的難題。

第三紀煤炭在我國分布也是相當廣泛，東北、新疆、內蒙古、雲南、貴州及台灣都有分布。它們主要為內陸湖相沉積，岩性為粘土岩、砂岩及礫岩互層產出。在構造作用下，層間錯動極發育，多具板裂結構特徵。因埋藏較淺，成岩作用很低，極易風化和在地下水作用下極易泥化，強度軟化系數很低。

2.菱鐵礦

菱鐵礦分布極為廣泛，從地質時代上來說，除新生代外，從古生代到太古宙都有分布。從建造上看，主要為沉積的和變質的碎屑岩—泥質岩—碳酸岩建造及火山—沉積岩系和陸相碎屑—泥質岩—有機岩建造。從成因來說，大體可分為沉積型、火山—沉積型、沉積—熱液改造型、變質沉積型和接觸交代—熱液型礦床。由此決定了這類礦體大部分呈層狀和層控結構特徵，礦床與圍岩整合產出，局限於含礦圍岩中順層延伸，與圍岩同步褶皺和錯斷，少部分與熱液活動有關的呈脈狀、束狀和透鏡體狀。這類礦床在沉積—改造和變質過程中，由於後期熱液活動和構造作用的影響，形成了一些不規則礦體，交切原生沉積層狀礦體和圍岩層（片）理發育，甚至某些呈礦巢、礦瘤和不規則礦體。層狀及層控礦床構成的礦山在開發過程中遇到的問題與煤炭礦山工程地質問題比較類似；脈狀、束狀、透鏡體狀等不規則礦體的礦床盡管具有熱液作用特徵，但近礦體圍岩蝕變很弱或沒有蝕變，礦體與圍岩呈硬接觸。除由采礦形成架空結構使岩體惡化外，原岩體的工程地質條件還是比較好的。

3.與火山岩有關的鐵礦

對地質工程來說，我們最關心的是礦體形狀與圍岩接觸和蝕變關系，前者控制著礦山工程特徵；後者對礦山工程穩定性影響極大。根據國內外資料統計，這類鐵礦體約有80%為層狀或似層狀與圍岩整合產出，少部分為透鏡體狀，穿插於裂隙中的脈狀，圍岩有的破碎，有的完整，大部分圍岩遭受蝕變，也有的無蝕變現象；圍岩蝕變作用主要為矽卡岩、絹雲母化、黑雲母化、高嶺土化，一般強度低，它們構成的接觸帶為軟弱結構面或軟弱夾層，岩體易產生失穩現象；另外還有硅化、方柱石化、鈉長石化，岩體有強化作用，但范圍不大。蝕變帶厚度一般不大，約為數米至數十米，它們構成一種特殊的工程地質岩組。

4.圍岩蝕變

在金屬礦山工程地質研究中，這是一個極為重要的工程地質問題。有色金屬及與火山岩有關的黑色金屬礦床絕大部分都伴有圍岩蝕變作用，實際上，這是岩漿活動的伴生產物。早期形成的岩石在氣化—熱液作用下，兩者之間產生新的化學平衡發生的一系列舊物質為新物質所代替的交代作用。圍岩蝕變是多種多樣的，是由許多因素決定的，其中主要的因素有：①圍岩成分；②氣化—熱液成分和濃度、酸鹼度；③溫度；④壓力。由於形成條件所決定，常見的圍岩蝕變方式和類型有兩種：

（1）氣化高溫熱液蝕變：矽卡岩化、雲英岩化、白雲母化、電氣石化、黑雲母化、方柱石化、陽起石化、綠簾石化、黝簾石化、鉀長石化、鈉長石化、霞石化、霓石化、螢石化等。

（2）中低溫熱液蝕變有：絹雲母化、硅化、石髓化、絹英化、黃鐵礦化、綠泥石化、碳酸鹽化、白雲石化、粘土化、赤鐵礦化、蛇紋石化、鈉黝簾石化、泡沸石化、石膏化等。

上列蝕變產物下劃有「

」者，對岩體都具有強度弱化作用，由它們構成的蝕變帶大部分都屬於軟弱接觸帶或軟弱結構面，這在研究礦山地質工程，特別是有色金屬礦山地質工程時應當注意的，如矽卡岩化，其形成溫度約為900～200℃，壓力約為數十兆帕，其形成環境約距地表數百米至兩公里深度范圍內。這一范圍內的岩石易遭受破壞。蝕變范圍可達數十米至數百米。少數情況下可伸展至1～2km。一般來說，這一帶的岩石強度比較低。

上述有限資料表明，在研究礦山工程地質條件時必須認真研究礦床形成給地質體帶來的特殊條件和對地質體改造形成的特殊條件。

Ⅳ 哪位幫找本書"壩基紅層軟岩工程地質研究與應用

是西北院萬總和成都理工聶老師著的依據黃河上游幾處重要中型水電站的工程地質資料,對紅層軟岩的化學成分與物理力學特徵進行的全面分析評價,提出了相應的工程結構和防護處理措施.

Ⅳ 石膏礦床地質勘查與評價

一、石膏礦床的一般工業要求

1.層狀石膏、硬石膏礦床

最低工業品位w(CaSO₄·2H₂O+CaSO₄）≥55%；礦石可采厚度：露天開采2m，地下開采1 m；夾石剔除厚度：露天開采2 m，地下開采1 m。

2.纖維石膏礦床

最低工業品位w(CaSO₄·2H₂O）≥95%；線含礦率14%，其中最小可采單層（脈）厚度2cm；礦石可采厚度：地下開采1.7m；夾石剔除厚度：地下開采1m。

3.纖維石膏及層狀石膏、硬石膏礦床

纖維石膏最低工業品位CaSO₄· 2H₂O≥95%；層狀石膏、硬石膏最低工業品位w(CaSO₄·2H₂O+CaSO₄）≥55%%；綜合線含礦率≥14%，其中層狀石膏、硬石膏最小可采單層厚度10cm，纖維石膏為2cm；礦石可采厚度：地下開采1.7m；夾石剔除厚度：地下開采1m。

4.鬆散層中的巨偉晶石膏礦

w(CaSO₄·2H₂O）≥85，含礦率要求根據選礦試驗確定。礦石可采厚度：露天開采2m；夾石剔除厚度：露天開采2m。

二、礦床勘探類型的劃分

1.勘查類型劃分依據

（1）礦體規模

1）大型石膏礦床主礦體的延展長度一般大於2000 m。

2）中型石膏礦床主礦體的延展長度一般為2000～1000 m。

3）小型石膏礦床主礦體的延展長度一般小於1000 m。

（2）主礦體形態及內部結構

1）規則－簡單的，主礦體多呈層狀、似層狀或大的透鏡體，邊界規則，礦石類型（品種、品級）單一或主要礦石類型（品種）分布規則，不含或少含不連續夾層，夾石率一般小於10%。

2）較規則－中等的，主礦體多呈似層狀、透鏡狀，邊界較規則，主要礦石類型（品種、品級）分布較規則，不連續夾石較多，夾石率一般為10%～30%。

3）不規則－復雜的，主礦體多呈小透鏡狀或不規則體或礦體群，邊界不規則，主要礦石類型（品種、品級）分布不規則，不連續夾石很多，夾石率一般大於30%。

（3）主礦體厚度穩定程度

1）穩定的，主礦體厚度變化小或變化有規律，厚度變化系數一般小於40%。

2）較穩定的，主礦體厚度變化不大或變化較有規律，厚度變化系數一般為40%～70%。

3）不穩定的，主礦體厚度變化大或變化規律不明顯，厚度變化系數一般大於70%。

（4）礦石質量穩定程度

1）穩定的，主礦體礦石品位或其性能的變化小或變化有規律，品位變化系數一般小於40%。

2）較穩定的，主礦體礦石品位或其性能的變化不大或變化較規律，品位變化系數一般為40%～70%。

3）不穩定的，主礦體礦石品位或其性能的變化大或變化規律不明顯，品位變化系數一般大於70%。

（5）礦床構造、岩漿岩、岩溶對礦體的影響和破壞程度

1）輕微的，礦體呈單斜或開闊的向、背斜產出，斷裂、岩漿岩、岩溶不發育，礦體未受到影響和破壞，或只受到輕微的影響和破壞。

2）中等的，礦體有次一級褶曲或局部褶曲較緊密，斷裂、岩漿岩、岩溶較發育，礦體受到影響和破壞。

3）嚴重的，礦體褶曲緊密復雜，斷裂、岩漿岩、岩溶發育，礦體受到強烈的影響和破壞。

2.礦床勘查類型

根據中華人民共和國地質礦產行業標准《石膏礦產地質勘查規范》（DZ/T 0207—2002），將石膏礦床劃分為3種勘查類型（表13-1）。

表1-31 石膏礦床勘查類型

三、不同勘查類型勘探工程間距的要求（表13-2）

表13-2 不同勘查類型石膏礦床勘查工程間距要求

四、采樣、樣品加工及化驗要求

1.采樣

石膏礦的所有見礦工程和可以利用的礦體露頭均應採取基本分析樣品。樣品應沿礦體厚度方向布置，按工程、礦體、礦石類型、礦石貧富而分層、分段連續採取。近礦圍岩也應採取適當數量的樣品。厚度大於0.5 m 的明顯夾石應單獨采樣。若一個樣段是由礦石（單層厚大於10cm）與夾石交互組成，也可將此樣段中的礦石與夾石分別合並成兩個分樣，此樣段的成分為兩個樣成分的加權平均值。纖維石膏一般只採取代表性樣品做基本分析，其數量不少於20～30件。

基本分析樣段長度（按礦體真厚度計算）一般1～2 m；如果礦石沿厚度方向品位變化不大，且不在邊界品位上下波動時，樣長可適當放寬。

基本分析采樣方法，在礦體露頭或坑探工程中通常採用刻槽法，樣槽規格一般可採用（3cm x2cm）～（10cm ×5 cm）；鑽孔采樣採用半心法，不同回次岩心直徑或採取率相差很大時要分別採取，採集樣品的半心和保留的另一半岩心其成分應基本相似。

2.樣品加工

樣品加工一般分為粗碎、中碎、細碎三個階段，每個階段又包括破碎、過篩、拌勻、縮分四個工序，採用切喬特公式編制加工流程，其中縮分系數K值一般採用0.1～0.2。石膏樣品加工中應防止結晶水脫失和避免水化，樣品最好能就地及時制備和分析，若送樣時間長時，樣品應瓶裝密封，盡快送出，及時分析。

3.基本分析

基本分析項目根據礦物組分確定，以能計算樣品中石膏、硬石膏含量為原則，一般為SO₃、H₂O^＋，當礦石中白雲石與方解石的含量小於1%時，也可只分析CaO、H₂O^＋。

多元素分析項目一般為H₂O^＋、H₂O^－、SO₃、CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO、K₂O、Na₂0、SrO、CO₂、C₁等。

五、礦床地質經濟技術評價要點

對沉積型的石膏礦床要在仔細劃分、對比含礦層岩性、沉積旋迴的基礎上劃分出礦體，或結合工業指標要求劃分膏組。要注意研究淋濾、水化、岩溶作用對礦體的影響或破壞程度。研究各種類型礦石的分配和比例，提供可指導開採的資料。對地下開採的礦床要加強礦床水文地質條件與開采技術條件的研究，做出准確評價。石膏礦床的勘探深度一般不超過400 m。對於新的礦石類型，應進行實驗室的礦石可選性試驗和礦石利用性能試驗，並做出評價。

石膏礦床的生成條件與鹽類礦床極為相似，有時以石膏、硬石膏為主，成為石膏礦床，有時以岩鹽為主，成為主要的岩鹽礦床，或者膏鹽均有工業價值，故應綜合找礦、綜合評價。某些石膏的膏層及粘土質膏層中，常含較多天青石礦物（含鍶），應注意做化學分析與評價。由於硬石膏可替代含水石膏用於生產硅酸鹽水泥的緩凝劑，因此，應重視對硬石膏的評價和利用，以擴大原料來源，滿足地方水泥工業發展的需要。

石膏礦床勘查評價中應注意以下幾個方面問題：

1）對地下開採的石膏礦床應加強水文地質及開采技術條件研究，特別要注意開采頂板的穩固性和礦床充水條件和排水可能性，對水文地質條件和礦山開采條件做出正確評價。另外，石膏礦床勘查時的封孔工作須嚴格要求，以免構成含水層之間的聯系通道而影響礦山。

2）要注意研究石膏礦層的淋失帶、水化帶和岩溶發育情況，因為它們與儲量計算和礦山開采條件密切相關。

3）對纖維石膏、泥質石膏、硬石膏的分布情況、比例進行研究並提出可供指導開採的資料，因為它們的價格和利用都有一定差異。

4）石膏樣品的加工要避免加熱和用過大的力量或速度研磨，以免石膏脫水致使化學分析或岩礦鑒定時誤定為硬石膏。目前在市場上受歡迎的還是二水石膏，誤定為硬石膏就會影響對礦床的正確評價。

Ⅵ 由石膏、黑雲母、綠泥石、黃鐵礦及粘土礦物組成的岩石，對工程建築物有哪些影響

黑雲母、黃鐵礦易風化，對建築物不利 石膏綠泥石粘土礦物如果天然行程而不經過人加工的岩石的話 也極易破碎 對建築物牢固性不利

Ⅶ 工程地質學的主要內容（作者：石證明)

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Ⅷ 試從岩石成分結構闡述對其工程地質性質的影響

首先，岩石的成分決定了岩石的性質。而岩石的性質有岩石的硬度、抗版壓強度、抗剪權強度、岩石的空隙等。像花崗岩和玄武岩通常為硬岩，是比較有利的工程地質條件；而像泥岩、砂岩通常為較軟岩，並且往往有結構面發育，容易引發生地質災害，屬於不利的工程地質條件。對於可溶於水的岩石，如石膏、石灰岩等，遇水溶解，會增加空隙在岩體中所佔的比例，降低岩石的物理力學強度，提高岩石的滲透性，從而對工程地質性質產生影響。不同的岩石抗風化能力也是有差異的。
岩石的結構也是影響工程地質性質的關鍵因數。岩石結構對工程地質的影響主要體現在結構面上。結構面是分割岩體的地質界面。包括原生結構面和次生結構面。結構面間的裂隙給裂隙水的滲透和水對岩石的物理化學風化提供了有利條件。其次結構面與作用力的方向對工程地質性質，至關重要，當作用力方向與結構面垂直時能夠最大限度得發揮岩石自身的強度，當作用力方向與結構面平行，容易產生滑坡崩塌等地質災害。

Ⅸ 石膏在水泥中是如何起緩凝作用的

水泥加水後，當中的硅酸鹽礦物如C3S迅速水化，此時，石膏中的CaS04與C3A反應生成鈣礬石C3A.3CaS04.31H20覆蓋水泥顆粒表面阻滯水分子侵入速度，從而起到緩凝作用。