石膏工程地质

Ⅰ 岩溶区的主要工程地质问题有哪些

主要工程地质问题有三类：

渗漏问题；

地基稳定性问题；

地下洞室稳定和突然涌水、涌泥问题；

Ⅱ 石膏是怎么形成的

石膏是单斜晶系来矿物，是主要源化学成分为硫酸钙（CaSO4）的水合物。石膏是一种用途广泛的工业材料和建筑材料。可用于水泥缓凝剂、石膏建筑制品、模型制作、医用食品添加剂、硫酸生产、纸张填料、油漆填料等。

石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性，使之具优良的隔音、隔热和防火性能。

(2)石膏工程地质扩展阅读

1、建筑石膏：多用于建筑模灰，粉刷，砌筑砂浆及各种石膏制品。

2、模型石膏：杂质少，色白，主要用于陶瓷的制培工艺，少量用于装饰浮雕。

3、高强度石膏：主要用于要求较高的模灰工程，装饰制品和石膏板。另外掺入放水剂还可以制成高强度放水石膏；加入有机材料如聚乙烯醇水溶液、聚醋酸乙烯乳液等，也可配成无收缩的粘结剂。

4、粉刷石膏：配以适量的缓凝剂，保水剂等化学外加剂而制成的摸灰用胶结材料。

Ⅲ 矿体及围岩的工程地质条件

总的来说，矿物资源有三大类

（1）气体矿物资源——天然气；

（2）液体矿物资源——石油、地下水；

（3）固体矿物资源——煤炭、各类金属矿物等。

这里讨论的重点是与固体矿物资源开发有关的矿山地质工程问题，故对气体和液体矿物资源开发的地质工程工作有关的问题暂且不论，但不等于这类矿产开发时没有问题，实际上，目前已经出现了不少问题，如地下水开发引起地面沉降；石油开采中注水驱油进行强化开采中出现大量井损事故等。这些事故如果事先进行适量的工程地质勘察、研究，采取适当措施，大部分是可以避免的。

就固体矿体来说，其矿床地质构造，从工程地质角度来看，可分为三大类

（1）层状矿床：煤、磷等矿床，埋藏于层状沉积岩体内；

（2）层控矿床：铜、铁、镍等，以似层状产状埋藏于变质岩或岩浆岩、火山岩等块状岩体内；

（3）脉状矿床：铅、锌、钨等脉状矿体侵入到各类岩体内。

各类矿床与其成矿条件相伴随的有其自己的工程地质条件规律。地质工程工作者掌握了这些特点后会对所研究的对象具有一定的预见性。举例如下。

1.煤矿

煤矿是典型的层状矿床。主要为陆相、海陆交互相（湖相、沼泽相、冲积相等）。从成煤时代上来说，从石炭纪到第三纪都有；

第一石炭—二叠成煤期主要为滨海及海陆交互相及湖相建造。其建造特点是粘土岩、砂岩、页岩、砾岩互层存在，有的地区还存在有石灰岩。岩相比较稳定，除因构造断裂破坏外，相变不大，其主要的地质工程问题为：

（1）软岩：特别是铝土页岩，不仅软，而且易风化、膨胀，巷道变形极为常见；

（2）地应力：由于地应力比较高，随着采深加大，冲击地压及巷道收敛变形极为显著；

（3）地下水：这些煤矿下部一般直接与奥陶纪石灰岩接触。中国奥陶纪石灰岩中喀斯特比较发育，地下水比较丰富，即俗称奥灰水。煤炭开采中由于底板隔水层薄、断层切割、陷落柱连通等原因，极易引起突水，这些问题在华北地区极为常见。

第二个成煤期为侏罗及白垩纪，主要为内陆盆地相碎屑岩建造。随着构造作用强度不同，有的平缓展布，岩体结构完整；有的褶皱剧烈，层间错动发育，构成板裂结构岩体。水平地应力一般大于垂直地应力，距主要含水层奥陶纪石灰岩较远，突水威胁不大。而白垩纪砂砾岩常构成坚硬难冒顶板，成为采煤过程中的难题。

第三纪煤炭在我国分布也是相当广泛，东北、新疆、内蒙古、云南、贵州及台湾都有分布。它们主要为内陆湖相沉积，岩性为粘土岩、砂岩及砾岩互层产出。在构造作用下，层间错动极发育，多具板裂结构特征。因埋藏较浅，成岩作用很低，极易风化和在地下水作用下极易泥化，强度软化系数很低。

2.菱铁矿

菱铁矿分布极为广泛，从地质时代上来说，除新生代外，从古生代到太古宙都有分布。从建造上看，主要为沉积的和变质的碎屑岩—泥质岩—碳酸岩建造及火山—沉积岩系和陆相碎屑—泥质岩—有机岩建造。从成因来说，大体可分为沉积型、火山—沉积型、沉积—热液改造型、变质沉积型和接触交代—热液型矿床。由此决定了这类矿体大部分呈层状和层控结构特征，矿床与围岩整合产出，局限于含矿围岩中顺层延伸，与围岩同步褶皱和错断，少部分与热液活动有关的呈脉状、束状和透镜体状。这类矿床在沉积—改造和变质过程中，由于后期热液活动和构造作用的影响，形成了一些不规则矿体，交切原生沉积层状矿体和围岩层（片）理发育，甚至某些呈矿巢、矿瘤和不规则矿体。层状及层控矿床构成的矿山在开发过程中遇到的问题与煤炭矿山工程地质问题比较类似；脉状、束状、透镜体状等不规则矿体的矿床尽管具有热液作用特征，但近矿体围岩蚀变很弱或没有蚀变，矿体与围岩呈硬接触。除由采矿形成架空结构使岩体恶化外，原岩体的工程地质条件还是比较好的。

3.与火山岩有关的铁矿

对地质工程来说，我们最关心的是矿体形状与围岩接触和蚀变关系，前者控制着矿山工程特征；后者对矿山工程稳定性影响极大。根据国内外资料统计，这类铁矿体约有80%为层状或似层状与围岩整合产出，少部分为透镜体状，穿插于裂隙中的脉状，围岩有的破碎，有的完整，大部分围岩遭受蚀变，也有的无蚀变现象；围岩蚀变作用主要为矽卡岩、绢云母化、黑云母化、高岭土化，一般强度低，它们构成的接触带为软弱结构面或软弱夹层，岩体易产生失稳现象；另外还有硅化、方柱石化、钠长石化，岩体有强化作用，但范围不大。蚀变带厚度一般不大，约为数米至数十米，它们构成一种特殊的工程地质岩组。

4.围岩蚀变

在金属矿山工程地质研究中，这是一个极为重要的工程地质问题。有色金属及与火山岩有关的黑色金属矿床绝大部分都伴有围岩蚀变作用，实际上，这是岩浆活动的伴生产物。早期形成的岩石在气化—热液作用下，两者之间产生新的化学平衡发生的一系列旧物质为新物质所代替的交代作用。围岩蚀变是多种多样的，是由许多因素决定的，其中主要的因素有：①围岩成分；②气化—热液成分和浓度、酸碱度；③温度；④压力。由于形成条件所决定，常见的围岩蚀变方式和类型有两种：

（1）气化高温热液蚀变：矽卡岩化、云英岩化、白云母化、电气石化、黑云母化、方柱石化、阳起石化、绿帘石化、黝帘石化、钾长石化、钠长石化、霞石化、霓石化、萤石化等。

（2）中低温热液蚀变有：绢云母化、硅化、石髓化、绢英化、黄铁矿化、绿泥石化、碳酸盐化、白云石化、粘土化、赤铁矿化、蛇纹石化、钠黝帘石化、泡沸石化、石膏化等。

上列蚀变产物下划有“

”者，对岩体都具有强度弱化作用，由它们构成的蚀变带大部分都属于软弱接触带或软弱结构面，这在研究矿山地质工程，特别是有色金属矿山地质工程时应当注意的，如矽卡岩化，其形成温度约为900～200℃，压力约为数十兆帕，其形成环境约距地表数百米至两公里深度范围内。这一范围内的岩石易遭受破坏。蚀变范围可达数十米至数百米。少数情况下可伸展至1～2km。一般来说，这一带的岩石强度比较低。

上述有限资料表明，在研究矿山工程地质条件时必须认真研究矿床形成给地质体带来的特殊条件和对地质体改造形成的特殊条件。

Ⅳ 哪位帮找本书"坝基红层软岩工程地质研究与应用

是西北院万总和成都理工聂老师著的依据黄河上游几处重要中型水电站的工程地质资料,对红层软岩的化学成分与物理力学特征进行的全面分析评价,提出了相应的工程结构和防护处理措施.

Ⅳ 石膏矿床地质勘查与评价

一、石膏矿床的一般工业要求

1.层状石膏、硬石膏矿床

最低工业品位w(CaSO₄·2H₂O+CaSO₄）≥55%；矿石可采厚度：露天开采2m，地下开采1 m；夹石剔除厚度：露天开采2 m，地下开采1 m。

2.纤维石膏矿床

最低工业品位w(CaSO₄·2H₂O）≥95%；线含矿率14%，其中最小可采单层（脉）厚度2cm；矿石可采厚度：地下开采1.7m；夹石剔除厚度：地下开采1m。

3.纤维石膏及层状石膏、硬石膏矿床

纤维石膏最低工业品位CaSO₄· 2H₂O≥95%；层状石膏、硬石膏最低工业品位w(CaSO₄·2H₂O+CaSO₄）≥55%%；综合线含矿率≥14%，其中层状石膏、硬石膏最小可采单层厚度10cm，纤维石膏为2cm；矿石可采厚度：地下开采1.7m；夹石剔除厚度：地下开采1m。

4.松散层中的巨伟晶石膏矿

w(CaSO₄·2H₂O）≥85，含矿率要求根据选矿试验确定。矿石可采厚度：露天开采2m；夹石剔除厚度：露天开采2m。

二、矿床勘探类型的划分

1.勘查类型划分依据

（1）矿体规模

1）大型石膏矿床主矿体的延展长度一般大于2000 m。

2）中型石膏矿床主矿体的延展长度一般为2000～1000 m。

3）小型石膏矿床主矿体的延展长度一般小于1000 m。

（2）主矿体形态及内部结构

1）规则－简单的，主矿体多呈层状、似层状或大的透镜体，边界规则，矿石类型（品种、品级）单一或主要矿石类型（品种）分布规则，不含或少含不连续夹层，夹石率一般小于10%。

2）较规则－中等的，主矿体多呈似层状、透镜状，边界较规则，主要矿石类型（品种、品级）分布较规则，不连续夹石较多，夹石率一般为10%～30%。

3）不规则－复杂的，主矿体多呈小透镜状或不规则体或矿体群，边界不规则，主要矿石类型（品种、品级）分布不规则，不连续夹石很多，夹石率一般大于30%。

（3）主矿体厚度稳定程度

1）稳定的，主矿体厚度变化小或变化有规律，厚度变化系数一般小于40%。

2）较稳定的，主矿体厚度变化不大或变化较有规律，厚度变化系数一般为40%～70%。

3）不稳定的，主矿体厚度变化大或变化规律不明显，厚度变化系数一般大于70%。

（4）矿石质量稳定程度

1）稳定的，主矿体矿石品位或其性能的变化小或变化有规律，品位变化系数一般小于40%。

2）较稳定的，主矿体矿石品位或其性能的变化不大或变化较规律，品位变化系数一般为40%～70%。

3）不稳定的，主矿体矿石品位或其性能的变化大或变化规律不明显，品位变化系数一般大于70%。

（5）矿床构造、岩浆岩、岩溶对矿体的影响和破坏程度

1）轻微的，矿体呈单斜或开阔的向、背斜产出，断裂、岩浆岩、岩溶不发育，矿体未受到影响和破坏，或只受到轻微的影响和破坏。

2）中等的，矿体有次一级褶曲或局部褶曲较紧密，断裂、岩浆岩、岩溶较发育，矿体受到影响和破坏。

3）严重的，矿体褶曲紧密复杂，断裂、岩浆岩、岩溶发育，矿体受到强烈的影响和破坏。

2.矿床勘查类型

根据中华人民共和国地质矿产行业标准《石膏矿产地质勘查规范》（DZ/T 0207—2002），将石膏矿床划分为3种勘查类型（表13-1）。

表1-31 石膏矿床勘查类型

三、不同勘查类型勘探工程间距的要求（表13-2）

表13-2 不同勘查类型石膏矿床勘查工程间距要求

四、采样、样品加工及化验要求

1.采样

石膏矿的所有见矿工程和可以利用的矿体露头均应采取基本分析样品。样品应沿矿体厚度方向布置，按工程、矿体、矿石类型、矿石贫富而分层、分段连续采取。近矿围岩也应采取适当数量的样品。厚度大于0.5 m 的明显夹石应单独采样。若一个样段是由矿石（单层厚大于10cm）与夹石交互组成，也可将此样段中的矿石与夹石分别合并成两个分样，此样段的成分为两个样成分的加权平均值。纤维石膏一般只采取代表性样品做基本分析，其数量不少于20～30件。

基本分析样段长度（按矿体真厚度计算）一般1～2 m；如果矿石沿厚度方向品位变化不大，且不在边界品位上下波动时，样长可适当放宽。

基本分析采样方法，在矿体露头或坑探工程中通常采用刻槽法，样槽规格一般可采用（3cm x2cm）～（10cm ×5 cm）；钻孔采样采用半心法，不同回次岩心直径或采取率相差很大时要分别采取，采集样品的半心和保留的另一半岩心其成分应基本相似。

2.样品加工

样品加工一般分为粗碎、中碎、细碎三个阶段，每个阶段又包括破碎、过筛、拌匀、缩分四个工序，采用切乔特公式编制加工流程，其中缩分系数K值一般采用0.1～0.2。石膏样品加工中应防止结晶水脱失和避免水化，样品最好能就地及时制备和分析，若送样时间长时，样品应瓶装密封，尽快送出，及时分析。

3.基本分析

基本分析项目根据矿物组分确定，以能计算样品中石膏、硬石膏含量为原则，一般为SO₃、H₂O^＋，当矿石中白云石与方解石的含量小于1%时，也可只分析CaO、H₂O^＋。

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

五、矿床地质经济技术评价要点

对沉积型的石膏矿床要在仔细划分、对比含矿层岩性、沉积旋回的基础上划分出矿体，或结合工业指标要求划分膏组。要注意研究淋滤、水化、岩溶作用对矿体的影响或破坏程度。研究各种类型矿石的分配和比例，提供可指导开采的资料。对地下开采的矿床要加强矿床水文地质条件与开采技术条件的研究，做出准确评价。石膏矿床的勘探深度一般不超过400 m。对于新的矿石类型，应进行实验室的矿石可选性试验和矿石利用性能试验，并做出评价。

石膏矿床的生成条件与盐类矿床极为相似，有时以石膏、硬石膏为主，成为石膏矿床，有时以岩盐为主，成为主要的岩盐矿床，或者膏盐均有工业价值，故应综合找矿、综合评价。某些石膏的膏层及粘土质膏层中，常含较多天青石矿物（含锶），应注意做化学分析与评价。由于硬石膏可替代含水石膏用于生产硅酸盐水泥的缓凝剂，因此，应重视对硬石膏的评价和利用，以扩大原料来源，满足地方水泥工业发展的需要。

石膏矿床勘查评价中应注意以下几个方面问题：

1）对地下开采的石膏矿床应加强水文地质及开采技术条件研究，特别要注意开采顶板的稳固性和矿床充水条件和排水可能性，对水文地质条件和矿山开采条件做出正确评价。另外，石膏矿床勘查时的封孔工作须严格要求，以免构成含水层之间的联系通道而影响矿山。

2）要注意研究石膏矿层的淋失带、水化带和岩溶发育情况，因为它们与储量计算和矿山开采条件密切相关。

3）对纤维石膏、泥质石膏、硬石膏的分布情况、比例进行研究并提出可供指导开采的资料，因为它们的价格和利用都有一定差异。

4）石膏样品的加工要避免加热和用过大的力量或速度研磨，以免石膏脱水致使化学分析或岩矿鉴定时误定为硬石膏。目前在市场上受欢迎的还是二水石膏，误定为硬石膏就会影响对矿床的正确评价。

Ⅵ 由石膏、黑云母、绿泥石、黄铁矿及粘土矿物组成的岩石，对工程建筑物有哪些影响

黑云母、黄铁矿易风化，对建筑物不利 石膏绿泥石粘土矿物如果天然行程而不经过人加工的岩石的话 也极易破碎 对建筑物牢固性不利

Ⅶ 工程地质学的主要内容（作者：石证明)

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Ⅷ 试从岩石成分结构阐述对其工程地质性质的影响

首先，岩石的成分决定了岩石的性质。而岩石的性质有岩石的硬度、抗版压强度、抗剪权强度、岩石的空隙等。像花岗岩和玄武岩通常为硬岩，是比较有利的工程地质条件；而像泥岩、砂岩通常为较软岩，并且往往有结构面发育，容易引发生地质灾害，属于不利的工程地质条件。对于可溶于水的岩石，如石膏、石灰岩等，遇水溶解，会增加空隙在岩体中所占的比例，降低岩石的物理力学强度，提高岩石的渗透性，从而对工程地质性质产生影响。不同的岩石抗风化能力也是有差异的。
岩石的结构也是影响工程地质性质的关键因数。岩石结构对工程地质的影响主要体现在结构面上。结构面是分割岩体的地质界面。包括原生结构面和次生结构面。结构面间的裂隙给裂隙水的渗透和水对岩石的物理化学风化提供了有利条件。其次结构面与作用力的方向对工程地质性质，至关重要，当作用力方向与结构面垂直时能够最大限度得发挥岩石自身的强度，当作用力方向与结构面平行，容易产生滑坡崩塌等地质灾害。

Ⅸ 石膏在水泥中是如何起缓凝作用的

水泥加水后，当中的硅酸盐矿物如C3S迅速水化，此时，石膏中的CaS04与C3A反应生成钙矾石C3A.3CaS04.31H20覆盖水泥颗粒表面阻滞水分子侵入速度，从而起到缓凝作用。