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断层泥特征及其工程地质意义

作　者: 马向贤
导　师: 梁收运
学　校: 兰州大学
专　业: 地质工程
关键词: 断层泥 地球化学 结构 工程地质
分类号: P542.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


断层泥作为断层活动的产物,记载着断层活动的丰富信息。对断层泥的物质组成、结构特征及其反映的断层活动性、物理力学性质等许多方面的研究已经积累了大量成果。探索断层泥地球化学特征所反映的演化过程是地质学基础研究的前沿领域。选取青藏高原东北缘的3条断裂带的典型剖面,进行系统采样,开展XRD、XRF实验研究断层泥的矿物化学成分,应用MAT271质谱计测量断层泥吸附气体,首次应用大型同步辐射装置实验研究断层泥的锰和硫元素化学种。结合收集的研究资料,分析了断层泥物质组成特征,探讨了断层泥反映的形成环境和工程地质意义。主要研究成果如下：(1)矿物化学成分测试结果显示一般断层泥都含有石英、方解石和长石等造岩矿物,同时含有伊利石、高岭石、蒙脱石和白云母等粘土矿物。化学成分一般含有硅、钙、铁、硫、锰、镁和磷等元素,其中硅、铁和钙较为活泼。钙与镁、锰、硅,铝与钾、钛等具有较高的相关性。(2)对断层泥吸附气体的测试结果表明样品中气体含量CO2>N2>H2>CH4 (C2H6或C3H8)>C4H10,不含H2S,黑色断层泥中的吸附气体比黄色断层泥中的吸附气体含量多。发现断层泥吸附气体含量和断层活动历史有一定的相关性。(3)锰和硫元素化学种反映出红色和黄色断层泥一般含氧化性元素化学种,显示在氧化环境中形成,灰绿色和灰蓝色断层泥多含有还原性化学种,指示在还原环境中形成。(4)通过查阅大量的断层泥结构方面的资料,分析了断层泥的粒度特征和微观结构。尝试应用经典沉积物粒度分析法对断层泥的粒度特征进行了分析,建立了粒度参数和断层泥物理力学参数的关系。

全文目录


中文摘要  4-5
Abstract  5-11
第1章 前言  11-21
  1.1 选题依据及研究意义  11-12
  1.2 研究现状  12-19
    1.2.1 断层泥物质组成  12-14
    1.2.2 断层泥结构  14-16
    1.2.3 断层泥的工程地质  16-19
    1.2.4 存在问题  19
  1.3 研究内容和技术路线  19-21
第2章 样品和实验  21-32
  2.1 概述  21
  2.2 样品采集与描述  21-27
    2.2.1 剪子河断层  23
    2.2.2 西秦岭北缘断裂带  23-26
    2.2.3 中卫-同心断裂带  26-27
  2.3 实验仪器与方法  27-32
    2.3.1 实验前处理  27-28
    2.3.2 XRD和XRF实验  28-29
    2.3.3 X射线吸收精细结构实验  29-30
    2.3.4 断层泥吸附气体实验  30-32
第3章 断层泥的物质组成  32-49
  3.1 断层泥的矿物成分  32-36
    3.1.1 剪子河断层  32-34
    3.1.2 西秦岭北缘断裂带  34-36
  3.2 断层泥的化学成分  36-43
    3.2.1 剪子河断层  36-38
    3.2.2 西秦岭北缘断裂带  38-40
    3.2.3 中卫-同心断裂带  40-43
  3.3 元素化学种  43-45
    3.3.1 硫化学种  44-45
    3.3.2 锰化学种  45
    3.3.3 氧化还原环境  45
  3.4 小结  45-49
第4章 断层泥的结构特征  49-66
  4.1 断层泥的粒度  49-57
    4.1.1 断层泥的粒度组成  49
    4.1.2 断层泥粒度特征  49-55
    4.1.3 断层泥粒度参数之间的关系  55
    4.1.4 断层泥粒度与物理力学参数的关系  55-57
  4.2 断层泥的微观结构  57-64
    4.2.1 常见断层泥显微构造特征  57-59
    4.2.2 断层泥石英颗粒的表面结构  59-62
    4.2.3 显微构造与断层活动性  62-64
  4.3 小结  64-66
第5章 断层泥研究的工程地质意义  66-69
  5.1 断层泥与断层  66-67
  5.2 断层活动性  67-68
  5.3 断层泥的物理力学性质  68-69
第6章 结论与建议  69-71
  6.1 主要结论  69
  6.2 主要创新点  69-70
  6.3 建议  70-71
参考文献  71-75
研究成果和科研实践  75-77
致谢  77

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 构造地质学 > 构造运动 > 线系构造、断裂运动
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