浅谈细晶白云岩“砂化”机制及工程实例
《白云岩化模式》课件
陆内型白云岩化模式
探讨白云岩化过程中矿物相变、孔隙演化及储层物性的 变化规律，为白云岩储层预测和评价提供理论依据。
深化白云岩化模式对比分析
01 系统收集国内外典型白云岩化模式的资料，进行
对比分析和归纳总结。 02
针对不同地区、不同类型白云岩的特点，开展针 对性的研究，深化对白云岩化模式的认识。
拓展白云岩化模式应用领域
白云岩化模式的优缺点分析
沉积型白云岩化模式的优点
储层质量好，产能高，开发难度相对较小。缺点：受沉积环境控 制，分布范围有限。
埋藏型白云岩化模式的优点
分布范围较广，资源潜力较大。缺点：储层质量和产能相对较低， 开发难度较大。
热液型白云岩化模式的优点
可通过热液活动改善储层质量，提高产能。缺点：受热液活动影响 较大，储层质量和产能差异较大，开发难度较大。
03
白云岩化模式对比分析
不同类型白云岩化模式的对比
01 沉积型白云岩化模式
主要通过沉积作用形成白云岩，具有较高的储层 质量和产能。
02 埋藏型白云岩化模式
在埋藏过程中通过白云岩化作用形成白云岩，储 层质量和产能相对较低。
03 热液型白云岩化模式
通过热液作用形成白云岩，储层质量和产能差异 较大，受热液活动影响较大。
将白云岩化模式的研究成果应用于油气勘探和开 发领域，提高油气资源的发现和开发效率。
将白云岩化模式的研究成果应用于地质工程领域 ，为地质灾害防治、矿产资源开发等领域提供科 学依据和技术支持。
白云岩化机理
读书报告――川东地区三叠系飞仙关组白云岩优质储层的形成1. 研究川东北白云岩的意义从沉积学角度来看形成油气的优质储层必须具有以下两个条件：（1）必须是滩坝（如鲕粒滩）高能环境沉积物；（2）必须是白云岩，如果没有白云岩，即使是储层，效果也不好。
而四川盆地东北部蕴藏着丰富的烃类资源，并且这里的三叠系飞仙关组的结晶白云岩就很符合这两个条件，所以它们是最主要的储层和产层，这也就使得飞仙关组白云岩成为人们近年来高度关注的对象。
2. 川东飞仙关组白云岩分类：黄思静老师等主要将川东飞仙关组的白云岩分为三种主要的端元类型，分别是微晶白云岩（包括泥晶白云岩）、具有原始结构的粒屑白云岩和结晶白云岩。
其中微晶白云岩和具有原始结构的粒屑白云岩都很好地保留了原始的结构，如原始机构中的微晶或泥晶部分在白云化以后都基本上保留了微晶或泥晶的结构。
而在结晶白云岩中，即使在结晶白云岩中也可以具有粒屑结构，但是构成岩石的白云石基本上都是结晶白云石（细晶一中晶一粗晶）。
（1）微晶白云岩，具有泥晶结构或微晶结构（白云石晶体大小在微晶以下）或者泥微晶机构，几乎完全白云石化，没有可利用的孔隙度，水平层理是最常见的原生沉积构造，在纵向上，这类岩石主要分布于向上变浅旋回顶部的泻湖潮坪环境中。
（2）具原始结构的粒屑白云岩，岩石具有明显的粒屑结构，粒屑主要由凝块石、叶状藻、团粒、鲕粒构成。
填隙物可以是微晶基质，也可以是亮晶，局部有不均一分布的斑块状亮晶白云石。
岩石白云化程度很咼（白云石含量咼达90% 以上），粒屑或基质可以由微晶甚至泥晶级的白云石构成（在这一点上不同于结晶白云岩），亮晶则由它形的不等晶白云石构成，川东北飞仙关组的这类白云岩中常有示底构造。
这类白云岩主要分布于向上变浅旋回的上部，或台隆边缘浅滩相上部靠近泻湖潮坪相的部位。
（3）结晶白云岩，岩石具有结晶结构，白云石晶体大小通常为细晶一粗晶（在这一点上结晶白云岩不同于原始结构保存的粒屑白云岩，因此，该类岩石的亚类可以有细晶白云岩、中晶白云岩和粗晶白云岩等。
砂质白云岩的描述
砂质白云岩的描述
砂质白云岩的描述:
砂质白云岩是采集于门头沟区下苇甸村的岩石标本。
特征描述:
土黄色，粒屑结构，块状构造，主要矿物：方解石、白云石、石英。
主要用途:
应用于冶金工业作熔剂和耐火材料，在化学工业制钙镁磷肥、粒状化肥等，也作陶瓷、玻璃配料和建筑石材。
砂泥质白云岩:
黑色，细粒结构，块状构造，玻璃光泽，主要矿物：白云石，方解石含量占90%以上，砂泥质等为10%。
砂泥质白云岩遇稀盐酸缓慢起泡或不起泡，含镁较高，风化后形成白色石粉，风化面上常有白云石粉及纵横交错的刀砍状溶沟。
白云石属三方晶系，晶体常呈马鞍状菱面体,集合体常为粒状或块状。
主要成分为钙、镁、硅三种元素。
这两种岩石是过渡性岩石，白云质砂岩的砂分较多，界线是砂大于50%，野外一般要砂大于60%才会定为白云质砂岩，感观上粗糙，砂粒清楚，岩石胶结较紧密，磨细后加5%盐酸不起泡；而砂质白云岩砂成分较少，一般小于50%，在25—50%之间，看上去粗糙感不强，要细一些，磨细后加5%的盐酸会微弱起泡。
白云岩形成机理综述
其 含 量 占地 史 时 期 所 有 沉 积 岩 总 量 的 ２ Ｏ ％～
２ ５ 。 碳 酸盐 岩是 良好 的油 气储 层 ， 近年 来我 国更 发
现 了塔里 木 盆地 、 鄂 尔 多 斯 盆地 等 大 型 白云岩 储 层 油 田ｎ ］ 。 就全 球范 围来 看 ， 碳 酸 盐岩 中 的石油 储量 已 高 达世 界 总储 量 的 ５ ０ 左右 ， 而产 量 已超 过世 界 总 产量的 ６ Ｏ ［ ２ ］ ， 而 白云 岩储 层 占碳 酸 盐岩 储 层 总 量 的５ ０ 。 北 美碳 酸盐 岩 中的油 气储 层 ８ ０ ９ ， ６ 以上 为 白
还是 次生 交代 ？ ＠ Ｍｇ 抖来 源 ； ③ 流体 的 运移机 制 ； ④
分别 表 示 自云岩 形成 的三种 方式 。 （ １ ） 方程 式表 示 原生 白云 岩 的形 成 过 程 ， 指 自云 石 直接 从 水 溶液
中发生 化学 沉 淀 形 成 的 白 云岩 ， 现 代 沉积 环境 中最
２ Ｃａ ＣＯ ３ （ ｓ ） ＋ Ｍｇ 。 （ ａ ｑ） ＝ Ｃａ Ｍ ｇ（ ＣＯ３ ） ２ （ ｓ ） ＋ Ｃ ａ 。 （ ａ ｑ ） （ ３ ）
的重点课 题 之一 。而 白云 岩 的成 因问题 一直 百家 争 鸣， 其牵 涉 的主要 问题 有 ： ① 白云岩究 竟 是原 生沉 淀
２ 相关 问题 的讨 论 ２ ． １ 白云 岩 究竟是 原 生沉 淀还是 次生交代 ？
大 的白云岩油气储层［ “， 因此碳酸 盐岩的研究成为
油 气勘探 的热 点 ， 而其 中 的 白云岩 又 占很 大 比例 ， 又 因原始 石灰 岩在 自云岩 化 的过 程 中会产 生 大量 的次
白云岩 形成 的 化学 反 应表 达式 主要 有 ３
白云岩砂化地层条件下隧道施工工艺研究
施工技术1 工程概况成昆铁路吉尔木隧道位于四川省越西县境内，全长11132m，洞身主要通过灰岩、玄武岩、页岩、泥岩夹煤线、泥岩夹砂岩、白云质灰岩、白云岩等16套地层，1条断层、1处断层影响带，地质复杂多变。
其中1#横洞工区、2#横洞工区、3#横洞工区主要为白云岩地层，白云岩砂化现象严重，施工中多次发生突水涌泥现象，如何在砂化白云岩地层条件下顺利施工成为工程控制重点。
2 隧道在白云岩砂化地层中施工时遇到的问题2.1 无水地质条件下掌子面在无水地质条件下具有一定的强度及自稳性，未扰动时岩体强度较大，施工中需爆破开挖，隧道开挖风险在可控范围之内。
但是，开挖过程中应严格控制开挖进尺及支护时间，减少围岩暴露时间。
开挖进尺过大、初期支护不及时容易造成拱顶围岩失稳，造成局部掉块、冒顶、坍塌等危害。
2.2 地下水发育地段白云岩砂化地层在地下水发育地段，围岩稳定性变差，受裂隙水浸泡，岩体软化严重，掌子面自稳性较差，存在失稳现象[1]。
砂化白云岩在地下水携带作用下容易形成水道，造成突水涌泥现象，隧道开挖风险极高。
施工过程中主要存在以下几种风险：1）掌子面在地下水作用下极易发生坍塌和垮塌。
2）砂化白云岩遇水软化，无结构强度，无自稳性，出现塌方及突涌。
3）掌子面开挖过程中，砂化白云岩在地下水携带下形成塌腔，并在地下水作用下逐渐增大，最后形成突涌。
4）支护完成后由于拱脚遭地下水浸泡，造成局部下沉，引发掉拱、塌方。
3 白云岩砂化地层下开挖方法选择为解决砂化白云岩地层中的开挖施工，重点是要解决富水地层及砂化严重地段的掌子面失稳及突水突砂情况，开挖方法具体内容如下。
3.1 铣挖法对于白云岩砂化情况不严重，掌子面自稳性较好的情况，采用爆破与铣挖相结合的施工方法，钻眼时通过调整钻爆参数，使爆破后开挖面保留50cm左右岩层。
出碴结束后，对欠挖岩层使用铣挖钻头铣挖处理。
该方法可以减少开挖时对周边岩层的扰动，控制超挖，减少立架及喷射混凝土时间。
西南地区“白云岩砂化”现象对隧道的影响
西南地区“白云岩砂化”现象对隧道的影响发布时间：2022-05-20T08:51:19.503Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：侯旭涛，蔡双乐[导读] 西南地区时代较老的白云岩，受多期地质构造运动是岩体完整性遭到了极大的破坏，岩体常被切割成三角形、菱形，结构面呈网状分布。
多次海平面升降运动为可溶岩提供了岩溶水，从而使得西南地区发育一种特殊的可溶岩溶蚀现象——白云岩岩溶砂化。
本文以西南地区某铁路勘察过程中的白云岩砂化现象为例，通过现场调查及工程地质钻探，阐明了白云岩砂化的过程，对白云岩砂化等级进行了分类，并结合数值模拟软件对强砂化白云岩对隧道工程的影响进行了研究。
侯旭涛，蔡双乐( 中铁工程设计咨询集团有限公司，北京 100055；)摘要：西南地区时代较老的白云岩，受多期地质构造运动是岩体完整性遭到了极大的破坏，岩体常被切割成三角形、菱形，结构面呈网状分布。
多次海平面升降运动为可溶岩提供了岩溶水，从而使得西南地区发育一种特殊的可溶岩溶蚀现象——白云岩岩溶砂化。
本文以西南地区某铁路勘察过程中的白云岩砂化现象为例，通过现场调查及工程地质钻探，阐明了白云岩砂化的过程，对白云岩砂化等级进行了分类，并结合数值模拟软件对强砂化白云岩对隧道工程的影响进行了研究。
关键词：白云岩；岩溶砂化；现场调查；隧道工程；地质钻探中图分类号：TU41 文献标志码：A 0引言白云岩作为碳酸盐岩的一种，广泛分布于地壳中。
在我国碳酸岩的分布面积约占总面积的三分之一。
尤其是在我国西南地区，在岩溶水的作用下，形成不同类型的岩溶现象。
随着工程建设重心向西部山区转移，复杂艰险山区的特殊不良地质现象也逐渐出现在人们的视野中。
“白云岩岩溶砂化”作为一种特殊的岩溶现象，给工程项目建设增加了额外的挑战。
尤其是对于隧道工程开挖及后期运营带来了极大的困难。
1工程背景研究区位于云贵高原南缘，按照地貌可大致划分为构造溶蚀侵蚀中山区地貌单元。
地处华南褶皱系与扬子准地台之间的过渡带。
机制砂方案
机制砂方案1. 概述机制砂是一种人造砂粒，由特殊材料制成，用于取代天然砂进行建筑和工程施工。
机制砂具有一定的颗粒度和力学性能，广泛应用于混凝土搅拌站、建筑、路桥和水利工程等领域。
本文档将介绍机制砂的制备工艺、性能特点及应用案例。
2. 制备工艺机制砂的制备工艺包括原料选取、研磨、筛分和成型等步骤。
2.1 原料选取机制砂的原料主要包括石子、矿渣、矿砂和固废等。
根据不同的应用要求，可以选择不同比例的原料进行混合。
通常情况下，石子是主要原料，其它材料作为填充剂和强化剂使用。
2.2 研磨原料经过研磨机的处理，通过多次冲击、研磨和摩擦使其颗粒逐渐细化。
研磨过程可分为粗研磨和细研磨两个阶段，以获得所需的颗粒度。
2.3 筛分经过研磨后，原料还会含有一定的细粉和杂质。
通过筛分设备，可以去除其中的杂质和细粉，保证机制砂的质量。
2.4 成型筛分后的原料通过成型机进行成型，以获得所需的形状和尺寸。
机制砂的成型方式多样，可以采用压制、挤出等不同方法。
3. 性能特点机制砂相比于天然砂具有以下性能特点：3.1 颗粒均匀由于机制砂是经过研磨和筛分处理的，其颗粒分布相对均匀，能够满足工程施工对颗粒度的要求。
3.2 强度高机制砂在成型过程中可以添加适量的粘结剂或增强剂，提高其强度和耐久性。
机制砂的强度可以根据需求调整。
3.3 磨损小机制砂颗粒坚硬，具有较好的抗磨性能，可以减少混凝土结构的磨损，延长使用寿命。
3.4 可控性强机制砂的配合比例可以根据具体施工需求进行调整，以适应不同工程的要求。
同时，制备过程中的材料比例和成型方式也可以调整，以满足特殊工程的需要。
4. 应用案例机制砂广泛应用于建筑、工程和水利领域，以下是一些应用案例：4.1 混凝土搅拌站机制砂可以用于混凝土搅拌站的生产，取代天然砂作为配料材料。
机制砂的均匀颗粒和良好的流动性，可以提高混凝土的质量和施工效率。
4.2 建筑施工在建筑施工中，机制砂可用于砂浆、粉刷和砌筑等环节。
白云岩形成的主要机制
白云岩形成的主要机制白云岩的形成机制：自然界大多数白云岩都是交代成因的，主要证据：（1）野外与镜下观察结果表明，多数白云岩具有交代结构，白云岩中有时可见交代残余的灰岩斑块。
（2）模拟自然沉积环境，到目前人工还无法在实验室合成白云石。
主要有5种模式（1）原生沉淀作用：以化学沉淀的方式从水体中直接沉淀出来的白云石。
（2）毛细管浓缩作用（蒸发泵作用）：在现代热带地区的潮上带，其表层的碳酸盐沉积物中正在进行着准同生白云化作用，表层沉积物主要是文石。
a：沉积物疏松，粒间充满水，粒间水是正常的海水。
b：由于气候干热，蒸发作用强烈，这些粒间水就不断地向空气中散发。
同时，海水又通过毛细管作用，源源不断地补充到这些疏松的沉积物的颗粒之间。
久而久之，这些粒间水的含盐度就变大了，正常的海水就变成了盐水。
c：从这种盐水中首先沉淀出来的是石膏，也可能其他盐类矿。
石膏的沉淀使粒间水或表层积水的Mg/Ca比率大大提高。
这种高镁的粒间盐水或表层水与文石颗粒相接触，将不可避免地使文石被交代，被白云化。
（3）回流渗透白云岩化作用在潮上地带形成的高镁粒间盐水，当其对表层沉积的的白云化基本结束后，地质条件仍然持续存在，多余的高镁盐水向下回流。
这种向下回流渗透的高镁盐水，在其穿过下伏的碳酸钙沉积物或石灰岩时，会使它们发生白云石化；从而形成白云岩或部分白云化的石灰岩。
这三种成因机制都有一个共同点，即都需要干热的气候，都需要高Mg/Ca比率的盐水，都把白云石当作一种蒸发矿物看待。
（4）混合白云岩化作用当大气水与正常海水混合时，且海水为5~45%的混合液范围内，将发生方解石被白云石交代的作用，即白云化作用形成白云岩。
（5）埋藏白云岩化作用在地下较深处，温度较高，邻近的泥页岩、地层内部富镁矿物以及碳酸钙矿物的稳定化释放出镁离子，沉积埋藏压实流和地形驱动流及其伴生的地下对流驱动镁离子运移到石灰岩中导致白云岩化。
另外还有调整白云岩化作用和生物白云岩化作用等。
白云岩化模式课件
d) 沿断层快速上升的热学水习交溶流PP液T ，流体中的CO2突然释
6
1.4 白云化模式分类
微生物白云化模式 浅埋藏白云化模式
中-深埋藏白云化模式 热液白云化模式
萨勃哈白云化模式 回流渗透白云化模式
混合白云化模式 压实白云化模式 热对流白云化模式 构造挤压白云化模式 地形补给白云化模式
学习交流PPT
• 白云化流体不是直接源于蒸发海水或混合水，可 能来自细粒沉积物的孔隙水和吸附水，地层流体 等。
• 流体驱动力不是简单的学习流交流体PPT 密度差，可能为地层
22
2.5 中-深埋藏白云化模式
• 所有的埋藏白云化模式本质上都是水文学模式， 但不同的模式对于流体驱动的驱动力和驱动方向 不同，可以总结为以下四种类型：
① 压实流；
② 热对流；
③ 地形驱动流；
④ 构造驱动流。
学习交流PPT
23
2.5.1 压实驱动模式
• 随埋藏深度的增加，松散沉积物中的孔隙流体在上
覆荷载增加的过程中逐渐压实脱水，一些富镁的压
实流体进入到临近渗透性较好的灰岩，发生白云石
化作用。
学习交流PPT
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2.5.2 构造挤压模式
• 富镁的地层流体因构造负荷作用产生的挤压变形 从地层中排出，并被驱动到盆地边缘导致可渗透 灰岩发生白云石化作用。
14
萨勃哈白云岩特征
• 以泥晶-微晶级白云石为主；
• 生物多样性缺乏，尤其缺乏窄盐度生物；
• 较低的δ13C和较高的δ18O值，Sr和Na含量高，Fe 和Mn含量低；
• 常与石膏或硬石膏伴生；
• 分布受沉积环境控制，具有一定的区域性；
• 白云化效率随海进、海学习退交流变PPT 化；
白云岩(石)化和研究实例
细晶白云岩(具剩余鲕粒结构,粒间溶孔较发育)
细晶白云岩(晶间孔和晶间溶孔较发育)
中晶白云岩(晶间孔、晶间溶孔和超大溶孔非常发育)
碎裂化不等晶白云岩(晶间孔和晶间溶孔非常发育)
(3）长兴组和飞仙关组中白云岩储层成因 ①渗滤回流模式（成矿所，2005）
飞仙关组和长兴组中丰富多彩的优质白云岩储层成因， 大多数被认为与早期暴露和大气水、混合水流体有关的白 云岩化作用结果，并提出了众多成因模式，其中被最广泛 应用的模式是渗透回流和混合水白云岩化模式。
长兴组和飞仙关组中常见 的礁白云岩和颗粒白云岩、晶 粒白云岩等，普遍具很好的储 集性，部分为优质储层
①长兴组白云岩储层特征
普光6井长兴组生物礁白云岩 储层沉积剖面结构
毛坝3井长兴组生物礁白云岩 储层剖面结构
川东北地区长兴组碳酸盐缓坡和生物礁有利 储层发育相带沉积模式示意图
长兴组溶孔海绵礁白云岩
浅埋藏混合水白云岩化流体条件：1. 10-90%的海水与90-10% 的淡水混合；2.Mg/Ca>3.4；3.具备白云石生长的成核条件
近地表--海水混合水模式(据Tucker,1991)
浅埋藏混合水白云岩化流体条件： 1. 10-90%的海水与90-10%的淡水混合；2.Mg/Ca>3.4；3.具 备白云石生长的成核条件
亮晶鲕粒白云岩(粒间和粒内溶孔非常发育)
亮晶鲕粒白云岩(粒间和粒内溶孔非常发育)
粉-细晶鲕粒白云岩(粒间、粒内和超大溶孔非常发育)
亮晶鲕粒白云岩(粒间、粒内溶孔非常发育，具示底构造)
(2)飞仙关组 白云岩同位素分布特征示意图
Z:盐度指数 Z=2.048(δ 13C+50)+0.498 (δ 18O+50)（PDB‰）标准
细晶白云岩溶蚀“砂化”现象对坪头水电站工程的影响
５层 ： ① 层 ： 一灰 白色 细 晶 白 云 岩 ， 约 ３ ｍ。 第 灰 厚 ０ 该层 分 布在 厂房 顶 拱 以 上 ５ ７～１０ 范 围 内 ， １ｍ 岩溶 作用 较强 ， 结 构 面 溶 蚀 “ 化 ” 象 严 重 ， 填 粉 沿 砂 现 充 砂 土 。第 ②层 ： ～深灰 色斑 纹状 细 晶 白云岩 ， 约 灰 厚
水 电 站 设计 第 ２ 卷 第 ２ ８ 期
Ｄ Ｈ Ｐ Ｓ
２０１ ２年 ６月
细 晶 白云岩 溶 蚀 “ 砂化 ＂ 象 现 对 坪 头 水 电站 工 程 的 影 响
田启 文 陈东 升 王雅 雯 ， ，
（． １ 中国水电顾 问集 团成都勘测设计研究 院， 四川 成都 ６ ０ ７ ；． １ ０ ２２ 成都理 工大学 环境工程学院 ， 四川 成都 ６ ０５ ） １０ ８
地下 厂房 区 的 围岩 为震 旦 系 灯 影 组 中段 细 晶 白 云 岩 ， 据不 同岩 性 岩溶作 用 的差异 ， 根 由上 向下可分 为
１．０ ８６ ｍ。 电站引 水 隧 洞 后 段 及 厂址 区 在 区域 地 貌
上位于黄茅埂山脉 的东南端 ， 山脉整体呈北东 向延 伸 ， 构造 线展 布方 向大体 一致 。受美 姑河 切 割 ， 与 河
拱及 副 厂 房 端 墙 有 揭 露 ， 层 分 布 于顶 拱 以上 ３～ 该
７ 。一 ０ ；９ ０ ８ 。７ ０～１１０ 高 程岸 坡 逐 渐变 缓 ， 形坡 ０ ｍ 地 度 ２ 。 ３ 。１１０ 高程 以 上岸 坡 较 为 开 阔 ， 形 ５ ～ ５ ； ０ｍ 地
坡 度 １ 。～１ 。 ０ ５ 。在 后 缘 ２４ ０ 高 程 以上 发育 了两 ０ ｍ 个 第 四纪冰 川期 形成 的大 型 冰蚀洼 地 。 引 水 隧洞后 段及 厂址 区出露 的地层 岩性 主要 为
白云岩砂化隧洞突泥涌水治理
白云岩砂化隧洞突泥涌水治理摘要：砂化后的白云岩岩体破碎，完整性差，为石英颗粒夹粒径不均的白云岩碎块石，胶结程度弱，开挖扰动易坍塌，在地下水位以下的隧洞施工可能产生涌水、涌沙等问题。
本文结合某隧洞白云岩砂化洞段突泥涌水治理效果，提出了白云岩砂化隧洞突泥涌水治理的认识。
关键词：白云岩、突泥涌水、治理1.工程概况某隧洞沿线地形处于侵蚀、溶蚀低中山地形，地形坡度一般20°～30°，局部冲沟内见悬崖陡壁，山顶地形宽缓，多呈浑圆状。
隧洞穿越江川盆地和九溪盆地的分水岭地带，受地层岩性和地质构造影响，地形支离破碎，冲沟发育，总体近东西向呈羽状排列。
隧洞沿线出露震旦系：上统灯影组（Zbdn）、上统陡山沱组（Zbd）以及第四系地层，隧洞出口岩层产状165°∠13°，隧洞位于地下水位以下。
某隧洞开挖断面为3.7m×4.55m，城门洞型。
2.突泥涌水过程及原因分析2.1砂化白云岩特点白云岩由白云石矿物集合而成，是碳酸盐类矿物，由镁离子取代了方解石中部分的钙离子而形成白云岩，其结构非常松散，无纹理，极易碎裂，呈碎石角砾状及中粗砂状。
白云岩砂化实质为白云岩中可溶的方解石溶蚀、流失后，不溶物石英砂颗粒明显富集，填充溶蚀通道形成的砂化现象。
砂化后的白云岩岩体破碎，完整性差，为石英颗粒夹粒径不均的白云岩碎块石，胶结程度弱，手捏即散成砂状，物理力学性质差，开挖扰动易坍塌。
经查询白云岩室内溶蚀试验及微观溶蚀机理研究表明：白云岩整体岩溶作用分为渗透—溶蚀分解—机械崩解等过程。
方解石作为胶结物质，结构连接稍弱，首先被溶解；白云岩晶体间联结力强度降低，在水流的物理作用下发生机械崩解及脱落，先形成白云岩砂，然后由砂进一步风化破坏，生成岩粉。
白云岩溶蚀速率受组成岩石颗粒粒径大小与岩石内部孔隙度的控制，颗粒粒径越大，孔隙度越高，渗透系数也随之增长，地下水渗透及运移条件越好，越易于溶蚀；中～细晶白云岩＞细～粉晶白云岩＞粉～泥晶白云岩。
吊洞水库白云岩人工砂石骨料系统生产工艺优化与探讨
吊洞水库白云岩人工砂石骨料系统生产工艺优化与探讨将白云岩人工骨料大规模运用于水利工程建设，吊洞水库系贵州省首次，在全国也屈指可数。
根据工程建设过程中出现的料源选择、砂石骨料加工系统工艺布置、半成品及成品骨料加工运输和混凝土生产质量控制等方面的问题，对吊洞水库白云岩人工骨料的质量控制过程及其对混凝土性能的影响进行了研究。
最大限度地克服了白云岩岩质特性、砂石系统工艺布置的地形限制及成品骨科运输造成的人工骨料品质上的缺陷，保证了水库大坝混凝土的施工质量。
其工程经验可为同类工程参考。
标签：白云岩；人工骨料；质量控制；吊洞水库1、概述吊洞水库坝址位于兴仁镇点烈村摆泥河上游狭窄河段，距黔东南州丹寨县兴仁镇3km、距丹寨县城约19km，距都匀北67km，距贵阳市195 km。
吊洞水库供水工程是以工业供水为主，兼有灌溉的一项综合性水利工程。
该枢纽由碾压混凝土双曲拱坝、坝身泄洪表孔、左岸坝身底孔、右岸供水引水系统、右河岸式泵房等建筑物组成。
根据野外地质勘察资料，工程区白云岩分布较广，其中工程区无天然砂料，本工程石料场靠近坝址左岸小点烈寨子东侧的陡坡山体，距小点烈寨子通村公路180～230m。
地表高程925.00～850.00m，地形坡度40°左右，顺向坡，基岩基本裸露，岩性为寒武系中上统娄山关群第一段（∈2～3ls1）肉红色中厚～厚层块状细晶白云岩，岩层产状N25°E /NW∠11°，单层厚1～3m，岩体较坚硬，单轴湿抗压强度Rb=50～～60Mpa，岩体质量较好；储量计算采用平均厚度法，开采面积约6.4万m2，取料时去除约3m厚的无用层，有用层平均厚度约17m，剥离量约19万m3，有用储量约110万m3，剥采比约0.17；石料场质量及储量均能满足设计要求，开采范围位于地下水位之上，地下水对开采无较大影响。
大坝各类混凝土工程量总计22.84万m3。
根据推荐配合比计算，砂石骨料理论用量总计329400m3，其中砂118013m3（占比35.8%）、小石72811m3（占比22.1%）、中石91431m3（占比27.8%）、大石54500m3（占比14.3%）。
浅谈细晶白云岩“砂化”机制及工程实例
浅谈细晶白云岩“砂化”机制及工程实例作者：邹子南王湘锋来源：《中国新技术新产品》2012年第08期摘要：岩溶是可溶性岩石在水的作用下，产生的各种地质作用、形态和现象的总称，是一种常见的自然现象，而细晶白云岩“砂化”却是一种极为特殊的岩溶现象。
本文主要介绍了细晶白云岩“砂化”机制的生成，以及举例说明细晶白云岩“砂化”对工程质量的影响。
关键词：细晶白云岩；水电站；洞室围岩中图分类号：P34 文献标识码：A1概述白云岩是一种沉积碳酸盐岩，主要由白云石组成，常混入石英、长石、方解石和粘土矿物，呈灰白色，性脆，大多为中等硬度，用铁器可划出擦痕，遇稀盐酸缓慢起泡或不起泡，外貌与石灰岩很相似，地质学上将具细晶结构的白云岩称为细晶白云岩。
很多人认为，细晶白云岩常为浅海相碳酸盐沉积物在成岩过程中强白云石化，并可能叠加有重结晶作用的产物。
2细晶白云岩“砂化”机制在谈细晶白云岩“砂化”机制之前，先简单地了解一下地下水化学成分的形成作用。
各种起源的地下水，各有其不同的初始化学成分，当它们形成地下水后，参与地球物质的循环，不断与环境介质发生各种作用，并使水的化学成分进一步发生演变。
地下水化学成分的形成作用主要有六种：①溶滤作用、②浓缩作用、③脱碳酸作用、④脱硫酸作用、⑤阳离子交替吸附作用、⑥混合作用。
其中溶滤作用是指在水与岩石的相互作用下，岩石中一部分物质转入地下水中的过程，它既包括在不破坏矿物结晶格架的情况下，一部分化学成分进入水中的作用；也包括岩石中可溶盐的溶解，难溶盐及不溶盐的溶解。
溶滤作用的强度首先取决于岩土的矿物盐类的溶解度，岩土的空隙结构是影响溶滤作用的另一因素，水的溶解能力决定着溶滤作用的强度，地下水的径流和交替强度是决定溶滤作用强度的最活跃最重要因素。
自然界中，可溶性岩石岩溶发育需具备两个基本条件：①在可溶性岩石中具备一定的孔隙或裂隙系统，为水的循环提供通道；②有适宜的地貌条件和地质结构条件，为水向可溶性岩中渗入提供补给途径，并为水排出可溶性岩石之外提供通道。
白云石矿碎矿工艺探讨
白云石矿碎矿工艺探讨马钢(集团) 桃冲矿业公司青阳白云石矿是设计年产100万t 的冶金辅料矿山。
主要工艺包括露天开采、碎矿加工两大部分，碎矿后的白云石矿产品供应马钢冶炼使用。
经过3 a多的试生产运行与调试证明，碎矿工艺流程基本顺畅可行。
1 矿石基本性质1.1矿石类型及品级矿石自然类型以中晶白云岩和细晶白云岩为主、少量粗晶白云岩和粉晶白云岩。
其中，中晶白云岩矿石局部风化后易成粒状。
矿石的构造以块状为主，团块状次之，并有少量的条带状白云岩和极少量的角砾状白云岩矿。
由于该矿床矿石的MgO含量很高，s i02的含量就成了划分矿石品级的主要依据，储量计算工业指标见表1。
1.2主要矿物及化学成份矿石矿物白云石含量占98％以上，多呈它形一半自形，另有少量铁方解石和铁铝质，局部见有它形粒状石英。
矿石的化学成分主要为CaO、MgO，次要为Si02、A12o3、Fr02及Mn3o4，另有S、P、K、Na、Cu、zn、Ti 等微量元素。
全矿床MgO的平均含量为21.33％，各矿体中MgO品位的变化系数均小于4.5％，属均匀型。
Si02 含量一般在0.1％～0.8％。
C aO、MgO、Si02三者总含量在52. 55％左右。
1.3 矿岩物理力学性质矿区白云岩为中等风化，但大部分仍坚硬，矿石抗压强度属中等一坚硬类型，具有较好的机械强度，不易形成碎块和粉末，用作熔剂时具有较好的透气性和炉料均衡性。
矿石体重为2.8 t／m3，松散系数为1 .41，普氏硬度f=8～10，属中等可碎性矿石。
2 碎矿设计工艺设计产品方案规定：成品矿80 --45 mm块矿产率为20％，3～0 mm产率为80％。
据此设计合理可靠的碎矿工艺流程，并根据国内外碎矿技术与碎矿设备的基本状况，设计碎矿主体设备采用美卓矿机公司 NP 系列反击式碎矿机和诺德伯格巴马克B系列立轴冲击式碎矿机，分别用于粗中碎和细碎作业。
采用三段两闭路流程，其工艺流程见图1。
粗碎前设原矿仓，细碎前设给矿矿仓，粉矿筛分前设缓冲矿仓，产品矿堆放于露天堆场铲装外运。
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错动 ） 带和节理裂隙（ 尤 般情 况 下 ， 晶 白云岩 的 “ 化 ” 先 岩体中顺层 的挤压（ 细 砂 首 Ｎ向 张性裂 隙 ） 发 较 沿着易于地下水渗入和流通的岩体中的各种 其 是平 行背 斜轴 向 的近 Ｓ 结 构面 （ 尤其 是地 质 运动 过程 中受 到 扰动 的 育 。 结 构面 ） 行 ， 成 规模 不 等的 ” 化 ” 带 网 进 形 砂 条 引水 隧洞后 段至 厂 区物理 地 质现 象较 发 主要 崩 滑坡 该 络 ，随着 地下 水 的溶 蚀 、淋滤 作用 的 不断 进 育 ， 表现 为卸 荷 、 塌 、 和泥石 流 。 ０余 为斜 岩层 行 ， 的不 断 向前发 展 ，砂 化 ” 带 逐渐 向 区岸 坡高 ６０ 米 ， 向顺 层边 坡 ， 倾 岩溶 “ 条
水 闸等 ）引 水 系 统 （ 、 引水 隧 洞 、 压 井 、 力 物 ， 季时有 小 型坡 面及 沟谷 型泥 石 暴发 ， 调 压 雨 该 管 道等 ） 和地 下厂 房 系统 （ 主厂 房 、 主变 室 、 尾 段 岸坡 引 水 隧 洞 ５号 支 洞 在 桩 号 Ｋ ＋ ８ 一 ００２ 水 洞等 ） 组成 ， 装机 容量 为 １ 万 Ｋ 电站 ８ Ｗ。 Ｋ ＋３ 和引水 隧洞 主洞在 桩 号 Ｋ１＋ ６～ ０ ２５段 ６ ７ １ 引 水隧 洞后段 （ 号 Ｋ１＋ ６～ １＋ １ Ｋ１＋３ 段遭 遇覆 盖 层 ， 调查 ， 桩 １２０ Ｋ ２ ７６ １７ ３ 据 尔古 沟 至万 段 ）至 厂 区地 下 洞室 均置 于震 旦 系灯 影组 中 波沟 间岸坡 分 布有 一古 滑坡 体 ，该古 滑坡 体 段 （ｂ２ 的细 晶白云 岩岩 层 中。 Ｚｄ） 后缘发育两条规模较大 的深部滑移拉裂带 ， ３１ 本 地质 条件 ．基 该 古 滑坡体 现今 整体 处于稳 定状 态 。 引水 隧洞后段 至 厂 区位 于美 姑河 左岸 尔 引水 隧洞后 段 至厂 区水 文地 质条 件较 复 古 沟一 龙头 沟之 间 的斜 坡 内 ， 在斜 坡 整体 呈 杂 ， 下水 在横 向上 接受 岸坡 的补 给 ， 所 地 在纵 向 三 沟夹 两脊 的形 态 ，上游 侧尔 古 沟和 下游 侧 上 接 受河 水补 给 ，地 表水 流 在下 渗 到碳 酸盐 龙 头 沟 分别 作 为 工 程 区 的上 、下 游 边 界 ， 岩岩 层后 ，通过 细 晶 自云岩 和岩 体 中 的层 面 由 ５０ ８ｍ高程 的河 水 面开始 ， ６ ０ 至 ５ ｍ高程 以下 ， 及 纵 张裂 隙 自北 向南径 流 ， 向南汇 集形 成 并 岸 坡 相对 较 陡 ，总 体 自然 坡 度 ３ ～５ ；５ — 径流 带 ，最 终 于厂 房尾 水洞 出 口的美 姑 河河 ０ ４。６ ０ ７０ ９ｍ高程 多 为基 岩形 成 的陡 壁 ， 总体 自然 坡 边 以泉的 方式集 中排 泄 。 度 ７ — ０；９ｍ高 程 以 上宽 缓 开 阔 的坡 面 ， ０ ８。７０ 坡 度 ｌ— ５。（ 图 ３ １ ５２ 。 见 －） 引水 隧洞后段 至 厂 区地下 洞 室均 置 于震 旦 系灯 影 组 中段 （ｂ ２ Ｚ ｄ ）的细 晶 白云 岩岩 层 中， 该套地层上部灰色、 白色含石英灰质 白 灰 云岩 ， 中部 为灰 一 黑色 斑 状 、 带状 含 砂 状 灰 条 钙 质岩 屑细 晶 白云岩 ， 为灰 黑 色粉 晶 下部 灰 白云岩 、 晶 白云岩及 泥 晶 白云 岩互层 。 细 引水 隧洞后段 至 厂 区无 大 的断层 或破 碎 带通过 ， 该区处于莫红背斜 的两翼及核部 ， 其 中引水 隧 洞后段 大 多处 于背 斜北 西翼 ，调 压 筑物 布置 图 井 至厂 区处 于南 东翼 ，背 斜 核部位 于引水 隧 ３ 洞 室 围岩 － ２ 洞 未端 （ 号 Ｋ ２ ２０ 附近 ） 桩 １＋ ０ 处 。莫红 背斜 为 开阔背斜 ， 问角大于 １０ ， 向 Ｎ ～５ 冀 ２。轴 ５ １。 引水 隧洞 后段 （ 桩号 Ｋ ２ ０ Ｋ ２７ ６ １＋ ６一 １＋ １ １ Ｅ， 冀岩 层 产状 Ｎ ０一 ０Ｅ Ｅ ３ 。４ 。 段 ） １５ｍ， 南东 ６ 。７。， ０一 ０ ， Ｓ 长 ４ ６ 隧洞 水平 埋 深 １０４ ０ 垂 直 ８— ６ｍ， 倾 山外偏 下 游 ； 西翼 岩层 产 状 Ｎ ０一 ０Ｗ 埋深 ５— ８ｍ， 北 ２ 。４。 ／ ０ １５ Ⅲ类 围岩 长 ３ｍ， 类 围岩长 ８ １ Ｖ
１概述
矿物 ， 呈灰 白色 ， 脆 ， 性 大多 为 中等硬 度 ， 用铁 器可 划 出擦痕 ， 稀盐 酸缓 慢起 泡 或不 起泡 ， 遇 外貌 与石 灰岩 很相 似 ，地质 学 上将具 细 晶结 构 的 白云岩称 为细 晶 白云岩 。 多人认 为 ， 很 细 晶 白云岩 常为 浅海 相碳 酸盐 沉 积物 在成 岩过 程 中强 白云石 化 ，并可 能 叠加 有重 结 晶作用 的 产物 。 ２ 晶 白云岩 “ 细 砂化 ” 机制 在 谈 细 晶 白云 岩 “ 砂化 ” 制 之前 ， 简 机 先 单 地 了解 一 下地 下水 化 学成 分 的 形成 作 用 。 各 种起 源 的地 下 水 ，各 有 其不 同 的初始 化 学 成分， 当它们形 成 地下 水后 ， 与地 球物 质 的 参 循环， 不断与环境介质发生各种作用， 并使水 的化学 成分进 一 步发 生演 变 。地下 水化 学 成 分的形成作用主要有六种 ： ①溶滤作用 、 ②浓 缩作用 、 ③脱碳 酸作用 、 ④脱硫酸作用 、 ⑤阳 离子交替吸附作用、 ⑥混合作用。 其中溶滤作 用 是指 在水 与岩 石 的相互 作用 下 ，岩石 中一 部 分物 质转 入地 下水 中 的过程 ，它 既包 括 在 不 破坏 矿物 结 晶格架 的情 况下 ，一 部分 化 学 成 分进 入水 中的作用 ；也 包括 岩石 中可溶 盐 的溶解 ， 盐及 不溶 盐的溶 解 。 难溶 溶滤作 用 的 强 度 首先 取 决 于 岩土 的矿 物盐 类 的溶 解 度 ， 岩 土 的空 隙 结 构 是 影 响溶 滤 作 用 的 另 一 因 素 ， 的溶解 能力 决定 着溶 滤作 用 的强 度 ， 水 地 下 水 的径流 和交 替强 度是 决定 溶滤 作用 强 度 的最活 跃最 重要 因素 。 自然界 中 ，可溶 性岩 石岩 溶发 育需 具 备 两 个基 本条 件 ：① 在 可溶 性岩 石 中具 备一 定 的孔隙 或裂 隙系 统 ， 为水 的循环 提 供通 道 ； ② 有 适宜 的地 貌条 件 和地 质结 构条 件 ，为水 向 可 溶性 岩 中渗入 提供 补 给途径 ，并 为水 排 出 可 溶性 岩石 之外 提供通 道 。 细 晶 白云岩 为过 渡类 岩 石 ，在 纯 的碳 酸 盐 岩 中 ， 其 中白云 石成 分的增 多 随着 其 溶解性 将 降低 ， 而 ， 然 自然界 中的细 晶 白云 岩 常含 有 方解 石 等 其 它易 溶 性矿 物 ， 由 于 方解 石等 其它 易溶性 矿 物在 细 晶 白云岩 中 呈分散分布 ，地下水首先将这些易溶性物质 溶 解 ， 质学 上称 这一 过程 为 白云 岩化 ， 着 地 随 白云岩 化 的进行 ， 石 中生成 许多 孔 隙 ， 不 岩 水 断渗入孔隙并不断循环 ，结果使岩石孔隙不 断 增 大 ， 积 不 断减 小 ， 石 强度 不 断 降低 ， 体 岩
一
结构面两侧扩张 ，最终使细晶白云岩出现整 角 ３。 ０左右 ， 岩体中裂隙较发育 ， 垂直层面的” 体溶蚀 ， 围绕滞后溶蚀的白云岩块体构成“ 砂 ｘ ”节理 、 岸坡 的 陡倾 卸 荷裂 隙和 层 面组 平行 土 包块 石核 ” ， 简称 “ 状 可 砂包 石 ” 。 状 合， 岸坡卸荷作用较为强烈。受构造裂隙 、 卸 ３ 程实 例 工 荷 裂 隙等结 构 面的组 合 切割 ，该 区岸 坡局 部 某 水 电站位 于 四川省 凉 山州美 姑 、 昭觉 、 陡壁坡 段 时有小 规模 松动 岩块崩 落 、 。 下坠 该 雷 波三 县交界 处 ， 电站 为低 闸引水 式开 发 ， 工 段岸坡坡面及沟槽内第四系松散堆积物分布 程 建 筑 主要 由首 部枢 纽 （ 洪 闸 、 泄 冲沙 闸 、 进 较 广 ，局部坡 段 残 留有早 期 冰川 泥石 流堆 积
一
中国新技术新产品
一９ — １
垒 兰 ：垒 Ｃ ｉａ Ｎ ｗ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ ｈｎ ｅ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ
工 程 技 术
浅谈细 晶 自云岩“ 砂化＂ 机制及工程实例
邹 子 南 王湘 锋
ｆ中国水电顾 问集 团成都勘 测设计研 究院 ， 四川 成都 ６０ ７ ；四川路桥勘察设计公司 ， １０ ２ 四川 成都 ６ ０ ４ ） ｌ０ １
关 键词 ： 晶白云 岩 ； 细 水电站 ； 室 围岩 洞 中图分 类 号 ：３ Ｐ４ 文献 白云 石粉 ， 似粉 细砂 ， Ｓ ／２ 。３ 。倾 山外 偏上 游 ， 斜 向南 倾 伏 ， 形 Ｗ ０一 ５， ５ ４。 背 白云 岩是 一种 沉积 碳 酸盐 岩 ，主要 由白 我 们 将 细 晶 白云 岩 的这 一 特 殊 溶 蚀 现 象 称 倾 伏 角 ３～ ０ ， 斜 的倾伏 方 向和倾 伏角 分 别 与 厂 区所 在 斜坡 的坡 向和坡 角 基 本一 致 。 云 石组 成 ， 常混 入石 英 、 长石 、 解 石 和粘 土 为 ” 化” 方 砂 。
摘 要： 岩溶是可溶性岩石在水的作用下 ， 产生的各种地质作用、 态和现象的总称 ， 形 是一种常见的自然现象， 而细晶白云岩“ 砂化” 却 是 一种 极 为特 殊 的岩 溶现 象。本 文主要 介 绍 了细 晶白云岩 “ 砂化 ” 制的 生成 ， 机 以及举 例说 明细 晶 白云岩 “ 砂化 ” 工程 质量 的影 响。 对