巢湖和州組爐渣狀灰?guī)r成因及工程地質(zhì)問題的研究

1、巢湖和州組爐渣狀灰?guī)r成因及工程地質(zhì)問題的研究論文導(dǎo)讀：灰?guī)r礫塊下部生物擾動程度減輕，潛穴構(gòu)造明顯，層理未曾全部破環(huán)，穴孔大小均勻，孔徑垂直層面分布，孔深最大可達5厘米，沒有切穿底層面，潛穴孔與宿主巖接觸界線清楚，接觸邊有黃鐵礦晶粒和黑色有機質(zhì)組成的黑色邊圈，潛穴孔內(nèi)充填物為泥灰質(zhì)及生物碎屑。生物及風(fēng)化作用使得和州組爐渣狀灰?guī)r的完整性遭到了破壞，巖體的強度變低，同時使得巖體的工程性質(zhì)發(fā)生了顯著變化：首先，巖石的抗水性降低，親水性增高，其次，由于巖體的破碎，空隙增加，因而透水性增強，使得巖體的力學(xué)強度降低，壓縮性增大。和州組爐渣狀灰?guī)r的孔隙度較高，孔的連通性較好，這樣地下水的運移的阻力小，流通性好

2、，同時帶來了許多工程地質(zhì)問題，如地面的塌陷，基坑的突涌等。（1）在巢湖縣城南部存在一層厚數(shù)米到十幾米的白云巖，稱為老虎洞白云巖，它與和州組爐渣狀灰?guī)r屬于同期異相沉積，但由于沒有生物擾動作用，其沒形成爐渣狀，因此，生物作用在巢湖和州組爐渣狀灰?guī)r的前期形成過程中起著重要的作用。關(guān)鍵詞：巢湖和州組爐渣狀灰?guī)r，生物擾動，風(fēng)化作用，工程地質(zhì)問題 1和州組地質(zhì)背景巢湖和州組位于巢湖縣城北部，處于下?lián)P子坳陷帶西北部，除滁巢褶皺帶中部，半湯復(fù)背斜的西翼。下?lián)P子坳陷帶是古生代三疊紀(jì)的坳陷帶，中生代以來經(jīng)受印支、燕山多旋回構(gòu)造，巖漿作用，形成復(fù)雜的褶皺、斷裂構(gòu)造特征。晚古生代石炭紀(jì)下統(tǒng)地層包括：金陵組，

3、高驪山組，和州組。各組之間均為平行不整合接觸。2和州組地層下部：厚22m,為灰，灰黑色中薄至厚層生物碎屑灰?guī)r，微晶含白云質(zhì)灰?guī)r，泥質(zhì)灰?guī)r夾灰黃、紫色薄層泥巖，局部為泥質(zhì)白云巖和微晶灰?guī)r。厚層狀灰?guī)r與灰紫色薄層泥巖重復(fù)出現(xiàn)，形成旋回?；^豐富，含蜓類，珊瑚，腕足等化石。上部：厚6-14米，為灰、灰黃色白云質(zhì)灰?guī)r、灰質(zhì)白云巖夾粉砂質(zhì)頁巖或含白云質(zhì)灰?guī)r，灰質(zhì)白云巖中時含黑色隧石團塊，含白云質(zhì)很低，風(fēng)化后呈爐渣狀。含蜓，珊瑚，腕足類等化石。3 和州組沉積環(huán)境高驪山組沉積結(jié)束之后,由于發(fā)生了海退，便進入了沉積間斷期,但是不久便發(fā)生新的海侵。和州組開始了沉積期，這次海侵時海平面升降頻繁,形成一套典型潮坪

4、相沉積，潮下潮間潮上的序列重復(fù)出現(xiàn),有的序列不完整,僅有潮下及潮上組合,這種序列由下而上出現(xiàn)五次，形成了一個沉積旋回。論文參考網(wǎng)。（見表1 和州組地層沉積旋回圖）。表1和州組地層沉積旋回    地層   巖性及環(huán)境標(biāo)志   沉積環(huán)境   第五組合 下部為灰色中厚層泥晶灰?guī)r加薄層綠色泥巖，上部為淺灰色中厚層灰泥石灰?guī)r 頂部由于風(fēng)化成礫塊狀   潮上   第四組合 灰黃色頁片狀含鐵質(zhì)石英粉砂質(zhì)粘土巖 見泥裂 潮上 灰泥生粒石灰?guī)r 潮下   第三組合 灰黃色薄層含泥鐵質(zhì)膏化粗晶灰?guī)r 潮上 灰泥礫屑灰?guī)r，頂部有藻紋層，有帳

5、篷狀構(gòu)造 潮間 灰色中厚層含生?；夷嗍?guī)r 潮下   第二組合 灰綠色頁巖 黃綠色泥云巖 潮上 藻紋層含生?；夷嗍?guī)r，有帳篷狀構(gòu)造   潮間 灰泥生粒石灰?guī)r 潮下   第一組合   方解石化泥質(zhì)白云巖 潮上 含生?；夷嗍?guī)r 潮下 灰色薄層含礫結(jié)核頁巖 海侵滯留   每個序列下部為潮下帶的深灰、灰色中厚層厚層含生?；夷嗍?guī)r、灰泥生粒石灰?guī)r,產(chǎn)有豐富的淺海底棲生物和豐富的遺跡化石動藻類。石灰?guī)r中所含珊瑚、蜓類、腕足均生活在溫暖、清澈的淺海環(huán)境中，屬廣海型正常鹽度的生物群，化石完整，水動力較弱，故其沉積時主要是開闊海臺地環(huán)境。隨后海平面下降,沉

6、積了潮間帶的巖層，為灰、深灰色中薄層藻紋層狀含生粒灰泥石灰?guī)r或白云巖化含生?；夷嗍?guī)r,具帳篷狀構(gòu)造,半球形疊層石等。潮上帶為泥云巖或頁巖、泥云巖互層,水平層理,有龜裂礫片或硬石膏化粗晶灰?guī)r,無化石,表明沉積物曾經(jīng)暴露出表，氣候干旱，這是典型的向上變淺的潮坪沉積。而最后一個旋回發(fā)育不全,僅有潮下沉積,潮上與潮間的沉積由于海平面下降暴露地表遭受剝蝕而缺失，頂部由于風(fēng)化淋濾作用形成微喀斯特地貌,風(fēng)化甚者呈爐渣狀。這種風(fēng)化淋濾具有清楚的分帶特征,頂部甚者呈爐渣狀,礫塊間為殘留灰泥充填,向下為密集的下垂溶孔,溶孔內(nèi)充填殘留灰泥和生屑，巖層尚可見層理,向下溶孔稀疏,層理清楚,再下溶孔消失,巖層恢復(fù)正常,

7、這是一種典型暴露特征。綜上所述,和州組為典型潮坪環(huán)境。4爐渣狀灰?guī)r的特征爐渣狀灰?guī)r主要分布于巢北和州組上部，呈灰色，灰綠色，巖層上下界面清楚，但內(nèi)部層理被破壞，巖石由灰?guī)r礫塊和泥灰質(zhì)兩部分組成，由于風(fēng)化剝蝕作用，泥質(zhì)部分常流失，而灰?guī)r礫塊因抗風(fēng)化力強常凸出于層面之上，形似爐渣狀，角礫之間充填有綠色，紅色富含鈣質(zhì)的粘土物質(zhì)。角礫的粒度極為懸殊，大的直徑達1030厘米.小的僅為數(shù)厘米，形狀極不規(guī)則，但多數(shù)外緣輪廓圓滑，角礫基本沒有位移，但是不具定向排列，又無后期水動力改造的痕跡。故此角礫成因顯然不是水流沖積造成的，而應(yīng)為沉積物成巖后露出地表經(jīng)風(fēng)化剝蝕作用形成?；?guī)r礫塊下部生物擾動程度減輕，潛穴構(gòu)造

8、明顯，層理未曾全部破環(huán)，穴孔大小均勻，孔徑垂直層面分布，孔深最大可達5厘米，沒有切穿底層面，潛穴孔與宿主巖接觸界線清楚，接觸邊有黃鐵礦晶粒和黑色有機質(zhì)組成的黑色邊圈，潛穴孔內(nèi)充填物為泥灰質(zhì)及生物碎屑。顯微鏡下，下部潛穴少，向上增多，到頂部生物擾動程度達到最大，構(gòu)成垂向上擾動程度增大的層序。生物擾動后，巖石結(jié)構(gòu)受到破碎，具明顯的鉆孔現(xiàn)象，有潛穴構(gòu)造，內(nèi)部的充填物與宿主灰?guī)r之間碳酸鹽微相及化學(xué)成分都有明顯區(qū)別，如宿主灰?guī)r的CaO含量為55%左右,而充填物的CaO含量為40%左右;宿主灰?guī)r的MgO含量為1%左右,而充填物的MgO含量為0.1%左右。宿主灰?guī)r主要為含有孔蟲類，蜓類，軟體生物海百合等碎屑

9、的微晶灰?guī)r，而充填物主要為含海百合生物碎屑的細晶灰?guī)r。對于化石及遺跡相的研究說明，填物和宿主巖是在不同的時間不同的環(huán)境下形成的，二者具有不同的微相特征及礦物成份。5工程地質(zhì)問題及處理方法按照巖石風(fēng)化深淺和特征，將巖石風(fēng)化程度劃分為：未風(fēng)化，微風(fēng)化，弱風(fēng)化，強風(fēng)化和全風(fēng)化。和州組爐渣狀灰?guī)r遭到風(fēng)化以后，其強度降低，巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造一般保存完好，僅部分遭到破壞，風(fēng)化裂隙發(fā)育，裂隙風(fēng)化嚴(yán)重。風(fēng)化的角礫之間含有松散物質(zhì)，部分巖石被裂隙劃分為小塊狀。敲擊聲不夠清脆，用鎬難以挖掘，需要巖心鉆鉆進爆破開挖。因此該部分的風(fēng)化程度可以劃分為弱風(fēng)化。其下部巖體結(jié)構(gòu)基本不變，完整性好，風(fēng)化裂隙少，顏色基本沒變，敲擊聲清脆，需要爆破開挖，可以劃分為微風(fēng)化生物及風(fēng)化作用使得和州組爐渣狀灰?guī)r的完整性遭到了破壞，巖體的強度變低，同時使得巖體的工程性質(zhì)