武汉市碳酸盐岩天兴洲条带砂化白云岩成因机理及其工程特性

摘要

武汉市碳酸盐岩天兴洲条带，发育一套巨厚层砂化白云岩.为查明该岩层的成因及工程特性，采用构造调查、薄片鉴定、X射线衍射试验（X-ray diffraction,XRD）、X射线荧光光谱分析试验（X-ray fluorescence,XRF）、颗粒分析试验、饱和单轴抗压强度试验等多种方法，对砂化白云岩成因及其工程特性进行深入研究.结果表明：研究区位于3条断裂之间，且地层出现倒转现象，表明该区域在印支期所受的挤压应力及燕山期所受的张拉应力非常强烈，区域构造特征及显微镜下照片也佐证了这一观点；砂化程度越强烈，白云石矿物含量就越低，而石英石及黏土矿物含量则越高；CaO、MgO等主量化学成分迁移演化特征与白云岩砂化过程呈一定的负相关性，而SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃等主量化学成分则与之呈一定的正相关性.综上所述，研究区内砂化白云岩及其不均性特征的成因机理可以从“宏观构造动力作用”、“细观矿物结构组成”和“微观化学成分变迁”3个层面予以概括.砂化程度对白云岩饱和单轴抗压强度影响极大，其在砂化阶段“微-弱、微-中、微-强”的降幅分别可达38.6%、68.1%、90.0%，且呈幂函数关系；由此，拟合得到（5）₁全砂化极破碎白云岩的饱和单轴抗压强度标准值为1.3 MPa，解决了全砂化白云岩难以制作标准岩样进行室内试验获取岩体力学参数的工程难题.

关键词

武汉市碳酸盐岩天兴洲条带 / 砂化白云岩 / 成因机理 / 工程特性 / 工程地质