花岗岩类岩体热液蚀变岩带的分带性及力学特性研究

The the dam foundation altered rock mass in Yalongjiang Mengdigou hydropower station was as the main research object, systematic investigate the development and distribution of the altered rock、derivation、combination and zoning of altered rock zone, combined with regional dynamics background to analysis the tectonic mechanism and geological pattern of the formation alteration rock zone. Use the rock and mineral test methods of rock thin section analysis and X ray diffraction to study on the mineralogical characteristics of alteration rock zone and its zoning，then divide the alteration types of engineering geological characteristics, respectively classify the engineering geological of fault type and densed fracture type of alteration rock zone, establish the engineering geological classification system of hydrothermal alteration rock zone. The methods as rebound、point load、 acoustic wave、uniaxial compression test、conventional three axial compression test、indoor and in-situ direct shear test、 rigid bearing plate deformation test were used to test physical property of different types of altered rocks, and then study on the alteration effect and mechanical properties of various altered rocks. Focused on the study of integrated deformation modulus of hydrothermal alteration rock zone, which had lithological combination of soft and hard interphase, put forward the research method of integrated deformation modulus of altered rock zone. The research results had important theoretical significance on engineering geological characteristics of hydrothermal alteration rock, and had important practical significance to large engineering project.

本项研究以雅砻江孟底沟水电站坝基蚀变岩体为主要研究对象，系统调研蚀变岩发育分布、蚀变岩带派生及组合及分带性特征，结合区域动力背景，分析蚀变岩带形成的地质构造机制及地质模式。采用岩石薄片分析、X射线衍射等岩矿测试方法，研究蚀变岩带的岩石矿物学特征及其分带性，进而划分蚀变岩带的工程地质性状类型，分别对断层型蚀变岩带及裂隙密集型蚀变岩带进行工程地质分类，建立热液蚀变岩带的工程地质分类系统。采用回弹、点荷载、声波测试、岩石单轴压缩试验、常规三轴压缩试验、室内直剪试验、现场直剪试验、刚性承压板法变形试验等试验手段，系统测试不同类型蚀变岩的物理力学性质，研究蚀变对岩石力学性质的影响及各类蚀变岩的力学特性。着重研究具有软硬相间岩性组合的热液蚀变岩带的综合变形模量，提出蚀变岩带综合变形模量的研究方法。成果对热液蚀变岩的工程地质特性研究具有重要的理论意义，对大型工程建设具有重要的实际意义。

花岗岩类岩体热液蚀变作用引起岩石的矿物成分、结构构造发生改变，进而对岩石的物理力学性质产生影响，尤其是高岭石、蒙脱石等粘土化蚀变，可极大地削弱岩石物理力学性质，从而形成地质体中相对软弱带，对工程岩体的稳定性带来重大影响，成为中国西部重大工程建设的技术难题之一。由于热液蚀变岩带具有分带发育特征，不同分带蚀变岩因的蚀变类型、矿物组成及结构构造等的差异，其力学性质也具较大差异，因此蚀变岩带综合力学参数的确定是一个值得深入研究的问题。本项研究以雅砻江孟底沟水电站坝基蚀变岩体为主要研究对象，在系统调研蚀变岩发育分布及其派生、组合特征基础上，结合区域动力背景，得出热液蚀变期的构造应力场为EW-NWW向水平挤压应力状态，并建立了蚀变岩带形成的地质构造机制及地质模式；根据蚀变断裂规模，将蚀变岩带分为断层性蚀变带和裂隙型蚀变带。根据宏观地质特征及岩石学特征，将蚀变岩带分为石英脉带、硅化蚀变带、强交代弱粘土化带、弱交代强粘土化带、热接触软化带五个分带，采用岩石薄片分析、X射线衍射手段，得到了蚀变岩各分带的岩石矿物学特征。采用回弹、点荷载、声波测试、岩石单轴压缩试验、常规三轴压缩试验、刚性承压板法变形试验等手段，系统测试了不同类型蚀变岩的物理力学性质，研究了蚀变对岩石力学性质的影响，得出了各类蚀变岩的力学参数。根据蚀变岩的粘土化蚀变程度及相应的力学性质，将蚀变岩带的工程地质类型划分为S1、S2、S3、S4四类，并建立了相应的划分标准。根据蚀变岩宏观地质特征及声波波速、强度、变形性质，建立了花岗岩类热液蚀变岩的工程地质分类系统。在岩体声波与变形模量相关性回归分析基础上，采用算术平均法、加权平均法、未确知数学法计算了典型蚀变岩密集带的综合变形模量，提出了具有软硬相间岩性组合热液蚀变岩带的综合变形模量计算方法。成果对热液蚀变岩的工程地质特性研究具有重要的理论意义，对大型工程建设具有重要的实际意义。