磷块岩的岩爆碎屑细观分析与岩爆演化研究.pdf
· 试验研究 · IMP化i矿物与加I 2017年第 5期 文章编号 ：1008—7524(2Ol7)05—003405 磷块岩的岩爆碎屑细观分析与岩爆演化研究 吝曼卿 。，张 电吉 ，潘 登 。，倪小山 ，习本军。，杨丹丹 (1．武汉工程大学 资源与土木工程学院，湖北 武汉 430073； 2．湖北兴发化工集团股份有限公司 ，湖北 宜昌443700； 3．武汉理工大学 土木工程与建筑学院，湖北 武汉 480070) 摘要：通过调查某磷矿的岩爆现场 ，并利用扫描电镜对磷块岩的岩爆碎屑进行细观分析 。研究 了岩爆 的细观演化。 研究结果表 明：1)磷块岩岩爆碎屑的细观结构均较致密 ，岩爆碎屑板面主要呈张拉破坏特性 ，岩爆碎屑边缘断 口主要 呈张剪破坏特性 ；2)岩爆碎屑板面因受相邻岩体板面 的相互挤压作用而呈断口表面的微小塑性变形特性 ，在碎屑边缘 断 口的交叉面附近 因受应力集 中作用而产生部分塑性变形 ；3)当岩体 中存在优势裂纹时，岩体受优势裂纹作用产生沿 晶断裂张剪破坏；当岩体 中无优势裂纹时，岩体主要受压剪作用下 的穿晶破坏 ；4)可将磷块岩的岩爆细观演化过程划 分为岩体沿切 向方 向上的张拉破坏 阶段 、优势裂纹引发沿 晶断裂致张剪破坏 阶段或无优势裂纹时板面 间的挤压 引起 塑性变形阶段、岩体应力集中产生塑性变形致使裂纹源的产生与贯通失稳阶段 关键词 ：磷块岩 ；岩爆碎屑 ；断 口形貌 ；岩爆 演化 中图分类号 ：TD3l3 文献标识码 ：A 0 引言 生 、扩展 、贯通等动态破裂机理，建立了岩石微观 磷块岩是我国磷矿的主体 ，它既是制造磷肥 、 形貌与岩石断裂间的联系[7lo]。 保障粮食安全的重要物质 ，又是精细磷化工的物 目前 ，对岩爆机理的研究 ，国内外研究者大多 质基础 ，具有不可替代性 ¨]。由于多年 的磷矿开 集 中于对花 岗岩、白云岩等硬脆岩体的岩爆机理 采 ，浅层磷资源已逐渐枯竭 ，矿山企业不得不转 向 研究口 ]，而对磷块 岩 的岩爆 机理 研究甚 少 ，因 地下 中深部开采。随着开采深度 的增加 ，深部磷 此 ，研究磷块岩在深部地压作用下的破坏特性与 矿体在高应力作用下因开挖扰动作用而产生的岩 岩爆演化机理 ，对实现深部磷矿 的安全开采具有 爆现象愈发明显 ，给深部磷矿的安全开采带来威 现实意义 。此外 ，岩爆碎屑是岩爆发生时最直观 胁 。 的现象[1，利用 SEM 试验对磷块岩的岩爆碎屑 由于岩体在开采破坏过程 中，岩体表面断裂 进行微观形貌观测 ，对研究磷块岩 的岩爆细观演 的细观形貌是 由岩石 的受力情况和细观特征所决 化机制及制定矿山安全开采的岩爆预防措施具有 定 ，因此对岩石破裂面进行细观形貌特征分析 ，能 指导作用。 在一定程度上反 映岩石的破坏模式L2]。扫描电 1 岩爆现场与岩爆碎屑特征 镜 (SEM)自l965年被发明 以来 ，在研究材料 的 湖北兴发集 团瓦屋 Iv矿段的磷矿层赋存于 微观结构方面发挥了巨大作用[5]。近年来 ，研究 震旦系上统陡山沱组第二段 ，属于沉积型磷矿岩 。 者们通过扫描 电镜对岩石断 口微观形貌进 行分 该矿段地质构造 主要受 F1逆 断层影 响，褶皱 构 析，探索岩爆形成 的过程 ，揭示岩爆微裂纹的萌 造不发 育。矿 区开 采 深度 为 十 112．17～ + * 收稿 日期 ：201409—29 基 金项 目：国家 自然科 学基金项 目5
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