华北某水库大坝廊道沉淀物的物质成分和其成因研究.pdfVIP

1004—9665／2000／08(增刊)一0340-03Journa／D，EngineeringI程地质学报 Geology 华北某水库大坝廊道沉淀物的物质成分及其成因研究 曲永新张永双 (中国科学院地质与地球物理研究所地质工程中心北京 100029) 1引言 本次研究主要采用X_射线衍射分析(XRD 华北某水库大坝在多年的运营过程中在主廊道 法)、差热分析(TDA法)、扫描电子显微镜和能谱分 和排水廊道内产生了大量颜色不同、性质性状和成 析(SEM法)、岩石化学分析、盐类和土壤化学分析 分各异的沉淀物。查明这些沉淀物的物质成分和形 等测试方法对从廊遭排水沟中采集的13个样品进 成机理，对于大坝运营过程中坝基水岩相互作用状 行了测试分析，结果如表1、2所示。根据宏观性状和 况的认识和坝基混凝土材料变化的监测以及工程处 微观分析结果，可将廊遭沉淀物分为五种类型。各类 理措施的选择等具有重要的指导意义。 沉淀物的性状、物质成分和微结构的研究结果如下： (1)多孔状硬质盐类沉淀物 2沉淀物的宏观特征和测试结果分析 这类沉淀物仅存在于x岛坝主廊道中，外貌似 疏松多孔状“泉华”。主要矿物成分为方解石，但其存 在形式有两种，一种为直径50～】50#m的球状，且 2．1 沉淀物的宏观特征 HCOs一一ca“水环境下化学或生物化学作用的产 从主廊道和排水廊道中采集的沉淀物样品，性 物，钙质球可能为CaCOs生物残骸f另一类为直径 质和性状都极其复杂。沉淀物的颜色有墨黑色、深黑 30～60,um的方解石粉晶颗粒。在沉淀物中还有极 色、深灰色、浅灰色、白色、棕色、土黄色和乳白色等。 少量的针状文石，它是方解石的同质异相体，在常温 一般地，黑色、深灰色常与有机质含量有关，有机质 常压下不稳定，易转化为方解石。由于钙质球和方解 含量越高、颜色越黑，但所采集样品中染手的墨黑色 石颗粒间存在胶结作用，因而这类沉淀物表现出较 物质不是有机质，而可能与氧化锰有关。棕色、红色 硬的性状。 和蛋黄色常是含游离氧化铁的标志，很多大坝排水 (2)灰色、棕色、土黄色松软粉质“自垩”沉淀物 孔中常有这种物质的形成。从物质性状看，沉淀物既 这种沉淀物分布在53坝主席道、36坝主廊道、 有疏松多孔类似“泉华”的硬块和疏松多孔、极松软 18坝主廊道、45坝排水沟和Q。坝主廊道等五处。 的粉状物，又有不同颜色的硬质。结皮”，还有不软不 此类沉淀物宏观上主要表现为质地极为松软的粉状 硬的灰白色粉状团块。上述特征预示着大黑汀水库 物。在物质成分和微结构上表现为由极细小的泥晶 大坝的廊道沉淀物成分、结构是极其复杂的，这些复 方解石(1pm)所组成的聚集体(直径10～50邮)， 杂的成分和结构是常规的土工试验方法和简单的化 在疏松多孔状架空体系中可见环状、棒状、蜂房状、 学分析方法无法查明的，必须采用较为系统的矿物 片状沉淀物，类似藻类残骸，它们可能是钙质环境的 学和盐类、土壤、岩石化学分析方法进行综合测试， 生物化学沉淀物。由于其成分、微结构、性状等与天 并借助相关的理论予以解释和评价。 然海洋静水环境形成的白垩没有什么区别，因此我 们暂称其为“白垩”，在这种“白垩”沉积中也往往伴 曲永新等：华北某水库大坝席道沉淀袖的物质成分及其成因研究 生少量方解石、白云石粉