巖石勘察中的部分難點及分析

摘要：巖土工程勘察中，巖石成因的多樣性及其構造的復雜性，給巖石的工程勘察帶來了一定難度，尤其當遇到一些特殊的巖性及構造，準確分析其成因及構成特性對于工程勘察及設計施工都有很大意義。該文正是通過實際工程中遇到的難點進行分析，總結各種構造成因。

關鍵詞：地質構造 斷裂帶 巖石 工程勘察

中圖分類號：G4 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）01（b）-0-02

在巖石區進行工程地質勘察時候會碰到相鄰鉆孔巖石特性出現突變，因為一般巖層表面有較厚四系覆蓋層，這對于巖層異常的成因分析以及鉆孔間漸變點的推測增加了一定難度，需結合鉆孔中巖芯各種性質及地表出露巖石等特性綜合分析。

1 巖石勘察在巖土工程勘察中的難點

礦物是在地殼中受各種不同地質作用，所形成的具有一定化學組成和物理性質的單質或化合物，它具有一定的化學成分和結構特征。巖石是多種天然固態礦物的集合體。由于構成巖石的礦物、構造以及形成年代千差萬別，而且在工程地質勘察中，各種巖石的點并不像粉土、粉質黏土等土類特點明顯，這些都給巖石的工程地質勘察造成了很大的難度。

2 巖石區巖土工程勘察中遇到的部分難點及分析

2.1 中等風化至微風化石英巖與強風化至全風化花崗巖互層

花崗巖，火成巖的一種，在地殼上分布最廣，是巖漿在地殼深處逐漸冷卻凝結成的結晶巖體，主要成分是石英、長石和云母。

石英巖，石英巖是一種主要由石英組成的變質巖（石英含量大于85%），是石英砂巖及硅質巖經變質作用形成。一般是由石英砂巖或其他硅質巖石經過區域變質作用，重結晶而形成的。也可能是在巖漿附近的硅質巖石經過熱接觸變質作用而形成石英巖。

由于花崗巖是火成巖，主要成分為長石、石英，其形成過程主要是火山噴發形成，一般情況下會形成厚層～巨厚層結構，且火山在噴發過程中，會由于物理作用將花崗巖一般會以侵入巖形式形成大面積花崗巖區。故一般情況下花崗巖下部基本不會出現其他類別巖石。

但在某次巖土工程勘察中，出現了中等風化～微風化石英巖與強風化～全風化花崗巖互層，如圖1。

在圖1剖面圖中，花崗巖區出現了石英巖，且與花崗巖形成互層形式交替出現。而且在巖土工程勘察過程中剖面圖左側出現了中等風化泥質砂巖與中等風化礫巖互層結構，可見此處地質環境非常復雜，在歷史上曾經經歷過復雜的地質運動。根據巖土工程勘察成果分析，首先剖面圖右側中等風化～微風化石英巖與強風化～全風化花崗巖互層地層，在火山噴發過程中次此處多裂隙石英巖，在噴發過程中，巖漿侵入裂隙，由于石英巖硬度較大，耐高溫，在侵入過程中巖漿很難大面積侵入，于是便在石英巖裂隙中形成花崗巖，與石英巖形成互層形式構造。由于石英巖抗風化作用較強，在歷史風化過程中，花崗巖首先風化為強風化～中等風化狀態，石英巖仍處于微風化～中等風化狀態。其次剖面圖左側中等風化泥質砂巖與中等風化礫巖互層結構地層，泥質砂巖與礫巖同為沉積巖，此處成因即為歷史沉積成巖過程中分層沉積成巖，形成此處地層結構。由于左右兩側地層存在突變構造，故推測在突變勘探孔之間有斷裂帶存在。

2.2 中等風化粉砂巖中出現中等風化石灰巖夾層

粉砂巖，是主要由粉砂碎屑組成的一種沉積巖，粉砂巖的碎屑組分一般比較簡單，以石英為主，長石和巖屑少見，有時含較多的白云母。除粉砂以外其他由砂、粘土或化學沉淀物組成。

灰巖，是主要由方解石粉粒構成的一種碳酸鹽巖，是一種沉積巖。一般含有白云石、黏土礦物及碎屑礦物，一般顏色為灰白、灰黑等。結構較為復雜，有碎屑結構和晶粒結構兩種。碎屑結構多由顆粒、泥晶基質和亮膠結物構成。

就形成過程而言，粉砂巖多形成于河漫灘、湖泊、三角洲和海洋的叫深水部位，為流水緩慢或有具體沉積環境的地域。灰巖為淺海相沉積，按成因碎屑結構灰巖主要由流水搬運、沉積而成，晶粒結構灰巖主要為經生物化學作用，緩慢沉積而成。

根據兩種巖石成因，兩種巖石雖同為沉積巖，但卻是在不同的沉積環境下沉積而成的。故一般情況下，粉砂巖結構中不會出現灰巖結構，但在巖土工程勘察中，在巨厚層結構粉砂巖中出現了灰巖夾層。如圖2。

推測成因，根據現場勘察和實驗分析，本次巖土工程勘察中所勘探出灰巖為碎屑結構灰巖，含碎屑結構較多，且與一般灰巖不同的是，本次所勘探出灰巖中含少量長石。故經過分析推測本地區原為多沉積環境，并且屬于遠古陸海交界地帶。在沉積成巖過程中，粉砂巖與灰巖同時在毗鄰狀態下沉積成巖。在歷史變遷過程中，由于構造運動，使原來橫向結構的粉砂巖與灰巖變為了縱向結構，于是在巖土工程勘察過程中出現了在巨厚層結構粉砂巖中有灰巖夾層。

2.3 鉆孔中巖芯全部為石灰巖，相鄰兩側鉆孔分別出現泥巖及粉砂巖

泥巖，一種由泥巴和黏土固化而成的沉積巖，其成分與構造和頁巖相似但較不易碎。弱固結的黏土經過中等程度的后生作用，如擠壓作用、脫水作用、重結晶作用及膠結作用等，即可形成強固結的泥巖。泥巖是已固結成巖的，但層理不明顯，或呈塊狀，局部失去塑像，遇水不立即膨脹的沉積型巖石。石灰巖及粉砂巖成因以及構造已在上節中論述，三種巖石均為沉積巖，根據其構造成因，均會在其橫向構造上形成大面積區域，而在本次巖土工程勘察中，相鄰三孔出現了三種截然不同的巖性。如圖3。根據工程資料，在本次巖土工程勘察中，泥巖南側為灰巖，而北側為礫巖，且風化嚴重，為半生巖狀態，將這些工程資料結合綜合分析推測此區域構造成因。首先粉砂巖與灰巖其構造形式與第二節類似，推測為不同環境臨界區域沉積而成。而泥巖位于灰巖另一側，同時泥巖另一側為半生礫巖，而泥巖即為半生巖。故推測在構造形成過程中，初期半生礫巖與泥巖為縱向結構，且礫巖在泥巖上層，在地質運動中，由于構造原因，使原來的縱向結構變為橫向結構，并在與灰巖臨界處形成巖性突變，推測地質構造歷史中此處曾有斷裂帶出現，形成現如今奇特地質構造。

3 結語

在巖土工程勘察過程中，所遇到的巖土構造千變萬化，特別是巖石構造，以上所選取均為在巖土工程勘察中所遇到的略有別于一般情況下的巖石構造，而其成因也僅是根據以往工程經驗及巖土工程勘察資料推測而得，至于其真正的成因，在數億年的地質歷史中，肯定經過的數千萬次物理的化學的以及其他等等各種原因才形成了如今五彩繽紛的地質構造奇觀。

但在巖土工程勘察中，力爭更加真實的還原真相，這對于工程的施工、設計都有很大的現實意義。如以上成因推測中有部分工程推測有斷裂帶存在于巖土工程勘察場區內，這對于工程的施工、設計都提供了很大的幫助。

相信在以后的巖土工程勘察中會遇到比以往更多的特殊地質構造，但是隨著巖土工程勘察的經驗積累，科學技術的不斷發展，對于成因真相的揭露，會理我們越來越近。

參考文獻

[1]陳新民.巖土工程勘察[M].中國建筑工業出版社，2005.

[2]維蒙內爾·布吉斯.巖石與礦物[M].湖北教育出版社，2009.

[3]徐夕生.成巖巖石學[M].北京：科學出版社，2010.