[发明专利]一种岩石风化深度的测定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种岩石风化深度的测定方法，特别是针对岩石风化作用初期始于岩石破裂面的显微风化深度的测定方法。

背景技术

岩石风化深度是外营力自岩石表层向岩石内部延伸作用形成的不可恢复的破坏深度。岩石风化深度越大，所遭受的破坏程度越高，地貌演变的程度也就越为强烈；岩石风化深度不断加大的过程即为岩石破碎与土壤形成的过程，岩石的风化深度越大，岩石的成土过程就越彻底；破碎的岩石表面和土壤为植物提供了生存的场所和营养来源，岩石风化的深度越大，当地植物的生长就越为繁盛，植物繁盛为动物提供了食物和生存条件，当地的动物也随之繁盛起来，岩石风化深度的加大，也会带来崩塌、滑坡一类次生山地灾害的隐患。因此，岩石风化深度的大小，是影响当地生态环境的重要因素之一。岩石风化对岩石的破坏作用还表现在降低了岩石自身的强度，这一点对于以岩石为基础或者以岩石为材料的建筑工程十分重要，岩石风化深度越大，岩石的强度越低，建筑工程的持久稳定性就会越差。对于石质文物而言，岩石风化深度越大，石质文物遭受破坏的深度也就越大。

研究证明，同一类岩石或矿物在相同或相似的气候条件和地形地貌条件下，风化深度是相同或相似的；在不同的气候条件和地形地貌条件下的风化深度是不同的；在相同的气候条件和地形地貌条件下，不同类型的岩石或矿物的风化深度也是不同的。岩石风化深度的测定，对地貌科学、环境科学、生物科学、石质文物研究等学科以及建筑工程的稳定性评价等技术领域都具有重要的科学意义和应用价值，因而越来越受到相关技术领域的重视。

目前通常采用的岩石风化深度的测定方法，主要是基于风化前后岩石的结构、强度及成分的变化差异，采取物理检测、成分检测或表面强度检测等技术手段进行测定。现有的测定方法主要有：

1、根据岩石表面回弹值随深度的变化规律，确定岩石的风化深度；

2、根据岩石表面针刺硬度随深度的变化规律确定风化深度；

3、根据岩石风化前后化学成分变化规律提出的化学风化指数来确定风化深度。

上述测定方法或者是定性的，或者是间接的。到目前为止，尚没有一种可以令人满意的定量测定岩石风化深度的方法。

发明内容

本发明提供了一种岩石风化深度的测定方法，利用首次发现的岩石破裂面显微风化特征即分布于岩石破裂面的微裂隙带对风化深度作出了明确的定义，采用显微观测技术、摄像技术和图像处理技术，实现了对所述岩石风化深度的定量测定，测定方法容易掌握，测定结果准确。

一种岩石风化深度的测定方法，其特征在于所述风化深度是指岩石破裂后在破裂面内侧产生的微裂隙和/或微裂隙带在风化作用下向岩石内部延伸的垂直距离，所述破裂面为岩石的原始破裂面，亦为岩石风化作用的起始面，起始面上的每一个点均为风化作用的起始点，所述微裂隙和/或微裂隙带向岩石内部延伸的最前端，即微裂隙或微裂隙带的延伸前缘为风化作用终止点，在所述破裂面的垂直切面上，自所述起始面至所述微裂隙带内任一点的垂向直线距离为该点的风化深度，自所述起始面至所述终止点的垂向直线距离为最大风化深度，所述方法包括以下步骤：针对选定岩石和/或选定矿物采集岩石样品，通过沿所述破裂面的垂向切面或夹角为65-90°的切面进行切割制备检测样品，通过显微技术对检测样品的微裂隙或微裂隙带进行微观观察，通过摄像技术和图象处理技术针对检测对象进行成像和图片处理，定量测定所述选定岩石和/或所述选定矿物的所述岩石风化深度。

所述选定岩石是根据检测目的需要选定的，作为所述岩石样品采集对象的岩石，所述选定矿物是指所述检测样品中处于所述岩石破裂面边缘的作为检测对象的矿物，是所述微裂隙发育规律性强的矿物，所述检测对象是所述检测样品中所述选定岩石本身和/或选定矿物。

所述选定岩石优选为花岗岩类岩石，所述选定矿物优选为花岗岩类岩石中的长石。

所述方法检测样品风化深度小于5mm。

所述岩石样品包含一个或多个所述岩石原始破裂面且所述岩石原始破裂面保存完好，岩石无棱角磨损，破裂面表层无矿物颗粒脱落现象、无溶蚀现象。

所述检测样品是对所述岩石样品经过切割、磨制过程制作的，符合显微技术要求的薄片、光片或光薄片，是所述破裂面的垂向切面，所述切面与所述破裂面的交角为65°-90°，每个所述检测样品包含一个或多个所述破裂面。