[发明专利]一种花岗岩绿泥石化蚀变程度的地球化学判别方法

说明书

本发明公开了一种花岗岩绿泥石化蚀变程度的地球化学判别方法，属地质工程领域。该方法基于岩石矿物成分和全岩微量元素含量，通过地球化学判别，得到花岗岩绿泥石化蚀变程度定量评价指标，为工程勘测、设计和治理提供科学依据。本发明首次将地球化学特征引入到花岗岩绿泥石化蚀变程度判别中，消除岩石矿物组成差异对蚀变程度计算的影响，有效弥补了目前还没有定量判别方法的缺陷，可以适用于典型花岗岩岩体绿泥石化程度计算。计算方法更具新颖性，与传统的定性估算方法相比更具科学性、合理性、创造性和实用性。

技术领域

本发明属于地质工程技术领域，具体涉及一种花岗岩绿泥石化蚀变程度的地球化学判别方法。

背景技术

花岗岩是水利、采矿、交通、国防等行业中的主要研究岩石类型，由其形成的岩石蚀变问题广泛存在于工程建设中，如二滩水电站、小湾水电站、滇藏铁路等重大工程建设中都存在着岩石蚀变问题。绿泥石化是花岗岩中一种常见的蚀变类型，发育广泛。绿泥石化程度高的岩体易于形成工程软弱带，极易引起坝基、边坡、地下洞室和隧道等的变形破坏问题，危及施工人员的安全，同时造成工程投资增大，工期延长等问题。因此，查明花岗岩体绿泥石化蚀变程度，对于确保工程的安全与稳定具有重要的理论意义和工程实践意义。

目前，工程中通常采用肉眼观察、岩矿鉴定、X射线衍射分析(XRD)等方法，定性或半定量估算岩体绿泥石化蚀变程度。这种方法主观因素影响大、影响判定结果的变量较多，难以客观、全面、准确地判别花岗岩绿泥石化的蚀变程度。目前还没有一种定量判别花岗岩绿泥石化蚀变程度的方法。如前所述，岩石蚀变过程伴随着岩石矿物成分的改变，因此也造成地球化学特征的改变。本发明首次将岩石地球化学特征引入到花岗岩绿泥石化蚀变程度地球化学判别中，旨在解决现有技术评价方法单一，人为因素影响大，无法定量评价等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种花岗岩绿泥石化蚀变程度的地球化学判别方法，该方法主要用于工程花岗岩体绿泥石化蚀变的定量判别中。

基于上述目的，本发明采取如下技术方案：

一种花岗岩绿泥石化蚀变程度的地球化学判别方法，包括如下步骤：

第一步：测试花岗岩样品中黑云母和绿泥石矿物成分

采用显微镜对样品薄片进行观察，初步确定岩石矿物组成和矿物含量，观察是否存在绿泥石化蚀变，并初步判定蚀变程度，确定新鲜未蚀变的样品，利用电子探针测定岩石中黑云母和绿泥石主量元素含量；分别计算出黑云母和绿泥石中的Fe/(Mg+Fe)比值，分别记为R_Fe-Bt和R_Fe-Chl；

第二步：岩石样品全岩微量元素分析测试

采用等离子体质谱仪测定样品中全岩微量元素含量，确定稳定元素La、Nd含量和活动元素Mn含量C_trace-Mn，La、Nd含量分别记为C_trace-La、C_trace-Nd；

第三步：计算岩体绿泥石化蚀变程度评价指标

(1)计算蚀变因子f₁

利用活动元素Mn含量C_trace-Mn与稳定元素La含量C_trace-La进行投图，在图中选择第一步中确定的新鲜未蚀变样品点，利用未蚀变样品点之间的相关性定义未蚀变线，从而得到未蚀变线方程，利用新鲜未蚀变的样品得到未蚀变线方程，将其他样品中C_trace-La带入到未蚀变线方程中，计算得到理论上未蚀变样品中Mn含量C_trace-Mn’，利用如下公式计算得到蚀变因子f₁：

f₁＝|C_trace-Mn-C_trace-Mn’|/C_trace-Mn’；