泥化

冶金工程学科术语

一种中、低温热液蚀变作用。主要为粘土化作用和绢云母化作用，常分布在蚀变带的上部。

简介

围岩主要为各种富含铝硅酸盐的岩浆岩。在蚀变过程中，矿物分解和钙、铁等基性组分强烈被淋滤，产生由高岭石、蒙脱石、绢云母(有时为白云母)和石英等组成的岩石。当蚀变矿物主要为蒙脱石，可称蒙脱石化(montmorillonitization)。

与泥化有关的矿床，如斑岩铜矿床、斑岩钼矿床、热液赤铁矿矿床、萤石矿床、高岭土矿床等。

针对贵州某地高铁泥化钼铅矿的特点,采用硫化-黄药浮选方法进行了钼铅矿的浮选回收试验。试验研究结果表明采用硫化法能够有效实现钼铅矿的浮选,六偏磷酸钠的添加能够改善矿浆的分散性能,钼铅矿捕收剂以异戊基黄药效果最好,添加煤油能够增强钼铅矿表面的疏水性,加温浮选能够明显改善硫化效果和浮选指标。采用该浮选工艺成功进行了工业试验,在给矿钼品位为0.67%条件,浮选精矿钼品位可以达到5.8%,回收率达到76%。

随着我国经济建设的发展，水利建设、矿山建设和道路工程等都碰到过粘土岩、泥岩、页岩的泥化或崩解问题。特别是葛洲坝水利工程的建设，掀起了粘土岩软化、泥化问题的研究高潮。在葛洲坝坝基开挖过程中，不断揭露出粘土岩层中夹有厚薄不等．延伸范围较广的柔软似泥的夹层一泥化夹层，其强度远低于未泥化的粘土岩。他们的存在及其演化规律对坝基稳定性的影响无疑是十分重要的，因此对他们的研究也就十分广泛，而其泥化成因演化规律更是需要研究的课题。

粘土岩的水理特性

1 失水对软岩稳定性的影响

现场和室内观测都表明，当新鲜粘土岩等(一般称之为软岩)开挖出来并立即浸人水中时，即使浸泡许多天也可以保持原状不崩解，不崩裂。但当此类软岩在大气中脱水或稍稍失水后再浸入水中时，就可能发生不同程度的崩裂或崩解，这种崩解和崩裂明显与软岩中的粘土矿物成分有关。

2 粘土矿物成分及含量对软岩水稳定性的影响

崩解试验表明．尽管试样都含有胀缩性粘土矿物一蒙脱石，但蒙脱石含量的多少对崩解程度有着直接的影响。在石英、长石等非粘土矿物含量大致相等的328#，41 ，43 ，和808#4样中．蒙脱石含量超过伊利石与高岭石之和的328#和8O样都崩解为碎屑堆积，而伊利石与高岭石之和明显大于蒙脱石的41样虽也崩解，但较前两样轻微，而蒙脱石含量约为伊利石与高岭石之和的一半的43样则仅有少许脱落。表明了蒙脱石对崩解性状的影响要明显大于非胀缩性矿物伊利石和高岭石。从非粘土矿物总量约为35%-38%的81 ．81 及816#3样来看，蒙脱石含量占优的前两样皆崩解成碎屑，而伊利石与高岭石占优的81 样则崩解成碎块。81 与432 样相比，前者非粘土矿物含量虽然高于后者，非胀缩性粘土矿物含量也明显低于后者，后者理应有更强的崩解性状，事实是前者的崩解性状更强烈，原因仅仅是前者的胀缩性粘土矿物较后者高一些。总之，从崩解试验结果可以明显看出，试样的崩解性状与其所含胀缩性粘土矿物蒙脱石有直接关系。

3 结构扰动对软岩吸永泥化形成的影响

所谓结构．一是指岩体完整性受到扰动和破坏的宏观结构，如地质构造运动、人类工程活动等造成岩体中的各种断层、断裂节理、裂隙等。二是肉眼看不到的、但在高倍显微镜下可以观察到的微裂隙，颗粒排列特征等的细观或微观结构。

岩体在未受扰动时是完整致密的．对粘土岩类来说，是不透水的。在天然状态下．埋藏于地下的岩体内是不会产生泥化或崩解的。已有的有关粘土岩的泥化研究资料表明，泥化物的天然含永量、容重、或干密度都与相邻的具有同样物质组成的未泥化物明显不同：含水景高．容重、干密度小口，且都处于岩体受地质构造运动造成的破裂面或错动带上．充分说明构造运动造成的破裂结构对软岩吸水泥化的重要性。

室内模拟试验研究亦表明，粘土岩块在直剪试验后的破裂带上的含水景提高，且随着上下层的相对位移的增加而增加。当相对位移量足够大时，含水量可超过岩块的塑限，表明岩层破裂且产生相对错动时，可吸水形成泥化物。

粘土岩的泥化与浸水崩解机理

前面的研究成果为我们讨论粘土岩、泥岩等软弱岩层的泥化和崩解机理提供了启示。当原来处于力学平衡状态的软弱岩层由于地质构造运动或人类工程活动的作用，可能出现如下几种情况。

(1)软弱岩层沿层间界面破裂并发生层间大位移错动。

(2)软弱岩层闻界面局部破裂，但不发生层间大位移错动。

(3)岩层断面暴露在大气中。

前两种情况出现在深埋的地下，后一种情况常出现在人类的工程活动申，如洞室开挖。但不论哪一种情况，软弱岩层的泥化都有一个共同的经历，即失水-吸水-泥化或崩解。

总结

研究讨论表明．粘土岩类软弱岩层的泥化或浸水崩解，都须经历3个过程：

①必须有一个宏观的结构破坏过程，为进一步的泥化或崩解创造一个活动空间；

②接着有一个软岩失水过程，此过程可长可短，但失水产生的不均匀收缩，必须大于岩石的抗拉程度，促使细观尺度上的岩体结构扰动和拉裂损伤，或层间错动产生错动带内岩体结构的进一步破碎；

③吸水彩胀造成受损岩体的崩解或泥化过程，此过程中．破损岩体吸水使粘土矿物水化，造成岩体不均匀膨胀并进一步拉破裂岩体，并使其粘土矿物进一步水化，逐步使受损软岩形成高含水量的泥化物。在整个泥化过程中，实际上是岩体结构不断受到宏观破坏、扰动逐步过渡到微观破坏、扰动的过程，随着结构扰动的深化(微结构扰动)亲水性粘土矿物充分水化形成最终的泥化物。

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