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摘要
遇水快速分解的凝灰岩对矿区勘查钻井等工作带来不利,有必要研究凝灰岩的相关性质及快速分解原因,为涉凝灰岩工程应用提供参考。使用XRF、XRD、SEM、ICP-MS及化学实验等方法,对贵州贞丰县皂凡山凝灰岩的分解机理进行了研究。结果表明:1)凝灰岩的主要矿物成分是石英、白云母、黄铁矿、金云母及高岭石,导致凝灰岩遇水快速分解的物质因素为云母和高岭石。2)凝灰岩内广泛存在微片层结构,这些片层结构具有强亲水性黏土的典型微观结构。凝灰岩内部孔隙、裂隙发育。微片层结构与孔隙裂缝均有利于水分在凝灰岩内部扩散与运移,也是凝灰岩快速分解的重要原因。3)凝灰岩中黄铁矿氧化生成硫酸及硫酸盐,ICP-MS测试表明有大量离子在水中快速溶出,溶出也对凝灰岩分解起促进作用。4)钾盐、铵盐及硅酸盐对皂凡山凝灰岩具有显著的离子交换改性稳定作用,碳酸盐/碳酸氢盐具有显著的促进分解作用。钾离子等阳离子的离子交换稳定作用不及碳酸阴离子的促分解作用。富含具有微片层结构的强亲水硅酸盐矿物及硫酸盐溶解是皂凡山凝灰岩快速分解的主要原因。
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