一種巖石風化深度的測定方法

2023-07-09 02:08:21 3

專利名稱：一種巖石風化深度的測定方法
技術領域：
本發明涉及ー種巖石風化深度的測定方法，特別是針對巖石風化作用初期始於巖石破裂面的顯微風化深度的測定方法。
背景技術：
巖石風化深度是外營力自巖 石表層向巖石內部延伸作用形成的不可恢復的破壞深度。巖石風化深度越大，所遭受的破壞程度越高，地貌演變的程度也就越為強烈；巖石風化深度不斷加大的過程即為巖石破碎與土壌形成的過程，巖石的風化深度越大，巖石的成土過程就越徹底；破碎的巖石表面和土壤為植物提供了生存的場所和營養來源，巖石風化的深度越大，當地植物的生長就越為繁盛，植物繁盛為動物提供了食物和生存條件，當地的動物也隨之繁盛起來，巖石風化深度的加大，也會帶來崩塌、滑坡ー類次生山地災害的隱患。因此，巖石風化深度的大小，是影響當地生態環境的重要因素之一。巖石風化對巖石的破壞作用還表現在降低了巖石自身的強度，這ー點對於以巖石為基礎或者以巖石為材料的建築工程十分重要，巖石風化深度越大，巖石的強度越低，建築工程的持久穩定性就會越差。對於石質文物而言，巖石風化深度越大，石質文物遭受破壞的深度也就越大。研究證明，同一類巖石或礦物在相同或相似的氣候條件和地形地貌條件下，風化深度是相同或相似的；在不同的氣候條件和地形地貌條件下的風化深度是不同的；在相同的氣候條件和地形地貌條件下，不同類型的巖石或礦物的風化深度也是不同的。巖石風化深度的測定，對地貌科學、環境科學、生物科學、石質文物研究等學科以及建築工程的穩定性評價等技術領域都具有重要的科學意義和應用價值，因而越來越受到相關技術領域的重視。目前通常採用的巖石風化深度的測定方法，主要是基於風化前後巖石的結構、強度及成分的變化差異，採取物理檢測、成分檢測或表面強度檢測等技術手段進行測定。現有的測定方法主要有I、根據巖石表面回彈值隨深度的變化規律，確定巖石的風化深度；2、根據巖石表面針刺硬度隨深度的變化規律確定風化深度；3、根據巖石風化前後化學成分變化規律提出的化學風化指數來確定風化深度。上述測定方法或者是定性的，或者是間接的。到目前為止，尚沒有一種可以令人滿意的定量測定巖石風化深度的方法。

發明內容
本發明提供了ー種巖石風化深度的測定方法，利用首次發現的巖石破裂面顯微風化特徵即分布於巖石破裂面的微裂隙帶對風化深度作出了明確的定義，採用顯微觀測技術、攝像技術和圖像處理技術，實現了對所述巖石風化深度的定量測定，測定方法容易掌握，測定結果準確。ー種巖石風化深度的測定方法，其特徵在於所述風化深度是指巖石破裂後在破裂面內側產生的微裂隙和/或微裂隙帶在風化作用下向巖石內部延伸的垂直距離，所述破裂面為巖石的原始破裂面，亦為巖石風化作用的起始面，起始面上的每ー個點均為風化作用的起始點，所述微裂隙和/或微裂隙帶向巖石內部延伸的最前端，即微裂隙或微裂隙帶的延伸前緣為風化作用終止點，在所述破裂面的垂直切面上，自所述起始面至所述微裂隙帶內任一點的垂向直線距離為該點的風化深度，自所述起始面至所述終止點的垂向直線距離為最大風化深度，所述方法包括以下步驟針對選定巖石和/或選定礦物採集巖石樣品，通過沿所述破裂面的垂向切面或夾角為65-90°的切面進行切割製備檢測樣品，通過顯微技術對檢測樣品的微裂隙或微裂隙帶進行微觀觀察，通過攝像技術和圖象處理技術針對檢測對象進行成像和圖片處理，定量測定所述選定巖石和/或所述選定礦物的所述巖石風化深度。所述選定巖石是根據檢測目的需要選定的，作為所述巖石樣品採集對象的巖石，所述選定礦物是指所述檢測樣品中處於所述巖石破裂面邊緣的作為檢測對象的礦物，是所述微裂隙發育規律性強的礦物，所述檢測對象是所述檢測樣品中所述選定巖石本身和/或選定礦物。 所述選定巖石優選為花崗巖類巖石，所述選定礦物優選為花崗巖類巖石中的長
yR ο所述方法檢測樣品風化深度小於5_。所述巖石樣品包含一個或多個所述巖石原始破裂面且所述巖石原始破裂面保存完好，巖石無稜角磨損，破裂面表層無礦物顆粒脫落現象、無溶蝕現象。所述檢測樣品是對所述巖石樣品經過切割、磨製過程製作的，符合顯微技術要求的薄片、光片或光薄片，是所述破裂面的垂向切面，所述切面與所述破裂面的交角為65° -90°，每個所述檢測樣品包含一個或多個所述破裂面。在所述巖石樣品採集切割以前在所述巖石原始破裂面塗抹膠質保護層對所述巖石的原始破裂面進行保護，所述膠質保護層的材料為加拿大樹膠、油漆、塗料或石蠟，所述膠質保護層的塗抹方法為直接塗抹或通過浸泡塗抹，所述浸泡為低溫浸泡或高溫浸泡、常壓浸泡或加壓浸泡。ー種直接測定風化深度的方法，採用上述的ー種巖石風化深度的測定方法，針對所述巖石原始破裂面保存完好且所述微裂隙帶包含在同一檢測樣品之中的所述檢測樣品，這樣的檢測樣品包含了巖石風化作用的起止點，可以直接測定所述風化深度，測定結果完
全定量。不同風化深度微裂隙特徵規律體系的建立方法，採用上述的ー種巖石風化深度的測定方法，在定量測定所述風化深度的同時，對不同風化深度的所述微裂隙特徵進行定量測定，並將測定成果積累建立起當地各種巖石或礦物在不同風化深度的微裂隙特徵規律體系，所述微裂隙特徵包括微裂隙的規模、密度、連接貫通特徵和微裂隙中次生礦物的種類和數量，所述規律體系用圖、表形式或文字形式表述。對比分析測定巖石風化深度的方法，其針對所述巖石原始破裂面遭到破壞、所述檢測樣品中巖石風化作用的起始點已經消失的所述檢測樣品，利用上述不同風化深度微裂隙特徵規律體系的建立方法建立的不同風化深度微裂隙特徵規律體系，結合所述檢測樣品測定的所述微裂隙特徵，通過對比分析測定所述巖石風化深度，測定結果為半定量。
本發明的技術效果ー種巖石風化深度的測定方法，是針對巖石破裂面的垂向切面測定巖石顯微風化深度的顯微測量技術。根據最新的研究發現，巖石發生破裂吋，破裂面會迅速產生大量的微裂隙，所述微裂隙密集分布，構成了一個相對連續的微裂隙帯。經過數十個檢測樣品、數百張顯微照片的分析認為，所述微裂隙帶是ー種普遍存在的自然現象，在各大類巖石的破裂面上都有存在，微裂隙在所述微裂隙帶內的密度可達5000條/mm2或者更多，這些微裂隙的規模隨著時間的推移不斷擴大，並不斷向巖石內部延伸。所述微裂隙帶是巖石風化作用初始階段特有的風化現象，是巖石風化作用的顯微特徵。這種顯微風化特徵用肉眼是難以觀測到的，所以長期以來沒有得到研究者的注意。在巖石風化作用初期，所述微裂隙帶的作用深度即為巖石的風化深度，採用現有的顯微觀測技術、攝像技術和圖像處理技術，可以實現對所述風化深度的定量測定，測定方法容易掌握，測定結果準確。因此本發明ー種巖石風化深度的測定方法是ー項顯微測量技術，所述巖石風化深度是巖石破裂面的顯微風化特徵，所述顯微風化特徵創造性的引入了巖石破裂面的微裂隙帶的概念。本發明測定方法所述風化深度是指巖石(也可理解為巖塊)的風化深度，不是巖體風化深度。 本發明巖石風化深度測定方法適用的最佳巖石類型為內部結構緊密、空隙度低、抗溶蝕能力較強的巖石(如花崗巖)，其它類型的巖石可參考使用。本發明巖石風化深度測定方法適用於風化深度小於5_的巖石。如果風化深度大於5mm，但破裂面表層仍然保存完好也可以使用本方法。本發明對巖石風化作用的起始點、終止點和風化深度、最大風化深度做了明確定義，使得測量結果具有統ー的標準和可對比性。本發明介紹了巖石風化深度測定的技術流程和技術要求，便於使用者學習掌握技術要領。本發明介紹了選定巖石、選定礦物和檢測對象的定義，使得巖石風化深度的測定更具有針對性。本發明進一歩方案，要求採集的巖石樣品中至少包含有一個所述原始破裂面，如果在ー個巖石樣品中包含有多個所述原始破裂面，更有利於檢測樣品的製作和増加觀測範圍。本發明進一歩方案，為了保證測定結果的精確度，要求儘量採集原始破裂面保存完好的所述巖石樣品，如果所述破裂面保存較差或不好，需要對所述破裂面的破損情況加以描述並記錄，所述巖石原始破裂面保存完好程度的判別方法是巖石的稜角邊緣沒有磨損，破裂面保持著原始的自然破裂形態，礦物顆粒結構緊密無自然脫落現象，無溶蝕痕跡，破裂面表面覆蓋有厚度不等的土層保護。本發明進一歩方案，要求檢測樣品優選是巖石破裂面的垂向切面，以便直接觀測到巖石風化的真深度，如果檢測樣品的切面與巖石破裂面的交角小於90°，觀測到的風化深度為假深度，假深度比真深度要大ー些，交角越小測定結果的誤差越大。本發明進一歩方案，要求在切割巖石樣品以前，對巖石的原始破裂面塗抹膠質保護層，避免在樣品切割過程中切割工具對巖石原始破裂面造成損壞，同時對膠質保護層的材料作出了要求，所述膠質保護層的材料是對石料具有粘合、膠結作用的有顔色材料或無顔色材料，並且介紹了膠質保護層的塗抹方法，可供選擇使用。本發明進一步介紹了ー種直接測定巖石風化深度的方法，當巖石原始破裂面保存完好且所述微裂隙帶能夠包含在同一檢測樣品之中，利用這樣的檢測樣品，不僅可以直接定量的測定所述風化深度，還可以測定在不同風化深度的微裂隙特徵，這類測定成果的積累，可以在當地逐步建立起各類巖石的風化特徵體系，風化特徵體系的建立可以對測定結果進行驗證，還可以為對比分析測定工作奠定基礎。本發明進一步介紹了一種通過前述方法對比分析測定巖石風化深度的方法，在採集不到破裂面保存完好的巖石樣品時，利用以往測定成果總結得出的不同風化深度的所述微裂隙特徵，與所述檢測樣品的微裂隙特徵進行對比分析，也可以測定巖石風化深度的數據，但其測定結果的精度要低於直接測定方法。


圖I巖石風化深度測定流程框圖
圖2巖石樣品切割要求示意3顯微照片(包含整個微裂隙帯)圖4微裂隙與巖石風化深度測量統計方法示意圖附圖標記如下I-檢測樣品切割面，2-膠質保護層，3-巖石破裂面邊緣線，4-微裂隙描畫線，5-統計分帶邊界線，6-統計分帶的範圍，7-巖石風化深度,8-微裂隙帶向巖石內部延伸的前緣邊界線。
具體實施例方式下面結合附圖對具體實施方式
進行詳細說明。本發明所述測定方法所適用的巖石類型，為內部結構緊密、空隙度低且抗溶蝕能力較強的巖石(如花崗巖)，其它類型的巖石可參考使用。巖石風化包括物理風化、化學風化、生物風化，風化作用的發生需要作用的通道和空間。對於內部結構緊密、空隙度低的巖石(如花崗巖)而言，風化作用對巖石造成破壞的前緣限定在微裂隙帶的範圍內，微裂隙帶範圍以外的風化破壞現象可以忽略不計，這時所述微裂隙帶的延伸深度即為巖石的風化深度。對於內部空隙度較高的巖石(如碎屑巖)，其自身具有的空隙就可以作為巖石風化作用的通道，巖石風化作用的前緣往往可以超越所述微裂隙帶的範圍，在這種情況下，所述微裂隙帶向巖石內部的延伸距離就不能代表巖石的風化深度，也就不適合應用本測定方法。對於抗溶蝕作用較弱的巖石(如碳酸鹽巖)，如果巖石原始破裂面因遭受溶蝕消失而無法測定巖石風化作用的起點，就不適合使用本測定方法；如果通過現場觀察確定巖石破裂面沒有遭到溶蝕的巖石樣品，仍然可以應用本測定方法。溶蝕作用一般是不均勻的，巖石表面是否發生溶蝕現象是可以進行判定的。所述測定方法適用於風化深度小於5mm的巖石。這是因為風化深度大於5mm的巖石，所述破裂面表層的礦物顆粒往往會自行脫落，從而造成巖石的原始破裂面消失，風化作用的起始點位置難以準確測定，所以限制了本測定方法的應用，如果風化深度大於5mm，巖石的原始破裂面仍然保存完好，本發明的所述測定方法還是可以使用的。
巖塊在崩落、滾動過程中，巖石破裂面表層發生的局部破損不影響本測定方法的應用。只要在採取巖石樣品時對巖石破裂面的破損情況加以判別，避開破損的巖石表面，就能夠採取到破裂面保存完好的巖石樣品。所述風化深度是巖石的風化深度，不是巖體風化深度。巖石風化深度與巖體風化深度是不同的概念，所述巖石是指被各種裂隙圍繞限定的孤立的巖石塊體，也可以理解為巖塊；所述巖體是巖石的集合體。巖石風化的外邊界是巖石的破裂面，巖體風化是巖石風化的組合，其外邊界是根據不同工作需要圈定的ー個範圍。巖石風化深度與巖體風化深度的概念不同，測定方法也不相同，本發明的測定方法是針對巖石風化深度制訂的。所述風化深度是以所述巖石破裂面為風化作用的起始點，以所述微裂隙帶向巖石內部延伸的前緣為風化作用的終止點，在巖石破裂面的垂向切面上，所述起始點至所述終止點之間的直線距離為巖石風化深度。所述測定方法的流程見附圖1，根據流程圖很容易掌握本發明巖石風化深度測定方法的技術要領。 所述巖石樣品的採樣要求在採集巖石樣品的過程中應對巖石破裂面保存的完好程度作出判斷並進行記錄，以便準確測定巖石風化的起始點。所述破裂面保存完好的判定方法主要考慮以下幾個方面巖石的邊緣為稜角狀，說明巖塊未經過長距離的搬運，破裂面受損的機會較少；破裂面表層呈現為連續的自然破裂形態，沒有後期破損所造成的窪陷；破裂面的礦物顆粒結構緊密，沒有自然脫落的跡象。所述檢測樣品的加工製備要求之一所述檢測樣品必須是巖石破裂面的垂向切面，即檢測樣品的切面與巖石破裂面的交角應為90°或接近90°。只有在這樣的切面上觀測到的風化深度才是真正的風化深度。如果所述交角小於90°，測定的風化深度則為假風化深度，假風化深度比真風化深度要大，交角越小測定結果的誤差越大。經實踐優選角度不能小於65° ο所述檢測樣品的加工製備要求之ニ 在切割巖石樣品以前，要對巖石的原始破裂面塗抹膠質保護層，避免在樣品切割過程中切割工具對巖石原始破裂面造成損壞。所述膠質保護層的材料通常選擇使用加拿大樹膠，也可以選擇使用對石料具有粘合、膠結作用的各種液體膠類、油漆、塗料、石蠟。有顔色的滲透性較強的膠質保護層材料在塗抹過程中會自破裂面沿著所述微裂隙向巖石內部的滲透，加大了檢測樣品中微裂隙的痕跡，有利於對微裂隙的觀察，但是如果膠質保護層材料的滲透性不夠強，不能滲透到微裂隙的前緣，對觀測的幫助就不是很大了。所述膠質保護層的塗抹前，不需要將覆蓋於破裂面表層的浮土、植物根系和微小植物清除掉，而是將它們一同膠結起來，這樣做可以避免在清除浮土、植物根系時對破裂面造成損壞。膠質保護層的塗抹方法根據膠質材料的性質和巖石樣品的特徵決定，可以是直接塗抹或通過浸泡塗抹；所述浸泡為低溫浸泡或高溫浸泡、常壓浸泡或加壓浸泡。所述樣品檢測使用的現有技術方法包括顯微技術、攝像技術和圖象處理技木。所述顯微技術，是指利用光學系統、電子光學系統設備對所述檢測樣品的物質成份及其所述微裂隙和/或微裂隙帶的觀察測量技木，主要包括偏光顯微鏡、偏反光顯微鏡、生物顯微鏡、電子顯微鏡以及能夠對微裂隙帶進行微觀觀察的各種顯微技木。所述攝像技木，是指光學或電子顯微成像技術。所述圖像處理技術是指利用計算機軟體對顯微圖像進行處理或者利用手工對顯微圖像進行處理的技木。下面是ー個巖石風化深度測定過程的實施例按照圖I所示的巖石風化深度測定流程，選定巖石為花崗閃長巖，巖石樣品採集於四川省綿遠河邊修路破開的基巖，通過現場觀察可見，巖石破裂面保持著原始破裂的自然形態，沒有後期破損所造成的窪陷和溶蝕現象，破裂面的礦物顆粒結構緊密，沒有自然脫落的跡象，據此判斷巖石的原始破裂面保存完好。檢測樣品的切割如圖2所示，在檢測樣品切割以前，用加拿大樹膠塗抹在巖石樣品的破裂面表層形成膠質保護層2，對破裂面進行了有效保護，檢測樣品切割面I與巖石破裂面即膠質保護層的交角為82° — 90°，符合測量精度的要求。製備的檢測樣品為光薄片，採用偏光顯微鏡對檢測樣品的巖性和所述破裂面微裂隙帶進行觀測，檢測對象為處於巖石破裂面邊緣的斜長石(選定礦物)。拍攝包含有整個微裂隙帶的顯微照片，如圖3所示；利用圖象處理軟體將顯微照片做成微裂隙測量統計圖，如圖4所示；顯微照片中的每一條微裂隙都用微裂隙描畫線4表示在圖4中。測量統計工作分帶進行，以便於測定不同風化深度的微裂隙特徵。自巖石破裂面邊緣線3向巖石內部按100 μ m的間距畫出統計分帶邊界線5，每兩 條統計分帶邊界線5之間或者統計分帶邊界線5與巖石破裂面邊緣線3之間、統計分帶邊界線5與微裂隙帶向巖石內部延伸的前緣邊界線8之間所包容的範圍為統計分帶的範圍6。從附圖3中可以很清楚的看到，微裂隙向巖石內部延伸的前緣邊界線8，據此可以確定該檢測對象斜長石的巖石風化深度7為500 μ m。通過測定每條微裂隙的規模、每個統計分帶範圍內不同寬度微裂隙的密度、微裂隙之間的連同特徵等，確定不同風化深度的微裂隙特徵，為對比分析的測定工作提供數據依據。所述樣品檢測進一步應用的內容包括針對所述檢測樣品中選定巖石和/或所述選定礦物開展的巖礦鑑定工作與所述微裂隙和/或所述微裂隙帶的測量、統計與對比分析工作。所述巖礦鑑定工作，除了常規巖礦鑑定工作的巖石與礦物定名、結構、構造觀測以夕卜，重點觀測與所述微裂隙、微裂隙帶有關的地質現象，如巖石的節理、礦物的解理以及微裂隙中的充填物成份、含量。所述測量、統計工作，是針對微裂隙和/或微裂隙帶的形態、規模、分布範圍的測量與統計工作。測量統計工作是自巖石原始破裂面邊緣線3向巖石內部按照一定的間距(如50 μ m)分帶進行，也可以按一定間距的網格(如50 μ mX 50 μ m)分區進行，或者不分帶不分區進行測量、統計。測量、統計結果用圖、表或文字的形式表述，可以按照微裂隙的密度、規模分級分帶表述。所述巖石風化深度的直接測定方法在巖石原始破裂面保存完好且所述微裂隙和/或所述微裂隙帶能夠包含在同一檢測樣品之中的情況下，可以直接測定所述風化深度，測定結果是定量的。對於原始破裂面保存完好的檢測樣品，不僅要測定巖石的風化深度，還要注意測定不同風化深度的微裂隙特徵，並將測定成果積累起來，逐步在當地建立起各種巖石(礦物)的風化特徵體系，為測定成果的檢驗提供依據，同時為對比分析測定工作奠定基礎。巖石風化作用的程度不僅與風化作用的時間有關，與當地的氣候條件、地形地貌條件以及巖石性質的關係也十分密切。同時發生破裂的同一種巖石(礦物)在不同的氣候條件和地形地貌條件下其風化深度不同；在相同或相似的氣候條件和地形地貌條件下，同時發生破裂的不同類型的巖石(礦物)的風化深度也是不同的。所以，同一種巖石(礦物)在某ー風化深度的微裂隙特徵，只能代表這類巖石(礦物)在相同或相似的氣候條件和地形地貌條件下的風化特徵。也就是說，所述風化特徵體系的影響因子很多，是ー個複雜的體系，需要比較長的時間才能建立起來。所述微裂隙特徵是指所述微裂隙的延長方向與所述破裂面的夾角、所述微裂隙的密度、規模(長度與寬度)、不同規模微裂隙在某ー風化深度的比例關係、微裂隙的貫通連接性與展布特徵(即微裂隙帶的特徵)以及微裂隙中新生的次生礦物和充填物特徵(成分、數量)。所述巖石風化深度的對比分析測定方法在所述巖石原始破裂面遭到破壞的情況下，巖石風化作用的起始點已經消失，無法直接測定巖石的風化深度。這時只能採用對比分析的方法測定所述風化深度，測定結果是半定量的。所述對比的依據是以往測定成果總結得出的某ー種巖石(或礦物)在不同風化深度的微裂隙特徵，結合檢測樣品中測定的微裂隙特徵，通過對比分析確定所述檢測樣品的所述巖石風化深度。這種測定方法的應用，需要在 積累有一定數量測定成果的基礎上才能應用。下述為針對巖石原始破裂面保存不好的某ー種巖石檢測樣品測定所述風化深度的實施例，測量位置為所述檢測樣品中距遭到破壞的巖石破裂面100 — 150 μ m的統計分帶範圍6，這個範圍內的所述微裂隙帶特徵是微裂隙密度為4000條/mm2，微裂隙之間的連接貫通性達到50%，微裂隙寬度I 一 2 μ m，微裂隙中見微量次生粘土礦物，根據以往建立的所述規律體系，該測量位置的微裂隙帶特徵與相同風化條件下同種巖石在測量統計分帶的範圍6為250 — 300 μ m風化深度的微裂隙帶特徵相似，通過對比分析可以確定所述測量位置100 — 150 μ m範圍的巖石風化深度為250 — 300 μ m,也就是說，巖石破裂面表層遭受破壞消失的厚度為150 μ m。應當指出，以上所述具體實施方式
可以使本領域的技術人員更全面的理解本發明，但不以任何方式限制本發明。因此，儘管本說明書參照附圖和實施例對本發明已進行了詳細的說明，但是，本領域技術人員應當理解，仍然可以對本發明進行修改或者等同替換，而一切不脫離本發明的精神和範圍的技術方案及其改進，其均應涵蓋在本發明專利的保護範圍當中。
權利要求
1.ー種巖石風化深度的測定方法，其特徵在於所述風化深度是指巖石破裂後在破裂面內側產生的微裂隙和/或微裂隙帶在風化作用下向巖石內部延伸的垂直距離，所述破裂面為巖石的原始破裂面，亦為巖石風化作用的起始面，起始面上的每ー個點均為風化作用的起始點，所述微裂隙和/或微裂隙帶向巖石內部延伸的最前端，即微裂隙或微裂隙帶的延伸前緣為風化作用終止點，在所述破裂面的垂直切面上，自所述起始面至所述微裂隙帶內任一點的垂向直線距離為該點的風化深度，自所述起始面至所述終止點的垂向直線距離為最大風化深度，所述方法包括以下步驟針對選定巖石和/或選定礦物採集巖石樣品，通過沿所述破裂面的垂向切面或夾角為65-90°的切面進行切割製備檢測樣品，通過顯微技術對檢測樣品的微裂隙或微裂隙帶進行微觀觀察，通過攝像技術和圖象處理技術針對檢測對象進行成像和圖片處理，定量測定所述選定巖石和/或所述選定礦物的所述巖石風化深度。
2.根據權利要求I所述的ー種巖石風化深度的測定方法，其特徵在於，所述選定巖石是根據檢測目的需要選定的，作為所述巖石樣品採集對象的巖石，所述選定礦物是指所述檢測樣品中處於所述巖石破裂面邊緣的作為檢測對象的礦物，是所述微裂隙發育規律性強的礦物，所述檢測對象是所述檢測樣品中所述選定巖石本身和/或選定礦物。
3.根據權利要求2所述的ー種巖石風化深度的測定方法，其特徵在於，所述選定巖石為花崗巖類巖石，所述選定礦物為花崗巖類巖石中的長石。
4.根據權利要求I所述的ー種巖石風化深度的測定方法，其特徵在於所述方法檢測樣品風化深度小於5mm。
5.根據權利要求I所述的ー種巖石風化深度的測定方法，其特徵在於所述巖石樣品包含一個或多個所述巖石原始破裂面且所述巖石原始破裂面保存完好，巖石無稜角磨損，破裂面表層無礦物顆粒脫落現象、無溶蝕現象。
6.根據權利要求I所述的ー種巖石風化深度的測定方法，其特徵在於所述檢測樣品是對所述巖石樣品經過切割、磨製過程製作的，符合顯微技術要求的薄片、光片或光薄片，是所述破裂面的垂向切面，所述切面與所述破裂面的交角為82° -90°，每個所述檢測樣品包含一個或多個所述破裂面。
7.根據權利要求I所述的ー種巖石風化深度測定方法，其特徵在於在所述巖石樣品採集切割以前在所述巖石原始破裂面塗抹膠質保護層對所述巖石的原始破裂面進行保護，所述膠質保護層的材料為加拿大樹膠、油漆、塗料或石蠟，所述膠質保護層的塗抹方法為直接塗抹或通過浸泡塗抹，所述浸泡為低溫浸泡或高溫浸泡、常壓浸泡或加壓浸泡。
8.ー種直接測定風化深度的方法，其特徵在於採用權利要求1-7任一所述的ー種巖石風化深度的測定方法，針對所述巖石原始破裂面保存完好且所述微裂隙帶包含在同一檢測樣品之中的所述檢測樣品，這樣的檢測樣品包含了巖石風化作用的起止點，可以直接測定所述風化深度，測定結果完全定量。
9.不同風化深度微裂隙特徵規律體系的建立方法，其特徵在於採用權利要求1-7任一所述的ー種巖石風化深度的測定方法，在定量測定所述風化深度的同時，對不同風化深度的所述微裂隙特徵進行定量測定，並將測定成果積累建立起當地各種巖石或礦物在不同風化深度的微裂隙特徵規律體系，所述微裂隙特徵包括微裂隙的規模、密度、連接貫通特徵和微裂隙中次生礦物的種類和數量，所述規律體系用圖、表形式或文字形式表述。
10.對比分析測定巖石風化深度的方法，其特徵在於針對所述巖石原始破裂面遭到破壞、所述檢測樣品中巖石風化作用的起始點已經消失的所述檢測樣品，利用權利要求9所述的不同風化深度微裂隙特徵規律體系的建立方法建立的不同風化深度微裂隙特徵規律體系，結合所述檢測樣品測定的所述微裂隙特徵，通過對比分析測定所述巖石風化深度，測定結果為半定量。
全文摘要
一種巖石風化深度的測定方法，所述風化深度是指巖石破裂後在破裂面內側產生的微裂隙和/或微裂隙帶在風化作用下向巖石內部延伸的垂直距離，包括以下步驟針對選定巖石和/或選定礦物採集巖石樣品，通過垂直或接近垂直的切面進行切割製備檢測樣品，採用顯微觀測技術、攝像技術和圖像處理技術，實現了對所述巖石風化深度的定量測定。本發明利用首次發現分布於巖石破裂面的微裂隙帶對風化深度作出了明確的定義，實現了對所述巖石風化深度的定量測定，測定方法容易掌握，測定結果準確。
文檔編號G01B11/22GK102866099SQ20121028929
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月14日 優先權日2012年8月14日
發明者王旭昭, 王兆印, 施文婧 申請人:北京礦產地質研究院, 清華大學