Law and Mechanism of Shear Degradation of Mica Quartz Schist under Dry-Wet Cycles
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摘要: 在干湿循环作用下，片岩的抗剪性能劣化对片岩边坡长期稳定性具有重要影响.以鄂西北广泛分布的云母石英片岩为研究对象，通过开展一系列室内试验，揭示其抗剪性能劣化规律及机理.吸水性试验及直剪试验结果表明，云母石英片岩的吸水率随着干湿循环次数增加呈逐渐上升的趋势，抗剪强度及残余抗剪强度随干湿循环次数的增加呈逐渐下降的趋势，抗剪性能劣化效应明显.结合扫描电镜测试所得云母石英片岩微观结构变化规律，揭示其抗剪性能劣化机理：干湿循环作用下，云母石英片岩片理面逐渐扩展开裂，内部矿物颗粒强度软化，颗粒间胶结弱化，岩石骨架变得松散；粘聚力主要受矿物颗粒之间的胶结程度影响，劣化速率较快；内摩擦角主要受矿物颗粒嵌固程度和颗粒本身强度的影响，劣化速度相对较慢.Abstract: The deterioration of shear properties of schist under dry-wet cycles has an important effect on the long-term stability of schist slope. Taking the mica-quartz schist widely distributed in Northwest Hubei as the research object, a series of laboratory tests were carried out to reveal the law and mechanism of its shear deterioration. The results of water absorption tests and direct shear tests show that the water absorption of mica-quartz schist increases, while the shear strength and residual shear strength decrease gradually with the increase of the number of dry-wet cycles, and the shear properties show obvious deterioration effect. Based on the changes of mica-quartz schist microstructure obtained by scanning electron microscopy, the deterioration mechanism of mica-quartz schist is revealed. Under the action of dry-wet cycles, the schist plane gradually expands and cracks, the strength of internal mineral particles is softened, the cementation between particles is weakened, and the rock skeleton becomes loose. What's more, the cohesion is mainly affected by the degree of cementation between mineral particles, so the deterioration rate is fast. While the internal friction angle is mainly affected by the degree of embeddedness and the strength of mineral particles, so the deterioration rate is relatively slow.
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Key words:
- mica quartz schist /
- dry-wet cycles /
- shear strength /
- deterioration mechanism /
- engineering geology
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中条山位于华北克拉通南缘，是华北克拉通中部造山带(Zhao et al., 2001, 2004)重要组成部分.中条山上玉坡、铜矿峪地区分布岩性相似的富钾变镁铁质－酸性双峰式火成岩组合，均以变富钾酸性火山岩－黑云母片岩为主体，铜矿峪出露的黑云母片岩由于保留了很明显的火山岩杏仁、气孔构造，因此它的火山岩成因被广泛认可，被前人称为“变超钾基性火山岩”.孙大中和胡维兴(1993)使用多种方法间接确定的2.2~2.1 Ga成岩时代也被普遍接受.与此相比，上玉坡背斜核部出露的变镁铁质－酸性火成岩多年来在诸多地质问题上存有争论：其一，这套杂岩体在成岩时代及归属上存有争议，《中条山铜矿地质》编写组(1978)曾将其与绛县群对比，但有学者不认同这种划分方案(王春增等，1990；王春增, 1991).现有对这套杂岩直接测年结果仅有孙海田和张宗清(1994)获得的Sm-Nd同位素等时线年龄，它显示这套“双峰式火山岩”产出于晚太古代(2.73±0.27 Ga).此外，尽管与铜矿峪黑云母片岩的岩石特征相似，但由于中条山上玉坡背斜核部产出的黑云母片岩没有保留比较明显的火山岩变余构造且后期受到了很强的构造形变，因此它的成因也广受争议，除了认为岩石原岩是火成成因外，另有变钾质内源沉积岩论点(孙大中和胡维兴，1993)及辉长岩类“构造变形分解”及“变质分异”的产物说法(王春增等，1990).
近年来，由于对华北克拉通前寒武纪演化的研究成为地学研究的一大热点，诸多的研究建立了华北克拉通的基本构造演化模型(Zhao et al., 2004；Kusky, 2011; Zhai, 2011).然而中条山地区的研究相对华北克拉通中部造山的其他地区相对较少，特别是年代学研究及多有争论的镁铁质火成岩的成因问题.早年，学者多认为中条山铜矿峪及上玉坡地区分布的“富钾双峰式火山岩”是中条山裂谷产物，但对于裂谷构造动力性质并未给予解释.因此，本文旨在通过对中条山上玉坡背斜核部出露的杂岩的地质特征研究，用LA-MC-ICPMS锆石U-Pb年龄测试方法，明确上玉坡核部杂岩体的归属及成岩时代，并通过黑云母片岩的地质特征、地球化学特征讨论其成因.
1. 地质背景
中条山位于华北克拉通南缘，根据Zhao et al.(2001)对华北克拉通的划分方案，中条山地区应归为华北克拉通中部造山带.中条山前寒武地层的划分方案略有不同，但主体构架可以自下而上划分为：涑水杂岩、绛县群、中条群、担山石群和西阳河群5个岩性－构造单元，后4个依次以其间的不整合面相连，前人分别称之为绛县运动、中条运动Ⅰ幕和中条运动Ⅱ幕.
涑水杂岩为一套角闪－麻粒岩相变质岩系，大面积分布于中条山区的西坡和西北坡，虎坪等地亦有小面积出露，主要由多期侵入的变花岗岩类及表壳岩组成.古元古界绛县群呈NE-SW向展布，上被中条群变碎屑岩－碳酸盐岩建造角度不整合覆盖.绛县群下部横岭关亚群主要分布在横岭关一带；上部铜矿峪亚群组主要分布在铜矿峪附近，主要为双峰式火山岩建造，自下而上分为骆驼峰组、西井沟组和竖井沟组3个组.骆驼峰组主要由变酸性火山岩和绢英岩组成；西井沟组主要由(方柱石)黑云/绿泥片岩组成，厚度约800 m，以黑云片岩为主体岩性，黑云母片岩中的变余杏仁构造比较发育，因此，铜矿峪西井沟组黑云母片岩原岩为火山熔岩被广泛认可.铜矿峪黑云母片岩以高K2O含量为典型特征，《中条山铜矿地质》中称其为“变超钾质基性火山岩”.竖井沟组由变富钾酸性火山岩组成，具有明显的变余火山岩结构.出露在铜矿峪附近的绛县群火山岩获得的单颗粒锆石U-Pb年龄多集中在2.2~2.1 Ga之间(孙大中和胡维兴, 1993).
上玉坡地区位于铜矿峪铜矿的南西侧(图 1)，主体构造格架为上玉坡背斜，并叠加有褶皱期后的伸展构造系统，形成背斜－变质核杂岩的复式构造样式，该复式构造平面上显示为近椭圆形，长轴脊线S型，褶皱及后期伸展构造导致背斜地层序列复杂.背斜翼部主要出露中条群，且产有多个层控Cu(Co)矿床(图 1).背斜核部出露岩性复杂，主要出露有北峪花岗岩、变富钾酸性火山岩及变镁铁质杂岩，(角闪石/方柱石)黑云母片岩是变镁铁质杂岩的主要组成部分，另有一些角闪石岩和多期侵入的变辉长/辉绿岩.由于强烈的构造形变，除部分变辉长辉绿岩与其他地质体明确为侵入关系外，其他各地质体之间的地质界线均被构造改造而不易确定其产出关系.
图 1 中条山上玉坡－铜矿峪地区地质图1.担山石群；2.余家山组；3.篦子沟组；4.余元下组；5.龙峪组；6.界牌梁组；7.竖井沟组；8.西井沟组；9.骆驼峰组；10.圆头山组；11.横岭关亚群1~3段；12.铜矿床；13.变辉绿/辉长岩；14.北峪花岗岩；15.断层；16.韧性剪切带；17.采样位置Fig. 1. Geological map of Shangyupo-Tongkuangyu region, Zhongtiaoshan Mountains2. 采样位置及样品描述
本次锆石测年样品变富钾酸性火山岩(TMG-8)取自上玉坡背斜核部秦家沟西坡，与其对比的绛县群竖井沟组变酸性火山岩的锆石测年样品(TKY-PM-B7)取自铜矿峪附近的竖井沟组地层中(图 1).用于地球化学研究的黑云母片岩分别取自焦家沟隧道口(HJY-SM-)、篦子沟339中段主巷道中(BZG-)及焦家沟东坡和北峪花岗岩西侧(TMG-).所采标本均尽量保持新鲜且无矿化.
样品TMG-8岩性为变酸性火山岩，手标本肉红色(图 2a)，镜下鉴定岩石主要造岩矿物为细粒－霏细石英(占60%左右)及钾长石(30%左右)，并能见少量绢云母，样品常见一些石英集合体，可能为原岩气孔被硅质填充后重结晶的结果(图 2b).样品TKY-PM-B7岩石特征类似上玉坡产出的变酸性火山岩，可见变余流纹构造.
图 2 上玉坡部分标本手标本及镜下照片Fig. 2. Microscopic photos of Shangyupo biotite schist and meta-rhyolite黑云片岩(角闪石)手标本颜色暗绿色至黑色，含方柱石的黑云母片岩常见白色方柱石变斑晶假晶，方柱石均被绢云母交代.野外观察发现方柱石在黑云母片岩中分布并不均匀，有时呈密集簇状分布(图 2c)，方柱石假晶多呈椭圆型，粒度不等，最大能达到3cm.镜下观察显示，黑云母片岩主体为鳞片变晶结构，主体造岩矿物为黑云母(40%~70%，TMG-P1-B31约为85%)、石英及长石类矿物，镜下显示黑云母普遍粒度很细(>0.02mm)，均为淡绿到绿的多色性(图 2d)，岩石手标本及镜下可见片理方向拉长疑似填充气孔(长径0.2~0.4 mm)，杏仁中填充的石英已重结晶.除主要造岩矿物黑云母外，正长石、更长石、角闪石族矿物及方柱石等也以不同比例出现，岩石普遍含有磁铁矿.一些片理化程度不高的角闪石黑云母片岩往往保留了比较明显的变余火成岩结构，岩石镜下能见呈X状的微裂隙及细粒黑云母对角闪石的交代(图 2e).
由于本区的方柱石黑云母片岩中的方柱石基本被绢云母交代，因此本次测试仅选择一个方柱石黑云母片岩(HJY-SM-JK3)样品作为参考.
3. 测试方法
本次研究测试方法主要为LA-MC-ICPMS锆石微区U-Pb同位素测年及岩石地球化学成分全分析.锆石分选由河北廊坊地质矿产调查研究所完成，LA-MC-ICPMS锆石微区U-Pb测年在中国地质科学院矿产资源研究所国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室完成，激光剥蚀系统为New Wave UP213激光剥蚀系统.采样方式为单点剥蚀，数据采集采用所有信号同时静态方式接收，锆石U-Pb同位素测试采用20 μm光斑剥蚀，使用锆石GJ1作为外标，元素含量采用锆石M127(Nasdala et al., 2008)作为外标样.歧视和漂移进行校正，样品的同位素比值和元素含量计算采用ICPMSDataCal(Liu et al., 2008)程序处理.年龄计算及谐和图的绘制采用Isoplot 3.0完成.测试流程及后处理详情参见文献(侯可军等, 2009).
黑云母片岩主量元素分别由中国地质科学院矿产资源研究所(XRF法)及吉林大学测试中心完成(原子吸收法)，微量元素分别由中国科学院贵阳地球化学研究所矿床地球化学开放实验室和吉林大学测试中心完成(ICP-MS法).
4. 测试结果
4.1 锆石U-Pb测年结果
TMG-8(上玉坡变富钾酸性火山岩) 锆石形态为自形长短柱状，长径约150~200 μm，CL图像显示典型的岩浆锆石的振荡环带特征(图 3)，Th/U变化幅度较小，平均为0.8(表 1)，锆石各点位U-Pb年龄谐和度较高，锆石207Pb/206Pb年龄离散较小，207Pb/206Pb加权平均年龄为2 164±8.9 Ma(图 4).
图 3 部分典型锆石CL图像及测试点位Fig. 3. Cathodeluminescence images and the ablated point of typical zircons表 1 上玉坡变富钾流纹岩(TMG-8)及绛县群竖井沟组变富钾流纹岩(TKY-PM-B7)LA-MC-ICPMS锆石U-Pb同位素测年结果Table Supplementary Table Analyzed LA-MC-ICPMS zircon U-Pb isotopic results of Shangyupo meta-rhyolite (TMG-8) and Jiangxian group meta-rhyolite (TKY-PM-B7)序号 点位
w(Th)
(10-6)
w(U)
(10-6)Th/U 同位素比值 同位素年龄(Ma) 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ 207Pb/206Pb 1σ 207Pb/235U 1σ 206Pb/238U 1σ TMG-8 1 TMG-8-1 26.2 28.1 0.93 0.136 14 0.000 94 7.255 23 0.084 43 0.386 27 0.003 59 2 188.9 12.0 2 143.3 10.4 2 105.5 16.7 2 TMG-8-2 22.1 27.5 0.80 0.134 64 0.000 98 7.391 39 0.096 21 0.398 25 0.004 50 2 161.1 12.7 2 159.9 11.6 2 161.0 20.8 3 TMG-8-3 32.7 35.9 0.91 0.135 30 0.000 73 7.209 39 0.071 24 0.386 41 0.003 28 2 168.5 9.6 2 137.7 8.8 2 106.2 15.2 4 TMG-8-5 27.4 30.9 0.88 0.135 76 0.000 67 7.357 41 0.080 77 0.393 14 0.004 00 2 173.8 9.1 2 155.8 9.8 2 137.4 18.5 5 TMG-8-6 20.9 23.4 0.89 0.135 85 0.002 88 7.173 76 0.127 21 0.389 55 0.006 00 2 175.9 37.0 2 133.2 15.8 2 120.8 27.8 6 TMG-8-8 20.3 26.9 0.75 0.135 47 0.002 19 7.245 07 0.161 30 0.381 48 0.008 48 2 170.1 27.6 2 142.1 19.9 2 083.2 39.6 7 TMG-8-9 40.0 55.2 0.72 0.135 21 0.002 00 6.892 77 0.070 83 0.375 19 0.003 75 2 168.5 25.9 2 097.7 9.1 2 053.8 17.6 8 TMG-8-11 19.8 22.4 0.88 0.135 45 0.002 13 6.695 78 0.100 83 0.365 67 0.005 53 2 170.1 27.9 2 072.1 13.3 2 009.0 26.1 9 TMG-8-12 29.1 30.8 0.94 0.134 94 0.000 99 7.158 39 0.179 55 0.384 32 0.008 22 2 164.8 12.7 2 131.3 22.4 2 096.4 38.3 10 TMG-8-13 17.8 23.0 0.77 0.132 80 0.000 86 7.096 55 0.116 21 0.388 00 0.006 20 2 135.5 11.4 2 123.6 14.6 2 113.5 28.8 11 TMG-8-14 10.3 17.4 0.59 0.135 04 0.002 92 6.803 75 0.117 54 0.368 00 0.007 21 2 164.5 36.9 2 086.2 15.3 2 020.0 34.0 12 TMG-8-15 27.2 33.0 0.82 0.134 02 0.000 72 7.003 15 0.181 04 0.381 41 0.008 95 2 151.5 9.1 2 111.8 23.0 2 082.9 41.8 13 TMG-8-16 239.4 30.2 7.93 0.135 21 0.001 57 7.081 49 0.093 31 0.383 47 0.005 12 2 168.5 20.1 2 121.7 11.7 2 092.5 23.9 TKY-PM-B7 1 TKY-PM-B7-1 25.5 38.2 0.67 0.134 66 0.000 76 7.232 64 0.142 01 0.389 28 0.007 23 2161.1 9.9 2 140.5 17.5 2 119.5 33.6 2 TKY-PM-B7-2 35.3 61.7 0.57 0.135 00 0.000 38 7.188 17 0.062 19 0.386 41 0.003 42 2 164.8 4.9 2 135.0 7.7 2 106.2 15.9 3 TKY-PM-B7-3 30.9 54.9 0.56 0.134 91 0.000 41 7.263 94 0.076 16 0.390 51 0.003 98 2 162.7 5.2 2 144.4 9.4 2 125.2 18.5 4 TKY-PM-B7-5 51.3 75.8 0.68 0.134 69 0.000 37 7.103 21 0.074 21 0.382 65 0.004 01 2 161.1 4.9 2 124.4 9.3 2 088.6 18.7 5 TKY-PM-B7-6 58.4 89.5 0.65 0.134 41 0.000 35 7.311 83 0.075 75 0.394 78 0.004 19 2 166.7 4.6 2 150.3 9.3 2 144.9 19.4 6 TKY-PM-B7-7 8.6 12.4 0.70 0.135 34 0.000 75 7.159 85 0.113 85 0.383 78 0.005 89 2 168.2 15.0 2 131.5 14.2 2 093.9 27.4 7 TKY-PM-B7-8 87.3 115.3 0.76 0.134 27 0.000 37 7.367 23 0.081 03 0.398 25 0.004 53 2 154.6 5.7 2 157.0 9.8 2 161.0 20.9 8 TKY-PM-B7-9 46.0 71.2 0.65 0.134 58 0.000 44 7.145 38 0.086 18 0.385 00 0.004 48 2 158.3 5.4 2 129.7 10.7 2 099.6 20.9 9 TKY-PM-B7-10 45.9 72.6 0.63 0.134 71 0.000 47 6.976 43 0.082 37 0.375 89 0.004 54 2 161.1 6.2 2 108.4 10.5 2 057.1 21.2 10 TKY-PM-B7-11 44.0 60.0 0.73 0.135 32 0.000 52 7.275 95 0.085 32 0.390 13 0.004 52 2 168.2 7.3 2 145.9 10.5 2 123.4 21.0 11 TKY-PM-B7-12 66.9 86.4 0.77 0.134 63 0.000 58 7.274 48 0.121 07 0.392 07 0.006 57 2 161.1 8.5 2 145.7 14.9 2 132.4 30.4 12 TKY-PM-B7-13 41.4 65.5 0.63 0.133 90 0.000 56 7.409 77 0.077 13 0.401 38 0.003 96 2 149.7 7.4 2 162.2 9.3 2 175.4 18.2 13 TKY-PM-B7-14 31.8 51.1 0.62 0.134 22 0.000 48 7.285 46 0.048 46 0.393 93 0.002 63 2 154.0 6.6 2 147.0 5.9 2 141.0 12.2 14 TKY-PM-B7-15 20.9 44.1 0.47 0.134 75 0.000 45 7.217 30 0.053 18 0.388 41 0.002 52 2 160.8 5.6 2 138.6 6.6 2 115.5 11.7 15 TKY-PM-B7-16 93.4 135.4 0.69 0.134 60 0.000 43 7.300 18 0.051 21 0.393 48 0.002 68 2 159.0 5.6 2 148.8 6.3 2 139.0 12.4 16 TKY-PM-B7-17 44.4 71.1 0.62 0.134 90 0.000 39 7.279 71 0.044 77 0.391 48 0.002 18 2 162.7 5.4 2 146.3 5.5 2 129.7 10.1 17 TKY-PM-B7-18 76.1 119.2 0.64 0.134 31 0.000 44 7.451 00 0.067 53 0.402 45 0.003 46 2 155.2 5.4 2 167.1 8.1 2 180.3 15.9 18 TKY-PM-B7-19 42.1 53.1 0.79 0.134 79 0.000 42 7.218 16 0.054 84 0.388 51 0.002 69 2 161.4 0.9 2 138.7 6.8 2 115.9 12.5 19 TKY-PM-B7-20 48.7 70.5 0.69 0.134 35 0.000 46 7.240 33 0.042 05 0.391 18 0.002 10 2 166.7 5.9 2 141.5 5.2 2 128.3 9.7 
图 4 锆石U-Pb谐和线图及锆石207Pb/206Pb年龄加权平均值Fig. 4. Concordia diagram of ziron U-Pb isotopes and zircon weight mean 207Pb/206Pb ageTKY-PM-B7(竖井沟组变富钾流纹岩)CL图像显示它与TMG-8锆石形态及CL特征相似，也为自形长短柱状，长径约150~200 μm，CL图像显示典型的岩浆锆石的振荡环带特征(图 3)，Th/U变化幅度较小，平均为0.66(表 1)，锆石各点位U-Pb年龄谐和度较高，207Pb/206Pb加权平均年龄为2 161.3±1.5 Ma(图 4).
4.2 全岩主、微量元素测试结果
中条山上玉坡背斜核部分布的黑云母片岩类以富钾且主量元素含量变化较大为主要特征，SiO2含量40%~51%，CaO含量0.69%~7.44%，Na2O含量0.99%~5.13%，K2O含量2.60%~9.52%，MgO含量6.4%~14.9%，TiO2含量比较稳定，平均为1.31%(表 2).所有样品CIPW标准矿物计算均出现霞石和橄榄石.上玉坡黑云片岩在TAS图解分布较散，主要落入碱性基性－超基性岩区(图 5).但与典型碱性火山岩不同，上玉坡分布的黑云母片岩类，岩石K2O和CaO含量分布范围很大，一些样品中K2O含量出现异常的高(9.5%)，而同时CaO出现异常的低(＞1%)的特征.总体上，绛县群变镁铁质火山岩主量元素特点明显异于它在TAS图解中显示的碱性火山岩的主量元素特征，这在Harker图解上表现的十分明显(图 5).
表 2 上玉坡黑云母片岩全岩主量元素(%)、微量元素(μg/ g)含量Table Supplementary Table Major (%) and trace element (μg/ g) data of Shangyupo biotite schist样品* TMG-P1-B31 TMG-9 TMG-21 TMG-P2-B21 TMG-19 TMG-P2-B31 BZG-HY3 BZG-HY1 BZG-HY4 BZG-HY2 HJY-SM-JK1 HJY-SM-JK3 岩性 黑云母片岩 黑云母片岩 角闪石黑云母片岩 角闪石黑云母片岩 角闪石黑云母片岩 角闪石黑云母片岩 黑云母片岩 黑云母片岩 黑云母片岩 黑云母片岩 黑云母片岩 方柱石黑云母片岩 SiO2 41.86 48.02 46.90 46.20 47.78 45.22 49.85 44.98 42.27 40.47 40.04 51.14 TiO2 1.21 1.10 1.17 1.40 1.38 1.39 1.00 1.06 1.36 1.10 0.94 2.16 Al2O3 16.51 15.76 14.03 13.98 13.92 14.68 14.56 16.41 16.91 17.73 17.72 15.69 Fe2O3 5.90 7.24 4.74 8.85 3.96 1.75 7.61 7.73 1.50 9.80 10.26 11.59 FeO 7.37 6.30 7.69 8.10 6.26 7.06 6.84 6.95 1.35 8.82 9.23 11.59 MnO 0.24 0.24 0.21 0.43 0.30 0.37 0.14 0.16 0.13 0.09 0.08 0.18 MgO 12.26 7.18 9.36 6.49 7.07 10.44 11.10 9.60 11.28 14.28 14.89 6.41 CaO 0.79 0.83 7.45 5.59 4.44 7.07 3.45 4.75 2.66 0.74 0.69 2.58 Na2O 2.39 2.58 3.62 3.44 5.13 3.86 3.31 3.15 2.03 1.32 0.99 2.62 K2O 9.52 8.77 2.66 4.00 5.84 6.07 4.10 4.70 6.82 8.42 8.69 2.89 P2O5 0.12 0.12 0.23 0.27 0.13 0.14 0.16 0.15 0.15 0.12 0.15 0.51 LOI 1.67 1.68 1.57 1.05 3.61 1.74 1.73 1.70 1.37 1.73 1.80 1.17 Total 99.84 99.82 99.63 99.80 99.81 99.79 103.85 101.33 87.82 104.62 105.48 108.53 Sr 20.11 15.73 67.18 146.20 91.96 133.20 62.76 53.71 28.29 89.75 23.71 37.67 Rb 203.20 208.30 63.07 57.71 187.30 107.90 118.27 215.13 184.10 141.06 199.02 80.12 Ba 352.90 461.30 230.40 634.30 264.30 291.10 255.25 534.25 448.07 336.69 427.51 270.00 Th 0.70 1.00 0.82 0.79 2.10 0.28 0.48 0.89 1.25 0.48 0.86 6.22 Ta 0.78 0.59 0.34 0.40 0.76 0.58 0.19 0.40 0.20 0.23 0.18 0.68 Nb 3.36 2.36 3.18 3.16 5.05 2.41 2.39 3.62 3.25 2.45 1.88 8.40 Zr 75.88 46.14 72.32 66.06 104.80 45.58 44.47 73.53 52.42 51.74 44.27 91.69 Hf 2.74 1.45 2.16 1.94 2.98 1.53 1.21 1.98 1.50 1.47 1.23 1.83 Y 4.01 8.56 16.62 26.44 17.67 19.88 14.43 8.90 21.41 11.11 14.59 19.39 Sc 27.85 22.43 13.59 28.70 32.51 35.83 37.68 30.08 38.43 30.92 37.76 37.67 V 254.10 276.90 271.90 282.10 264.60 300.60 263.53 284.99 269.61 247.95 284.23 297.70 Cr 358.50 291.00 144.20 102.50 162.80 883.50 452.99 248.38 335.44 251.48 301.79 22.26 Co 58.05 63.93 67.15 92.95 62.56 67.72 50.69 54.10 59.33 47.48 61.82 31.83 Ni 228.60 217.80 149.20 96.22 164.40 340.30 186.89 194.74 143.76 194.10 151.85 28.74 Cu 2.38 7.19 13.62 13.62 645.70 17.69 13.03 11.64 20.09 9.06 7.01 7.11 Pb 0.92 1.03 2.09 1.49 2.99 0.72 1.27 2.92 1.20 2.02 3.03 1.97 U 0.68 0.08 0.12 0.14 0.29 0.16 0.18 1.62 0.60 0.67 0.42 0.73 La 0.38 2.48 5.04 10.27 12.17 3.52 4.77 18.01 34.24 8.96 22.13 26.37 Ce 0.58 5.22 11.70 21.35 27.10 8.61 11.07 36.21 73.68 18.96 48.63 61.51 Pr 0.14 0.95 1.91 3.00 3.52 1.30 1.52 4.27 9.24 2.41 6.19 6.94 Nd 0.78 4.85 10.23 13.43 15.61 6.48 7.41 17.82 41.77 10.96 27.57 29.06 Sm 0.34 1.41 2.74 3.47 3.35 1.98 1.70 3.42 7.91 2.38 5.49 6.40 Eu 0.18 0.57 1.46 1.66 1.05 1.04 0.78 1.03 2.12 0.94 1.39 1.64 Gd 0.59 1.84 2.96 4.69 3.80 2.71 2.20 3.49 7.35 2.62 5.21 6.26 Tb 0.12 0.34 0.49 0.81 0.62 0.52 0.39 0.45 0.98 0.37 0.72 0.91 Dy 0.78 1.89 3.08 4.83 3.65 3.49 2.66 2.13 5.06 2.16 3.54 4.85 Ho 0.17 0.41 0.76 0.98 0.79 0.74 0.53 0.36 0.88 0.41 0.60 0.82 Er 0.56 1.02 2.45 2.85 2.17 2.27 1.61 0.89 2.47 1.19 1.64 1.87 Tm 0.09 0.18 0.44 0.41 0.34 0.34 0.23 0.12 0.31 0.17 0.21 0.27 Yb 0.73 0.94 3.00 2.59 2.04 2.15 1.49 0.79 1.89 1.02 1.29 1.76 Lu 0.14 0.16 0.48 0.38 0.32 0.33 0.21 0.14 0.29 0.18 0.19 0.23 Zr/TiO2 62.71 42.13 62.02 47.19 76.12 32.79 44.29 69.17 38.43 47.08 46.94 42.45 Nb/Y 0.84 0.28 0.19 0.12 0.29 0.12 0.17 0.41 0.15 0.22 0.13 0.43 ΣREE 5.58 22.26 46.74 70.71 76.55 35.47 36.58 89.11 188.17 52.72 124.80 148.89 LREE/HREE 0.75 2.28 2.42 3.03 4.57 1.83 2.92 9.66 8.78 5.50 8.30 7.77 (La/Yb)N 0.38 1.89 1.20 2.84 4.28 1.18 2.30 16.40 12.97 6.32 12.29 10.75 δEu 1.20 1.08 1.56 1.26 0.90 1.36 1.23 0.90 0.83 1.14 0.78 0.78 δCe 0.61 0.83 0.92 0.93 1.00 0.99 1.00 0.98 1.00 0.98 1.00 1.09 *样品顺序按图 7剖面图自西向东排列. 
图 5 上玉坡黑云母片岩TAS及Harker图解(碱性岩数据来自GEOROC数据库)Fig. 5. TAS figure and oxides vs.SiO2 plots showing major element variations of Shangyupo biotite schist comparison with typical alkaline rocks岩石微量元素主要特征为大离子亲石元素(除Sr)含量较高，Rb平均145×10-6，Ba平均383×10-6.所有样品的Eu异常并不十分明显，δEu为0.78~1.56.样品球粒陨石标准化稀土分配模式变化很大，平坦型、右倾、左倾的分配模式兼而有之，平坦型、右倾分配样式渐变过渡(图 6).因此，(La/Yb)N变化很大，(La/Yb)N为0.4~16.3，同时ΣREE分布在5.6~188.2.黑云母片岩高场强元素(HFSE)总体变化相对较小，但Nb/Ta变化较大(4~16).所有数据稀土元素的较大变化与HFSE元素的含量稳定形成明显的差异，由此在原始地幔标准化蛛网图REE与HFSE组合形成了蛛网图波瓣状的特征(图 6).
图 6 黑云母片岩原始地幔标准化稀土分配及蛛网图Fig. 6. Chondrite normalized rare-earth element distributions and spidergram for the Shangyupo biotite schist值得一提的是样品TMG-P1-B31，该样品主要造岩矿物为黑云母(约85%)，在本次测试样品中具有最高的K2O含量及很低的CaO含量，REE含量也很低，但其他元素含量与其他样品相似.
从空间分布的特征来看，上玉坡黑云母片岩类地球化学特征形成了一个以背斜核部为中心的环形的递变带(图 7，图 8)：在接近中条群，特别是由于构造原因与余元下组含方柱石大理岩接触的位置，岩石K2O显著升高，而CaO、Na2O明显降低；同时，大离子Rr、Sr、Ba均系统的变化；而高场强元素中除了Ta显著变化、Y稍许变化以外，其他高场强元素及主量元素TiO2基本保持稳定；在接近中条群的位置，矿化元素Cu有一定的变化，而Co含量非常稳定(图 8).
图 7 上玉坡背斜核部(角闪石)黑云母片岩一些主量元素空间变化1.北峪花岗岩；2.变富钾流纹岩；3.角闪石黑云母片岩；4.强片理化黑云母片岩；5.余家山组大理岩；6.斜长角闪岩Fig. 7. Modification of some major elements of amphibole biotite schist and biotite schist in the Shangyupo anticlinal core
图 8 上玉坡背斜核部(角闪石)黑云母片岩微量元素空间变化样品空间位置与图 7一致Fig. 8. Modification of some trace elements of amphibole biotite schist and biotite schist in the Shangyupo anticlinal core5. 讨论
5.1 上玉坡韧性剪切带与黑云母片岩关系
中条山地区绛县群西井沟组黑云母片岩由于具有很明显的火山岩的杏仁、气孔构造，显然说明它的原岩是火山岩，然而上玉坡分布的黑云母片岩缺乏上述明显的变余火山岩构造，且由于强烈构造导致的产状不明从而导致其成因的争论：《中条山铜矿地质》认为上玉坡背斜核部分布的黑云母片岩为火成成因；王春增等(1990)认为它们为辉长岩类变形分解的产物，而孙大中和胡维兴(1993)认为方柱石具有高盐度流体改造指示意义，而认定黑云母片岩是在高盐度环境下沉积的含镁铁质火山岩成分的“变钾质内源沉积岩”.
事实上，在中条山并不是仅有上玉坡存在这种以黑云母－金云母为主要造岩矿物的富钾岩系，此类岩系在中条山广泛分布，且没有特定的产出时限及产状规律，但原岩均为镁铁质岩浆岩.这些变镁铁质岩石“黑云母化”的主要机制有：(1)原岩受韧性剪切作用，如西冷口山的钻天岭铜矿的黑云母片岩及横岭关铜矿的镁铁质脉岩；(2)与大型矿化流体场活动有关的黑云母片岩，如含变余杏仁构造变斑岩型铜矿围岩－绛县群变镁铁质火山岩.
傅昭仁等(1992)曾对中条山伸展构造系统进行了详细的研究，讨论了上玉坡地区中条群底部界牌梁组石英岩中发育的韧性剪切带.根据本次研究，发现上玉坡核部岩石中同样发育了多条韧性剪切带，其中上玉坡变镁铁质岩石发育的韧性剪切带使得变镁铁质岩石的岩石学及地球化学特征形成了一个以背斜核部为中心的环形的递变带，靠近背斜核部的位置，岩石主要为角闪石黑云母片岩，镜下能明显观察到粗粒角闪石解体及细粒黑云母对角闪石的交代作用(图 2e)；靠近中条群的外环，岩石主要造岩矿物为细粒的绿色黑云母(图 2d)，在与中条群特别是篦子沟井下与余家山组大理岩相邻区域，这套变镁铁质岩石中还发育有大量的方柱石变斑晶.与此对应，岩石的地球化学特征发生了明显的系统的变化(图 7).
方柱石类矿物的出现往往与高盐度流体活动有关(Oliver et al., 1994; Frietsch et al., 1997; Pollard, 2001；Hunt et al., 2005; Moore, 2010)，上玉坡背斜核部出露的黑云母片岩的方柱石电子探针分析结果显示它含有2.5%~3% Cl(孙大中和胡维兴，1993)，含Cl方柱石也常出现在韧性剪切带中(Kullerud, 1999)，代表了韧性剪切带中高盐度流体活动.鉴于上玉坡能见到片理化程度不高的岩石仍保留镁铁质岩浆岩的变余构造，黑云母片岩应该被认定为韧性剪切带中受高盐度流体改造的变镁铁质岩浆岩.
5.2 流体作用导致岩石地球化学成分的变化
很多学者对韧性剪切带中的流体对岩石作用进行过详细研究(Hubbard, 1996；Glassley et al., 2010)，由于上玉坡背斜翼部赋存有数个Cu(Co)矿床，因此上玉坡背斜核部变镁铁质岩石所发生的流体活动的细节研究更显重要.
通常来说，低场强元素如Ba、Rb、Cs、Sr是溶于热液的(Lentz, 1999)，而REE在如上玉坡地区绿片岩相的变质过程可以认为其是不可溶的(Whitford et al., 1988)，但REE元素中Eu作为一个特例，不能忽略其在流体中的溶解度(Whitford et al., 1988; Lottermoser, 1989; Wood and Williams-Jones, 1994).而HFSE在绿片岩相的变质级别在流体中的活性很差(Whitford et al., 1989；Lentz, 1999)，典型的流体作用特征在板片俯冲流体交代地幔形成的岛弧玄武岩亏损Nb、Ta、Zr、Hf高场强元素特点地球特征上表现的最为明显(Cervantes and Wallace, 2003; Manning, 2004; Wang et al., 2007).
上玉坡黑云母片岩HFSE基本保持流体中惰性的特征，但上玉坡黑云母片岩的LREE发生了显著变化，然而被认为在流体中溶解度更大的Eu(Lottermoser, 1989; Whitford et al., 1989；Grenne and Slack, 2005)并没有显示出较其他LREE更大的活性，除了流体特征原因，这种现象可能与流体作用的“蚀变产物”的特征有关，即黑云母对各种元素的“选择性接受”有关.在“黑云母化”过程中，LREE元素黑云母/角闪石分配系数均很低(约0.01~0.001)(Marocchi et al., 2010)，导致黑云母片岩中LREE元素的均未保留而转移至流体相中.这种情况同样也适用于大离子亲石元素，如Ba、Rb黑云母/角闪石分配系数很高而Sr相对具有低的分配系数(Marocchi et al., 2010)，导致LILS在黑云母片岩中的选择性保留.
上玉坡背斜两翼的中条群地层中分布着数个Cu(Co)矿床，流体活动中Co含量基本没有变化，而Cu有少许变化(图 8)，考虑到韧性剪切带中的黑云母片岩并没有明显的矿化，且除了篦子沟铜矿与黑云母片岩类在局部接触外，其他铜矿床与黑云母片岩并未直接接触，因此，这次流体活动可能并非这些Cu(Co)矿床成矿物质的主要提供者.
5.3 中条山上玉坡变双峰式火山岩的产出时代
上玉坡“双峰式火山岩”的归属问题争论许久，多数学者认可这套火成岩原岩为火山岩，但王春增(1991)认为他们不能和铜矿峪附近分布的竖井沟－西井沟组双峰火山岩对比，并论述了变酸性火成岩实为浅成侵入体产出特征，而镁铁质岩石为构造伸展期沿剥离断层侵入的大型镁铁质脉岩.而直接定年(Sm-Nd同位素等时线年龄)获得这套“双峰式火山岩”晚太古代(孙海田和张宗清，1994)的产出年龄也并未解决以上争论.
上玉坡产出变酸性火山岩和镁铁质杂岩与铜矿峪附近分布的西井沟－竖井沟组岩性组合类似，本次研究的镜下岩性鉴定及LA-MC-ICPMS锆石U-Pb测年获得的年龄数据显示：上玉坡出露的变酸性火山岩(2 164±8.9 Ma)与铜矿峪的变酸性火山岩(2 161.3±1.5 Ma)产出时代相近，且岩石特征类似.由于上玉坡地区的地层受到了多期强烈的构造形变，使得确定各地质体的野外接触关系十分困难，但从变酸性火成岩的地质产状上来看，上玉坡背斜核部的变富钾酸性岩应该为层状产出特征.它覆盖于北峪花岗岩(2 477.1± 8 Ma；Yu et al., 2006)上，并在主褶皱期后的伸展过程中出露，形成同斜褶皱叠加变质核杂岩的复杂构造样式.
总体上，上玉坡黑云母片岩的层位位于中条群界牌梁之下，出露产状也显示层状产出的特征，虽然在篦子沟井下能见黑云母片岩与余家山组大理岩直接接触，但主要是因为后期剥离断层所致，考虑到上玉坡产出变酸性火山岩和黑云母片岩的组合可以与绛县群双峰式火山岩类比，本文认为将上玉坡黑云母片岩视为绛县群西井沟组比较合适.根据近期使用LA-MC-ICPMS锆石U-Pb法获得的绛县群火山岩年龄，我们确定绛县群双峰式火山岩产出时代约为2.20~2.15 Ga.因此，上玉坡背斜核部产出的黑云母片岩原岩应产出于2.20~2.15 Ga之间.
5.4 中条山绛县群黑云母片岩构造产出背景
中条山绛县群黑云母片岩曾被称为“变超钾质基性火山岩”，与竖井沟组变富钾流纹岩的组合－“碱性双峰式火山岩”常被认为是早元古裂谷产物.如前文所述，由于强烈的流体作用，黑云母片岩中富钾的特征并不能作为其原岩为碱性镁铁质火山岩的判别标准.另外，“裂谷”本身是一个比较模糊的概念，广义上的裂谷包括了大陆裂谷，弧后盆地裂谷，碰撞后的伸展形成的陆壳减薄也具有裂谷的一些特征，他们反映的构造动力机制完全不同，如红海裂谷、东非裂谷，学者多认为与地幔柱活动有关(White and McKenzie, 1989；Furman, 2007; Chakrabarti et al., 2009; Rooney, 2010; Shinjo et al., 2010)，代表着威尔逊旋回的开始；而如西太平洋沟－弧－盆体系，由于高角度俯冲导致(Sibuet et al., 1987; Taylor and Martinez, 2003)，代表俯冲环境下局部的拉张事件.
前文讨论了上玉坡黑云母片岩受到流体强烈作用，很多地球化学特征反映的构造产出信息也已丢失，但使用上文中所描述的在流体中保持相对稳定的高场强元素对图解及上玉坡流体作用导致地球化学特征变化特征，判断中条山黑云母片岩的原岩更可能为亚碱性镁铁质火成岩(图 9)，并非前人认识的碱性玄武岩.宏观地质特征上显示：中条山地区横岭关变复理石建造的沉积开始，至绛县群双峰式火山岩的喷发(2.2~2.16 Ga)确实代表该时段中条山的张性特性，但考虑到2.14 Ga的铜矿峪斑岩型铜钼矿床形成及1.85 Ga的A-型俯冲事件，这次事件应定性为与俯冲活动有关的张性构造应该更为合理.
图 9 高场强元素对显示上玉坡黑云母片岩原岩地球化学特征Fig. 9. HFSE pairs determined original geochemistry characteristic of the Shangyupo biotite schist6. 结论
(1) 上玉坡变镁铁质火成岩空间上岩石及地球化学特征形成了一个以背斜核部为中心的环形岩石及地球化学变化递变带，这种变化与上玉坡褶皱－伸展构造空间上密切相关，黑云母片岩应认识为韧性剪切带中受高盐度流体改造的变镁铁质岩浆岩.
(2) 除流体本身物理化学特征受流体形成的黑云母控制，岩石的K2O、CaO、Na2O均发生系统变化.同时，Rr、Sr、Ba、Ta及LREE发生变化，此次流体活动可能并非胡篦型Cu(Co)矿床成矿物质的主要提供者.
(3) 上玉坡出露的变酸性火山岩(2 160.5±7.8 Ma)与铜矿峪竖井沟组的变酸性火山岩(2 160.5±7.8 Ma)同时代产出，且岩石特征类似.推断上玉坡地区的黑云母片岩产出于2.2~2.15 Ga.
(4) 中条山黑云母片岩的原岩可能为亚碱性镁铁质火成岩，综合中条山古元古代地质特征，中条山地区古元古代可能为俯冲活动有关的张性构造环境.
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图 3 干湿循环作用下云母石英片岩吸水率变化规律
Fig. 3. Water absorption variation of mica quartz schist under different dry-wet cycles
图 4 干湿循环作用下云母石英片岩峰值剪应力变化规律
Fig. 4. Peak shear stress variation of mica quartz schist under dry-wet cycles
图 6 内摩擦角和粘聚力总劣化曲线
Fig. 6. Total deterioration curve of internal friction angle and cohesion
图 7 干湿循环作用下不同岩石粘聚力劣化度变化规律
Fig. 7. Variation of cohesion deterioration of different rocks under dry-wet cycles
图 8 干湿循环作用下不同岩石内摩擦角劣化度变化规律
Fig. 8. Variation of friction angle deterioration of different rocks under dry-wet cycles
图 9 直剪试验前后试样破坏面灰度值分布直方图
Fig. 9. Histogram of the gray value distribution of the failure surface before and after the direct shear test
图 10 试样剪切破坏面分割方法处理前后对比
Fig. 10. Comparison of shear failure surface segmentation method of schist sample before and after treatment
图 11 干湿循环作用下试样剪切面摩擦损伤度变化曲线
Fig. 11. Variation curves of shear surface friction damage of shear surface under dry-wet cycles
图 12 不同干湿循环作用下垂直片理SEM照片（×1 200倍）
Fig. 12. SEM pictures of vertical foliation under different dry-wet cycles(×1 200 times)
图 13 不同干湿循环作用下平行片理SEM照片（×1 200倍）
Fig. 13. SEM pictures of parallel foliation under different dry-wet cycles(×1 200 times)
图 14 干湿循环作用下云母石英片岩劣化过程
Fig. 14. Diagram of mica quartz schist deterioration mechanism under wet-dry cycles
表 1 干湿循环作用下云母石英片岩直剪试验结果
Table 1. Direct shear test results of mica quartz schist under wet-dry cycles
岩样编号 干湿循环次数 法向应力σn(MPa) 峰值剪应力τmax(MPa) 残余剪应力τ'(MPa) 粘聚力c(MPa) 内摩擦角φ (°) 残余粘聚力c'(MPa) 残余内摩擦角φ' (°) S1-0-1 0 3.00 18.81 11.16 16.89 39.01 8.77 39.35 S1-0-2 6.00 22.64 14.03 S1-0-3 9.00 24.23 15.63 S1-0-4 12.00 26.46 18.81 S1-0-5 15.00 27.42 21.05 S1-1-1 1 3.00 18.18 10.2 16.07 36.65 8.36 37.81 S1-1-2 6.00 20.09 12.76 S1-1-3 9.00 22.00 13.71 S1-1-4 12.00 24.55 17.54 S1-1-5 15.00 26.15 19.45 S1-2-1 3 3.00 17.80 9.89 15.25 35.45 8.13 36.24 S1-2-2 6.00 18.54 12.75 S1-2-3 9.00 21.68 13.39 S1-2-4 12.00 23.28 15.94 S1-2-5 15.00 25.66 17.54 S1-3-1 5 3.00 16.58 9.57 13.81 34.29 7.75 35.45 S1-3-2 6.00 17.54 12.43 S1-3-3 9.00 19.45 13.07 S1-3-4 12.00 22.96 15.64 S1-3-5 15.00 24.55 16.90 S1-4-1 10 3.00 15.94 8.85 13.17 34.21 7.13 31.63 S1-4-2 6.00 16.58 10.84 S1-4-3 9.00 18.18 13.07 S1-4-4 12.00 22.32 15.63 S1-4-5 15.00 24.23 16.58 S1-5-1 15 3.00 15.63 8.44 12.76 33.82 6.47 31.17 S1-5-2 6.00 16.43 10.84 S1-5-3 9.00 17.86 12.12 S1-5-4 12.00 21.36 12.27 S1-5-5 15.00 23.28 15.31 S1-6-1 20 3.00 15.31 8.29 12.40 33.02 6.29 30.86 S1-6-2 6.00 15.94 10.65 S1-6-3 9.00 17.22 12.12 S1-6-4 12.00 20.73 12.27 S1-6-5 15.00 22.96 15.31 
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An, R., Kong, L. W., Li, C. S., et al., 2020. Strength Attenuation and Microstructure Damage of Granite Residual Soils under Hot and Rainy Weather. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 39(9): 1902-1911 (in Chinese with English abstract). Chen, N., Cai, X. M., Xia, J. W., et al., 2021. Intelligent Interpretation of Rock Mass Discontinuity Based on Three⁃Dimensional Laser Point Cloud. Earth Science, 46(7): 2351-2361 (in Chinese with English abstract). Chen, X. X., Gong, Y. P., 2019. Features of Shear Strength Parameters Reflecting Damage to Rock Caused by Water Invasion⁃Loss Cycles. Geotechnical and Geological Engineering, 37(3): 1919-1929. https://doi.org/10.1007/s10706⁃018⁃0733⁃2 Deng, H. F., Zhou, M. L., Li, J. L., et al., 2016. Mechanical Properties Deteriorating Change Rule Research of Red⁃Layer Soft Rock under Water⁃Rock Interaction. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 35(S2): 3481-3491 (in Chinese with English abstract). Kang, J. T., Wu, Q., Tang, H. M., et al., 2019. Strength Degradation Mechanism of Soft and Hard Interbedded Rock Masses of Badong Formation Caused by Rock/Discontinuity Degradation. Earth Science, 44(11): 3950-3960 (in Chinese with English abstract). Li, C. D., Meng, J., Xiang, L. Y., et al., 2023. Multi⁃Scale Evolution Mechanism of Sandstone Structure in Baihetan Reservoir Head Region. Earth Science, 48(12): 4658-4667 (in Chinese with English abstract). Li, X. S., Peng, K., Peng, J., et al., 2021. Effect of Cyclic Wetting⁃Drying Treatment on Strength and Failure Behavior of Two Quartz⁃Rich Sandstones under Direct Shear. Rock Mechanics and Rock Engineering, 54(11): 5953-5960. https://doi.org/10.1007/s00603⁃021⁃02583⁃z Liu, T., 2015. Experimental Study on Mechanical Properties of Mica Schist under the Action of Wetting⁃Drying Cycle. Subgrade Engineering, (4): 67-71 (in Chinese with English abstract). Liu, X., Tang, Z. C., Li, L., et al., 2020. Experimental Study on Shear Properties of Red Sandstone Joints after Cyclic Wetting⁃Drying Treatment. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 39(S2): 3316-3325 (in Chinese with English abstract). Liu, X. R., Jin, M. H., Li, D. L., et al., 2018. Strength Deterioration of a Shaly Sandstone under Dry⁃Wet Cycles: A Case Study from the Three Gorges Reservoir in China. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 77(4): 1607-1621. https://doi.org/10.1007/s10064⁃017⁃1107⁃3 Liu, X. R., Wang, Z. J., Fu, Y., et al., 2016. Research on Nondestructive Testing Parameters' Scale Effect of Sandstone of Different Moisture Contents. Rock and Soil Mechanics, 37(S1): 192-200 (in Chinese with English abstract). Liu, X. R., Wang, Z. J., Fu, Y., et al., 2017. Strength and Failure Criterion of Argillaceous Sandstone under Dry⁃Wet Cycles. Rock and Soil Mechanics, 38(12): 3395-3401 (in Chinese with English abstract). Liu, X. X., Li, Y., Wang, W. W., et al., 2022. Research on Mechanical Properties and Strength Criterion of Carbonaceous Shale with Pre⁃Existing Fissures under Drying⁃Wetting Cycles. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 41(2): 228-239 (in Chinese with English abstract). Nouailletas, O., Perlot, C., Rivard, P., et al., 2017. Impact of Acid Attack on the Shear Behaviour of a Carbonate Rock Joint. Rock Mechanics and Rock Engineering, 50(6): 1439-1451. https://doi.org/10.1007/s00603⁃017⁃1182⁃6 Özbek, A., 2014. Investigation of the Effects of Wetting⁃Drying and Freezing⁃Thawing Cycles on Some Physical and Mechanical Properties of Selected Ignimbrites. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 73(2): 595-609. https://doi.org/10.1007/s10064⁃013⁃0519⁃y Qin, Z., Chen, X. X., Fu, H. L., 2018. Damage Features of Altered Rock Subjected to Drying⁃Wetting Cycles. Advances in Civil Engineering, 2018: 1-10. https://doi.org/10.1155/2018/5170832 Wang, C., Pei, W. S., Zhang, M. Y., et al., 2021. Multi⁃Scale Experimental Investigations on the Deterioration Mechanism of Sandstone under Wetting⁃Drying Cycles. Rock Mechanics and Rock Engineering, 54(1): 429-441. https://doi.org/10.1007/s00603⁃020⁃02257⁃2 Xie, K. N., Jiang, D. Y., Sun, Z. G., et al., 2018. NMR, MRI and AE Statistical Study of Damage Due to a Low Number of Wetting⁃Drying Cycles in Sandstone from the Three Gorges Reservoir Area. Rock Mechanics and Rock Engineering, 51(11): 3625-3634. https://doi.org/10.1007/s00603⁃018⁃1562⁃6 Yao, W. M., Li, C. D., Zhan, H. B., et al., 2020. Multiscale Study of Physical and Mechanical Properties of Sandstone in Three Gorges Reservoir Region Subjected to Cyclic Wetting⁃Drying of Yangtze River Water. Rock Mechanics and Rock Engineering, 53(5): 2215-2231. https://doi.org/10.1007/s00603⁃019⁃02037⁃7 Yin, X. M., Yan, E. C., Wang, L. N., et al., 2020. Anisotropy of Quartz Mica Schist Based on Quantitative Extraction of Fabric Information. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 79(5): 2439-2456. https://doi.org/10.1007/s10064⁃019⁃01699⁃5 Yuan, W., Liu, X. R., Fu, Y., 2019. Chemical Thermodynamics and Chemical Kinetics Analysis of Sandstone Dissolution under the Action of Dry⁃Wet Cycles in Acid and Alkaline Environments. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(2): 793-801. https://doi.org/10.1007/s10064⁃017⁃1162⁃9 Zhang, Z. H., Huang, X., Cui, Q., 2017. Experimental Study on Deterioration of the Tensile Strength of Red Sandstone during the Operation of Reservoir. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 36(11): 2731-2740 (in Chinese with English abstract). Zhao, Z. H., Yang, J., Zhang, D. F., et al., 2017. Effects of Wetting and Cyclic Wetting⁃Drying on Tensile Strength of Sandstone with a Low Clay Mineral Content. Rock Mechanics and Rock Engineering, 50(2): 485-491. https://doi.org/10.1007/s00603⁃016⁃1087⁃9 Zhou, D. H., Zhai, Q. L., Liu, T., et al., 2013. Study on Deformation Mode and Failure Mechanism of Schist Slope along Highway in Northwest Hubei. Subgrade Engineering, (4): 29-33 (in Chinese with English abstract). 安然, 孔令伟, 黎澄生, 等, 2020. 炎热多雨气候下花岗岩残积土的强度衰减与微结构损伤规律. 岩石力学与工程学报, 39(9): 1902-1911. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX202009017.htm 陈娜, 蔡小明, 夏金梧, 等, 2021. 基于三维激光点云技术的岩体结构面智能解译. 地球科学, 46(7): 2351-2361. doi: 10.3799/dqkx.2020.282 邓华锋, 周美玲, 李建林, 等, 2016. 水‒岩作用下红层软岩力学特性劣化规律研究. 岩石力学与工程学报, 35(S2): 3481-3491. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX2016S2005.htm 亢金涛, 吴琼, 唐辉明, 等, 2019. 岩石/结构面劣化导致巴东组软硬互层岩体强度劣化的作用机制. 地球科学, 44(11): 3950-3960. doi: 10.3799/dqkx.2019.110 李长冬, 孟杰, 项林语, 等, 2023. 白鹤滩库首区砂岩结构多尺度演变机制. 地球科学, 48(12): 4658-4667. doi: 10.3799/dqkx.2022.486 刘廷, 2015. 干湿循环作用下云母片岩力学特性试验研究. 路基工程, (4): 67-71. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LJGC201504016.htm 刘星, 唐志成, 李璐, 等, 2020. 循环干湿处理后红砂岩节理的剪切性质试验研究. 岩石力学与工程学报, 39(S2): 3316-3325. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX2020S2011.htm 刘新荣, 王子娟, 傅晏, 等, 2016. 不同含水率砂岩无损检测参数的尺度效应研究. 岩土力学, 37(S1): 192-200. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTLX2016S1025.htm 刘新荣, 王子娟, 傅晏, 等, 2017. 考虑干湿循环作用泥质砂岩的强度与破坏准则研究. 岩土力学, 38(12): 3395-3401. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YTLX201712001.htm 刘新喜, 李玉, 王玮玮, 等, 2022. 干湿循环作用下预制裂隙炭质页岩力学特性及强度准则研究. 岩石力学与工程学报, 41(2): 228-239. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX202202002.htm 张振华, 黄翔, 崔强, 2017. 水库运行期岸坡消落带红砂岩抗拉强度劣化机制. 岩石力学与工程学报, 36(11): 2731-2740. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSLX201711012.htm 周大华, 翟全礼, 刘廷, 等, 2013. 鄂西北地区公路片岩边坡变形破坏模式及失稳机制研究. 路基工程, (4): 29-33. https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-LJGC201304008.htm 期刊类型引用(5)
1. 张亮，王桂林，任建喜，孙帆，王润秋，刘勃龙. 干湿循环下节理砂岩三轴压缩损伤破坏能量演化机制. 地球科学. 2025(01): 269-285 . 
本站查看2. 钱玲，吴玉琪，吕功煊，陈港泉. 水盐冻融条件下莫高窟砂砾岩晶相蚀变特征研究. 文物保护与考古科学. 2025(01): 110-121 . 
百度学术3. 李志刚，李洋，代云云，朱德胜，李春红，徐光黎. 干湿循环作用下片岩片理面抗剪性能劣化实验设计. 实验技术与管理. 2024(06): 41-46 . 百度学术4. 张钟文，李志刚，徐光黎，郭霞，周烨，代云云. 基于核磁共振技术云母石英片岩干湿循环损伤特性研究. 土木工程与管理学报. 2024(04): 92-98 . 百度学术5. 张凯，李志刚，张钟文，徐光黎，代云云，邵林. 不同含水率下变片理倾角云母石英片岩波速变化规律. 扬州大学学报(自然科学版). 2024(05): 9-15 . 百度学术其他类型引用(2)
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