钾长石是红色,阅读地质图

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/30 23:19:20
对于天然装饰石材的放射性辐射危害问题,1999年初多家新闻媒体曾宣传报道说,家庭用天然石材装修是"隐藏在室内的杀手"、是让"冷面杀手闯进了温馨的家庭"、室内石材装修"要小心辐射超标"等等,由此既造成了广大石材用户的心理恐慌不安,也造成了石材市场的普遍明显滑坡。这种夸大其词、过于失真的宣传报道对国内外广大石材用户和我国石材行业的发展所带来的不良影响,一年来始终未能消除。中国建筑装饰协会石材委员会是专门从事对中国以及国外天然石材的生成原因、石材成分与结构特征、以及石材的装饰性能等等,长期进行调查研究的单位。因此,我们有条件、也有必要从科学理论方面具体阐明天然装饰石材的放射性辐射危害究竟有多大的问题,以便澄清是非,给各建筑设计与装饰装修单位一个明确的科学概念,给广大石材用户吃一颗"定心丸",并提出防止放射性辐射危害的具体有效的方法。

一、地球上的一切自然物质中都含有不同数量的天然放射性元素

众所周知,整个地球、乃至整个宇宙的一切自然物质,实际上都是由103种天然元素(不包括人造元素)组成的。在103种天然元素中,有一族元素具有放射性特点,被称为"放射性元素族"。所谓"放射性元素",是说这些元素的原子核不稳定,在自然界的自然状态下不断地进行核衰变,在衰变过程中放射出α、β、γ三种射线和有放射性特点的惰性气体氡气。其中的α射线(粒子)实际上是氦(He)元素的原子核,由于它质量大、电离能力强和高速的旋转运动,所以是造成对人体内照射危害的主要射线;β射线是带负电荷的电子流;γ射线是类似于医疗透视用的χ射线一样的波长很短的电磁波,由于它的穿透能力很强,所以是造成人体外照射伤害的主要射线;由衰变而产生的氡(Rn)气是自然界中仍具有放射性特点的惰性气体,由于它还要继续衰变,因此被吸入肺部后,容易造成对人体内照射(特别是对肺)的伤害。在天然"放射性元素族"中,人们常听说的、放射能量最大的是铀(U)、钍(Th)和镭(Ra),其次有钾-40(40K)、铷(Rb)和铯(Cs)。这6个天然放射性元素是构成地球和宇宙自然界一切物质的组成部分(当然很微量),无论是在各类岩石和土壤中,还是在一切江河湖海的水中和大气中,都有不同数量的放射性元素存在。其中铀在地壳中占"克拉克值"平均含量的万分之二,钍在地壳中占"克拉克值"平均含量的千分之一。这就是说,我们人类和一切生命所赖以生存的地球的成份中,本来就始终存在着天然的放射性物质。但是它不但没有阻挡住万物的生存发展和人类的繁衍生息,反而使放射性元素越来越被广泛利用在许多方面(原子能核电站、空间技术、医疗技术、同位素技术等等)为人类服务。如此说来,自然界天然存在的低浓度的放射性辐射不但不会危害人类健康,而且已经是大自然界平衡系统的组成部分,人类和一切生命已经完全适应了这样平衡系统的生存环境,如果破坏了这个平衡系统,可能反而对人类带来不利的影响。了解了这些科学概念,就知道了自然界本来就存在的放射性辐射并不可怕,只要我们能够在正确地认识它的基础上科学的应用它,就绝不会造成对人民身心健康的伤害。

二、天然装饰石材中放射性辐射危害究竟有多大?
为了了解天然装饰石材的放射性辐射强度,可以对各类天然石材中的放射性元素含量与地壳中的放射性元素的平均含量进行对比(详见"表1"),从各自含量的多寡中就可以判定出各类天然装饰石材中辐射强度的大小了。只要不超过地壳中的平均含量就不会对人类健康造成影响。

表1放射性元素在各类天然石材中的含量与地壳平均含量值(克拉克值)对比简表
放射性元素 各类天然
石材中的
平均含量

地壳
中平均含
量(克拉克
值,重量百分数) 火成岩及(火成)变质岩类 (沉积)变质岩类 土壤中的平均含量 海水中的
平均含量
浅色系列花岗岩 暗色系列花岗岩
花岗岩类(白色、红色、绿色和花斑系列等) 闪长岩类(灰色系列) 玄武岩、辉长岩类 超基性岩、蛇纹岩类 大理石类 板石类
铀 2×10-4
(即,万分之二) 3.5×10-4
(万分之三点五) 1.8×10-4
(万分之一点八) 8×10-5
(十万分之八) 3×10-6
(百万分之三) 很微量 3.2×10-4
(万分之三点二) 1×10-4
(万分之一) 2×10-7
(千万分之二)
钍 1×10-3
(即,千分之一) 1.8×10-3
(千分之一点八) 7×10-4
(万分之七) 6×10-4
(万分之六) 3×10-4
(万分之三) 很微量 1.1×10-3
(千分之一点一) 6×10-4
(万分之六) 4×10-8
(一亿分之四)
从"表1"中清楚地看出:
(1),无论是各类岩石(天然石材)中,还是土壤和海水中,普遍都存在不同数量的(但都是微量或很微量的)放射性元素。
(2),由水成(沉积)生成的大理石类和板石类中的放射性元素含量,一般都低于地壳平均值的含量(其中只有少量的黑色板石可能稍高于地壳平均值,其原因见下述)。
(3),在火成的花岗岩类1中,暗色系列的(包括黑色系列、蓝色系列和暗色的绿色系列)花岗岩和"线色系列"中的灰色系列花岗岩,其放射性元素含量也都低于地壳平均值的含量。
(4),只有"浅色系列"中的真正的花岗岩类和由火成岩变质形成的片麻状花岗岩及花岗片麻岩等(包括白色系列、红色系列、浅色的绿色系列和花斑系列),其放射性元素含量稍高于地壳平均值的含量(稍高的原因见下述)。
所以从"表1"中可知,在全部天然装饰石材中,大理石类、绝大多数的板石类、暗色系列(包括黑色、兰色、暗色中的绿色)和灰色系列的花岗岩类,其放射性辐射强度都小,即使不进行任何检测也能够确认是"A类"产品,可以放心大胆地用在家庭室内装修和任何场合中。

对于浅色系列中的白色、红色、绿色和花斑系列的花岗岩,也不能笼统地认为放射性辐射强度都大,而是只有在以下几种情况下,其放射性辐射强度才有可能偏大:
1.白色花岗岩类,主要是花岗岩类中的白岗岩。白岗岩是在地下岩浆冷凝的后期阶段生成的,它的主要成分是二氧化硅(SiO2,即石英),在岩石中高达73~77%。这种岩石生成的阶段(即岩浆冷凝的后期阶段)恰好也是地下岩浆中的铀、钍、铷、铯、钾等放射性元素相对聚集的阶段。由于一切元素(包括放射性元素)在地球中的分布都是极不均匀的,如果恰好遇到某一地区的放射性元素分布相对稍多(地质上称为"本底偏高")时,那么这个地区出产的白岗岩的放射性辐射强度就有可能偏大。
2.红色花岗岩类,含钾的矿物钾长石是红色花岗岩的主要成分,而钾元素中的同位素钾-40(40K)本身就是放射性元素。所以含钾矿物(呈浅粉色、粉红色等等)越多,其辐射强度有可能越偏高(大)。此外,在红色花岗岩类中,包括了片麻状花岗岩和花岗片麻岩。这种在距今二三十亿年前生成的古老岩石中,不仅含钾长石多,而且有时还含一种颜色美丽的(紫红色、酱红色、紫色等)特殊矿物--锆石(ZrSiO4)。锆石矿物中常混有铀、钍等放射性元素,从而使花岗岩的红色更加鲜艳华贵的同时,随之也提高了辐射强度,这就是著名的"印度红"和"南非红"辐射强度偏大(高)的原因所在。
3.在浅色系列的绿色花岗岩中,有时含有一种颜色鲜艳美丽的绿色、翠绿色、蓝绿色的特殊矿物--天河石。天河石本身就是由弱放射性元素钾、铷、铯组成的[(K,Rb,Cs)(AlSi3O8)],因此含有这种矿物的名贵的绿色花岗岩,其辐射强度可能偏大。
4.对于花斑系列的花岗岩,由于常有含钾的矿物和石英等其他矿物组成"大班晶",构成漂亮的斑状花岗岩,所以其辐射强度也有可能偏大。
由上述可知,在全部浅色系列的花岗岩中,只有"本底偏高"地区的白岗岩、含钾长石矿物多(特别是含钾-40同位素多)的花岗岩、含锆石矿物的(古老)变质岩和含天河石矿物的花岗岩,才有可能形成放射性辐射强度偏大和可能有一定的危害的现象。而这一部分花岗岩在全部浅色系列的花岗岩中所占的数量是比较少的(约占20%25%),所以对大部分浅色花岗岩仍可以放心大胆地使用。
那么为什么少量黑色板石的放射性辐射强度也有可能偏大(偏高)呢?这是因为,板石类石材都是由江、河、湖泊、海洋中沉积的泥质岩石变化(地质上称为"变质")而成的,其中的黑色板石中含有较多的碳质成分。泥质和碳质在水下沉淀时都有较强的吸附力和粘接力,能够把水中的放射性物质和各种杂质都吸附到泥质和碳质中沉淀下来,从而造成了有些黑色板石的辐射强度可能偏大。
三、防止放射性辐射危害的具体有效的方法
以上我们从科学理论上定性的阐明了绝大部分天然石材(包括全部大理石类、绝大部分板石类、暗色和灰色系列的花岗岩类,以及大多数浅色系列的花岗岩类,合计约占全部天然装饰石材的85%左右)的放射性辐射强度都较小(较底),即应属于我国1993年颁布的《天然石材产品放射防护分类控制标准》中的"A类"产品,对人体没有危害;只有少量含某些特殊成分的天然石材,其放射性辐射强度可能偏大,共约占全部天然石材的15%左右,即可能属于"分类控制标准"中的"B类"和"C类"产品。为了使广大石材用户在使用天然石材中完全放心、彻底消除疑虑,只有定性还不够,而是需要有明确的定量概念。为此需要采取以下具体有效的方法:
1.使用"石材放射性探测仪"测量石材板材中放射性物质的具体含量并根据《天然石材产品放射防护分类控制标准》中的控制值,直接获得是属于A类还是B类或是C类的定量数值。如果属于"A类"的数值(即,放射性辐射值小),其使用范围不受限制,即包括百姓家庭居室的装修均可使用;如果属于"B类"的数值,不可用于百姓家庭居室的装修,而可用于其他一切建筑物的内、外装修;如果属于"C类"的数值(即放射性辐射值偏高),不可用于各种建筑物的内装饰装修,只能用于一切建筑物的外装饰装修。由此可知,即使是对辐射值偏大的天然石材也不能笼统地说"辐射超标",而必须明确说明是超过了哪类标准。如果是超过了"A类"标准时,就不要用在百姓家庭的内部装修了,但仍能用于其他一切内外装修中;如果是超过了"B类"标准时,就不能用在各种建筑物的内部装饰装修了,可是仍能用在各种外装饰装修中。最重要的是一定要避免将"C类"产品用在室内(尤其是百姓家庭的居室内)装修中,如果将"C类"产品用在了居室内装修中就会对身体造成危害。只要严格按此规定办事,就一定能够确保所有使用天然石材装修的用户完全安全可靠。
2.室内通风良好是清除一切辐射物质的最简单有效的方法
如果由于不了解天然石材含放射性物质的状况,或者不慎误将"B类"产品装修在家庭居室内,也不必惊恐不安,只要注意室内经常通风、室内空气新鲜,问题就解决了。以对人体造成内照射危害的放射性氡气为例,通过实际测试表明:一间将门窗完全关闭一夜的居室中氡气含量已经高达151贝克/(比"C类"产品的标准≤100贝克/还超过了51%)的情况下,经过开窗通风一小时以后,氡的含量下降到49贝克/,完全符合了"A类"产品≤70贝克/标准的要求。可见良好的通风条件对清除辐射污染是多么重要!



需要特别指出的是,使用了天然石材装修的居室,千万不要把室内的污染全都归罪于天然石材,误认为它是唯一的"污染源"而采取"拆除"等措施。事实上,即使没有使用天然石材装修的家庭中,同样存在辐射物质和许多污染物。这是因为:
第一,土壤中存在的氡气总是不断地向外微量释放,因此平房、楼房的地下室和半地下室内氡气含量相对偏高;
第二,使用煤灰渣浇制成的墙体砖中,其放射性物质的含量有时比有某种特殊矿物的花岗岩放射性含量还要高(如,实际测试数据表明:灰渣砖的γ辐射量率为25.3ur/h,,花岗岩的γ辐射量率是23.17ur/h);
第三,室内装修中使用的各种化学物质的涂料、装修材料中,都会不断地释放出一些有害的气体,其中尤其是甲醛和苯类对人体伤害最大;
第四,各种家用电器(电视机、电冰箱、电脑、空调机、微波炉等等)都要不停地释放出少量微辐射。由此可知,室内的污染是多来源的,绝非天然石材一个来源。清除室内一切污染物质(放射性辐射、氡气和各种有毒有害气体等等)的最有效的方法就是加强室内通风,每天清晨起床后开窗半小时-1小时,使一液中积累的带有各种污染物的污浊空气与室外新鲜空气相互充分流通,以保证白天室内空气新鲜;每晚入睡前仍然开窗半小时-1小时,以确保夜间全家人睡眠舒适、安全。由此看来,安装空调的"全封闭"式居室对身体并无太多的益处,因为在温度适中、感到"不冷不热很舒适"的背后,却隐藏和忽视了室内空气污浊(包括细菌)、污染物质浓度大的事实,这就是产生"空调病"的原因所在。而解决和防止"空调病"的最有效方法也是加强室内通风。只要室内通风良好,无论是天然石材形成的污染物,还是其他各种来源的污染物,就都可以烟消云散、完全排除了!

怎样分析和阅读地质图

 

    把各种岩层和地质构造按照一定的比例投影在平面上,并用规定的颜色和符号来表示的图件,就是地质图。   

    从地质图上可以全面了解一个地区的地层顺序及时代、岩性特征、地质构造(褶皱、断层等)、矿产分布、区域地质特征等内容。因此地质图是指导生产实践,进行区域地质、地理、自然环境研究的重要资料。
  一般所说的地质图是指平面图,但也往往制成地质剖面图(实测或从平面图上按指定方向绘制),以便更清楚地反映地下地质情况。
  根据生产或研究的需要,还可以制成专题的地质图,如水文地质图、工程地质图、第四纪地质图、岩相-古地理图、矿产分布图、构造纲要图、大地构造图等。
  一、不同岩层产状在地质图上的表现
  岩层的产状包括三种情况,水平的、倾斜的、直立的;地形也有不同情况,平坦的、起伏的、沟谷纵横的。由于岩层产状不同、地形起伏不同,岩层在地面或反映在地质图上的形状也不一样。
  (一)水平岩层
  1.如果地形平坦,又未经河流切割,在地面上只能看见最新的岩层的顶面,表现在地质图上只有一种岩层。如华北平原,在地面上只能看见松散沉积物的最上面的一层。
  2.如果平坦地面经过河流下切,或者地面起伏很大,可以看到下面较老的岩层,其在地质图上的特点是:
  (1)岩层界线与等高线平行或重合;
  (2)同一岩层在不同地点的出露标高相同;
  (3)岩层的厚度等于顶面和底面的高度差。
  (二)直立岩层
  除岩层走向有变化外,岩层界线在地质图上按岩层走向呈直线延伸,不受地形任何影响。
(三)倾斜岩层
  1.如果地形平坦,在地质图上岩层界线按其走向呈直线延伸。
  2.如果地形有较大起伏(比方有山有谷),在地质图上岩层界线与等高线斜交,在沟谷和山脊处常常形成“V”字形弯曲,称“V”字形法则。其弯曲程度与岩层倾角的大小和地形坡度的大小有关,即岩层倾角越小,V字形越紧闭;倾角越大,V字形越开阔。地形起伏越大,弯曲形状越复杂;地形越平坦,弯曲度越小,甚至近于直线。倾斜岩层的露头形状与地形起伏的关系如下:
  (1)岩层倾向与沟谷坡向相反,V字形尖端指向上游,但V字形弯曲度大于等高线的弯曲度;
  (2)岩层倾向与沟谷坡向相同,而岩层倾角大于沟谷坡度,V字形尖端指向下游;
  (3)岩层倾向与沟谷坡向相同,而岩层倾角与沟谷坡度一致,在沟谷两侧岩层露头互相平行;
  (4)岩层倾向与沟谷坡向相同,而岩层倾角小于沟谷坡度,V字形尖端指向上游,但V字形弯曲度小于等高线的弯曲度。
  上述V字形规律都是指在沟谷中岩层的露头形状;若在倾斜的山脊山梁或山坡等处,岩层的V字形尖端指向与在沟谷中的正好相反。
  对于初学者来说,V字形法则比较难于理解和掌握,在野外穿过沟谷时,常常看到岩层向沟头方向或沟口方向呈V字形弯曲,总以为是岩层产状有了变化,或者发生了褶曲,实际上岩层的产状并没有变化,而是由于地面坡度、岩层倾向和倾角这三者之间的复杂关系对露头形状所产生的错觉。换句话说,倾斜岩层的露头形状并不等于岩层的产状(垂直岩层除外)。这种法则在地质图上特别是大比例尺的地质图上有明显的反映。
  其它构造线如断层线,其露头形状也适用于V字法则。
  二、褶曲和断层等在地质图上的表现
  (一)褶曲
  1.背斜和向斜两翼岩层对称重复出现,从核部到两翼,岩层越来越新,是为背斜;反之,是为向斜。
  2.两翼产状和褶曲种类两翼倾角大致相等,倾向相反,为直立褶曲;两翼倾角不等,倾向相反,为倾斜褶曲;两翼倾角不等,但倾向相同,为倒转褶曲(倾角较大的一翼为倒转翼);两翼倾角相等,倾向亦相同,有一翼倒转,为等斜褶曲(应注意与单斜岩层的区别);两翼倾向相反,两翼皆倒转,为扇形褶曲。
  3.褶曲轴 褶曲轴可以用平面上各岩层转折端的顶点联线来表示。
  如果褶曲轴延伸很远,一系列背斜向斜相连,是为线形褶曲:如果褶曲轴较短,岩层投影为长圆形或近似浑圆形,是为短背斜、短向斜、穹窿或构造盆地。
  4.枢纽产状核部宽窄大体不变,两翼的岩层界线大致平行,表示枢纽是水平的;核部呈封闭曲线,两翼岩层不平行,或具有弧形转折端,表示枢纽是倾伏的;若背斜向斜相连,岩层则呈“之”字形弯曲;若核部忽宽忽窄,表示枢纽忽高忽低呈波状起伏;沿任一褶曲轴岩层越来越新的方向为枢纽的倾伏方向。
  5.褶皱时代主要是根据地层的角度不整合接触关系,即不整合面上下岩层的相对时代来确定。下伏一组岩层的褶皱的时代在不整合面以下一组岩层中最新的地层时代之后,在不整合面以上一组岩层中最老的地层时代之前。
  (二)断层
  1.纵断层和横断层岩层重复或缺失,为纵断层(或走向断层);岩层发生中断或错开,为横断层(或倾向断层)。
  2.上升盘和下降盘对纵断层来说,在断层线上任意指定一点,较老岩层一侧为上升盘,较新岩层一侧为下降盘;但当断层面倾向与岩层倾向一致而断层面倾角小于岩层倾角时,较老岩层一侧为下降盘,较新岩层一侧为上升盘。然后再根据断层面的倾向,即可决定正断层或逆断层。
  如果断层横穿或斜穿背斜或向斜,同时在断层两侧核部宽窄(或相当翼间的距离)发生显著变化,则在背斜中变宽的一盘为上升盘;变窄的一盘为下降盘。在向斜中恰好相反,变窄的一盘为上升盘,变宽的一盘为下降盘。如果两盘核部(或相当翼间的距离)只有水平错开而无宽窄大小的变化,则为平推断层。
  3.断层时代根据断层与不整合的关系、断层与岩体岩脉的关系和断层交叉错断与被错断的关系等确定,前已述及不赘。
  (三)岩层接触关系
  1.整合岩层界线大致平行,一般没有缺层现象(有时有岩层变厚、变薄及自然尖灭现象)。
  2.平行不整合 岩层界线大致平行,有显著的缺层现象。
  3.角度不整合较新岩层掩盖住较老岩层的界线,较新岩层的底部界线即为不整合线,不整合线两侧岩层产状不同,较新岩层一侧的岩层界线与不整合线大致平行,较老岩层一侧的岩层界线与不整合线相交,新老岩层之间有显著的缺层现象。
  (四)火成岩体
  1.岩基或岩株岩体界线常穿过不同的围岩界线,若规模较大,形体不甚规则,为岩基;若规模较小,形体较规则,为岩株。
  2.岩盘 岩体界线与围岩走向一致,外形浑圆或较规则。
  3.岩床 岩体呈长条状,延伸方向与围岩走向一致。
  4.岩墙 岩体呈长条状,穿过不同的岩层。
  三、读地质图的步骤和方法
  1.看图名、图幅代号、比例尺等图名和图幅代号可以告诉我们图幅所在的地理位置。一幅地质图一般是选择图面所包含地区中最大居民点或主要河流、主要山岭等命名的。比例尺告诉我们缩小的程度和地质现象在图上能够表示出来的精确度。此外,还应注意图的出版时间、制图人等。
  2.看图例通过图例可以了解制图地区出露哪些地层及其新老顺序等。图例一般放在图框右侧,地层一般用颜色或符号表示,按自上而下由新到老的顺序排列。每一图例为长方形,左方注明地质年代,右方注明岩性,方块中注明地层代号。岩浆岩的图例一般在沉积岩图例之下。构造符号放在岩石符号之下,一般顺序是褶曲、断层、节理、产状要素等。
  3.剖面线有时通过地质图相对图框上的两点画出黑色直线,两端注有AA′或II′…等字样,这样的直线称剖面线,表示沿此方向已经作了剖面图。
  4.分析图内的地形特征如果是大比例尺地质图,往往带有等高线,可以据此分析一下山脉的一般走向、分水岭所在、最高点、最低点、相对高差等。如果是不带等高线的小比例尺地质图,一般只能根据水系的分布来分析地形的特点,如巨大河流的主流总是流经地势较低的地方,支流则分布在地势较高的地方;顺流而下地势越来越低,逆流而上越来越高;位于两条河流中间的分水岭地区总是比河谷地区要高,等等。了解地形特征,可以帮助了解地层分布规律、地貌发育与地质构造的关系等。
  5.分析地质内容应当按照从整体到局部再到整体的方法,首先了解图内一般地质情况,例如:(1)地层分布情况,老地层分布在哪些部位,新地层分布在哪些部位,地层之间有无不整合现象等;(2)地质构造总的特点是什么,如褶皱是连续的还是孤立的,断层的规模大小,它发育在什么地方,断层与褶皱的关系怎样,是与褶皱方向平行还是垂直或斜交等等;(3)火成岩分布情况,火成岩与褶皱、断层的关系怎样。
  6.在掌握全区地质轮廓的基础上,再对每一个局部构造进行分析:(1)开始时最好从图中老岩层着手,逐步向外扩展,以免茫无头绪;(2)对每一种构造形态,包括褶曲、断层、不整合、火成岩体等逐一详加分析。例如褶曲类型,断层类型,各构造组合关系等。
  7.把各个局部联系起来,进一步了解整个构造的内部联系及其发展规律,主要包括:(1)根据地层和构造分析,恢复全区的地质发展历史;(2)地质构造与矿产分布的关系;(3)地质构造与地貌发育的关系,等等。
  以上所述不过是读图的一般步骤和方法。至于如何具体分析某一幅地质图和其中的每一种构造,必须通过实践来逐步掌握。