钙芒硝矿储量巨大,资源赋存稳定,有逐步替代芒硝矿,成为工业原料硫酸钠的重要来源的趋势。由于其传统开采方式（旱采法和硐室水溶开采）多存在劳动强度大、开采效率低、环境污染严重等问题,许多学者因此提出原位溶浸流体化开采的方式来进行钙芒硝矿的开采。目前,针对钙芒硝盐矿原位溶浸流体化开采方面的研究,多集中于后期的水溶开采方面,对于前期的水压致裂过程的研究,还十分缺乏。基于此,本文从研究钙芒硝水力压裂作用下裂纹扩展-溶解机理,为钙芒硝矿层的流体化开采提供参考,丰富水力压裂理论的角度出发,分别进行了钙芒硝的力学特性试验,以及在轴压/围压为5/4 MPa、7/4 MPa、9/4 MPa三种应力条件,清水/饱和盐水两种压裂介质下的水力压裂试验,并采用3D形貌扫描仪对破坏端面的裂纹形态进行扫描,结合裂纹粗糙度表征公式和裂隙内部几何特征表征方式对试验数据进行计算分析。主要得到如下结论:（1）本文所取钙芒硝岩样（四川彭山钙芒硝矿）的抗压强度为11.43-24.90 MPa,平均为16.86 MPa;弹性模量为2.10-3.45 GPa,平均为2.76 GPa。密度为2.71-2.77 g/cm3,平均为2.74 g/cm3;泊松比为0.23-0.32,平均为0.26。抗拉强度为1.62-2.59 MPa,平均为2.08 MPa。内摩擦角为23.44°,内聚力为4.28 MPa。（2）通过对钙芒硝水压致裂过程进行分析,并引入控制方程对其进行描述。综合各个过程的控制方程,予以初值和边界条件,建立了钙芒硝水压致裂裂纹扩展-溶解耦合数学模型。（3）清水/饱和盐水致裂钙芒硝的压裂曲线分为三个阶段:水压升高阶段,裂纹扩展阶段,水压下降阶段。两种压裂介质的区别主要在于:清水致裂钙芒硝过程中,存在多次起裂,同时裂缝扩展过程伴随着溶解现象,因此在裂纹扩展阶段,压力波动剧烈,持续时间较长（370 s）;而饱和盐水致裂钙芒硝过程中,起裂次数较少,趋于一次性完成起裂,同时饱和盐水浓度较高,裂缝扩展过程几乎不存在溶解现象,所以压力波动较小,持续时间较短（250 s）。（4）在围压保持4 MPa不变,轴压为5 MPa、7 MPa、9 MPa的条件下,清水致裂钙芒硝的起裂压力分别为10.34 MPa、11.68 MPa、12.73 MPa;饱和盐水致裂钙芒硝的起裂压力分别为10.71 MPa、11.96 MPa、13.01 MPa。饱和盐水致裂的起裂压力比清水致裂的起裂压力分别提高3.5%、2.3%、2.2%,饱和盐水致裂钙芒硝的起裂压力较高。（5）同一地应力条件下,清水/饱和盐水致裂钙芒硝的裂纹扩展方向是一致的。围压保持4 MPa不变,随着轴压的增大,裂纹由平行井眼方向扩展转变为垂直井眼方向（平行于井壁方向）扩展:当轴压为5 MPa或7 MPa时,清水/饱和盐水致裂钙芒硝形成了横向裂纹,随着轴压增大到9 MPa,清水/饱和盐水致裂钙芒硝形成纵向裂纹（具有一定角度）。（6）钙芒硝清水压裂过程受到应力和溶解的共同作用。不同应力状态下,围压保持4 MPa不变,随着轴压的增大,钙芒硝水压致裂后裂缝端面粗糙度随之增大,裂隙开度随之增大,裂隙接触域随之减小。同一应力状态下,钙芒硝清水致裂后裂缝端面粗糙度数值大于饱和盐水致裂的粗糙度数值。清水致裂后的裂隙开度大于饱和盐水致裂后的裂隙开度,接触域小于饱和盐水致裂后的接触域。