激光织构对Fe基非晶合金涂层润湿性的影响研究

为提高页岩油气钻进过程中钻头表面的耐磨性能及防泥包性能,采用冷喷涂（CS）和超音速火焰喷涂（HVAF）技术在35CrMo钢基体上制备了Fe₄₈Cr₁₅Mo₁₄C₁₅B₆Y₂非晶合金涂层,并利用紫外激光制备了涂层的疏水表面,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、X射线衍射仪（XRD）测试分析了涂层的微观结构和力学性能,利用接触角测量仪表征涂层的润湿性,并分析其润湿机理。结果表明：利用CS技术制备的Fe基非晶合金涂层结构更加致密,非晶质量分数达到90%,且具有更好的热稳定性。激光过程中的熔融物快速冷却在涂层表面形成纳米尺寸级别的凝结物以及团聚物形成微纳复合结构,在激光扫描次数为7次时,CS涂层表面水接触角最高,具有良好的疏水性。     

钻具切割用聚晶立方氮化硼刀具的摩擦学研究

在钻探工程中遇到孔内事故时,经常采用割刀来切割事故钻具,然而在切割事故钻具的同时也会涉及到切割周边岩石的问题。本研究针对刀具切割岩石的复杂工况条件,设计了不同退火温度下的聚晶立方氮化硼（Polycrystalline Cubic Boron Nitride Compact,简称PCBN）复合片对磨Si₃N₄球的摩擦磨损试验,采用了光学显微镜和X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）等表征方法,分析了退火温度对PCBN的影响和PCBN对磨Si₃N₄球的摩擦学行为。结果表明：高于800 ℃退火处理,PCBN粘结剂氧化生成TiO₂。当800 ℃退火的PCBN对磨Si₃N₄球时,出现轻微的粘着磨损;900 ℃退火的PCBN对磨Si₃N₄球时,粘着磨损现象加重;然而,1000 ℃退火处理后,磨痕处磨粒磨损和粘着磨损共存。且PCBN对磨Si₃N₄球时,摩擦系数与退火温度有关。     

山西平顺西安里铁矿成矿流体特征及演化

[摘 要]对西安里铁矿床蚀变矿物（透辉石、石榴子石、绿帘石和方解石）流体包裹体进行了岩相学、均一温度、盐度和H-O同位素组成分析研究,结果表明：透辉石中流体包裹体均一温度为515℃～622℃,盐度（w（NaCl））为48～75;石榴子石均一温度为475℃～525℃,w（NaCl）均小于26wt%NaCl;绿帘石均一温度为390～440℃,盐度主要分布在40 wt%NaCl左右;方解石均一温度为141～4066oC,w（NaCl）为6.74～21.11;石榴石、透辉石的δD_SMOW值介于-106‰～-86‰,δ¹⁸O_SMOW值介于6.7～8.7‰,δ¹⁸O_H2O值介于2.7‰～8.7‰。磁铁矿δ¹⁸O_H2O值介于2.6‰～6.2‰。综合分析认为：热液主要来源于岩体,在上升过程中萃取了围岩中Na和Cl,Na的加入使大量Fe析出并与Cl结合进行迁移,流体物理化学特征具有显著的变化,导致Fe质析出形成西安里铁矿床。     

青海祁漫塔格虎头崖铅锌多金属矿床流体包裹体特征及成矿机制研究

虎头崖Pb-Zn多金属矿床位于东昆仑西段祁漫塔格岩浆弧带,矿体主要赋存于三叠纪花岗闪长岩和二长花岗岩与围岩的接触带及围岩中,并伴生有Fe、Cu等元素,属典型矽卡岩型矿床。对矽卡岩阶段石榴子石和透辉石、退化蚀变阶段绿帘石、石英硫化物阶段方解石、石英、萤石中流体包裹体的详细岩相学研究结果表明,与成矿有关的流体包裹体类型主要有富液相包裹体、富气相包裹体和含子矿物三相包裹体。激光拉曼光谱分析结果显示,气相、液相成分以H₂O为主,含少量HCO₃^-;固相成分以NaCl为主,并有少量的闪锌矿（ZnS）、磁黄铁矿（Fe_1-xS）和硬石膏（CaSO₄）,成矿流体应为H₂O-NaCl体系。包裹体显微测温结果显示,矽卡岩、退化蚀变、石英硫化物阶段均一温度分别为（430~490℃、550~580℃）、340~370℃和190~340℃,盐度w（NaCl_eq）分别为39%~48%、9%~12%、（0.18%~4%、15%~24%）。H-O同位素研究表明,成矿流体主要为岩浆热液,在成矿晚期则有不同程度的大气降水混入。在石英硫化物阶段,含子矿物包裹体和气相分数变化较大的气液包裹体共生,它们均一温度相近但盐度差别较大,表明成矿流体曾发生过广泛的不混溶（沸腾）作用,而这一过程很可能导致流体中Pb、Zn、Fe、Cu等矿质沉淀富集。     

新疆望峰金矿床流体包裹体地球化学及矿床成因类型

西天山东缘的望峰金矿床受胜利达坂韧性剪切带的控制,成矿过程包括早、中、晚3个阶段,自然金和矿石矿物主要形成于中阶段。岩相学、显微测温及单个包裹体成分激光拉曼光谱研究表明,望峰金矿床石英中的流体包裹体有CO₂-H₂O型、纯CO₂型、NaCl-H₂O溶液型和含子晶多相等4种类型。早阶段石英中原生包裹体主要是CO₂-H₂O型,其盐度1.62%~8.03% NaCl eqv.,流体密度0.73~0.89g/cm³,均一温度为250~390℃,气相成分为CO₂。中阶段石英中的原生包裹体包括了所有4种类型,其CO₂-H₂O型和NaCl-H₂O溶液型包裹体的均一温度分别为210~340℃和230~300℃,显示了流体沸腾现象的存在。CO₂-H₂O型包裹体的盐度0.83%~9.59% NaCl eqv.,密度0.77~0.95g/cm³,气相成分为CO₂±CH₄±N₂。晚阶段石英只发育水溶液包裹体,具有较低的盐度（0.35%~3.87% NaCl eqv.）和均一温度（120~214℃）。根据CO₂-H₂O型包裹体估算早、中阶段流体包裹体捕获压力分别为110~300PMa和90~250MPa,成矿深度为9~11km。总体而言,望峰金矿床由低盐度、低密度、富CO₂的变质流体系统形成,流体减压沸腾导致矿质沉淀,属于中深带的造山型金矿系统。     

陕西省桐峪金矿床成矿流体研究

桐峪金矿床位于华北地台南缘小秦岭金矿带的西段。矿体多呈薄板状、脉状和透镜状产出。赋矿围岩为太古代太华群变质岩系。围岩蚀变主要有绢云母化、硅化、碳酸盐化等。文章对该矿床的流体包裹体进行了岩相学研究,并开展了显微测温、流体成分及氢、氧同位素测试,模拟估算了密度、压力、深度。结果表明,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段流体包裹体的均一温度、盐度分别为:280~360℃,3%~11%;190~330℃,3%~15%;150~290℃,1%~11%。包裹体液相成分中阳离子以Na⁺、K⁺、Ca²⁺为主,阴离子以Cl^-为主,SO₄^2-次之;气相成分以H₂O、CO₂和N₂为主,含少量O₂、CH₄。流体为弱还原性。成矿温度属中(高)温,低盐度,成矿压力为78~220 MPa,成矿深度大约为3~8 km。包裹体水的δD_V-SMOW值为-44.4‰~-81.8‰,δ¹⁸O_水值为0.01‰~6.65‰。成矿流体成矿初期为岩浆水或者混有少量变质水的混合水,成矿后期有大气降水的混入。Au在成矿流体中主要是以Au(HS)₂^-的形式进行迁移,其次为Au₂S(HS)₂^2-。     

含Cu硫化物中S、Fe同位素分馏系数的第一性原理计算

Cu在自然界主要以硫化物的形式存在,目前只确定了几种含Cu硫化物的S同位素分馏系数以及黄铜矿的Fe同位素分馏系数,而且不同研究者确定的系数有很大的差别,使得S、Fe同位素在研究铜矿床的形成、演化等方面不能很好地发挥示踪作用。因此,本文基于第一性原理计算确定了0~1 000℃温度范围内主要含Cu硫化物的S同位素简约配分函数比（10³lnβ_34-32）,以及Cu-Fe硫化物的Fe同位素简约配分函数比（10³lnβ_57-54）。重S同位素在这些含Cu硫化物中的富集顺序为铜蓝>方黄铜矿>黄铜矿≈黑硫铜镍矿>斑铜矿>辉铜矿,重Fe同位素在Cu-Fe硫化物中的富集顺序为方黄铜矿≈黄铜矿>低温斑铜矿>高温斑铜矿>中温斑铜矿>Cu₈Fe₄S₈（中温斑铜矿的可能变体）。含Cu硫化物的10³lnβ_34-32与S原子的配位数、金属-S平均键长、S原子形成的所有化学键的平均键长没有明显的相关性,而Cu-Fe硫化物的10³lnβ_57-54与Fe—S平均键长基本成线性负相关关系。辉铜矿相变引起的S同位素分馏特别大,而斑铜矿相变时产生的S同位素分馏却可以忽略不计。本文的计算结果将会为探讨斑岩铜矿及其它类型的硫化物矿床的成因提供支持。     

1.0GPa和常温至1100℃条件下角闪石斜长片麻岩的Vp变化: 实验测量与理论计算

在1.0GPa、常温至1100℃条件下测量了角闪石斜长片麻岩的纵波速度（V_p）,并统计了不同温度实验产物中各种矿物的体积百分含量。结果显示,1.0GPa下,角闪石斜长片麻岩的V_p首先随温度升高（室温至700℃）缓慢降低约6％,然后（700~850℃）快速降低约6％,再（850~950℃）转而急剧升高15％~25％,最后（T>950℃）又快速下降。实验产物分析表明在高温高压下α石英-β石英相变和岩石部分熔融是岩石V_p异常变化的主要因素。由取样产物的矿物含量和弹性参数,计算了各温度条件下岩石的V_p,得出与实验测量相同的波速-温度变化趋势,即V_p随温度升高先缓慢降低,接着快速降低后又急剧升高,最后又快速减小。实验测量和理论计算对比研究表明,通过高温高压下岩石中的物相变化观测结果进行岩石波速的计算,是检验岩石弹性波速测量结果和研究地球内部地震波结构的一种有效方法。     

攀枝花镁铁质层状岩体磷灰石中的熔融包裹体：岩浆不混熔的证据

攀西(攀枝花-西昌)地区出露一系列赋含大型钒钛磁铁矿矿床的镁铁-超镁铁质层状岩体(例如:攀枝花、红格、白马和太和岩体),它们是~260Ma峨眉山大火成岩省的重要组成部分。显微岩相学研究显示,攀枝花岩体中部带浅色辉长岩磷灰石中存在深色和浅色两类熔融包裹体:深色熔融包裹体为深棕色或黑色,大小约10~60μm,外形呈圆形或磷灰石负晶形,主要由单斜辉石、角闪石、斜长石、磁铁矿等子矿物以及微粒结晶物质组成;浅色熔融包裹体为白色或淡绿色,大小约5~60μm,外形呈圆形或磷灰石负晶形,由斜长石、角闪石、单斜辉石、少量磁铁矿和石英等子矿物以及微粒结晶物质组成。我们将熔融包裹体加热至1080~1200℃,浅色熔融包裹体完全均一,其平均成分为69.7% SiO₂、0.24% TiO₂、14.5% Al₂O₃、2.76% FeO、0.64% MgO、5.14% CaO、2.82% Na₂O、2.26% K₂O和0.25% P₂O₅,为富Si相;深色熔融包裹体未完全均一,结合电子探针分析以及质量平衡估算,可得其平均成分为42.4% SiO₂、1.43% TiO₂、8.83% Al₂O₃、20.5% FeO、5.46% MgO、16.3% CaO、1.11% Na₂O、0.30% K₂O 和1.41% P₂O₅,为富Fe相。这一结果说明,在攀枝花层状岩体形成过程中,岩浆房中可能同时存在富Fe和富Si两种熔体,暗示演化的玄武质岩浆曾发生了不混熔作用。岩浆不混熔及重力分异共同作用导致了岩浆房硅酸盐熔体成分分层,下部的富Fe硅酸盐岩浆层演化形成了岩体下部巨厚的钒钛磁铁矿矿体和暗色辉长岩,上部的富Si硅酸盐岩浆层演化形成了岩体上部的长英质岩脉、透镜体和浅色辉长岩。     

赞皇前寒武纪变质杂岩区变质反应结构与变质作用P-T-t轨迹

赞皇变质杂岩位于华北克拉通中部造山带中南段、太行山东麓低山区。出露于该变质杂岩区中南部的含石榴石的斜长角闪片麻岩、泥质片麻岩,均保存了三期矿物组合:进变质、峰期变质和退变质矿物组合。这两大类变质岩石中,进变质阶段矿物组合(M₁)以石榴石变斑晶核部的包裹体矿物组合为代表,变质高峰期矿物组合(M₂)由石榴石变斑晶"边部"和基质矿物组成,退变质阶段矿物组合(M₃)主要是环绕石榴石边部发育的"白眼圈"状后成合晶矿物组合。泥质片麻岩中的石榴石变斑晶均保存了明显的成分环带,且在边部很窄的范围内X_Mn有所增加、Mg/(Mg+Fe)有所降低,指示存在变质高峰期后的退变质过程。温度与压力计算结果表明,赞皇斜长角闪片麻岩所经历的进变质阶段(M₁)温度约为640~710℃、 压力约为8.2~8.6kbar;高峰期(M₂)变质温度超过810℃,压力大于12.1kbar;退变质阶段(M₃)的温压范围为590~670℃和3.2~5.6kbar。此前的研究已说明泥质片麻岩的进变质阶段(M₁)变质温度为660~690℃,压力为9.0~9.2kbar;高峰期(M₂)变质温度超过780℃,压力大于12.5kbar。变质高峰属于中压相系的顶部至高压相系的底部。斜长角闪片麻岩、泥质片麻岩均记录了典型的顺时针P-T轨迹,并显示近等温减压(ITD)的退变质片段。对泥质片麻岩中多颗锆石的变质增生边的SHRIMP U-Pb定年表明,变质高峰期时代为1821±17Ma。变质作用历史说明赞皇变质岩区卷入了华北克拉通东部陆块和西部陆块之间的俯冲-碰撞、随后的快速隆升过程,为华北克拉通中部造山带早元古代末期(~1850Ma)存在的造山事件提供了新的证据 。     

岩石坚硬程度对核电厂地基-基础地震响应特征的影响分析

考虑核电厂地基-基础的动力相互作用,应用显式动力有限差分法分析了地震作用下极软岩、较软岩、坚硬岩上核电厂建筑结构基础的地震响应特征,比较了岩石坚硬程度对基础加速度反应谱的影响。研究表明：随着岩石坚硬程度的提高,核电厂建筑物结构基础的地震响应有增加的趋势;在周期轴上,基础处的加速度反应谱曲线会随着岩石坚硬程度的提高逐渐向短周期（高频段）方向移动。在高频段,建造于较坚硬岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在中等频段,建造于较软岩石上基础结构的加速度反应谱值偏大;在低频段,岩石坚硬程度对加速度反应谱的影响不显著。     

Geochemistry of Thermal Waters of Continental Margin of Far East of Russia

Studied waters belong to warm(T=30-50℃),alkaline(pH=8.9-9.3),low mineralized(TDS235 mg/1)Na-HCO_3 or Na-SO_4-HCO_3 thermal waters with high content of SiO_2(up to 81 mg/l)and F(up to 3.9 mg/1),occur on modern volcano-tectonic rejuvenated areas of Eastern Sikhote-Alin orogenic belt.Low~3He concentration as well as N_2/O_2 and N_2/Ar ratios exclude influence of deep mantle fluid.New rare earth element data constrain our understandmg of water-rock interaction occurring in the water source region.Meteoric origin of waters is proved by stable isotope values varying from-71‰to-136.1‰and from-10.8‰to-18.8‰forδ~2U andδ~(18)O respectively.REE patterns reflect high pH,resultfing from water-rock interaction and oxidative conditions.Calculations of deep aquifer temperature using Na-K and quartz geothermometers show 116.8-131.1°C and 82.2-125.8℃respectively.Presence of deep faults both with abnormal thermal gradient(~45-50 K/km)define unique geochemical shape of thermal waters of Sikhote-Alin,area,where no present volcanic activity is registered.     

Strains of scattering of near-field of a point source

Three dimensional scattering of near-field is studied for dilatation and rotation in the time domain. The perturbation method is applied to solve the equation of motion for the first order scattering from a weak inhomogeneity in an otherwise homogeneous medium. The inhomogeneity is assumed close enough to the point source so that the near-field intermediate wave is dominating over the far-field sphericalP andS pulses. The integral expressions are derived to relate dilatation and rotation of scattering to the radial fluctuations of velocities and density in the inhomogeneity. These integrals are solved to calculate the strains of scattering from (a part of) an inhomogeneous spherical shell of arbitrary curvature. Variable curvature may allow the shape of inhomogeneity volume element to change uniformly from spherical to rectangular. Rotation of scattering from a spherical shell is independent ofP wave velocity inhomogeneity. Dilatation of scattering does not involveS wave velocity inhomogeneity but its gradient. The back scattering results are obtained as a special case. Strains are computed numerically, for hypothetical models to study the effects of various parameters viz., velocity inhomogeneity, distance of source from inhomogeneity and from receiver, and thickness of inhomogeneity. The curvature of the spherical shell is varied to study the effects of the shape of inhomogeneous volume element on scattering.     

土石坝心墙水力劈裂分析

简要分析了水力劈裂的发生条件、力学机理。基于水压楔劈机理,利用有限元方法建立了一种水力劈裂的发生判定方法。该方法假定心墙预先存在局部渗透弱面（裂缝）,通过将裂缝位置的单元材料改为裂缝软材料,考虑库水进入裂缝后对裂缝周围土体的作用,建立水力劈裂分析的平面有限元模型,确定裂缝端部垂直于裂缝面的正应力,进而依据该正应力判断水力劈裂发生的可能性,该方法同时可模拟水力劈裂的发展过程。     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

地震次生地质灾害风险评估集对态势分析

5．12四川汶川8级强震引发了大量次生地质灾害,加剧了灾情并严重影响抗震救灾。地震次生地质灾害受多重因素制约,其孕育与致灾过程具有不确定性。利用集对分析原理与方法,对地震次生地质灾害进行同异反态势分析,拟定了风险评估的集对分析同一度、差异度、对立度等指标体系的构建原则与赋值标准,对承灾体系统的不确定性及其作用作了刻画与分析,建立了不同风险分区代表性的集对分析联系度表达式,为地震灾害研究提供了可资借鉴的新思路和技术方法。     

下扬子区三叠纪古地理演化

下扬子区在三叠纪期间接受了早-中三叠世海相碳酸盐沉积、中-晚三叠世海陆交互相和陆相湖沼沉积.沉积相带的空间分布和古地理格局的变迁明显地受到区域构造的控制.区内盆地发育与演化是在华南板块与扬子板块、扬子板块与华北板块相互作用的背景下进行的.早-中三叠世末期的印支运动是下扬子区构造-古地理格局改变的决定性因素,使下扬子海盆闭合,沉积类型由海相沉积变为陆相沉积.下扬子区三叠纪古地理的演化特征也为板块碰撞提供了沉积证据.     

多年冻土融沉性分类研究

在冻土工程中,冻土的融沉性评价是工程地质勘察的主要内容之一,融沉性分类是冻土地基基础设计施工的重要依据．根据345个冻土原状样品融沉压缩试验数据,提出了细砾、砂土、粉土、黏性土、泥炭化黏性土和泥炭质土等6类土的融沉系数一含水量或融沉系数一超塑含水量线性回归方程式,得到与各融沉性分级相应的界限含水量或界限超塑含水量．最后...     

Kinetics of dehydration of Ca-montmorillonite

Isothermal thermogravimetric experiments have been carried out to determine the reaction kinetics of the dehydration processes in fuller's earth, a natural Ca-montmorillonite. Dehydration in swelling clays is a complex reaction, and analysis of the thermogravimetric data using empirical rate equations and time-transformation analysis reveals that the nature of the rate controlling mechanism is dependent upon both the temperature regime of the sample as well as the extent of reaction. For fuller's earth, we find that the dehydration kinetics are dominated by a nucleation and growth mechanism at low temperatures and fractions transformed (stage I), but above 90 °C the last stages of the reaction are diffusion controlled (stage II). The activation energy for dehydration during stage I is around 35 kJ · mol⁻¹, whereas the removal of water during stage II requires an activation energy of around 50 kJ · mol⁻¹. These two stages of dehydration are associated with primary collapse of the interlayer (stage I) and movement of water that is hydrated to cations within the interlayer (stage II). Received: 28 August 1998 / Revised, accepted: 27 January 1999