新矿物——白云鄂博矿

白云鄂博矿产于内蒙古白云鄂博稀土铁铌矿床中,它是一种钠钡铈稀土氟碳酸盐新矿物——NaBaCe_2[F|(CO_3)_4]。作者对其进行了基础矿物学、矿物谱学、X射线晶体学研究及精确的成分测定,获得了详细的矿物学实验数据及晶体结构基本参数,并对该矿物进行X射线晶体结构精测。此外,作者对其作了高分辨电镜研究,拍摄了该矿物的结构象,肯定其X射线晶体结构的分析结果。综合上述实验资料,与类似矿物对比,作者确认白云鄂博矿为一新矿物。     

库车盆地天然氯化锶矿物的发现

通过扫描电镜分析,在新疆库车盆地首次发现天然氯化锶矿物。该矿物大小为几微米至几十微米,具有形态不规则、在空气中易潮解等特征。由于颗粒太小,暂时无法测定其晶体结构参数。初步认为极度干旱气候条件下,如有锶的来源,在蒸发盐壳中可形成天然氯化锶矿物。其晶体结构参数、确切成因等还有待于进一步深入研究。     

新矿物与新矿物研究创新探索

作为矿物学的重要基础研究方向之一,新矿物的发现及其晶体结构、晶体化学的研究始终备受各发达国家的一贯重视。新矿物的研究和发现及其成果具有国际性,在一定程度上反映了国家在该领域以及整体科技水平和对科学发现的贡献。笔者近年来参与了对若干存疑矿物进行的精细晶体结构与晶体化学研究和矿物学研究,从2005年至今参与发现的23种新矿物均获得国际矿物学协会新矿物及分类命名委员会(IMA-CNMNC)所批准。这些新矿物的获批得益于成功地获取了成分数据、衍射数据和晶体结构的阐明。本文就新矿物的认定规则、申报内容和数据、分类命名、研究内容及工作方法等进行综述,在此抛砖引玉,希望通过交流促进我国新矿物研究领域的发展。     

祁连山石的晶体结构

祁连山石是在我国青海省发现的一种新的硼碳酸盐矿物，已由国际矿物学会新矿物和矿物命名委员会批准。该矿物的晶体结构中，重碳酸根和正硼酸分子之间由氢键联接，其布具有带状特征，是一种新的结构类型。     

我国矿物晶体结构与晶体化学研究进展及新成果(2000—2019)

矿物的晶体结构与晶体化学是矿物学的重要基础研究领域之一,21世纪以来,随着国家对地勘行业的重视,以及平面探测技术单晶衍射仪、微区、微量衍射等实验技术的应用与计算机软硬件能力的提高,我国矿物晶体结构与晶体化学研究得到飞速发展。矿物晶体结构测定与研究是伴随着新矿物的发现而发展的,新矿物的发现是矿物晶体结构研究的基石,又为新矿物提供数据支撑。目前我国发现的各类新矿物的晶体结构大多数已被测定,精修了近30个新矿物的晶体结构,并发现了多种此前从未发现过的矿物新结构,对若干新矿物的晶体化学新现象有了新的认识,这些成果为新矿物的发现和申报提供了基础性数据,同时也为阐明矿物的成分结构、物理特性、成因及演化,进而为各种地质现象的解释提供科学依据。展望未来,矿物晶体结构与晶体化学研究领域机遇与挑战并存。     

菲律宾达沃砂金矿中金汞矿物研究及其找矿意义

本文系统研究了菲律宾棉兰老岛达沃砂金矿的矿物组合、金汞矿物的矿物学特征,认为随着金汞矿物中汞含量成分增加,金-汞系列矿物反射力具有由强-弱-强的变化特征,同时矿物硬度也随着减少。但是,当汞含量增加到相当比例时,尤其是晶体结构为等轴晶系时,其硬度却逐渐变大。笔者研究发现,金汞齐和r-汞金矿只是作为自然金或含汞自然金的矿物...     

氟钠烧绿石——一种烧绿石超族的新矿物

氟钠烧绿石发现于中国新疆维吾尔自治区阿克苏地区波孜果尔稀土矿床的碱性侵入花岗岩中。本文对其物理性质、化学成分和晶体结构进行了研究,并按照烧绿石超族矿物分类命名新方案定名为"氟钠烧绿石"。该新矿物及其名称得到了国际矿物学会新矿物及矿物、分类命名委员会(CNMNC-IMA)的正式批准。     

福建紫金山铜金矿床中的完整Cu-S体系矿物

在电子探针微区化学成分分析的基础上,结合 X 射线粉末衍射分析,对福建紫金山铜金矿床中的 Cu-S 体系矿物进行 了化学成分和晶体结构特征的研究。结果在该矿床中发现较完整的 Cu-S 体系矿物系列,包括铜蓝、雅硫铜矿、斯硫铜矿、 吉硫铜矿、斜方蓝辉铜矿、蓝辉铜矿、久辉铜矿和辉铜矿。此外,利用粉末 X 射线衍射数据,计算了铜蓝、斜方蓝辉铜矿、 蓝辉铜矿、久辉铜矿、辉铜矿等五种矿物的晶胞参数。基于系统矿物学的研究,建立了紫金山铜金矿床 Cu-S 体系完整矿物 的结晶与变化序列,该工作在国内尚属首次,同时也丰富了 Cu-S 体系矿物基础矿物学研究的资料。     

矿物标型性理论的新发展(续)

3.矿物的物理性质标型特征 不同地质条件和物理-化学环境下形成的同一种矿物往往反映在用近代方法测定的物理性质参数上有所不同,这就使矿物的物理性质具有标型意义。大家知道,矿物的物理性质取决于矿物的晶体结构和化学成分,因之矿物的物理性质标型特征与矿物的晶体结构标型特征及化学成分标型特征密切相关。     

矿物物理——从原子到全球

矿物物理作为一门学科是在1952年Brich的一篇优秀论文发表之后才正式确立的。三十多年来,矿物物理得到迅速的发展。它研究矿物的物理和比学性质对地质特征、特别是在高温高压情况下如何起支配作用。它基于原子的观点去了解矿物的特性,进而用它解释全球过程,如确定压力和温度对成分分布的影响和对相的稳定作用,以及对晶体结构、密度、焓、弹性模量、物态方程、强度、电导率以及光学、磁学性质的作用等等。     

确定砂土动剪切模量和阻尼比的方法对比

确定土体动剪切模量的常用方法有规范法、Kumar法和自相关函数法,确定相应阻尼比的方法有规范法、Das and Luo法、Kokusho法、Kumar法和互相关函数法,为了分析不同方法所产生差异,实现定量化对比分析,笔者以福建标准砂（粒径为0.5~1.0 mm）为研究对象,采用不排水的应力控制动三轴试验,探讨不同的确定土体动剪切模量和阻尼比方法的差异性,并给出了不同土体条件建议选用的方法。结果表明：1）3种方法确定动剪切模量的结果有一定的差异,随剪应变的增大结果的差异逐渐增大,有效围压对结果的差异性有所影响,当剪应变为4×10^-3,有效围压为100 kPa时,3种方法差异显著,相对误差最大接近20%;2）而5种方法确定阻尼比的结果差异显著,随着剪应变的增大,5种方法确定的阻尼比相对误差大体上均在迅速减小,只有规范法在有效围压为100 kPa时,其相对误差有较小的增大趋势;5种方法中,Kumar法确定的阻尼比最接近平均阻尼比,互相关函数法远高于平均阻尼比,Das and Luo法和Kokusho法确定的阻尼比基本一致但低于平均阻尼比。建议以后的工程应用中,加载方式为应力控制时,可采用自相关函数法确定动剪切模量,采用Kumar法确定阻尼比,二者确定的动剪切模量和阻尼比均最接近平均值。     

时空径向基函数配点法在计算二维地下水非稳定流动问题中的应用

本文中使用的径向基函数配点法是以时空配点法为基础来解决抛物型方程的一类问题。这种方法与近似求时间导数的隐式,显式法以及其他数值法不同,它不需要对离散系统的时间稳定性进行分析。用时空径向基函数配点法求解二维地下水非稳定流动问题,通过呈现有混合边界条件及只有一类边界条件两种情况下的计算结果,说明了该方法求解该问题的精度及效率较高,结果理想。     

小波分析在矿井高密度电法数据处理中的应用

矿井高密度电阻率法数据由于受地电干扰、地形、接地电阻等因素的影响,通常会遇到具有一定水平尺度和垂向幅度的类似尖脉冲假异常。在数据处理过程中,对于高幅度和宽尺度的噪声,特别是与有用信息的幅度及尺度相近时,即使应用广泛的Donoho软阈值函数和硬阈值函数去噪,也存在着难以克服的问题。为此提出了一种基于线性软阈值的去噪方法：根据噪声尺度确定分解层数,而每一层的阈值则采用线性函数确定。通过实测资料分析可知,这种方法能有效地消除高频随机噪声和特定尺度的噪声,尤其是在处理类似尖脉冲的噪声信号时有较好的效果,同时又能较好地保持原有地质信息。     

数值流形方法及其与耦合方法的比较

介绍了数值流形方法的基本原理,讨论了数学覆盖、物理覆盖、权函数和位移函数的概念,比较了该方法与DDA和FEM的耦合方法在对一维特性函数逼近的精确度,并用这两种方法模拟了地下放顶煤开挖的过程,最后的结果显示数值流形方法具有较好的相容性和精确度.     

断裂问题的扩展有限元法研究

扩展有限元（extended finite element method,XFEM）是近年来发展起来的、在常规有限元框架内求解不连续问题的有效数值计算方法,其基于单位分解的思想,在常规有限元位移模式中加入能够反映裂纹面不连续性的跳跃函数及裂尖渐进位移场函数,避免了采用常规有限元计算断裂问题时需要对裂纹尖端重新加密网格造成的不便。在推导扩展有限元算法的基础上,分析了应力强度因子的J积分计算方法及积分区域的选取。采用XFEM对I型裂纹进行了计算,有限元网格独立于裂纹面,无需在裂纹尖端加密网格;分析了积分区域、网格密度对应力强度因子计算精度的影响,指出了计算应力强度因子的合适参数,验证了此方法的可靠性和准确性。     

并矢格林函数等效源法在钻孔电磁波法中的应用

针对双孔电波法的实际情况,研究无限有耗媒质中,在半波偶极天线激励下,存在导电异常体的散射问题。理论上是根据等效源定理在散射体内引入等效电流,利用并失格林函数建立电场的积分方程并将其化为矩阵方程。在数值计算中,精心设计计算机程序,为提高计算精度,采取小圆柱体作为剖分单元。从物理角度对积分方程奇异点做巧妙的处理。经多次试算,结果令人满意。从而证明本文提出的理论和计算方法的有效性和适用性。     

目标函数对马斯京根法河道流量演算精度的影响

在用马斯京根法进行河道流量演算时,由于传统的试算法在精度和客观性上的欠缺,目前广泛使用最小二乘法来进行优化计算.在应用最小二乘法时,发现选择不同的目标函数会对最终的流量计算结果的精度产生影响.因此,本文应用了两种目标函数:河槽蓄量误差最小和出流量误差最小,推导了它们在最小二乘意义上的流量演进参数解析式,进而研究了对流量计算精度的影响.对3场洪水过程的模拟结果表明,以出流量误差最小为目标函数所获得的流量计算精度更高:与河槽蓄量误差最小相比,相对平均绝对误差分别降低了4%,25%和25%,说明使用出流量误差最小作为优化的目标函数更为有效.     

一种高频面波频散函数的快速算法—改进的Abo-Zena法

作者在本文中首先介绍了改进的Anas Abo-Zena传递矩阵法面波频散函 数的计算问题。这是一种高频时稳定的算法，适用于一般地基勘查和无损检测的面波频散函数计算。其次，还讨论了用Monte Carlo法求解面波频散函数的问题。并用这种算法和Newton迭代法进行了对比，显示了对于Newton迭代法不能计算的速度逆转剖面（即层速度自上而下逐层减递），Monte Carlo法也适用。     

体波地脉动单点谱比法研究

采用弹性成层介质模型,应用概率分析方法,推导地下体波斜入射成层介质,在自由表面形成体波地脉动的水平分量与竖向分量谱比表达式。然后,通过大量模型计算,论证体波斜入射单层覆盖半空间形成地脉动水平分量与竖向分量谱比特性与场地传递函数间的关系。结果表明,利用地脉动单点谱比法分析体波为主要成分地脉动时,与场地水平向传递函数相比,可以得到较准确阻抗比大于3的场地卓越频率和偏小的场地放大因子。     

三维高阶数值流形方法研究

将三维流形单元的位移函数从一阶拓展为二阶,基于最小势能原理建立了有限单元覆盖的高阶流形方法分析格式,详细推导了三维流形单元的刚度矩阵、等效节点荷载列阵以及位移约束矩阵。计算结果表明,提高物理覆盖函数的阶次可有效提高流形方法的计算精度。