全油正烷烃和类异戊二烯碳中同位素的变化

油样和源岩中沥青的碳同位素分析，主要是根据馏分法或全馏分法（即饱和烃、芳烃和ＮＳＯ化合物）完成的。量到最近，前人对单个碳氢化合物中碳同位素组成的研究受到了下列两个问题的限制：（１）使单个化合物分辨率平衡；（２）为获得完善的分析结果而取得足够的分析原料。前人对单个碳氢化合物中碳同位素组成变化的研究，是利用填充柱气相色谱法收集用于分析的足够量的单个化合物；或者在最近，联合利用填充柱气相色谱仪和质谱仪，     

气相色谱法测定岩矿中有机碳无机碳及石墨碳

介绍了测定岩矿样品中不同形态碳的方法。样品中加入ＭｎＯ２作氧化剂，在气相色谱仪内热解，测定结果是总碳。有机碳、石墨碳是由样品分别除去碳酸盐碳、碳酸盐碳与有机碳后，按总碳测定法测出。无机碳（碳酸盐碳）是在气相色谱仪密封系统内加酸分解碳酸盐，不用附加系统分离Ｈ２Ｏ与ＣＯ２，直接经色谱柱分离测定。也可分别测定总碳、有机碳或无机碳，用差减法计算无机碳或有机碳。     

黑色合成碳硅石在群镶钻石首饰中的鉴定特征

近期,在珠宝市场上的一件＂黑白钻＂首饰中发现混有黑色合成碳硅石,该情况应引起国内外各珠宝检测机构的足够重视。采用宝石显微镜、红外光谱仪和拉曼光谱仪等测试方法对黑色合成碳硅石样品做了较详细测试与分析。结果显示,放大检查可见黑色合成碳硅石的表面粗糙,棱角圆钝,并伴有各种生长缺陷,部分可见残留的单晶硅;黑色合成碳硅石的红外反射光谱非常特征,且其拉曼散射光谱也缺失钻石位于1 332cm-1处的特征峰,可与黑色钻石相区别。     

有关碳和碳材料的几点思考

碳是由母元素氢在热核反应中经氦聚合而成的,它是前地球期最重要的元素,也是地球最重要和最活泼的元素。在地球期中,碳的存在形式随时间的推移的演进特性和存在形式的多样性［１］。从原生碳可以演进到无机碳,演进到有机碳,甚或生命碳;从单一键态的多形式碳到复合键态的多形式碳;从单原子碳到碳原子集群（ｃｌｕｓｔｅｒ）到富氏碳（ｆｕｌｌｅｒｅｎｅｓ）、线结构碳、层结构碳和配位结构碳。在地球期,碳的空间分布的改变导致碳的存在形式的演变。１　地球上的碳圈层宇宙中丰度最大的元素是［２］：氢、氦、碳、氧、氮、氖、硅、铁…     

海洋沉积物孔隙水中溶解无机碳(DIC)的碳同位素分析方法

海水中往往含有一定量的溶解CO2（以HCO-3存在），其δ13C值组成十分恒定，一般在0‰值附近。赋存在海底沉积物中的孔隙水往往含有比海水更高的溶解CO2含量，且其碳同位素组成变化极大。对这些溶解CO2的碳同位素组成进行分析，能够为我们了解海底沉积物沉积-成岩过程和生物地球化学过程提供十分丰富的信息。为此，开展了沉积物孔隙水中溶解CO2 (DIC)的碳同位素分析方法的研究。 采用的仪器为德国Finnigan公司生产的连续流质谱仪（Delta Plus XP）及与之联机的多功能制样装置(Gas Bench)。 Delta Plus XP为稳定同位素比值质谱仪，可以进行C、H、O、S、N等稳定同位素比值的测定，内精度小于0.1‰，外精度为0.1‰,稳定性好于0.03×10-6nA/h。Gas Bench为多功能在线制样装置，可进行CO2-H2O平衡法氧同位素，溶解二氧化碳碳同位素，碳酸盐碳氧同位素，空气中氮同位素及氮总量的前期制样，由于使用自动制样系统，具有处理时间短，效率高的优点。 样品分析过程：首先在自动进样器中对样品管进行烘烤(45℃)，然后拧紧瓶盖向样品管中充入氦气（16 min/管），充气完毕之后开始加人样品，使用注射器向管中注射0.5 mL样品，下一步使用加酸装置向管中注人磷酸反应平衡，磷酸用量大约0.3 mL左右，反应式如下： H3PO4＋HCO-3 aq===CO2(g)+H2PO- 4…+H2O…… 平衡1h后利用氦气将反应生成的气体CO2送人Delta Plus XP质谱仪测试。 实验过程中，制备了3个水样标准。NJWCS-l为直接取自实验室的Mill-Q纯净水，NJWCS-2为Mill-Q纯净水经蒸沸再冷却后，装人一密封的瓶子中，并向瓶中通人实验室用超纯钢瓶CO2气约4h，使CO2气充分溶解在水中并达到平衡。该瓶气体的δ13C值为-21.85‰。NJWCS-3为南京大学的自来水。 在不同时间对上述标准水样进行碳同位素组成测试结果表1。 实验过程中，选取3个采自南海北部某区海底沉积物孔隙水样品，进行了多次重复测试。结果表明，测试结果十分稳定。其中S-1的δ13C值（-5.11±0.12)‰( n=4); S-2的梦δ13C值（-27.13±0. 02)‰( n=2);S-3的δ13C值（-29.34±0.37)‰（n＝2)。 综上所述，通过笔者建立的分析方法，可对沉积物中孔隙水溶解无机碳碳同位素组成进行准确测试。这一方法的建立，有利于对海洋沉积物孔隙水中可能存在的碳同位素组成异常及其与天然气水合物的关系进行深人探讨。同时，该方法也完全适合于测定自然界中其他水体（如湖水、河水、油田卤水、地下水等）的溶解无机碳的碳同位素组成，因而该方法有着广泛的应用前景。     

山东半岛蓝色经济区土壤有机碳储量及固碳潜力分析

土壤碳储量研究在碳循环和全球变化中具有重要意义,但以往碳储量计算结果受到数据来源的制约。山东省多目标区域地球化学调查采用双层网格化采样和分析,获取了大密度、高精度土壤有机碳数据,为土壤碳库的准确计算奠定了基础。笔者利用这些数据计算了山东半岛蓝色经济区表层（0～20 cm）、中上层（0～100 cm）及全层（0～160 cm）的土壤有机碳（SOC）密度和储量,并对其空间分布特征及固碳潜力进行了研究。结果显示,经济区内3种土壤层次的碳库组成不同,表层SOC储量占总碳（TC）储量的71.67%,随深度增加所占比例逐渐减小,而无机碳(SIC)储量所占比例逐渐增加,全层二者所占比率较为接近:表层SOC储量为132.64 Mt,碳密度为2.06 kg/m²;中上层为458.27 Mt,碳密度为7.11 kg/m²;全层为619.96 Mt,碳密度为9.61 kg/m²。各层SOC密度处于全国偏低水平,且在不同土壤类型、地貌类型、土地利用类型之间有一定差异:褐土土表层SOC密度最高（2.48 kg/m²）,风沙土最低（0.91 kg/m²）;灌溉水田表层SOC密度最高（3.45 kg/m²）,菜地最低（1.61 kg/m²）。表层SOC密度分布总体上呈现为沿海地区低、鲁北平原和胶莱盆地中等、山地丘陵和中低山区偏高的分布格局。从第二次土壤普查和本次多目标调查数据所建立的回归方程分析发现,在今后一定时期内,本区表层土壤总体表现为“碳汇”效应,未来可净增总有机碳（TOC）量60.94 Mt,其中“碳源”量5.07 Mt,“碳汇”量65.97 Mt。     

有机碳和有机分子碳同位素的地球化学意义

有机碳和有机分子碳同位素组成的研究不仅在沉积地层对比，油－油，油－源对比研究方向发挥了独特作用，而且在古气候，古环境研究方面更具有广阔的应用剪影。开展对全球气候变化及全球碳循环有重要意义的有机碳碳同位素组成及分布研究和对生物演化，恢复古生态，古环境有重要意义的化石及沉积物中有机分子的碳同位素成及分布研究已势在必行。     

土壤生物对土壤有机碳稳定性的影响

应对全球气候变化及制定温室气体减排措施必需了解土壤有机碳的稳定性。当前，比较公认的有机碳稳定机制包括选择性保存，空间不可接近性和分子交互作用。虽然已经有了大量的研究，但至今对土壤有机碳稳定性的稳定机制了解仍不完善，特别是有关土壤生物对有机碳稳定性的贡献没有受到足够重视。在此，我们首先基于公认的有机碳稳定机制探讨土壤生物对有机碳稳定性的影响，随后从土壤生物本身特性及生物与生境协同进化角度出发分析了土壤有机碳的生物稳定机制，特别强调了权衡有机碳稳定性与分解功能服务价值的重要性，最后从土壤生物角度展望了土壤有机碳稳定性研究中的重要方面。     

合成碳硅石的鉴定方法

根据合成碳硅石与钻石的物理化学性质不同，放大检查内部特征，结合对密度、光学性质、硬度等的检测，可以有效鉴别合成碳硅石。     

内陆水体溶解无机碳同位素研究进展及展望

碳是陆地生态系统中最重要的生命元素,能够在各个圈层之间相互转换和运移。碳循环作为地球各圈层相互连接的纽带,被认为是地表系统最重要的元素地球化学循环。碳在水体中主要以溶解性有机碳（dissolved organic carbon,简称DOC）和溶解性无机碳（dissolved inorganic carbon,简称DIC）形式存在。内陆水体（包括河水、地下水、湖水和水库等）尽管只占陆地表面1%,但它们在碳循环过程中发挥了重要作用。其DIC浓度(CDIC)和DIC同位素组成(δ13CDIC)可以为碳循环研究提供线索,因此成为近年来国际研究的热点之一。本文系统总结了全球内陆水体DIC同位素的研究进展。DIC同位素具有广泛的地质应用,不同碳源具有独特的同位素特征。因此,DIC同位素被用于定性和定量地示踪碳源,指示碳循环过程以及确定河水补给端元。     

材料科学和地质学的发展及前景(英文)

材料科学可定义为一门涉及化学、物理学、矿物学、地质学、冶金学和合成材料等领域的科学。“工具制造者的人类” ,主要是使用石器 ,并由此而增进了其智能的发育。燧石、石灰岩中氧化硅富集体提供了制作武器和工具的材料 ,土壤则可用于制陶业和陶瓷业。材料科学主要是由研究工业矿物演化而来 ,它与地质学的关系密切 ;合成材料以其特殊的性能满足了人们的需求。火和压力在处理天然材料的工艺发展中起着头等作用 ;金银铜铁及其它金属能用作装饰品、防御武器和制造工具。有些金属的使用显示了人类各历史时期的特点。人们后来发现某些结晶体具有特殊的性质 ,如石英的压电性、红宝石激光 ,钻石和刚玉的高硬度 (可用作磨料 ,将来仍具开发潜力 )。合成材料和在太空合成的材料具有远大前景 (如碳的同素异形体carbyne car bynoid)。在材料科学中 ,特种玻璃 ,硬而防火的陶瓷、磨料、特殊耐火材料 ,只不过是材料科学中业已开发的几种工艺矿物而已。材料科学的发展对于现代文明和解决人类当今和未来所遇到的各种问题都极其重要。与世界人口增长相关的问题 ,可以通过科学、绿色革命和生物技术 ,以及一切天然资源的合理开发来解决 ,这将有助于避免“南北对抗”。肯定地说 ,材料科学及其未来的发展 ,会有助于人类去应付     

大理岩单轴蠕变模型参数

采用分级加载方式进行单轴压缩蠕变试验,获得大理岩的单轴压缩蠕变曲线。对比发现五元件Kelvin模型能较好的拟合蠕变试验曲线,取其作为大理岩蠕变模型。对同一应力水平下的蠕变曲线,取10 h、20 h、40 h和50 h四个蠕变时间段,用五元件Kelvin模型进行拟合,分别获得蠕变模型参数。拟合结果表明,蠕变模型参数在不同的应力水平下和不同的加载时间下都是变化的。当应力水平足够大(58 MPa),E2随加载时间的变化规律和E1刚好相反;当加载时间足够长(20 h)时,E2随应力水平的变化规律和E1刚好相同。当应力水平足够大(58 MPa),蠕变模型参数η1和η2始终随着加载时间的增加而增加。当加载时间足够长(=50 h),蠕变模型参数η1和η2始终随着应力水平的增加而增加。     

A multicomponent model for computing the thermal structure of collapsing protostellar clouds

A model for simulating the thermal and dynamical evolution of protostellar clouds is presented. In the model, the dust and gas temperatures are treated separately, making it possible to more precisely describe the initial stages of the cloud’s gravitational contraction and collapse. The model is fast enough to be applied in hydrodynamical computations, and has a high enough accuracy for the results to be used to compute emission spectra and comparing them with observational data. Two problems are considered as test examples and simple applications: calculation of the structure of clouds in thermal and hydrostatic equilibrium, and modeling the evolution of a protostellar cloud in a spherically symmetric approximation, including the formation of the first hydrostatic core.     

Constraints on seismic velocity anomalies beneath the Siberian craton from xenoliths and petrophysics

High seismic Vp velocity anomalies (8.7–9.0 km s^− 1) have long been known about in regions of the uppermost mantle of the Siberian craton, often in association with kimberlite fields. Laboratory measurement of seismic properties of five xenoliths, three peridotites and two eclogites, from the Udachnaya kimberlite under confining pressures up to 600 MPa were extrapolated to uppermost mantle P–T conditions of 1500 MPa and 500 °C, however none of the velocities are high enough to explain the observations. Eclogites or peridotites are commonly considered to be the source of anomalous high velocities. We prefer a peridotitic source to an eclogitic source due to the unusual chemistry and regional uniformity of eclogitic garnets required, maximum velocity limitations on laboratory measurements of seismic properties of natural eclogites, and purported abundance of eclogites in the lithosphere. Alternatively, a highly depleted peridotite, such as dunite or harzburgite, can produce velocities high enough to match observations. Olivine petrofabrics in most peridotites, including the three peridotites used in this study, are great enough to produce the observed high velocities provided olivine petrofabrics are continuous enough and correctly oriented to be seismically detectable and the modal proportion of olivine is high. There have been suggestions by other authors that the Siberian upper mantle is highly depleted and that a lithosphere-scale shear zone exists, which may have acted to organize fabrics into segments large enough for detection. Anomalously high Vp–Vs velocity ratios of greater than 1.8 are expected parallel to the olivine [100] maxima required to be present in a high-velocity olivine-dominated upper mantle. Vp–Vs velocity ratios can serve as a means of inferring large-scale anisotropy when limited seismic data are available, as in Siberia.     

Fracture energy release and size effect in borehole breakout

The paper presents a simple approximate analytical solution of the remote stresses that cause the collapse of a borehole or other circular cylindrical cavity in an infinite elastic space. Regions of parallel equidistant splitting cracks are assumed to form on the sides of the cavity. Their boundary is assumed to be an ellipse of a growing horizontal axis, the other axis remaining equal to the borehole diameter. The slabs of rock between the splitting cracks are assumed to buckle as slender columns, and their post-critical stress is considered as the residual stress in the cracked rock. The buckling of these slab columns is assumed to be resisted not only by their elastic bending stiffness but also shear stresses produced on rough crack faces by relative shear displacements. The energy release from the infinite medium caused by the growth of the elliptical cracking region is evaluated according to Eschelby's theorem. This release is set equal to the energy dissipated by the formation of all the splitting cracks, which is calculated under the assumption of constant fracture energy. This yields the collapse stress as a function of the elastic moduli, fracture energy, ratio of the remote principal stresses, crack shear resistance characteristic and borehole diameter. The collapse stress as a function of crack spacing is found to have a minimum, and the correct crack spacing is determined from this minimum. For small enough diameters, the crack spacing increases as the (4/5)-power of the borehole diameter, while for large enough diameters a constant spacing is approached. In contrast to plastic solutions, the breakout stress exhibits a size effect, such that for small enough diameters the breakout stress decreases as the (? 2/5)-power of the borehole diameter, while for large enough diameters a constant limiting value is approached. Finally, some numerical estimates are given and the validity of various simplifying assumptions made is discussed.     

夹有泥皮粗粒土与结构接触面力学特性试验研究

进行了粗粒土与结构之间夹有泥皮和无泥皮两种状态的接触面单调和循环剪切试验,初步研究了夹有泥皮时接触面静动力学特性的规律和作用机理。试验表明,泥皮对粗粒土与结构接触面的力学特性有重要影响。当泥皮不厚时,接触面仍表现出粗粒土与结构接触面的基本力学特性。泥皮越厚,接触面的抗剪强度越低,相对法向位移会越大。当泥皮极厚时,泥皮将隔断粗粒土与结构面的接触而成为泥皮与结构接触面。泥皮对接触面力学特性的影响程度不仅与泥皮本身的特性及其厚度有关,还与构成接触面的结构面材料与粗粒土的特性有关。     

Orthogonal Variance Structures in Lake Water Quality Data and Their Use for Geo-chemical Classification of Dimictic, Glacial/Boreal Lakes

The accumulating volumes of data collected within environmental monitoring programs facilitate the use of exploratory statistical methods of data analysis as a supplement to traditional methods of characterizing lake water quality. When principal component analysis and multidimensional scaling are applied to a matrix containing approximately 24000 samples of lake water quality variables pH, alkalinity, conductivity, hardness, color, Secchi depth and total phosphorus concentration, it is found that the total matrix variance can be approximately reproduced in an orthogonal two-dimensional base with transformations of hardness and color as best principal component representatives. This base is suggested as an empirical lake classification standard where the variance structure of subset lake populations (such as single lakes) can be referenced to the water quality standard of the generic population. Since the principal axes of the base exclusively contain inorganic and organic related variables respectively, the combined inorganic/organic characteristics of the lake can be expressed with the hardness and color variables alone. With the data matrix being large enough to produce high significance levels, and with variable ranges wide enough to represent a majority of dimictic, glacial/boreal lakes, the analysis results should be valid in many lakes throughout the world.     

膨胀土作为桩基持力层的实验研究

根据对邯郸膨胀土中桩基的实验研究,认为膨胀土具有一定埋深时,可作为良好的桩基持力层;通过3种桩型应用情况的分析比较,论证了扩底桩是膨胀土持力层上理想的桩基形式。     

加劲水泥土地下连续墙中水泥土强度分析

对加劲水泥土地下连续墙的工作机理进行了分析,指出在加劲水泥土地下连续墙设计中水泥土必须具有足够的强度。型钢间的水泥土不仅需要满足抗剪强度的要求,还应满足水平方向斜截面强度的要求。水泥土对墙身竖向抗弯刚度的贡献虽然可忽略,但应有足够的抗压强度以保证其止水性,同时水泥土还应对型钢具有足够的侧向约束并保持完整性以维持型钢的整体稳定性。     

煤柱下底板偏应力区域特征及案例

选取某煤矿近距离煤层为工程背景,采用FLAC3D模拟了8#煤层残余煤柱底板偏应力场分布特征。结果表明：（1）底板的偏应力呈扩散状向底板传递,距离煤柱越远扩散范围越广,煤柱边缘偏应力呈45°向底板传播;（2）煤柱较窄时,中线和边缘处偏应力影响深度浅,随煤柱宽度增加,底板偏应力变化和影响深度较大,当煤柱宽度足够大时,影响深度又变浅,中部趋于原岩应力;（3）同一水平面上,偏应力呈马鞍状分布,随煤柱宽度增加,煤柱中线处和边缘处偏应力经历了先增大后减小的过程,煤柱边缘处偏应力峰值位置变化不大;（4）同一煤柱宽度,煤柱边缘偏应力峰值向深部递减且趋势减慢,同时,峰值远离煤柱且趋势加快。在自由边界受均布载荷、底板垂直应力、水平应力、切应力解析解的基础上,推导了底板偏应力解析公式,解析与模拟结果基本吻合。具体到该工程的地质条件,9205轨道巷距离煤柱边缘20 m、9205回风巷在煤柱边缘、9205运输巷在煤柱中线处,9205轨道巷维护效果最好,证明了内错式巷道且距离煤柱足够远时,偏应力较小,宏观应力环境更适合巷道围岩自稳。