氢气还原富铁矿石制备零价铁富集磷

以褐铁矿、菱铁矿、赤铁矿和磁铁矿为原料,在600 ℃下氢气焙烧制备零价铁(ZVI).采用X射线衍射仪、X射线荧光光谱仪、比表面积和孔结构分析仪、扫描电镜、X射线光电子能谱、红外光谱表征了富铁矿石矿物组成及制备产物ZVI的形貌、比表面积和孔结构特征,考察了接触时间、初始磷浓度和pH值对磷富集的影响,并分析了pH值为3和5时,富铁矿石中Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的释放情况,探讨了零价铁对磷的富集性能及作用机制.结果 表明,磁铁矿制备的ZVI中铁含量较高(Fe2O387.4％)、杂质较少、拥有大量的微纳米孔隙且矿石原样在15天内未检出Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)、Hg(Ⅱ)的释放,磁铁矿制备的ZVI表现出最好的磷富集效果,w(P)可达13.45 mg/g.使用NaOH (2.2 mol/L)溶液可以回收ZVI富集的磷,回收率可达到99.9％.表面络合、静电吸附和Fe氧化产生的Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)对磷的共沉淀作用是ZVI富集磷的主要机制.研究结果有助于推动富铁矿石的综合利用及其在磷的深度处理或磷资源循环利用方面的应用.     

内蒙古沙巴尔吐地区中二叠世蛇绿构造混杂岩及同期花岗质杂岩的发现及地质意义

中亚造山带东段内蒙古兴安盟扎赉特旗地区作为二连-贺根山断裂的东延部分,蕴含了古亚洲洋俯冲消亡过程及洋-陆转换的关键信息,然而对于该区蛇绿构造混杂岩的研究相对薄弱,成为制约古亚洲洋构造演化研究的瓶颈。本文在扎赉特旗沙巴尔吐地区发现了蛇绿构造混杂岩、与岛弧环境相关的英云闪长岩-奥长花岗岩和碱长花岗岩组合。对蛇绿构造混杂岩中超镁铁质岩和碱长花岗岩开展LA-ICP-MS锆石U-Pb测年显示其年龄分别为279.2±3.3 Ma和278.2±1.7 Ma,表明其形成于中二叠世早期。超镁铁质岩含有低的SiO_2含量(43.54%～46.38%),低Na_2O和K_2O而富MgO,Mg~#为89～94,显示亏损地幔-过渡型地幔特征,起源于约70%的石榴石二辉橄榄岩的部分熔融,属俯冲型(SSZ)蛇绿岩。英云闪长岩-奥长花岗岩属准铝质钙碱性系列,高Al_2O_3含量,相对富钠贫钾,高Sr(平均600.00×10~(-6))、低Y(平均12.50×10~(-6))和Yb(平均1.18×10~(-6)),具典型。型埃达克岩特征,是俯冲环境下低钾洋壳玄武岩部分熔融的产物。碱长花岗岩富硅和碱,低铁和镁,具有高的正εHf(t)值(平均+18.9),位于亏损地幔线之上,一阶段、二阶段模式年龄基本近于或者小于岩石结晶年龄,起源于岛弧型的新生地壳。沙巴尔吐蛇绿构造混杂岩代表中二叠世早期洋内俯冲的产物,表明古亚洲洋在中二叠世早期未闭合,仍存在持续性的俯冲活动,闭合时间至少应在中二叠世之后。     

青藏高原复杂地层地质钻探低固相冲洗液试验研究

青藏高原由于地质条件的多样性,分布有松散破碎地层、高应力地层、断层破碎带等复杂地层,在地质钻探中经常遇到塌孔、漏浆、缩径、卡钻、埋钻等问题。同时配套使用的冲洗液形成的泥皮质量差、胶结能力较差、携岩粉能力较弱等不足。冲洗液的性能是实现复杂地层顺利钻进的关键。结合青藏高原复杂地层的地质特点,研发了低固相聚合物新型冲洗液,该冲洗液以钠质膨润土和微泡剂等外加剂为基础,具有流动性好、胶结性强、降失水量适中的特点,适宜在青藏高原复杂地层地质钻探中使用。     

冰层空气反循环快速钻进方法及冰屑运移研究

空气反循环钻进技术具有钻速快、能耗低、可不提钻连续取心取样、能有效避免积雪层漏失等优点,在冰层钻探中极具应用潜力。本文针对冰层钻探技术特点,提出了双壁钻杆式、双通道高压胶管式和寄生高压胶管式等三种空气反循环冰层钻探技术,分别介绍了其工作原理及特点。基于气力输送和气体钻井基本理论,对冰屑颗粒气体介质中的悬浮速度进行了分析,建立了单颗粒冰屑悬浮、运移方程和冰屑颗粒群悬浮方程,并设计了冰屑悬浮实验台,对冰屑悬浮所需的风速进行了实验测试。理论计算值与实验实测值吻合较好,最大误差约10.91%,可用本文建立的冰屑运动方程来计算实际钻进时携带冰屑所需的风量,为后续在极地实施冰层空气反循环钻进技术提供了依据。     

辫状河流演变过程与机理的研究进展

辫状河流属于冲积河流的主要类型,对流水地貌景观、水生栖息地和河流开发与生态保护具有重要科学意义。根据辫状河流演变过程与机理的国内外研究进展,对定义与形态特征进行综合描述,并给出常用的形态表征方法与参数。总结辫状河流的4种野外地形观测方法以及水槽试验和数值模型的应用,比较它们的适合范围;描述辫状河流的不同形态单元的组成,列举沙洲形成、汊道调整与横向迁移、岸滩侵蚀、河漫滩淤积等基本演变规律;对比分析水流功率、床沙粒径、泥沙补给、滨河植被、河谷宽度等影响辫状河流形态动力学过程的主要控制因素;指出青藏高原不同空间尺度辫状河流的形成原因、形态特征和演变规律是河流动力学的重要研究方向。     

基于随机补片和DeepLabV3+的建筑物遥感图像变化检测

为有效解决传统遥感图像变化检测预处理复杂的问题,提出一种基于随机补片和DeepLabV3+的建筑物遥感图像变化检测方法。以ResNet50特征提取网络为基础,创建DeepLabV3+语义分割网络,并在图像和标签中创建大小为224像素×224像素的随机补片作为网络输入,训练建筑物提取网络;修改建筑物提取网络输入层为6通道,通过矩阵运算将两期遥感图像转换为一幅6通道非RGB图像,利用转换后的非RGB图像进行网络训练并验证变化检测精度。实验1利用ENVI5.3软件,采用马氏距离法进行变化检测;实验2采用改进的U-Net网络和随机补片,完成网络训练和精度验证;实验3使用实验2的训练数据和验证数据,采用随机补片和DeepLabV3+网络进行变化检测网络训练及精度验证。实验结果表明,该方法实验1、实验2、实验3建筑物变化检测平均交并比分别为24.43%、83.14%、89.90%,边界轮廓匹配分数分别为61.47%,80.24%、96.51%。     

三峡库区大坪滑坡变形对前缘塌岸的响应分析

随着三峡水库的长期运行,受库水位涨落和波浪作用影响,三峡水库土质岸坡的塌岸问题愈发严重,塌岸不仅造成了水土流失,甚至会诱发滑坡复活。大坪滑坡是三峡库区前缘塌岸发育最为明显的滑坡之一,以三峡库区大坪滑坡为例,结合大坪滑坡的地表宏观变形、地表GPS位移等数据,分析滑坡变形特征以及塌岸对滑坡变形的影响,在此基础上通过ABAQUS生死单元功能实现前缘塌岸对滑坡稳定性影响的数值模拟,进一步探索滑坡变形对前缘塌岸的响应关系。结果表明:大坪滑坡的变形主要受库水位涨落影响,前缘塌岸较发育,塌岸一侧GPS监测点地表位移变化较明显,显然塌岸对大坪滑坡地表变形影响较大;ABAQUS的有限元计算结果表明,塌岸对滑坡的变形影响十分明显,影响大小主要与塌岸方量相关;塌岸导致的滑坡变形主要集中在滑坡前部,并向后部逐渐扩展;ABAQUS中的生死单元法可以很好地实现塌岸对滑坡稳定性影响的模拟。     

方解石(10(-1)4)晶面在含重金属溶液中的生长及新生长面的溶解

溶液中的金属离子对方解石的生长和溶解均有影响,但关于方解石中固有的杂质离子对其溶解的影响还了解甚少.本研究利用原位原子力显微镜(AFM)考察了室温下方解石(10(-1)4)晶面在含Mn2+及含Cd2+溶液中的生长过程,并对其新生长面直接进行原位溶解观察.实验表明,溶液中的Mn2+和Cd2+可参与方解石的生长,分别形成(Ca,Mn)CO3固溶体和(Ca,Cd)CO3固溶体.新生成的含Mn、Cd方解石的溶解速率仅为纯方解石的14.3％～60.3％,说明晶体中的Mn和Cd可抑制方解石的溶解.因此方解石生长阶段可通过在(10(-1)4)晶面形成含重金属固溶体从而固定Mn和Cd,由于新生长的固溶体溶解速率小于纯方解石,从而延缓Mn和Cd的迁移,并降低其环境污染的风险.     

湖南隆回县土壤硒元素地球化学特征及其影响因素:以石门-滩头镇为例

湖南省隆回县石门-滩头两个乡镇的土地质量地球化学调查共采集表层土壤样品699件,农产品样45件以及4个土壤垂向剖面,系统分析了表层土壤以及农产品中硒元素的含量特征,并探讨了土壤硒元素含量与成土母质、土地利用方式、土壤酸碱度以及有机质之间的关系.结果表明:区内土壤表层硒含量平均值为0.67 mg·kg-1,高于全国背景值,富硒土壤面积比例达到87.96％;表层土壤硒含量主要受控于成土母质,即硒来源与硅质岩密切相关;土壤垂向剖面总体呈现硒元素的表聚性;土地利用方式对土壤硒的富集也产生一定的影响;土壤硒含量与土壤pH值呈负相关,与有机质含量则呈显著的正相关.黄豆以及玉米富硒率非常高,同时这两种农产品大多数样品内重金属元素含量均符合国家食品安全标准.这些研究成果为当地富硒土壤资源开发利用等提供理论上的支持.     

南黄海崂山隆起海相中-古生界发现多个大型圈闭构造

青岛海洋地质研究所多年的南黄海海域油气资源调查和研究表明,区内海相中—古生界油气资源潜力巨大,崂山隆起是海相中—古生界的首选远景区。中国地质调查局业务体系中第九大计划——海洋地质调查计划所属的海域油气资源调查工程南黄海油气资源调查项目2015—2016年的主要任务是：在南黄海崂山隆起上以海相下古生界为目标进行区带评价、目标评价和钻前预测,