俄罗斯的金刚石及其产业发展

2010年,俄罗斯毛坯金刚石的产量约占世界总产量的25%,并以强劲的增长势头不断改变着世界金刚石市场的供应格局。对近10年发表的有关俄罗斯金刚石的英文文献进行了编译整理,对雅库特、阿尔汉格尔斯克和乌拉尔产出金刚石的宝石矿物学特征进行了比较分析,结果显示,三个产区的金刚石在颜色、形貌、微量杂质元素、发光性、包裹体等方面有一定的差异,这些差异是否可以作为俄罗斯不同金刚石产地来源的标型特征还有待进一步验证。结合俄罗斯近5年来在世界金刚石市场上的表现,简要分析了俄罗斯金刚石对国际市场的影响及金刚石产业发展的情况。有关信息对了解世界金刚石供求关系及国际金伯利进程框架下金刚石产地来源的研究有一定的参考价值。     

现代微区测试技术在确定宝玉石产地来源中的应用及其研究进展

宝玉石产地来源的研究是近几年地质学、宝石学和考古学界的热门话题之一。一方面,不同产地来源的宝玉石可能具有不同的品质特征及经济价值,其研究有助于珠宝首饰价值的判断,为各国海关执法提供技术支持;另一方面,古代宝玉石产地的确定对了解古代宝玉石的开采与古代科技的发展水平及不同区域的文化交流均具有重要意义。在总结前人研究成果的基础上,结合现代微区测试技术的最新研究成果,从微量元素、包裹体以及同位素分析等方面探讨总结了微区测试技术在确定宝玉石产地来源研究中的应用。当前的研究结果显示,不同的技术方法对确定宝玉石的产地来源均有一定的意义,但宝玉石产地来源的最终确定往往需要依赖更大范围和更深入地对宝石矿床的地球化学进行多技术手段的交叉分析。显然,确定各种不同类型宝玉石产地来源的标型特征及建立相关重要宝石产地的地球化学数据库,是最终解决宝玉石产地来源鉴定问题的关键。     

矿山泥石流险情的变权云模型综合预测

为更合理预测矿山泥石流危险性,将云模型、变权理论和模糊熵理论三者融合,提出一种矿山泥石流危险性的变权云模型综合预测方法。选取山坡坡度、沟床纵比降、主沟长度、汇水面积、弃渣量、单位面积松散物源量、雨季降雨量、植被覆盖率为指标,计算各指标隶属于不同等级的云模型参数;结合变权理论与指标值动态确定不同样本的指标权重;应用正向高斯云发生器计算综合确定度;依据最大综合确定度隶属等级判定危险性级别,且应用模糊熵表示预测等级的模糊性,为矿山泥石流预警提供更详细的参考依据。最后,选取秦岭34个矿山泥石流实例对所建立模型进行验证,结果表明,该方法预测结果与实际吻合,能满足工程需要。     

巴西砂矿金刚石产地特征及比较研究

金刚石产地来源的确定是国际性难题,其中由于砂矿金刚石可能存在搬运过程的混合,其产地来源的确定更加具有争议性。巴西金刚石绝大部分来源于砂矿,从成矿地质背景、形貌和颜色、内部结构、矿物包裹体、微量元素、C同位素组成分布等六个要素总结分析了巴西金刚石研究的相关成果,为国际砂矿来源金刚石产地辨识提供参考。研究结果显示,巴西大部分矿区金刚石的特征与世界范围其它矿区的相似,以橄榄岩型为主,难以相互区分。但其中Juina地区和Machado河产地的金刚石具有独特的氮含量（无氮的Ⅱ型为主）和聚集状态,内部结构、矿物包裹体组合及温压环境特征均显示出深部地幔来源的特点,和巴西其它产地具有一定的区分度。与世界范围不同产地砂矿来源金刚石的基本特征对比显示,不同国家具体地区砂矿金刚石在上述不同要素的组合上存在一定的差异性,但总体上要借助现有资料进行产地来源的准确判断还非常困难,需要进行更深入细致的工作。     

波皮盖——一个保存完好的特大撞击构造，既是国家宝藏，也是世界地质遗址

最近一段时间,Popigai和impact diamond这两个词在地质界和宝石界都掀起了很大的反响,宝石界尤甚。事关这个被俄罗斯重新提起的Siberia撞击构造据说蕴含了可供人类开采3000年的亿万克拉“金刚石”。此消息被各种媒体沸沸扬扬地“传播”着,形成各种效应。例如,有媒体在报道此消息时配上了大颗钻石毛坯的图片,使人遐想联翩,认为佩戴“鸽子蛋”钻石似乎已不再只是富人的梦想了。但是事实和“传说”明显不同,为了让珠宝业的同仁更清晰地了解这个撞击构造,我们选择德国－加拿大－俄罗斯组成的波皮盖联合考察队（IPEX97）科学家早年撰写的一篇介绍波皮盖的科学文章进行了完整的翻译（翻译此文已征得原作者同意）,以使珠宝界能更清晰和完整地认识这个“新发现”,文章中提到的Diamond,我们用带引号的“金刚石”进行翻译,事实上这种撞击产物的定名至今还存在争议。     

中国3个商业性钻石产地天然钻石的Diamond ViewTM图像及其意义

对采自我国3个商业性产地山东蒙阴、辽宁瓦房店、湖南常德地区的236片/颗天然钻石样品进行了系统的DiamondViewTM(DV)荧光图像分析,结合CL照相和FTIR的定量计算,探讨了钻石样品DV图像发光结构模式和荧光颜色方面的差异性及其原因。结果表明,3个产地钻石的DV图像和CL图像显示的钻石生长结构基本一致;钻石的发光结构模式与钻石内部氮、氢元素的种类和浓度分布趋势没有明显的一致性,DV图像模式并不完全受钻石类型控制,但DV图像的色调与钻石存在的杂质元素及晶体缺陷有关。钻石的DV图像特征受钻石的生长环境、结晶条件、后期熔蚀、辐照损伤等因素综合制约。从统计学的角度看,3个产地钻石的DV发光模式和荧光颜色有一定的差异,这种差异可以作为区分不同产地来源的钻石的宏观的统计学特征。DiamondViewTM技术在揭示天然钻石生长结构方面和CL发光照相技术效果近似,但更加便利。     

深部硬岩矿山岩爆风险防控技术研究进展

为了解深部硬岩矿山岩爆风险防控技术研究进展,对国内外相关文献进行了归纳总结。首先,从事前避免岩爆产生、事中降低岩爆危害及事后规避岩爆伤害等3个角度提出了岩爆风险防控的总体思路。然后,根据该思路归纳了岩爆防控的技术类型,并详细分析了各技术的内涵及其防控岩爆的机制。最后,对岩爆风险防控技术的未来发展方向进行了展望。结果表明：现有深部硬岩矿山岩爆风险防控技术可归纳为采矿设计、卸压技术、岩层改性、岩体支护及人员暴露等5个方面。其中,采矿设计包括采矿方法、采场参数、矿柱留设、回采顺序、回采速率及空区处理;卸压技术包括卸压爆破、卸压槽、卸压巷、卸压孔及卸压缝;岩层改性包括水压致裂、约束爆破及注水软化;岩体支护包括表面支护、内部支护及组合支护;人员暴露包括再进入协议、远程设备及人员防护。未来可从不同类型及不同风险等级岩爆防控体系构建、新技术研发、防控时机及效果评估等方面建立深部硬岩矿山岩爆风险防控指南。     

膨胀土分类的改进TOPSIS法及应用

针对传统TOPSIS法的不足,提出一种膨胀土分类的改进TOPSIS法。选取能充分反映膨胀土胀缩特性的液限、塑性指数、小于2μm胶粒含量与自由膨胀率为指标进行分析。综合考虑样本数据的波动信息与独立信息,采用独立信息数据波动(DIDF)赋权法确定权重。然后将灰色关联分析(GRA)与TOPSIS法融合,结合指标权重计算指标分类标准与待分类样本的贴近度。通过比较样本与各类别贴近度的大小确定所属类别,同时还可对同一类别膨胀土胀缩性进行排序,为工程建设提供更详细的参考依据。最后,选取2个工程实例共3 2个膨胀土样本对所建立模型进行验证。结果表明,该方法分类结果与实际较吻合,准确率平均达9 0.6 3%,能满足工程需要。     

基于量纲分析的巷道围岩松动圈预测模型

为更合理地确定巷道围岩松动圈厚度,引入量纲分析理论,提出新的巷道围岩松动圈预测方法。选取岩石单轴抗压强度Rc、围岩节理系数F、围岩重度?、巷道埋深H、最大水平主应力?Hmax、巷道跨度B等物理量,应用量纲分析法构建巷道围岩松动圈厚度L与上述物理量间的无量纲关系式,其中L/H表征松动圈厚度L与巷道埋深H成正比,F表征巷道围岩的结构特征,?H/Rc、?Hmax/Rc 表征巷道围岩的力学特征,B/H表征巷道的几何特征。结合实测数据,推导了各无量纲量间的定量函数表达式,残差平方和为0.003 1,相关系数为0.937 9。选取3个矿山巷道围岩松动圈测试实例对所建立的松动圈预测模型进行验证,结果表明该方法计算结果与实测结果较吻合,平均相对误差为7.38%,能满足工程需要。     

非均匀岩石介质单轴压缩强度及变形破裂规律的数值模拟

以有限差分法(FDM)为计算框架,利用Weibull分布描述细观单元弹性模量和单轴抗压强度的分布特征,采用弹塑性应变软化本构模型描述细观单元的力学响应,进而建立一种模拟非均匀岩石介质破裂的数值模型。采用该数值模型探讨了单轴压缩时细观均质度m及细观结构对数值试样宏观特性的影响。结果表明,（1）随着细观均质度提高,数值模型的非线性特征逐渐减弱,脆性逐渐增强;宏观峰值强度及弹性模量逐渐增大,峰值强度与lnm呈线性关系,而弹性模量与1/m为线性关系;数值试样表现出由塑性流动破坏至剪切破坏进而为张拉破坏的破坏模式;（2）当细观均质度一定时,细观结构或细观单元空间排列是决定岩石力学行为波动性的主要因素;应力–应变曲线峰前阶段对细观单元的空间排列不敏感,但峰值强度附近及峰后阶段对细观单元的空间排列比较敏感。