几种幔源岩石铂族元素赋存状态研究进展

本文综述了几种幔源岩石PGE赋存状态和分布规律方面的研究进展。众多的分配系数实验和分离的硫化物测试均表明PGE易进入硫化物而主要受硫化物控制，氧化物和硅酸盐对幔源岩石中PGE也具有一定的控制作用。不同成因的幔源岩石具有不同的PGE矿物共生组合，硫化物和合金是幔源岩石中两类最主要的铂族元素矿物(PGM)。虽然PGE特别是Pt、Pd和贱金属硫化物(BMS)紧密相关，但仍没有查明PGE是以独立矿物形式存在干其中还是以类质同象形式进入铁-镍-铜硫化物的晶格。对IPGE和铬铁矿及橄榄石的关系仍有两种不同的解释，两种解释均没有充分的证据否定对方。成岩的物理化学条件如氧逸度、硫逸度对幔源岩石PGE赋存状态有重要影响。铬铁矿中的Os-Ir合金包裹体并不代表早期的结晶相，而是从铬铁矿中退火出熔的结果。     

岩石圈地幔中的金刚石及其矿物包裹体的研究进展

金刚石及封存于其中的矿物包裹体对于研究金刚石的成因以及古老岩石圈地幔、超深地幔的性质和地幔过程具有重要的研究意义,是国内外地质学家们的研究热点。大多数金刚石来源于岩石圈地幔,根据包裹体相对于寄主金刚石形成的时间可分为先成包裹体、同生包裹体和后生包裹体,包裹体属于哪种类型直接关系到数据所代表的意义,根据包裹体源区的岩石类型,通常将包裹体分为P/U型和E型,介绍了2种类型包裹体包含的矿物种类,并对出现较多的橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、石榴石、铬铁矿和硫化物包裹体的矿物学特征进行了详细描述,归纳了金刚石及其矿物包裹体的主要研究方向:包裹体矿物的化学成分、金刚石的碳同位素组成、金刚石形成的温度、压力及年龄,综述了克拉通岩石圈地幔金刚石及其矿物包裹体的成因,总结了我国金刚石中包裹体的研究成果,分析了国内研究工作与国际上的差距。     

成矿元素镍运移和沉淀机制综述

对镍的基本化学特征、赋存状态、分配系数、运移和沉淀机理进行了总结。镍是典型的过渡族元素,具有亲铁和亲硫双重属性,主要赋存在地核与地幔之中。自然界中,镍通常以吸附、类质同象和独立矿物的形式存在,并且在早期结晶的矿物中镍的含量要高于晚期结晶的矿物。在不同的体系中镍表现出不同的分配系数及相容性,且随着温度、压力和氧逸度而变化。镍在水溶液中很不活泼,但是Cl的加入会增加镍的溶解度并形成[NiCli(H2O)6-i]2-i、[NiCl2(H2O)2]和[NiCl3(H2O)]-等络合物。镍一般随着幔源岩浆上涌,受到重力分异作用的影响后赋存在铁镁质和超铁镁质岩体的下盘,以硫化物矿石的形式存在。     

江西金山含金黄铁矿的稀土元素赋存状态研究

稀土元素在地质领域得到广泛的应用,查明稀土元素在地质体中的赋存状态,对应用稀土元素解决地学问题非常有意义。本文利用分步溶样ICP-MS测试方法对江西金山金矿含金黄铁矿中稀土元素作了详细的研究,试图弄清黄铁矿中稀土元素的赋存状态。实验表明,金山金矿与金成矿关系密切的黄铁矿的流体包裹体中稀土元素的含量很低;而具有高稀土元素含量的硫化物中的稀土元素主要赋存在硫化物所包含的富Zr微矿物中,如锆石、金红石、尖晶石、钛铁矿等。这些微矿物究竟是以包裹体子晶的形式存在,还是以捕虏晶的形式存在尚有待进一步研究。黄铁矿中包含的硅酸盐相对黄铁矿稀土元素含量及特征的影响很大,直接制约了黄铁矿的稀土元素组成。黄铁矿流体包裹体与黄铁矿矿物的稀土元素组成虽然在含量上有差异,但其配分形式相似,所以黄铁矿的稀土元素组成可以代表黄铁矿中液体包裹体的稀土元素组成,通过分析黄铁矿的稀土元素特征,可以示踪成矿流体的来源与性质,前提是实验中不要将黄铁矿样品全部溶掉,以保证黄铁矿中所包裹的硅酸盐相不参与黄铁矿REE组成的测量。     

长白山地区新生代火山岩及其幔源包体的矿物化学及矿物包裹体研究

长白山地区新生代火山岩主要为玄武岩类、粗面岩类和碱性流纹岩类。其中奶头山期碱性玄武岩中含有幔源的尖晶石二辉橄榄岩包体和辉石岩包体。幔源包体及不同期次火山岩的主要矿物是橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、尖晶石、斜长石、碱性长石。不同寄主岩石中的矿物组成及其化学成分具有一定的变化，反映了岩浆分异演化的特征；矿物及火山熔岩中的包裹体成分及玻璃熔体结构的激光拉曼光谱分析结果表明，地下深处的岩浆含有较多的挥发分，岩浆上升过程中发生了强烈的出溶作用；岩浆由起源经分异演化上升到地壳浅部直至喷发，幔源的挥发分减少，而浅成或壳源的挥发分增多，特别是在岩浆喷发过程中，地下水或大气成分起了重要作用     

长白山地区新生代火山岩及其幔源包体的矿物化学及矿物包裹体研究

长白山地区新生代火山岩主要为玄武岩类、粗面岩类和碱性流纹岩类。其中奶头山期碱性玄武岩中含有幔源的尖晶石二辉橄榄岩包体和辉石岩包体。幔源包体及不同期次火山岩的主要矿物是橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、尖晶石、斜长石、碱性长石。不同寄主岩石中的矿物组成及其化学成分具有一定的变化，反映了岩浆分异演化的特征；矿物及火山熔岩中的包裹体成分及玻璃熔体结构的激光拉曼光谱分析结果表明，地下深处的岩浆含有较多的挥发分，岩浆上升过程中发生了强烈的出溶作用；岩浆由起源经分异演化上升到地壳浅部直至喷发，幔源的挥发分减少，而浅成或壳源的挥发分增多，特别是在岩浆喷发过程中，地下水或大气成分起了重要作用。     

西藏甲玛铜多金属矿床金矿地质特征及成矿作用

甲玛铜多金属矿床按照赋矿岩石不同,共包含产于矽卡岩中的与铜共生的金矿(化)体、产于板岩-角岩中的脉状金矿(化)体、产于大理岩中的脉状金矿(化)体以及产于玢(斑)岩脉中的独立金矿(化)体4种金矿化类型。矽卡岩中的金矿化较强,全矿区金品位×厚度基本都大于1 m.g/t,存在多个富金块段;板岩中金矿化主要分布在矿区外围破碎细粒黄铁矿化硅化板岩中,角岩中金矿(化)体以富含雄黄、雌黄为特征;大理岩中金矿化较弱,矿(化)体通常呈透镜状产出;玢(斑)岩中金矿化主要产于岩脉中的石英脉内。矿石中金的赋存状态主要以独立矿物和类质同像形式存在。独立矿物形式的金以自然金、银金矿存在于铜矿物、石英、黄铁矿等载金矿物内;类质同像形式的金主要存在于以斑铜矿、黄铜矿为代表的铜矿物中。金矿物赋存状态以粒间金、包裹金为主,其次为连生金和裂隙金。笔者以甲玛铜多金属矿床金的地质特征、分布规律及赋存状态为研究基础,推测甲玛金成矿作用与幔源C-H-O流体有关,并初步建立了甲玛铜多金属矿床金成矿模型。此外,提出了运用模型开展区域及矿区下一步找矿工作的建议。     

金刚石包裹体矿物化学特征与华北东部克拉通岩石圈地幔属性

华北地台金刚石的包裹体中含有丰富的地幔信息.对山东蒙阴、辽宁复县两地金刚石中包裹体矿物包括橄榄石、石榴石、单斜辉石和铬铁矿的化学成分进行了深入分析,金刚石包裹体矿物的主量元素显示华北地台至少在古生代金伯利岩侵位时具高度亏损玄武质的难熔克拉通岩石圈地幔特征.应用适用于石榴石橄榄岩相的单斜辉石温压计对金刚石包裹体中透辉石进行了计算,得出华北地台金刚石形成于1 083～1 194℃、5.3-6.1 GPa的地质环境下.蒙阴和复县两地金刚石包裹体所反映的古老岩石圈地幔虽然都表现为克拉通岩石圈地幔特征,但也存在一定的不均一性.同时,通过对华北东部古生代与新生代地幔矿物的主量元素及地幔热状态的对比,结合现有的地幔岩石学和地幔地球化学的研究成果,认为软流圈物质对古老岩石圈地幔的侵蚀作用能较好地解释华北岩石圈减薄.     

山东沂水紫苏花岗岩中残晶相矿物的发现及紫苏花岗岩的形成过程

山东沂水地区紫苏花岗岩主要有 3种类型 ,分别为紫苏花岗闪长岩、紫苏石榴花岗闪长岩和紫苏奥长花岗岩。紫苏花岗岩中普遍存在有熔体交代结构 ,主要由残晶相矿物和结晶相矿物组成。对紫苏花岗岩及变质表壳中流体包裹体产状、成分的研究发现 ,富CO2 流体包裹体和富N2 流体包裹体均来自地幔深部。紫苏花岗岩的形成过程如下 :基性岩浆的底侵作用使本区经历了第一期麻粒岩相变质作用 ,地幔富CO2 流体包裹体的存在使系统a(H2 O)很低 (a(H2 O) =0 .1～ 0 .3) ,麻粒岩相变质作用没有产生熔融作用。幔源岩浆活动的逐渐停止 ,该区又经历了近等压降温的第二期麻粒岩相变质作用。此时 ,深源富CO2 流体作用减弱 ,水的活度增加 ,a(H2 O) =0 .6 5～ 0 .75 ,从而产生岩浆 ,新生岩浆对早期形成的变质矿物进行熔蚀交代作用 ,使早期形成的难熔变质矿物如紫苏辉石、石榴石、单斜辉石等呈残晶相 ,随着温度的降低岩浆基本在原地半原地结晶形成紫苏花岗岩。     

云南金厂箐金矿金的赋存状态及工艺特性研究

应用矿相显微镜、电子探针、Ｘ射线衍射仪和化学物相分析等测试手段，研究了金厂箐金矿中金及有害元素砷的赋存状态。金主要为次显微粒和显微粒自然金，多以包裹体形式散布于毒砂和黄铁矿为主的载金矿物中，毒砂和黄铁矿主要以自形、半自形晶状态产出，少部份呈极细粒状（＜１０μｍ）包裹于脉石矿物中；矿石中有害元素砷主要以毒砂和含砷黄铁矿的矿物形式存在。本文还对矿石工艺特性进行了研究，为选冶试验及其生产工艺提供了必要依据。     

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.     

黄土路基沉降曲线特征分析

在分析郑西客运专线试验段路基沉降实测资料的基础上,提出沉降变形常规预测方法受观测时间及单次观测结果的影响比较大,不利于用来预测最终沉降。通过分析现场沉降变形与时间关系曲线,提出路基沉降的发展主要受固结的影响,其发展是一个从沉降增加到趋缓的过程,可以明显分为固结变形及流变变形,并用非饱和土等效固结理论加以解释,提出了一种利用s- 曲线特征预测最终沉降量的方法,经检验对比发现其预测结果受观测时间及单次观测结果的影响比较小,优于其它常规预测方法     

沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响的数值仿真分析

结合爆破数值模拟中爆破荷载的特点,分析了各种荷载施加方法的特点及爆破震动场模拟的要求,基于圣维南荷载等效原理,提出了爆破荷载的等效施加方法,即将作用在炮孔壁上的爆破荷载等效后,施加在同排炮孔中心线或者面上来模拟爆破荷载的作用。结果表明,等效施加方法在近区存在一定差异,但在中远区吻合得较好。利用该等效荷载施加方法,采用三维实体模型计算分析了某沉管隧道基槽爆破施工对既有堤岸稳定性影响,计算了周围不同位置、不同深度位置处的振动响应,并在此基础上,分析研究了减小爆破振动对既有结构物影响的减振措施,可为类似工程提供借鉴。     

Structure of sediments of kaolinite

In an assembly of clay particles placed in a fluid, each particle is typically subjected to: (1) double-layer repulsive forces; (2) van der Waals attractive forces; and (3) contact mechanical forces. The study presented here concerns an approximate, quantitative analysis of clay suspensions, with considerations to the first two - the physico-chemical forces. Using recent theories to calculate the physico-chemical forces between two clay particles in an approximate model of an assembly, the equilibrium void ratio of a clay suspension is computed. The mechanical forces are ignored in the analysis. The results serve to verify the validity of physico-chemical theories employed and help interpret experimental data more fundamentally in terms of the system variables.     

不同形式诱导缝的等效强度承载性能的数值分析

将考虑尺寸效应规律的混凝土等效断裂模型应用到不同形式诱导缝等效强度公式中,得到了修正后的不同形式诱导缝的等效强度公式。同时,得到了诱导缝等效强度的变化曲线,并比较了单双向间隔诱导缝的优劣,得到双向间隔诱导缝优于单向间隔诱导缝的结论,为高拱坝中诱导缝的设计提出了建议。     

土的可恢复剪胀的一种解释

从土的各向异怀角度对土的可恢复剪胀现象进行了解释。基于各向异性情况下的土体弹性本构关系理论分析，认为土的可恢复剪胀现象可部分归因于土的各向异性引起的弹性剪胀。借助有关土体弹性参数实验结果，研究了应力诱导各迥异性对土体弹性剪胀的影响，结果表明：随土体应力诱导各向异性的增大，土体的弹性剪胀也增大。从土体弹性剪胀角度研究了土的卸荷体缩条件，认为土体卸荷体缩取决于加载应力路径的应力增量比，给出了土体出现卸荷体缩的区域。     

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。     

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。