地质标准物质的粒度测量与表征实践

样品粒度是粉体地质标准物质的一项重要特性指标。长期以来地质标准物质的粒度一直是采用筛分法或沉降法检测,最终大多以加工样品通过一定筛目(一般为-200目)的比例来表达;近年来超细标准物质研制引入了以激光粒度仪为代表的粒度检测与分析的现代方法,并可以直观的粒度分布图和简洁明晰的特征粒径等多种方法来表达粒度分布特征,大大提升了粉体地质标准物质粒度分布特性的测量及表征水平。文章在前期采用激光粒度仪测量超细标准物质粒度分布特征工作的基础上,用此法测量了当今广泛使用的典型地质标准物质的粒度分布,为这些标准物质的正确使用和取样不确定度评价提供了重要依据;同时就今后地质标准物质乃至地质分析样品的粒度检测与表征提出建议。     

富钴结壳超细标准物质的加工制备

用气流磨制备了2个具有超细粒度的海山富钴结壳标准物质MCPt-1和MCPt-2。原样先经球磨成74μm(-200目),再用气流磨进行超细加工。样品粒度采用激光粒度仪检测,用粒度分布图和特征粒度来表达测量结果。两个样品的平均粒度分别为1.8μm和1.5μm(约2 000目),是目前粒度最小的标准物质。文章介绍了用于超细加工的流化床式气流磨原理与方法,展示了样品加工后的粒度分析结果,对比了国内外超细标准物质的概况。最后讨论了当前关注样品加工的重要性、超细加工的问题及超细样品分析研究的意义。     

川西北地区化探采样粒度研究 ——以平武县邱家沟金矿土壤测量为例

平武县邱家沟金矿在大地构造位置上位于扬子准地台、秦岭地槽褶皱系和松潘-甘孜冒地槽褶皱系3个大地构造单元的接合部位,区域内出露地层主要为志留系茂县群。在不同的表生环境条件下开展土壤测量的最佳采样粒度不尽相同,为确定项目区化探采样最佳粒度,对粒度实验样品中热液成矿元素与样品粒度的关系进行研究,发现热液成矿元素相对富集在60～80和80～100目的粒度。参考各粒级样品在全粒级样品中的质量分数,建议选择60-100目作为化探采样工作的最佳粒度,为川西北地区开展土壤化探测量提供技术参考。     

川西北地区化探采样粒度研究——以平武县邱家沟金矿土壤测量为例

平武县邱家沟金矿在大地构造位置上位于扬子准地台、秦岭地槽褶皱系和松潘-甘孜冒地槽褶皱系3个大地构造单元的接合部位,区域内出露地层主要为志留系茂县群。在不同的表生环境条件下开展土壤测量的最佳采样粒度不尽相同,为确定项目区化探采样最佳粒度,对粒度实验样品中热液成矿元素与样品粒度的关系进行研究,发现热液成矿元素相对富集在60～80和80～100目的粒度。参考各粒级样品在全粒级样品中的质量分数,建议选择60-100目作为化探采样工作的最佳粒度,为川西北地区开展土壤化探测量提供技术参考。     

辽宁盘锦荣兴港作业区MT19钻孔海洋沉积物粒度特征

使用激光粒度分析仪对辽宁盘锦荣兴港MT19钻孔6个样品进行分析,运用福克-沃德（Folk-Ward）图解法计算相关粒度参数并绘制输出粒度频率特征曲线。结果表明：盘锦荣兴港沉积物中黏土(d＜0.004 0 mm)的体积分数最小,平均值为8.49%;粉砂(0.004 0～0.063 mm)的体积分数较大,平均值为38.39%;砂(0.063～2.00 mm)的体积分数变化较大,平均值为53.13%。Shepard沉积物三角形分类图解表明,研究区沉积物类型多属于粉砂质黏土和黏土质粉砂;粒度频率曲线显示,除MT19-2-2号样品为主次三峰型外,其余均为主次双峰型,说明该区域在海进-海退过程中的某些时段沉积环境相似,出现了沉积物粒径组合及大小相似的情况。     

二次熔矿方式电感耦合等离子体发射光谱法测定棕刚玉中硅铁钛钙镁锆

根据棕刚玉难熔的特点,采用二次熔矿方式对样品进行分解,经盐酸酸化的浸提液用电感耦合等离子体发射光谱法测定硅、铁、钛、钙、镁、锆的含量。第一次加入硼酸-碳酸钠(质量比2∶1)熔矿,熔剂中大量硼酸的存在可以确保棕刚玉样品无需研磨而分解完全;但所得熔融物极难提取,通过提高熔剂中碳酸钠的比例后进行第二次熔矿,使熔融物酸化浸取变得快速简单。对硼酸-碳酸钠混合溶剂的比例、熔矿温度和时间、称样量和样品粒度等实验条件进行优化,分析结果表明方法检出限为0.0003%~0.0051%,精密度(RSD,n=11)为0.88%~4.78%。用标准物质验证,测定值与标准值相符;与国标法对比验证,测定结果相符。该方法样品分解充分,对样品的粒度适应范围宽,可满足生产控制快速检测的要求。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

青藏高原东缘湖相沉积和黄土高原黄土沉积磁化率与粒度相关性对比*

为探讨构造稳定地区(如黄土高原)和构造活跃地区(如青藏高原东缘)粉尘沉积物中磁化率(SUS)与粒度的相关性及其对环境事件的指示意义,本次研究分析了黄土高原蓝田剖面黄土—古土壤样品和青藏高原东缘湖相沉积样品的粒度和磁化率记录。黄土高原黄土—古土壤沉积SUS与2~10 μm粒度组分最强正相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与2~10 μm粒度组分最强负相关,反映2~10 μm粒度组分为黄土高原和青藏高原乃至亚洲干旱—半干旱地区连续稳定敏感的背景沉积组分。黄土高原黄土—古土壤沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强负相关,青藏高原东缘湖相沉积的SUS与32~63 μm粒度组分最强正相关,反映32~63 μm粒度组分不仅是黄土高原尘暴事件沉积的敏感指标,也是青藏高原东缘湖相沉积记录的地震事件敏感指标。SUS与粒度组分的相关性在青藏高原东缘地区地震事件层开始部分高于结束部分,也较好地反映地震事件为研究区添加新鲜沉积物后随地形地貌恢复逐步减少的过程。SUS与粒度组分相关性也受当地物源的影响。     

不同前处理方法对北方红色风化壳粒度测试影响的初步探讨

选取中国北方岩溶区红色风化壳为研究对象,首先用浓度为30%的H2O2去除样品中的有机质,然后用4种不同的前处理方法分别进行处理,其中方法A未用盐酸溶液处理,方法B、C、D均用盐酸溶液分解可能存在的残余碳酸盐和次生游离氧化物,以消除其对机械颗粒可能存在的胶结作用,此外方法C的HCl在煮沸的条件下反应,方法 B的HCl在常温条件下进行,方法D则更改了超声波振荡的时间。本文样品采用Beckman公司生产的LS13320 型激光衍射粒度测试仪进行测量。结果表明,样品前处理方法对中国北方红色风化壳粒度分析结果有影响,不同的前处理方法使样品的粒度值最大产生5%左右的变化;从实验的稳定性上考虑,4种方法的平行试验标准偏差最大达到6.78%。在现有的认识条件下,粒度测量结果的可重复性是最基本的要求。本文认为方法C的测量效果要好于其他方法。      

江苏潮滩沉积物激光粒度仪与移液管-筛析分析结果的对比

激光粒度仪的广泛应用带来了与历史数据的对比问题,因此需要建立激光粒度仪与早期分析结果之间的关系。根据江苏海岸潮滩沉积物样品的激光粒度仪和移液管-筛析法分析,对粒度参数、粒度组分等进行了对比,对两种方法的差异进行了分析。结果表明,对于江苏潮滩沉积物粒度参数中平均粒径的激光粒度仪与移液管-筛析分析结果之间有良好的线性关系;筛分法测得的粗颗粒物质较激光法偏少,而移液管法法测得的细颗粒物质较激光法偏多;将样品分类之后再进行两种方法所获粒度参数的回归分析,相关性得以提高,说明不同粒度组成的沉积物对分析结果的对比有不同的影响。两种方法之间的换算关系不仅与研究区域有关,而且与沉积物本身的粒度组成有关。     

汶川Ms8.0地震的地表破裂过程——以都江堰八角庙村断层擦痕剖面为例

汶川MS8.0地震在龙门山断裂带造成了严重的地表破裂,但能反映地震地表破裂过程的现象却很少,四川省都江堰市虹口乡八角庙村有一处保存基本完好的断层擦痕剖面,是惟一能反映地震地表破裂过程的露头。剖面上可见两种侧伏产状相差很大的擦痕,我们利用全站仪和GPS对擦痕进行总体和细部的测量,结果表明,一种擦痕接近垂直,侧伏角在 76°～87°之间,另一种擦痕侧伏角相对较小,介于 32°～33°之间。利用擦痕侧伏角、断层面倾角、岩石内摩擦角进行求解断层主应力方位的赤平投影,结果表明发震断层的运动方式为逆冲兼右行走滑。通过分析对比,我们认为断层面上近水平方向的擦痕切割了近垂直方向的擦痕,据此将地震的地表破裂过程分为两个阶段。阶段Ⅰ断层运动以逆冲向上为主,阶段Ⅱ以右旋走滑为主,这个结论与地震波数据反演结果是一致的。其中,阶段Ⅰ由两个子事件组成; 第一个子事件断层以接近垂直的角度逆冲向上运动,运动方向为SW85°～87°; 第二个子事件断层的运动方向发生朝向NE方向的倾斜,运动方向为SW76°～80°,表明断层运动性质为逆冲兼少量的右旋走滑。阶段Ⅱ断层的运动方向为SW32°～33°,表明这一阶段断层运动以右行走滑为主,走滑分量大于逆冲分量。     

酒西盆地晚二叠世古地磁极及其大地构造意义

本文根据甘肃酒西盆地大黄沟剖面上二叠统“窑沟群”的古地磁资料确定了该盆地晚二叠世古地磁极位置及该区与华北地块的大地构造关系。剖面厚度约684米,共采集33层58个样品。对全部样品进行系统退磁处理后分离出了次生成因的低温分量和原生成因的高温分量。高温分量磁化方向经倾斜改正后密集度显著增强,平均磁化方向为-28.0°N/132.9°E(α95=4.7,K=47.1),相应的古地磁位于42.4°N/350.9°E(A95=3.9,K=67.8),均以99%以上的置信度通过了褶皱检验。由此可知,高温分量是在岩层发生褶皱之前获得的厚生剩磁,所代表的时限属基亚曼反向极性间隔。上述古地磁极位置与其他作者在山西、河北等地获得的结果极为相近,表明酒西盆地至少在晚二叠世就是华北地块的一部分。华北地块与塔里木地块在晚二叠世期间是两个独立的大地构造单元,古边界应位于酒西盆地以西,很可能是阿尔金断裂的前身或与之相当的断裂构造。     

宜昌地区砾石层的磁性特征与物源分析

分布于宜昌-宜都-鸦鹊岭-枝江一带的宜昌砾石层,是江汉平原边缘丘陵区厚度最大的第四纪沉积物,对地层划分、环境演化及长江形成等研究具有十分重要意义。通过对代表该砾石层完整沉积序列的善溪窑剖面（上段）、云池剖面（中段）与李家院剖面（下段）的磁学特征分析发现,从云池剖面距底部9m处向上,磁化率和磁化参数F_300mT等均明显高于其下部分,具体为：  1）下部磁化率平均值为28×10^-8 m³/kg,而上部磁化率平均达到17010^-8 m³/kg;   2）云池剖面距底部9m处以上主导砾石层剖面磁性特征的物质以低矫顽力的亚磁铁性矿物为主,而以下却含有更多的高矫顽力磁性矿物(如赤铁矿);   3）善溪窑和云池砾石层的亚磁性物质颗粒要粗于李家院样品。初步分析认为,上述磁性差异主要是物源变化引起的,距云池剖面底部9m以下的砾石层物源主要为鄂西山地,从云池剖面9m开始有四川以西的物质进入江汉平原,表明此时三峡已经贯通。根据已有的测年资料,推测长江贯通三峡的时间大约为1.0～1.1MaB.P.。     

生物状海绿石的成因

本文探讨了南海与东海的生物状海绿石成因,研究结果说明,在其形成与发育过程中,生物壳类弱还原的微环境是十分重要的。它有利于二价铁氢氧化物向生物壳内迁移与富集,和Al、Mg的氢氧化物一起,吸附带负电的SiO₂胶体,发生胶凝沉淀,进一步陈化结晶成为含膨胀层63-68%的浅黄色生物状海绿石,随着凝胶陈化作用的进行,大部分生物壳壁脱落,颗粒从海底表层软泥水中吸附大量钾离子,最后形成了膨胀层25-35%的黑色生物状海绿石。     

锯齿状结构面力学效应实验研究

结构面在三度空间展布的形状称结构面形态。结构面形态是地质体发生变形和破坏后遗留下来的产物。在原位大型岩体力学实验中,结构面形态常常引起实验数据分散和产生不同的破坏机制;在岩体稳定性分析中,结构面形态又是影响结构面整体强度的重要方面,并涉及到工程岩体稳定性分析合理与否。因此有必要对结构面形态的力学效应进行研究。本文以锯齿状结构面为例,采用力学模型实验和理论相结合来讨论结构面的形态效应。     

树木年轮记录的祁连山东段公元1895年来的气温变化

利用祁连山东段吐鲁沟的油松树轮宽度序列,与气象要素进行了相关分析,并重建了公元1895年来 1～8月平均气温,转换方程方差解释量52.6%(R2adj＝48.7%,F＝13.589, p<0.001)。重建结果表明研究区近120年来经历了19世纪末到20世纪20年代、20世纪20年代到40年代末、20世纪 40～70年代3个明显的升降温过程和20世纪70年代以来的升温过程。重建序列与研究区以西的祁连山中段、天山西段、阿尔泰山中段温度的变化基本一致; 重建序列显示的 1923～1929年的高温时段与中国20世纪20年代大范围的干旱事件一致,而且与北大西洋涛动、北极涛动的变化遥相呼应,说明祁连山东段的树轮资料不仅记录了区域气候变化信号,而且对于全球变化响应敏感。     

关于海城地震震源模式的讨论

地震震源模式是对地震形成条件、孕育和暴发过程的认识,它是与地震预报密切相关的一个重要理论课题。讨论一个地震的震源模式应该解决震源应力场、发震构造和震源物理、化学过程等问题,解决这些问题的根本依据来源于震前、震时和震后所暴露出的各种实际材料。地震地质特征是认识这些问题的背景,模拟实验则为我们认识这些问题提供对比研究的线索。     

长江中游阳逻砾石层沉积环境分析

本文在野外调查的基础上,选择典型剖面,通过剖面沉积学、岩相划分和粒度分析研究,对长江中游“阳逻砾石层”沉积环境进行了讨论。研究表明,阳逻砾石层的岩性主要砾石层夹砂层,由Gm,Sh和Sp沉积相类型组成;   大多数频率曲线图形态为双峰,且以不对称曲线为主;   概率累积曲线大都为上三段式,以滚动总体为主,约占50%～60%,斜率较大,在35°～45°;   悬浮总体约占20%～30%,斜率在 40°以上;   跳跃总体约占20%～30%,斜率较小,多在 10°～20°。跳跃总体和滚动总体之间均存在有混合带,分选性较差。综合分析认为,阳逻砾石层沉积环境为具有辫状河特点的河流沉积。根据电子自旋共振测年（ESR）得到阳逻砾石层的形成年龄为1.12～1.56MaB.P.,表明阳逻砾石层形成于第四纪早更新世。
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大同云岗矿区井下陷落柱中的地开石

大同云岗矿区下侏罗统大同组顶部煤层附近的井下陷落柱中,充填有团块状、细脉状、网脉状白色粘土矿物。经物理光性研究、电镜、差热、X射线及红外光谱分析,确证其为特殊产状和成因的地开石。该地开石仅分布地下深300-400m处的井下陷落柱中,并与自生黄铁矿共生,按地热增温率估算,最高温度不超过15℃。显然,本区地开石是在常温还原环境下,在流经煤层的弱酸性地下水作用,由陷落柱中铝硅酸盐矿物,经过长期溶蚀分解而成。     

2003年青海德令哈地震序列的重新定位和发震构造

应用交切法对2003年4月17日德令哈地震序列的M_L=6.7主震和截止至2003年10月25日的M_L小于1.0级的余震,共117次地震事件进行了初始定位,并以双差地震定位法对这些地震重新进行精确定位。认为德令哈地震序列的主震震中位置为37.566°N,96.509°E,震源深度为13km,余震震源空间位置分布与哈佛大学震源机制解给出的走向为294°的节面一致。德令哈地震序列重新精确定位的结果清楚地表明了穿过震区的走向NWW—SEE、倾向NE的大柴旦—宗务隆山现代活动断裂带是这次德令哈地震序列的发震构造,同时表明该区域应力场水平最大主应力方向范围大致在N24°E—N34°E。