石墨消费结构演变与贸易格局

石墨既是传统工业中重要的矿物原料,又是对新兴产业发展至关重要的新型材料。本文围绕石墨的消费结构变迁及国际贸易展开研究,展望未来世界石墨资源的应用趋势和贸易格局,并分析我国做为石墨资源大国在未来全球石墨开发及贸易活动中的地位变化。认为未来石墨需求将主要受新能源汽车及石墨密封、阻燃材料带动,同时随着全球范围内的石墨资源开发,以及中国新兴产业对石墨需求的增长将促使未来全球天然石墨供需及贸易格局发生改变,我国做为最大资源供应国地位将不会长期持续。     

石墨资源成矿规律与浮选技术研究现状

石墨作为战略性非金属矿产资源,广泛应用于冶金、钢铁、化工、航天航空等领域,具有重要的经济价值和战略地位。本文简要介绍了石墨资源的分布特点和供需现状,重点总结了石墨资源地质成矿规律、矿物学性质及浮选技术的研究进展,并指出了石墨资源开发利用的发展趋势。研究表明,我国石墨资源储量丰富,长期位居世界前列,但加工技术相对落后,优质鳞片石墨利用率不高,国际贸易中“高进低出”现象严重。区域变质型石墨矿床是我国最主要的石墨矿床类型,含矿岩系变质程度越深,石墨晶体结构有序度越高、晶形越完整,经济价值也越高,因此,鳞片石墨浮选过程中要尽量保护石墨的鳞片结构。随着以石墨为原材料的新兴行业的快速发展,高质量石墨的需求量日益增长,加大石墨资源勘探力度,积极调整产业结构,进一步提高我国石墨资源的加工技术,对促进我国石墨产业的可持续发展具有重要的意义。     

我国石墨矿产地质特征及资源潜力分析

石墨是我国重要的大宗优势非金属矿产,其既具有非金属矿物的一般性能,又兼有金属和有机塑料的某些特性,是用途广泛的特殊的非金属矿物原料,是我国新兴产业的重要原材料。我国石墨成因类型主要为区域变质型,其工业价值较大。文章通过对我国石墨矿产分布特征、成矿规律分析进而总结石墨资源潜力特征,认为我国黑龙江、内蒙古、四川等省资源潜力巨大,可实行保护性开采,从而获取经济效益。     

我国煤系石墨研究及资源开发利用前景

煤系石墨属于特殊的非典型晶质矿物,多为隐晶质石墨,既是石墨矿产的重要组成部分,也是煤系综合矿产的一种。煤系石墨与煤层为同层异矿,煤向石墨演化的实质在元素组成上表现为富碳、去氢和脱氧,在分子结构上表现为有序化增强和石墨晶体结构的逐渐形成。煤岩组分、岩浆热和地质构造等均对煤成石墨化作用具有重要的影响,在多因素综合作用下,煤系石墨成矿常表现出差异石墨化特征。从煤系石墨成矿机理入手,提出了以化学组成参数为基础指标,以结构参数为精确指标的煤系石墨鉴别指标体系;从资源评价需求出发,将不同演化程度的煤系石墨划分为Ⅰ级（石墨）、Ⅱ级（半石墨）和Ⅲ级（石墨化无烟煤）等3类。煤系石墨的形成与岩浆活动和挤压性构造环境密切相关,受区域性构造-岩浆带控制,煤系石墨分布具有方向性、递变性、集中成带的特点,成矿区带呈现出“一纵三横”的分布特点,划分为滨太平洋成矿域、南岭成矿域、秦岭-大别山成矿域和阴山-燕山成矿域和9个成矿带。分析了我国煤系石墨资源现状,指出由于我国煤炭资源丰富和赋煤区构造-热叠加作用显著,煤系石墨资源潜力巨大。煤系石墨开发利用对于增强石墨矿产的战略保障能力、促进煤系矿产资源合理开发利用和推动煤炭企业转型升级等均具有重要意义。分析了当前煤系石墨矿产资源开发利用方面存在的问题,提出了相应的政策建议。      

煤系石墨矿产资源评价方法初探

煤系石墨属战略性矿产资源,在核石墨、军用飞机轮胎等方面具有独特优势,煤系石墨矿产资源评价对于煤系石墨矿产资源勘查开发、提级增储及战略资源保障至关重要。由于煤系石墨与高变质煤存在连续过渡性质,导致部分煤系石墨被当作无烟煤处理,现有煤系石墨查明资源量可能被大大低估,实际上煤系石墨资源量与高煤级煤的资源量有直接关系。因此,在我国无烟煤等高煤级煤勘查区内,开展煤系石墨资源调查评价工作,将会取得较好效果,预期发现一批新的煤系石墨资源潜力区。通过分析我国目前已知的湖南、福建、吉林等地典型煤系石墨资源分布特征,总结了煤系石墨找矿标志,包括层位、矿化、岩体、构造和围岩蚀变等标志。在高煤级煤勘查区内,基于煤田构造、含煤岩系沉积环境、岩浆活动、煤岩煤质特征、煤类分布与变质情况等资料,结合煤系石墨找矿标志,进行煤系石墨资源调查评价。以科学性、系统性和可操作性为评价原则,依据工作程度、地质条件、矿产条件3类参数,采样点密度、构造变形程度、构造应力、岩体规模与热作用强度、岩体与煤层距离、初步鉴定、精确鉴定7个指标,初步提出了煤系石墨矿产资源评价方法。将实测数据分别与对应指标的预设值比较,利用平面直线拟合方程计算...     

陕西商南湘河石墨矿矿物学特征

陕西商南湘河石墨矿是陕西省内具有巨大潜力的矿产资源,运用光、薄片分析及透射电镜(TEM)显微形貌和电子衍射分析、场发射扫描电镜(FE-SEM)显微形貌分析、X射线衍射分析,初步研究了该地石墨矿物学特征。结果表明,湘河石墨矿为晶质石墨,呈细鳞片状,片径大部分为1～45μm之间。高分辩图显示出明显的层状晶格条纹,表现出层状堆积的石墨结构。通过电子衍射分析,石墨鳞片呈规则点阵,显示为单晶结构,石墨单晶的六方形衍射图案显示晶质石墨样品晶体结构较为完善。石墨化度在0.508～0.732之间,与同成矿带内已开发利用的河南淅川小陡岭石墨矿相似。     

黄陵断穹核部鳞片石墨矿地球化学特征与成因研究

黄陵断穹核部石墨矿是我国鳞片(晶质)石墨矿的主要产区,对该区石墨矿的研究具有重要理论和实际意义。该区已有石墨矿研究成果多侧重于矿床地质方面,对矿床成因分析缺乏地球化学支撑。为此,本文从地球化学层面查明石墨矿原岩类型,碳质富集岩相、变质作用和晶质石墨的形成,为矿床成因和成矿作用提供地球化学依据。通过系统采集区内主要石墨矿样品,进行主量元素、微量元素、稀土元素和同位素分析,根据矿床地球化学原理和分析方法,阐明石墨矿的物质来源,成矿元素集散行为和矿床形成机制。根据主量元素含量和组合,推断石墨的原岩为碳质粉砂质泥岩。微量元素的双重性指示石墨矿的物质有两个来源:中太古代野马洞岩组和中太古代东冲河片麻杂岩。独特的稀土元素配分型式说明物源转化为原岩时存在着强烈的地球化学反应。石墨矿的碳同位素组成支持碳质来自有机物的观点。     

陕西省石墨矿成矿特征及成矿区带划分

石墨矿是具有重要发展前景的原材料矿产。笔者对陕西省石墨矿床类型、成矿时代、矿床成因进行了分析归纳,认为陕西省石墨矿产资源具有类型齐全、矿石质量有明显差异的特点。对陕西省石墨矿典型矿床进行了分析,对成矿规律进行了总结,认为区域变质型为晶质石墨矿重要成因类型,岩浆作用、混合岩化作用对石墨矿物片度增大有促进作用;接触变质型为隐晶质石墨重要成因类型,矿体分布在岩体外接触带,规模较小。根据成矿条件对陕西省石墨矿成矿区带进行了划分,指出了陕西省石墨矿进一步找矿方向。     

湖南鲁塘煤系石墨矿区构造格局及控矿机制

湖南鲁塘矿区为我国著名的煤系石墨矿区,煤系石墨的形成受岩浆热作用和构造作用的双重控制,其成矿和赋存都与构造格局密切相关。为深入研究构造作用对煤系石墨成矿的影响,通过野外地质调查和光学显微镜下观察、X射线衍射和拉曼光谱等测试分析方法,分析研究区构造特征和煤系石墨特征。研究结果表明,受区域构造活动的影响,鲁塘矿区构造格局呈现出分区分带性特征,东西方向可划分为东部、中部和西部3个条带;南北方向可划分为北部、中部和南部3个分区。自西向东,随着与岩体距离逐渐减小,煤层受岩浆热作用的影响逐渐增大,煤的石墨化程度也逐渐增高。由南向北,构造变形强度逐渐增强,导致北部分区形成以封闭式高温-高压的成矿环境为主,同时,应力作用促进了煤的石墨化,导致煤的石墨化程度较高;中部分区内构造情况复杂,形成不同温度压力条件的成矿环境,煤的石墨化程度差异性明显;南部分区构造情况简单,主要构成开放式环境,煤的石墨化程度较低,仅在近岩体附近可形成煤系半石墨。研究成果为煤系石墨资源勘探提供了有力依据。      

四川尖山晶质石墨矿床碳同位素特征及成因

四川尖山晶质石墨矿床大地构造位于扬子陆块区上扬子古陆块米仓山—大巴山基底逆冲带之米仓山基底逆冲带,是我国重要的晶质石墨矿床之一。为确定尖山晶质石墨矿床炭质来源和矿床成因类型,通过石墨矿C同位素测试,结合野外地质特征调查和矿物特征,综合分析认为尖山石墨矿床主要赋存在中元古界火地垭群麻窝子组中,矿区出露的吕梁期侵入岩体与麻窝子组呈侵入接触关系。石墨矿体主要赋存在麻窝子组白云岩内的构造角砾岩中,含矿岩石以含石墨构造角砾岩为主,含石墨片岩和含石墨白云质大理岩次之。石墨矿物多呈鳞片集合体状或不规则细脉状,大多数鳞片片径＜0.15 mm。矿石固定碳质量分数在2.39%～17.72%之间,平均值为8.40%。石墨矿δ13C测试值在-15.01‰～-19.96‰之间,平均值为-17.42‰,表明石墨炭质来源为有机碳。综合推测尖山石墨矿床为有机成因的接触变质-区域变质叠加复合型晶质石墨矿床。     

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     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

土钉支护失稳分析

某基坑采用复合土钉墙支护,开挖至坑底后,基坑北侧发生失稳事故。本文就其事故发生原因作一探讨。     

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。