空间尘埃等离子体的K-H不稳定性研究进展

本文对空间尘埃等离子体的K-H不稳定性的研究现状作了概要的综述.总结了尘埃等离子体K-H不稳定性研究的多元等离子体模型和尘埃粒子充电涨落情况下的尘埃等离子体模型的主要研究成果及其在空间研究领域的应用,并讨论了该课题的研究前景.指出,尘埃等离子体的MHD研究尚在起步阶段,目前对尘埃等离子体K-H不稳定性的研究仅局限于简单物理模型的线性理论探讨.当尘埃带电变化的阻尼效应很强时,其非线性效应的数值模拟将变得更有意义.尘埃颗粒的带电涨落与质量和体积变化也将使得这门学科更具有挑战性.随着对彗星大气和行星环等空间环境的卫星探测资料的积累,尘埃等离子体K-H不稳定性研究的理论模型将更接近空间物理真实.     

城市道路尘埃的磁性特征及其环境意义

城市环境磁性研究表明,道路尘埃中的粗颗粒磁性载体(频率磁化率系数χ′FD＜5%)多为人为源,磁性矿物以单畴和多畴状态的磁铁矿为主,同时含有少量的赤铁矿和其他磁性矿物;细颗粒磁性载体(χ′FD为7%～11%)多为自然源,磁化率较低(小于100×10-8 m3/kg).磁性物质在迁移时往往与粗一级粒径的尘埃颗粒相伴生,磁性参数(如磁化率)和重金属元素(如铅、锌)质量分数之间呈相关关系,它们之间的关系可以用回归分析方法确定.利用电镜分析、因子分析和聚类分析方法可以识别道路尘埃物质的污染源.因此,道路尘埃的磁性特征研究在城市环境评价中具有潜在的重要意义.     

近1000年来青藏高原南部和北部 大气尘埃载荷变化的冰芯记录*

依据青藏高原目前所取得冰芯的尘埃分析结果,初步分析了近1000年来青藏高原南北大气尘埃载荷的时空变化特征。研究表明,高原南部达索普冰芯记录的高尘埃含量时期为1270s~1380s和1870s~1990s,而北部马兰冰芯记录的高尘埃含量时期为1130s~1550s和1770s~1940s。近1000年来青藏高原南北冰芯中尘埃含量呈现不同程度的增加总趋势,这可能指示了环境的变干趋势。青藏高原冰芯记录还反映出,高原北部地区大气中的尘埃载荷明显高于南部地区;高原北部地区大气尘埃载荷春季最大,而南部地区非季风季节最大。另外,通过对高原南北冰芯中尘埃含量记录与δ¹⁸ O记录之间相关关系分析,揭示出大气尘埃载荷变化与气温变化之间关系在高原北部地区呈显著负相关,而在南部地区却呈显著正相关。这说明青藏高原南北气候环境变化的差异性。     

INCREASE IN DUST CONCENTRATION IN THE DASUOPU ICE CORE FROM THE MIDDLE HIMALAYAS AND DRYING TREND IN SOUTH AND WEST ASIA AND NORTH AFRICA OVER THE LAST 500 YEARS

本文重建了近500年来喜马拉雅山中段达索普冰芯中尘埃浓度与尘埃沉积通量的变化历史,谱分析结果表明它们的变化均存在较显著的12.3年、9.8年、7.4年、6.1年和5.3年周期.该冰芯中尘埃含量与净积累量之间不存在任何相关性,说明其尘埃可能主要来源于上风方向的远源地区.基于后向轨迹法,并结合该地区附近已有的气溶胶研究结果,认为西、南亚甚至北非地区可能是该冰芯中尘埃物质的主要源区.近500年来达索普冰芯中尘埃沉积通量的增加趋势,反映了其源区干旱程度的加重趋势.     

矿物材料学的内涵与特征

经过20余年的研究与发展,矿物材料学已经成为材料科学与工程中一个相对独立和完善的组成部分,由于其定义、内涵与特征等基本问题与材料科学的从属性和独特性,多年的研究认为:矿物材料学是研究矿物材料的组成与结构、制备与合成、性能和使用效能以及矿物原料性质与特点等五要素及其相互关系和规律的一门学科.这五要素是具有内部互相联系和作用的有机整体,研究这五要素并了解它们之间的相互关系和规律构成了矿物材料学的内涵.矿物原料性质与特点是其他四要素的基本前提或重要基础,矿物原料及其与其他四要素的关系以及矿物在其他四要素中的关键性都体现了矿物材料学的矿物科学属性,正是因为兼具材料科学属性和矿物科学属性的矿物材料学这一重要特征使其有别于其他学科,而具有了理论及实用价值.     

一种计算沉积速率的新方法--宇宙尘埃特征元素法

地球每时每刻都在接受宇宙尘埃的沉降,且其年沉降量相对稳定,加之宇宙尘埃中的Ir、Co等特征元素的平均含量较恒定,因此沉积物中宇宙尘埃特征元素Ir、Co的丰度值能够体现出沉积物的沉积速率。当沉积速率较慢时,沉积物中宇宙尘埃特征元素的丰度值较大,反之,则较小。本文在前人工作的基础上,对利用宇宙尘埃特征元素计算沉积速率的方法和原理进行了探讨,并运用该方法对山东临朐N/E界线地层的沉积速率进行了实例研究。与传统方法相比,依据宇宙尘埃特征元素在地层中的分布特征计算沉积速率具有更好的实用性和准确性。     

中国月尘探测进展及后续展望

月球尘埃研究具有重要的科学和工程价值。目前对月球尘埃运动规律、运动机理等的了解非常有限,对尘埃运动物理参数缺少系统的定量测量,严重制约了月球尘埃的科学研究。阿波罗17号宇航员观察到的月尘扬起及其物理机制迄今为止在科学上仍然是一个谜。中国的嫦娥三号月球探测任务得到了月面上的尘埃沉积数据及尘埃活动高度数据,表明尘埃活动具有显著的地域差异。在嫦娥五号采样返回任务中将研究月尘带电方面的物理特性。探月后续任务中如果能够在高纬度地区首次系统地定量测量月尘运动的物理参数,将会揭示不同经纬度区域、不同太阳光照条件、不同太阳风条件、不同地形条件下的尘埃活动规律及其关键影响因素,对高精度数值模型的建立及其参数选择提供定量限制,必将取得新的重要科学发现。     

矿物科学的概念

本文阐述了矿物科学的概念,包括矿物科学的产生背景、基本涵义与特点、主要研究内容及其与其它学科之间的关系等,并对中国的矿物科学做了简要介绍。矿物科学是研究矿物及其性质的一门交叉学科。它的研究对象是天然矿物和人工晶体材料。它不仅是为地球科学服务的学科,而且是为材料科学、环境科学以及工程科学与技术等学科服务的学科。矿物科学的主要研究内容包括矿物及其性质两大方面。矿物研究既是传统矿物学的研究领域,也是矿物科学基础的重要组成部分。矿物性质及其变换过程研究则是当前矿物科学中最为活跃的研究领域之一。矿物科学是以矿物学等分支学科为基础并具有众多交叉分支学科的学科体系,具有比传统矿物学更加广阔的科学范畴,具有一级学科的概念。矿物学既是地质科学的一门分科,同时也是矿物科学的一门分科。中国已在矿物科学的许多学科领域取得了丰硕的研究成果,已形成较为完整的理论与学科体系。     

月球光照区尘埃静电迁移规律:初步理论结果

空间环境中,暴露在太阳风等离子体和紫外辐射中的尘埃颗粒由于光电发射等而带电。月球光照区带电的尘埃颗粒受静电场驱动或微陨石轰击发生迁移。本文计算结果表明,月球光照区粒径为0.01μm的尘埃颗粒静电迁移达到的最大高度约为1km,而在月球黑暗区亚微米级的尘埃颗粒静电迁移可以到达50km的高度。尽管微陨石轰击溅射的尘埃颗粒可到达~100km的高度,但是尘埃数密度与微陨石轰击事件直接相关,并随着高度变化。由于重力作用,溅射的尘埃快速沉降。溅射和沉降过程中,尘埃颗粒由于光电发射等继续充电。在局部电场强度和德拜鞘高度分别为5V/m和1m条件下,粒径<0.37μm的带电尘埃颗粒以"弹跳模式"运动,而粒径>0.37μm的带电尘埃颗粒返回月表,并再次轰击溅射尘埃。根据本文结果可以推断,月球尘埃实验(LDEX)在月球夜晚20~60km高度记录的尘埃事件可能与尘埃的静电迁移相关,但是月球白天记录的事件可能并不包括静电迁移的部分。     

西昆仑山冰芯记录指示的塔克拉玛干沙漠南缘对流层中上部近百年大气尘埃变化趋势

钻自西昆仑山崇测冰帽海拔6530 m的18.7 m冰芯提供了近百年间的尘埃沉积记录.冰芯记录覆盖的90 a间尘埃表现出持续下降的总趋势,大体可以分为3个阶段,即1930年之前,1930-1960年和1960年之后,尘埃浓度的降低是量级上的.几个突出的尘埃阶段出现在1900年代早期、1910年代、1920年代后期和1940年代早期,它们分别以约2.5×10⁶、2.7×10⁶、2.5×10⁶和1.5×10⁶粒·mL^-1的高浓度为特征,而1970年代则表现出相对较低的浓度(5×10⁵粒·mL^-1).就年份来看,突出的高尘埃浓度出现于1906,1915,1919和1943年.根据微粒的粒径资料分析,局地输入的尘埃分量约占总值的17%,剔除后可以得到中、大尺度范围的大气尘埃沉积通量.根据后60 a资料建立的通量平均值为913μg·cm^-2·a^-1,大气尘埃随时间的每10 a下降速率为-124μg·cm^-2,它可反映塔克拉玛干沙漠南缘对流层中上部的大气尘埃通量半个多世纪以来的变化趋势.     

矿物材料的概念与本质

回顾20余年来我国矿物材料概念的研究与发展历程,矿物材料的概念与本质一直是矿物材料学的基本问题和研究热点之一。通过对国内有代表性观点的讨论与分析,并结合多年的教学科研实践经验,提出“矿物材料是以矿物为主要或重要组分的材料”的定义。在矿物材料中,矿物是集材料的组成与结构于一体的基元组分,不仅主要或重要组分是矿物,而且主要或重要物理、化学性能及使用效能也源于矿物。因此,矿物材料是以矿物为本质特征的材料。从矿物材料与其他材料关系看,尽管与无机非金属材料存在一定的交叉领域,但它并不简单等同于无机非金属材料,而是与无机非金属材料、金属材料和高分子材料等既有密切联系又有明显区别,具有自己特色和相对独立的一大类材料。     

TRPO萃取-固体荧光法测定土壤和空气尘埃中的铀

本文在研究了影响萃取的各种因素后,给出了用TRPO-OK萃取-固体荧光法测定土壤和空气尘埃中铀的方法。土壤和空气尘埃样品全程回收率分别为(89.6±11.8)％和(85.5±5.6)％,方法灵敏对土壤和空气尘埃样品分别为0.03μg·g~(-1)和0.02Pg·1~(-1)。样品中的常量离子对分析不产生明显干扰。操作简便、快速,适用于常规监测和本底调查。     

纳米矿物与纳米矿物资源

为促进对纳米矿物及纳米矿物资源的认识、深入研究及开发应用,阐述了矿物纳米颗粒、纳米矿物狭义和广义概念、纳米矿物形貌分类和主要类型,并从晶体结构和晶体化学理论讨论纳米矿物形成和稳定的本质,即纳米矿物和矿物纳米颗粒形成分别受内因和外因控制.阐明了纳米矿物学研究内容及其在关键带研究的重要性,提出了纳米矿物资源的概念、属性及其开发利用的方向.      

药材矿物学的探讨

本文提出的药材矿物学是矿物学研究领域中正在形成的分支。其研究对象包括由矿物组成的和或多或少含有矿物成分的中药材。其主要研究内容是以矿物学理论和方法对作为药材的矿物的成分和特性进行研究,并向中药学和中医学渗透,从而探索和讨论矿物药材与其药理疗效之间的关系。     

矿物质对有机质演化影响的研究

通过研究分步用HCl和HF除去含泥灰岩中碳酸盐矿物和泥质矿物之后所释放出来的有机质,发现这些与矿物结合的有机质和自由态有机质,在组成和分布上都有所区別。各类生物标志物的分布变化情况表明,不同矿物对有机质演化所起的作用不同,不同系列的有机化合物受矿物的影响也不一致。     

矿物化学

矿物化学的主要研究对象是矿物,因此它是矿物学的一门分支学科,而与地质学、地球化学及化学又有紧密的联系。 矿物化学着重研究矿物的化学性质、化学组成以及矿物中元素的共生组合及其与矿物的产状、成因、晶体结构和物理性质之间的关系。因此,它在鉴定矿物,确定矿物工业类型,评价矿床物质成分及综合利用价值,探讨矿物、岩石与矿床成因等方面有着重要的作用。 虽然自本世纪初以来,矿物化学的研究内容已在许多文献中见到,但是作为一门学科则是郭承基教授在50年代末期提出来的,并相继出版了他的专著:《稀有元素矿物化学》、《放射性元素矿物化学》及《稀土元素矿物化学》等。嗣后,矿物化学的理论和方法在我国稀有元素矿床以及内蒙白云鄂博铁铌稀土矿床的物质成分及成矿规律的研究中得到广泛应用,其内容也日趋丰富和完善。近十年来,随着测试分析方法的进步,微量分析在矿物化学研究中的引进,使得矿物化学更有长足的发展,时至今日,它已成为地球科学中一门发展中的边缘学科。     

常见透明矿物类波谱特征研究综述

首先总结了目前国际上常用的矿物波谱数据库特点和影响矿物波谱特征的因素;然后针对几种常见透明矿物大类(石榴石族、碳酸盐类、沸石族、黏土矿物类、蛇纹石族、绿泥石族、云母族),选取典型矿物波谱进行了研究,重点分析了不同矿物化学成分对矿物波谱特征的影响;之后针对3种常见矿物(白云母、明矾石、绿泥石),分析了同一矿物化学成分的变化引起波谱特征的变化规律;最后总结了金属阳离子、水、CO23-络阴离子、Al-OH、Mg-OH等基团的特殊吸收特征及常见透明矿物类的波谱特征,并展望了矿物波谱研究的发展趋势。     

药用矿物资源研究方向

侧重于传统医学药用矿物特定品种资源的研究,完善了矿物药研究的内容,是应用矿物学的重要课题之一。着重分析了药用矿物研究方向和相应研究方法。地道药材传统产地的考证及其典型样品的对比研究是基础工作。传统品种资源现状的经济地质研究,稀缺品种的资源调查,著名中成药、矿物药制剂矿物原料的资源研究,药用矿物地方资源的开发利用,特定地区地方病防治药物的资源调查,均需借助典型样品产地地质地球化学背景资料和矿物学标志,即矿物组份、化学成分(主次元素及微量元素)、成因等资料;新开发品种的资源研究更需配合药理分析和跟踪临床效果而提出的资源筛选。     

矿物材料科学和非金属矿物资源的开发利用

矿物材料是指直接利用天然的矿物岩石(包括工业固体废物)或对其加工处理与合成而制成的材料,是矿物学和材料学相结合的产物。矿物材料具有一系列特殊的物理化学性质,在国民经济建设的各个部门和高技术领域有着广泛的应用。我国具有开发矿物新材料的许多有利条件,应大力加强这方面的研究与开发。     

成像光谱矿物填图精度兼与矿物丰度关系初探

成像光谱遥感技术在岩石矿物识别和矿物填图方面发挥着越来越大作用,而成像光谱矿物填图的精度问题一直是研究的焦点。文章利用高光谱数据HyMap对新疆东天山地区的矿物填图结果,通过引入矿物填绘分布强度的概念,探索性的分析了成像光谱矿物填图与填绘矿物丰度的关系。