在转变温度以上合成的石英晶体的生长与形态

在高－－低转变温度以上热液法合成的石英晶体呈各种六方双锥形态，很少没有柱面，柱面有时弯曲使晶体呈纺锤状，与天然高温石英晶体没有柱面的简单六方双锥共同的特征态显然不同。这种至今所认为的天然高温石英的代表形态是在硅酸盐系统中生长的高温石英的一种习性。     

硅酸盐固溶体矿物中组分的韵律型空间分布及形成过程中的时-空自组织

本文根据熔体聚合模型和正规溶液模型,建立了非平衡条件下,在二组分硅酸盐熔体固结过程中的非平衡非理想界面反应的非线性动力学模型:对上式进行数值模拟表明,当W/RT<-2时,有三重态,并通过建立界面状态(组成)的质量守恒方程,合理地说明了硅酸盐固溶体矿物韵律结构形成的可能机理之一,寻找界面反应三重态是研究固溶体矿物韵律结构的一条相当普遍的途径。     

多重水力断裂的分形扩张

应用复杂性理论对于赣南脉钨矿床的著名“五层楼”式形态垂直分带进行研究 ,获得如下结果。 (1 )赣南脉钨矿床的“五层楼”式形态垂直分带是“多重水力断裂分形扩张”的结果。脉钨矿床的控矿多重断裂是一种以水力断裂为主导的热致与流体驱动断裂构造。脉钨矿床的自组织临界性是多重分形扩张之源 ,而中观破裂尖端周围流体静力学应力场梯度最大区则是分形扩张的驱动力。多重水力断裂的发生和发展是一种分形扩张过程 ,其演化服从串级“崩塌间断平衡”的时空分形生长动力学 ,与地震的Omori余震律相类似。 (2 )脉钨矿床“三环一帽”式的成矿地球化学分带是一种多组分成矿溶液的渗滤、溶解沉淀波结构 ,是成矿反应扩散系统中化学波的时空同步化传播而形成的目标斑图 ,是近平衡地质介质内 ,通过外界的“短暂局部激发”、继之以构造、岩浆和成矿脉动作用等“局部中断”而形成的径向对称、嵌套球状、远离平衡的局域化耗散结构 ,即脉动型自孤子。 (3)赣南脉钨矿床是近平衡区域地质背景中远离平衡的局域化耗散结构。赣南钨矿集区是复合自孤子的群集体。它们是在构造、岩浆多期次脉动条件下 ,来自①矿源层部分熔融的“区域提纯”、②岩浆期后成矿热液输运反应和③含钨地层、岩石淋滤交代的成矿物质 ,通过岩浆和热液孤     

床面粗糙形态的二元分形插值模拟

针对床面粗糙形态具有自相似性的特点,应用二元分形插值迭代函数系统,对床面粗糙形态进行了分形插值模拟,模拟中分形插值邻域Ak根据Kriging空间插值方法的变异函数球状模型确定,垂直比例因子sm,n通过基于插值点数据的多元统计分析确定.结果表明:分形插值重构的床面粗糙形态与原床面形态的相似程度将随着插值点信息量ic的增加...     

铀矿物分形生长的改进DLA模型

分形生长意指一个具有扩展对称性的对象(聚集集团)随时值模拟.DLA模型最早由Wit-ten和Sander在1981年提出,并很快被科学家们所接受并用来解释各种与分形形态有关的生长和凝聚现象.     

硅酸盐熔体中的水

水是地球岩浆中的一种主要挥发分。水的存在导致岩石的熔融温度降低,其根本原因在于水易溶于硅酸盐熔体。本文总结了在地球岩石圈温压条件下,水在硅酸盐熔体中的赋存形式、溶解度与水对熔体物理性质的影响。熔体中溶解的水以H_2O分子和OH形式存在。水在熔体中的溶解度随压力的升高而增大。当温压条件位于含水硅酸盐体系的临界曲线之上时,甚至可能形成成分介于硅酸盐熔体和富水流体之间的超临界流体。水使熔体的密度和黏度降低,更易于脱离源区向上运移。水使元素扩散加快,有利于晶体和气泡的生长。水导致熔体的电导率升高,使部分熔融造成的电导率异常更加显著。水对硅酸盐熔体迁移性质的影响以及水的溶解行为都与水的种型分异反应密切相关。在研究与熔融有关的地质过程时必须充分考虑水的作用。     

五大连池老黑山火山钾质玄武岩结晶动力学研究

本文模拟了五大连池地区老黑山火山钾质响质碱玄岩熔岩在不同降温速率下从1150℃冷却到700℃橄榄石的结晶动力学过程,并从晶体粒度、晶体数量和晶体形态三方面研究了晶体结晶特征与降温速率之间的关系。结果表明:(1)晶体粒度分布(CSD)显示七组不同降温速率下的晶体粒度与布居密度均呈现较好的幂率关系,且幂律指数相近,斜率范围在3.69～4.42之间,这说明了晶体粒度分布对降温速率的依赖性并不显著。(2)随着降温速率由快变慢,晶体数量总体增长。当降温速率为0.0468℃/min时,晶体数量达到峰值。随后,结晶进入以退火合并为主的晶体粗化过程,直至结晶动力学达到平衡。(3)各降温速率下晶体形态呈现出分形特征,分形维数界于1.39～1.62之间,反映了新生晶体生长的自组织临界性。不同降温速率下的晶体边界复杂程度出现较大无规波动,显示出晶体形态对降温速率的高度敏感性。当降温速率为0.1℃/min时,晶体边界形态最复杂,当降温速率变慢到0.0468℃/min后,晶体边界形态的复杂程度趋于稳定。本项动力结晶实验对于深入了解五大连池新期火山熔岩流的运动机制以及动力结晶过程有重要的科学意义。     

基于分形理论的粗粒料级配缩尺方法研究

按规范要求的剔除法、等量替代法、相似级配法、混合法等4种缩尺方法,对某粗粒料原型级配进行缩尺,得到15条试验模拟级配,相应的最大颗粒粒径分别为60、40、20 mm。对原型级配和缩尺后模拟级配,进行了最大干密度试验,引入粒径分形维数,研究粒径分形维数与级配缩尺方法、最大干密度的变化规律。分析认为,粒径分形维数是一个能综合反映级配的量化评价指标,可准确反映不同缩尺方法后的试验模拟级配;级配缩尺方法本身对最大干密度有较大的影响,相似级配法的最大干密度值与原型级配的最接近,等量替代法的差异性最大;粒径分形维数与最大干密度具有较好的线性归一化,利用归一化规律,可准确推求原型级配的最大干密度值,有较好的工程应用价值。     

变质岩中的球状结构及其对变质作用的指示

球状结构是指由纤维状晶体组成的放射状集合体,其为一种高度不平衡的结构。它们常见于火山岩、假玄武玻璃、沉积岩以及热液沉积物中,在不同变质级别的变质岩中也有广泛报道。变质岩中的球状结构记录了丰富的变质作用信息,然而其在变质岩中的成因机制和对变质作用的指示意义尚缺少详细的研究。球状结构的生长需要温度、压力或成分的改变使得结晶体系远离平衡,它的结晶动力学过程受物质的扩散控制,要求晶体生长速率远大于物质扩散速率。详细解析球状结构和分析导致不平衡的因素有助于限定变质作用的条件和过程。本文拟从变质岩中报道的代表性球状结构出发,基于球状结构结晶所需的热力学和动力学条件,总结变质岩中球状结构的四种可能成因机制:流体结晶、变质熔体结晶、冲击变质作用和高度不平衡的变质反应。组成球状结构的纤维状晶体具有大的表面能,在持续保持温压和流体条件不变的情况下会快速重结晶使得球状结构消失,球状结构得以保留意味着其所处的环境要迅速转变为它不再结晶的条件。因此,变质岩中的球状结构指示寄主岩石经历了持续时间很短的非平衡变质作用过程。借鉴其它学科研究球状结构的定量方法和在变质作用条件下开展球状结构的实验研究是变质岩中球状结构研究的潜在方向。     

有关硅酸盐熔体结构的一些基本问题

硅酸盐熔体中的（ＳｉＯ４）四面体借助于共同氧连接形成结构基团，使产生这种基团的作用称为聚合作用，聚合作用程度的差异是硅酸盐熔体结构多样性的主要原因，聚合作用随温度降低而增强。熔体结构在局部与其相应的晶体结构很相似，但在整体上，不象晶体那样，其原子在三维空间内连续有规则的排列且只含一种结构简单，而是多种结构单元可以共同存在于同一熔体中，且其位置和排列方式随原子不规则的热运动而不断地改变，在一定的温度     

天体,地球,生物的一种自相似律——对数螺线

自相似是指自然和社会现象中,部分与整体之间,广泛存在着的放大对称（ｄｉｌａｔａ－ｔｉｏｎ ｓｙｍｍｅｔｒｙ）它们不仅在形态上,时空关系上,而且在信息,功能和能量等各个方面都表出的自相似特征,天体中,从众多的硕大的旋状星云,到坠落于地球上的微波的陨砂,陨尘,普遍存在着螺旋状的结构形态。地球上从变形矿物的包体至巨型的旋涡状构造,从岩石圈表层,直至外地核的深处,也都能发现螺旋形结构的存在,生物世界人植物     

Li[AlSiO_4]-SiO_2体系的枝晶形貌与结晶学方向测试研究

通过偏光显微镜(PL)、扫描电镜(SEM)对Li[AlSiO4]-SiO2体系进行枝晶形貌、枝体结晶学方向测试及结晶能力方面的观察发现:十字状枝晶为四方晶系的凯石英固溶体,六枝雪花状枝晶为六方晶系的β-石英固溶体。电子背散射衍射(EBSD)测试确定凯石英固溶体是沿001和100或110方向发育成枝晶的主干。对比Li[AlSiO4]-SiO2体系与K[AlSi3O8]-SiO2体系,证实两个体系的结晶能力不同,其中Li[AlSiO4]-SiO2体系的晶体含量远远多于K[AlSi3O8]-SiO2体系的晶体含量,枝晶的枝体也比K[AlSi3O8]-SiO2体系的枝晶粗,因此,Li离子比K离子更容易使架状硅酸盐熔体结晶。     

丁二酸桥联双核铜Cu(C_3N_2H_4)_2(C_4H_5O_4)_2晶体的超分子结构及形貌特征

用XRD,SEM和TEM研究新型配合物Cu(C3N2H4)2(C4H5O4)2的超分子结构和微观形貌,并对新型晶体的平衡外形进行模拟计算,结果表明:该配合物分子具有丁二酸桥联的双核铜结构,中心铜离子处在2个咪唑和4个丁二酸以单齿配位组成的八面体中心,在ab平面,分子中有十四元大环,环内Cu(1)-Cu(2)原子间距为0.8031nm,C(2)-C(2′)为0.4183nm;在ac平面,沿着[010]方向分子内呈现凹的六边形纳米级孔洞;沿[100]方向分子依靠弱的氢键作用,层状堆积成三维超分子结构。此外,随着丁二酸的碳链沿[001]方向无限延伸,形成以铜离子为交叉中心的带状拓扑构型。SEM观察到晶体表面形成有明显的凹坑,区域呈现层状阶梯,说明晶体在(100)面遵照台阶-扭折模型呈层状生长结晶。TEM微区形貌像显示晶体存在条纹和缺陷结构,整体保持柱状构型,这与模拟的晶体平衡外形呈柱状一致。模拟结果表明晶体最易外显晶面为(100)面,外显比例达41.247%,这与晶体超分子层沿[100]方向通过氢键作用堆积,键作用力较弱密切相关。     

辽宁复县金刚石的阴极发光特征及其意义

阴极发光图像揭示了辽宁复县金刚石的内部结构具有３种类型;（１）简单的生长环带结构;（２）多期生长的复杂环带结构;（３）稀少的似玛瑙状结构,这些内部结构特征反映金刚石的不均一性及生长具多期、多阶段特点、该特点与金刚石所处的流体－熔体的不同阶段相对应。玛瑙状结构除多生长中心聚集形成复杂种晶形态所致外,局部不均匀熔蚀、混合的生长机制的变化的结晶条件三者综合作用亦是原因之一,阴有发光图像还反映了金刚石晶体     

差异扩散速度与晶体形态标型

本文依据矿物晶体结晶时不同结晶离子对晶体结晶的作用不同,提出了差异扩散速度控制晶体形态的观点。文中论述了差异扩散速度的产生及影响因素,指出外部因素（温度、压力、粘度、酸碱度等）是通过离子的扩散速度变化来主导占位选择和形成优势面网,最终形成反映差异扩散速度的晶体形态。用差异扩散速度来解释矿物的晶体形态标型,比较全面地考虑各种外部因素的共同作用,从而避免了文中列举的片面性。此外,文中还探讨了晶体的生长方式、优势面网的产生和产生的必要条件以及相对衍射强度与优势面网的关系。     

影响晶体形态的因素

晶体具有各种各样的外形。同一种晶体可以呈树技状、骸晶,或以平滑晶面所围成的多面体外形。在多晶体晶形中,由于晶面的不同组合或晶体的畸形发育,故在外形上有千差万别的变化。     

真实自回避行走中晶体生长界面结构的分形行为

晶体生长过程实际上就是生长基元从周围环境中不断地通过界面而进入晶格座位的过程。一般认为,研究生长基元以何种方式以及如何通过界面进入晶格座位是晶体生长界面结构研究中的关键。在生长基元以分子或者原子的微粒子形式在生长环境中进行无规游走的前提下,本文运用真实自回避行走(TSAW)模型,通过重整化群思想来研究晶体生长界面结构的分形行为。研究发现:晶体生长界面结构的分形行为与生长基元的游走路径形态密切相关,并且在理想状况下真实自回避行走与标准Koch曲线的分形维极为接近。     

辫状河储层建模方法研究

辫状河储层在我国陆相盆地中广泛分布,而对这类储层的认识却较差。辫状河砂体的非均质性严重,这是影响开发效果的重要原因。本文以张家口地区的露头砂体为例,在密集取样的基础上建立了砂体的地质模型,分析了砂体的非均质性特征,探讨了辫状河储层的建模方法。根据孔隙度和渗透率的变差函数分别建立了孔隙度和渗透率的克里金模型和条件模拟模型;利用频谱分析法和变尺度分析法对渗透率进行了赫斯特指数的求取,得到该砂体的赫斯特指数的平均值在０.８左右,同时利用分形几何的插值理论建立了渗透率的分形几何模型。对各种模型进行的比较显示克里金模型较好地表现了物性参数的整体趋势;条件模拟模型较好地再现了储层非均质性;而分形几何模型既反映了储层宏观物性分布,又反映了其内部非均质性变化。整体上看,分形几何模型是一种相对比较好的模型,可应用于油田开发早期。     

扩散方程的岩浆动力学意义

岩浆系统的扩散作用,是岩浆动力学的重要研究内容之一。本文在分析了硅酸盐系统扩散速率的影响因素基础上,讨论了扩散第二方程的6个解的应用:包括两岩浆体之间或岩浆和围岩之间组分扩散引起的成分变异和平衡时间;晶体及捕虏体对岩浆成分的影响;矿物在岩浆中的熔解时间;源区熔融残晶与部分熔融体之间的平衡时间;斑晶与熔体间的平衡时间,扩散控制的橄榄石环带的成因以及橄榄石捕虏晶在玄武质岩浆中的停留时间等问题。     

热液矿床矿物微形貌与晶体生长环境研究

应用高分辨率扫描隧道显微镜(STM)和场效应扫描电镜(FEG SEM),对取自山西义兴寨金矿等4处热液矿床的黄铁矿、方铅矿、赤铁矿等矿物的表面生长微形貌进行了观察研究,并与实验合成的黄铁矿、方铅矿等矿物的微形貌特征进行对比。发现了自然矿物结晶三维成核成因的黄铁矿微球状晶,在合成和自然矿物的晶面观察到漏斗状晶和胞状结构等生长形貌。合成黄铁矿表面发育平整光滑的生长台阶,反映静态无扰动、接近平衡的晶体生长环境;而大量产于热液矿床的黄铁矿、方铅矿等晶体普遍发育胞状或拉长的胞状结构表面,并总体呈台阶状排列的表面结构,证明自然成矿热液体系的高过饱和度和流动生长环境。研究表明,热液成矿过程中矿物结晶作用有从成核、台阶状晶体生长、到形成“平衡”多面体生长的一个演化过程;形成于复杂条件的矿物晶体表面微观结构,包含丰富的成矿环境信息。