微波照射下火成岩升温特性和升温预测模型研究

微波辅助破岩可有效降低刀具磨损,提高破岩效率,具有广阔的发展前景.文章选取了10种火成岩进行微波加热试验,发现岩石的升温速率主要与岩石所含矿物的种类、含量,及岩石中的Fe元素含量有关.岩石所含矿物越敏感、含量越多,岩石中的Fe元素含量越大时,其升温速率越高.整体而言,火成岩中基性岩的升温速率最高、中性岩次之、酸性岩最低...     

主要造岩矿物微波敏感性试验研究

采用频率2 450 MHz多模谐振腔对11种常见主要造岩矿物试样进行了微波辐射试验。根据升温速率和温度增量对其微波敏感性进行了研究。对赤峰玄武岩、鞍山辉长岩和昆明砂岩进行了矿物成分测试,根据其矿物成分组成预测3种岩石的微波吸收能力,通过微波辐射试验对预测结果进行了验证。然后对3种岩石进行了单轴压缩强度测试,研究了微波辐射后岩石的强度折减与岩石微波吸收能力的关系。结果表明：主要造岩矿物的微波吸收能力可分为3类,且表现出非常不同的微波吸收能力;根据岩石的矿物成分组成可预测岩石的微波吸收能力,含有强微波吸收能力矿物的岩石也具有较强的微波吸收能力;岩石的微波吸收能力越强,微波辐射后岩石单轴压缩强度的折减程度越大。     

地壳岩石与矿物的流变性研究综述

地壳岩石与矿物的流变性主要受温度的控制，其次是受其成分的控制。在深部地壳高温环境下，岩石和矿物的流变性较强，应变相对均匀分布。在浅部地壳中，它们的粘滞性及各自间的粘滞性比显著增强，而流变性减弱，应变逐渐集中于适合流变和变形的岩石与矿物。流变性的这种变化导致了露头各种构造形迹的变化，如皱、布丁和剪切带等，以及各种显微构造特征的变化（如：变形矿物、压力影和膝折等）。岩石与矿物的这种物性概念在地质学中的运用，实质是将构造变形样式的形成机理分析趋于定量化和综合研究。     

微波消解-电感耦合等离子体发射光谱法测定岩石和矿物中的钼

用盐酸-氢氟酸-硝酸微波消解对样品进行前处理,电感耦合等离子体发射光谱法测定岩石和矿物中的钼,选择202.03 nm为样品分析谱线,优化了微波消解的实验条件,可消解多个样品,减少了碱熔分解样品方法引入的基体干扰,避免了极谱法中汞对人体的伤害。用不同类型国家一级标准物质分析验证,测定结果与标准值吻合。方法精密度(RSD,n=8)小于2.0%,加标回收率为96.4%~101.3%,方法检出限为0.000 5%。该方法适用于岩石和矿物中钼的测定,制样速度快,操作简便安全,样品重现性好,能满足简单、快速、批量分析的要求。     

珠江口海洋软土不排水抗剪强度及循环弱化特性试验研究

为了获得广东珠江口海洋软土的不排水抗剪强度,分别开展了不固结不排水剪切和固结不排水剪切三轴试验、无侧限抗压试验、现场取土离心机正常固结模型地基的T-bar静力贯入试验以及现场十字板剪切试验和静力触探试验（CPT）,并采用土力学经验公式进行计算,确定了珠江口海洋软土不排水抗剪强度沿深度的分布规律,并综合评价了各种方法的有效性。为了获得该区域软土的循环弱化规律,分别开展了循环动三轴试验、现场取土离心机正常固结模型地基的T-bar循环贯入试验和现场单桩水平循环加载试验,揭示了软土循环动模量比与循环次数之间的双对数线性关系,获得了3种试验条件下珠江口海洋软土的循环弱化因子。其研究结果可为该区域海洋建筑物设计提供直接依据,也可为其他类型工程提供借鉴。     

武汉鹏湖湾地区老黏土动力响应特性及强度弱化规律研究

岩溶区老黏土在人类工程活动所引起的动荷载作用下,会产生动力变形特性的改变,强度参数也会发生相应的弱化,最终导致土洞上覆盖层结构性的破坏。以武汉市鹏湖湾地区的老黏土为研究对象,结合该岩溶塌陷场地的工程地质条件,开展相应的室内动三轴试验,研究老黏土在围压、动应力比和循环次数等因素变化时的动力响应特性和强度弱化规律,提出其在循环荷载作用下的强度弱化模型。结果表明,随着围压、动应力比及循环次数的增加,老黏土的孔隙水压力有所提高。当其它因素保持不变,且动应力比与循环次数不超过某一临界值时,土体的强度随着动应力比、循环次数的增加而降低,即超孔压的增长引起老黏土强度的衰减。而在围压增长的初期,土体的强度与围压成正比,当围压增大到某一临界值时,老黏土的抗剪强度显著降低。强度折减率随围压、动应力比、循环次数的增加均有不同程度的降低,提取出经验公式,得到的老黏土强度弱化模型具有较高的相关性,进一步得出老黏土的强度弱化机理。     

楔刀作用下岩石微观劣化的试验研究

通过改装RMT-150C系统,使用不同刃角的楔形刀具对花岗岩进行贯切试验,利用DISP声发射测试系统进行声发射的定位特征分析,研究岩石在楔形刀具作用下损伤劣化破坏的全过程。试验结果表明：声发射试验是一种研究TBM滚刀破岩微观机制的有效方法,脆性岩石材料的破坏过程是内部微裂纹的萌生和扩展过程的宏观反映;在楔刃刀具匀速贯入时,声发射信号随着荷载的变化呈一定对应趋势的变化,荷载-贯入度曲线能反映试件内的损伤历程;声发射2D定位结果显示,在岩石破碎区的密实核下方存在“损伤核”,它由微震裂源增生丛聚分布形成,核内劣化程度高,是孕育密实核的场所,为TBM滚刀作用下岩石的宏观破裂现象提供了解释和依据;楔刀跃进式的挤压贯切岩板试件,钝刃刀具产生“球状”损伤核,尖刃刀具产生“水滴状”损伤核,钝刃刀具贯切试件产生更深的贯入度和更宽的损伤核,致使试件中不仅破碎深度大,而且破损范围广,破岩效果优于尖刃刀具。     

多金属矿物的介电特性算法研究

获取介质的介电特性是微波加热应用中分析和设计的基础。在微波冶金中,矿物的介电特性直接关系到矿物加热速率和能量利用效率,以及新工艺的开发等关键问题。多金属矿物的宏观介电特性与各种颗粒的比例、成分、尺寸以及局部微结构有关,介电特性获取困难。本文提出了一种基于结构抽象化伪两相算法模型来计算多金属矿物的介电特性,以6种矿物单元组成的多金属矿物为研究对象,计算了矿物的介电常数和介电损耗。结果表明,其介电常数和介电损耗值与Maxwell-Garnett理论公式计算值相一致,证明了该算法模型能够逼近矿物的介电特性。多金属矿物的伪两相介电特性算法模型在微波冶金中具有潜在的应用价值。     

土石混合料与岩石接触面强度特性模拟试验研究

本文以土-岩接触面滑坡为工程背景，釆用中砂、硅粉、水泥等不同配合比材料，制成不同表面形状、不同抗压强度试件模拟岩石的表面凸起形状及风化程度，进行室内大型叠环单剪试验研究土石混合料与岩石接触面强度特性。结果表明:表面形状不同，土-岩接触面抗剪强度相差很大。表面起伏越大，抗剪强度越高，越接近土石混合料的抗剪强度。锯齿状(h=20 mm)＞锯齿状(h=10 mm)＞平直面(h=0)；同一起伏高度下，土-岩接触面抗剪强度表现为水波状＞阶梯状≈锯齿状＞单点凸起，但较起伏高度影响小。模拟岩石抗压强度不同反映岩石的风化程度不同，剪切过程中发生破损的程度就不同，破损使得土-岩接触面强度发生变化，岩石的风化程度是影响土-岩接触面抗剪强度的重要因素。综合分析岩石表面形状和风化程度对土-岩接触面抗剪强度特性的影响，引入结构面表面形状参数和损伤参数，给出土石混合料与岩石接触面的抗剪强度估算公式，为土-岩混合边坡的稳定性分析提供理论依据。     

冻融循环作用下冻结黏土矿物物理力学性质研究

冻土工程破坏主要的原因之一是冻融循环作用。通过对高岭土(主要黏土矿物为高岭石)、膨润土(主要黏土矿物为蒙脱石)在反复冻融作用下的物理性质试验及球模仪试验,研究高岭土及膨润土在冻融循环作用下的物理力学性质变化,并由此推定不同黏土矿物含量土在冻融循环作用下物理力学的变化规律。结果表明:(1)前10次冻融循环对高岭土及膨润土的物理力学性能影响很大,冻融10次后,随冻融次数的增加,高岭土的密度下降,孔隙比增加,膨润土的密度增加,孔隙比减小;(2)冻融过程中物理性质的变化不仅与土样的种类有关,也与土样的矿物成分有关;(3)高岭土的长期强度C24远高于膨润土,但是冻融过程中高岭土的力学性能变化较大,而膨润土相对比较稳定。     

离子色谱技术在岩矿测试中的应用

对近年来国内外离子色谱技术在岩矿测试中的应用及进展作了评述。引用文献41篇。     

安徽省地矿局岩土钻掘工程技术的回顾与发展

回顾了地勘单位利用钻掘技术优势在工程市场上取得的瞩目成绩,指出了当前在技术发展上存在的“拓重三轻”的问题,分析了钻掘工程市场的发展前景,从技术发展战备的高度规划适应市场需要的岩土钻掘工程技术的体系,并提出了实施措施。     

对"岩矿分析质量要求和检查办法"的建议

剖析了现行“岩矿分析质量要求和检查办法”存在的问题。建议对该行业标准进行必要的修正;充分考虑地质找矿、矿床评价、地学研究的实际需要,认真考虑国民经济有关部门对矿产资源应用的实际情况;全面深入细致考虑测试技术的实际水平并注意其经济性,避免按一种模式随意缩小或放大双差的允许范围;避免岩矿分析质量检查工作繁琐不便。     

利用X射线衍射和岩矿鉴定等技术研究河南汤家坪钼矿区主要矿物标型特征

汤家坪钼矿床是2006年探明的一处大型斑岩型钼矿床,前人用常规地质方法对该矿区基础地质工作和成矿规律研究已比较系统和完整,认为汤家坪钼矿床属于深源浅成斑岩型钼矿床,汤家坪花岗斑岩体为矿区钼矿的成矿母岩;但是没有从矿物学角度来应证这些成矿规律。本文从矿物学角度,采用分离单矿物进行化学分析、X射线衍射(XRD)及岩矿鉴定等技术,对汤家坪钼矿区的辉钼矿、黄铁矿、石英、长石4种矿物标型特征(化学组成、微量元素、晶体结构、晶胞参数、结构状态等)进行研究。结果表明:1该矿区辉钼矿全部是2H型多型变体,且成分中Re含量很低;辉钼矿的δ34S值为3.0‰,硫同位素变化范围小,接近于陨石硫,具深源硫的特点,硫来源于花岗斑岩。2黄铁矿微量元素以富含Mo、Co、Cu,贫Ni、Pb、Zn为标型特征,另外Au、Ag含量低,S/Se大于250000,与前人"S/Se大于250000~500000的地区不可能找到金矿"的结论相符。3石英富含Mo;成矿期石英脉中δ18O降低,表明成矿晚期有少量大气降水参与热液蚀变成矿。4长石富含Mo;轻稀土(La~Nd)含量大于中稀土(Sm~Ho)和重稀土(Er~Y)含量;钾长石的有序度、三斜度以及结构参数的值均较高,结构温度较低,表明该矿区钾长石为低温状态下的三斜对称的微斜长石,是热液作用的产物,岩体钾长石化对钼矿化最为有利。本研究应证了汤家坪钼矿床属于深源浅成斑岩型钼矿床,对于总结斑岩型钼矿成矿规律、找矿标志有重要意义。     

流动注射分析

文章总结了1986年至1991年流动注射分析在岩矿分析应用中的新进展。附有参考文献77篇。     

动静组合加载下刀具破岩的力学模型

基于初始弹性和动静荷分工的假设,将动静复合加载下坚硬完整的脆性岩石的破碎过程分为弹性、损伤和断裂3阶段,综合运用弹性力学、岩石力学、损伤力学和断裂力学进行分析。由集中力作用下弹性半空间的应力场和单元体的剪切破坏,得出了岩石损伤的裂纹源和其曲线扩展路径;选定Ⅰ型、Ⅱ型裂纹作为动载冲击作用下压剪裂纹的扩展模式。提出了以冲击能（次数）来定义损伤度的方法。以相邻破碎坑的侧向裂纹扩展贯通作为岩石破碎的终点。本力学模型可以用于动静复合加载破碎岩石的系统仿真、数值模拟和机具设计。     

黏土矿物含量对CO_2地质埋存体盖层封闭性的影响

为了解CO_2地质储存过程中黏土矿物含量对盖层封闭性的影响,本文以鄂尔多斯盆地三叠系和尚沟组泥岩盖层为研究对象,利用TOUGHREACT软件研究了不同黏土矿物含量、储层厚度对盖层封闭性的影响。研究表明,当盖层黏土矿物含量达到50%时,渗透率最大可减降低36%,有效封存厚度可达70 m;当黏土矿物含量减少至10%时,盖层自封闭性大幅降低,有效封存厚度为4 m,且盖层中的蒙脱石也由沉淀转化为溶解。黏土矿物含量越高,盖层封闭性越强,有效封存厚度越大。储层厚度对盖层封闭性有直接影响,当储层厚度大于盖层有效封存厚度时,则会发生泄漏;当储层厚度达到100 m时,CO_2将在125年后穿透黏土矿物含量为50%的盖层。本研究可为CO_2地质储存的储盖层选择和安全性评价提供理论依据。     

基于纳米尺度的碎屑岩骨架矿物结构研究

对胜利油田胜坨地区碎屑岩储层岩芯样品和岩石薄晶片分别采用场发射扫描电镜、透射电镜进行镜下观察与能谱测试分析。结果表明：碎屑岩中骨架矿物石英和长石中存在纳米尺度的结构特征;石英镜下可见类蚀像凹坑、雏晶单晶、平行脊线、晶体位错、类包裹体晶内核等5种纳米尺度的结构;长石镜下可见晶面平行凹痕、溶蚀针、纳米级薄层断阶、长石高岭石化、晶体位错和超微包裹体等6种纳米尺度的结构;这些结构大多在几百纳米的尺度范围内,有的甚至只有几十纳米;矿物在纳米尺度上表现出的结构特征与其本身的硬度变化、晶体品格缺陷、晶体生长过程以及成岩作用的显微表现和显微构造应力改造作用有关。对碎屑岩骨架矿物中纳米尺度结构特征的进一步研究有望为岩石显微变形的应力作用机制和方式以及溶解作用等成岩作用模式做出有效分析,进而为油气勘探开发提供新的探索方式。     

钻头破岩振动低频特征室内实验研究

钻头破碎岩石时会产生宽频的振动信号,不同频段的信号蕴含了不同的信息,由于高频段信号能量低、衰减大,不易检测,因此,就钻头破岩信号在低频段特征进行了研究,通过不同岩性岩样的微钻实验数据分析,发现破碎不同岩性的岩石产生的信号在低频段具有固定的频率特征。