激光拉曼光谱及其在地学中的应用

引言拉曼光谱这门谱学技术是1962年问世的一种新的实验手段,七十年代国内外已在物理、化学、医学、生物学等领域得到较普遍的应用,八十年代我们开始应用到地质学领域中。散射效应是1928年由印度科学家拉曼(C.V.Raman)和克利施南(K.S.Krishnan)在研究液体苯时从实验中首次观察到这一现象。不久,蓝伯格(Landberg)和曼德斯塔(Mandelstam)在苏联报道了他们在研究石英晶体时亦观察到光的散射现象,加本内斯(Cabannes)和罗卡德(Rocard)在法国也证实了拉曼的观察结果。实际上早在1923年斯梅卡尔(A.     

层状侵入体及其韵律层成因

层状侵入体以其独特的韵律结构记录了岩浆的演化分异过程。围绕韵律层理的成因 ,不同学者提出了很多成层机制 ,归纳起来大体有两类 :一类与岩浆流动和动力成层有关 ,包括流动分异、对流成层、化学成因等 ;另一类为非动力成层机制 ,主要有火成堆积、重力分异、压实作用和固化收缩等观点。影响韵律形成的因素很多 ,通常包括岩浆成分、对流作用、扩散作用、热梯度、氧逸度、温度和压力等。在评述这些成层机制和影响因素的基础上 ,结合攀枝花层状侵入体的特点 ,认为该岩体的韵律结构是在岩浆的固化收缩和压实作用下 ,晶体定向生长和自组织排列的结果 ,是二元 (辉石 ,斜长石 )、固 (岩石 )—液 (岩浆 )相转变系统中动量、能量和物种质量的复杂耦合所形成的分形自组织现象。对层状侵入体的进一步研究应集中在加强实验 (尤其是高温高压实验 )、引入非线性分析以及与成矿研究相结合等方面。     

黄铁矿的变形现象

黄铁矿的变形机制,是一个长期争论的问题。许多形变的硫化物矿体都呈现出黄铁矿的碎裂结构,在有些部位也见到了拉长的黄铁矿构造现象。尽管以往有关黄铁矿的形变实验都是以脆性域的变形为主,但近来在400—700℃的高温条件下的实验研究即表明,黄铁矿能通过位错作用而变形(Cox等,1981)。对早期实验的重新估价也同样表明位错滑移能在黄铁矿中起作用(Graf等,1981)。Atrinson(1972)曾经进行过     

地球化学自组织现象梗概

包括化学反应在内的自组织现象发生在沉积岩、火成岩和变质岩的所有岩石类型中。由于地球化学的自组织作用表现的一些例证通常不能由实验直接提供,所以常常难以确定它们就是自组织作用的真实情况,更不用说来鉴定形成机制。这些例子(具一定的可靠性)有:(1)氧化铁在石灰岩的燧石结核中形成富集环带,页岩中形成有规则间隔的、雪茄烟形的团块。(2)玛瑙(微晶石英纤维集合体)可表现出下列所有现象:(a)看上去与李泽冈环带极相似的条带;(b)由非扭曲与扭曲石英纤维交替组成的相邻条带;(c)正交偏光镜下明显可见玛瑙有特色的人字形干涉图。(3)前寒武纪铁建造在不同的尺度范围内表现了相互交替条带,且常常具有很大的横向延伸。(4)密西西比河型矿石走向上经常表现了由萤石、白云石、方铅矿、闪锌矿等任意一两种矿物交替出现的条带(～1cm);也可见到粒级条带。(5)多组间距均匀的夹层和缝合线(间距达10厘米多)常见于石灰岩和许多其它类型的沉积岩中。(6)大区域变质岩中有明显而大致规则的明暗矿物相间的条带(片理、解理或页理)。(7)某些接触变质岩(矽卡岩)所显示的规则条带。(8)基性杂岩中见有横向上大规模的英寸级平面状条带,如蒙大拿的Stillwater和格陵兰的Skacrgaard岩体。(9)许多花岗质岩石含有由同心状的,两种矿物交替环带(0.1～1cm)组成的“球体”(规则的球状结晶矿物集合体,直径几十厘米)。(10)中性火山岩中含有具屡变成分环带的斜长石晶体。     

地球化学自组织——储层研究的另一种思维

<正> 化学领域的自组织概念,是伯纳德(1990)由实验而提出的(图1)。该实验反映了系统进化的演化特点,即从均匀、单一的状态向复杂、不均匀的有序状态变化。这种远离平衡态,由微观运动构成宏观稳定的结构,必需依赖外界不断供给物质和(或)能量来维持。因此被称为耗散结构。这一实验结果无法用一般控制论进行解释,必须从自组织上考虑。     

阳储岭钨钼矿床成岩成矿的热力学条件探讨及地质意义

在岩矿工作中主要是应用热力学的原理,以实验或计算的方法定量回答矿物(矿物组合)或岩石(矿石)形成的物理化学条件,从而达到解释有关地质现象的目的.在阳储岭斑岩钨钼矿床研究的基础上,笔者以热力学为工具,对有关成岩成矿的某些物化条件作了探讨,并介绍了有关计算方法. 成岩热力学条件(一)杂岩体的成岩温度1.斜长石地温计的应用M.Kodo(1970)提出应用斜长石斑晶与共存熔浆(基质)平衡的原     

地球科学问题的分形研究

分形是指具有自相似性或膨胀对称性的几何现象,即:局部与整体在形态、功能和信息等方面具有统计意义上的相似性。适当放大或缩小分形对象的几何尺寸,整个结构不改变,称为标度不变性。定量描述上述相似性的参数是“分维”(“分数维”)。分形和分维是研究无规则现象的数学理论和方法。由于地球科学中有规则的现象是特殊的、近似的,而无规则现象是普遍存在的,因而分数维在地球科学中有广阔的应用前景。 1.断层体系的分形研究一般认为断层体系具有最典型的分形结构。在研究图形的自形相似性时,应用“数盒子法”,其实质是:应用一个正方形的“盒”来覆盖被析对象的图形。当图形具有相似结构时,在盒边长L和覆盖时所需的盒个数N(L)之间存在着一定的关系式,即N(L)和LD之间存在着一定的定量关系,其中D为分维的数值。在实际应用时,将覆盖     

宁芜陶村玢岩铁矿床的热液交代作用:磷灰石矿物学对流体性质的制约

<正>磷灰石晶格中含有卤族元素、稀土等元素(REE)和有效的同位素示踪体系(Sr、O同位素等),为研究地质过程提供有效的手段。在热液矿床体系中,已有的研究表明磷灰石易发育热液交代现象,以铁氧化物-磷灰石型(国内称为玢岩铁矿)矿床中研究程度相对较高(Harlov et al.,2002b;Torab and Lehmann,2007)。实验表明,影响磷灰石热液交代作用的主要因素是交代流体的性质;流体性质不同,致使磷灰石热液交代     

东营凹陷基底断裂走滑活动对油气成藏的影响

弱变形构造带是沉积盆地盖层中客观存在的构造现象,并且与油气聚集关系密切,一般可以通过不同地质单元(次级断层、油藏、圈闭、相带、凹陷、岩体、潜山等)的有规律排列等现象进行识别.为了初步揭示盖层变形带变形强度与油气聚集规模这一问题,首先在渤海湾盆地初步识别出40条盖层变形带,然后应用变盖层厚度和变剪切强度的构造物理模拟实验方法研究基底断裂走滑活动对盆地沉积盖层产生断层的过程.应用SPSS软件,对基底走向滑动量、横向滑动量、实验盖层厚度、雁列缝长度等参数进行了多元二次函数拟合.根据东营凹陷八面河、王家岗地区古近系各时期地层厚度、构造图R剪切长度、实验估算的张扭角度,计算出了各个时期的基底断裂走滑量;在模拟实验各阶段充注染色石油,结合凹陷实例建立了基底断裂走滑早期R剪切单一通道运移-孤立聚集、早中期R剪切主通道运移-雁列串珠状聚集(王家岗)、P剪切主通道运移-断续带状聚集、全通道运移-连续带状聚等成藏模式(八面河);最后指出盖层变形带上的R剪切增压变形段,R、P剪切交汇段是油气勘探有利目标区.     

基于多松弛格子玻尔兹曼的弯道水流三维数值模拟

为研究弯道水流现象并且拓展格子玻尔兹曼(Lattice Boltzmann Method,LBM)在水利工程领域的应用,建立了弯道水流的三维多松弛LBM演进模型,其中包括水流自由表面模拟、弯曲固壁边界处理以及紊流模型耦合求解等关键技术。应用该模型模拟研究了不同流量下U型弯道的水流状态,得到了水位、最大水深平均流速以及紊动能等参数的分布规律。分析和实践表明,该模型能较好地模拟三维弯道水流现象。     

同步辐射在矿物高压结构研究中的应用

本文介绍了同步辐射光源的特点、金刚石对顶玷(DAC)技术原理和相关的压力内标、传压介质、密封垫等问题，以及同步辐射光源与DAC技术结合在矿物高压结构研究中的应用，并以北京同步辐射装置(BSRF)高压站为基础，结合绿帘石的能量X射线(energy dispersive X-ray diffraction，EXED)实验，说明在高压原位实验过程中的制样、标压物质和20选择、数据收集和处理等问题。     

《矿物的谱学、发光和辐射中心》评介

苏联学者A.C.马尔富宁所著的《矿物的谱学、发光和辐射中心》中文译本近来已由科学出版社出版发行。本书共有七章:(一) 穆斯鲍尔谱学:介绍了穆斯鲍尔现象的本质和实验装置,主要参数(同质异能移、四极矩分裂和磁超精细结构)和矿物的穆斯鲍尔谱。(二) X射线谱和X     

基于变分模态分解算法的探地雷达信号去噪研究

探地雷达信号属于非平稳信号,容易受到干扰噪声影响导致探测能力降低.为了消除雷达信号的噪声,经验模态分解(EMD)、总体经验模态分解(EEMD)和完全总体经验模态分解(CEEMD)等方法被应用到雷达数据处理中.EMD虽然不断被改进,但仍存在一些不足,例如容易受到噪声干扰,存在模态混叠现象,依赖经验性等问题.因此笔者采用变...     

河口海岸GIS时空过程可视化表达

河口海岸带中一些随时间变化的三维海洋现象(如涡漩、锋面、水团等)的时空建模与可视化表达是海洋地理信息系统(MGIS)发展的一大难题。基于流体建模与可视化AVIZO Green技术,针对海洋连续场中的三维海洋现象,提出了基于特征的时空三域动态识别技术,设计并实现了面向主题应用的时空四维GIS可视化框架,能够有效表达三维海洋现象。以长江口海岸带涡漩、冲淡水、羽状锋和盐跃层为例进行三维动态可视模拟,直观再现了object-like型和field-like型海洋现象的时空演绎过程,为海洋现象仿真研究,尤其是多维、动态、边界模糊的复杂海洋现象的有效表达提供了一种新思路和方法。     

石英热释光的光晒退及其地质意义

近年来随着应用石英的热释光测定年代工作的广泛开展,石英的热释光晒退现象引起了人们的注意。能否利用光晒退现象来扩展利用热释光的应用范围呢?为此,我们进行了石英晶体的晒退实验。本文就晒退实验的结果及其应用范围作一讨论,以供参考。     

天山伊犁河上游季节性积雪的变质作用

雪花降落到地面以后,就处于不断的变化中。本世纪三十年代,许多研究者就已注意到这种现象,他们应用岩石学术语,把这种现象称为“岩化作用”(或者原状固结)。而M·德奎尔文等,称它为变质作用。积雪由于温度、压力、温度梯度的变化和粒间水的迁移,使雪的物理力学性质全部或部分发生改变,以适应新环境,这就是变质作用。本区积雪研究工作开始于1967年冬。张祥松(1970—1973)、谢自楚和马正海(1972—1973)2)等,曾对雪的物理性质进行过较系统观测,为进一步开展积雪变质作用的试验研究提供了条件。本文在整理和分析十多年的观测资料基础上,对本区积雪的变质作用因素,变质作用类型和变质作用过程作一讨论。     

干热岩石热萃取的模拟模型

1985年以来,对于干热岩石热萃取的技术研究已经取得了进展,这项研究是由NEDO(新能源和工业技术发展组织)在Hijiori,Yamagata Prefecture(NEDO,1991)进行的。热萃取实验表明,热水和蒸汽通过干热岩石中人工储集层不断地产生。为评价这个人工储集层,测井和生产实验已经实施。     

迅速发展的热释光测年新技术

热释光(简称TL)现象早在1663年就有人报导过,然而它被广泛应用于辐射剂量防护、放射医学、地质学、矿物学、空间科学和考古科学等领域,却是第二次世界大战以后的事.近十多年内发展得尤其迅速并更引人关注。目前国内外都没有专门的TL实验室。国外比较有名望的TL实验室分布在英国的牛津大学、伯明翰大学;美国的布鲁克哈文国立实验     

GPS干涉测位法的基础实验

一、前言从本世纪60年代起．以美国为中心成功地发射了确定地球上航行的船舶、飞机等移动物体位置的导航卫星．作为最初应用的NNSS(海军航海卫星系统)的改良刑．从事世纪70年代初开始，NAVSTAR（具有时间和航程的航海系统)卫星的GPS(全球定位系统)系统已由美国开发，并一直在进行实验。     

矿物、岩石和矿石中某些非平衡非线性现象的动力学研究

非平衡非线性现象已引起全世界自然科学界的广泛关注,并被中国科学院列为90年代交叉综合性的重大科学前沿课题;而地质学中非线性现象的研究程度在世界范围内均处于十分薄弱的状态。具体表现为两个方面:(1)对地质体中发育的不同尺度的有序现象和不规则现象(均属非线性现象),如矿物的不规则生长、矿物内部的不规则混层和矿床分带等形成的动力学机理很少有人从非线性动力学角度研究。实际上,它是成岩成矿动力学体系在远离平衡的非线性区,经各种自反馈机制的耦合形成的典型非线性现象。对此类现象的研究不仅可进一步阐明地质过程中元素的活化、迁移、沉积物和相转变机理,而且还可对不规则现象如分形和混沌作合理的解释。(2)以往研究者在实验和理论研究中多数讨论的是平衡态或近平衡体系的动力学行为,即使遇到非线性问题也是尽可能地把它作线性化处理,可这种线性化处理后往往会损失很多有关体系成因和演化的信息,尤其是在远离平衡的非线性区,有时甚至得出与地质事实相悖的结论。可见,非线性现象的研究具有重要的理论意义和科学价