高镁磷尾矿的矿石结构与矿物组成

利用电子探针背散射电子成像分析和微区成分分析功能,对贵州瓮福高镁磷尾矿的矿石结构和矿物组成进行了研究,以探索尾矿与其原矿之间的差异,为综合开发利用磷尾矿提供必要的依据。结果表明该高磷尾矿的矿石结构可分为单矿物结构和多矿物碎屑结构两类。前者矿物组成包括白云石单矿物、磷灰石单矿物、褐铁矿单矿物、石英单矿物;后者包括白云石-磷灰石多矿物、磷灰石-白云石-石英多矿物,属高镁低品位磷矿。矿物组成类型按其含量从高到低依次为白云石质尾矿、白云石磷灰石质尾矿、磷灰石白云石石英质尾矿、石英质尾矿、磷灰石质尾矿、褐铁矿质尾矿,白云石质尾矿是尾矿中最丰富的矿物,白云石颗粒是含量最高的碎屑类型。     

降雨量与闽西北地区地质灾害关系初探

通过对闽西北某地区2010年"6.13"特大强降雨下产生地质灾害的频数及程度分析对比,探讨降雨量与形成地质灾害的影响。分析结果表明,降雨的强度和时间对地质灾害的形成有重要的影响,对以后地质灾害预报预警有一定的指导意义。     

长江三峡库区全新世环境考古研究进展

充分利用长江三峡工程文物抢救性发掘的宝贵机会,通过对重庆市忠县中坝遗址、丰都县玉溪遗址等典型遗址和神农架大九湖泥炭地层环境考古研究,摸索出了一套利用年代学、沉积学、重矿物组分鉴定、锆石形态统计、地球化学和环境磁学方法辨别考古遗址地层中古洪水沉积的方法;建立了该区地表孢粉-气候的转换函数,并将其用于对神农架大九湖泥炭地层的研究,弄清了该区全新世以来环境演变的背景,并将自然沉积地层环境演变记录与典型考古遗址地层古洪水事件作了对比分析。遗址时空分布研究表明:长江三峡库区旧石器时代至宋代677处遗址时空分布总趋势是从西往东、从高往低逐渐增加的,遗址多沿江河分布,且在河流交汇处呈聚集状态,这与人类多选择河流1～2级阶地为生、河流交汇处鱼类资源丰富有关。研究表明:中坝遗址能延续5000a的原因一方面与其盐业遗址的属性有关,另一方面与其长期具有良好生态环境有关。从该遗址T0202探方出土近20万件动物骨骼的分类统计证明了这一点。7.6kaBP以来,水位在吴淞高程147.024m以上的古洪水至少在玉溪遗址T0403探方中留下了16次沉积记录。神农架大九湖297cm厚的泥炭及其148个孢粉样品和10个AMS14C测年数据表明,该泥炭地层为本项目提供了理想的全新世自然环境演变背景,尤其8.2kaBP前后的降温事件很明显,6.7～4.2kaBP为中全新世最适宜期,4.2kaBP前后由暖湿转为凉干,3.5～0.9kaBP季风降水整体较弱,0.9kaBP前后转为较凉湿。根据对中坝和玉溪两处遗址地层的研究,在8.2～6.7kaBP期间出现有10个古洪水层;在6.7～4.2kaBP全新世最适宜期遗址地层中出现有8个古洪水层;在3.5～0.9kaBP降水减少的时期,中坝遗址中仅出现2个洪水层(即西周时期的37-1和战国早期的第21层);在0.9kaBP以来降水较多的时期,中坝遗址中存在3个洪水层(即宋代中期的11C-1层、清代的5-1层和1981年的2B-2层)。这表明,8.2～6.7kaBP的洪水在三峡地区次数是最多的,6.7～4.2kaBP的洪水数量次之。长江三峡库区的这一古洪水发生规律或许可以解释长江中游的江汉平原在7.8～5.1kaBP期间遗址数量偏少的原因。     

玄武质岩石的单颗粒锆石U-Pb年龄谱

报道了托云、东浮山、羊角、雪花山和山旺5处新生代玄武岩的SHRIMP锆石U-Pb测年结果。位于西南天山造山带的托云新生代玄武岩的14个测点年龄值十分发散,最大值与最小值分别为857.1和203.4Ma,它们与其余4件玄武岩样品49个SHRIMP锆石测点年龄一同构筑了涵盖各个地质时期几乎贯穿整个地质时间的复杂年龄谱。位于华北克拉通中部区域南太行山造山带的东浮山、羊角和雪花山新生代玄武岩3件样品累计36个锆石测点形成的锆石年龄谱相对简单,其中35个测点的年龄集中在1719.9～2641.6Ma,唯一的古生代年龄(311.3Ma)出现在雪花山玄武岩7.1测点。位于华北克拉通东部裂谷带内山旺玄武岩6件样品27个测点的单颗粒锆石年龄构筑的锆石年龄谱形成3个集中时间段,分别为新太古代—古元古代(2595.4～1852.2Ma)、古生代(385.8～271.1Ma)和中生代(109.4Ma)。3个年龄谱中大部分单颗粒锆石U-Pb年龄均能在各自所处区域内发现与之对应的岩浆-热事件,部分单颗粒锆石年龄可能暗示所在区域至今未发现的岩浆热事件,托云、东浮山-羊角-雪花山、山旺新生代玄武岩的复杂单颗粒锆石年龄谱再造了各自所处区域的地质演化史。3个锆石年龄谱的复杂程度与各自区域地表出露岩浆岩的规模和期次复杂程度相关,天山造山带内岩浆岩发育,托云玄武岩锆石年龄普最复杂,记录了天山造山带的演化,而华北克拉通中部区域南太行山造山带地表零星出露岩浆岩,东浮山-羊角-雪花山玄武岩的锆石年龄普最简单。处于后期遭受破坏改造的华北克拉通东部裂谷带内的山旺玄武岩的单颗粒锆石年龄谱,其复杂程度明显低于托云玄武岩的年龄谱,而又高于东浮山-羊角-雪花山玄武岩的年龄谱。鉴于玄武质岩浆同化混染围岩过程中能量消耗和地球化学印记以及玄武质岩浆上升的耗时限制,认为托云、东浮山、羊角、雪花山和山旺新生代玄武岩中具有复杂年龄信息的锆石捕掳晶不是玄武质岩浆在快速上升过程中从围岩中捕获的,而是在岩石圈拆沉过程中进入软流圈地幔中,随着具原生岩浆性质的玄武质岩浆喷发到达地表。     

运用STOMP数值模拟器进行多空介质中尿素水解以及方解石沉淀数值模拟

遍布于美国能源部所辖野外场地的地下放射性核素和痕量金属污染对美国能源部的长期监管职能提出了最严峻的挑战。目前较有前景的一个原地固化污染物方法是利用尿素酶催化尿素水解,进而推动方解石沉淀及与之共同沉淀。运用STOMP数值模拟器实施一系列反应性溶质数值模拟来研究系统中水流、运移、反应与反应导致的介质性质变化之间的紧密的非线性耦合,并在研究中系统性增加反应系统的复杂度和物理-化学的非均质性以考察模拟效果。通过调整反应速率表达式中尿素酶浓度和沉淀反应常数,对尿素水解和方解石沉淀速率进行了敏感度分析。结果显示:尿素水解速率是矿物沉淀总量的决定性因素,沉淀物的空间分布既取决于水解速率也取决于沉淀速率;在一维水流柱6个空隙体积的时间段模拟中,观察到了5%的最大空隙度减少;当二维模拟中考虑一个低渗透性包裹体时,被改变的流场重新对生成的沉淀组成物进行了分布,形成了扭曲的反应锋面。模拟结果也显示沉淀在低渗透性区域边界上形成,这说明位于这个区域里面的污染物可能被囊裹而从流线中被隔离起来。     

强烈气洗作用导致原油成分变化的定量计算:以库车坳陷天然气藏为例

库车坳陷以产天然气为主,同时产出少量原油和凝析油,油气充注不同步,普遍具有"油早气晚"的特点,晚期大量天然气的侵入,必然对早期聚集的油藏发生改造作用。对气藏中原油成分变化的定量计算和讨论,可为天然气的注入强度定量评价提供直接证据。未遭受气洗的原油,正构烷烃摩尔浓度的对数与相应的碳数呈线性关系,而气洗作用可使轻组分的正构烷烃最先溶解于干气中,并随着天然气继续向前运移,原始油藏中的轻组分正构烷烃大大减少。以此为理论基础,建立了正构烷烃损失的定量计算模型。结果表明克拉2构造原油正构烷烃损失程度最高,平均可达70%左右,大北构造带原油正构烷烃损失程度差异较大,与该地区断块发育有关。气洗作用导致原油正构烷烃减少,而金刚烷、多环芳烃等在天然气中溶解度较低的化合物得以浓缩富集,相对含量大大增加。轻芳烃含量也会随之而增加,原油芳香度增加,石蜡度降低。在模拟实验基础上对气洗程度进行了定量评价,初步估算表明,克拉2构造原油遭受的气洗作用最强,是其他构造带的2～5倍。     

Some Fundamental Issues in Dynamic Compression and Tension Tests of Rocks Using Split Hopkinson Pressure Bar

Accurate characterizations of rock strengths under higher loading rates are crucial in many rock engineering applications. The split Hopkinson pressure bar (SHPB) system has been used to quantify the dynamic compressive strength of rocks using the short cylindrical specimen and the dynamic tensile strength of rocks using the Brazilian disc (BD) specimen. However, SHPB is a standard tool that is suitable for metal testing; there are some fundamental issues that need to be carefully visited in applying SHPB to rock dynamic tests. This paper addresses several such critical issues, including the choice of slenderness ratio of the compressive specimen, the effect of friction between the sample and bars on the measured results of compressive strength, the necessity of dynamic force balance on the dynamic BD test, and the validity of using the standard BD equation in the data reduction. We show that with proper experimental designs that address these issues, the dynamic compressive strength and dynamic tensile strength of rocks measured using SHPB are valid and reliable.     

Field-observed phenomena of seismic liquefaction and subsidence during the 2008 Wenchuan earthquake in China

In the 2008 Wenchuan earthquake in Sichuan Province, a large number of buildings, water conservancy facilities, and transportation facilities were severely damaged. The damage caused by liquefaction and earthquake-induced soil subsidence was widely distributed, diverse, and extensive. Typical liquefaction and earthquake-induced subsidence damage for this region has been described by investigations of soils and foundations in the earthquake-stricken area. Factors that influenced the liquefaction of soils in Dujiangyan County were analyzed, accounting for regional geological conditions. The results identify several factors that may affect the process of liquefaction and general damage to buildings, roads, levees, and dams. Such factors could serve as the basis for further research into mitigating the damage caused by earthquake-induced liquefaction and subsidence. The importance of detailed ground reconnaissance and the implementation of reasonable and effective measures to improve soft soil are proposed for earthquake hazard reduction in similar areas.