Physical properties of Martian meteorites: Porosity and density measurements

Abstract— Martian meteorites are fragments of the Martian crust. These samples represent igneous rocks, much like basalt. As such, many laboratory techniques designed for the study of Earth materials have been applied to these meteorites. Despite numerous studies of Martian meteorites, little data exists on their basic structural characteristics, such as porosity or density, information that is important in interpreting their origin, shock modification, and cosmic ray exposure history. Analysis of these meteorites provides both insight into the various lithologies present as well as the impact history of the planet's surface. We present new data relating to the physical characteristics of twelve Martian meteorites. Porosity was determined via a combination of scanning electron microscope (SEM) imagery/image analysis and helium pycnometry, coupled with a modified Archimedean method for bulk density measurements. Our results show a range in porosity and density values and that porosity tends to increase toward the edge of the sample. Preliminary interpretation of the data demonstrates good agreement between porosity measured at 100× and 300× magnification for the shergottite group, while others exhibit more variability. In comparison with the limited existing data for Martian meteorites we find fairly good agreement, although our porosity values typically lie at the low end of published values. Surprisingly, despite the increased data set, there is little by way of correlation between either porosity or density with parameters such as shock effect or terrestrial residency. Further data collection on additional meteorite samples is required before more definitive statements can be made concerning the validity of these observations.     

中国区域加权平均温度的时空分析及模型研究

加权平均温度(T_m)是全球卫星导航系统技术反演大气可降水量的关键参数,影响着水汽反演的精度。针对传统的Bevis模型运用在中国区域精度不高的问题,该文提出新的增加时空参数的T_m多元线性回归模型。根据2013—2015年中国86个探空站点的探空资料,分析了T_m的时空特征;然后根据2013年站点资料,利用线性回归建模方法建立了中国区域的T_m单因子回归模型和增加了时空参数的T_m多因子回归模型,并利用2014—2015年的探空数据进行验证。T_m单因子回归模型和T_m多因子回归模型的精度分别为3.1 K和2.6 K,比Bevis模型(精度3.3 K)分别提高了约6.0%和21.2%。考虑到季节对T_m的影响,将T_m多因子回归模型按季节分段,得到按季节分段的T_m多因子回归模型,其精度与T_m多因子回归模型大致相当,但能更细致表达出不同季节T_m的精度情况。结果表明增加了时空参数的T_m多因子回归模型更加适合中国区域的加权平均温度T_m的计算。     

一种LiDAR平面配准方法辅助的IMU室内定位算法

室内环境由于缺乏观测条件,无法使用全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)进行定位,而单独惯性导航系统(inertial navigation system,INS)由于传感器的误差累积,定位结果快速偏移且无法受到限制.因此,针对室内未知环境下移动背包的定位问题,提出激光雷达(light detection and ranging,LiDAR)与惯性测量单元(iner?tial measurement unit,IMU)的组合导航系统,使用LiDAR平面配准获得的载体速度作为扩展卡尔曼滤波器观测量,对IMU位姿推算的误差进行修正.结果表明,该方法可以有效控制惯性导航误差的漂移,从而提高室内定位精度.     

污泥丙烯酸吸水树脂性能试验及在榆林矿区植被恢复中的应用

水资源是影响榆林废弃矿区植被恢复的关键因素,污泥丙烯酸吸水树脂的保水特性有利于矿区植被恢复.通过试验方法研究污泥丙烯酸吸水树脂的性能及其对植物栽植的土壤含水率、植物株高、植物成活率的影响规律,并采用内梅罗指数法对复垦土壤进行质量评价.结果表明:污泥丙烯酸吸水树脂最大的吸水倍率为763.4 g/g;添加保水剂后土壤含水率...     

金星异常自转的一种可能形成机制

金星的缓慢逆向自转与众不同,其形成机制曾吸引许多研究者的注意.从太阳引力场中行星际物质径向分布的不均匀性假设出发,推导并计算了行星际物质对类地行星自转的影响.结果表明,金星在形成初期可以具有典型的快速正向自转状态,在行星际物质作用下,自转连续变慢,在形成大约10~9 yr后,自转反向并逐渐趋向稳定;对其它类地行星计算的结果也比较合理,水星的缓慢自转也得到自然的解释.     

地壳全元素探测——构建“化学地球”

地壳物质探测是地壳探测工程的重要组成部分。化学元素是地球物质组成的最基本单位,被称为地球的基因。矿产资源是由化学元素组成的,环境是受化学元素行为制约的,因此,对地壳中所有元素精确含量和分布的探测,对解决人类所面临的资源和环境问题具有重大意义。地壳全元素探测项目拟发展4种地球化学探测技术,包括地壳中所有天然元素的精确分析技术,中下地壳物质成分识别技术,穿透性地球化学探测技术,海量地球化学数据和图形显示技术。建立1个覆盖全国的地球化学基准网,系统采集代表性岩石样品10000件,疏松物样品6000件,按标准化的方法分析其主量元素和微量元素含量(包含78种元素),建立中国大陆地球化学基准值,为研究化学元素的分布、演化和成矿物质背景提供基准参考数据。进行总长度3300km的3条地球化学走廊带的实验与示范,采集各类代表性岩石样品5000件,进行元素和同位素测定,构建走廊带地壳地球化学模型、跨越不同大地构造单元的元素空间变化和大型矿集区成矿物质背景。为开展全国地壳探测工程奠定基础,并为最终建立"化学地球"进行技术准备和先导性实验。     

Phase Chemistry Study of the Zabuye Salt Lake Brine: Isothermal Evaporation at 15°C and 25°C

Zabuye Salt Lake in Tibet, China is a carbonate-type salt lake, which has some unique characteristics that make it different from other types of salt lakes. The lake is at the latter period in its evolution and contains liquid and solid resources. Its brine is rich in Li, B, K and other useful minor elements that are of great economic value. We studied the concentration behavior of these elements and the crystallization paths of salts during isothermal evaporation of brine at 15°C and 25°C. The crystallization sequence of the primary salts from the brine at 25°C is halite (NaCl) → aphthitalite (3K2SO4·Na2SO4) → zabuyelite (Li2CO3)→ trona (Na2CO3·NaHCO3·2H2O) → thermonatrite (Na2CO3·H2O) → sylvite (KCl), while the sequence is halite (NaCl) → sylvite (KCl) → trona (Na2CO3·NaHCO3·2H2O) → zabuyelite (Li2CO3) → thermonatrite (Na2CO3·H2O) → aphthitalite (3K2SO4·Na2SO4) at 15°C. They are in accordance with the metastable phase diagram of the Na+, K+-Cl?, CO32?, SO42?-H2O quinary system at 25°C, except for Na2CO3·7H2O which is replaced by trona and thermonatrite. In the 25°C experiment, zabuyelite (Li2CO3) was precipitated in the early stage because Li2CO3 is supersaturated in the brine at 25°C, in contrast with that at 15°C, it precipitated in the later stage. Potash was precipitated in the middle and late stages in both experiments, while boron was concentrated in the early and middle stages and precipitated in the late stage.     

黑龙江宁安英城子热液金矿床与成矿伴生的辉绿玢岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

英城子热液金矿床产于张广才岭岩浆构造带东侧的早古生代花岗岩岩体内的韧脆性剪切带中。矿区内出露的辉绿玢岩中锆石的SHRIMPU--Pb测年结果表明:16个单颗粒锆石的谐和年龄值可划分为4组,分别为849.7～897.0Ma、755.6±19.2Ma、486～514.0Ma和419～451Ma。结合锆石的特征和相关地质测年结果,初步认为辉绿玢岩岩浆作用发生在麻山期或加里东期陆内造山后的地壳伸展环境内(432Ma);该区在晚元古代和早古生代属于佳木斯地块的一部分或地壳演化与佳木斯地块、额尔古纳地块处于相同的地质环境中。     

预排水动力固结法处理吹填粉土地基的试验研究

为加固新近吹填的处于流塑状态的粉土地基,首先采用轻型井点降水和动力碾压的方法使地基具有一定的初始承载力。然后,施加较大的强夯动力荷载,从而使地基承载力得到显著提高。这一新的综合加固技术称之为预排水动力固结法。通过现场测试,研究了施工过程中诸如井点降水的影响范围、强夯时孔隙水压力的变化范围、深层沉降的变化等问题。同时,对强夯夯击遍数、每点夯击次数、遍与遍之间的间隙时间等有关问题进行讨论。研究表明,预排水动力固结法可显著提高吹填粉土地基的承载力。     

黄河黑山峡大柳树坝坝址岩体渗漏量及灌浆量数值模拟研究

大坝坝址岩体的渗漏研究对于大坝的安全运营至关重要。在进行渗漏治理的措施中,灌浆是常见的一种,但目前确定灌浆的各项参数,如配合比,孔距等,需通过灌浆试验花费大量的人财物力及时间才能确定。为快速查清每一种灌浆方案所灌浆量,本文针对模拟坝址水库渗漏灌浆效果的三维数值模拟开展了计算研究。在对大柳树坝坝址岩体地质情况及渗漏情况分析的基础上,将蓄水前的地下水运移规律模拟出,与实际通过钻孔平硐资料及分析得出的实际地下水运移规律做比较,验证对地下水运移规律的假设;然后将蓄水后的地下水运移规律模拟出,确定地下水的运移规律,了解地下水运移的方向,验证与根据实际情况初步判断的地下水运移方向是否吻合;最后通过数值模拟确定在一定灌浆浆液配合比的情况下所需灌浆量与实际的灌浆试验结果做比较。得出结果与实际灌浆试验结果吻合,证明通过数值模拟,建立浆液配合比与灌浆效果之间的关系,在类似情况快速地选取配合比是可行的。