蛇纹石物相X射线衍射定量分析精密度评估方法的探讨

蛇纹石是一种重要的矿物材料和化工原料,广泛应用于化工、农业、建材、冶金及环保等领域,中国由于对蛇纹石矿开采品位要求较高,形成了较多的弃尾矿,造成了大量的浪费和环境污染。根据弃尾矿中蛇纹石的不同含量,进而生产不同的工业产品,可改善生态环境,为蛇纹石企业寻求到新的发展出路。这些工作的基础是能够对蛇纹石进行快速和精确的测定。目前蛇纹石矿石的测定方法采用行业标准《蛇纹石矿石分析方法》(HG/T 3575—2006)进行,其分析步骤繁琐,分析时间过长,现有的检测方法已不能满足市场和企业的急需,而长期以来利用X射线衍射进行的蛇纹石定量分析,其分析方法的精密度一直没有得到规范的量化控制,实验室之间的精密度比对也缺乏相应的依据。为进一步提高X射线衍射法检测蛇纹石矿物含量的水平,本文根据GB/T 6379.2—2004标准中的要求,首先通过挑选加配制共10个不同含量的样品,进行均匀性检验,当检测结果F实测值均小于F临界值,表明试验样品是均匀的,然后选择8家实验室使用检验后合格的样品进行精密度协作试验,对得到的测试结果进行格拉布斯检验和柯克伦检验,通过检验的数据才能参与精密度参数的计算,最终获得X射线衍射标准曲线法和K值法的精密度与含量之间的数学函数关系。实验结果表明：本次协作试验的数据,全部通过格拉布斯检验和柯克伦检验,均可参与精密度参数的计算,结果也侧面证明了不同实验室不同仪器测试的结果一致性较高。精密度参数的计算结果显示：在X射线衍射标准曲线法和K值法重复性限和再现性限数据中,含量最低的样品,其重复性限和再现性限也最小,验证了X射线衍射对物相定量分析的误差主要源自于样品的均匀性误差这一特征。证实了在所有影响X射线衍射定量分析结果的因素中,样品的均匀性是最关键的因素,而其他因素产生的影响可用改变测试条件等相应方法来克服。只要样品足够均匀,就能将定量分析的误差限定在可控范围内。本文针对蛇纹石物相定量分析方法精密度的研究,可为蛇纹石物相定量分析标准方法的建立和分析方法的评价及分析质量的监控等提供依据。     

福贡地区石炭系地层可能属于拉萨地块:来自碎屑锆石年龄谱的指示

欧亚与印度大陆的碰撞使得印度大陆的北东角强烈挤入欧亚大陆内部,形成东构造结,其引发的强烈变形将南羌塘地块、北羌塘地块、拉萨地块、保山地块、兰坪-思茅地块以及地块之间的缝合带挤压于很窄的范围内,造成青藏高原腹地与其东南缘之间构造单元划分、对比困难。滇西福贡地区位于青藏高原东南缘,东构造结影响范围内,是三江造山带及青藏高原相关地块的汇聚处。福贡地区石炭系岩石组合表明其形成于较为稳定的浅海相沉积环境中,具有被动大陆边缘沉积特征。三件石炭系二云母石英片岩碎屑锆石表面年龄数据(194个有效分析点)形成五个主要年龄区间:2550~2400Ma、1800~1550Ma、1200~1080Ma、1000~850Ma和600~480Ma,峰值分别为~2502Ma、~1724Ma、~1120Ma、~886Ma和~512Ma。对比其他地块同时代地层的碎屑锆石年龄谱表明,福贡地区石炭系可能是拉萨地块的一部分,与腾冲地块一样,属于其南延部分。结合中新生代岩浆岩带的构造连续性,我们认为,印度板块东北角向北、北东方向的强烈挤压导致拉萨地块及冈底斯岩浆岩带弯曲、缩颈、并发生分离与旋转。     

水中丝爆等离子体破岩机理研究

在隧道开挖、矿山开采等基础工程建设中,岩石爆破技术发挥着重要作用。等离子体碎岩技术具有无污染,破碎过程中无飞石、无有害气体的产生,使用方便,作业效率高,是替代炸药碎岩的最有效可行的方法。本文研究了水中丝爆产生等离子体破碎岩石的机理,分析了高电压脉冲放电过程中的铜丝融化过程,建立了铜丝在各阶段变化的电阻模型,利用MATLAB对不同阶段放电电路的电流进行了数值仿真分析,并与实验得到的电流波形进行对比。研究发现,电流波形,上升沿时间越短,脉冲放电效果越好。铜丝变化产生等离子体的过程中,等离子体通道具有一定的电阻性。实验数据结果与模型数值计算结果基本相符。     

都江堰市龙池镇黄央沟泥石流特征与防治工程效果分析

黄央沟位于“5.12”汶川地震的极重灾区四川省都江堰市龙池镇,地震使沟内山体发生大规模的滑坡和崩塌,其为泥石流的形成提供了丰富的松散固体物质。地震后黄央沟泥石流十分活跃,2010年8月13日、8月18日和2013年7月9日均暴发了泥石流,造成了严重的经济损失。笔者通过对黄央沟泥石流灾害现场进行实地调查,详细分析了黄央沟泥石流的形成条件和发育特征,并对已有防治工程效果进行了分析和探讨。针对防治工程存在的问题和黄央沟泥石流的特点,建议在沟道下游和堆积区修建排导沟,使泥石流顺畅排入龙溪河;采取工程和生物措施来稳定沟道内的崩滑堆积体和不稳定斜坡,减少泥石流物源;沟口公路采用高架桥跨越方式通过泥石流堆积扇。该研究结果可为强震区泥石流灾害的防治提供参考。     

基于数字钻进技术和量子遗传-径向基函数神经网络的围岩类别超前识别技术研究

围岩类别超前分类是隧道施工过程中必须开展的一项工作,其直接关系到后续的开挖及施工支护方案。为有效地进行隧道围岩类别超前分类,提出了基于数字钻进技术和量子遗传（QGA）-径向基函数（RBF）神经网络的围岩类别超前分类方法。以数字钻进技术为基础,从钻进参数中提取有用信息,构建围岩类别超前分类指标体系。采用量子计算原理对遗传算法进行改进,通过量子位编码和量子旋转门更新种群,以此来确定RBF神经网络的参数,建立了基于QGA-RBF神经网络的围岩类别超前识别系统。最后将该方法应用于青岛胶州湾海底隧道的围岩类别超前识别中,结果表明,该方法具有较高的准确性,其结果为围岩类别超前分类提供了一种新思路。     

黔北务-正-道铝土矿床矿物学特征研究

黔北务—正—道铝土矿集区为黔中—渝南铝土矿成矿带的重要组成部分,是贵州省主要的铝土矿成矿区带之一。含矿岩系为中二叠统梁山组,矿床成因属古风化壳沉积型。矿石化学成分分析显示,土状、碎屑状铝土矿中Al2O3含量较高,Al2O3/ SiO2值大,质量好,而豆鲕状、致密块状铝土矿中Al2O3含量较低,Al2O3/ SiO2值小,质量较差。显微观察、粉晶衍射和电子探针分析表明,铝土矿石中主要矿物为一水硬铝石、勃姆石和粘土矿物,其中一水硬铝石多为短柱、半自形-自形晶体,呈集合体分布,粘土矿物以高岭石为主,呈孤岛、残留环状产出,其次见伊利石、蒙托石、绿泥石等,副矿物有黄铁矿、磁铁矿、长石、石英、金红石、锆石、锐钛矿、方解石和白云石等。铝土岩中主要矿物为粘土矿物,以高岭石为主,其它矿物和铝土矿相似。铝土矿石的主要元素Al2O3、SiO2、TFe2O3 和TiO2含量之和大于83%,烧失量小于14%,而铝土岩的Al2O3、SiO2、TFe2O3 和TiO2含量之和小于80%,烧失量大于15%。可见铝土矿和铝土岩在主要矿物组成和主要组分总量上具有明显差异。结合以往研究资料,本文解析铝土矿形成过程为韩家店组砂页岩(成矿母岩)在适宜的气候条件下,经风化、淋滤等作用,形成富集Al、Ti等惰性元素的风化残积物和以高岭石为主的粘土矿物,随后被迁移、搬运至河湖盆地环境中,在沉积分过程中粘土矿物不断脱硅、去铁、富铝,形成铝土岩层,经埋深压实、成岩成矿作用后进一步脱硅、去铁、富铝,最终在中二叠世形成以一水硬铝石为主的铝土矿工业矿体。     

东疆二叠纪镁铁-超镁铁岩体中辉石的成分特征及其对成岩和Ni-Cu成矿的指示

新疆东部早二叠世镁铁-超镁铁岩体主要分布在天山东段觉罗塔格构造带、中天山地块和北山地区,与这类岩体相关的Ni-Cu矿床主要产出在觉罗塔格带和中天山地区,北山目前并未发现典型Ni-Cu矿床。这些岩体中的斜方辉石主要为古铜辉石,少量为紫苏辉石;单斜辉石属透辉石、次透辉石或普通辉石。矿物成分系统变化显示橄榄石Fo值北山最高、觉罗塔格带到中天山逐次降低的特点,橄榄石Fo值在78~86和Ni含量低于1800×10-6范围内更有利于Cu-Ni成矿;斜方辉石En端元和单斜辉石Wo端元极差值也显示北山最高、觉罗塔格带和中天山较低的规律,且相对小的极差值更有利于成矿。单斜辉石AlⅣ/AlⅥ比值结果显示北山岩体在矿物结晶过程中压力较低,硫溶解度较大,可能是其矿化程度弱于觉罗塔格带和中天山的一个重要因素。觉罗塔格带、中天山和北山镁铁-超镁铁质岩体的母岩浆为非碱性系列、大陆拉斑玄武质岩浆。根据北山和觉罗塔格带岩体单斜辉石微量元素成分估算的母岩浆具有LREE富集以及Nb、Ta、Zr、Hf负异常的特征,指示出两者源区为受俯冲板片交代的地幔,且坡北源区俯冲交代程度更低。觉罗塔格带和中天山单斜辉石Alz vs.Ti显示裂谷堆晶趋势向弧堆晶趋势演化,而北山单斜辉石Alz vs.Ti则显示明显的裂谷堆晶趋势,这说明俯冲交代作用在觉罗塔格带和中天山地区表现的更为强烈。北山镁铁-超镁铁岩体中发现单斜辉石Ti的高异常及矿物温压计算结果显示,表明北山地区具有比觉罗塔格带和中天山更高的岩浆温度,这可能与塔里木二叠纪地幔柱的活动有关。     

青海格尔木早更新世昆仑河砾岩的发现及其地质意义

昆仑河发源于昆仑山,是格尔木河的重要支流之一。前人所报道的新近纪与第四纪地层,主要集中于昆仑山垭口地区,而在昆仑河—格尔木河谷地中,只有中更新世以来的最新地层,从而提出了发生于1.1~0.6 Ma BP间的“昆仑—黄河运动”的概念。然而在昆仑河谷中发现了厚达20 m的钙质胶结的河流相砾石层(昆仑河砾岩),其分布、特征及其与纳赤台沟组、三岔河组和低阶地沉积等上覆地层的不整合接触关系,以及ESR法测定的该砾石层2个钙质胶结物样品的年龄(分别为1 042 ± 104 ka BP与1 269 ± 126 ka BP)均表明,早在距今1.27~1.42 Ma之前昆仑河—格尔木河河谷已经形成,而且已深切到现今的谷底。此后河谷内的多次切割与堆积,不应是构造运动的结果,而可能是冰期与间冰期气候变化所引起的侵蚀与搬运能力变化造成的。同样,昆仑山相对于柴达木盆地的强烈隆升至少应发生于距今1.27~1.42 Ma之前。      

Biosorption of cadmium(II) from aqueous solution onto <Emphasis Type="Italic">Hydrilla verticillata</Emphasis>

Biosorption is an effective method to remove heavy metals from wastewater. In this work, the biosorption of Cd(II) onto Hydrilla verticillata was examined in aqueous solution with parameters of initial pH, adsorbent dosage, contact time, initial Cd(II) concentration, temperature, and co-existing ion. Linear Langmuir and Freundlich models were applied to describe the equilibrium isotherms, and both of the two models were fitted well. The monolayer adsorption capacity of Cd(II) was found to be 50 mg/g at pH 6 and 20°C. Dubinin–Radushkevich isotherm model was also applied to the equilibrium data. The mean free energy of adsorption (11.18 kJ/mol) indicated that the adsorption of Cd(II) onto H. verticillata might be carried out via chemical ion-exchange mechanism. Thermodynamic parameters, including free energy (∆G ⁰), enthalpy (∆H ⁰), and entropy (∆S ⁰) of adsorption, were also calculated. These results showed that the biosorption of Cd(II) onto H. verticillata was a feasible, spontaneous, and exothermic process in nature. Desorption experiments indicated that 0.01 mol/L EDTA and HNO₃ were efficient desorbents for the recovery of Cd(II) from biomass. IR spectrum analysis suggested that amido, hydroxyl, C=O and C–O could combine strongly with Cd(II). EDX spectrum analysis suggested that an ion exchange mechanism might be involved.     

高分辨率遥感影像在新疆塔什库尔干地区沉积变质型铁矿勘查中的应用

采用Worldview-2、Quickbird高辨率分数据及Aster数据,开展了新疆塔什库尔干地区的沉积变质型铁矿遥感综合研究工作。在对研究区开展高分辨率遥感影像特征、遥感异常等成矿信息综合分析的基础上,以老并一赞坎铁矿区为例,建立了区域沉积变质型铁矿的遥感找矿模型,并利用该模型选择塔萨拉地区作为成矿有利地段进行了深入细致的研究,圈定了塔萨拉地区矿化蚀变带的分布范围。研究成果表明在布伦阔勒岩群南部的塔萨拉地区具有较好的寻找沉积变质型铁矿的前景。