Exfoliation of kaolinite by urea-intercalation precursor and microwave irradiation assistance process

A type of exfoliated kaolinite was produced by urea-intercalation and original microwave irradiation assisted method. The product was investigated by Fourier transformation infrared (FT-IR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), scanning electronic microscopy (SEM), Brunauer-Emmett-Teller (BET) and laser particle analysis techniques. FT-IR spectra show that NHCO molecule exists in the intercalated kaolinite. XRD analyses indicate that the kaolinite sheet-like structure was disordered after microwave irradiation. The urea decomposition process and explosion effect between the sheet-like structures of kaolinite under microwave irradiation were discussed. The SEM and BET analyses reveal that the end product is exfoliated kaolinite with thin particles and increased surface area. Size and zeta potential analyses show that the particle size distribution is between 250 nm and 550 nm with normal distribution and the particle is negatively charged. In comparison with the conventional grind method, the process adopted appears to be economic and the exfoliated kaolinite end product may display a significantly enhanced performance in industrial applications.     

藏东南部泥石流堵河试验研究

通过模型试验对泥石流入汇主河后堵塞坝形成过程以及堵塞坝体溃决后主河河床形态特征进行了研究。实验历时3个月,共13组试验。在支主沟交汇角为90°的情况下,通过改变支沟泥石流容重、支主沟的流量比和动量比,建立了泥石流堵河的判别公式,当r>1 001.16时容易发生堵河现象,并对培龙沟两次泥石流堵河事件进行了判定;定义了主河的束窄率S与主河流速变异系数Fv,并发现了主河的束窄率与支主沟动量比之间存在线性关系;主河稳定后的平均宽度与流速变异系数之间存在幂的关系。该实验能够较好地模拟泥石流堵塞坝形成的过程,结果比较合理,并为泥石流灾害的防治提供了相应的理论基础。     

多工况下汉源二蛮山滑坡机理数值模拟

利用FLAC3D软件对四川省雅安市汉源县二蛮山滑坡坡体进行建模,模拟降雨滑坡过程,并进行应力应变特征及稳定性计算分析,从而为深入研究地震及降雨诱发再次滑坡及防灾减灾提供可靠依据。研究中假设地震工况,对边坡进行详细的动力分析,得到了各监测点动力特征曲线;通过降雨工况下坡体稳定性系数分析得到了不同强度折减安全系数。研究结果表明,滑源区相对特殊的地形条件和地质构造以及不利的结构面组合是滑坡的基础;前期强降雨期间饱水加载以及大量雨水沿斜沟张裂结构面的下渗软化作用,是诱发滑坡发生的关键因素。      

U-Pb zircon geochronology, geochemistry and kinetics of the Huaniushan A-type granite in Northwest China

The Huaniushan granite is located at the Beishan orogenic belt, northwestern China. At the contact zone between the granite and marble, a hydrothermal Pb-Zn and skarn Au deposit is formed. LA-ICP-MS zircon U-Pb dating yielded a weighted mean 206Pb/238U age of 229.5±2.6 Ma (MSDW=0.93) for the Huaniushan granite, imply-ing its Late Triassic intrusion. Geochemistry analyses show that the Huaniushan granite is enriched in Si, K, Na, and REE, and depleted in Mg and Ca, with contents of SiO2 (70.8% to 74.4%), Na2O+K2O (8.8% to 10.2%), CaO (0.93% to 1.44%), and MgO (0.14% to 0.48%). REE is characterized by obvious negative Eu anomaly. Rb, Th, U, K, Pb, Nb, Zr and Hf elements are rich in the granite while Ba, Sr, P, Ti and Eu are deplete. The granite has a high (Zr+Nb+Ce+Y) abundance and 104 Ga/Al ratios. Petrology, major and trace elements data all indicate that the Hua-niushan granite is A-type granite which intruded in a post-collisional extensional tectonic setting. The magma was dominantly sourced from partial melting of crustal intermediate-felsic igneous rocks. Intensive magmatic activities and Au-Cu-Mo mineralization occurred throughout the Beishan orogenic belt during the period from ca. 240 to 220 Ma.     

PDC钻头切削齿受力随布齿密度变化关系研究

采用不同布齿方式的３个ＰＤＣ切削齿同步连续切削转动的岩石为模拟井底钻头切削齿实际工作状态，用切削岩石时相同的布齿参数切削砂轮来磨损切削以模拟切削的以模拟切削齿磨状态，试验研究了不同磨损程度的切削齿受力与布齿密度的关系。     

新疆东天山红云滩地区构造-热演化探讨:来自Ar-Ar和(U-Th)/He热年代学的约束

红云滩岩体位于东天山觉罗塔格西部,对其进行热演化历史研究对于揭示觉罗塔格地区乃至整个东天山地区的构造-热演化历史具有重要意义。本文对红云滩岩体进行黑云母Ar-Ar、锆石(U-Th)/He和磷灰石(U-Th)/He测年,并结合前人的锆石U-Pb测年结果,精细刻画出该岩体自形成以后经历的热演化过程,并据此识别出东天山红云滩地区发生过多期快速抬升冷却事件。黑云母阶段升温Ar-Ar法同位素定年得到的坪年龄为316.9±1.8Ma,单颗粒锆石和磷灰石(U-Th)/He同位素定年得到的平均年龄分别为213.7±9.6Ma和65.5±1.3Ma。热年代学数据及模拟结果表明东天山红云滩地区自晚古生代以来经历了3个快速冷却阶段,分别为:晚石炭世至早二叠世(ca.330~296Ma)、晚三叠世(222~220Ma)、晚白垩世(91~77Ma)。其中,晚石炭世至早二叠世的快速冷却作用是岩体侵位后与围岩热传导冷却及伴随天山造山隆升冷却综合作用的结果,晚三叠世和晚白垩世的两期快速冷却事件分别与羌塘-欧亚板块、Kohistan-Dras岛弧-拉萨地块碰撞的远程效应造成的东天山地区隆升作用有关。新生代以来,红云滩岩体所在的阿奇山-雅满苏地区构造活动相对较弱,未发生较为明显的隆升作用,与天山西段新生代的构造活动有着明显的差异。     

岩溶泉补给地表溪流二氧化碳脱气作用研究

碳酸盐岩风化作用(即岩溶作用)能够吸收大气二氧化碳(CO_2),形成溶解无机碳(DIC,dissolved inorganic carbon),被认为是一种重要的陆地碳汇,其在全球碳收支平衡和未来陆地增汇中可能会有重要贡献。然而,目前对岩溶碳汇的稳定性还存在争议,一些学者认为岩溶地下水出露地表后会发生CO_2脱气,对岩溶碳汇通量估算带来不确定性。本文以广西桂林长流水表层岩溶泉补给的溪流(约2.7km长)为例,利用水化学和同位素质谱仪测试技术,研究了溪水水化学指标和溶解无机碳同位素(δ~(13)C_(DIC))沿流程变化,探讨了溪流CO_2脱气过程、通量及其影响因素,以更好地了解岩溶碳汇的稳定性。结果表明:从泉口向下游,在陡坡地段(C1～C14段,长约270m,坡度约10°),溪水pH值、方解石饱和指数和δ~(13)C_(DIC)沿流程分别升高了0.9、0.9和1.8‰,而CO_2分压、电导率、Ca~(2+)浓度和DIC浓度分别下降了85%、34μS/cm、0.2mmol/L和0.7mmol/L,说明溪水发生了显著的CO_2脱气,并伴随碳酸钙沉淀。而在平缓地段(C18～C26段,长约2.1km,坡度1°),溪水各水化学指标和δ~(13)C_(DIC)变化较小,指示CO_2脱气作用较弱。这些发现表明溪流CO_2脱气受到了地形决定的水动力条件控制。另外,在下游渠段,受支流汇入影响,溪水pH值和方解石饱和指数有所降低,在一定程度上抑制了CO_2脱气。溪流CO_2脱气能够抵消部分岩溶作用固定的大气CO_2量,但是在长流水这一高地势、低流量且有碳酸钙沉积的环境下,其抵消的量也仅占29%。对于在低缓地区受流量很大的岩溶泉/地下河补给的河流,其CO_2脱气作用对岩溶碳汇的影响有限,加之受可能增强的水生光合生物固碳效应影响,岩溶碳汇应具有很高的稳定性。     

江汉盆地东部早中生代沉积地层碎屑云母成分:对大别高压-超高压岩石暴露作用的约束

碎屑白云母是碎屑岩中常见的、来自源区的稳定成分,可以用来指示源区性质,多硅白云母是碰撞造山高压-超高压变质岩石的特征矿物。对大别造山带同造山期沉积而成的江汉盆地东部上三叠统-中侏罗统砂岩碎屑白云母化学成分研究表明:上三叠统该区地层砂岩中碎屑白云母多以低硅白云母(Si<3.2)为特征,暗示此时大别造山带高压-超高压岩石很可能没有出露地表;自下侏罗统开始,砂岩中碎屑白云母中多硅白云母(Si>3.3)大量出现,中侏罗统砂岩多硅和低硅白云母发育,表明大别高压-超高压岩石在早侏罗世即已出露地表并经剥蚀搬运至盆地。这一结果从沉积学角度为约束高压-超高压岩石的折返时序和大别造山带演化提供了新的资料。     

北京王四营地区土体旁压模量与压缩模量关系初探

城市化进程的加快,产生了人口密集、交通堵塞、资源短缺等诸多问题,城市空间需求增长与地面空间有限的矛盾日益突现,地下空间的开发利用越来越受到重视.北京交通网的建设已通过建设地铁线网、地下停车场和地下交通换乘枢纽形成地下交通系统,缓解了地面空间、环境资源对交通网的限制.以地下输送的高效率支持地下、地上各功能设施运转的高效率,局部地下空间利用已经超过50 m.为了使地下空间开发利用安全稳定,提供所需的岩土体物理力学参数(特别是50～100 m深度)具有重要的意义.北京王四营地区土体旁压试验,获取了0～100 m深度内黏性土及粉土力学性质,并在相同深度采取原状土样进行室内土工试验,分析了旁压模量和压缩模量随深度变化的相互关系,并用数理统计方法总结出二者的定量关系,为王四营地区100 m深度地下空间的利用提供可靠的力学参数.     

内蒙古阿巴嘎旗乌和尔楚鲁图钼矿区成矿斑岩的岩石地球化学特征与年代学

乌和尔楚鲁图钼矿床位于国内重要的二连东乌旗钼矿成矿带中,为近几年新发现的斑岩型钼矿床.本次就该矿床成矿岩体的地球化学及其U-Pb年代学开展相关研究.结果表明: 矿区中的成矿岩体属过铝质、高钾钙碱性系列;富集大离子亲石元素(LILE)、亏损高场强元素(HFSE),具有与南岭型花岗岩相似的地球化学特征.锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,与乌和尔楚鲁图钼矿床成矿有关的花岗斑岩形成于中侏罗世((160 ± 1)Ma).因此,可推测乌和尔楚鲁图钼矿床斑岩型钼矿的成矿时代为燕山早期.综合研究认为乌和尔楚鲁图斑岩型钼矿床形成于后碰撞的构造环境.