扩散法——EA-IRMS测定天然水体铵态氮同位素实验条件研究

稳定氮同位素是研究氮循环和氮污染源示踪的一个有效手段。然而目前国内对水体中铵态氮同位素测定方法研究较少,限制了水体氮循环和污染机理的深入探讨。本文采用改进的扩散法(EA-IRMS)测定水中铵态氮同位素,探讨了样品制备过程中扩散溶液的体积、浓度和扩散时间对回收率及氮同位素测定值的影响。实验得出最佳扩散条件为:1.50 mg/L氯化铵溶液400 mL扩散14天,回收率大于95%,且不会产生氮同位素分馏。本研究为高精度测定天然水体中铵态氮同位素提供了更可靠的实验条件。     

Ar和H在矿物中的扩散补偿关系及其对扩散系数的预测

对现有实验扩散数据的检查发现 ,Ar和H两种元素在不同矿物中分别存在着扩散补偿关系。孔隙度作为矿物内部离子堆积密度的一种量度 ,它与Ar和H的扩散活化能之间存在负的线性相关性 ,因而可以用于预测元素在矿物中的扩散系数。文中采用离子孔隙度法预测了Ar和H在不同矿物中的扩散系数 ,得到的结果与已有的实验数据在实验误差范围内是一致的。由于扩散补偿效应 ,同一物质在不同矿物中的扩散速率在特定温度下趋于汇聚 ,Ar扩散的转折温度为 (86 0± 10 0 )℃ ,H扩散的转折温度为 (330± 50 )℃。这为地质过程中Ar和H扩散的封闭温度提供了一种借鉴 ,因此伴随Ar扩散的地质时钟在低于 86 0℃时才开始启动 ,共存矿物间的氢同位素地质温度计仅当温度低于 330℃时才是有效的。     

桩网二元组合在加固软基中的应用研究

工程实践表明对软土地基工后沉降和不均匀沉降有特殊要求的构筑物,采用桩网加固地基是一种经济有效的处理方法。由于其作用机理、荷载传递方式是一个复杂的相互作用问题,本文运用应力扩散原理估算筋材承受的荷载,并由此计算筋材的拉力和割线模量,为桩网法设计提供理论依据。     

热扩散驱动的元素分异和同位素分馏:一种不容忽视的硅酸盐成分分异机制

热扩散在地质过程中是否发挥重要作用一直存有争议。本文回顾了热扩散的研究历史和现状,重点总结了热扩散驱动的元素和同位素行为规律,并探讨了温度、硅酸盐组分、压力和氧逸度等因素对热扩散行为的影响。已有的研究表明,稳定热梯度下的硅酸盐热扩散效应类似于结晶分异或AFC过程,可以造成轻、重同位素分别在高温端和低温端富集,而主、微量元素的扩散方向则取决于两端化学势的高低和熔体中的电价平衡。从基性岩浆到酸性岩浆,熔体聚合度增大,黏度增加,热扩散速率明显降低,成网元素的热扩散效应减弱,变网元素则反之;水、氟、氯和硫化氢等挥发组分能增加熔体的非桥氧比例,降低熔体聚合度,因而能显著增强硅酸盐熔体中元素和同位素的热扩散效应。在此基础上,本文提出了当前硅酸盐体系热扩散研究中存在的五个亟需解决的问题,即:1)对不同硅酸盐体系的热扩散规律的研究还不够全面;2)对微量元素的热扩散行为认识不足;3)硅酸盐体系热扩散作用的影响因素及尺度还不够明确;4)热扩散作用的地质与地球化学关键识别标志有待确立;5)硅酸盐体系热扩散作用的理论模型有待建立。尽管硅酸盐体系热扩散的研究还存在诸多不足,但越来越多的证据表明,热扩散是地质过程中不容忽视的一种成分分异机制。这种机制会造成岩浆房或岩浆通道中的元素分异和同位素分馏,可能对于一些成分分异的岩石和矿床的形成具有重要的意义。     

应用极谱平行催化波同时测定样品中的钨钼

试样经高温焙烧、碱熔分解,铁、铜、锰、钴、镍、钛、铋、镁等元素呈氢氧化物沉淀而与钨、钼分离;在0.25mol/L硫酸—0.04g/L二苯乙醇酸—0.10g/L二苯胍—20g/L氯酸钠底液中,钼、钨分别于约-0.25V(对饱和甘汞电极钼峰电位)、-0.85V(钨峰电位)产生灵敏的平行催化波,根据极限扩散电流的相对大小(选定区间内峰谷间的垂直距离)同时测定这两种元素。方法样品的测定下限:W(X0+3S)=0.086×10-6,Mo(X0+3S)=0.099×10-6;准确度(RE)≤±10.53%,精密度(RSD)≤7.72%。此方法适用于水系沉积物、土壤及岩石等样品中ω(Mo或W)/10-6=(0.10～500)×10-6的测定。     

基于球形固结模型的桩端后注浆残余应力理论研究

基于球形空腔扩张及一维径向固结理论,对桩端后注浆桩的桩端注浆残余应力进行理论研究,分析了残余应力的消散过程,在负指数衰减的初始超孔隙压力分布基础上,得到了残余应力随时间及扩散半径消散的解析解;同时将提出的方法与未考虑浆液扩散半径影响的简化方法进行了比较,对模型的主要影响参数进行了分析。参数分析显示,流变指数、稠度系数、土体的压缩模量及固结时间是影响注浆残余应力的关键因素;另外,通过试验实测数据对新方法及简化计算方法进行了验证,结果表明,新计算方法能有效地模拟后注浆残余应力的消散。其研究结果对后注浆残余应力的理论研究及工程实践有重要的指导价值。     

最优化的矿物扩散地质速率计:北大别黄土岭麻粒岩缓慢冷却的证据

对北大别黄土岭麻粒岩中石榴子石进行了详细的电子探针工作，并根据一颗石榴子石的成分环带，建立了扩散模型并进行了数值模拟，结合最优化的方法，得到了极其缓慢的冷却速率0.1℃/a。从扩散动力学数值模拟的角度对大别山造山带的冷却速率进行了探索性研究。该结果表明，黄土岭麻粒岩在受麻粒岩相改造后经历的是一个极其缓慢、持续时间很长的冷却过程。     

聚集过程对克拉2气田天然气地球化学特征的影响

西方学者认为生成过程中的分馏是控制烃类气体组成的主要因素(如Clayton等,1991;Cramer等,1998),但是另一些学者则详述了后生分馏作用的重要性,强调扩散过程中的分馏作用(如Bondar,1987;Krooss等,1992,1998)。我国学者在天然气成因及源岩类型方面深入研究了天然气组分和碳同位素的变化(戴金星等,1992;徐永昌等,1994),其中     

马斯京根-康吉洪水演算方法的稳定性分析

基于运动波差分解的数值扩散,在一定条件下可以模拟扩散波物理扩散的概念,利用有限差分方法,建立了马斯京根-康吉洪水演算方法.对于该差分格式中的权重系数X,国内外长期以来没有统一的定论.本文据此利用Von Neumann稳定性分析方法,对该差分格式进行了较为深入的分析,且得到了该差分格式的稳定性条件.