Influence of high-pressure processing on the structure and memory effect of synthetic layered double hydroxides

We investigate the structural evolution of synthetic layered double hydroxides (LDH) samples, processed at room temperature and high-pressure (up to 7.7 GPa) in a toroidal chamber with two pressure-transmitting media, lead and graphite, using X-ray diffraction, thermogravimetry and N₂-adsorption isotherms techniques. The X-ray patterns of compacted samples show a decrease in the peak intensities. For both pressure-transmitting media, our samples revealed a reduction of the basal d-spacing for the (003) plane when processed at 7.7 GPa. The expected high-pressure-induced amorphization was not observed. Surprisingly, we find high-pressure processing to have a strong influence on the memory effect of the LDH, due essentially to the reduction of the surface area and pore closing. Even when immersed in water, our samples did not recover the LDH structure, when either calcined at 450°C and compacted at 7.7 GPa, or calcined at 700°C and immediately compacted at 2.5 and 7.7 GPa.     

高应力区破裂岩体回采巷道一次强化支护技术及其应用研究

基于对高应力区破裂岩体回采巷道支护 10多年的经验和教训 ,本文首次提出了相对于主次承载区协调作用关系的关键支护技术 ,即一次强化支护技术。该支护技术不仅强调了对于高应力区破裂岩巷道支护时间的及时性 ,支护强度一次到位 ,更重要的是区别于先让后抗、二次支护的指导思想 ;同时 ,一次强化支护技术还详细明确了支护类型、支护结构以及施工工艺。该支护技术在小官庄铁矿高应力区的应用成功 ,表明该支护关键技术是正确的。     

高温高压下水的剪切粘滞度的平衡分子动力学计算

本项工作用ＴＩＰ４Ｐ模型对水分子进行了平衡分子动力学模拟。根据Ｇｒｅｅｎ－Ｋｕｂｏ理论,计算了温度从６５２Ｋ到８１４Ｋ,密度从０．５３６０ｇ／ｃｍ３到０．８６３８ｇ／ｃｍ３六个不同温度和密度水的剪切粘滞度,并和实验值进行了对比。在所计算的温度和密度范围,平衡分子动力学计算结果与实验值的平均绝对值差别为１５％,好于使用非平衡分子动力学方法获得的粘滞度值。平衡分子动力学的方法将是获得地学中高温高压下流体输运性质的重要途径。     

断裂熔融作用中单质铁的形成及其指示的孕震环境

目前缺乏来自于地震断裂带的假玄武玻璃的原始特征研究,制约着我们对地震孕震环境和地震发生机制的认识。本文以龙门山断裂带汶川科钻2号钻孔岩心的碎裂岩及花岗闪长岩为研究对象,通过氩气环境下的高温加热实验(最高温度达1750℃)、显微结构观察、地球化学分析和岩石磁学测试,探讨断裂熔融作用中单质铁的形成及其指示意义。花岗闪长岩和碎裂岩在1100℃时发生部分熔融作用,形成了非晶质和微晶;在≥1300℃时形成了大量单质铁组成的微球粒,可能是含铁矿物发生了以碳物质为还原剂的高温还原反应。高温实验后样品的磁化率值高于碎裂岩的磁化率值,新生成的磁铁矿是≤1100℃的样品高磁化率值的主要原因;熔融作用中形成的单质铁和少量的磁铁矿是≥1300℃样品高磁化率值的重要原因。结合前人对于快速摩擦实验熔体、地幔物质及陨石的研究,我们认为粘土矿物、硅酸盐矿物含量较多的断层泥在同震滑移中因热增压机制很难形成单质铁;而花岗岩、安山岩、辉长岩、闪长岩等岩浆岩和糜棱岩在流体作用弱和硫化物含量低的环境中易在大地震中形成单质铁。龙门山断裂带的假玄武玻璃的熔融温度≥1300℃,硫元素含量较低并发现有过剩铁元素。因此,表明龙门山断裂带的假玄武玻璃中可能形成了单质铁,其和磁铁矿是假玄武玻璃高磁化率值异常的重要原因,并指示了深部流体作用弱、硫化物含量低、还原性的孕震环境。     

Quartz resources in the Serra de Santa Helena formation,Brazil: A geochemical and technological study

This study presents an evaluation of Brazilian quartz deposits of Corinto and Olhos D'água, in Minas Gerais State, as potential high purity raw material for the production of silica glass. Both deposits are part of the Serra de Santa Helena formation, which holds other quartz deposits. Several quartz samples from these mines were analyzed to evaluate their chemical purity, by determination of the content of trace elements by ICP-MS after acid digestion. The technological characteristics of the ores after flame-fusion into silica glass were evaluated according to their bubble generation and UV transparency. The results indicate that silica glass with chemistry suitable for crucible applications can be obtained from materials of both mines, and even optical grade silica glass can be manufactured using transparent ore from one of the mines. In addition, this work explores the trace elements composition of each mine, as well as their fluid inclusions, and characterizes the mines as being of hydrothermal origin. Small differences in the physical and chemical characteristics of quartz that could affect the technological behavior of the ores are related to the geological history of the mines and provide interesting insights regarding the exploration of other quartz resources within the same geological formation.     

上海市磁悬浮轨道交通线工程岩土工程概况

文章概述了上海市磁县浮轨道交通工程，并对工程沿线的岩土工程特性作了简要的分析评价。     

太古宙克拉通型下地壳剖面：华北怀安－丰镇－尚义的麻粒岩－角闪岩系

华北克拉通北缘晋冀内蒙交界地区有变质程度连续变化、从高压基性麻粒岩、麻粒岩到角闪岩相的变质岩系出露。它们的古变质压力由＞１．４ＧＰａ（５０ｋｍ）变化到０．５ＧＰａ（１５ｋｍ）；岩石类型从变辉长岩、中酸性正片麻岩到表壳岩变化；变质矿物组合由不含水的耐火组合变为富含云母和角闪石的组合；地球化学性质表现出从贫Ｓｉ和Ａｌ、轻度亏损生热元素到具有正常的化学成分的连续变化；包裹体流体性质在轻度亏损生热元素的麻粒岩中均为ＣＯ２流体，而在麻粒岩相的表壳岩和角闪岩系中Ｈ２Ｏ流体逐渐增加。上述变质岩系剖面的组成和特点符合大陆下地壳的定义，可能代表了包括最下部地壳在内的华北地块太古宙克拉通型大陆下地壳。据此本文建立了我国第一条克拉通型大陆下地壳剖面，并讨论其地质意义以及相关的问题     

青藏铁路清水河地区路基下伏多年冻土地温变化特征研究

基于埋设在青藏铁路清水河地区路基中两个断面内的共8个地温测试孔3年来的地温观测资料,研究了该地区铁路路基下伏高原多年冻土融化特征,分析了多年冻土上限的变化规律以及填筑铁路路基施工对下伏多年冻土赋存条件的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土近地表的地温变化特征与天然地面下的多年冻土的地温变化特征有明显的不同,且向阳面与被阴面差别较大。多年冻土的上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,随着时间的推移,虽然残存在路基中的热量逐渐消散,多年冻土上限下降会逐渐稳定。由于受到太阳辐射和路基边坡形状及融化夹层的影响,多年冻土上限会逐渐稳定,但不会在短时期内上升到天然地面下多年冻土的上限水平。     

青藏高原清水河多年冻土区铁路路基沉降变形特征研究

通过埋设在青藏铁路路基中两个断面内的6条沉降观测管3 a来的地基沉降变形资料,研究了高原多年冻土区铁路路基的沉降变形特征,分析了填筑铁路路基对下伏多年冻土融化变形的影响。研究表明,由于受到填筑路基时赋存在路基填料内的热量的影响,铁路路基下伏多年冻土上限在施工初期会有一个明显的下移沉降,铁路路基也随之有一个较大幅度的工后下沉变动,随着时间的推移,路基下降速率会逐渐下降,但在短时间内不会停止下来,而且由于太阳辐射和路基边坡形状的影响,路基向阳面与背阴面的变形有较大的差别,且在近南北向展布的路基上表现最为明显。     

贺兰山高压泥质麻粒岩——华北克拉通西部陆块拼合的岩石学证据

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其成因问题一直存在争议。近来,在对贺兰山富铝岩系研究过程中,发现了具有"蓝晶石+条纹长石+石榴石"特征组合的高压泥质麻粒岩。通过岩相观测与相平衡定量模拟,确定其曾经历四个阶段的变质演化过程,即早期进变质阶段(M1)、变质峰期阶段(M2)、峰期后降压阶段(M3)和晚期退变阶段(M4)。早期进变质阶段,以石榴石中包裹黑云母和白云母为特征。变质峰期阶段,以出现"蓝晶石+条纹长石+石榴石"组合为特征,变质温、压条件为850～870℃、1.4～1.5GPa。峰期后降压阶段以峰期石榴石和蓝晶石转变为堇青石和夕线石为特征,温压条件大致为840～860℃、0.6～0.8GPa。晚期退变阶段以出现新生黑云母为标志,温、压条件为780～810℃、0.45～0.55GPa。PT轨迹具有顺时针演化样式,峰期后表现为先发生近等温降压(ITD)、后发生近等压冷却(IBC)的退变过程,反映陆-陆碰撞发生高压麻粒岩相变质作用,后又快速折返到正常地壳深度的变质动力学过程,进而从岩石学角度证明华北克拉通西部孔兹岩带是由北部的阴山陆块与南部的鄂尔多斯陆块发生碰撞所致。