Shrinking Sphere Kinetics for Batch Dissolution of Mixed Particles of a Single Substance at High Under-Saturation: Validation with Sodium Chloride, but with Biogenic Silica in Mind

The cubic equation recently derived for the increase in concentration of a solute with time, as the solid dissolves in batch according to the shrinking sphere model at high under-saturation, is extended to dissolutions of mixtures of differently sized particles. This problem needs to be solved if batch dissolutions are to play their part in the proposed amelioration of global warming and associated climate change by accelerated ‘re-burial’ of excess CO₂ in ocean sediment. The upgraded model was tested using sodium chloride dissolved in 50% aqueous propanone, whence the model fitted two separate runs with 500 and 212 μm, and 212 and 38 μm, diameter crystals, respectively. The key to simulating dissolution in this way lies in the dissolutions being independent of each other. It is further shown that although this condition was implicit in the recent derivation of the cubic equation, it was not recognised at the time. The work should be applicable to any batch dissolution of mixed particles at high under-saturation, and hence, may find use in many industrial and laboratory dissolutions. Simulations show how agglomerated mixtures can yield a straight line on the plot of ln(1 − C/C _T) versus time, as was reported to occur recently with sodium chloride taken ‘straight from the bottle’. It is shown that this probably explains why exponential dissolutions may have seemed appropriate to the dissolution of biogenic silica in earlier literature. This study suggests that a new round of biogenic silica dissolutions, but with sieved samples, would be worthwhile, with the likelihood that shrinking sphere behaviour might well be found to characterise the kinetics. The opportunity is taken to investigate a number of aspects of the shrinking sphere model not generally discussed before, e.g. the graph for the change in surface area with time. The limitations of using cubic salt crystals with the shrinking sphere model are discussed.     

青藏高原东北缘及其周边地区现今构造应力场及地震活动性

收集青藏高原东北缘及其周边地区371个震源机制解数据,对该区域进行1°×1°经纬度网格的构造应力场反演。结果表明,青藏高原东北缘内缘最大主压应力以NE向为主,外缘最大主压应力由西向东呈现出顺时针旋转的特征,即最大主压应力轴由西段近NNE向转为中段NE向,再转为东段NWW向。从不同深度对青藏高原东北缘及其周边地区进行2°×2°经纬度网格的构造应力场反演。结果显示,地壳上下部分断层体系存在巨大的变化差异,产生这种差异的原因可能与地壳的挤压增厚有关。     

祁连山中东段地区断层构造和构造变形特征研究

基于中小地震重新定位结果和震源区应力场等地球物理资料,分析祁连山中东段地区断层构造和构造变形特征。结果表明：1）祁连山中东段地区震源深度主要分布于2~20 km。龙首山断裂震源深度分布呈上宽下窄的倒三角形;门源6.4级地震的余震震源深度为5~15 km,倾向SW;金强河断裂东段地震活动性强,倾向NE,倾角较高;老虎山断裂东段地震活动性强,倾向NE,深部呈近垂直产状。祁连山中东段地区震源深度自西向东递增,推测祁连山东段地区更深部可能已发生构造活动。2）研究区主压应力方向为NE-NEE向。3）沿祁连山中东段地区一系列走滑断裂与前缘逆冲断裂的组合破裂是青藏高原北东向挤出的一种重要的构造变形调节模式。     

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抛物面天线表面的拟合检测方法研究

首先介绍了抛物面天线检测模型和利用激光跟踪仪进行抛物面天线检测的作业方案,然后使用激光跟踪仪对小口径的旋转抛物面天线进行测量实验,采集天线表面点的三维坐标数据,并将采集的数据进行抛物面拟合,利用曲面拟合结果进行抛物面焦距的计算,并将其计算结果与设计值进行对比分析,确定其检测结果。     

张北强余震前震源机制解的一致性特征

取层状介质中一点源位错模型,由计算综合地震图得到-↑P、-↑S各自最大振幅,通过其最大振幅比值与观测资料拟合的方式来确定震源机制。我们系统地查阅了北京台网、河北台网的数字化记录并补充内蒙古的兴和临时台、集宁台和宝昌台1998年～1999年3月的记录,读取垂直向的-↑P、-↑S最大振幅数据,经反演计算得到145个小地震的震源机制解。这些解的优势取向和华北构造应力场的方向相同。定义各个震源机制解的P、N、T轴和构造应力场的3个应力主轴在三维空间的夹角之和为一致性参数,发现在1999年发生的强余震前一致性参数出现异常变化,我们认为这是具有预测意义的现象。     

2003年8月16日巴林左旗与阿鲁科尔沁旗间MS5.9级地震参数及序列特征

2003年8月16日内蒙古巴林左旗与阿鲁科尔沁旗间发生5．9级地震,使内蒙古东部地震活动再次进入活跃阶段。通过对巴林左旗与阿鲁科尔沁旗间5．9级地震序列分析表明,序列的空间位置变化不太大,集中发生在较小的一个区域内,说明该地区所受的应力相对比较集中。整个序列以NWW向条带分布为主,条带的走向与宏观考察的烈度等值线长轴方向及震源机制主压应力方向一致。分析认为,未来1～2年,内蒙古东北地区的地震发展趋势应予高度重视。     

海域工程场地地震安全性评价的特殊问题

本文探讨了海域工程场地地震安全性评价涉及的几个特殊问题,如考虑中深源地震影响的地震危险性分析、海底软弱土层场地地震反应分析等方面的问题。借鉴春晓气田群开发建设项目地震安全性评价和其它工作的实践经验,分析了对这些问题处理的对策,给出了一些建议。     

等距离球面高斯投影

针对传统高斯投影直接基于等角横切圆柱投影而带来的不能直接用球面坐标换算等问题,研究了一种运用等距离球面进行投影的高斯投影,即等距离球面高斯投影。借助等距离纬度正反解公式,推导了等距离球面高斯投影的正反解公式,分析了其经纬线变形情况;基于投影公式,计算和分析了等距离球面高斯投影的长度变形、角度变形、面积变形及子午线收敛角等参数;最后与传统高斯投影进行比较,说明了该投影的可用性。     

对部分简单形体产生的自然电位进行定量分析

本文提出了一种新的特征点法,并在前人的基础上改进了一种数值计算方法(最小二乘法),以此来确定部分具有自然电位异常简单地质体的形态(形态系数)、埋藏深度、极化角和电偶极矩。特征点法通过剖面上三个特殊点(两个极值点和零电位点)的值以及它们相互间的距离便可快速求取地质体各参数。改进的最小二乘法则是在前人的基础上加入了零电位点的计算及其它处理方法,以此来获得准确性更高的地质体各参数。两种方法都被用来计算加入±5%随机误差的理论模型数据,并在土耳其的一个实际野外数据中得到测试。结果表明所求的参数与实际参数具有较好的一致性。