层状赋存含水合物沉积物的本构模型研究

推进天然气水合物资源开采是我国能源战略的重要任务。层状赋存形态的含水合物沉积物在目标开采储层中普遍存在,水合物开采引起的沉积物层扰动会直接诱发剪切变形影响储层的稳定性,严重制约水合物资源的安全开采。现有水合物沉积物的本构表征主要基于空间均匀分布、各向同性的材料特征假设,缺少考虑水合物沉积物的强非线性力学特性受层状赋存形态影响的本构表征方法,无法准确预测目标开采储层的应力-应变规律。本文采用均匀化理论,基于每层沉积物的弹塑性刚度矩阵构建层状形态代表体积单元的宏细观控制方程,建立了层状赋存含水合物沉积物的本构表征方法。代表体积单元内每层的沉积物模型参数可基于均质含水合物沉积物试样的三轴试验标定获取。通过将层状本构模型预测和层状沉积物三轴试验以及数值试验的应力-应变关系对比验证,本研究提出的层状本构模型可准确描述原位储层中层状赋存含水合沉积物的力学行为。     

阿尔金-祁连山晚新生代隆升-剥露过程——来自岩屑磷灰石裂变径迹热年代学的制约

阿尔金-祁连山位于青藏高原北缘, 其新生代的隆升-剥露过程记录了高原变形和向北扩展的历史, 对探讨高原隆升动力学具有重要意义。本文采用岩屑磷灰石裂变径迹测年分析, 利用岩屑的统计特征限定阿尔金-祁连山新生代的隆升-剥露过程。磷灰石裂变径迹测试结果表明, 阿尔金-祁连山地区存在4个阶段的抬升冷却: 21.1~19.4 Ma、13.5~10.5 Ma、9.0~7.3 Ma、4.3~3.8 Ma。其中, 4.3~3.8 Ma抬升冷却事件仅体现在祁连山地区, 9.0~7.3 Ma抬升冷却事件在区内普遍存在, 且9.0~7.3 Ma隆升-剥露造就了现代阿尔金-祁连山的地貌。区域资料分析表明, 9~7 Ma(或者8~6 Ma)期间, 青藏高原北缘、东缘, 甚至整个中国西部地区发生了大规模、区域性的抬升, 中国现今"西高"的构造地貌形态可能于当时开始形成。阿尔金-祁连山地区4期抬升冷却事件与青藏高原的隆升阶段有很好的对应关系, 应该是对印度-欧亚板块碰撞的响应。     

江汉平原砷中毒病区地下水砷形态季节性变化特征

查明地下水中砷的时间变异性规律及机理是高砷地下水研究的难点和热点, 也是防控地下水砷污染的根本.选择在雨季前后对浅层潜水和孔隙承压水进行了动态监测.研究表明地下水砷含量和形态与地下水位波动存在明显的响应关系: 雨季开始后随着地下水位抬升, 地下水还原环境增强, As(Ⅴ)和Asp转化成As(Ⅲ), 颗粒态铁大幅降低, 导致水中溶解的砷和铁大幅增加, 地下水砷含量在雨季达到最高且As(Ⅲ)所占比例达到90%;雨季结束后随着水位逐渐降低, 地下水中As(Ⅲ)所占比例和溶解的砷含量下降.农业活动对浅层潜水砷形态季节性变化有明显的影响.孔隙承压水的砷形态分布变化较浅层潜水幅度大, 其变化与水位波动存在滞后效应.自然或人为活动引起的地下水位季节性变化改变了含水层的氧化还原环境, 补给水源与地下水之间的混合过程带来新的物质输入促进地下水系统中砷的迁移转化.      

煤的激光微区质谱及其与飞行时间二次离子质谱的对比研究

作者首次使用激光微区质谱技术分析了煤中有机显微组分，描述了其谱图特征，发现不同地区煤样和同一地区煤样的不同显微组分其激光微区质谱（LAMMS）特征不同，反映了它们化学成分和结构上的差异。作者还将激光微区质谱技术（LAMMS）与飞行时间二次离子质谱（TOFSIMS）技术的优缺点作了初步对比，认为TOFSIMS／LAMMS两种技术结合起来是煤的微区分析较好的选择。     

Forms of Iron in the Phosphorites of Abu—Tartur Area,Egypt

The Campanian-Maastrichtian phosphatic deposits in Egypt,called the Duwi Forma-tion,comprise a part of the extensive Middle East to North African phosphogenic province of Late Cretaceous to Paleogene age.The province holds the greatest accumulation of phosphorites in the geological history,possibly in excess of 70 billion metric tons.The phosphate resources in Egypt alone exceed 3 billion metric tons.Two-third of these three billions occur only in the Abu-Tartur area.Among the phosphorite deposits in Egypt,the phosphorites of the Abu-Tartur area are characterized by high contents of iron ranging from 3% to 7% with an average of 5%.The detailed mineralogical and geochemical studies on the Abu-Tartur phosphorites revealed that iron is found in the form of pyrite,ankerite,clay minerals,microinclusions,and iron oxide.Pyrite,which is the major fraction,occurs as filling cement and partial to complete teplacement of phosphatic grains and confined to the fresh phosphorites while iron oxide occurs as cryp-tocrystalline aggregates of red to brown particles and is confined to the weathered outcrops.Ex-clusive relations between pyrite in the fresh phosphorite samples inside the Abu-Tartur mine and iron oxide in the equivalent horizon of the weathered exposure indicated that iron oxide was formed by the oxidation of pyrite as a result of weathering.All of these forms harm the quality of ore,manufacturing processes,and the produced phosphoric acid and fertilizers.     

南四湖消落带底泥磷形态分布特征、影响因素及释放风险

南四湖是南水北调东线最大的调蓄湖泊,周期性水位涨落会形成大面积消落带,认知消落带底泥磷形态赋存特征、影响因素及释放潜能,对于保障东线调水水质具有重要的科学意义.本研究分析了南四湖消落带底泥磷形态分布特征,探讨了各形态磷与土地利用、母质类型及底泥理化因素之间的关系,评价了南四湖消落带底泥磷的污染程度并分析了其释放风险.结果发现,消落带底泥中总磷(TP)、无机磷(IP)、NaOH提取态磷(NaOH-P)、HCl提取态磷(HCl-P)和有机磷(OP)含量的平均值分别为745.37、510.51、50.42、460.09和234.86 mg/kg,以HCl-P为主的IP占比较高.南四湖消落带底泥各形态磷含量具有较高的空间异质性,TP、IP、OP、HCl-P和NaOH-P含量的变异系数分别为30.7%、36.9%、29.6%、37.6%和51.2%.自然湿地、乔木林地和水浇地等土地利用方式下的底泥NaOH-P、HCl-P、IP、OP和TP含量差异不显著.土壤类型对消落带底泥OP含量影响明显,但对TP、IP、NaOH-P和HCl-P含量则影响不大.NaOH-P含量与HCl-P含量具有显著正相关,与...     

电感耦合等离子体质谱法测定硫时不同形态硫的影响

电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)常常被应用于矿石、蛋白质和化石燃料等材料中硫含量的测定。文章综合研究比较了四极杆电感耦合等离子体质谱(Q-ICP-MS)和扇形磁场电感耦合等离子体质谱(SF-ICP-MS)测定硫的灵敏度、检出限及空白干扰。重点考察了两种不同的样品介质(水和2% HNO₃)中不同形态的硫对SF-ICP-MS测定硫信号的影响,并且深入研究了影响的原因。结果表明,硫含量相同但形态不同的含硫阴离子(S^2-、S₂O₃^2-、SO₃^2-、SO₄^2-)在2%的HNO₃介质中的信号比在水介质中的信号稳定,2%的HNO₃更适合于作为ICP-MS测定硫的介质。在2%的HNO₃介质中,S^2-、SO₃^2-中S的ICP-MS测量灵敏度(即标准曲线的斜率)分别为7828 cps/(μg·L^-1)、5528 cps/(μg·L^-1),SO₄^2-和S₂O₃^2-的测量灵敏度分别是为1321 cps/(μg·L^-1)、1299 cps/(μg·L^-1)。S^2-和SO₃^2-的灵敏度分别约为SO₄^2-的6倍和4倍;而S₂O₃^2-的灵敏度与SO₄^2-基本一致。主要原因在于S^2-、SO₃^2-形态的硫在HNO₃介质中形成了气态的H₂S和SO₂,相当于提高了雾化效率,从而使这两种形态硫的灵敏度大幅度提高。     

生物样品中硒形态分析前处理技术

样品前处理过程在硒形态分析中至关重要。文章对生物样品中硒形态分析的前处理方法,包括液相萃取、微波辅助萃取、固相微萃取、液相微萃取等及其应用进行归纳总结,指出了痕量、超痕量硒形态分析前处理技术的未来发展方向主要集中在满足简单、快速和环境友好的自动化处理,并着重于样品前处理的各种萃取技术在线耦合以及与硒形态分析检测器联用技术。     

新疆某地浸砂岩型铀矿中铀赋存形态的研究

以新疆某地浸砂岩型铀矿为研究对象,参考Tessier逐级化学提取方法,对10件矿芯试样进行铀赋存形态的研究。将铀赋存形态分为可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物及有机物结合态和残渣态,其中前4种形态铀为活性铀,残渣态铀为惰性铀。研究结果显示,无论是试样间还是同一试样内,铀的形态分布特征都存在明显的差异。各形态铀的含量(平均值)占总量铀的比例为:残渣态(37.75%,RSD为1.80%)>碳酸盐结合态(20.56%,RSD为2.72%)>可交换离子态(15.51%,RSD为1.85%)>硫化物及有机物结合态(14.26%,RSD为2.08%)>铁锰氧化物结合态(11.91%,RSD为1.75%),表明残渣态铀是砂岩型铀矿石中铀的重要赋存形式。针对目前酸法地浸工艺,活性铀是可被浸出的部分,而惰性铀对资源回收是无效的,对于残渣态铀所占比例较高的铀矿石,铀的浸出值较低,在地浸过程中依靠提高溶浸剂的酸度和增加氧化剂对提高浸出率是无益的。