重塑石灰土的强度恢复方法与机制初探

石灰稳定土工程翻修改造后会产生大量的石灰土弃渣,为避免污染环境和节约工程投资,需重新利用破碎的石灰土进行填筑。但石灰土破碎后强度急剧降低,需要添加胶凝材料提升其力学性能。以重塑石灰土为研究对象,通过添加5%石灰或水泥进行再改良,对比分析两种再改良土的强度和压缩性等力学指标,结果表明,石灰再改良土的力学特性优于水泥再改良土。借助粒度分析、电镜扫描、X衍射和热重分析试验手段揭示了石灰再改良土性能优越的内在机制,发现石灰再改良土中的石灰和石灰土团粒能形成很好的胶结;但水泥未能和石灰土团粒形成有效胶结,自身形成了边-面和边-边接触的片状多孔架构。重塑石灰土残存的氢氧化钙是引起水泥再改良土性能劣于石灰再改良土的主要诱因。     

气体水合物基础特性研究进展

气体水合物的结构类型、热力学与动力学、界面现象与表面形貌特征等基础特性是水合物研究的重要基础,也是水合物学科发展的基石。此外,水合物在沉积物中的微观赋存形态及其对渗流的影响也是水合物的基础特性之一,是水合物储层研究的热点。笔者主要基于近3年来的文献资料,对气体水合物的结构类型、热力学与动力学、界面现象、微观赋存形态及其对渗流的影响这4个方面的研究进行了梳理与归纳,追踪学科研究前沿,较为全面地阐述了国内外气体水合物相关研究的最新进展,也提出了气体水合物基础特性研究下一步的方向与趋势,以期为多尺度、多维度研究气体水合物的基础理论与科学问题提供借鉴。     

俯冲带深部流体:来自超高压变质锆石晶内结构和包裹物的证据

利用阴极发光和激光拉曼研究了大别山俯冲带超高压基性和长英质变质岩中的锆石。超高压变质增生锆石环带或新生锆石颗粒从不同角度反映了俯冲带地幔深度流体作用信息。其一,在超高压变质锆石生长域中存在微米级流体包裹体。由于其十分细小,组成往往难以测定。但是在变基性岩中检测到富CO2的负晶形包裹体。其二,在超高压锆石生长域中较普遍地发现富含挥发份的多硅白云母和磷灰石包裹体,其与典型的超高压变质矿物———柯石英稳定共生。副矿物研究表明,即使是在新鲜的弱退变质的榴辉岩中,富含挥发份的矿物相———磷灰石仍是含量较高的矿物,说明在俯冲带的深部(>100km),流体仍可以稳定地保存在高挥发份的矿物晶体格架中。其三,超高压变质增生锆石环带的边界呈蚕食状或港湾状,指示流体参与了锆石的变质生长过程,即通过流体与锆石之间的相互作用导致原有锆石的溶解和新生锆石的沉淀结晶。考虑到如此高的锆溶解度,认为在地幔俯冲深度,流体的成分复杂,并不是简单的富水体系,其化学组成与深熔融体相似,且赋存状态应为含水融体相。     

矿物晶体腐蚀像的新应用

矿物晶体腐蚀像是一种研究晶体对称、晶格缺陷等传统的方法。对腐蚀像提出了一个全新的研究思路,建立各种不同矿物晶体的腐蚀像立体模型,从而可以在这个模型上进行：①腐蚀像的晶体对称理论意义及其在岩石中矿物晶体定向作用的研究;②腐蚀像所反映的晶格缺陷与定向及其地质意义的研究;③腐蚀像所反映的晶体溶解机理的结晶学各向异性特征的研究。这些研究充分挖掘了腐蚀像在地质学、矿物学中的新的研究意义。     

改进的Maksimovic峰值剪切强度准则的试验验证

Maksimovic峰值剪切强度准则形式简洁,参数的物理含义明确,但由于反映节理粗糙程度的特征量“粗糙度角 ”须由试验值确定,因此不可用于估算岩石节理的峰值剪切强度。改进的Maksimovic峰值剪切强度准则在继承原准则优点的基础上,采用定量化的三维形貌参数表示节理的“粗糙度角 ”。采用岩石节理的直剪切试验数据对改进的Maksimovic峰值剪切强度准则进行了试验验证,计算值与试验值具有很好的相关性,表明可以采用该准则估算岩石节理的峰值剪切强度。     

菊花石形貌测量及生长机理探讨

对华南栖霞组中菊花石花瓣单晶及花体总貌（即矿物集合体形貌）中的各细节进行了测量与统计,确定了菊花石各中花瓣的结晶取向关系及花体总貌中的某些特征参数,探讨了菊花石的生长机理并用其解释菊花石的形貌特征及结晶环境。     

海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石及研究意义

海拉尔盆地乌尔逊凹陷含片钠铝石砂岩与CO2气井、燕山期花岗岩的分布一致,均产于苏仁诺尔构造带乌西断裂控制的区域.在偏光显微镜和扫描电镜下观察发现片钠铝石的产状有3种:①部分或全部交代长石、石英等碎屑颗粒,多呈长柱状、片板状集合体;②作为胶结物充填于碎屑颗粒间的孔隙中,呈放射状、束状、毛发状、菊花状集合体;③充填在碎屑矿物的溶洞或裂隙中,呈纤维状集合体.含片钠铝石砂岩的成岩共生序次和油气包裹体及现今地层水特征均表明,片钠铝石的生长时间晚于任何其它自生矿物.电子探针及INCA能谱仪分析表明,片钠铝石主要由Na、Al、O、C等组成.研究表明,海拉尔盆地乌尔逊凹陷片钠铝石可作为深部CO2热流体活动的示踪矿物.     

山东金刚石晶体中氮片晶的分布特征及其表面微形貌

为研究山东蒙阴金伯利岩型金刚石晶体中氮片晶的分布特征,采用红外光谱仪对116粒宝石级金刚石晶体样品中的氮片晶进行分析,并采用微分干涉显微镜观察氮片晶在金刚石表面所具有的物理化学性质及其表面微细结构。结果表明,80.2%的金刚石样品中具有氮片晶;在个别浅褐色、八面体金刚石样品{111}面上观察到平行于[100]晶带方向的长条状蚀像,这些蚀像相互平行,大小不等。显微红外光谱对具长条状蚀像的金刚石样品{111}面的测试结果表明,该类晶体均具有较强的氮片晶的吸收峰（1359~1375cm-1）。综合浅褐色、八面体金刚石样品的红外光谱及其表面微形貌特征,推测长条状蚀像是由氮片晶的出露点受优先选择性腐蚀而致。     

北大西洋Logatchev热液区多形貌黄铁矿特征及其意义

北大西洋Logatchev热液区产出的黄铁矿形貌丰富、成分各异,极具特殊性和代表性.运用扫描电镜和电子探针系统观测黄铁矿矿物学特征,发现粒状黄铁矿粒径不一,具高Fe、S,低微量元素的特点;草莓状黄铁矿见有松散莓体、球形-次球形莓体和自形结构莓体,其Cu含量总体较高,不同晶体特征的莓体成分存在差异;胶状黄铁矿见有多层环带,内核到环带由纳微米晶体聚合生成,由内到外成分具有S/Fe比、Zn含量减小,As含量增大的趋势.分析认为早期粒状黄铁矿是在较高温度下的热液体系中直接形成,随热液作用衰减,生成的粒状黄铁矿多呈纳-微米晶产出;草莓状黄铁矿是由松散纳-微米晶逐步聚集形成,受溶液过饱和度影响,莓体粒度和聚集程度存在差异;胶状黄铁矿多晶聚集环带生长方向是由内向外的,聚集程度差异指示沉积环境的反复交替.研究区多形貌黄铁矿具有由分散的微晶→多晶聚合体→自形单晶的完整演化系列特征,对于解读现代海底热液活动的方式和特点,揭示纳米晶体-宏观晶体的演化过程有积极意义.      

Ⅰa型褐色金刚石结构缺陷的同步辐射白光形貌特征

同步辐射白光形貌术具有射线强度大、准直性好、摄谱时间短、分辨率高等特点,是无损研究晶体缺陷的有效工具．采用该方法对产自山东蒙阴、辽宁瓦房店和湖南沅江3个矿区的31颗典型金刚石样品进行了研究．白光形貌像揭示,金刚石中普遍存在晶体结构畸变的特征,并且变形程度不等,部分严重变形晶体具有异常劳埃衍射式样;其衍射斑点的形态、衬度及条纹变化反映了金刚石晶体结构变形的程度和复杂性．晶格的完整性与金刚石的褐色强度无明显相关性．该类结构缺陷与金刚石的复杂形成过程和深部保存条件有关．