同时满足多个阻尼反应谱的人造地震动时程合成

应用Ｍ．Ｈｉｒａｓａｗａ和Ｍ．Ｗａｔａｂｅ（１９９２）提出的方法,进行了相应的数学推导：即以满足某个阻尼比的反应谱的人造地震动作为初始时程,采用奇异值分解法,通过解线性方程组求出校正时程,并多次叠以逐步辐近     

从平衡-封闭-静态转向非平衡-开放-动力学研究-热液矿床成因的若干新概念概述

热液金属矿床成因研究过程中,观测与实验始终是密切结合的。上世纪70年代,平衡热力学的实验数据的快速积累,使人们用热力学理论计算可以预测和反演矿石和岩石的成因。但是,没有矿物-水溶液的反应速率数据,又没有与流体力学的结合,搞清楚矿石成因是困难的。七、八十年代,开始研究矿物与水溶液的反应动力学实验。科学家们开始瞄准了从平衡-封闭-静态转向非平衡-开放-动力学研究的这个大方向。1992年我们建立地球化学动力学开放研究实验室。研究高温高压矿物与水反应速率,发现固液的开放体系的自组织现象。实验发现温度影响矿物的各个元素反应速率改变,发现在跨越水临界态时矿物与水反应速率涨落、在近临界的气-液两相不混溶区一些金属进入气相、超临界流体的氧化作用及特别的溶剂性能影响矿物溶解性质。实验证实:临界态区流体与矿石成因有关。水岩相互作用的反应动力学实验温度从低温到550度,揭示矿石的金属来源、迁移、金属与蚀变分带机制。一大批大于300度的矿物与水反应动力学实验在国际界是少有报道的。九十年代,超高压的科学发展,与同步辐射光源的技术进步的结合,使固体地球科学又迈向了地球深内部。我们发展了高温高压流体性质的原位直测(测量850℃水溶液)红外谱,发现深部流体的新性质:气液两相流体的新结构,在临界温度区(300~400℃),水分子氢键网络的破坏受压力影响不大(23MPa~3GPa),同时,出现水的高电导率。研发新仪器为开放-流动-非平衡的反应动力学实验与极端条件下物质性质的直接观测结合,在科学前沿领域开辟了创新道路。     

深厚砂质覆盖层土坝的弹塑性地震反应分析

由于可液化砂质土应力-应变特性模拟的复杂性及数值计算的不稳定性,深厚砂质覆盖层土坝的弹塑性地震反应分析是土坝抗震研究中的一个尚未完全解决的课题。采用u-p完全耦合的饱和多孔介质有限元分析方法和砂土多重机构弹塑性模型,对遭受M6.7级地震的国外某深厚砂质覆盖层土坝进行弹塑性地震反应分析,研究了坝体和地基的动力反应特性及其超静孔隙水压力产生、扩散和消散的变化规律。结果表明：计算得到的坝体加速度和永久变形与实测值存在一定的差异,但基本上反映了坝体加速度与永久变形的实际分布情况,从而说明采用的本构模型和计算方法具有一定的精度;由于坝体和坝基的超静孔隙水压力较小,且坝体永久变形不大,可以不对坝体和坝基进行加固处理;坝趾附近浅层地基的超静孔隙水压力较大,有可能发生液化,因此,须采取相应的抗液化加固措施。     

中地壳的地球化学动力学和矿石成因

笔者重点进行了大于300℃——在近临界区至超临界区条件下的硅酸盐矿物与水反应动力学实验。矿物(钠长石Ab、透辉石Di、阳起石Act和磁铁矿Mt)的溶解反应动力学实验是使用流体通过叠层反应器的开放体系在25～400℃和22MPa下完成的。实验发现矿物在300℃至400℃范围,在跨越水临界点时出现反应速率的涨落。各种多金属氧化物硅酸盐与水反应时,各个元素溶解到溶液里的释放速率一般不一样,常称为一致溶解作用。但是,在近300℃变为一致溶解作用。实验发现在22MPa时硅酸盐矿物的最大溶解反应速率多是在300℃,如硅的最大释放速率是在300℃。其余元素如Na、K、Mg、Ca、Fe、Al等释放速率在<300℃22MPa时都高于硅的释放速率,在>300℃时硅的释放速率要高于其它元素的释放速率。确切地说,金属与氧之间的键的性质决定了它们(金属氧化物)与水之间反应速率。在一般情况下,Na-Obr,Ca-Obr,Mg-Obr,Al-Obr和Si-Obr的键桥(br),它们之间相对地由具有离子键性质逐步变为具有极性键的性质。由常温常压到亚临界区(300～374℃22MPa),再到大于临界点374℃、22MPa进入超临界区,水的性质随温度、压力变化。水由容易溶解离子键逐渐变为容易打破极性键。笔者还研究了黑钨矿、锡石(玄武岩、花岗闪长岩)与水在250～400℃条件下的反应动力学过程,得出了相同的结果。实验均发现在跨越水临界点时矿物(或岩石)与水反应的动力学涨落。这些实验结果可以用于说明中地壳上部的水/岩相互作用的特征。发生于中地壳的水、岩相互作用大多是在300～450℃和20～50MPa条件下进行的。各地区的地壳厚度不一,中地壳温度压力并不完全相同。模拟中地壳条件下水/岩相互作用实验,目的主要是研究矿物(或岩石)在300～450℃条件下反应动力学过程。已有热液矿床矿物流体包体数据表明:有一批矿床的主要矿石形成于300～500℃,低于NaCl H2O溶液临界线的条件。中地壳的流体处于由亚临界态跨越临界态,进入超临界流体太的演化过程。这种流体的性质变化会引起水/岩相互作用的反应动力学涨落和矿石大量沉淀。     

硅酸盐-磷酸盐平衡反应对熔体中磷制约实验

目前，根据磷灰石溶解度模型、P在碱性长石与熔体相间的分配以及黑云母、锰铝榴石、透锂长石与对应的磷酸盐（包括斜磷锰铁矿、磷铝锂石-羟磷锂铝石）的平衡研究，已对过铝质岩浆中P的归宿进行了有效的平衡。但未见锰铝榴石-磷灰石的平衡研究。由于锰铝榴石-磷灰石矿物共生组合是花岗岩和LET型伟晶岩中最常见的矿物组合，直到岩浆演化晚期才出现锂辉石-磷铝锂石-羟磷锂铝石的组合。为此，本文实验研究锰铝榴石-磷灰石平衡反应，对过铝质岩浆体系中P溶解度起控制作用。     

开放流动体系中黄铁矿-黄铜矿原电池反应实验研究

采用双电极体系对黄铁矿-黄铜矿组成原电池反应的腐蚀电流密度研究表明,原电池的腐蚀电流密度随体系中氧化性离子(如Fe3+)浓度的增加而增大;随溶液流速的加快而增大.实验结果对矿山环境污染治理有指导意义.结合原电池模型、混合电位理论和Butler-Volmer方程从理论上对实验结果进行了解释.     

Discrimination Study on Fluid—Rock Interaction Between Metallogenic and Non—Metallogenic Sections in a Shear Zone

Discriminations in a local chemical,fluidal,mechanical and thermal processes in a shear zone will lead to metallogenic differentiation in a local section.This paper,based on the general geological setting of the Shibangou gold deposit in Xixia,Henan,deals with petrological and petrochemical samples of altered rocks in the metallogenic section and of mylonites in the non-metallogenic section of a selected shear zone.The discriminations in fluid-rock interaction and petrological mass balance between altered rocks near the orebody and mylonites in the shear zone are discussed as well.The results show that the petrological volume of altered rocks in the metallogenic section of the shear zone is almost always dilatant and the mylonite volume in the non-metallogenic section is almost always lost.Major elements in altered rocks from the metallogenic section and in mylonites from the non-metallogenic section always show a tendency of being enriched and depleted,respectively.Fluid-rock ratios in the mylonites(Nu=93.68-468.40)are larger than those of the altered rocks(NC(Ⅳ）^s=36.11-216.67).The gain and loss of major and trace elements from the altered rocks and mylonites in the shear zone are a composite process to be imported and exported by percolating fluids as well as of the loss and dilatancy of rock volume.     

Fenton氧化膜-生物反应器出水中丙烯腈的实验研究

采用膜-生物反应器和Fenton氧化组合工艺对丙烯腈废水进行处理。从GC/MS测量结果来看,膜-生物反应器出水中主要物质为2,6双（二甲基-乙基）-4-酚、苯二甲酸和硝基苯二甲酸,均为生物难降解有机物,使出水不能达标。后续Fenton氧化工艺处理膜生物反应器出水,可以使COD含量等指标达到所要求的排放标准。经过膜-生物处理与Fenton法结合的优化工艺,COD去除率达到80%~88%,去除率达到98%,出水水质可达排放标准。Fenton氧化工艺的最佳工艺条件为：pH值为3.4,硫酸亚铁的投加量为700mg/L,双氧水的投加量为600mg/L。     

南太行邯邢地区白涧矽卡岩型铁矿中磁铁矿与赤铁矿交代现象对矿床成因的启示

对邯邢地区白涧铁矿中磁铁矿与赤铁矿进行成因矿物学研究,精细刻画了铁的成矿过程。在岩相学观察过程中作者发现该矿床中存在2个期次的赤铁矿,其分别交代磁铁矿或被磁铁矿交代。根据磁铁矿和赤铁矿的交代关系,我们将赤铁矿划分为早、晚2个期次,并根据成矿流体的演化,将铁矿化过程划分为4个阶段。成矿流体从岩浆中分离并交代碳酸盐围岩形成矽卡岩,同时形成接触带矿(第1成矿期),随着接触带磁铁矿的形成,具有更高氧逸度的演化的流体沿着断裂带充填和交代碳酸盐地层形成早期赤铁矿(第2成矿期)。随着赤铁矿形成,氧逸度降低至磁铁矿-赤铁矿缓冲线之下,形成层间的磁铁矿(第3成矿期),SO42-转化成HS-,同时形成大量自由氧,导致成矿流体的氧逸度进一步升高,从而形成晚期赤铁矿(第4成矿期),伴随温度和氧逸度的进一步降低,成矿作用进入硫化物形成时期。整个成矿过程中氧逸度控制了成矿过程及其产物,对矽卡岩型铁矿的形成起到了主导作用。