2004–2005 Analytical Developments in Secondary Ion Mass Spectrometry

This review of the literature from 2004 and 2005 concerning secondary ion mass spectrometry (SIMS) highlights the contribution the technique has made in the fields of petrology, geochronology, cosmochemistry and material sciences. In petrology, much research was devoted to the measurement of stable isotopes and trace elements by developments in multicollection acquisition, with emphasis on low atomic mass number elements. Elements studied in particular were S (in sulfides), O (in garnets), C (in sedimentary organic matter), Cl (in glasses) and Si. Novel applications of SIMS to geochronology have included the measurement of young zircon grains by the U-Pb and U-Th decay methods. An increasing number of studies have combined U-Pb geochronology with the measurement of trace elements or stable isotopes in zircon.     

库水位波动条件下万州瓦窑坪滑坡稳定性分析

库水位波动对滑坡的稳定性变化有重要影响,传统的定值分析方法未能考虑土体强度参数取值的不定性,而概率分析法能考虑土体强度参数分布的随机性,对库区滑坡的稳定性分析提供了更有力的依据。文章以万州瓦窑坪滑坡为例,在基于库水位实际波动进行拟合的条件下对滑坡的渗流场进行了模拟,同时对不同水位下滑坡的稳定性和破坏概率进行了分析。结果表明,滑坡在库水位波动条件下整体稳定性系数均大于1,处于基本稳定状态,滑坡具有低危险性。库水位下降到160.47 m水位时,边坡破坏概率超过30%,具有中等危险性。采用R/S分析法对监测数据进行分析,结果表明滑坡具有持续性的小变形,滑坡处于基本稳定状态,与稳定性分析结果一致。     

热-水-应力-迁移耦合条件下双重孔隙-裂隙介质的抗剪强度及有限元分析

考虑裂隙的连通率、间距、孔隙基质和裂隙材料在表征单元（REV）中的体积分数,并假定双重孔隙-裂隙介质的等效内摩擦角保持常数,而等效黏聚力是固有黏聚力、等效塑性应变、基质吸力、溶质浓度及温度的函数,提出了一种在热-水-应力-迁移耦合条件下确定表征单元内任一平面上等效的黏聚力及内摩擦角的方法。针对一个假定的位于非饱和双重孔隙-裂隙岩体中的高放废物地质处置模型进行了数值模拟及分析。结果表明,基质吸力对于等效黏聚力的增强作用大于等效塑性应变和溶质浓度的减弱作用,使得等效黏聚力得到了提高,故减少了围岩中的塑性区;由此岩体应力、孔（裂）隙水压力及流速、孔（裂）隙溶质浓度的分布及量值也发生相应的改变。     

基于H-B准则的公路桥梁桩基嵌岩深度计算

基于Hoek-Brown强度准则,推导了在微小转动下嵌岩段桩侧法向应力及水平摩阻力计算模型,采用静力平衡原理建立了水平荷载作用下公路桥梁桩基嵌岩深度的计算公式,提出了嵌岩深度计算的新方法。参数敏感性及影响因素分析表明： （1）水平荷载引起的力矩 、桩径d、岩层上覆压力 、岩石单轴抗压强度 、岩体类别参数 、岩体地质力学分类指标RMR均对嵌岩深度有一定影响,在 、d不变的情况下,岩体质量和岩石单轴抗压强度对嵌岩深度的确定最为敏感; （2）岩体质量越差,所需嵌岩深度越大;岩体质量越好,岩层上覆压力对嵌岩深度影响越小,反之越大。（3）嵌岩深度随岩石单轴抗压强度的提高呈非线性缓慢地减小,在相同的单轴抗压强度下,岩体质量越好,嵌岩深度越小,反之越大。     

高地应力条件下层状地层隧道围岩挤压变形与支护受力特征

西部地区普遍出露层片状岩体。由于强度低、自稳能力差、结构强度呈现各向异性等特点,在隧道开挖过程中常引起围岩大变形,导致初期支护结构强烈变形失稳而不得不频繁进行拆换。部分洞段二次衬砌混凝土甚至发生劈裂、掉块的破坏现象,严重影响隧道施工的进度与安全。以兰渝铁路两水隧道为工程背景,采用现场实时监测、数值模拟等手段,获取大断面隧道围岩与支护系统之间的接触压力,揭示开挖断面不同位置接触压力随时间发展规律和空间分布特征。研究结果显示,受围岩结构强度的各向异性控制,隧道开挖后支护受力极不均匀。空间上与围岩变形集中部位一致,时间上变化历时长,且由于开挖方式的影响不易稳定。初期支护钢拱架局部荷载过大而发生侧向扭曲失稳,且监测的失稳发生时间与收敛形变稳定时间相比而明显滞后。根据层状围岩的支护受力特征,提出针对此类岩体更为合理的隧道设计建议。     

基于系统聚类分析的西部地区环境污染程度评价

随着社会经济的不断发展,环境污染问题在西部地区经济发展中越来越凸显出来,不同省区受到不同程度的影响.同时,不同地区的环境污染问题有一定的相似性.应用系统聚类分析方法,通过提炼选取11类指标,对西部地区12省区环境污染程度的距离相似情况进行了评价.结果表明:贵州、甘肃、广西、云南、重庆和陕西等省区的距离相似归为第一类聚类;内蒙古和四川归为第二类聚类;西藏、宁夏和青海等省区的距离相似属于第三类聚类;新疆归为第四类聚类.要处理好生态系统和社会经济发展之间的关系,需要对二者进行协调,并坚持走可持续发展的道路.     

巯基棉富集-分光光度法测定地球化学样品中铂钯的野外快速分析方法研究

对于地球化学样品中铂钯的测定,传统和现代分析方法均是建立在试金或树脂及活性炭富集后用分光光度法或电感耦合等离子体质谱法测定,而在野外满足不了这些条件。本文基于样品的性质及分光光度法的适应性强等特点,开发了一种适合于野外简单条件下快速测定地质样品中铂和钯的分析方法。样品用盐酸-氯酸钾-氯化钠-氟化氢铵常温常压密闭分解,巯基棉分别富集铂和钯,灰化处理后采用三氯甲烷-石油醚(1∶3)为萃取剂,DDO为显色剂萃取比色测定铂、钯的含量。巯基棉对钯的吸附率可达98%;加入氯化亚锡-水合肼(还原剂)使铂的吸附率提高到99%。方法检出限为Pt 0.05μg/g,Pd 0.02μg/g,标准物质的测定值与推荐值基本一致,野外地质样品的测定值与实验室分析结果吻合。     

1961-2015年吉林省极端降水指数时空变化特征

利用1961-2015年吉林省50个气象站的逐日降水量资料,通过RClimDex v1.1软件计算11个极端降水指数,采用线性倾向估计和Morlet小波分析等方法,分析了吉林省极端降水指数的时空变化规律。结果表明：1961-2015年吉林省最长连续无雨日数（CDD）自西向东逐渐降低,其他极端降水指数均呈自西向东逐渐增加的趋势分布。吉林省CDD呈极显著的下降趋势,下降速率为-1.99 d·（10a）^-1,其他极端降水指数波动变化,线性趋势不显著。吉林省各极端降水指数均在20世纪70年代达到最小值。绝大多数极端降水指数存在3 a和12 a左右的周期变化,3 a左右的主周期通过了0.05的显著性水平检验。吉林省极端降水指数除CDD随经度、海拔的增加而显著降低,随纬度的增加而显著增加外,其他大部分极端降水指数随经度、海拔的增加而增加,随纬度的增加而降低。     

秦岭太白山南麓降水中常量无机离子特征及其来源研究

以2011年11月至2014年9月连续采集的74个有效降水样品为研究载体,运用趋势分析法和相关分析法分析太白山南麓黄柏塬地区降水中常量无机离子（NH₄⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-、F^-）的化学特征,并结合富集因子法、端源贡献法及后向气流轨迹模型探究其来源。结果表明：研究区降水中各离子浓度大小顺序为Ca²⁺ > SO₄^2- > NH₄⁺ > NO₃^- > K⁺ > Na⁺ > Mg²⁺ > Cl^- > F^-,主要阳离子是Ca²⁺和NH₄⁺,共占阳离子总量的76.21%,主要阴离子是SO₄^2-和NO₃^-,共占阴离子总量的90.83%。降水总离子年平均浓度为404.64 μeq·L^-1,相对于国内外已研究的其他高山站点偏高,表现出典型的大陆型及人为源干扰的特征。受排放源、气象因子、植被、降水量等因素影响,降水总离子浓度表现出显著的季节差异,依次为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季。源解析结果显示降水中SO₄^2-和NO₃^-95%以上由人为源贡献,Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于地壳风化,Na⁺海盐源和非海盐源贡献约各占一半,K⁺主要来自于非海盐贡献,而F^-和NH₄⁺则几乎全部由人为源贡献。不同路径气团影响下的降水离子组分具有明显不同,北方气团途径太原、石家庄、北京、兰州等工业发达城市,工业燃煤交通废气排放量大,降水中SO₄^2-、NO₃^-浓度均偏高,离子总浓度也明显高于南方气团。     

A Comparative Study of Landsat‐7 and Landsat‐8 Data Using Image Processing Methods for Hydrothermal Alteration Mapping

Comparing spaceborne satellite images of Landsat‐8 Operational Land Imager (OLI) and Landsat‐7 Enhanced Thematic Mapper plus (ETM+) was undertaken to investigate the relative accuracy of mapping hydrothermal alteration minerals. The study investigated the northern part of Rabor, which contains copper mineralization occurrences, and is located in the Kerman Cenozoic magmatic assemblage (KCMA), Iran. Image processing methods of band ratio, principal component analysis (PCA), and spectral angle mapper (SAM) were used to map the distribution of hydrothermally altered rocks associated with the porphyry copper mineralization. The band ratio combination of both sensors for mapping altered areas showed similar outcomes. PCA exposed variations in the spatial distribution of hydroxyl‐bearing minerals. The representation of hydrothermal areas using OLI data was more satisfactory than when using ETM+ data. SAM analysis found similar results for mapping hydroxyl‐bearing zones. Verification of the results came through ground investigation and laboratory studies. Rock samples (n = 56) were collected to validate results using thin sections, X‐ray diffraction (XRD) and spectral analyses. Field observations and laboratory analysis revealed that phyllic and propylitic alterations dominate the alteration zones in the study area. Argillic and iron oxides/hydroxides alterations were observed to a lesser degree. The results indicate that alteration maps prepared by OLI data using PCA for visual interpretation are more suitable than those of ETM+ due to a higher radiometric resolution and lower interference between vegetation and altered areas. As the spectral bandwidth of ETM+ band 7 covers absorption feature of propylitic alteration, better mapping of propylitic alterations is achieved using ETM+ data.