含单一贯通破裂面岩石注浆试验及加固机制分析

针对单一贯通结构面注浆加固影响围岩承载力的问题,提出了一种制作含单一贯通破裂面岩样的方法,并对此种岩样分别注入超细水泥和环氧树脂材料,进而借助RMT-150 C试验系统探究了固结体单/三轴压缩下强度及变形特征,最后,采用理论分析结合电镜扫描手段,揭示了结构面注浆微观固结机制。研究发现,三轴加−卸载条件下制备的破裂结构面更接近工程实际,符合试验要求;从应力−应变特征曲线来看,注超细水泥试件表现出阶段性,注环氧树脂试件曲线较为平滑;从强度特征来看,围压影响程度明显高于注浆材料的选择;注浆加固手段可提高岩体的残余强度,随着围压的提高,残余强度提高系数越不明显,固结体峰值强度愈发接近完整岩石峰值强度;从破坏特征来看,注超细水泥试件主破裂面沿原始破裂面剪切滑移,注环氧树脂试件主破裂面为新的贯通破裂面;最后,以摩尔−库仑准则为理论基础,建立了注浆材料黏结力与结构面强度提高系数关系式,发现结构面强度提高系数与浆液黏结力呈线性关系。与试验结果的对比表明,该公式较为合理,可为深部围岩支护优化提供参考。     

高纯石英的研究进展及发展趋势

石英是一种在地壳上大量分布,有着广泛工业用途和广阔应用前景的矿物。当石英晶体形成演化时,受结晶时环境条件、流体性质、结晶后遭受改造(如变质作用、构造变形和热扰动等)等影响,杂质元素如P、Ti、Ge、Al、B、Be、Ca、Na、K、H、Li等会或多或少存在于石英晶体中,因此在自然界不存在纯SiO₂组分的石英。同时,基于石英的微量元素组成,可以反演石英源区和形成演化过程,并用于研究岩石及矿床成因等科学问题。石英晶体内部杂质元素以类质同象替代、气液包裹体、矿物包裹体(不能按尺度分,应该按照状态划分存在形式)3种形式存在。石英中杂质元素的种类、含量、赋存形式,特别是包裹体特征将直接影响石英资源的品质和工业用途。本文还系统地阐述了石英的发光特性、工艺性能以及高纯石英的质量分类与标准和高纯石英原料来源等方面的内容。在本研究中,通过光学显微镜和激光拉曼测试,初步地查明了苏北张锦庄石英砂和广西姑婆山花岗岩石英中流体包裹体的分布和矿物包裹体的种类,这是开展后续研究的基础。高纯石英是优质石英资源经纯化加工得到的高品质石英原材料,可用于石英玻璃、石英坩埚、半导体、高温灯管、光纤、精密光学、微电子和太阳能等高新技术产业中。研究高纯石英原料的评价体系、理想源岩和形成机制有益于持续性地供给高纯石英原料, 极大地提高了石英原料的工业附加值。     

鲁西地区稀土矿床成矿系列划分与找矿新突破

鲁西地区是我国重要的稀土基地, 目前已发现并评价了4个稀土矿(床)点: 微山县郗山特大型稀土矿、枣庄薛城关帝庙稀土矿点、兰陵龙宝山中型稀土矿、淄博—莱芜地区稀土矿点。根据近年来的研究成果, 厘定出与燕山晚期岩浆有关的与构造-岩浆作用有关的稀土矿床成矿系列。根据稀土矿形成依存的构造-岩浆条件, 该矿床系列形成于整个中生代, 贯穿于燕山晚期, 初步分为一个稀土矿成矿亚系列: 与构造-岩浆及岩浆热液有关的成矿亚系列, 成矿年龄110~(134.9±1.8) Ma。通过选取郗山稀土矿和胡家庄稀土矿进行同位素研究, 郗山稀土矿方解石及矿体中δ18OV-SMOW为8.2‰～9.1‰, δ13CV-PDB为–7.5‰～–7.1‰, 成矿物质与碱性岩浆最初可能来源于上地幔; 胡家庄含稀土碳酸岩C同位素显示有幔源特征, O同位素落入海相碳酸岩和幔源碳酸岩之间, 显示有海相碳酸岩特征, 因此推测, 方解石矿物经历过后期改造成为次生矿物, 为成矿热液与围岩进行水岩反应混合后的结果, 二者成矿物质来源具有幔源特征, 成矿物质来源相似。根据成矿系列理论, 在郗山稀土矿开展系统找矿工作, 以寻找中生代郗山碱性杂岩体为找矿目标, 提交特大型稀土矿床1处, 取得了重大找矿突破, 证实了鲁西地区具有较好的找矿前景。     

New CGSP Carbonate Matrix Reference Materials for LA-ICP-MS Analysis

Four CGSP (Chinese Geological Standard Powders) carbonate matrix element reference materials were prepared by a coprecipitation method. The major and trace elements were dissolved from natural rare earth carbonate raw materials in strong acid and precipitated with ammonium bicarbonate or ammonia to form carbonate matrix phases. The carbonate reference materials were ground and pressed into tablets for microanalysis. The element homogeneity and stability in CGSP reference materials were tested by LA-ICP-MS using a calibration strategy without an internal standard element and evaluated mainly following ISO Guide 35: 2017 and JJF 1343-2012. Although the homogeneity of most of elements in the CGSP series were comparable to the repeatability obtained from homogeneous glasses, some elements (e.g., Mo, Se, Ga, Ge, Cd, Ni, Co, U) were found to have some degree of heterogeneity. All of elements passed the t-test evaluation in a 32-month stability examination except for Mo in CGSP-A, Na, Ge, Mo in CGSP-B, Ni, Cd, Sn in CGSP-C, and Al, P, Tb, Ho in CGSP-D. The certified element mass fraction values and uncertainties were determined with the characterisation of a non-operationally defined measurand using various bulk analysis methods in eight laboratories. GGSPs will provide a new carbonate calibration reference option for microanalysis.     

西藏夏垅隐爆角砾岩型铅锌银矿床成矿流体及成矿物质来源

夏垅铅锌银矿床位于冈底斯斑岩铜钼成矿带的西端,产于花岗岩基中,属于隐爆角砾岩型矿床。本文对其流体包裹体及H-O-S-Pb同位素组成进行了分析。成矿流体物理性质具有从中高温(240~340℃)、低盐度(2.2%~3.8%NaCl eqv)向低温(160~180℃)、低盐度(0.8%~1.7%NaCl eqv)演化的特征。矿石中石英的δD值为-156‰~-145‰,δ18 O值为-0.4‰~7.1‰,按流体包裹体均一温度换算的δ18 OH2O值为-16.7‰~-3.0‰,表明成矿流体来源于岩浆水和大气降水的混合。金属硫化物的δ34 S值变化范围较小,在-3.0‰~+5.9‰之间,按照同位素平衡系数外推法获得总硫同位素组成δ34SΣ为+9.80‰和+13.13‰,表明硫主要来源于岩浆岩,并反映成矿岩浆演化过程中可能经历了H2S去气作用。方铅矿的206 Pb/204 Pb=18.627~18.758、207 Pb/204Pb=15.598~15.682和208 Pb/204 Pb=38.637~39.298,黄铁矿的206 Pb/204 Pb=18.639~18.678、207 Pb/204 Pb=15.587~15.691和208Pb/204Pb=38.649~38.703,显示部分矿石铅富集放射性成因铅,反映铅的多来源性,即来源于上地幔铅与上地壳铅的混合。反映与夏垅铅锌银矿床成矿相关的岩浆来自于下地壳的部分熔融,并有地幔物质的补给,在岩浆上侵就位过程中又与上地壳中的岩浆房发生了岩浆混合。这也表明该地区可能存在有古老地壳,显示了区域上的独特性,为南拉萨地体区域找矿提供特有的指示意义。     

中国典型类型土壤中有机氯农药和多氯联苯成分分析标准物质的研制

目前我国有1个有机氯农药(OCPs)分析标准物质,3个多氯联苯(PCBs)分析标准物质;欧洲有1个OCPs分析标准物质和2个PCBs分析标准物质。美国、国际原子能机构和日本等组织研制了沉积物中OCPs、PCBs和多环芳烃的有机分析标准物质,这些标准物质的基质性质、浓度水平与我国地质样品基质性质、实际污染情况不符。本文针对我国土壤类型的分布特点、污染特征及实际样品检测情况,采集典型地区的土壤作为候选物,利用传统的气相色谱-质谱法、气相色谱-串联质谱法、气相色谱-电子捕获检测器法和现代分析技术方法——同位素稀释质谱法,严格按照国家一级标准物质技术规范和相关标准研制了6个土壤有机分析标准物质(编号为GBW07469~GBW07474),基本涵盖了我国典型土壤类型,包括褐土、水稻土、黄壤土和草甸土;定值化合物包括全国地质大调查必测的8种OCPs(α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH、p,p’-DDE、p,p’-DDD、o,p’-DDT、p,p’-DDT)和选测的7种PCBs(PCB28、52、101、118、153、138、180),含量范围为3.9μg/kg~2.31 mg/kg。此批标准物质的基质性质、目标组分的浓度水平和污染特征与实际环境样品具有较好的一致性,而且目标物种类多,含量范围宽,可以满足我国不同地区、不同程度污染的土壤样品中OCPs和PCBs同时测定的质量监控需求。     

黔东镇远金堡铅锌矿床稳定同位素特征与成矿物质来源探讨

通过野外调查采样和测试分析,对贵州黔东镇远金堡铅锌矿床开展碳、氧、硫同位素地球化学特征等进行研究,方解石和白云石碳同位素在-5.7‰~-6.9‰,落在典型的火成碳酸岩区域(-5‰~-7‰);氧同位素在11.2‰~12.2‰之间,略高于火成碳酸岩,预示火成碳酸岩物质经过低温蚀变造成氧同位素偏高。闪锌矿硫同位素分布较为集中,在11.5‰~14.2‰之间,结合该区域的碳同位素,暗示成矿物质来自于深部地幔或岩浆作用。通过碳-氧稳定同位素示踪分析,结合区域地质条件及矿床地质特征研究,认为金堡铅锌矿成矿热液与岩浆作用有关,     

Poroelastic behaviour of saturated brittle rock with anisotropic damage

A new anisotropic poroelastic damage model is proposed for saturated brittle porous materials. The model is formulated in the framework of the continuum damage mechanics. A second‐rank symmetric tensor is used to characterize material damage due to oriented microcracks. The classic Biot poroelastic theory is then extended to include poroelastic damage coupling. Both the deterioration of elastic properties and poroelastic coefficients is taken into account. A suitable procedure for determination of model parameters from standard laboratory tests is presented. The validity of the model is tested through comparison between numerical predictions and experimental data in various loading conditions. The overall performance of the model is evaluated. The choice of relevant effective stress for the microcrack propagation criterion in saturated cohesive geomaterials is discussed. Copyright © 2000 John Wiley & Sons, Ltd.