基于探针气体吸附等温线的矿物材料表征技术:Ⅱ.多孔材料的孔隙结构

含纳米孔的天然矿物岩石材料的吸附和催化性能对于表生地球化学过程、材料加工、应用及煤炭开发利用等方面均有着重要意义。本文对比分析了各种纳米孔表征技术,重点介绍了基于吸附等温线的纳米孔研究方法。对三个典型样品等温线数据的模型计算表明,应根据材料中孔的形态(平行板状孔、球形孔和圆柱形孔)选择模型,不同类型孔所对应的计算方法和参数有很大差别。表征材料表面能量均匀的样品可首先考虑采用DFT法;HK法一般只作为定性研究方法,BJH方法受样品本身性质参数的影响较小,且计算简单,可广泛应用于介孔材料的孔径分布的表征。     

流-固耦合模型试验用的新型相似材料研制及应用

为研究隧道突水、突泥过程中断层及围岩各物理场变化规律,根据地质力学模型试验相似原理,通过大量多组别配比试验,研制出适用于流-固耦合模型试验的新型断层及围岩相似材料。其中,断层相似材料以砂为粗骨料,滑石粉为细骨料,石膏、膨润土作为胶结剂,液态石蜡作为调节剂;围岩相似材料以砂为粗骨料,重晶石粉、滑石粉为细骨料,白水泥及乳胶作为胶结剂。通过大量室内试验,对比分析原岩及相似材料变形特征及强度破坏特性,重点对单轴抗压强度、渗透系数、重度、泊松比、弹性模量等重要变形及水理特性参量进行调控,系统研究不同配比对材料参数的影响规律。试验结果表明：该材料力学参数变化范围广、性能稳定、操作工艺简单,可用来模拟不同渗透系数的低、中等强度岩体材料。将该相似材料应用于吉莲高速公路永莲隧道断层突水、突泥三维地质力学模型试验中,力学性能及水理特性均达到试验要求,能够有效地模拟突水、突泥的发展演变过程,真实反映断层灾变过程中各物理场响应规律。     

火山—热液作用相关细粒沉积岩研究现状及前沿探索

陆相细粒沉积岩是中国含油气盆地中重要的烃源岩和致密油储集层。随着对烃源岩、致密油、页岩油-气勘探开发研究的不断深入,陆相细粒沉积岩取得了一系列重要进展并持续进行着前沿探索。作者论述了传统细粒沉积岩基本概念及演变,岩石、矿物组成特征、成因机制与分类方法。结合近年来在陆内裂谷盆地陆相细粒沉积岩中广泛分布的火山—热液物质的新报道及研究成果,认为火山物质、热液喷流物质不仅参与了陆相黑色细粒岩系的沉积和成岩作用,也与油气生成有密切关系。加强对陆相细粒沉积研究,探讨深源碎屑及热液流体的来源及其对细粒沉积过程的影响,既有利于丰富、完善沉积学和陆相含油气盆地生油理论,也有利于更好地指导致密油、页岩油-气的勘探开发。     

A Common Reference Material for Cadmium Isotope Studies – NIST SRM 3108

Research into natural mass‐dependent stable isotope fractionation of cadmium has rapidly expanded in the past few years. Methodologies are diverse with MC‐ICP‐MS favoured by all but one laboratory, which uses thermal ionisation mass spectrometry (TIMS). To quantify the isotope fractionation and correct for instrumental mass bias, double‐spike techniques, sample‐calibrator bracketing or element doping has been used. However, easy comparison between data sets has been hampered by the multitude of in‐house Cd solutions used as zero‐delta reference in different laboratories. The lack of a suitable isotopic reference material for Cd is detrimental for progress in the long term. We have conducted a comprehensive round‐robin assay of NIST SRM 3108 and the Cd isotope offsets to commonly used in‐house reference materials. Here, we advocate NIST SRM 3108 both as an isotope standard and the isotopic reference point for Cd and encourage its use as ‘zero‐delta’ in future studies. The purity of NIST SRM 3108 was evaluated regarding isobaric and polyatomic molecular interferences, and the levels of Zn, Pd and Sn found were not significant. The isotope ratio ¹¹⁴Cd/¹¹⁰Cd for NIST SRM 3108 lies within ～ 10 ppm Da^?1 of best estimates for the Bulk Silicate Earth and is validated for all measurement technologies currently in use.     

东太平洋CC区多金属结核物质来源和分布规律

对东太平洋CC区(Clarion-Clipperton Zone)多金属结核丰度、品位、多波束地形测量、深拖光学覆盖率探测、地震勘探等一系列调查资料综合研究表明:①东区和西区结核在其化学成分和形态上有差异,但是聚类分析结果表明不能按区域断然分开;②因子分析得出东、西两区结核4种主因子是Mn组元素Mn、Cu、Ni、Zn,Fe组元素Fe、Co、Ti、Sr,岩源组元素Si、Al、K,生物元素Ca、P;③西区结核成矿物质主要来源于上覆海水中金属元素的化学沉淀,火山成矿作用使结核富集和丰度增加,趋势面和人工神经网络分析表明结核主要分布在海底坡度≤5°地区,该地区的结核量占总结核量的89.62％,坡度>5°地区结核量占10.38％;④东区结核丰度、覆盖率、地形三者变化一致,重大相变距离为10～15km,来自地幔成矿物质通过玄武质洋壳裂隙和断层,为多金属结核的形成和生长提供了丰富的物质来源,地球深部地质作用过程如基底岩浆房活动可能对结核分布产生重要影响;⑤东太平洋CC区多金属结核矿带的形成应归于海底板块扩张活动的一种资源效应和经后期表生地质作用改造的结果。     

合成翡翠的实验探索

模拟天然翡翠成矿的物理、化学条件,参照硬玉各元素的理论质量分数,选用合适的化学试剂配制合成翡翠原料,采用高温固相法制备非晶质的、具有翡翠成分的玻璃料,再利用高压固相转变的原理,在高温高压设备上对其进行结构转化处理,使其在翡翠稳定区内结晶。X射线粉末衍射、傅里叶变换红外光谱、偏光显微镜矿物结构的分析结果表明：合成样品中的主要结晶矿物为硬玉,其红外吸收光谱与天然翡翠的基本一致,部分样品的结构转化较完全,结晶程度较好,且其硬度、密度及折射率等常规宝石学参数也与天然翡翠的十分相近。     

中国东部主要河流稀土元素地球化学特征

在2007年底至2008年初的枯水期间,系统采集了中国东部流域面积和径流量较大的33条河流沉积物、悬浮颗粒物和水样,采用等离子质谱法、X荧光光谱法等方法测定了14种稀土元素含量以及常量组分和水体pH值等理化指标。研究发现中国河流稀土元素浓度总体高于世界均值,且南方河流沉积物、悬浮物稀土元素含量高于北方河流,南方河流悬浮物态中稀土、重稀土呈现一定程度的相对富集,与我国上地壳稀土丰度和稀土矿产种类的南北分异相吻合。展示了以中国东部泥质岩稀土元素丰度标准化后的稀土配分模式及Ce、Eu异常特征,发现河流沉积物的中、重稀土元素相对富集,悬浮物轻稀土相对富集,溶解相重稀土富集的特征;北方河流溶解相稀土元素浓度明显大于南方河流,且除小清河外,溶解相Eu不同于沉积物与悬浮物而呈强烈的正异常,主要与河水理化性质影响下的稀土分异有关。研究发现小清河等少数河流沉积物中稀土元素为异常高值,经Al标准化处理、计算拟合剩余值后,认为小清河等河流稀土元素已受人为污染的影响。     

山东地区黄土研究综述

山东地区黄土开始堆积时期普遍较晚,目前已见的剖面中,以青州傅家庄剖面堆积厚度最大(30 m以上),起始堆积时间最早,出露的最老层位为L9,TL测年时间约为0.8 Ma B.P.。山东地区黄土成因类型多样,物质来源广泛,其岩性特征与其他地区的黄土有明显的差别;在本地区内部,黄土的差异也比较明显,大体可分为两大成因分布区:渤海湾滨海与岛屿区和鲁中山前区。前者黄土粒度较粗,且普遍含有海相微体化石,其物质来源主要为末次冰期时期出露的渤海陆架物质,西北气流携带而来的内陆远源物质占次要地位。而后者黄土类型成因多样,东部的潍坊、青州黄土分布区,受到末次冰期时强劲冬季风的影响,物质来源主要为北部出露的渤海湾,向西至淄博、济南地区则已逐渐过渡为西北内陆风尘物质成分占据主导。     

铜镍硫化物铼-锇标准物质定值的溯源性讨论及总不确定度评估

对按国家一级标准物质技术规范研制的铜镍硫化物Re-Os标准物质定值的溯源性及其总不确定度进行讨论与评估。铜镍硫化物标准物质样品采用Carius管溶解,高精度的TRITON同位素质谱仪、MAT-262热电离质谱仪、四极杆等离子体质谱仪、多接收器等离子体质谱仪和高分辨四极杆等离子体质谱仪测量Re、Os含量和Os同位素比值,其中Re-Os含量可以溯源至基准物质,而187Os/188Os同位素比值可以溯源至国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)。在定值数据误差计算时,采用国际通用的ISOPLOT软件利用加权的方法对数据进行处理;在合成总不确定度时,考虑了物质的均匀性和稳定性,同时考虑了稀释剂标定和同位素丰度以及称量误差等影响测定因素的不确定度。标准值的不确定度由三部分组成:第一部分是通过所有参与定值数据,采用ISOPLOT软件,利用加权的方法对数据进行计算处理得到的不确定度;第二部分是物质的均匀性和稳定性的不确定度;第三部分是影响测定其他因素的不确定度。     

太平洋多金属结核及沉积物标准物质研制

太平洋多金属结核及深海沉积物标准物质,ＧＳＰＮ－２,３和ＧＳＭＳ－２,３,４个样品已研制完成。ＧＳＰＮ－２,３和ＧＳＭＳ－２采自太平洋ＣＣ区,ＧＳＭＳ－３采自中太平洋海盆（ＣＰ区）。原样被加工成－２００目（７４μｍ）的均匀粉未,其均匀性采用高精度的Ｘ射线荧光光谱法检测。样品的特性值采用国内外多实验室协同分析的方式定值,有包括台湾大学在内的１４个国内实验室和１８个国外实验室参加了合作分析。测试组分分别达７９和８１个,定值组分６３个。全组分的百分总和分别为：９９．７％,９９．５％,９９．８％和９９．７％。这４个标准物质已于１９９７年被国家技术监督局批准为国家一级标准物质,序号分别为ＧＢＷ０７２９５,ＧＢＷ０７２９６,ＧＢＷ０７３１５和ＧＢＷ０７３１。