锂元素及其同位素对南翼山油田卤水形成演化的指示意义

南翼山油田卤水以高钙富锂等元素为特征,是柴达木盆地研究程度较高的油田卤水之一。本文根据南翼山构造区及其周边地区油田卤水、盐湖卤水、河水和潜水等不同水体的水化学及岩层的地球化学和矿物特征,研究了湖水的蒸发浓缩对Li+的富集作用,探讨了水岩反应对油田卤水Li+含量和δ7Li的影响。结果表明,埋藏之前的蒸发浓缩是Li+含量和总固溶物增大的主要原因;水岩反应对Li+含量和δ7Li有影响,但不会引起明显变化。南翼山油田卤水主要来源于古盐湖卤水,演化过程中曾受到水岩反应的影响。     

Combined loading of caisson foundations in cohesive soil: Finite element versus Winkler modeling

The undrained response of massive caisson foundations to combined horizontal, vertical and moment loading is parametrically investigated through a series of 3D finite element analyses. The parameters are: (a) the embedment ratio (D/B), (b) the factor of safety against initial vertical loading (FS_V) and (c) the ratio of the overturning moment to the horizontal force applied at the top of the caisson (M/Q). Emphasis is given on: (i) the identification of all possible failure mechanisms in M–Q–N space, (ii) the developed stress distributions along the caisson walls for various load levels up to complete failure conditions. The results are then used as a feedback for calibrating the parameters of a generalized four-type spring model, originally proposed by Gerolymos and Gazetas (2006), through a genetic algorithm-based optimization procedure. The predictions of the Winkler model compare very well with the FE results, not only at the local response level (in terms of stress distributions along the caisson shafts), but at a global response level (in terms of force–displacement curves and M–Q–N failure envelopes at the top of the caisson) as well. Contrary to established lateral soil resistance theories, it is shown that both the ultimate horizontal soil reaction and resisting moment per unit depth do not solely depend on the strength properties of soil and geometry of the caisson but are also functions of the applied load ratio M/Q and initial soil yielding due to vertical loading. Interesting conclusions are also drawn regarding the transition from the elastic to the ultimate limit state (hardening). Quantifying through analytical expressions the contribution of each of the two basic lateral resisting mechanisms to the response of the caisson, a classification method for embedded foundations is then proposed. The capabilities of the Winkler model are further demonstrated through comparison with FE analysis of the caisson cyclic lateral response.     

堇青石合成的研究进展

堇青石是一种具有较低热膨胀系数、良好抗热震性的矿物材料。天然的堇青石矿物原料很少,因此常常采用人工合成的方法来合成堇青石材料。本文根据近年来合成堇青石的最新研究,论述了堇青石合成方法的研究进展,具体包括高纯氧化物高温固相反应合成法、天然矿物高温固相反应合成法、利用工业废料合成法、利用农业废料合成法、溶胶-凝胶法和低温燃烧合成法。目前工业化生产堇青石大多采用天然矿物高温固相反应法,此法虽有众多优点,但同时也存在许多的不足之处。因此,如何能将其他方法用于工业化生产,将成为合成堇青石今后研究中的一个发展方向。     

Sulfur Isotope Composition of Evaporites in Different Strata in the Tarim Basin

正Evaporite series is both an important target area looking for high-quality large potash deposits,but also one of the main types of hydrocarbon cap.Outcrops and drilling results indicate that five sets of evaporites were developed     

The Characteristics and Genesis of the Massive Nitrate Deposits in the Turpan-Hami Basin of Xinjiang,China

正Massive nitrate deposits have been discovered in the Turpan-Hami basin in northwestern China.Previously,large ore grade nitrate minerals were thought only to exist in the Atacama Desert in northern Chile.Estimates of the     

雄黄与光反应的研究进展

矿物晶体收藏近年来成为一大热点,雄黄晶体艳丽,是地质类博物馆和矿物收藏家收藏的矿物种类之一,然而光照下雄黄不稳定,雄黄与光的反应倍受关注。因硫砷化合物的光化学灵敏度,硫砷化合物是一种重要的光学材料,国外开展了雄黄与光作用的反应产物和机理研究工作,雄黄与光的反应产物有副雄黄、砷华和χ-物相,在光照下雄黄通过As_4S_5分子间接地转变为副雄黄。作为药用矿物,As_2O_3是药用雄黄的组成部分,又是毒性成分,As_2O_3的来源与受到的高热和光照等有关,国内中医药界加强了对雄黄的物质成分的研究,还需加强光照对药用雄黄成分影响的研究。     

地幔橄榄岩捕掳体中尖晶石筛状边的成因

山东的无棣大山和栖霞方山是两个以霞石岩为主的新生代火山,含有大量的地幔橄榄岩捕掳体,橄榄岩捕掳体中的尖晶石常见黑色反应边。在BSE图像上,这些反应边根据结构的不同又可以进一步分为两种:筛状边和均一边。有时两种反应边在同一颗尖晶石中共存并相互过渡。尖晶石捕掳晶和捕掳体中与寄主岩直接接触的尖晶石常发育均一边;发育筛状边的尖晶石则一般不直接与寄主岩接触,但位于捕掳体的边缘。尖晶石的筛状边呈多孔状,为富Cr尖晶石或铬铁矿。筛状边成分上与核部(Cr_2O_3=7.52%~36.75%,Cr#=7.80~44.20,Mg#=44.70~74.48)区别明显,具有高的Cr_2O_3含量(23.42%~65.96%)、Cr#值(78.97~92.49)以及低的Mg#值(17.22~43.02)。另外,筛状边相对其核部(TiO 2=0.00%~0.53%,MnO=0.04%~0.35%)还显示偏高的TiO 2(0.20%~3.60%)和MnO(0.29%~1.93%)。在筛状边附近存在富Al_2O_3(8.00%~17.57%)和MgO(17.89%~26.02%)的玻璃。尖晶石的均一边无孔洞但多发育裂理,成分上与核部突变,并以富TiO 2(20.90%~6.64%)和FeO T(70.79%~53.92%)为特征,最外部为钛磁铁矿。均一边具有明显的成分分带,表现为由内至外TiO 2、FeO T含量逐渐增高,Al_2O_3(0.04%~16.34%)、Cr_2O_3(0.77%~25.69%)和MgO(0.50%~7.16%)含量逐渐降低。尖晶石的两种反应边与寄主岩密切的空间关系说明其成因与寄主岩浆有关。虽然尖晶石筛状边的Cr#值(79.0~92.5)明显高于核部(7.8~44.2),但是其相对核部偏高的TiO 2和MnO含量,以及显著降低的Mg#值均与单纯的部分熔融趋势不吻合。根据尖晶石两种反应边的结构特征、成分特征和相互的空间关系,我们认为筛状边与均一边是岩浆与尖晶石反应不同阶段的产物。当橄榄岩捕掳体被岩浆捕获后,由于成分上的不均衡两者之间将发生溶解反应。反应过程中,尖晶石中不同元素向熔体迁移的速率区别明显,其中Cr是最难熔的元素也是迁移最慢的元素。在反应的初始阶段,由于易溶组份Al、Mg等元素随熔体迁出,尖晶石发育筛状边,并同时伴随Cr#值的显著升高和Mg#值的显著降低。此时,寄主岩浆中的Ti、Mn等元素也部分扩散进入筛状边中的残留尖晶石。如果熔体足够多,反应得以持续进行,筛状边中的Cr最终也将被熔体带走。在反应产生的混合熔体中金属氧化物最早达到饱和并结晶。随着反应的持续进行,结晶出的矿物将继续生长、变粗,并相互连接,直至孔洞消失形成均一边。同时伴随着矿物的不断结晶,溶解界面上的熔体成分也不断变化,从而使均一边具有明显的成分分带。在橄榄岩捕掳体内部,由于渗进捕掳体中的岩浆有限,渗透岩浆与尖晶石之间的反应多限于早期阶段,反应产物为筛状边。在捕掳体边缘,与寄主岩浆直接接触的尖晶石由于参与反应的岩浆量足够多,因此一般产生反应的终端产物———均一边。     

太阳紫外辐射在大气中衰减的探讨

在对北京紫外辐射观测资料分析的基础上,提出了参与光化学反应的物质对太阳紫外辐射能量的吸收作用.计算表明北京地区1990年云天比晴天紫外辐射减少约为21W m-2,此值与CeSS等人的观测结果比较接近.这表明了大气中参与光化学反应的物质对光化辐射能量的吸收基本上等于云对太阳短波辐射的"异常吸收"之值.所以,在辐射传输模式、大气化学模式、气候模式中,应该考虑参与光化学反应的物质对光化辐射能量的吸收作用.     

北京春季沙尘和霾期间气溶胶的对比模拟研究

利用气象模式WRF驱动区域空气质量模式RAQMS,模拟研究了2014年北京地区春季颗粒物及气溶胶化学组分的时空变化,对比分析了沙尘期（3月17日、29日）和霾期（3月25～27日）的天气形势、气象要素和气溶胶化学组分特征,比较了沙尘和人为气溶胶表面非均相化学反应对大气化学成分的影响及相对贡献。结果显示,模式对于气象要素、PM2.5、PM10及其化学组分具有较好的模拟能力,考虑了气溶胶表面非均相化学反应后明显提高了模式对PM2.5及气溶胶化学组分模拟的准确性。沙尘期间,沙尘对PM10质量浓度贡献占主导地位（50.7%）,对PM2.5的贡献与有机气溶胶（OM）和人为排放的一次颗粒物（PPM）相当;霾期间,硝酸盐NO₃?（25.6%）和OM（23.6%）对PM2.5的贡献最大,在PM10中NO₃?、PPM和OM的贡献相当。沙尘期,粗粒子明显增加,在PM10中所占比例与细粒子相当,为45.5%;霾期,细粒子占主导地位,占PM10质量浓度的85.6%。非均相化学反应使沙尘期间硫酸盐（SO₄2–）和NO₃–浓度分别增加16.9%和83.8%,使霾期间的SO₄2?和NO₃–浓度分别增加14.5%和45.0%。2014年3月,非均相化学反应使北京月均SO₂、NO₂、O₃、SO₄2?、NH₄+和NO₃?的浓度分别变化了?2.5%、?5.7%、?3.4%、11.7%、18.6%和58.5%,本文结果表明非均相化学反应对二次无机气溶胶的生成有重要贡献。     

花岗岩结晶分离作用问题——关于花岗岩研究的思考之二

岩浆结晶分离作用是一个古老的话题,很早就有学者指出,地球内部生成的岩浆大多是玄武质岩浆,大多数花岗岩是由玄武岩结晶分离形成的。本文在考察了岩浆结晶分离作用的制约因素、比较了不同性质岩浆结晶分离作用的特征之后指出:玄武质岩浆可以发生结晶分离作用,因为有与其相关的堆晶岩产出;安山质岩浆也可以发生结晶分离作用,因为也有与其相关的堆晶岩产出。但是,花岗质岩浆似乎不大可能发生结晶分离作用,因为,很少见到有与(富硅的)花岗质岩浆相伴的堆晶岩产出。花岗质岩浆之所以不大可能发生结晶分离作用的原因在于:(1)岩浆的黏性大,它不仅阻滞了矿物的结晶作用(使斜长石不能发育为自形晶),而且阻止了密度大的矿物(例如角闪石)下沉;(2)主要造岩矿物(例如斜长石)的密度与花岗质岩浆的密度相差无几,使结晶分离作用难以进行。本文详细考察了花岗质岩浆中斜长石的行为,指出在花岗质岩浆中斜长石结晶分离几乎是不可能的。那么,文献中大量充斥的花岗岩结晶分离作用的说法是依据什么呢?作者认为,文献中的许多说法可能主要是根据哈克图解得出的,而不是根据实际观察和理论研究得出的。作者认为,玄武岩和花岗岩不仅来源不同,成分不同,而且解释也不同。哈克图解中许多适合玄武岩的解释未必适合花岗岩。由于鲍文反应原理是结晶分离作用的理论基础,因此,文中也对鲍文反应原理进行了评述,并指出文献中存在的一些需要认真对待的问题,例如,从玄武岩-安山岩-英安岩-流纹岩的连续演化序列是不可能的;单元-超单元填图方法是不科学的;中国东部中生代大规模花岗岩不可能是玄武质岩浆结晶分离形成的等等。本文还以 Ajaji el ai.(1998)报道的摩洛哥 Tanncherfi 花岗岩为例,指出结晶分离作用的解释是不可能的。作者认为,花岗岩类的成分变化大,主要可能与源区组成、温度、压力、挥发分、部分熔融程度和过程、混合作用、岩浆分异及结晶分离作用有关。其中,源区组成可能是花岗岩多样性的最重要的原因,而结晶分离作用的影响可能是微乎其微的。本文认为,花岗岩结晶分离作用对于花岗岩成因的意义已经被大大地夸大了,我们应当重新思考结晶分离作用对于花岗质岩浆的意义。由于花岗岩的极端复杂性,许多问题还得不到比较合理的解释,本文的认识只是初步的。