ANSYS软件中修正剑桥模型的二次开发

ANSYS软件具有很强的非线性计算功能和前、后处理能力,是目前世界上最强大的通用分析程序之一。标准ANSYS程序中包含众多的材料本构模型,但尚缺少岩土工程数值计算中常用的修正剑桥模型。为扩展ANSYS在岩土工程领域的计算能力,利用二次开发工具UPFs和数据接口将修正剑桥模型连接到标准ANSYS程序中。二次开发的核心是本构模型子程序UMAT.F的编制。子程序的编写一方面要符合修正剑桥模型的本构关系式和弹塑性有限元计算的特点;另一方面变量名和输入输出格式必须和标准ANSYS程序一致。对二次开发后的ANSYS程序进行了典型算例的验证。结果表明,在ANSYS中加入修正剑桥模型的方法是可行的,可推广到ANSYS对于其他材料本构模型的二次开发中。     

地质背景对土壤微量元素的影响——以渝北地区为例

研究地质背景对土壤元素的控制特征,可为区域土壤元素地球化学研究、种植施肥和农业布局提供科学依据。本研究利用网格化定位与化学分析的方法,结合GIS技术和相关评价标准,探讨了地质背景对Cl、Mn、B、Zn、Cu和Mo元素含量及分布的影响。结果表明:渝北地区土壤Mn、Cu、Zn元素含量整体处于适中与丰富水平,Mo、B元素丰缺参半;B、Mo元素含量显著高于重庆主城区,Zn元素含量显著高于全国水平。受地质背景影响,B、Cl、Cu、Mn元素呈现高度空间相关性,结构性空间变异起主导作用;Mo、Zn元素表现中等空间相关性,由结构性因素和随机因素双重控制。地层的组对元素含量分布起主控作用,土壤元素含量分布形状在空间上与地层组相对应。成土母岩决定土壤元素含量,是土壤元素含量水平的重要控制因素之一,其影响因素主要为岩石类型,其次为岩石形成的地质时期。土壤类型显著影响元素含量,总体上,Mn、Cu、Zn、Mo、B在石灰岩土中含量最高;除B、Mo元素外,其他元素在黄壤中含量最低。     

新疆青河县库布苏破碎蚀变岩型金矿元素迁移特征与规律研究

本文以新疆库布苏金矿北矿带为研究对象,讨论了库布苏金矿床北矿带元素活动特征,成矿及伴生元素、主量元素、微量元素、稀土元素的质量迁移规律;根据稀土元素的质量迁移、地球化学特征,初步探讨了成矿流体的环境条件和来源问题;并依据元素迁移地球化学图研究了库布苏北矿带105勘探线剖面的元素质量迁移程度和范围。研究结果表明,赋矿闪长玢岩脉及围岩的元素发生明显的带入带出作用,元素迁移活动规律明显,成矿阶段发生明显带入有Au、As、Bi、Ag、Sb、K2O、Si O2,说明引起闪长玢岩脉和接触带围岩蚀变的流体中富含Au、As、K2O、Si O2等,导致这些带入元素向矿体迁移富集;发生明显带出的有Ba、Sr、Cu、Mg O、Na2O、Fe2O3、Ca O,说明Ba、Sr、Mg O、Na2O等受热液蚀变作用随流体迁出。矿区岩脉的稀土元素质量变化显著,发生明显的带入带出,岩脉交代蚀变前后的轻重稀土分馏均明显,蚀变后的岩脉轻重稀土分馏程度有减小趋势。赋矿闪长玢岩脉稀土元素配分曲线右倾,轻稀土富集,轻重稀土分馏明显,Eu强烈负异常,Ce弱负异常,说明库布苏金矿成矿流体条件应为较高温度和还原环境。从围岩与脉岩中元素的迁移程度和迁移范围可见,带入的成矿指示元素有As、W、Sb、Bi,带出的成矿指示元素有Mg、Na。     

A coupling of mixed and continuous Galerkin finite element methods for poroelasticity II: the discrete-in-time case

In this paper, we formulate a finite element procedure for approximating the coupled fluid and mechanics in Biot’s consolidation model of poroelasticity. Here, we approximate the pressure by a mixed finite element method and the displacements by a Galerkin method. Theoretical convergence error estimates are derived in a discrete-in-time setting. Of particular interest is the case when the lowest-order Raviart–Thomas approximating space or cell-centered finite differences are used in the mixed formulation and continuous piecewise linear approximations are used for displacements. This approach appears to be the one most frequently applied to existing reservoir engineering simulators.     

Contamination risk assessment of fresh groundwater using the distribution and chemical speciation of some potentially toxic elements in Calabar (southern Nigeria)

The computer program PHREEQC was used to determined the distribution, chemical speciation and mineral saturation indices in a fresh groundwater environment with limited mining activities in the adjoining areas. The aim was mainly to determine the potential risk of a coastal plain aquifer contamination by some potentially toxic elements. The results show that the elements Ba, Cd, Cu, Fe, Mn, Ni, Rb, Sr, and Zn are distributed as free metal ions. Arsenic is in the neutral form of H₃AsO₃ ^o, while three species of aluminium [Al³⁺, AlOH₂, Al(OH)₂ ⁺] dominate. The major species of uranium include UO₂CO₃, UO₂²⁺+, UO₂⁺, and UO₂OH⁺, respectively, in order of abundance. The groundwater is saturated with respect to alunite [KAl₃ (SO₄)₂ (OH)₆], basaluminite [Al₄ (OH)₁₀ SO₄], boehmite [Al(OH)], Cu metal (Cu), cuprous ferrite (CuFeO₂), diaspore [AlO(OH)], gibbsite [Al(OH)₃], goethite (FeOOH), hematite (Fe₂O₃), magnetite (Fe₃O₄) and uraninite (UO₂). Most of the species are not mobile under the prevailing pH (3.3 to 5.9) and Eh (7 to 158 mV) conditions. The mobile ones are very low in concentration and will be immobilized by precipitation of mineral phases. The study concludes that presently these species do not pose any risk to the aquifer.     

西藏甲玛矿床磁黄铁矿微量元素特征及其与金富集沉淀的耦合机制

【研究目的】甲玛矿床是西藏冈底斯成矿带最重要的斑岩成矿系统之一,具有斑岩、矽卡岩、角岩、脉状金矿四位一体矿体结构,形成了丰富的矿物种类和多样的金属矿化。其中,磁黄铁矿作为重要的金属矿物之一,其矿物地球化学特征以及与金矿化的耦合关系一直不明确。【研究方法】此次,以甲玛斑岩成矿系统外围和远端的不同产状的磁黄铁矿为研究对象,基于详细的野外地质调查和镜下鉴定,通过激光剥蚀电感耦合等离子质谱分析方法（LAICP-MS）对不同产状的磁黄铁矿开展测点分析和扫描分析,详细揭示其地球化学特征。【研究结果】结果显示,甲玛矿床磁黄铁矿主要富集Co、Ni、Cu、Zn、Ge、Se,弱富集Pb、Bi、Sb、Te、Ag、As,而Mo、Cd、In、Sn、Ba、W、Au、Tl、Th、U等元素含量较低。其中,矽卡岩中的磁黄铁矿具有较高的Co/Ni比值,能有效揭示其岩浆热液成因,而角岩中磁黄铁矿可能继承了一定的沉积特征。【结论】甲玛矿区磁黄铁矿的Cu、Zn、Pb含量变化特征与矿床空间矿化规律一致。矽卡岩中的块状磁黄铁矿与金矿化关系密切,金主要呈他形、不规则的独立金矿物产于磁黄铁矿的孔隙和粒间。同时,金的富集和沉淀可能与富铋的熔体有关。创新点：磁黄铁矿是甲玛超大型斑岩成矿系统中典型的金属矿物之一,其微区原位分析清晰揭示其微量元素地球化学特征和矿物成因,同时,证实矽卡岩中磁黄铁矿的高品位金与成矿流体中的富铋熔体有关。     

和静开门德廷铜多金属矿矿体原生晕特征

开门德廷铜多金属矿位于那拉提铜镍金铁成矿带内,发育于斜长花岗斑岩体外接触带上,围岩蚀变由矿体向外发育绢英岩化、青磐岩化、硅化,矿体发育于绢英岩化带内.通过对矿体原生晕特征研究,确立矿体原生晕分带序列.矿体原生晕R型因子模型分析显示为多期热液成矿作用,与典型斑岩矿床因子特征一致.由此建立了矿体指示元素组合评价指标,有利于预测深部盲矿体.     

吉林省桦甸油页岩中稀土元素和微量元素的研究

对桦甸油页岩及其灰渣的矿物成分、主量元素、稀土元素和微量元素含量进行测定。结果表明：油页岩中稀土元素含量低于北美页岩(NASC)中的平均含量,REE球粒陨石标准化的分布模式曲线表现为负斜率,(La/Yb)_N的平均值大于1,属于轻稀土富集型;REE北美页岩标准化的分布模式曲线较平缓,（La/Yb）_S的平均值接近于1,轻重稀土分馏不明显。与球粒陨石和北美页岩相比,Eu有较严重的正异常。油页岩中的微量元素与北美页岩和地壳的平均值相比较,Sb、Nb、Cs、Zn、Bi、W等元素具有较高的富集度。油页岩灰渣中稀土元素和微量元素富集度均高于油页岩。     

漳州地热普查区地球化学异常的讨论

本文以漳州热田为例,通过对该区的地质及构造特征、地下热水分布、水化学特征及土壤地球化学异常的分析对照,论证了化探工作在地热勘查中的应用效果。同时,对热田的化探异常成因进行了初浅的探讨。     

煤及其燃烧产物飞灰和底灰中稀土元素地球化学特征及集散规律

采用ICP—MS法测试了褐煤、肥煤和无烟煤以及在不同燃烧条件下获取的飞灰、底灰等29个样品的稀土元素含量;分析了稀土元素地球化学特征。结果表明,不同煤种的稀土元素含量不同,相同煤种在不同燃烧条件下获取的飞灰、底灰中的稀土元素含量也不同;褐煤、肥煤、无烟煤及其燃煤产物飞灰、底灰的稀土元素分布模式呈左高右低的宽缓的“V”型曲线;Eu存在明显负异常。研究了燃煤过程中稀土元素的分布及集散规律,稀土元素在飞灰、底灰中的含量比原煤有明显提高,其增加幅度为几倍至20多倍不等,表明煤炭燃烧后稀土元素在飞灰、底灰中进一步聚集;飞灰和底灰中稀土元素含量、飞灰和底灰对煤的稀土元素含量比和富集因子以及飞灰对底灰的稀土元素含量比和富集因子等,不仅与原煤中稀土元素有直接关系,而且还受锅炉燃烧方式、燃烧温度(炉温)等人为因素的影响。