高温高压下黄铁矿热力学性质的第一性原理研究

黄铁矿是自然界中分布最为广泛的硫化物矿物,同时也是重要的造矿矿物,在金属矿床、沉积岩、变质岩、花岗岩、基性-超基性岩浆岩、以及地幔岩中都有大量出现。因此,研究黄铁矿在不同温度压力下的热力学性质可以为深入探讨与黄铁矿有关的成岩、成矿、成藏问题提供有用的矿物学依据。本文利用基于密度泛函微扰理论的第一性原理方法,采用准谐近似计算了黄铁矿在高温高压下的热力学性质。我们计算的黄铁矿的晶格常数、零压下的体积模量及其对压力的导数与前人的实验及理论计算结果吻合得很好,零压下等压热容和熵随温度的变化与实验结果有很好的一致性。尤其是,本文计算了直至2500K、100GPa的高温高压下黄铁矿的等温体积模量、热膨胀系数、热容和熵等热力学性质。这为在有硫参与的情况下,人们开展下地壳-岩石圈地幔深度的地球动力学模拟和建立地球物理模型提供了有用的信息。     

生物活动对海床沉积物工程地质特征改造研究

底栖穴居动物是河口潮滩生态系统的重要组成部分,它对沉积物的二次改造作用非常重要。本文以黄河三角洲钓 口区潮滩为研究对象,研究了不同生物密度对沉积物工程地质特征的改造,包括滩面形态、沉积物强度、以及沉积物颗粒大小 的改变。在此基础上探讨了生物活动与滩面凹坑,沉积物强度非均匀性以及研究区浮泥之间的关系。     

Experimental investigation of limestone of the Faiyah Range area,United Arab Emirates

The paper presents results of a laboratory experimental program performed on limestone rock samples, using both physical and mechanical methods. The studied rocks (Simsima Formation, Upper Cretaceous) can be classified as highly ferruginous and highly fossilliferous limestone. The lower part of the Simsima Formation contains common fauna such as Orbittoids, rhodolithic and rudists, whereas the upper part of the limestone is interbedded with conglomerates. Detailed geological, petrographic in addition to physical and mechanical tests were carried out on some representative samples from the Faiyah area, aiming at getting a better understanding of the important properties of these rocks. It is shown that the uniaxial unconfined compressive stress is the controlling factor of classification of the Faiyah limestone.     

沸石对放射性核素Cs+,Sr2+的吸附阻滞作用

通过对新疆乌鲁木齐浅水河地区沸石的物化性质和工程特性(包括阳离子交换容量、孔结构、粒度组成、击实密度、渗透系数等)、活化处理以及对放射性核素C s ,S r2 吸附性能的研究,结果表明:该沸石的阳离子交换容量(CEC)达到97.9 m eq/100 g,在中性条件下最高为195.4 m eq/100 g;击实后的渗透系数为8.7×10-4m/s。沸石对溶液中的C s ,S r2 吸附量分别达到162.6×1-0 3和74.9×1-0 3,吸附效果优于内蒙高庙子膨润土矿。经过钠改性和铵改性处理后的沸石,对C s 的吸附量有不同程度的提高,最高达234.5×1-0 3;但对S r2 的吸附效果影响不大。溶液pH值对C s ,S r2 的吸附量有明显影响,中性和碱性环境更有利于沸石吸附作用的进行。     

人工冻融土物理力学性能研究

研究了原状土与人工冻融土的密度、干密度、含水量、饱和度、孔隙比、塑限、液限、塑性指数、液性指数、渗透系数等物理指标, 以及抗剪强度、无侧限抗压强度、压缩模量等力学指标的差异性. 土冻融后, 密度、干密度及塑性指数略有降低, 孔隙比、液性指数略有增大, 而其它物理指标基本一致. 粘土冻融后, 渗透性大大增加, 为原状土的～10倍, 而砂土仅略有增大. 粘土冻融后无侧限抗压强度是原状土的1/～1/2, 灵敏度降低, 其结果对冻结法向市政岩土工程的应用推广具有重要意义.     

荒漠地区生物土壤结皮的水文物理特征分析

通过室内压力陶土板系统测定土壤含水率与基质势的关系与Star-1土壤水分物理特征测定系统确定非饱和土壤水力传导度的方法,结合应用van Genuchten公式模拟,分析了位于腾格里沙漠东南缘包兰铁路沙坡头段人工生态防护体系生物土壤结皮的水文物理特征,确定了其水分特征曲线、非饱和土壤水力传导度、非饱和弥散系数,并与原始沙丘沙进行比较。结果表明,生物土壤结皮的持水能力是沙丘沙的3~9倍。当土壤基质势在-1~-3 000 cm的较高范围变化时,生物土壤结皮平均非饱和水力传导度低于沙丘沙(约为12%);而当土壤基质势在-3 000~-15 000 cm的较低范围变化时,沙丘沙的平均非饱和水力传导度又大大低于生物土壤结皮(约为91.0%)。正是由于生物土壤结皮特殊的质地与结构,使其非饱和水力传导度随着土壤基质势的降低,以及土壤含水量的减少,而趋于增大。与原始沙丘沙比较,生物土壤结皮独特的水文物理特点决定了它对荒漠地区土壤微生境的改善与促进作用,特别是通常情况下的高持水能力与低土壤基质势条件下的较高非饱和水力传导度,能够提高浅层土壤水分的有效性,有利于人工生态防护体系主要组分浅根系灌木、草本植物与小型土壤动物的生存繁衍。     

环境矿物材料在土壤、水体、大气污染治理中的利用

本文在简要阐明了环境矿物材料对污染物的净化机理与净化功能的基础上,明确了环境矿物材料的应用领域,重点展望了在土壤重金属污染防治、地表水和地下水水质改善及燃煤固硫除尘等三类状态污染控制与环境保护领域中应用的前景。认为经济、简便、有效地用于污染治理与环境修复的无机界矿物学方法类似于有机界生物学方法,均是自然界地球系统中天然自净化作用的反映。     

Elastic and Seismic Properties of Dabie-Sulu Ultrahigh Pressure Metamorphic Rocks

Lamé modulus (λ) and shear modulus (μ) are among the most important,intrinsic,elastic constants of rocks.Using λ and μ could be much more advantageous than using P- and S-wave velocities (Vp and Vs).He...     

云南金顶超大型铅锌矿区的构造格架与控矿构造问题讨论

金顶铅锌矿床是一个以沉积岩(灰岩与砂岩)为寄主岩石的超大型铅锌矿床。本文在对矿区构造和矿床基本特点研究的基础上,重点阐述了两种不同类型矿体(砂岩型和灰岩型)的构造类型、矿石显微构造及矿石组构的特点。本文研究表明,极其发育的断裂构造系统是兰坪盆地地质构造发育的基本特点,在盆地边缘、盆地内部普遍发育了具有薄皮式逆冲断层和推覆构造组合特点的成矿前断裂,它们造成矿区内大规模地层倒转与堆叠现象;盆地中发育了由构造角砾岩与透镜体带构成、宽度达近3km的NE-NNE向成矿期中轴断裂,它控制着矿体或矿床的发育与分布;近SN方向的成矿后地堑构造对于矿床具有破坏作用,并使之剥露于地表。金顶铅锌矿床主要有两种重要的矿床类型,即板状或层状砂岩型矿床和角砾状灰岩型矿床,它们分别位于白垩系钙质长石石英砂岩与三叠系沥青质灰岩构成的两个逆冲席体内。以凤凰山矿区为典型,金顶铅锌矿床具有3层结构:上部的三叠系白云质灰岩岩盖,中部的砂岩型矿体和下部的灰岩型矿体,三者之间被两条作为圈闭存在的重要逆冲断层带间隔。砂岩型矿体与灰岩型矿体之间由几个角砾岩筒连接,作为成矿时期的矿液运移通道存在。破裂与微破裂构造、块状构造、对生脉状构造及假晶构造等是最常见的显微构造型式,它们的存在揭示出破裂与碎裂、充填和交代作用过程在铅锌矿化过程中均起着重要的作用。金顶铅锌矿床的形成与就位,直接受构造作用控制。成矿前的逆冲推覆作用为高压成矿流体的形成以及成矿圈闭的发育创造了条件,成矿期中轴断裂的活动性促使成矿流体向上运移,而灰岩与砂岩的物理性质(包括孔隙度/渗透率以及力学属性)则制约了两种不同类型矿体的出现。致密的灰岩渗透率较低,含矿流体加热了灰岩并使之软化,同时高流体压力使得围岩易碎,形成由早期到晚期的细角砾岩、粗角砾岩和破裂,成矿物质同时沉淀结晶,胶结围岩角砾形成角砾型灰岩矿体。高压流体通过流体通道进入低孔隙度的砂岩后,便迅速弥散于其中,沿着颗粒边界或裂隙充填,并交代岩石中的钾长石碎屑及方解石胶结物,形成块状的砂岩型矿体。     

非均质土壤中二维非饱和土壤水分运动的随机分析

以一水平向具有空间变异而垂直向为均质的二维非饱和流动区域中的均匀入渗问题为例,应用Monte Carlo随机模拟方法分析了土壤水分变量的随机统计特性及其一、二阶矩的时空分布规律。在随机分析过程中,将所研究的流动区域土壤水力特性的空间变异性以随空间位置变化的标定参数δ(x)表示,并将标定参数δ(x)视为一维随机空间函数的实现,应用随机生成模型来生成参数δ(x)的随机样本。通过随机模拟分析得到:垂直方向上负压水头方差与平均负压水头近似呈一线性关系;随入渗时间的延长,不同深度处表征负压水头空间变异结构的自相关函数趋于一稳定结构。