古地磁学在地磁场起源研究中的应用

地磁场起源及其倒转是地球科学的难题之一。究其原因一方面是由于无法直接观测地球内部发生的物理过程,另一方面是由于缺乏理论与实验相结合的综合研究。本文以磁流体力学为基础,将古地磁学与αω发电机理论结合在一起进行分析和研究。得出了如下新观点:(1)洛仑兹力在地核发电过程起负反馈作用;(2)较差旋转控制着地磁场西向漂移,(3)α作用使地磁极偏离地球自转轴     

Deformation, mass transfer and mineral reactions in an eclogite facies shear zone in a polymetamorphic metapelite (Monte Rosa nappe, western Alps)

This study analyses the mineralogical and chemical transformations associated with an Alpine shear zone in polymetamorphic metapelites from the Monte Rosa nappe in the upper Val Loranco (N‐Italy). In the shear zone, the pre‐Alpine assemblage plagioclase + biotite + kyanite is replaced by the assemblage garnet + phengite + paragonite at eclogite facies conditions of about 650 °C at 12.5 kbar. Outside the shear zone, only minute progress of the same metamorphic reaction was attained during the Alpine metamorphic overprint and the pre‐Alpine mineral assemblage is largely preserved. Textures of incomplete reaction, such as garnet rims at former grain contacts between pre‐existing plagioclase and biotite, are preserved in the country rocks of the shear zone. Reaction textures and phase relations indicate that the Alpine metamorphic overprint occurred under largely anhydrous conditions in low strain domains. In contrast, the mineralogical changes and phase equilibrium diagrams indicate water saturation within the Alpine shear zones. Shear zone formation occurred at approximately constant volume but was associated with substantial gains in silica and losses in aluminium and potassium. Changes in mineral modes associated with chemical alteration and progressive deformation indicate that plagioclase, biotite and kyanite were not only consumed in the course of the garnet‐and phengite‐producing reactions, but were also dissolved ‘congruently’ during shear zone formation. A large fraction of the silica liberated by plagioclase, biotite and kyanite dissolution was immediately re‐precipitated to form quartz, but the dissolved aluminium‐ and potassium‐bearing species appear to have been stable in solution and were removed via the pore fluid. The reaction causes the localization of deformation by producing fine‐grained white mica, which forms a mechanically weak aggregate.     

电感耦合等离子体串联质谱法测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素

电解二氧化锰废渣中的重金属元素在雨水淋滤下,通过地表径流对下游水生态系统及农业生态系统造成不同程度的环境污染和安全隐患,因此,准确测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量具有重要的现实意义。电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量通常很低,采用原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法测定,检出限通常难以满足测定要求。采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定,消除复杂质谱干扰面临挑战。本文采用电感耦合等离子体串联质谱(ICP-MS/MS)测定电解二氧化锰废渣浸出液中的重金属元素含量。电解二氧化锰废渣中6种重金属元素Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb经硫酸和硝酸混合酸浸出后直接采用ICP-MS/MS进行测定,利用串联质谱的O_2反应模式消除分析过程中Cr、Ni、As、Cd受到的质谱干扰,通过考察不同分析模式下~(52)Cr、~(60)Ni、~(75)As、~(111)Cd的背景等效浓度(BEC),评价质谱干扰对分析结果的影响。结果表明:在MS/MS模式下选择O_2为反应气,采用质量转移法和原位质量法可以消除~(52)Cr、~(60)Ni、~(75)As、~(111)Cd的所有质谱干扰。Cr、Ni、As、Cd、Hg、Pb检出限分别为3.06、9.31、3.50、2.72、2.03、1.89ng/L,加标回收率在95.6%～106.2%之间,相对标准偏差(RSD)≤3.9%。所建立的方法已应用于电解二氧化锰废渣浸出液中重金属元素的测定。     

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x-物相,在光照下雄黄通过As4S5分子间接地转变为副雄黄.作为药用矿物,As2O3是药用雄黄的组成部分,又是毒性成分,As2O3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.     

伴随数据同化方法及其在地幔对流中的应用

伴随数据同化方法是一个基于梯度法的反演技巧,尤其适用于对非线性问题的反演。最近几年里,该方法在地球物理问题中的应用取得了长足发展。文中试图从理论推导到其在地幔对流中的应用对该方法进行系统阐述,并附例图加以说明。伴随数据同化方法的基础是扰动理论,将模型输出与观测值的差别归因于模型输入中存在的误差,而该输入误差可以通过输出误差的最小二乘对输入条件的一阶倒数(梯度)来表示,这个联系就称作伴随算子。非线性问题的反演需要用到多次迭代;对输入误差的预估程度会直接影响计算和结果收敛的速度。作为描述当前地幔结构最有力证据的地震层析成像技术的不断进步,不论是在区域还是全球尺度上,都为地幔对流的反演提供了一个出发点。通过进一步同化或者比较相关的地质学证据特别是地表动力沉降观测,地幔对流反演可以克服目前仍然存在的地幔动力学各参数的不确定性的影响,从而进一步揭示壳幔系统的动力学机制。讨论的一个实际的例子是如何使用该方法反推出Farallon板块于晚白垩世时期在北美板块下的平俯冲过程以及该研究所导致的地球物理学及地质学意义。     

低温非静水应力作用下固体岩石颗粒间流体的性状及传质作用

低温下非静水应力作用固体颗粒间流体因其参与流体—矿物反应和流体传质而在地壳岩石变形和同构造地球化学过程中起着重要作用。粒间流体的性状、粒间流体—矿物反应和粒间流体传质都与固体颗粒所受应力密切相关。流体膜是非静水应力作用下固体颗粒间流体存在的主要形式,流体膜的厚度和成分决定着究竟是流体膜中水化力、双电层排斥力,还是因双电层而引起的流体渗透压在流体膜传递应力的机制中起主导作用。应力通过改变固—液界面上固体物质的自由能而影响固—液界面反应和流体的传质,并对这一应力感生过程的热力学和动力学方程进行了推演。     

A New Geochemical Reaction Model for Groundwater Systems

Through a survey of the literature on geology, hydrogeology and hydrogeochemistry, this paper presents a hydrogeochemical model for the groundwater system in a dross-dumping area of the Shandong Aluminium Plant. It is considered that the groundwater-bearing medium is a mineral aggregate and that the interactions between groundwater and the groundwater-bearing medium can be described as a series of geochemical reactions. On that basis, the principle of minimum energy and the equations of mass balance, electron balance and electric neutrality are applied to construct a linear programming mathematical model for the calculation of mass transfer between water and rock with the simplex method.     

锡石野外快速分析法在地质找矿中的应用

本文介绍了一种廉价、简便、科学的锡石野外快速分析方法,以及应注意的问题,对野外找锡工作具现实意义。     

汉诺坝玄武岩中熔体-捕虏体相互作用初步研究

汉诺坝新生代玄武岩捕获的地幔橄榄岩及其解体矿物橄榄石、单斜辉石、斜方辉石捕虏晶,普遍发育反应边结构,提供了玄武岩浆在上升穿越岩石圈地幔过程中橄榄岩-熔体相互作用的重要信息。橄榄石和单斜辉石捕虏晶反应边的成分变化一致,由核部富镁向边部富铁变化,趋同于玄武岩中相应斑晶的成分。斜方辉石捕虏晶反应边一般由橄榄石+单斜辉石+玻璃构成,多为双层结构,反应边矿物橄榄石、单斜辉石较相应的地幔矿物富铁,其富硅、碱的中酸性玻璃成分,为中国东部地幔矿物包裹体中存在的富硅、碱熔体的来源提供了重要信息。同时发现橄榄岩捕虏体中尖晶石颜色、成分的变化与温度的关系。地幔矿物捕虏晶反应边结构(非平衡结构)得以保存,暗示了玄武岩浆的快速上升。而大规模的熔体-捕虏体相互作用,改变着岩石圈地幔的性质。     

真空负压静力试桩方法关键技术试验研究

现有的静力试桩方法主要有堆载法、锚桩反力架法和自平衡法3种,且各自都存在明显的不足。为了弥补传统基桩静载试验的不足,设计并加工了一套能在工程实践中应用的真空负压静力试桩的反力装置,并进行了原型桩堆载和真空负压静载试验。在试桩上安设了钢筋应力计、桩底土压力盒和桩底位移杆监测传感器及装置,借鉴了地基真空预压排水预压密封系统的措施,形成了有效的密封反力系统。分析了试桩在加载过程中的荷载-位移(Q-s)曲线、位移-时间(s-lgt)曲线,以及轴力、桩侧摩阻力和桩端摩阻力的分布规律。试验表明,桩侧摩阻力的发挥与抽真空过程密切相关。由于负压平台的刚度、压力传递和密封效果原因,真空负压最大加载量级与理论值存在一定差距,针对上述问题提出了相应的解决方案和改进措施。