表面接触角的测量及表面张力在宝玉石鉴定中的应用

表面张力是固体表面重要的物理化学参数之一,其大小与温度和界面两相物质的性质有关。基于Young方程的推导,使用接触角测量法计算固体表面张力已被广泛应用于表面科学和工程领域。宝玉石材料大多具有光洁的表面,在接触角测量的准确性方面较其他表面不均一的固体材料具有明显的技术优势。本文运用现代仪器(FTA200动态接触角测量仪)测量了15个天然和合成宝玉石品种(钻石、合成碳硅石、合成立方氧化锆、碧玺、托帕石、翡翠、琥珀等),以及经覆膜和充填2种处理方法的宝玉石样品(镀膜钻石、覆膜托帕石、覆膜翡翠、覆膜琥珀、充填碧玺)的表面接触角,并运用公式计算其表面张力。测试数据表明,不同品种宝玉石的接触角数值存在差异,如钻石的接触角值为56.68°,其仿制品立方氧化锆的接触角值为37.79°;覆膜处理与未经覆膜处理的天然宝玉石的接触角数值差异明显,如琥珀的接触角值为92.49°,覆膜琥珀的接触角值为66.49°;充填处理宝玉石接触角的测试由于控制液滴的大小受条件限制操作难度较大,测试结果不能准确表达为裂隙中充填物的接触角数值,故充填处理的宝石不宜采用此方法进行区分。研究表明,对于部分宝玉石品种和覆膜处理宝玉石,其表面接触角及表面张力数值差异显著,可以作为宝玉石品种的辅助鉴定依据;尤其是运用接触角的差异对于宝玉石鉴定具有较好的判别性,能够对不同品种的天然宝玉石与表面覆膜的宝玉石样品进行有效区分。与常规宝石检测方法(如红外光谱、折射率测量方法)对比,接触角测量方法具有测量准确、操作简便,不破坏样品的特点,符合宝玉石无损鉴定的基本原则,且能够安全快速地测量高折射率宝石,可以解决宝玉石表面覆膜等与表面物性相关的检测疑难问题。     

RESEARCH ON AUTOMATIC FOG IDENTIFICATION TECHNOLOGY BY METEOROLOGICAL SATELLITE REMOTE SENSING

There is an urgent need for the development of a method that can undertake rapid, effective, and accurate monitoring and identification of fog by satellite remote sensing, since heavy fog can cause enormous disasters to China’s national economy and people's lives and property in the urban and coastal areas. In this paper, the correlative relationship between the reflectivity of land surface and clouds in different time phases is found, based on the analysis of the radiative and satellite-based spectral characteristics of fog. Through calculation and analyses of the relative variability of the reflectivity in the images, the threshold to identify quasi-fog areas is generated automatically. Furthermore, using the technique of quick image run-length encoding, and in combination with such practical methods as analyzing texture and shape fractures, smoothness, and template characteristics, the automatic identification of fog and fog-cloud separation using meteorological satellite remote sensing images are studied, with good results in application.     

北运河水系底栖动物群落结构与水环境质量评价

为全面了解北运河水系的底栖动物群落结构和水环境质量,于2015年5月对北运河水系33个样点的底栖动物和水体理化性质进行了调查,分别采用综合水质标识指数法和底栖动物BI指数法对北运河水系进行水质评价,并通过Kolmogorov-Smirnov检验判断正态性,用Pearson相关分析方法对两种评价结果进行比较和分析.结果表明:北运河水系共采集到底栖动物23种,隶属于3门4纲6目11科11属,以水生昆虫和软体动物为主,整个水系底栖动物群落结构单一;底栖动物BI指数法的评价结果显示,72%的采样点水质为中污染(Ⅳ)或重污染(Ⅴ);综合水质标识指数法的评价结果显示,超过57%的采样点水质为Ⅳ类及以下;根据K-S检验,两组评价得分均符合正态分布;Pearson相关分析显示两种评价结果呈显著正相关.两种评价结果总体上呈现出相同的趋势,均显示北运河水系整体水质状况较差,干流水质状况优于支流,上游水质状况优于下游,温榆河上游、坝河下游、通惠河上游和凉水河的水质状况较差,温榆河源头和坝河上游的水质状况较好.两种评价结果在个别点位存在一定差异,具体表现为基于水体理化因子的评价结果稍优于水质生物评价结果,造成这种差异的原因是两种评价方法在时空尺度上存在差异.针对城市化水平较高、人类活动干扰较强的北运河水系,同时采用这两种评价方法有助于全面了解其复杂的水环境质量.     

X射线衍射和电子探针技术在矿物药雄黄鉴定及质量评价中的应用

雄黄是我国常用的矿物类中药,由于晶体空间结构不同,可分为α雄黄(AsS)和β雄黄(As4S4)。雄黄受氧化作用会产生剧毒物质砒霜(As2O3),其中β雄黄因空间结构关系更易被氧化,因此对矿物药雄黄的成分鉴定和质量评价具有重要的意义。常用的分析雄黄中砷及其他元素的方法(原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法、高效液相色谱-质谱法等)是通过测定总砷、价态砷和其他相关元素实现对雄黄的鉴别和有害成分的检测,分析过程复杂,试剂消耗大,需对样品进行破坏,而且不能直接对矿物结构进行判定。本文采用薄片鉴定、X射线衍射和电子探针对来自代表性生产地贵州思南和湖南石门的6种药用雄黄样品进行鉴别和质量评价。首先通过薄片鉴定初步确定雄黄样品的主要成分及伴生矿物,进一步利用X射线粉晶衍射和电子探针技术对雄黄的主要成分、伴生矿物进行半定量分析,再利用电子探针研究雄黄中As、S、O等元素的赋存状态,在这些技术综合鉴定的基础上,对收集的雄黄进行质量评价。分析结果显示:产自贵州思南的1号矿药由石英(82.8%)、方解石(9.5%)和白云石(7.7%)组成,2号矿药由α雄黄(64.7%)和石英(35.3%)组成;产自湖南石门的6号矿药由β雄黄(86.5%)和电气石(13.5%)组成,3号和4号矿药由α雄黄单矿物组成,5号矿药由β雄黄单矿物组成,3号、4号和5号三个样品中As含量大于70%,符合药典规定;电子探针分析样品中均未检测到砒霜,总体上表明湖南产的雄黄品质较高。研究表明,X射线粉晶衍射法利用了衍射图谱与晶体结构的一一对应性,找到不同矿物药样品的专属特性,而对于多组分矿物药样品,只要混合组分恒定,其衍射图谱就相对稳定,具有指纹特征;电子探针利用As、O等元素的赋存状态,可以有效地对雄黄的质量进行评价。X射线衍射和电子探针技术的结合用于鉴定雄黄矿物药是一种极为有效、可行的办法,与传统方法相比更为快速、经济。     

改进曲率模态识别桥梁损伤位置方法研究

结构健康监测和结构状态评估的主要前提之一是结构损伤识别。基于曲率模态对结构局部损伤比较敏感和频率指标测试简单方便、精度高的特点,本文提出了一种以结构的曲率模态为基础,综合考虑频率的变化的改进的结构损伤识别方法。随机子空间方法是一种行之有效的基于环境激励的结构状态识别方法。该方法的主要优点是无需人工激励,不中断桥梁的运营。为此,论文提出了一种不中断桥梁运营的基于改进曲率模态的桥梁结构损伤识别方法。最后用一三跨连续梁的有限元模型对该改进方法进行了验证。结果表明,采用随机子空间结合改进的曲率模态方法可以在不中断桥梁运营的前提下有效地识别出桥梁的损伤状况。     

中国大陆及邻区上地幔各向异性研究

为了深化对中国大陆及邻区上地幔介质形变强度和方向的空间变化图象、各向异性和剪切波分裂、各向异性以及应变、应变和构造过程关系的认识，我们以剪切波在分层各向异性介质中的传播理论为指导，以分裂剪切波观测为基础，借助数字化地震资料和高分辨率的信号处理技术，给出了对136次地震的分析结果，得到了20个台站下面的上地幔各向异性介质的变形强度和方向的空间变化图象；并结合已有研究结果，对中国大陆及邻区上地幔各向异性特性及其起源问题进行了讨论．      

塔里木盆地哈拉哈塘地区奥陶系一间房组岩溶储集层地震识别与控制因素*

哈拉哈塘地区位于塔里木盆地北部隆起轮南低凸起奥陶系潜山背斜西翼上,其中奥陶系一间房组碳酸盐岩岩溶储集层具有成因复杂、非均质性强和识别困难等特点。以该地区现有钻井资料、地震解释成果为基础,在现代岩溶研究成果的指导下,利用分时窗提取、断裂属性(Fault Fracture Attribute,FFA)裂缝预测等特色技术,详细刻画了一间房组孔洞、裂缝型储集层空间分布特征。利用地层CT扫描古河道识别、残厚法古地形恢复、基于优化算法的构造识别体断裂精细刻画等特色技术开展了岩溶储集层控制因素分析,指出古地形较高、水系发达、小断裂发育等是一间房组岩溶储集层发育的有利控制因素。面对现有碳酸盐岩岩溶储集层勘探难题,以现代岩溶理论为指导,钻井-地震结合,综合利用多种地震预测技术是开展研究区碳酸盐岩岩溶储集层识别和控制因素分析的重要手段。     

断陷盆地覆盖区不整合结构量化判识新方法——以济阳坳陷古近系不整合为例

地层不整合结构的量化判识是油气藏,特别是地层不整合油气藏成藏研究的关键问题。针对断陷盆地覆盖区不整合结构研究相对局限、量化判识不够的现状,研究了济阳坳陷第三系不整合纵向结构的发育特征,将不整合结构划分为Ⅰ1,Ⅰ2 和Ⅱ三种类型,它们可通过实验室岩芯样品的分析测试量化判识。由于不整合各层结构在测井曲线上都有一定的响应,因而根据多种测井曲线构建了综合分层曲线,并用最优分割法确定了地层中不整合面的位置。在此基础上,根据GR,AC和SP 曲线建立了主成分曲线,并综合岩芯地质和分析测试研究成果,提出了量化判识不整合结构的量化标准图版。该方法应用于济阳坳陷地层不整合油气藏勘探中,取得良好效果。     

Improvement of X-Band Polarization Radar Melting Layer Recognition by the Bayesian Method and ITS Impact on Hydrometeor Classification

Using melting layer(ML) and non-melting layer(NML) data observed with the X-band dual linear polarization Doppler weather radar(X-POL) in Shunyi, Beijing, the reflectivity(ZH), differential reflectivity(ZDR), and correlation coefficient(CC) in the ML and NML are obtained in several stable precipitation processes. The prior probability density distributions(PDDs) of the ZH, ZDR and CC are calculated first, and then the probabilities of ZH, ZDR and CC at each radar gate are determined(PBB in the M...     

南海北部珠江口盆地深水区碳酸盐岩发育特征及地震识别

由于南海的多次扩张、拉伸、消减运动,在珠江口盆地白云深水区发生了陆架裂陷和海水入侵等地质现象,形成了海相碳酸盐岩生长发育的基础地质条件。对珠江口盆地深水区碳酸盐岩的发育地质背景、地质特征、发育规律、地震响应特征以及深水区灰岩发育的主控因素进行了探讨,结果表明白云深水区主要发育两种类型的碳酸盐台地;古隆起镶边台地以及火山建隆孤立台地。台地沉积主要发育在古隆起周缘、构造高部位、火山隆起周缘,并被钻井所证实。在白云深水区东沙隆起西南缘、云荔低凸起、荔湾凹陷北缘、荔湾凹陷南缘及顺鹤隆起发育典型的生物礁,钻井证实有珊瑚、红藻、苔藓虫等造礁生物。生物礁地震特征具有强的连续反射顶、底界面,丘状反射外形,内部结构或空白、或杂乱,具有前积、加积、退积等层序结构。