大气冰核浓度对对流云降水过程影响的数值模拟

在已有的三维对流云模式的基础上新植入了同质冻结和异质核化方案,结合一次山地雷暴个例,通过敏感性试验来探讨大气冰核浓度对对流云微物理过程和降水的影响。模拟结果表明:①冰核浓度的改变会对对流云的动力场及各水成物粒子产生明显作用。增加冰核浓度,冰相粒子的数浓度随之增加;同时,凝华过程中释放大量潜热导致云中上升气流增强。由于水汽含量一定,各水成物粒子"争夺"水汽,使得云滴、冰晶和霰的增长均受到抑制,难以成为较大尺寸的降水粒子。②冰核浓度的增加,"贝吉龙效应"导致云滴的尺度减小,削弱了云-雨转化过程。雨滴、云滴混合比的减小抑制了雨滴对云滴的收集。同时,小尺度的霰粒子削弱了霰融化为雨滴的物理过程,最终导致地面累积降雨量降低。     

北京一次突发性降雪的云场结构特征分析

本文对利用三重嵌套的高分辨率中尺度模式对北京一次突发性降雪过程进行了数值模拟。重点分析伴随降雪过程的云各微物理含量构成和云场三维图像的演变特征,初步分析表明：此次降雪过程中云中的主要成份是冰晶粒子,雪其它粒子的含量较少,冰晶粒子含量随时间呈由高空向低空增加的趋势,它在降雪过程中起重要作用;云的三维结构图也清楚地反映云顶有不断降低和向下伸展过程,这与冰晶粒子的增长和沉降有关。     

袖珍矿物晶体结构模型的制作

所谓晶体结构,即晶体内部原子的排列形式}o晶体结构的表示方法有两种,即图示和模型。虽然所有的物理学、化学、矿物学和材料科学的教科书中都有晶体结构图,但是要使学生乃至专家建立结构的空间概念却绝非易事。因此,许多著名的晶体学家和矿物学家都十分强调制作模型的重要性。     

四川平武板状绿柱石矿物学特征及板状成因

在综合该区绿柱石产出背景的基础上,从围岩蚀变、矿物共生组合、矿物标型形态和绿柱石测温测压等方面确定平武绿柱石矿床是气成高温浅成石英脉型矿床。文中对绿柱石矿物进行了湿法化学分析、X射线粉晶衍射分析、微形貌分析,研究了该区绿柱石的形态、物性、化学成分及类质同象特征,确定该区绿柱石为板状晶形的含铯钠锂绿柱石,碱金属平均质量分数为2.412%(Li2O+Na2O+K2O+ Rb2O+Cs2O)。板状含碱绿柱石一般发育在伟晶岩中,气成高温热液矿床中产出板状含碱绿柱石极为罕见。在以上工作基础上,从绿柱石形成的内因和外因两方面探讨了绿柱石的板状成因。     

Structure refinement of astrophyllite

The crystal structure of astrophyllite K₂Na(Fe, Mn, Mg,□)₇[Ti₂(Si₄O₁₂)₂|O₃](OH, F)₄ has been refined. The dimensions of the triclinic unit cell are: a = 0.5359(2) nm,b = 1.1614(4) nm, c = 1.1861(4) nm, α= 113.16(2)°, β= 103.04(2)°,γ= 94.56(2)°,V = 0.6495(5) nm³, Z= 1, space group P1, R=0.057 for 5308 reflections |F_o|>3σ|F_o|. According to structural and compositional differences the monoclinic astrophyllite K₂NaNa(Fe, Mn)₄Mg₂Ti2[Si₄O₁₂]₂(OH)₄(OH, F)₂ and astrophyllite should be considered as two different mineral species. Astrophyllite, monoclinic astrophyllite, bafertisite and lamprophyllite contain heteropolyhedral sheets which topologically are related with Si, O sheets of mica where one or several SiO₄ tetrahedra are replaced by TiO _n polyhedra. Therefore this heterophyllotitanosilicate series represents a kind of functional substitution in inorganic crystals.     

内蒙古苏尼特左旗地区堆晶角闪辉长岩的发现及地质意义

通过详细的野外工作和室内研究，发现苏尼特左旗附近较广泛地分布有一种主要由角闪石和外长石组成的堆晶岩，其化学成分属基性岩范畴，可定名为堆晶角闪辉长岩。这类岩体具清楚的层状构造、堆晶结构．岩石化学成分、稀土元素、结构和构造等特征均表明，该类岩石是由富水的拉斑玄武岩浆经分离结晶作用形成的，是造山带火成岩组合中的一个主要组成部分，形成于造山构造岩浆旋回的早期阶段。     

液态水含量和冰晶浓度对闪电频数影响的数值模拟研究

假定在软雹和冰晶碰撞的非感应起电机制为主要的起电机制成立的条件下，数值模拟研究了国际上公认的Fletcher和H—M冰晶产生机制以及云中的液态水含量对雷暴云放电过程（区分了云闪和地闪）的影响。结果表明，随着气压和温度的变化，在两种冰晶产生机制假定下，冰晶浓度分布有很大差异，这直接导致了雷暴云内电活动的差异。液态水含量的增加将使得首次放电时间延迟，同时将引起放电位置的下降和闪电频数的减少。     

津巴布韦大岩墙南段两翼铬铁矿床特征及成因探讨

津巴布韦大岩墙蕴含丰富的铬铁矿资源,不同部位成矿特征存在差异。钙碱性铁质基性-超基性岩浆结晶分异过程中伴随着铬铁矿的成矿作用,南部岩浆房两翼300m深度范围内共赋存7个不连续的铬铁矿层,矿层垂向间距30～50m,南部矿层发育优于北部;铬铁矿层厚度多为0.2～1m,铬铁矿层发育于辉橄岩系和辉石岩系的接触部位,三者呈渐变式过渡接触,共同构成典型的韵律结构;两翼矿层产状呈对称状倾向于岩墙的轴部,倾角约为10°～20°;矿石多为自形-半自形微细粒结构,稀疏浸染状及中等浸染状构造,矿石为需选贫铬矿石,w(Cr2O3)=5%～30%,且矿体内Pt+Pd含量可观。大岩墙南段两翼铬铁矿为典型的早期岩浆结晶分异矿床,后期构造运动加剧了矿层的不连续性,并对局部岩矿层产状产生改造,蛇纹石化蚀变形成了指示矿体的标志性斑杂构造岩。     

On the pore‐scale mechanisms leading to brittle and ductile deformation behavior of crystalline rocks

Deformation mechanisms at the pore scale are responsible for producing large strains in porous rocks. They include cataclastic flow, dislocation creep, dynamic recrystallization, diffusive mass transfer, and grain boundary sliding, among others. In this paper, we focus on two dominant pore‐scale mechanisms resulting from purely mechanical, isothermal loading: crystal plasticity and crofracturing. We examine the contributions of each mechanism to the overall behavior at a scale larger than the grains but smaller than the specimen, which is commonly referred to as the mesoscale. Crystal plasticity is assumed to occur as dislocations along the many crystallographic slip planes, whereas microfracturing entails slip and frictional sliding on microcracks. It is observed that under combined shear and tensile loading, microfracturing generates a softer response compared with crystal plasticity alone, which is attributed to slip weakening where the shear stress drops to a residual level determined by the frictional strength. For compressive loading, however, microfracturing produces a stiffer response than crystal plasticity because of the presence of frictional resistance on the slip surface. Behaviors under tensile, compressive, and shear loading invariably show that porosity plays a critical role in the initiation of the deformation mechanisms. Both crystal plasticity and microfracturing are observed to initiate at the peripheries of the pores, consistent with results of experimental studies. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

X射线衍射技术应用于宝石鉴定-合成及晶体结构研究进展

因宝石检测常附带无损要求、宝石评价具科学性和不确定性等特点,X射线衍射(XRD)在宝石学这门矿物学的分支学科中的应用具有特殊性,其应用领域主要集中在三个方面。①宝石鉴定领域:对单晶宝石和多晶宝石进行物相鉴定、宝石产地特征研究以及宝石矿物多型的种类划分等。例如根据XRD图谱,可将品种繁多的微晶石英隐晶质变种玉髓中不同的SiO₂质矿物相精确区分;通过黏土矿物成分及其含量可将鸡血石中"地"的种类进行划分。②宝石矿物的晶体结构研究:对成分复杂的单晶宝石进行晶体化学分析、获取矿物类质同象替代情况、利用结晶度划分宝石品质。例如晶格参数中的c/a比值可将绿柱石的Al八面体类质同象替代和Be四面体类质同象替代进行区分;软玉中通过XRD数据计算出的结晶度与软玉的品质关系密切。③宝石学研究技术的开发:对宝石的优化处理过程进行监测,在宝石合成过程中检验矿物晶形大小、结晶质量及内应力等,以有机宝石的晶体结构为基础的人工养殖技术研究。例如尖晶石在热处理过程中,Mg离子由四面体中的T位迁移至八面体中的M位,导致M-O和T-O键长随温度变化,并反映在尖晶石的色调中;在托帕石合成过程中,XRD数据显示770~800℃时形成含氟托帕石(与天然托帕石结构相同),而在950℃和1000℃出现含氟托帕石离解成刚玉和莫来石。目前,我国在宝石学的XRD应用方面起步较晚,国外在宝石鉴定、优化与合成方面的应用相对成熟。本文认为,该技术与扫描电镜、质子探针等分析技术的联用仍有很大发展空间。