闽北晚中生代大源高、低ω(Sr)/ω(Y)值花岗岩成因及意义

为探讨闽北晚中生代大源岩体源区物质组成,以及成岩物理化学条件对花岗岩地球化学特征的控制,开展了锆石U Pb同位素年代学、锆石微量元素及Hf同位素、全岩元素和同位素地球化学等研究。结果表明,大源岩体为多期多阶段花岗岩,包括侏罗纪和白垩纪花岗岩,两个时代的花岗岩显示了截然不同的地球化学特征。侏罗纪((160±3)~(166±3)Ma)花岗岩具有Sr含量高和Y含量低,以及ω(Sr)/ω(Y)值高的特征,显示埃达克质岩石特征;其锆石εHf(t)值为-40.69~-11.32,Hf同位素二阶段模式年龄(T DM2(Hf))为1.84~3.83 Ga;全岩(ω(87 Sr)/ω(86 Sr))i为0.71366~0.71814,εNd(t)值为-16.7~-13.5,Nd同位素二阶段模式年龄(T DM2(Nd))为2.05~2.31 Ga。白垩纪花岗岩((143±3)Ma)具有Sr含量低和Y含量高,以及ω(Sr)/ω(Y)值低的特征;其锆石εHf(t)和T DM2(Hf)分别为-15.03~-11.60和2.04~2.34 Ga,(ω(87 Sr)/ω(86 Sr))i为0.70947~0.71343,εNd(t)值为-13.90~-9.78,T DM2(Nd)为1.74~2.05 Ga。元素和同位素地球化学特征表明,大源侏罗纪和白垩纪花岗岩主要来源于地壳物质部分熔融产生的岩浆。侏罗纪花岗岩ω(Sr)/ω(Y)值高可能是由镁铁质岩石在较低的地壳压力、较高的氧逸度和水含量环境下部分熔融所致;白垩纪花岗岩ω(Sr)/ω(Y)值低可能是与变质杂砂岩在较低压力、低氧逸度和水含量环境下部分熔融所致。结合本研究和前人的研究成果,表明华南晚中生代岩浆活动可能与古太平洋板块的西北俯冲有关。

贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体的SHRIMP锆石U-Pb年龄及其地质意义

贵东复式岩体由多期次、多类型的岩体组成,且东部盛产铀矿床,因此精确厘定该复式岩体的时代及其时序,查明复式岩体东部与中西部岩浆活动的差异性及其与铀成矿的关系,不仅有利于深入研究区域岩浆活动,而且有利于深刻认识铀的成矿规律。现有研究认为,以龟尾山断裂带为界,贵东复式岩体中西部岩基属燕山早期、东部岩基属印支早期,东部广泛发育的燕山期中基性脉岩与铀成矿关系密切。但对复式岩体中东部呈岩枝、岩株广泛出露的晚期花岗质小岩体的成岩地质时代及其分布规律尚存在争议,也有待进一步查明花岗质小岩体与铀矿床的时空关系。文章选择贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体为研究对象,采用SHRIMP锆石U-Pb法厘定其成岩时代,并分析它们的时空分布及其与铀成矿的关系。测试结果显示,贵东复式岩体中东部晚期花岗质小岩体普遍存在高铀锆石,这可能是对同一岩体不同学者所获得的^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄差别较大的主要原因。剔除高铀锆石的年龄数据,龟尾山断裂带以西的隘子、司前、陈洞岩体锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为163.0±1.6 Ma、163.1±1.6 Ma、160.7±1.9 Ma,属燕山早期岩浆活动的产物;而以东的帽峰、分水坳、龟尾山岩体锆石^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为230.0±2.7 Ma、225.9±2.9 Ma和232.6±3.1 Ma,属印支期岩浆活动的产物。所以,龟尾山断裂以西和以东晚期花岗质小岩体的时代不同。且龟尾山断裂带以东的印支期花岗质小岩体空间上与铀矿化、尤其是与燕山早期的绢英岩化型等中高温热液铀矿化关系密切,是主要的储矿围岩;结合元素地球化学研究结果,该区产出的印支期花岗质小岩体也可为铀成矿提供铀源。

东昆仑造山带海德乌拉铀矿床成矿流体特征研究

东昆仑造山带海德乌拉铀矿床是近些年西北地区最新探明的与火山岩有关的独立铀矿床,该矿床的发现为东昆仑造山带探寻热液型铀矿床提供了指示意义。本文选择与海德乌拉铀矿成矿期相关的透明矿物(粉红色方解石、紫黑色萤石及石英)作为研究对象,系统地开展C-H-O同位素和流体包裹体研究,查明该矿床成矿流体的来源与性质,并探讨矿床成因。研究结果表明,海德乌拉铀矿床成矿期石英中主要为H2O气液两相包裹体,少见CO_(2)-H2O两相包裹体;在粉红色方解石脉、紫黑色萤石脉中流体包裹体均含H_(2)O气液两相包裹体,在粉红色方解石脉中偶见纯液相包裹体,均未见到纯气相及含固相包裹体。成矿期粉红色方解石、紫黑色萤石及石英中包裹体均一温度范围分别为133~187℃(均值163℃)、127~204℃(均值169℃)、183~287℃(均值219℃),盐度范围分别为1.40%~7.02%NaCleq(均值3.65%NaCleq)、0.53%~3.06%NaCleq(均值1.26%NaCleq)、7.17%~17.26%NaCleq(均值为11.46%NaCleq)。流体包裹体气相成分以H_(2)O为主,另含少量CO_(2)等。C-H-O同位素实验数据表明,流体中δ^(13)CFluid-V-PDB、δDFluid-V-SMOW、δ^(18)OFluid-V-SMOW值的变化范围分别为1.59‰~1.00‰、71‰~63‰、0.03‰~3.72‰,表明成矿流体并非单一来源,可能为大气降水与岩浆水混合来源。此外,沥青铀矿的沉淀主要是由于流体与围岩的相互反应所引起的物理化学条件变化加上流体沸腾/CO_(2)去气,最终导致了沥青铀矿等成矿物质发生大规模的卸载与沉淀。

甘肃青山堡中牌细粒花岗岩成因与构造环境:锆石U-Pb年龄和全岩元素组成制约

龙首山铀成矿带位于北祁连造山带与阿拉善地块的结合部位,中志留世—早泥盆世受控于祁连造山带的构造演化而处于后碰撞伸展环境,然而关于龙首山铀成矿带在后碰撞伸展环境的结束时限尚缺乏精确的年代学约束。为此本文以该成矿带青山堡中牌细粒花岗岩为研究对象,开展了岩相学、锆石U-Pb年代学和全岩主微量元素组成分析,据此探讨了岩石类型及成因、源区特征及构造环境。结果显示,中牌细粒花岗岩成岩年龄为(413.7±3.0)Ma,为早泥盆世岩浆活动的产物,形成于碰撞后伸展环境。岩石具有高Si、富碱及低CaO、MgO和P_(2)O_(5)的特征,A/CNK=1.01~1.04;富集轻稀土元素,重稀土元素相对亏损,具有明显的负Eu异常;相对富集Th、U、Nd、K,亏损Ba、Sr、P、Ti等元素。岩石的地球化学特征指示,中牌细粒花岗岩应属于弱过铝质高分异I型花岗岩。中牌细粒花岗岩形成于碰撞后的伸展环境,岩浆来源于下地壳,岩浆源区主要残留相为角闪石,在岩浆演化过程中经历了显著的结晶分异作用。结合前人研究成果,提出龙首山地区早古生代形成的岩浆活动按照时间可划分为晚奥陶世—早志留世(452~438 Ma)和中志留世—早泥盆世(430~412 Ma)两个阶段,其分别对应于构造演化的俯冲阶段和后碰撞阶段。

桂北沙子江铀矿床赤铁矿地球化学特征及铀成矿启示

沙子江铀矿床是苗儿山铀矿田中具有经济价值的花岗岩型铀矿床,前人已对该矿床的成矿年代、成矿构造等进行了研究,而对蚀变矿物的研究较少。赤铁矿是沙子江铀矿床的重要蚀变矿物,与铀成矿关系密切。文章选取沙子江铀矿床成矿期赤铁矿为研究对象,在显微镜和扫描电镜(SEM)观察的基础上,阐明沙子江铀矿床成矿期赤铁矿的成因、成矿流体特征,探讨其与铀成矿之间的关联,以期为沙子江铀成矿作用提供新信息。研究结果表明:1)沙子江铀矿床成矿期赤铁矿是成矿前黄铁矿经热液作用与氧化的成矿流体发生氧化作用形成的;2)沙子江铀矿床成矿期赤铁矿形成时的流体为高氧逸度富Cl流体,可能以氧化的大气降水为主;3)大气降水与富CO_(2)的幔源流体混合形成的热液流体与豆乍山花岗岩相互作用,形成了富铀的氧化性流体,该流体与早期形成的黄铁矿相互作用,导致沉淀成矿并形成了赤铁矿。

块系岩体间黏弹性性质对摆型波传播的影响

基于深部非连续自应力等级块系岩体构造理论,研究冲击载荷在块系岩体中以摆型波形式传播时岩块间黏弹性性质对摆型波传播的影响。当岩块间具有五种不同黏弹性性质时,通过对块系岩体的始端和末端区域中间岩块加速度响应计算及各岩块加速度正负摆幅幅值分析可知:岩块间黏性变化时,对岩块加速度衰减周期没有影响,但黏性增大时各岩块正负摆幅下降幅度比黏性周期增大时大;岩块间弹性变化时岩块加速度衰减周期均发生变化,但弹性减小时正负摆幅值向平衡位置平移,弹性周期减小时块系岩体的前半部分岩块正负摆幅曲线均出现波动且负摆波动较大,岩块间弹性梯级增大时,岩块加速度迅速衰减,同时各岩块加速度的正负摆幅曲线在初始端区域出现波动。

冲击地压矿井的围岩与支护统一吸能防冲理论

针对冲击地压过程的能量传递与耗散,基于块系围岩与支护系统动力模型,研究冲击扰动在岩体中传播时,围岩与支护特性对能量传递与耗散的影响,通过岩体和支护中的阻尼吸能作用对支护端岩块的动能变化进行分析。经分析表明:支护端岩块的冲击能量是可控的,当增大围岩中局部岩块间的阻尼作用时,支护端岩块的动能明显下降,有效地吸收了冲击能量,同时局部岩块间的阻尼分散作用在相邻两个块体间的吸能效果相比于集中作用时更好;当增大支护中的阻尼作用时,相比于同样的围岩中阻尼变化,其吸收冲击能量的效果较弱。当围岩与支护中的阻尼共同作用进行吸能防冲时,应以岩体主动吸能为主,支护被动吸能为辅进行统一吸能防冲,由此提出围岩与支护统一吸能防冲理论,为吸收冲击能量防御冲击地压动力灾害提供思路。

摆型波传播过程块系岩体能量传递规律研究

深部岩体工程存在一种特殊的岩体动力现象即摆型波传播现象,摆型波在岩体中低频低速传播并伴随着较大的岩体能量传递。针对摆型波传播过程块系岩体的能量传递规律,基于深部岩体的非连续自平衡应力等级块系构造理论,研究摆型波传播过程块系岩体中岩块与其周围软弱介质之间的能量转化规律,分析自应力块系岩体中的能量传递规律。经分析得到:摆型波传播过程块系岩体的能量转化表现为岩块的动能和其周围软弱介质的势能之间存在相互转化,动能和势能在相互转化过程中不断向前传递,给出块系岩体能量传递与转化的表达式,并通过计算分析得到块系岩体局部区域能量变化呈现周期递减规律以及整个块系岩体的动能和势能变化符合指数耗散规律。

块系覆岩中摆型波传播对巷道支护动力响应影响

为研究支护体自身的动力响应规律,通过理论和计算分析岩体中的非线性摆型波传播对巷道支护动力响应的影响,根据摆型波在非连续自应力块系上覆岩体中传播时的支护动力响应模型,研究上覆岩块间的黏弹性性质及岩块破坏对支护动力响应的影响。通过计算分析得出,上覆岩块间弹性下降时,支护的动态受拉和受压幅值随之下降且周期变大;上覆岩块间阻尼增大时,支护的受拉和受压周期不变,但周期内的微扰动逐渐消失且幅值略有下降;上覆岩块沿垂直冲击方向破裂成两个子块时,支护的受拉和受压次数增加。

顶板-支护系统准共振诱发冲击地压机制研究

冲击地压的发生机制与防治是煤矿动力灾害研究的重要问题。巷道顶板-支护系统在围岩扰动作用下存在接近共振状态的准共振现象将诱发顶板支护系统的冲击灾害,表现为顶板的位移、速度、加速度3种准共振强响应。依据支护失稳及支护塑性屈曲判别条件,给出支护动载破坏的3个安全系数及相应的危险扰动频率比区间,同时针对顶板支护系统准共振诱发的冲击灾害给出支护阻尼防冲控制分析。结果表明:在外界扰动力幅值低于静载下的支护临界破坏载荷时,顶板-支护系统的准共振现象是导致支护冲击破坏的主要原因;支护破坏的准共振危险扰动频率比区间与顶板支护系统的阻尼比及力幅比有关,随着阻尼比的增加,顶板准共振时的位移、速度及加速度响应幅值均减小,支护阻尼是对3种准共振响应均敏感的控制量;随着顶板支护系统阻尼比的增大或力幅比(外界扰动力幅值与支护静载破坏临界载荷之比)的下降,支护的危险扰动频率比区间范围将缩小甚至消失,同时阻尼比和力幅比取值均较小时,顶板支护系统在3种准共振下的危险扰动频率比取值区间较为接近。该研究将丰富对冲击地压发生机制的认识,同时对支护防冲控制设计具有参考价值。

摆型波传播过程块系岩体频域响应反演岩块间黏弹性性质

基于深部非连续自应力等级块系岩体构造理论,研究在冲击扰动下块系岩体中岩块加速度的频域响应反演岩块间黏弹性性质。将块系岩体划分成3个区域,即初始区域,中间区域和末端区域,分别研究各区域中间块体加速度的频域特性,通过不同区域内块体加速度频域响应的综合特性反演岩块间的5种黏弹性性质变化。通过研究发现:各区域中间块体的频带范围依次减小对应着块体间黏性同时增大;各区域中间块体频带范围几乎没有变化对应着块体间黏性周期性变化;各区域中间块体高频谐波部分向低频平移对应着各块体间弹性同时减小;仅末端区域中间块体的高频谐波部分向低频平移对应着各块体间弹性周期性变化;各区域中间块体的频域曲线简单光滑,且近似对称单调变化对应着块体间弹性阶梯性增大。同时,给出块体间具有5种黏弹性性质时各区域中间块体加速度频域响应的中心频率及中心频带宽度数值特征。

模糊需求下的库存风险及最优库存决策

分析了在模糊需求下,按经典库存模型中的经济订货批量和订货周期所导致的库存风险损失。推导了模糊需求下的经济风险函数。给出了风险函数在模糊需求分布下的重心决策方法,在此基础上得到了模糊需求下经济批量的修正公式,为模糊库存风险分析的研究提供了一种方法。

块系岩体非协调动力响应特征试验研究

岩体在块系构造状态下的动力传播存在块体和块体间软弱介质的非协调变形现象,对岩体结构的动力稳定产生重要影响。目前块系岩体的非协调动力传播响应研究尚不充分,导致不能进行有效的动力响应特征识别。通过试验对块系岩体非协调动力传播过程岩块动力响应特征进行研究,分别从动力传播速度、岩块加速度振幅衰减、岩块振动位移响应、岩块振动持续时间、块体动能显现、块体振动频域响应特性等方面对比纵波传播,给出块系岩体非协调动力传播的特征分析。通过分析可知,块系介质非协调变形运动产生的动力传播现象相比于纵波传播是一种低频低速波,并伴随着岩块的大位移运动,同时岩块振动持续时间较长,蕴含着动能与势能的相互转换过程,这些现象构成了块系岩体非协调动力传播的重要特征。该研究将为识别岩体非协调动力传播特征及块系岩体的冲击预警波动特征识别提供参考。

巷道吸能支护的减震防冲效应分析

冲击地压是煤矿开采的主要动力灾害,巷道吸能支护是防御冲击地压灾害的新型支护方式和有效手段。吸能支护是在刚性支护基础上附加阻尼耗能构件形成的巷道支护,基于巷道顶板与支护相互作用的动力学模型,分析了在巷道刚性支护与吸能支护作用下的顶板-支护系统动力响应,同时就阻尼构件在吸能支护上的分布特征对减震防冲效应的影响进行了分析,研究了阻尼构件在支护中的串联、并联、混联3种分布特征下的支护吸能减震防冲效应。结果表明:相比于刚性支护,吸能支护不仅能有效抑制顶板的冲击响应,还对支护体的冲击响应具有自保护能力;串联吸能支护模式与混联吸能支护模式对顶板冲击位移的控制及支护体加速度的抑制作用相当,且均优于并联吸能支护模式,其中,在串联吸能支护模式下,顶板冲击位移可下降约89%,支护体加速度可下降约55%。进一步优化串联吸能支护模式可知,当采用支护体上端串联布置吸能构件时,构件吸能效果发挥的最好,并且支护体的变形、应力、等效塑性应变变化平稳且幅值较小,同时相比于在下端以及两端串联吸能构件时支护等效塑性应变分别下降约77%和96%。该研究为冲击地压动力灾害的防冲吸能支护动力可靠性设计提供思路。

岩块间软弱介质对块系岩体摆型波传播影响试验研究

块系岩体由岩块及岩块间软弱介质组成,块系岩体中存在一种非线性摆型波动力传播现象。摆型波在块系岩体中低频低速大摆幅传播,其中岩块间软弱介质是影响摆型波动力传播特性的重要因素。基于块系岩体摆型波动力传播试验模型,分析在一定冲击能量作用下岩块间软弱介质弹模及厚度对块系岩体摆型波动力传播的影响。从波动传播速度、块体加速度、动能、位移的时域和频域响应等方面进行分析。结果表明:当岩块间软弱介质弹模较大时摆型波传播速度较快,块体加速度及动能幅值较大,但位移幅值有所降低,加速度信号响应时宽明显变小,同时在摆型波传播过程中块体加速度、动能和位移的最大值衰减率均明显提高,而随着夹层弹模的增大两测点加速度频域响应带宽、中心频率及最值频率都随之增大,块体振动频率升高;岩块间软弱介质越厚摆型波传播速度越慢,同时块体动能及位移幅值增大,加速度信号时宽呈增大趋势,动能及位移的衰减更明显,加速度衰减率有小幅增加,加速度频域响应带宽及中心频率均随之减小,块体振动频率有所下降。综合软弱介质弹模和厚度两个因素当岩块间弱介质弹模下降或厚度增大时摆型波低频低速传播特性将表现得更为突出,该文章的研究将对块系岩体动力响应特征分析及岩体工程波动监测提供参考。

离散互馈神经网络并行稳定性控制

证明了离散互馈Hopfield神经网络动力过程与线性方程组迭代求根过程具有同构关系,进而给出由线性方程组系数矩阵和增广矩阵生成离散互馈神经网络权值矩阵和阈值向量的方法。得出当线性方程组迭代收敛时,可依据方程组系数矩阵和增广矩阵构造出神经元连接权值矩阵和阈值向量使得离散互馈神经网络并行演化稳定,且对非对称有理数权值矩阵和阈值向量下离散互馈神经网络亦是稳定的。当线性方程组收敛点各分量绝对值大于1时网络的初始状态稳定于方程组收敛点的符号模式。最后给出算例验证此构造方法,对离散互馈神经网络并行演化稳定的控制作用,推广了离散互馈神经网络权值矩阵和阈值向量的形式,为更一般情况下离散互馈网络稳定性设计提供理论依据。

基于TG-FTIR研究尾矿对褐煤的原位催化脱硝

针对褐煤燃烧过程中产生的NO及还原气体,采用热重红外联用技术研究尾矿加入后褐煤燃烧特性、NO生成量及还原气体的变化.结果表明,尾矿的加入对水分析出温度和挥发分燃烧温度的影响较小,但焦炭的起始燃烧温度相对降低,促进了焦炭燃烧阶段的进行.褐煤燃烧过程产生的还原气体主要为CH_4,NH_3,CO及脂肪烃类(—CH_2),尾矿的加入催化了NO与还原气体的反应,低温条件下以NH_3还原NO为主,且尾矿催化存在选择性,其对CO还原NO的催化强度较其他几种气体弱.

时变模糊需求下的最优库存决策

库存系统中存在众多决策参数,这些决策参数往往难以准确确定而只能凭决策者的经验给出,由此产生了对模糊库存模型的研究。在库存决策参数中影响最大也是最难确定的是库存需求量,研究库存需求量为时变模糊需求,即库存需求量是模糊值函数时的模糊库存模型,利用模糊值函数及模糊数的结构元表示,给出了模糊值函数在不确定性区间上的积分表示,得到-循环模糊库存模型总费用的模糊解析表达,最后利用模糊数结构元加权排序进行逆模糊化,得出模糊值函数的极值模糊点,进而得到在模糊库存总费用最小时的订货周期和订货批量的可靠解。

冲击地压矿井巷道支护理论研究及应用

针对现有支护理论、支护方法不能有效解决煤矿巷道冲击地压的问题,建立了冲击地压作用下的巷道围岩与支护响应的动力学模型,分析了支护刚度和支护阻尼对上覆岩体动力响应的影响,并由此提出了冲击地压矿井巷道支护设计的两个新思路,即提高支护刚度和快速吸能让位支护。其中,提高支护刚度主要以研制高强度的巷道液压支架为主,通过采用刚度较大的梁体和工作阻力较高的液压支柱来增加支护体系的整体刚度;快速吸能让位支护则采用多孔泡沫金属材料或吸能构件来增大支护中的阻尼系数,即利用其优异的吸能特性使支护体系能够在围岩冲击下快速吸收冲击能并稳定地变形让位,最终防止支护体系失效与巷道破坏,并据此研发了一种新型防冲吸能巷道液压支架并准备进行现场试验研究。

基于摆型波理论的防冲支护设计

针对当前煤矿支护方面不能有效解决冲击地压防御这一工程难题,分析并指出煤矿支护形式、支护方法上存在的根本问题。基于深部非连续自平衡应力岩体介质的等级块系构造理论,建立一维非连续自应力块系上覆岩体与支护互馈作用的理论模型,研究在冲击扰动下岩体中摆型波传播时支护性质对支护端岩块动力响应影响上覆岩块动态响应受不同性质支护作用的影响。分析得到:对于刚性支护当支护为刚性时,支护端岩块动力响应的加速度幅值随支护刚度的增大而降低;当刚性支护中具有柔性阻尼耗能机制时,岩块动力响应时间会随阻尼系数的增加而缩短。由此推论:在煤矿支护中,利用刚性支护与柔性阻尼耗能机制相结合的方式可以增强围岩稳定性、增加支护–围岩系统抵抗冲击的能力,以防止冲击地压的严重显现。由此提出刚柔耦合快速吸能让位防冲支护设计理念,并对基于该理念研制的新式巷道防冲吸能液压支架进行简要介绍,对其中核心吸能构件进行初步分析,为进一步研制系列防冲支护设备,形成新式防冲支护技术与方法,改善当前煤矿防冲支护设计,形成新式防冲支护技术与方法,奠定一定的理论基础。