轻轨结构在隧洞掘进爆破下的响应数值模拟

依托深圳大芬水分洪箱涵暗挖隧洞工程,采用动力有限元软件建立了三维数值模型,研究了轻轨结构在隧洞爆破开挖下的响应特性。结果表明:随着爆心距增加,同一高程的轻轨结构峰值应力、位移和峰值振速逐渐减小;随着高程增加,同一立柱峰值应力逐渐减小,而峰值位移和峰值振速具有高程放大效应;隧洞已开挖区形成的空腔使上部轻轨结构的振速响应存在空腔放大效应和空腔阻尼效应。在此基础上,基于萨道夫斯基公式回归预测和仿真计算对隧洞掘进爆破单响药量进行优化,结果为:轻轨结构位于掌子面前面和后面,两种工况条件下的爆心距均为20.52、28.65 m,则在允许振速条件下的最大单响药量分别为1.8、6.0 kg和2.1、6.3 kg。

钠离子电池氧化石墨基负极研究进展

负极材料作为钠离子电池的关键组成部分,对电池的循环稳定性以及能量密度至关重要。由于Na+半径较大,不易嵌入石墨层间,在锂离子电池领域中取得极大成功的石墨负极材料,无论在醚基或酯基电解液中均表现出低储钠容量。将石墨进行氧化处理,扩大了石墨层间距,增加储钠位点,所得氧化石墨材料储钠容量大幅度提高。以氧化石墨的制备为基础,一系列的氧化石墨基负极材料引起了广泛关注。本文通过对近期相关文献的探讨,综述了氧化石墨基负极材料特别是还原氧化石墨烯材料作为钠离子电池负极材料的研究进展,着重介绍了氧化石墨烯的制备过程、氧化石墨烯的还原途径对储钠性能的影响、还原氧化石墨烯的储钠机理、还原氧化石墨烯的官能团数量、种类对钠离子传质过程的影响;综述了杂原子掺杂还原氧化石墨烯钠离子电池负极材料的研究进展,着重介绍了N、S、B三种元素掺杂还原氧化石墨烯的物理化学性能以及电化学性能表现。综合分析表明,通过制备还原氧化石墨烯以及杂原子掺杂等策略,有望实现氧化石墨基负极材料在钠离子电池中的实际应用。

不同地区天然石墨球形化制备负极材料

天然鳞片石墨是制备锂离子电池负极材料的优质原料,本试验以鸡西、内蒙古、萝北3个地区固定碳含量(质量分数)约为95%的石墨精矿为原料,依次进行球形化整形和化学提纯,制备高纯球形石墨,并对高纯球形石墨进行了电化学性能测试。结果表明,经过球形化后,3个地区球形石墨振实密度分别为0.96 g/cm^(3)、0.94 g/cm^(3)、0.98 g/cm^(3),其中萝北石墨振实密度最高,成球率为41.44%。较优混酸提纯工艺为:混酸与石墨的液固比为3 mL/g,HF体积分数为30%,反应时间为6 h,反应温度为70℃,经混酸提纯处理后,3个地区球形石墨固定碳含量分别提高至99.90%、99.88%、99.97%。电化学性能测试结果表明,3个地区石墨负极材料的首次充放电效率均大于90%,首次放电容量均高于360 mAh/g,是制备天然石墨负极材料的理想原料。

花岗质复式岩体成因及其与W-Mo成矿的关系——以广西油麻坡岩体为例

广西陆川米场-博白三滩成矿带是近几年新发现的以W、Mo矿化为主的多金属成矿带。本文对带内与W-Mo矿床有关的油麻坡复式岩体进行了锆石U-Pb年代学、岩石学、地球化学和Sm-Nd同位素研究。油麻坡岩体由花岗闪长岩(主体)和白云母花岗岩(补体)两部分组成。传统观点一般认为补体是主体经历分离结晶后的残余岩浆,而本文LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,主体和补体分别形成于109.0±0.3Ma和100.7±0.5Ma,后者明显晚于前者约10Ma,说明两者不大可能是同一岩浆房演化的产物。来自岩石学、地球化学和同位素方面的证据也不支持两者是分离结晶关系,主要包括:①主体含自形角闪石,常见榍石和磁铁矿等副矿物,表明岩浆富水、高氧逸度的性质。而补体不含角闪石,常见萤石、钛铁矿和硫化物等副矿物,表明岩浆富F和偏还原的性质。这与两者的分离结晶演化关系不吻合;②补体锆石的U含量极高(平均高达10602×10-6),从而出现特有的蜕晶现象、裂纹等放射性损伤结构,明显不同于主体锆石(平均U含量为860×10-6);③补体强烈亏损Sr、Ba、Eu和LREE,富集Na、Rb、Ga以及W、Sn等成矿元素,并具有典型的稀土四分组效应和non-CHARAC特征,微量元素模拟计算表明,补体与主体没有演化关系;④主体和补体的Nd同位素组成差别较大(εNd(t)分别为-5.1^-4.0和-9.6^-8.6)。本文提出高度演化的补体花岗岩是新的幔源岩浆底侵导致下地壳部分熔融而形成,由于其富F,导致岩浆固相线大幅下降(岩浆期延长),所以经历了比主体岩浆更为强烈的熔-流体相互作用,有利于萃取W、Mo等金属元素并使之富集成矿。

基于普通克里格法的泥河铁矿床资源储量估算研究

本文基于安徽泥河铁矿床的三维矿体模型,利用普通克里格法对其资源储量进行了估算,并采用反距离加权插值法对估算结果进行了对比研究。结果显示,普通克里格方法在目前国内勘探程度提供的数据支持下可以适用,结果科学可靠。该研究可推动国际先进的资源储量估算方法在国内找矿勘探中的应用。

广西三叉冲钨矿有关岩体岩石成因:锆石U-Pb年代学、元素地球化学及Nd同位素制约

华南西南部博白-岑溪多金属成矿带是华南地区重要成矿带。在该带中先后发现的米场、油麻坡、三叉冲等中大型钨钼矿与晚中生代白垩纪花岗岩关系密切。本文选择了该区典型岩体——三叉冲岩体进行研究,通过对其特征及成因的研究对该地区成矿作用提供指示意义。三叉冲岩体由斑状中粒黑云母花岗岩和细粒二云母花岗岩组成。LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素定年表明,斑状中粒黑云母花岗岩形成于101-104 Ma,细粒二云母花岗岩形成于103-105 Ma。两种花岗岩都具有较大的化学成分变化,但具有相似的Nd同位素组成,εNd（t）值分别为–7.5-–6.5和–7.8-–6.7。我们认为中粒黑云母花岗岩为中元古界中-高钾玄武岩成分基底部分熔融,并与幔源基性岩浆发生岩浆混合作用形成的。在中粒黑云母花岗岩的演化过程中有角闪石＋少量斜长石的分离结晶作用。细粒二云母花岗岩具有明显不同于中粒黑云母花岗岩的Na2O和K2O演化趋势；且具有更高的 CaO 和 Sr 含量；同时,细粒二云母花岗岩具有高得多的 La/Lu 比值,这些证据都表明细粒二云母花岗岩并非中粒黑云母花岗岩通过分离结晶形成的。细粒二云母花岗岩为中元古界长英质麻粒岩＋少量拉斑玄武岩成分部分熔融产生中酸性岩浆,并与幔源岩浆发生混合作用形成的。幔源岩浆贡献的挥发分F使得细粒二云母花岗岩朝更富Na2O的方向演化。在细粒二云母花岗岩的演化过程中以黑云母＋钾长石＋斜长石的分离结晶为主。野外地质调查、岩石学及地球化学数据表明,细粒二云母花岗岩与三叉冲钨钼成矿作用的关系更为密切。晚中生代,受太平洋板块的俯冲作用的影响,桂东南地区处于拉张构造环境。软流圈上涌及玄武质岩浆底侵为基底的部分熔融提供了必要的热源,同时也为三叉冲岩体的形成提供了物质来源。

河南省嵩县槐树坪金矿床地质、同位素地球化学特征与成矿作用

河南嵩县槐树坪金矿床是豫西地区近年来通过勘查找矿评价出来的大型金矿床,该矿赋存于中元古界熊耳群火山岩地层,受断裂构造控制,与燕山期酸性岩浆侵入活动密切相关,是典型的构造蚀变岩型金矿床。矿区断裂构造可分为陡倾切层断裂和缓倾层间破碎带2种类型,缓倾层间破碎带是最重要的控矿和容矿构造,也是实现找矿突破的关键。氢、氧同位素分析显示,石英的δ^(18)OV_SMOW值变化于10.1‰~14.4‰,成矿流体δ^(18)OH_2O变化于-1.3‰~7.3‰,δD变化于-95‰^-81‰;矿石硫同位素分析显示,δ^(34)S值变化于-7.7‰^-1.4‰;矿石铅同位素分析显示,206Pb/204Pb变化于16.990~18.761,207Pb/204Pb变化于15.368~15.622,208Pb/204Pb变化于37.471~38.730。研究结果表明,槐树坪金矿床的成矿流体主要由岩浆水和大气降水组成,成矿主阶段以岩浆水为主,晚期有较多大气降水的加入;成矿物质主要来源于(直接或间接)太华群地层。该矿床的成矿过程经历了早期变形、变质作用的预富集,并于中生代后碰撞伸展构造环境下大规模富集成矿。

不同品位石墨矿岩冲击破坏模式与能耗特性研究

爆破作用下,不同品位石墨矿存在破碎块度离散大和能量利用低的难题。利用ϕ50 mm的SHPB试验装置开展了不同应变率作用下5种品位石墨矿岩试样的动态压缩试验,并结合高速摄影和微观结构来分析不同品位石墨矿岩的冲击破坏模式与能量耗散特性。研究表明:随着品位的增加,石墨矿岩试样的破坏模式从张拉破坏转变为张拉—剪切破坏;石墨矿岩的能耗特性具有很明显的应变率效应,入射能随着应变率增加呈指数增长,吸收能呈线性增长趋势;品位高低对能量吸收率也有较大影响,不同品位石墨矿的能量吸收率随着应变率的变化特征具有明显差异;石墨试样的平均破碎尺寸与吸收能存在较好的对应关系,石墨品位为18.97%时,其平均破碎尺寸最小。通过显微镜观察破碎试样的微观结构,发现石墨片状结构会在矿岩内部产生结构界面,降低矿岩强度。

南方离子型稀土矿产地质勘查规范修订建议

南方离子型稀土矿是我国特有的富含中重稀土元素的矿产资源,在矿床成因、矿石质量、采选工艺等方面独具特色。随着南方离子型稀土矿产的勘查、开发实践,针对该类型矿产的勘查手段、评价指标、采矿方法、选矿工艺等逐渐成熟,加之生态环保要求的不断提高,该类矿产的经济技术指标均发生深刻变化,现行《稀土矿产地质勘查规范》已无法全面指导南方离子型稀土矿产的勘查、评价工作。根据多年南方离子型稀土矿产方面的生产实践和认识,文章在评价对象、勘查阶段、勘查手段、岩芯样品保存、资源储量计算、底板类型和性质、原地浸矿工艺的适用条件等方面,对现行《稀土矿产地质勘查规范》提出了修订建议。

新技术矿产:未来矿业投资的机遇与挑战

随着科学技术发展,原来应用于军事和国防领域的信息技术、新材料和新能源技术逐渐进入民用领域,这对矿业和原料供应提出新的要求,同时也加速了新兴矿产的成长。本文首次就"新技术矿产"概念进行了界定,在此基础上分析了新技术矿产的特点及六个方面的产业特征,提出新技术矿产与矿业的新格局,最后探讨了矿新技术矿产在矿业投资方面的机遇与挑战,为新技术矿产的投资提供基础。

关于构建我国风险勘查资本市场的思考

自2005年以来我国地质勘查行业投资中社会资金所占比重一直维持在60%左右,这个比例与西方矿业发达国家风险勘查投资的融资结构差距较大。地质勘查行业的高风险性决定了其所投入资金也必须能够具有高度的风险容忍度。由此笔者认为,我国地质勘查行业亟待建立风险勘查资本市场,并给出建立风险勘查资本市场的基础及提出构建风险勘查资本市场的设想,包括:建立试验交易平台开展风险勘查资本市场试点、开展注册地质师试点、建立国内外勘查技术标准转换体系、建设市场诚信体系、充分利用股票期权金融工具等等。最后,针对开展风险勘查资本市场试点工作对政府及行业协会等相关部门提出密切合作、提供政策支持等建议。

明天的矿业——全球矿业勘探开发新趋势

2012年,全球矿业进入了冷暖未知的"初冬"季节,其发展将面临更加复杂的形势,在资源、技术和资本等多重因素影响下,全球矿业勘探开发将呈现新的变化:投资热点区域偏好更加分化、未来勘探开发热点矿种发生变化、未来勘探开发新技术将得到深度应用、新一轮并购重组热潮或再现、新兴经济体勘探开发资本市场将快速发展。

加拿大拉布拉多地槽DSO型铁矿床成矿规律及找矿方法研究

DSO(Direct Shipping Ore)型铁矿床即直运型铁矿床,指加拿大拉布拉多地槽区Fe品位大于50%(w(SiO2)<18%)的赤铁矿矿床,因其矿石品位高、经济效益突出而备受关注。对该地区DSO矿床区域成矿背景、典型矿床研究表明:(1)DSO矿体均赋存于苏克曼组含铁建造中;(2)DSO矿体的产出位置主要受构造控制,构造为热液流体的运移提供了通道,也为矿质的重结晶及沉淀提供了空间;(3)软质DSO成因属深部热液-表生改造型,硬质DSO成因则属热液型。根据DSO的成矿特点,可将拉布拉多地槽DSO找矿靶区分为谢弗维尔软质DSO找矿靶区、铁矿湖-阿提卡玛根软质DSO找矿靶区和阿斯特雷—索耶湖硬质DSO找矿靶区。找矿实践中,应通过地质填图、物探等方法对拉布拉多地槽中部地区的岩性和构造进行控制,重点关注NW向大断裂与次级断裂、次级褶皱、玄武岩与含铁建造岩性转换面的叠加处和地球物理低磁高重区。综合地质和地球物理方法优选靶区进行槽探、钻探相结合的快速验证,可有效提高找矿效率,实现拉布拉多地槽区DSO找矿工作的快速突破。

矿业裂解时代来临:再论新技术矿产

2011年,首次提出新技术矿产的概念,逐渐被业界认可。当前,全球矿业已步入复苏阶段、矿业裂解时代到来、科技和绿色环保对矿业发展产生重要影响,全球矿业面临新形势。在此背景下,新技术矿产产业将迎来重大发展机遇,由于技术进步带来材料产业的迅猛发展,某些矿种可能出现爆发式增长,也可能让一些企业加速消亡。矿业企业需要把握新技术矿产产业带来的重大发展机遇,关注未来热点矿种,提前布局,迎接矿业新时代的到来。

豫西熊耳山地区槐树坪金矿岩石-土壤找矿指示元素的确定及其应用

槐树坪金矿床位于河南省洛阳市嵩县境内,是豫西熊耳山地区近年来新发现的大型金矿床。本次研究对槐树坪金矿区地表及井下不同类型的较新鲜围岩、蚀变岩和矿石以及地表1∶20000面积性土壤采样,分析29项微量元素,从岩石和土壤两种采样介质来确定槐树坪金矿床的地球化学找矿指示元素。一方面基于较新鲜围岩的元素含量特征确定每个微量元素在该区岩石中的异常下限,进而分别计算了蚀变岩和矿石中微量元素平均含量与异常下限的比值,即异常衬度。按照异常衬度大于1.4的标尺确定了蚀变岩与矿石中明显富集的微量元素组合。另一方面,基于Au与28项微量元素在较新鲜围岩、蚀变岩、矿石三种介质中含量关系散点图直观确定了指示金成矿的微量元素组合。综合二者确定出槐树坪金矿区岩石地球化学找矿的指示元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Cd、Nb计13项。针对地表1∶20000面积性土壤调查,采用上述岩石中异常衬度为1.4作为土壤异常下限绘制了槐树坪金矿区微量元素的地球化学异常剖析图,以槐树坪金矿区已探明鸡公山一带的主成矿段为模型确定了土壤地球化学找矿的指示元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Cu、Pb、Zn、Cd、B计11项。综合上述结果认为在找矿指示元素组合方面土壤对岩石具有明显的继承性。基于岩石与土壤介质中共同的10项找矿指示元素,构建了归一化的综合异常指标,以鸡公山矿段为标准对整个槐树坪矿区进行了综合评价,发现槐树坪矿区内马蹄沟、秦佛爷沟、姜疙瘩和天坪西4处具有类似鸡公山矿段的找矿潜力。

全球勘察市场的分析与展望

近20年来,全球勘察市场经历了两轮矿业发展周期,这一起落变化基本跟随宏观经济的走向而定。当前所处的第二轮涨跌周期,从规模与速度来讲,几乎是前一轮的两倍,并且显示出了强劲的内生增长动力和恢复弹性。

加强铁矿石资源供应保障战略的顶层设计

当前，世界铁矿石市场供需总体趋向平衡，铁矿石价格相对历史最高水平有一定回落，研究机构纷纷给出铁矿石价格进入下跌通道的预测。国内不少业内人士对铁矿石价格一直高企不下的焦虑，似乎可以放下了。

地勘单位股份合作制问题探讨

作者认为，实行股份合作制是放开搞活国有小型企业的一种有效途径。文章对地勘单位改制为股份合作制企业的可行性和改制运作进行了有益的探讨，并强调了地勘单位实行股份合作制改造中的有关问题。

不同固定碳含量石墨矿石单轴压缩力学行为及损伤本构关系研究

不同固定碳含量石墨矿石力学性能和工业价值有所差异,研究石墨矿石力学性能与其固定碳含量之间的关系,对于深刻认识和科学利用石墨矿石具有重要意义。为此,综合运用石墨化学分析方法、岩石单轴压缩试验和岩石统计损伤理论,研究不同固定碳含量石墨矿石单轴压缩荷载作用下的力学响应特性,揭示固定碳含量对石墨矿石力学性质及损伤本构关系的影响。试验结果表明:石墨矿石试样单轴抗压强度随固定碳含量增加呈负指数型函数递减趋势、弹性模量呈线性函数递减趋势、峰值应变呈指数型函数递增趋势;随固定碳含量增加,石墨矿石试样破坏模式由张拉破坏过渡到拉剪混合破坏,最后向剪切破坏转变。引入与固定碳含量相关的损伤因子,建立了反映固定碳含量影响的石墨矿石统计强度型损伤本构模型,并将理论曲线与试验曲线进行对比,验证了所建立的损伤本构模型的有效性与合理性。