离子吸附型稀土矿床的诱导成矿学研究

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,近年来为全球提供了80%以上的中、重稀土资源供给。该类矿床的形成主要受控于内生稀土初始富集和表生风化淋积成矿两个过程,而后者对于成矿极为关键。由于我国华南地区具有适宜形成离子吸附型稀土矿床的气候条件、大量出露的花岗质岩石及风化壳,因此对该地区开展人工诱导成矿技术研发将具有重要应用前景。通过分析离子吸附型稀土矿床形成的控制因素,预计可选择具有成矿潜力的花岗岩、含稀土风化壳和低品位矿床作为主要诱导成矿对象。通过调控地形地貌、生态、水文和风化壳物理化学条件等加速风化进程,促进稀土元素释放,引导稀土元素定向迁移,并在指定位置进行沉淀成矿,形成具有经济价值的富集稀土的矿体。特别是在该过程中可控制轻重稀土元素的分异,促使其形成富集重稀土的矿体,为解决全球重稀土资源紧缺和保障重稀土资源持续供给提供有效实施方案。因此,对离子吸附型矿床开展诱导成矿学研究具有重要的理论意义和应用价值,可作为诱导成矿学的重点研究方向之一。

自适应特征融合与cosIoU-NMS的目标检测算法

针对经典的有锚框检测算法RetinaNet、无锚框检测算法FCOS等目标检测算法中存在漏检以及重复检测的问题,提出一种自适应特征融合与cosIoU-NMS的目标检测算法.首先采用自适应特征融合模块对多尺度特征中相邻3层特征加权融合,获取丰富的上下文信息和空间信息;然后采用cosIoU计算检测框之间的余弦相似度与重叠面积,使目标定位更准确;最后使用cosIoU-NMS代替Greedy-NMS抑制置信度分数较高的冗余框,保留更准确的检测结果.以RetinaNet和FCOS为基准,在PASCAL VOC数据集上的实验结果表明,所提算法的检测精度达到81.3%和82.3%,分别提升2.8个百分点和1.2个百分点;在MSCOCO数据集上检测精度达到36.8%和38.0%,分别提升1.0个百分点和0.7个百分点;该算法能够增强特征表征能力,筛除多余的检测框,有效地提高检测性能.

用于隧道减震的叠层剪切吸能结构剪切性能试验研究

提出一种新型叠层剪切吸能(LSED)结构改变衬砌连接方式,能够保证隧道在轴向上具有良好的变形能力和在环向上具有较好的抵抗变形的刚性能力。基于LSED结构的竖向承载和剪切变形能力开展LSED结构的室内剪切试验和数值试验研究,利用变异系数法评价橡胶剪切模量、橡胶层单层厚度、橡胶层层数和结构有效直径等因素对LSED结构水平剪切性能影响的权重。最后,利用有限元软件ABAQUS建立LSED结构-隧道衬砌-围岩三维精细化工程模型,并采用动力时程分析方法对其地震响应进行分析。研究结果表明:在压剪状态下,结构整体位移由下到上逐渐增大,橡胶层的受拉区主要集中在外侧边缘,拉应力及其分布面积由两端向中间逐渐减小,上表面的最大名义主应变最大值由上到下逐渐减小;钢板层较大应力区域主要分布在靠近上下封板部位。设计因素中橡胶剪切模量和结构内部钢板直径对LSED结构的水平等效刚度的影响更为显著;LSED结构的设置能有效降低衬砌的地震响应,且减震率达到45%以上。

离子吸附型轻稀土和重稀土矿床成矿母岩地球化学特征对比研究:以关西和大埠花岗岩体为例

离子吸附型稀土矿床是花岗质岩石为主的成矿母岩经历后期风化淋积作用而形成,是世界上重要的稀土资源之一,因此其矿床成因备受关注。目前不同类型离子吸附型稀土矿床的成矿母岩的性质还没有得到很好限制,这也制约对该类型矿床成矿理论的完善。本次以关西离子吸附型轻稀土矿床(母岩为碱性长石花岗岩)和大埠离子吸附型重稀土矿床(母岩为白云母花岗岩)的成矿母岩为研究对象,对它们进行系统的年代学和地球化学分析,并结合前人研究成果进行对比,揭示离子吸附型轻稀土和重稀土矿床在成矿母岩的系统性差异。结果显示,关西碱性长石花岗岩(190 Ma)和大埠白云母花岗岩(155 Ma)均形成于燕山期,且具有较高的铝饱和指数,A/CNK均为1.07~1.38,指示二者均属于过铝质岩石,为地壳沉积物熔融的产物。关西碱性长石花岗岩高场强元素(Zr、Nb、Ce)含量高、Ga/Al(3.33~4.33)值和锆饱和温度(895~922℃)较高,表明其为铝质A型花岗岩。而大埠白云母花岗岩具有较低的锆饱和温度(762~795℃),含石榴子石和白云母等铝饱和矿物,应属于S型花岗岩;且大埠白云母花岗岩具有较低Nb/Ta(2.55~5.10)和Zr/Hf(12.2~20.7)值,并含有萤石等富F矿物,显示出高演化花岗岩的特征。通过系统的统计对比发现,A型花岗岩形成的温度更高,有利于源区富稀土矿物的熔融,并抑制了岩浆上升过程中稀土矿物的分离结晶,最终促进了稀土元素在岩体中聚集,从而有利于形成离子吸附型轻稀土矿床;而部分高演化的S型花岗岩中,由于出现石榴子石等富重稀土的矿物,从而富集重稀土,而且其普遍富F的特征也有利于岩浆经历更为充分的演化,促进重稀土元素在岩石中的富集,有利于形成离子吸附型重稀土矿床。

深井封隔器解封时套管挤压失效风险评估方法及应用

封隔器解封时,环空液柱快速下沉将产生明显抽吸压力,导致封隔器解封后生产套管挤毁事故时有发生,给深部高温高压油井安全生产带来巨大挑战。基于规范中套管有效外压力的计算方法,考虑环空液柱下沉流速及其诱导的环空抽吸压力,建立了封隔器解封时套管有效外压力计算方法,针对现场实例井研究了封隔器解封对套管等效支撑内压力和套管挤压失效风险的影响规律。结果表明,封隔器解封时油管液面深度越大、封隔器胶筒外径与套管内径环空间隙越大,环空抽吸压力值越大,套管内等效支撑内压力当量密度越低,套管挤压失效风险越大。为降低套管挤压失效风险,建议提高封隔器胶筒解封后变形恢复能力,同时封隔器解封前油管内应尽量补满液体。研究成果为确保深部高温高压油井安全生产提供重要理论依据和技术支撑。

基于天牛须BP神经网络的船舶电动舵机自抗扰控制

将自抗扰控制器(ADRC)引入到智能船舵机控制优化问题中,同时将神经网络嵌入到自抗扰控制,针对电动舵机快响应、非线性的特点提出一种神经网络自抗扰控制。将天牛须搜索(BAS)寻优能力强的特性与BP神经网络中的权值与阈值寻优过程相结合,建天牛须BP神经网络自抗扰控制器,弥补了BP神经网络训练时间较长、收敛速度较慢的问题。以船舶电动舵机系统作为被控对象在该控制器下的舵机系统的控制性能得到了提升,控制精度高无超调同时具有良好的鲁棒性,同时建立的BAS-BP神经网络自抗扰控制器对于实际应用具有指导意义。

长柱塞防气泵室内试验及模拟研究

目前国内各油田开发逐步进入中后期,高气液比油井举升问题日益突显,长柱塞防气泵在原有泵筒外设计排气结构,使进泵气体由此返回环空,达到防止气锁和提高泵效的目的。然而,由于适用界限未知,且缺少经济高效的评价手段,限制了其推广应用。采用CFD方法,引入动网格技术,基于控制方程和波动方程,建立长柱塞防气泵泵筒内气液瞬态流动和泵阀运动规律数值模型;开展室内可视化试验,验证了建立数值模型的准确性,模型平均误差为5.84%;基于数值模型,模拟分析了长柱塞防气泵上、下冲程泵筒内部气液两相流动规律,以及冲程、冲次对泵效率的影响,明确了其适用的气液比范围,当气液比大于400m^(3)/m^(3)时,长柱塞防气泵泵效低于经济泵效。

柔性石墨金属复合结构密封垫片研究进展

新型碳材料中,柔性石墨因其高耐候、抗辐射、低膨胀和良好的自润滑性而得到广泛应用,被誉为“当代密封之王”。但由于柔性石墨的多孔性、吸油性、低强度等缺点导致服役中易出现压溃、散架状况,严重制约了该材料的应用推广。柔性石墨复合材料兼具石墨和金属两者的优异性能,能够形成多道密封,逐渐成为石油、化工、汽车、核电等领域极端工况下密封材料的首选材料。文章分析了复合垫片的结构形式以及构成情况,并对石墨密封件在石化、核电等领域的应用前景和发展趋势进行了展望。

赛马碱性杂岩体的岩浆演化与稀土富集

赛马碱性杂岩体位于我国辽东半岛,是一个典型的铀-铌和稀土多金属矿化杂岩体,富含重稀土,其复杂的演化过程和稀土元素富集机制仍没有得到有效约束。本文对该碱性杂岩体中角闪辉石正长岩、正长岩、黑云正长岩、云霓霞石正长岩和异霞正长岩5类岩石及锆石的元素地球化学特征进行了系统研究,并开展了特征矿物包裹体的显微岩相学研究,旨在限定杂岩体母岩浆的演化路径,揭示稀土元素的富集机制。研究结果显示,赛马碱性杂岩体的母岩浆经历了由钾质碱性(角闪辉石正长岩、正长岩和黑云正长岩),到钾质过碱性(云霓霞石正长岩),向钠质过碱性(异霞正长岩)的充分演化。在演化过程中赛马碱性杂岩体母岩浆的体系状态发生了明显变化,碱性岩浆演化受流体不饱和的纯岩浆体系的控制,而过碱性岩浆岩则形成于流体过饱和的岩浆体系,且异霞正长岩母岩浆流体的饱和程度明显高于云霓霞石正长岩的母岩浆。研究还显示,钾质碱性岩浆稀土元素的地球化学行为主要受控于磷灰石等矿物的分离结晶,而成矿的钠质过碱性岩浆稀土、锆和铌等元素的富集成矿则主要受富CO_(2)的高盐度岩浆热液的控制。

鄞州风电场基于STMAS-WRF模式的风力预报性能评估

利用STMAS-WRF模式,对宁波鄞州风电场2021年12月23-26日的一次强冷空气大风过程进行数值模拟试验,并采用风机的观测资料进行误差检验,对此次大风过程的模式模拟能力进行评估。结果表明,STMAS-WRF模式对此次强冷空气大风过程具有较好的模拟能力,基本模拟出了风速随时间的变化,相关系数均达到0.8以上,均方根误差为2.83~3.86 m·s^(-1),平均绝对百分比误差为21.8%~29.8%。模拟结果表现出了冷空气影响过程中风速减弱增强再减弱的过程,但是对于风速减弱时段大幅度波动的风速,模式模拟普遍还存在偏大的现象。从不同风速段来看,模式对于小风速段和额定风速段的模拟效果较好,对变化风速段的模拟误差较大。通过对预报场和实况场环流的对比分析,发现模式对高层风速模拟效果较好,低层风速预报较实况偏大,可能与模式对于地面摩擦的影响考虑不足有关。

赣南清溪黑云母花岗岩的成因及演化特征

花岗岩是大陆地壳的主要岩石组成并与众多稀有金属成矿有关,因而花岗岩的成因和演化一直是地质学家关注的焦点问题。本研究对华南赣南地区清溪黑云母花岗岩进行了详细的年代学、地球化学、矿物学以及电气石B同位素分析。锆石LA-ICP-MS U-Pb定年结果显示,清溪黑云母花岗岩侵位时代为晚三叠世(226.4±0.5 Ma)。元素地球化学分析结果显示,清溪黑云母花岗岩具有较高的铝饱和指数(A/CNK=1.04~1.73,平均1.21)、较低的电气石B同位素值(δ11B=−13.4‰~−10.4‰)和锆石Hf同位素值(εHf(t)=−9.8~−2.2,平均−6.6),结合岩石中存在不同年龄的继承锆石,认为该岩石是沉积物部分熔融的产物,属于S型花岗岩,其源区可能是变质杂砂岩或变质泥岩。黑云母斑晶和富黑云母析离体的出现指示清溪黑云母花岗岩经历了黑云母的分离结晶。花岗岩和析离体中黑云母均具有较高的Nb/Ta值(6.6~15.3),黑云母的分离结晶可能是导致清溪黑云母花岗岩较低Nb/Ta值(3.8~9.0)的主要因素,也是导致岩石地球化学不均一性的关键。由于黑云母本身具有较高的Li含量和F含量,岩浆演化过程中形成的黑云母堆晶体可能对后续形成Li-F花岗岩具有重要意义。

水泥混凝土桥面铺装抗泛白性能评价方法及影响因素研究

该文分析不同泛白现象产生的原因,并确定气压差为主要的泛白驱动力。采用自行设计沥青混合料“临界气压差试验”分析不同压实方式以及级配类型下沥青混合料的抗泛白性能,并提出“临界气压差”“2 kPa下开始唧浆时间”和“2 kPa下、3 min唧浆量”可以有效评价沥青混合料抗泛白性能。结果表明:压实方式上沥青混合料抗泛白性能排序为:旋转压实成型、马歇尔击实成型、轮碾成型;级配设计上SMA抗泛白性能优于AC,并且集料粒径越大,抗泛白性能越优。

基于响应面法的不同配比沥青混凝土性能平衡优化设计

采用4种不同标号沥青及3种油石比制备12组沥青混合料,通过车辙试验、Overlay Tester(OT)试验以及动态模量试验评价其高温性能、低温性能和力学性能。采用响应面法对不同沥青混合料的高温性能、低温抗裂性能、疲劳性能和力学性能进行平衡性分析。结果表明,采用高油石比和低标号沥青可显著提高混合料的高温性能及力学性能且具有一定的抗裂性能,根据性能叠加图推荐了满足高模量沥青混凝土高温性能、抗裂性能与力学性能标准的沥青标号与油石比范围,其结果对于合理进行不同标号沥青混凝土配合比设计具有较大的参考价值。

老年重症社区获得性肺炎患者预后的影响因素及血清Ang-1与Ang-2比值的预测价值

目的:探讨血清血管生成素-1(Ang-1)/血管生成素-2(Ang-2)预测老年重症社区获得性肺炎(SCAP)患者预后的价值。方法:回顾性分析2018年12月-2020年12月中国人民解放军北部战区总医院收治的155例诊断为SCAP且治疗具有完整数据资料的患者,以治疗28 d为观察期,根据治疗后情况将患者分为生存组和死亡组,生存组121例,死亡组34例。收集并记录入组患者一般资料如性别、年龄、疾病史等,检测患者体内白细胞(white blood cell,WBC)计数、C反应蛋白(C reactive protein,CRP)、降钙素原(PCT)、Ang-1、Ang-2等指标,并计算Ang-1/Ang-2。比较两组基础资料、病史、急性生理与慢性健康评价Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluationⅡ,APACHEⅡ)评分、WBC、CRP、PCT、Ang-1、Ang-2、Ang-1/Ang-2等指标。将单因素筛查有意义指标行logistic回归分析;采用受试者工作特征(ROC)曲线分析Ang-1/Ang-2预测SCAP患者的价值。结果:两组年龄、性别、WBC、CRP、脑梗死病史、糖尿病病史、心力衰竭病史情况比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。生存组Ang-1/Ang-2水平高于死亡组,Ang-1、Ang-2、APACHEⅡ评分、PCT水平均低于死亡组,差异均有统计学意义(P<0.05)。logistic回归分析显示Ang-2、Ang-1/Ang-2、PCT是影响SCAP患者预后的危险因素(P<0.05)。Ang-1/Ang-2水平与SCAP预后情况行ROC曲线分析,结果显示Ang-1/Ang-2对预测SCAP患者死亡的敏感度为50.4%,特异度为94.1%。结论:对于SCAP患者,高Ang-1、Ang-2、PCT、APACHEⅡ评分及低Ang-1/Ang-2水平均可提示SCAP患者预后不良。Ang-2、Ang-1/Ang-2、PCT可作为影响患者28 d预后的独立危险因素。Ang-1/Ang-2在预测SCAP患者死亡风险方面具有较好的敏感度和特异度,值得进行深入研究,以期日后为SCAP的临床治疗及试验研究提供帮助。

含铑均相废催化剂回收铑技术进展

金属铑做为一种国家战略的储备金属,具有其他金属不可替代的作用,但铑资源主要集中在南非等一些国家,我国铑资源十分稀缺。而在我国工业化进程中,有大量含铑均相废铑催化剂产生,其中铑含量远远高于矿石,所以,从含铑均相废催化剂中回收铑尤为重要,本文对其回收方法进行了归纳总结,并对发展前景进行了展望。

重晶石粉用于提高地埋管回填材料导热性能的实验研究

地埋管换热孔回填材料的导热性能是决定地源热泵系统经济性和可靠性的主要因素之一.通过对回填材料样品中加入不同质量分数的重晶石粉进行实验室测试,分析了不同回填材料及重晶石粉配比样品的热导率变化特征,研究了不同温度条件下样品导热性能的变化规律.结果表明,重晶石粉饱水后热导率明显提高,饱水状态下样品热导率随重晶石粉比例增加而升高,在中砂样品中加入5%～10%的重晶石粉后,热导率提升约12%,达到2.0 W/(m·K);原状回填材料和不同重晶石粉配比回填材料在5～35℃范围内的热导率测试值相差不大,一般在0.01～0.04 W/(m·K)之间,说明在地埋管换热过程中温度变化不会对两者的导热性能造成明显的影响.

临近空间拦截弹最优弹道跟踪制导律

针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程,基于线性二次型调节器理论和高斯伪谱法设计一种跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪,考虑线性二次型跟踪问题,应用最优控制理论推导最优解的充要条件,得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式;基于高斯伪谱法,在离散的勒让德-高斯点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵,求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明,与基于求解矩阵黎卡提方程的方法相比,该方法选取较少的节点即可获得高精度的反馈控制量,且运算效率大幅提高,满足在线实施要求。

诱导成矿学:一门亟待建设的新兴交叉学科

矿产资源是人类社会发展的重要物质基础,绝大部分矿产属于不可再生资源,因此,迫切需要新的思路和方法实现矿产资源增储和高效绿色开发。本文提出创建一门新兴交叉学科--“诱导成矿学”的基本设想,该学科主要研究如何利用人工干预手段,加速并控制成矿元素的活化、迁移与富集,使得当前技术经济条件下不具开采价值的矿物岩石、低品位矿石以及尾矿、工业废弃物等转化为具有一定经济价值的矿产资源。“诱导成矿学”以岩石学、矿物学、矿床学、地球化学和构造地质学等地质学主要分支学科为基础,融合化学、生物学和环境科学等学科的新进展,旨在表生成矿人工调控和人类世矿产再造两个研究领域对矿产资源的增储和开发提出变革性思路和方案。

临近空间拦截弹中制导弹道设计

为提高临近空间拦截弹的飞行性能,基于弹道优化理论设计了中制导段的拦截弹道,分析了临近空间典型目标的弹道特性,选择滑翔/巡航段进行拦截。采用弹道与导引律分离设计的方案,从增大射程和末速度的角度,设计了高抛再入弹道,分析了拦截过程中的路径约束与性能指标,并基于纯比例导引律(PPN)给出了末制导的捕获条件,从而为建立中制导终端约束模型提供了参考。通过数字仿真对交接班捕获区进行了定量描述,验证了分离设计的高抛再入弹道能以更大的动能和有利的阵位进入末制导,且控制上更易实现。

T6I6处理对Al-Si-Mg-Cu铸铝时效析出及疲劳行为的影响

利用硬度测试、力学拉伸测试、疲劳测试和透射电镜分析(TEM)等方法研究了T6I6处理对Al-Si-Mg-Cu铸铝时效析出和疲劳行为的影响。研究结果表明:在T6和T6I6峰时效阶段,Al-Si-Mg-Cu铸造铝合金的主要强化相为GP区和β″相,T6I6处理能够明显提高峰时效态合金强化相的密度。与T6峰时效态合金相比,T6I6峰时效态合金的屈服强度和抗拉强度分别提高了7.3 MPa和11.5 MPa,同时延伸率也提高了4.1%。相同加载条件下,T6I6峰时效态合金的疲劳寿命更长,在最大应力为175 MPa时,疲劳寿命提高了63.0%。