矿物粉体的表面能及对硅橡胶增强作用的影响

采用平衡接触角法测定了几种矿物粉体及硅橡胶基体的表面能，对矿物／硅橡胶的界面张力、平衡粘附功等热力学参数进行了计算，分析探讨了矿物填料／硅橡胶之间界面相互作用与复合材料力学性能的关系，提出粘附功（Ｗａ）与界面张力（γＳＬ）的比值（Ｗａ／γＳＬ）是衡量矿物填充硅橡胶的力学性能的一个重要参数。

岩石的微观结构特征与其力学行为启示

岩石的微观结构特征往往能很好反映其宏观特性,深入研究其微观结构特征对宏观特性的把控及工程建设具有重要意义。通过对常见砂、泥岩微观结构特征进行的电镜扫描实验,从微观结构特征上充分解释了其软化特性、抗冲击特性及波的传播特性等宏观力学特性方面表现的异同,并据此建议工程施工爆破中针对硬岩应注意爆破药量和爆破方式对岩石强度的影响,软岩应特别注意水的影响。同时,认为地震中硬脆岩石的大规模破坏和破碎可能与其微观结构也存在一定联系并建议进行深入研究。

含水对富铁橄榄石流变性的影响

橄榄石是下地壳上地幔最丰富的造岩矿物,橄榄石集合体的高温高压流变性对地幔动力学过程有着很大的影响。以往对橄榄石单晶和集合体进行过的流变性实验研究,涉及了温度、压力、氧逸度、含铁量以及含水等因素的影响,本文研究了含水对富铁橄榄石集合体流变性能的影响,首先,利用高精度 Paterson 气体介质变形装置对含水富铁橄榄石集合体(Mg_(0.9),Fe_(0.1))_2SiO_4、(Mg_(0.7),Fe_(0.3))_2SiO_4和(Mg_(0.5),Fe_(0.5))_2SiO_4进行了高温三轴压缩蠕变试验,变形试验条件为:温度1323～1473K,围压300MPa,差应力10～300MPa,应变率10^(-7)～10^(-4)s^(-1),每个试件的最大变形量为20%。利用三维非线性拟合方法对蠕变试验数据进行分析,结果表明,含水富铁橄榄石集合体的微观变形机制为扩散域和位错域,对三种铁含量,扩散域的应力指数为1。位错蠕变域中,Fo_(50)应力指教为3.8,活化能为444kJ/mol;Fo_(70)应力指数为3.7,活化能为479kJ/mol,Fo_(90)应力指数为3.6,活化能为514kJ/mol。将实验结果与不含水富铁橄榄石集合体的强度进行对比,发现含水使富铁橄榄石的强度明显下降,舍铁量相同时,含水橄榄石集合体的流变强度比干燥时小至少一个数量级。从而得到了含水对含铁量不同的橄榄石集合体粘性(强度)影响的初步试验结果。

压力对橄榄石流变性的影响

本文给出细粒橄榄石集合体在位错蠕变域中压力效应的实验结果。对干燥、人工合成的橄榄石集合体进行了三轴压缩实验,试验在一台高分辨率的气体介质试验机上进行。典型的常载荷蠕变试验温度为1473K或1523K,围压为400MPa、200MPa、400MPa、200MPa。当差压力和温度给定时,试件在400MPa围压下,变形速度较200MPa围压下要慢。实验得出的细粒橄榄石集合体在位错蠕变域中的活化体积值为(23±3)×10^(-6)m^3/mol。最后,对实验结果在地幔动力学中的应用进行了讨论。

从头计算在矿物压致相变研究中的应用

在简要介绍基于密度泛函理论(DFT)的从头计算基本原理的基础上,以超高压下CaTiO3的结构变化趋势、α-磷铝矿在高压下是否非晶化的判断、ZnS发生压致相变路径的计算和FeS高压变体物性的计算为例,说明了从头计算可以解决矿物压致相变的诸多问题,如p-V状态方程的计算,相变压力pT、相变路径、各高压变体物性变化的求解以及极端高压下变体的预测等。

塔里木盆地塔中地区岩石力学参数模型建立及其应用

通过对塔里木盆地塔中地区鹰山组地层的岩心进行室内岩石力学试验,获得了该地区岩石的杨氏模量、泊松比、内聚力、内摩察角等静态岩石力学参数和动态岩石力学参数。对试验结果进行了分析研究,得到了岩石纵横波时差关系拟合模型、岩石力学参数拟合模型及动静态参数关系模型。根据回归分析建立的岩石力学参数模型,结合测井资料得到的岩石力学参数剖面,为预测区块地应力、地层孔隙压力、合理钻井液密度确定等提供准确的岩石力学参数,为钻探提供合理的工程参数。

湖南水口山矿区石英的热释光特征及找矿意义

对湖南水口山矿区硅化角砾岩体中的石英进行了热释光分析。石英的热释光特征与成矿作用密切相关,热释光特征能较好反映出成矿信息。石英的热释光强度(峰值)与成矿强度呈正相关关系,天然热释光峰值大,成矿强度也大。天然热释光具有310℃–330℃的发光峰反映成矿强烈,人造热释光具有200℃–220℃的发光峰则反映金成矿作用强。热释光分析可作为重要的找矿指标之一。

辉铜矿、黄铜矿和斑铜矿的溶解动力学:Ⅰ.温度、pH和NaCl浓度的影响

本文对辉铜矿、黄铜矿和斑铜矿在NaCl溶液中的溶解动力学进行了实验研究，在25～70℃，溶解反应活化能分别为辉铜矿36.46kJ／mol，黄铜矿44．05kJ／mol，斑铜矿51．96kJ／mol。温度、pH值和NaCl浓度对铜矿物的溶解作用有显著影响，文中分别建立了溶解速率与温度、pH值和NaCl浓度的函数关系。铜矿物的溶解作用受表面化学动力学机理的控制，且不同pH区间其控制步骤不同。最后探讨了动力学实验结果在砂岩铜矿成矿作用中的意义。

芙蓉石的三维热释光谱

对新疆阿尔泰地区的芙蓉石及其围岩-白色半透明石英进行了三维热释光谱的分析。芙蓉石在170℃有2个低温热释光峰,发光波段分别为480nm和630nm,而白色石英只有480nm1个低温峰。480nm波段处的热释光峰是深成岩浆岩石英中最常见的峰,释光中心是Si位置上的(AlO4)0;表明芙蓉石是深成岩浆作用形成的。630nm、170℃–210℃处的低温热释光峰是芙蓉石的特征热释光峰,可能是由于Fe3+置换Si4+晶格位置形成的[FeO4]0芯所引起的。本文还检测到芙蓉石和围岩石英在990nm、330℃处存在很强的高温热释光峰。

MgO及其它矿物质的体积弹性模量和剪切模量与温度间关系研究(英文)

通过假设泊松比率和无量纲参量在温度T高于德拜温度时与温度无关 ,推导出了体积弹性模量BT(T)和剪切模量G(T)与温度T之间的关系 .将推得的关系式应用于计算 8种矿物质的BT 和G 。

裂隙发育对煤层强度的影响

借助现代分形理论的基本思想和原理,提出了测量裂隙数量的方法。在此基础上,利用回归分析的方法对所选矿区测量结果进行量化分析研究,建立了煤体单轴抗压强度与裂隙条数之间的指数衰减关系式。实现了分形理论与统计理论相结合对数据的分析和处理,为工程实践中评价煤层强度与裂隙发育状况的关系提供了一种可操作性途径,具有一定的实际意义和指导意义。

我国高放废物深地质处置战略规划探讨

本文探讨我国高放废物地质处置的战略规划 ,提出我国高放废物处置库的开发可参考采用“三步曲”式的技术路线 ,即处置库选址和场址评价 特定场址地下实验室研究 处置库建设。处置库的选址和场址评价工作可与地下实验室研究的相关工作结合。以 2 0 40年前后建成处置库为目标 ,把工作划分为 4个阶段 ,即选址和场址评价阶段、场址确认和地下实验室建设阶段、现场实验和示范处置阶段及处置库建设阶段 ,规划出各阶段的工作目标和工作内容。论证各项工作内容之间的逻辑关系 ,指出选址和场址评价是基础、基础研究和地下实验室研究是支撑、性能评价是“指挥棒”、设计并建造出符合标准的处置库是目标。将选址工作划分为预选地段对比、预选场址对比和场址确认 3个阶段。按此规划设想 ,我国将在 2 0 1 5年以前确定处置库和地下实验室的场址 ,并开始建造地下实验室。 2 0 2 5年左右建成地下实验室 ,2 0

富铁橄榄石的高温变形实验研究

利用高精度Paterson气体介质变形装置对(Mg0.5,Fe0.5)2SiO4和(Mg0.7,Fe0.3)2SiO4橄榄石集合体进行了高温三轴压缩变形试验。首先用人工合成了纯铁橄榄石Fe2SiO4,然后用合成的纯铁橄榄石与天然圣卡罗橄榄石按一定比例混合烧结合成了含铁量分别为50％和30％的富铁橄榄石集合体Fo50和Fo70。三轴压缩蠕变变形试验在温度1223-1473 K和围压 300 MPa的条件下进行,差应力为10-300 MPa,应变率为10-7-10-4s-1,每个试件的最大变形量为20％．利用三维非线性方法对蠕变数据进行拟合,得出的流动律中,Fo50应力指数为4．1,活化能为499kJ／mol;Fo70应力指数为4．3,活化能为510kJ／ mol。将实验结果与Fo90圣卡罗橄榄石集合体的强度进行对比,发现含铁量的增加使橄榄石的强度明显下降,Fo50橄榄石集合体比Fo70的粘性低一个量级,Fo70比Fo90的粘性低一个量级。从而得到了含铁量对橄榄石的粘性(强度)影响的初步试验结果。

金属矿物的反应动力学与地球化学意义

概述了动力学实验的技术方法和金属矿物的反应动力学研究进展。动力学实验使用的三种基本化学反应装置是间歇反应器（ＢＲ）、活塞流反应器（ＰＦＲ）和混合流反应器（ＭＦＲ），确定速率定律的数学方法包括积分法、微分法和混合法，以微分法中的初始速率法应用最广。目前主要研究了水溶液中黄铁矿氧化、黄铁矿和黄铜矿形成、晶质铀矿和磁铁矿溶解的速率定律和反应机理，发现：（１）酸性溶液中黄铁矿的氧化速率对Ｆｅ３＋和Ｏ２浓度呈分数依赖并受表面反应的控制；（２）低于３００℃时黄铁矿不能从溶液中直接成核，而需初始地通过ＦｅＳ先驱物的硫化生成，ＦｅＳ与Ｈ２Ｓ反应形成黄铁矿的速率方程为二级；（３）磁黄铁矿或黄铁矿与Ｃｕ２＋反应均可形成黄铜矿，前者经历了一系列准稳的ＣｕＦｅ硫化物的中间物，后者的速率方程为表观一级并受表面反应的控制；（４）酸性ｐＨ时磁铁矿的非线性溶解行为可采用表面反应扩散输运耦合的收缩核模型（ＳＣＭ）来描述。有关动力学实验成果完善和深化了对矿床中黄铁矿、黄铜矿的形成机理和风化壳中磁铁矿的稳定性等方面的认识。将来的实验研究将向更多的金属矿物和高温高压领域发展。

矿岩料层动态粉碎应力－应变曲线的应变率效应分析

用自行研制的矿岩料层动态粉碎性能测试装置，对四种典型矿岩在五种不同应变率下进行实验研究，分析了应变率对应力－应变全过程曲线的影响。结果表明，应变率和应力－应变曲线相敏感，而且应变率效应随岩石物理力学性质和应力－应变曲线的不同发展阶段而改变。不同应变率下的岩石料层动态塑性特性可用Ｃｒｉｓｔｅｓｃｕ提出的拟线性塑性本构方程来描述。

恩洪-老厂区块中高阶煤岩微观结构特征及物性分析

为了进一步认识恩洪-老厂区块中高阶煤岩的微观结构及物性特征,分煤阶开展了扫描电镜试验、基础物性测试、巴西劈裂试验及三轴压缩试验,分析了研究区煤岩的微观结构特征,物性分布特征,变形破坏特征及强度特征。结果表明:研究区块焦煤发育有气孔及植物细胞残留孔,微观裂隙以张性裂隙为主,无烟煤主要发育有张性裂隙,张裂纹较粗糙、延伸不稳定,裂隙中可见方解石充填;研究区块无烟煤密度高于焦煤,焦煤平均孔隙度大于无烟煤,焦煤渗透率高于无烟煤,焦煤纵波和横波时差高于无烟煤;抗张试验中,焦煤煤样破坏断面呈锯齿形,主裂缝外还存在多条裂缝,破坏程度更加剧烈,无烟煤煤样断面更为平直光滑;随着围压增大,煤岩压缩破坏由多位置、高角度的原生结构面扩展破坏转变为煤岩基质的剪切破坏,峰值应变逐渐增大,抗压强度逐渐增大。

结构面力学性质的定量鉴定

变形带力学性质的鉴定是地质力学研究中的先行基础步骤。近来出现一些新的概念和方法,可用以定量表征变形带的力学性质。天然变形带通常是一般剪切作用的产物,是纯剪切(共轴缩短或伸展)和简单剪切的组合。为了定量说明两者间的相对贡献,提出了运动学涡度(Wk)这一物理量,并简单地定义为cosυ。υ是主变形面内两特征方向间的夹角。纯剪切的υ=90°,Wk=0;简单剪切的υ=0°,Wk=1。一般剪切的υ介于0°和90°之间,Wk为0到1。运动学涡度符号的正负分别代表变形带的减薄和增厚。υ可通过极摩尔圆法求出。主压应力(σ1)方向与Wk的关系为Wk=sin2ξ。ξ是σ1与变形带法线间的夹角。因此,可用以确定变形带的Wk和力学性质。根据最大有效力矩准则,韧性变形带与主压应力(σ1)方向间的夹角为55°,可用以确定古应力轴的方向,并可能确定变形时差应力的大小。

灰色关联理论在矿山岩体质量评价中的应用

根据目前矿山岩体质量评价的基本方法,对采用普氏系数法、岩芯质量指标法以及龟裂系数法等已经取得指标的岩体应用灰色关联理论建立了综合评价模型,以贵州某矿煤层顶底板岩层实测评价指标的数据,对本文建立的模型进行了应用。

微细粒赤铁矿的异各凝聚动力学研究

本文以自行设计的适时观察－显微照相装置，对微细粒赤铁矿的异向凝聚过程进行了动态照相，并用图象分析仪测定了凝聚体尺寸，从而更好地揭示了微细粒赤铁矿的异向凝聚过程与凝聚剂浓度、浆体浓度、ｐＨ值等之间的关系。

矿物解理属性在宝石鉴定中的应用

解理面反光和光泽、解理的完全度、解理面组数及其夹角、解理的空间形态、解理面反光与矿物粒度的关系等构成了矿物解理的属性,这些属性在不同种的宝石矿物或同种宝石矿物各个体中性质不同,因此可应用于宝石的鉴定,尤其肉眼对翡翠鉴别时起到关键作用。