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本文运用晶体场理论计算了几种含铬明矾的自旋-晶格耦合系数G_(44)在此基础上,求得了它们的零场劈裂对键角的变化率。根据单轴压力下的EPR谱数据,获得了在这几种明矾中的(T~(3+)·6H_2O)~(3+)基团的局部压缩率,这些值都明显地小于明矾晶体的压缩率。在本文中,我们讨论了产生这种现象的原因并论证了这些局部值的合理性。由此可以看出,压力下的EPR谱是研究含顺磁离子矿物的局部结构和局部压缩率的有效手段。 相似文献
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《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
微量元素在矿物与熔体间的分布与其物质组成、矿物结构以及温度、压力等有关。为了研究温度和压力对角闪石-熔体间微量元素分配系数的影响,我们对采自豫西伊川-汝阳的含水玄武岩进行了熔融结晶实验。在中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压院重点实验室CS-3600t多顶砧压力机上完成了两个系列的实验:(1)温度系列,保持压力p=0.6 GPa和加热时间t=100 h不变,改变结晶温度(800~900℃)的实验;(2)压力系列,保持温度T=900℃和加热时间t=100 h不变,改变压力(0.6~2.6 GPa)的实验。结果显示,实验产物的固相主要为角闪石,另有少量磷灰石和尖晶石,得到的熔体为花岗闪长质成分。利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)测试实验产物中角闪石和熔体的微量元素,根据微量元素在平衡两相中分配的浓度比(即能斯特分配定律),我们计算了大离子亲石元素(LILE:Li,Be,Rb,Sr,Cs,Ba),稀土元素(REE:La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Y),高场强元素(HFSF:Nb,Ta,Zr,Hf,Pb4+)以及过渡金属元素(Sc,V,Cr,Co)在各体系内角闪石-熔体间微量元素的分配系数。从实验结果的整体特征上来看,角闪石的LILE和LREE的分配系数小于1(DRb=0.35,DLa=0.48),说明二者相对富集于熔体中;而HREE的分配系数大于1(DLu=1.37),说明其相对富集于角闪石中;HFSF的分配系数较小(DNb=0.81),表明其在角闪石中呈亏损状态;而过渡金属元素在熔体中表现为强烈的亏损,如DV=~30。在温度系列的实验产物中,随着温度从800℃升至900℃,各微量元素的分配系数没有明显的变化规律,但是LILE、REE和HFSF的分配系数都较压力系列的值要大。在压力系列的实验产物中,随着压力从0.6 GPa升至2.6 GPa,大部分微量元素的分配系数与压力呈负相关关系,特别是LILE和HFSF,其分配系数随压力的升高而明显减小。表明压力对微量元素在角闪石-熔体间分布的影响比温度对其分布的影响更大,而且压力越大,熔体中相对越富集LILE等微量元素。微量元素在晶体中的分配主要受离子半径和电荷的控制。对于相同电价的微量元素,其分配系数与矿物的晶格参数呈非线性关系。晶格应变弹性模型可以实现这一非线性拟合,其理论公式如下式所示:Di=D0×exp[-4πENA[r0/2(ri-r0)2+1/3(ri-r0)3]/RT]。其中:NA为阿伏加德罗常数;R为气体常数;T为温度(单位是k);E为杨氏模量;ri为元素i的离子半径;r0为矿物晶格的最佳离子半径;Di为元素i的分配系数;D0为无应变分配系数。假设+3价的REE全部进入角闪石晶格中的M4位,将各实验产物中REE的分配系数利用上述公式进行非线性拟合,可得到角闪石的D0、r0和E。拟合结果显示,在0.6 GPa下,温度从800℃升至900℃,角闪石的晶格参数没有明显的变化规律;而在900℃下,随着压力从0.6 GPa升至2.6 GPa,角闪石M4位的r0=~0.89-0.92,E的范围是139~534 GPa,而D0由1.17增大至1.53。这可能与压力利于REE富集于晶体中有关,特别是HREE选择性富集于角闪石晶体中。由于非线性拟合曲线与实验值有良好的一致性,表明理论计算结果和实验结果具有比较好的对应关系。 相似文献
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电感耦合等离子体发射光谱法测定稀土矿石中15种稀土元素——四种前处理方法的比较 总被引：4，自引：4，他引：0
稀土元素在矿石中有多种不同的赋存形式,主要有离子吸附型和矿物晶格型,稀土不同赋存形态对其本身准确分析测定有很大的影响。本文从稀土元素在矿石中不同赋存形态的角度出发,探讨了不同前处理方法对稀土准确测试结果的影响,采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸(四酸)敞开酸溶、盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸-硫酸(五酸)敞开酸溶、氢氟酸-硝酸封闭压力酸溶、氢氧化钠-过氧化钠碱熔四种方法对离子吸附型和矿物晶格型两类赋存类型的稀土矿石样品进行前处理,电感耦合等离子体发射光谱法测定其中的15种稀土元素。结果表明:对于离子吸附型的稀土矿石标准物质(GBW 07161、GBW 07188),四酸敞开酸溶法测定的结果明显偏低,15种稀土元素大都偏低10%~20%,五酸敞开酸溶法、封闭压力酸溶法和碱熔法的测定值与标准值吻合;而对于稀土以离子化合物及类质同象置换的形式赋存于矿物晶格中的白云鄂博轻稀土矿石样品,三种酸溶法结果较碱熔法均偏低,其中四酸敞开酸溶法偏低最多,约偏低20%左右,五酸敞开酸溶法和封闭压力酸溶法偏低5%~15%。本文提出,对于离子吸附型稀土矿,五酸敞开酸溶法和封闭压力酸溶法可以代替传统操作复杂的碱熔法,但对于稀土以离子形式赋存于矿物晶格型的稀土矿,目前最合适的前处理法是传统的碱熔法。 相似文献
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尽管某些研究者认为黄铁矿中确实存在有晶格金,但以前的研究都没有取得直接而充分的证据。为此,作者做了晶格金的萃取实验,使黄铁矿中的晶格金(离子金)形成[AuCl_4]-络合物,然后利用紫外—可见光谱证实了[AuCl_4]-的存在,从而取得了晶格金存在较为直接而充分的证据。作者认为,象黄铁矿中Fe~(2+)与Au~(+)的取代关系的理论解释不应局限于类质同象的传统理论上,而应用现代的配位场理论解释之。计算表明,只要温度足够高,Au~(+)是可以取代Fe~(2+)形成晶格金的。本文还通过穆斯鲍尔谱的研究,探讨了晶格金的形成机理。 相似文献
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由于缺少高温实验数据,因此如何从298K时水溶液中离子的标准生成自由能去估算高温时的表观标准生成自由能,对从事水热成矿实验的地质工作者是一件很有意义的事情。本文颇为详细地介绍了С.Н.Лъвов的方法。用变数转换的办法,我们得到了一个能够便于利用现成数据的计算方程。按照这个方程我们算得了水饱和条件下,348K到623K温度范围内38个离子的高温表观标准生成自由能。我们还运用该法计算了某些离子的(ΔG_(f,?,T)~?-G(f,?,298)~?),并将它与用H.C.Helgeson方法和P.R.Tre-malne方法所算得的数值作了比较。用此法重算出的,NaCl在水中的高温表观标准溶解自由能和高温饱和pKw与实验数据很好地符合。 相似文献
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文章阐发了地球内部壳幔岩石的质变基本规律:氧的地球化学——壳幔岩石中氧离子(O2-)不用动原理。笔者认为,自然界岩石尽管千变万化,具有种种成因和形成环境,但其主体含硅岩石基本上由两大部分组成:即阴离子O2-(占岩石体积的90%以上)和元素周期表中的其他数十种阳离子(仅占岩石体积的10%以下)。因此,壳幔岩石的主体是氧。矿物、岩石之间的反应千变万化,但氧离子(O2-)是不用动的,只是阳离子的带入、带出。氧离子影响到各种阳离子在晶格中的换位,决定了壳幔岩石的存在和变化。 相似文献
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《岩土力学》2020,(2)
对南沙饱和珊瑚砂进行应变控制的不排水循环加载动三轴试验,分析了珊瑚砂的初始最大动剪切模量G_0特性,以及加载过程中的最大动剪切模量G_(0,N)的衰退规律。珊瑚砂的G_0比普通陆源砂的高;相比于陆源砂,平均有效围压σ'_0对珊瑚砂G_0的影响更大。珊瑚砂G_0与陆源砂G_0的差异主要由珊瑚砂颗粒形状不规则,存在内孔隙的特性引起。根据滞回圈加卸载应力反转处的斜率计算第N次循环加载的G_(0,N)。加载过程中最大动剪切模量的衰退主要由孔压的增长和结构损伤引起。相比于陆源砂,珊瑚砂的G_(0,N)随超静残余孔压比r_u增长而衰退的速率更快。现有陆源砂G_(0,N)/G_0-r_u模型无法反映珊瑚砂的G_(0,N)衰退规律。基于弹性应变能理论,提出了可以描述土体损伤状态的损伤参数P_d,探究了不同加载模式下珊瑚砂G_(0,N)/G_0随P_d的发展规律,并建立了预测珊瑚砂G_(0,N)的损伤模型。 相似文献
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《岩土力学》2021,(2)
对南沙饱和珊瑚砂进行应变控制的不排水循环加载动三轴试验,分析了珊瑚砂的初始最大动剪切模量G_0特性,和加载过程中的最大动剪切模量G_(0,N)的衰退规律。珊瑚砂的G_0比普通陆源砂的高;相比于陆源砂,平均有效围压σ'_0对珊瑚砂G_0的影响更强。珊瑚砂G_0与陆源砂G_0的差异主要由珊瑚砂颗粒形状不规则,存在内空隙的特性引起。根据滞回圈加卸载应力反转处的斜率计算第N次循环加载的G_(0,N)。加载过程中最大动剪切模量的衰退主要由孔压的增长和结构损伤引起。相比于陆源砂,珊瑚砂的G_(0,N)随超静残余孔压比r_u增长而衰退的速率更快。现有陆源砂G_(0,N)/G_0–r_u模型无法反映珊瑚砂的G_(0,N)衰退规律。基于弹性应变能理论,提出了可以描述土体损伤状态的损伤参数P_d(damage parameter),探究了不同加载模式下珊瑚砂G_(0,N)/G_0随P_d的发展规律,并建立了预测珊瑚砂G_(0,N)的损伤模型。 相似文献
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采用自振（共振）柱和动三轴试验方法,得到重庆主城区粉质黏土动剪切模量和阻尼比随剪应变变化试验结果,比较分析试验值、文献[1]给出的推荐值和文献[2]给出的规范值的差异,并通过土层反应计算初步给出了这种差异对地表反应谱的影响,结果表明：(1) G/Gmax-γ关系中,规范值在中等应变时给出的G/Gmax比试验值和推荐值低;大应变时,相比较于试验值和推荐值,规范值衰减更快;(2) 相比较于λ-γ关系,G-γ关系经过Gmax归一化后,更具有一致性,粉质黏土阻尼离散性较大;(3) 试验值和推荐值计算的地表反应谱相差较小,但试验值和规范值计算的地表反应谱相差较大,特别是在随着输入地震动强度增大,这种差异性更显著。分析表明,重庆主城区进行土动力计算过程中,当无土动力特性试验资料时,选用规范值具有一定的局限性和风险,相比较于规范值,推荐值在一定程度上更具适用性。 相似文献
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页岩横向各向同性地应力预测模型中 弹性参数的确定方法 总被引：2，自引：2，他引：0
水力压裂是页岩气开采的重要方式,地应力分布是页岩水力压裂的地质依据。基于横向各向同性模型进行测井地应力计算时需要首先确定C11、C33、C44、C66和C13五个弹性参数,其中C11和C13利用测井资料无法直接获得,需要通过预测模型进行估算。利用四川盆地东南部龙马溪组页岩实测超声波资料,建立了五种弹性参数的预测模型,根据模型中是否应用斯通利波将其分为两类,一类是有斯通利波资料的ANNIE、MANNIE1和MANNIE2模型;另一类为缺少斯通利波资料的MANNIE3和V-reg模型。对比不同模型的预测效果,结果表明:第一类模型中MANNIE1模型确定的弹性参数与实测值偏差小,效果最好;第二类模型中V-reg模型的预测效果优于MANNIE3模型。两类模型相比,缺少斯通利波模型的预测效果稍差,但可以同时预测C11、C66和C13,在实际应用过程中具有更大的适用范围。利用V-reg模型确定的弹性参数在焦石坝地区测井地应力计算中进行应用,计算的地应力值与实测值误差小于10%,能够更准确的反映实际地层情况。 相似文献
13.
基于丁洲祥等提出的大变形主、次固结耦合模型,研究了在小变形情况下退化的主、次固结耦合模型。首先对该模型进行了无量纲化处理,引入了新的主、次固结耦合系数 。当 0时,模型即退化为经典的Terzaghi固结模型。采用有限差分法分析了新模型中超静孔压的变化规律发现,当主、次固结耦合系数 时,固结初期的超静孔压出现类似Mandel效应的增大现象,并且 值越大,这种现象愈加明显;Terzaghi主固结理论预测的超静孔压值一般会偏小于考虑主、次固结耦合情况下的结果。上述现象区别于Mandel效应的本质原因在于主、次固结耦合效应,这与殷建华等的EVP模型较早论述的黏性效应本质是一致的,但本文模型的表述相对而言更为简洁。最后结合Mesri和Godlewski的 概念,提出了 的确定方法及模型的改进形式,其结果为主、次固结耦合理论的深入研究和工程应用提供了新的参考。 相似文献
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本文采用Ｕ－Ｂ力场在位置群近似时对锆石中ＳｉＯ＾４－４离子的内振动进行了简正坐标分析，振动频率的计算值与观察值吻合很好。根据简正坐标分析确定的力常数值为Ｋｒ＝４００，Ｈ１＝４４，Ｈ２＝６０，Ｆ＝２５Ｎ．ｍ＾－１。 相似文献
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《矿物学报》2013,(Z1)
In this study, the adsorption kinetics, equilibrium and thermodynamics of Fe3+ ions on natural (NAP) and synthetic (HAP) apaties were examined. The adsorption efficiency of Fe3+ onto the NAP and HAP was increased with increasing temperature. The kinetics of adsorption of Fe3+ ions was discussed using three kinetic models, the pseudo-first-order, the pseudo-second-order and the intra-particle diffusion model. The experimental data fitted very well the pseudo-second-order kinetic model. The initial sorption rate and the activation energy were also calculated. The activation energy of the sorption was calculated as 37.15 and 49.84 kJ·mol 1 for NAP and HAP, respectively. Experimental results were also analysed by the Langmuir, Freundlich and Dubinin–Redushkevich (D–R) isotherm equations at different temperatures. RL separation factor for Langmuir and the n value for Freundlich isotherm show that Fe3+ ions are favorably adsorbed by NAP and HAP. Various thermodynamic parameters such as enthalpy (ΔH), Gibbs free energy (ΔG) and entropy (ΔS) changes were computed and the results showed that the adsorption of Fe3+ ions onto NAP and HAP were spontaneous and endothermic in nature. 相似文献
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Regional groundwater productivity potential mapping using a geographic information system (GIS) based artificial neural network model 总被引：3，自引：0，他引：3
An artificial neural network model (ANN) and a geographic information system (GIS) are applied to the mapping of regional groundwater productivity potential (GPP) for the area around Pohang City, Republic of Korea. The model is based on the relationship between groundwater productivity data, including specific capacity (SPC) and its related hydrogeological factors. The related factors, including topography, lineaments, geology, and forest and soil data, are collected and input into a spatial database. In addition, SPC data are collected from 44 well locations. The SPC data are randomly divided into a training set, to analyse the GPP using the ANN, and a test set, to validate the predicted potential map. Each factor??s relative importance and weight are determined by the back-propagation training algorithms and applied to the input factor. The GPP value is then calculated using the weights, and GPP maps are created. The map is validated using area under the curve analysis with the SPC data that have not been used for training the model. The validation shows prediction accuracies between 73.54 and 80.09?%. Such information and the maps generated from it could serve as a scientific basis for groundwater management and exploration. 相似文献
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研究地幔熔体中元素的扩散性质有着重要的意义,因其影响着元素的交换和分馏过程。SiO2 作为地幔组成的重要组
分之一,其物理化学行为对于地幔动力学过程有着重要的意义。本文研究了SiO2 熔体中元素的扩散机制和自扩散系数与
压力的关系,采用Morse stretch 势场对含有4500 个原子的熔融SiO2 体系进行了分子动力学模拟,计算了硅氧自扩散系数在
3000 K 温度下随压力的变化。模拟结果显示,在0.0001~40 GPa的压力区间,硅氧元素的自扩散系数均先上升后下降,在
17.5 GPa 时达到最大值,O 原子的扩散速率略高于Si 原子。硅氧元素的扩散方式为缺陷控制运移机制,其中硅原子的五配位
结构的形成是关键,为导致扩散系数随压力增大而上升的主要原因,扩散系数的最大值意味着SiO2 熔体中5 配位硅形成机
制的改变。本文也计算了单位［SiO2］的平均体积和压力的关系,结果与实验很吻合。 相似文献
分之一,其物理化学行为对于地幔动力学过程有着重要的意义。本文研究了SiO2 熔体中元素的扩散机制和自扩散系数与
压力的关系,采用Morse stretch 势场对含有4500 个原子的熔融SiO2 体系进行了分子动力学模拟,计算了硅氧自扩散系数在
3000 K 温度下随压力的变化。模拟结果显示,在0.0001~40 GPa的压力区间,硅氧元素的自扩散系数均先上升后下降,在
17.5 GPa 时达到最大值,O 原子的扩散速率略高于Si 原子。硅氧元素的扩散方式为缺陷控制运移机制,其中硅原子的五配位
结构的形成是关键,为导致扩散系数随压力增大而上升的主要原因,扩散系数的最大值意味着SiO2 熔体中5 配位硅形成机
制的改变。本文也计算了单位［SiO2］的平均体积和压力的关系,结果与实验很吻合。 相似文献
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Fast diffusion along mobile grain boundaries in calcite 总被引：1，自引：0，他引：1
Andrew McCaig Stephen J. Covey-Crump Walid Ben Ismaïl Geoffrey E. Lloyd 《Contributions to Mineralogy and Petrology》2007,153(2):159-175
Experimental measurements of grain boundary diffusion are usually conducted on static boundaries, despite the fact that grain
boundaries deep in the Earth are frequently mobile. In order to explore the possible effect of boundary mobility on grain
boundary diffusion rates we have measured the uptake of 44Ca from a layer of 44Ca-enriched calcite powder during the static recrystallization of a single crystal of calcite at 900°C. A region about 500 μm
wide adjacent to the powder layer is heterogeneously enriched in 44Ca, and complex zoning patterns, including sharp steps in composition and continuous increases and decreases in 44Ca content, are developed. In metamorphic rocks, these would normally be interpreted in terms of changes in pressure or temperature,
Rayleigh fractionation, or episodic fluid infiltration. These explanations cannot apply to our experiments, and instead the
zoning patterns are interpreted as being due to variations in grain boundary migration rate. We have applied an analytical
model which allows the product of grain boundary diffusion coefficient and grain boundary width (D
GB
δ) to be calculated from the grain boundary migration rate and the compositional gradient away from the powder layer. The value
of D
GB
δ in the mobile grain boundaries is at least five orders of magnitude greater than the published value for static boundaries
under the same conditions. In order to allow the scale of chemical equilibrium (and hence textural evolution) to be predicted
under both experimental and geological conditions, we present quantitative diffusion-regime maps for static and mobile boundaries
in calcite, using both published values and our new values for grain boundary diffusion in mobile boundaries. Enhanced diffusion
in mobile boundaries has wide implications for the high temperature rheology of Earth materials, for geochronology, and for
interpretations of the length- and time-scales of chemical mass-transport. Moreover, zones of anomalously high electrical
conductivity in the crust and mantle could be regions undergoing recrystallization such as active shear zones, rather than
regions of anomalous mineralogy, water- or melt-content as is generally suggested. 相似文献
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因预应力锚索锚固力损失而导致锚固失效的工程事故屡屡发生,锚索锚固力损失与岩土体蠕变之间存在复杂的耦合效应关系,建立二者之间的耦合效应模型,确立二者之间的计算关系式,为预应力锚固工程的设计、施工、安全运行管理以及锚固力损失的控制与补偿技术提供理论基础和技术手段。通过理论分析和模型研究,在岩土体常用流变模型基础上建立了基于应变相等的耦合效应计算模型,并进行了模型验证。研究结论：（1）建立了与工程实际相符合的锚索锚固力变化和岩土体蠕变的耦合效应计算模型,正确反映了预应力锚索锚固力损失和岩土体蠕变之间的关系,推导出了其本构方程、松弛方程和蠕变方程,从理论上解决了锚固力变化与岩土体蠕变之间的计算关系。（2）通过耦合效应计算模型的蠕变方程,在材料参数已知的情况下,可以计算出边坡蠕变影响引起的锚索锚固力损失量,并结合实际工程中监测到的锚索应力数据进行对比分析,就能够准确地了解、评价锚索锚固力的异常变化情况,指导实际工程中的设计和施工,保证工程建设过程中的安全性。（3）通过耦合效应计算模型的松弛方程,可以对预应力锚索受力状态的监测数据进行分析整理,通过对锚索锚固力损失量的数据进行反分析,分析岩土体的蠕变参数,根据蠕变介质的材料特性,计算岩土体蠕变量,根据蠕变量判断预应力锚索锚固工程的安全性和可靠性,指导锚固工程的安全运行管理。 相似文献