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We have used observations of the rare isotopes of HCN and HNC to determine the relative abundance of these two chemical isomers along the central ridge of the Orion molecular cloud. The abundance ratio [HCN]/[HNC] decreases by more than an order of magnitude from the relatively warm plateau and hot core sources toward the KL nebula to the colder, more quiescent clouds to the north and south. Even in the cooler regions, however, the ratio is an order of magnitude larger than that found in previous investigations of cold dark clouds. We determine the kinetic temperature in the regions we have studied from new observations of methylacetylene (CH3CCH), together with other recent estimates of the gas temperature near KL. The results suggest that the warmer portions of the cloud are dominated by different chemical pathways than those in the general interstellar cloud material. 相似文献
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Behavior of diorite under impact by variously-shaped projectiles 总被引：1，自引：0，他引：1
SummaryBehavior of Diorite Under Impact by Variously-Shaped Projectiles The effects of striker diameter and tip geometry on the crater and crack network produced in diorite by normal projectile impact in the energy range from 4–30 J was investigated. Ejecta kinematics were determined by high-speed photography; elastic strain wave propagation was measured by embedded gages in a composite specimen; and the damage pattern was ascertained from an examination of the sectioned specimen. It was found that the projectile nose shape exerts a strong influence on the shape of the elastic transient, on the crater geometry, on the extent of the crack network and on the average size of the ejecta. The crater depth was found to be the most repeatable parameter in identical tests using the same striker and initial kinetic energy.With 7 Figures 相似文献
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D. W. Goldsmith 《Solar physics》1971,19(1):86-91
Loop prominences that appear after some solar flares may owe their form and duration to the behavior of the cooling function of the material (Cox and Tucker, 1969) and to the magnetic field configuration. Computer simulation of a model event shows that small temperature contrasts in a medium of several million degrees temperature may be enhanced as the medium cools by line and recombination radiation, on a time scale of several minutes. The loop prominence systems could be the result of this process repeated through successively higher levels of the solar atmosphere. 相似文献
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Response of rocks to impact loading by bars with pointed ends 总被引：2，自引：0，他引：2
SummaryResponse of Rocks to Impact Loading by Bars with Pointed Ends An experimental investigation was undertaken to study the response of three rocks — shale, limestone and diorite — to dynamic loading modelling hammer drilling. A long transmission rod subjected to pendulum impact at its distal end transmitted stress waves to six different heads whose tips consisted of 60°, 90°, and 120° cones or wedges in initial contact with the rock surface. Force and linear penetration histories monitored near the interface were found to be in good agreement with predicted values based on strain measurements at the center and distal end of the transmission bar and use of a one-dimensional theory of elastic wave propagation. The dynamic indentation measurements were also found to be in good agreement witha posteriori determination of the crater depth.Effects of multiple wave reflections and repeated impact on the contact force and rock deformation were determined as a function of the input energy. It was found that an optimum value of this energy exists for most efficient penetration for each of the heads utilized. Dynamic force-penetration curves were compared with corresponding static values obtained from an Instron testing machine. The force history resulting from the impact of a commercial pick-ax suspended in a pendulum arrangement was measured for both the conical and wedge-shaped tips of the device.
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ZusammenfassungDas Verhalten von Gesteinen unter stoartiger Belastung mittels gespitzter Stäbe Es wurde eine experimentelle Untersuchung des Verhaltens dreier Gesteine, nämlich grüner Tonschiefer, Kalkstein und Diorit, unter stoßartiger Belastung, die als Modell der Wirkung eines Bohrhammers dienen soll, durchgeführt. Ein langer Stab war vorne mit einer Spitze in Keil- oder Kegelform mit einem Öffnungswinkel von 60°, 90° oder 120° versehen, welche bei Versuchsbeginn gerade die Probe berührte. Am anderen Ende wurde der Stab von einem fallenden Pendel getroffen. Der zeitliche Verlauf der Kraft und der Eindringung, die in der Nähe der Spitze des Stabes gemessen wurde, stimmte gut mit jenen Werten überein, die auf Grund von Dehnungsmessungen in der Mitte und am Stoßpunkt mittels einer eindimensionalen Theorie der Wellenfortpflanzung errechnet wurden. Die dynamischen Tiefenmessungen des Kraters ergaben auch eine gute Übereinstimmung mit den Werten, die nach dem Experiment bestimmt wurden.Die Wirkung von mehreren Wellenreflexionen und wiederholtem Stoß auf die Kontaktkraft und die Gesteinsdeformation wurde als Funktion der Anfangsenergie bestimmt. Es zeigte sich, daß es für jede verwendete Spitzenform einen optimalen Energiebetrag gibt, bei dem die günstigste Eindringung erfolgt. Dynamische Kraft-Eindringungskurven werden verglichen mit den entsprechenden statischen Werten, die mittels einer Instron-Testapparatur gemessen wurden. Überdies wurde der Kraftverlauf an Keil- und Kegelende einer Spitzhacke, die als Pendel auf eine Steinprobe aufschlug, gemessen.
RésuméReponses de certaines roches aux chocs exercés par des barres à extremités pointues Des expériences ont èté entreprises pour étudier la reponse de trois roches — schiste vert, calcaire, diorite — aux percussions exercées par un modèle de marteau perforateur. Un pendule ballistique heurte l'extremité libre d'une longue barre, à travers laquelle des ondes de contrainte se propagent et atteignent à l'autre extrémité une tête constitutée suivant les cas par une cône ou un dièdre d'angle 60°, 90° ou 120°, en contact avec la roche à l'instant initial. Les résultats obtenus en ce qui concerne l'évolution de la rorce et l'évolution de la pénétration lineaire sont en bon accord avec les valeurs prédites par le théorie unidimensionelle de la propagation des ondes élastiques, à partir des constrainte mesurées au centre et à l'extremité libre de la barre. Les mesures de la pénétration pendant l'experiénce sont également en bon accord avec la détermination à postériori de la profondeur des cratères.L'effet des réflexions multiples des ondes et l'effet de la répétition des impacts sur la force de contact et sur la déformation de la roche sont déterminés en fonction de l'énergie d'impact. Pour chacune des têtes utilisées on a trouvé qu'il existe une énergie optimale, c'est à dire une energie permettant d'obtenir la meilleure pénétration. Les courbes représentant la pénétration dynamique en fonction de la force sont comparées aux courbes correspondant en cas statique, obtenus par une machine d'Instron. L'évolution de la force résultant de l'impact d'une pioche ordinaire a èté mesurée pour des têtes constituées soit par des cônes soit par des dièdres.
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Pelitic units in the eastern Great Smoky Mountains of the North Carolina Blue Ridge contain rutile grains only in kyanite and higher zones. Adjacent non-pelitic rocks do not contain rutile at kyanite grade but commonly contain sphene. Detrital rutile breaks down at metamorphic grades lower than those at which metamorphic rutile forms. Similarly, pelitic rocks in southeastern Connecticut contain rutile grains above, but not below, the sillimanite isograd. Most non-pelitic rocks there contain rutile only in the hypersthene zone. The slight difference in behavior of rutile in the two terranes is attributed primarily to a slight difference in calcium content of the pelites. In both areas, rutile commonly appears first as inclusions in garnet. Geologic maps showing metamorphic and stratigraphic or compositional information should be useful as prospecting tools for placer deposits. A variety of rocks at granulite facies and pelitic rocks of the upper amphibolite facies contain rutile and these could provide an extensive source for rutile in rutile placer deposits. 相似文献
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SummaryZertrümmerung von harten und weichen Felsen Eine experimentelle Untersuchung der Zertrümmerung von harten und weichen Felsen, nämlich grüner Tonschiefer und Diorit unter stoßartiger Belastung von Stahlkugeln mit 6,35 mm Durchmesser und von gewöhnlicher Munition wurde ausgeführt. Laborprüfungen mit Scheiben beider Materialen von 140 mm Durchmesser und unterschiedlichen Dicken wurden mit Kugeln durchgeführt im Geschwindigkeitsbereich von 50–260 m/s mittels einer Gasdruckkanone und für 340–2500 m/s mittels einer Pulverkanone. Geländeprüfungen an senkrechten Felsklippen aus Tonschiefer, ausgegraben in einem offenen Bergwerk, wurden durch Feuern von 20- und 40-mm-Geschossen mit Geschwindigkeiten von 610–880 m/s vorgenommen.Größe und Verteilung der Bruchstücke der verschiedenen Ziele wurden gemessen und die Geschwindigkeit gewisser Splitter wurde fotografisch bestimmt. Die Dimensionen der Krater und Höhlungen, erzeugt durch die Geschoßflugbahn, wurden bestimmt; plastische Verformung des Tonschiefers war in manchen Fällen vorhanden. In den ersten Versuchsreihen wurde auch die auf ein ballistisches Pendel übertragene Energie gemessen. Man bemühte sich, die Energie der durch den Stoß erzeugten Wellen in den Dioritscheiben zu messen, welches eine speziell zusammengesetzte, mit Dehnungsmeßstreifen ausgestattete Probe verlangte. Das Rißmuster auf einem diametralen Schnitt, verdeutlicht durch eine Farbflüssigkeit, wurde fotografisch vergrößert und vermessen.Man fand, daß in einem Bereich von sechs Dekaden der Schlagenergie die Tiefe des Loches im Tonschiefer eine gute Korrelation sowohl zu Anfangsimpuls als auch zu Anfangsenergie zeigte, und daß das Phänomen gut durch ein rein viskoses Ziel modelliert werden konnte. Die Zertrümmerungsenergie, welche die Differenz zwischen Anfangsenergie der Kugel und gemessenen Energien der Wellen im Ziel, Abprall der Kugel und Bewegung der Bruchteile ist, erreichte eine Größenordnung von 70–85 Prozent. Für die zur Bildung neuer Rißflächen benötigte Energie konnten wegen der Unsicherheit in der Bestimmung dieser Flächen nur obere und untere Grenzen ermittelt werden. Obwohl die Oberfläche der Ausbruchteile aus der gemessenen Größenverteilung und ihrer Gestalt, welche nur von einer Dimension abhing, bestimmt wurde, ist es nötig, die augenblickliche Forschung noch viel weiter zu treiben um eine komplette Analyse des Zerkleinerungs- und Ausstoßungsprozesses zu gewinnen.
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ZusammenfassungImpact and Comminution Processes in Soft and Hard Rock An experimental investigation was conducted to study the fragmentation of soft and hard rock, green shale and diorite, under conditions of impact by 6.35-mm (1/4-in.) diameter steel spheres and standard ammunition. Laboratory tests were conducted with the spheres at velocities from 50–260 m/sec (160–860 ft/sec) using a compressed gas gun and at speeds ranging from 340–2500 m/sec (100–8500 ft/sec) produced by a powder gun on 140-mm (5.5-in.) diameter disks of various thicknesses of both rocks. Field tests were also conducted with 20 and 40 mm ammunition fired at velocities in the range from 610–880 m/sec (2000–2900 ft/sec) against the excavated vertical green shale walls of a large open pit mine.Information has been collected on the size and distribution of the fragments dislodged from the various targets, and by means of photographic techniques, of the velocity of some of the ejecta. Crater and penetrating hole measurements have been performed and the compaction of the shale was noted in some instances. The energy transferred to a ballistic pendulum initially employed in the tests was determined. A major effort was exerted to measure the energy contained in the waves generated by impact in the diorite disks, involving a specially sectioned and straingaged composite sample; the crack pattern on a diametral section, delineated with the aid of a dye penetrant, was observed with suitable enlargement.It was found that, over a range of six decades of energy of the striker, the penetration depth in shale scaled reasonably well with both initial momentum and initial energy, and that the phenomenon could be satisfactorily modeled by a purely viscous target material. The energy of comminution for diorite, consisting of the difference between initial striker energy and the measured energies due to waves in the target, rebound of the projectile and motion of the ejecta was found to be of the order of 70 to 85 percent. Only upper and lower bounds could be established for the energy required to produce unit new surface in this event due to uncertainties in the establishment of crack surface generation. While the ejecta surface area was determined from the measured size distribution and a geometric configuration governed by a single linear dimension, a complete analytical representation of the comminution and ejection process will require considerable further study and experimentation.
RésuméFragmentation des rocs mous et durs On rapporte des expériences faites pour étudier la fragmentation de rocs mous et durs, en particulier: du schiste vert et du diorite, soumis aux chocs produits par des boules d'acier de 6,35 mm de diamètre ou par des balles. Les spécimens de rocs au laboratoire étaient des disques de 140 mm de diamètre et d'épaisseurs diverses. La vitesse d'impact des boules lancées d'un canon à gaz comprimé était comprise entre 50 et 260 m/s, tandis que celle des balles tirées d'un canon à poudre était comprise entre 340 et 2500 m/s. On a aussi fait des expériences à l'extérieur en lançant des projectiles d'artillerie de 20 et 40 mm de diamètre contre un mur vertical de schiste vert dans une carrière; la vitesse d'impact était comprise entre 610 et 880 m/s.On a déterminé la taille et la distribution des fragments détachés des diverses cibles, et dans certains cas par une technique photographique la vitesse des fragments. On a mesuré la taille des cratères et des trous produits par les projectiles et, dans certains cas, la déformation plastique du schiste vert a été notée. En plus, dans quelques expériences initiales, l'énergie transférée à un pendule balistique a été determinée. Un effort majeur a été consacré à la mesure de l'énergie des ondes produites par le choc dans les disques de diorite en utilisant une éprouvette sectionnée, munie de jauges de contrainte électrique, et recollée. La conformation des fissures le long d'une coupe diamètrale a été coloriée pour la rendre visible et pour la photographier.Sur un domaine de six décades d'énergie initiale, la profondeur de pénétration dans le schiste correspond d'une manière assez satisfaisante à l'impulsion et à l'énergie initiale; donc le phénomène peut être représenté dans ce domaine par une cible visqueuse. L'énergie de fragmentation, égale à la différence entre l'énergie initiale et la somme de trois termes: l'énergie des ondes dans la cible, l'énergie cinétique des fragments et celle du projectile sortant, est de l'ordre de 70 a 85 pourcent.On n'a pu que déterminer des limites supérieures et inférieures de l'énergie requise pour former les surfaces des fissures à cause de la difficulté de déterminer l'aire de ces surfaces. La surfaces des fragments a été établie, d'après l'hypothèse que la distribution de leurs tailles et leurs configurations géométriques pouvaient être déterminées par une seule mesure de longeur. Cependant, pour arriver à une théorie complète concernant la perte d'énergie et le processus de fragmentation, il faudra une étude et des expériences beaucoup plus étendues.
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Steven T. Goldsmith Anne E. Carey W. Berry Lyons D. Murray Hicks 《Geochimica et cosmochimica acta》2008,72(9):2248-2267
Sediment fluxes from high standing oceanic islands (HSIs) such as New Zealand are some of the highest known [Milliman J. D. and Syvitski J. P. M. (1992) Geomorphic/tectonic control of sediment discharge to the ocean: the importance of small mountainous rivers. J. Geol.100, 525-544]. Recent geochemical work has suggested that along with their extremely high physical weathering yields, many New Zealand watersheds also have very high chemical weathering yields. In New Zealand, the magnitude of both the physical and chemical weathering yields is related to the lithology of the watershed. Most of the previous work on this topic has been undertaken in Southern Alps watersheds of schist and greywacke and in East Cape watersheds of semi-consolidated marine sediments and greywacke. We recently sampled North Island watersheds in the Taranaki and Manawatu-Wanganui regions which have been subjected to volcanism since the Miocene. We sampled watersheds that contain both volcanic and sedimentary rocks. A series of water and sediment samples was collected and analyzed for major, minor and trace elements. This was done to quantify the weathering intensities in the watersheds and to establish the relationship between physical and chemical weathering yields in volcanic lithologies. Our results reveal distinct chemical signatures for the different regions. Waters draining the Taranaki region volcanics are significantly enriched in K+, and depleted in Ca2+ and Sr2+ compared to waters draining the Manawatu-Wanganui region volcanics, which also traverse expanses of sedimentary siltstones and mudstones. The Ca2+ and Sr2+ depletions may reflect the relative absence of CaCO3 in the Taranaki region watersheds. In addition, sediment samples from the Taranaki region show significant enrichment in Ti, Al, Ca, Fe, Mn, Mg, Ca, and P and depletion in Si and Rb compared to those of the Manawatu-Wanganui region. From total dissolved solids concentrations and mean annual water discharge, we calculate chemical weathering yields of 60-240 tons km−2 a−1. These weathering yields fall within the middle to upper range of those previously documented for the Southern Alps (93-480 tons km−2 a−1) and East Cape (62-400 tons km−2 a−1). Calculated silicate weathering yields of 12-33.6 tons km−2 a−1 and CO2 consumption of 852-2390 × 103 mol km−2 a−1 for the rivers draining the Taranaki volcanic region are higher than those previously reported for watersheds hosted in sedimentary and metamorphosed rock terrains on HSIs. CO2 consumption is found to be within the range previously measured for the basaltic terrains of the Deccan Traps (580-2450 × 103 mol km−2 a−1) and Réunion Island(1300-4400 × 103 mol km−2 a−1). Our calculated chemical weathering yields demonstrate the importance of HSIs, particularly those with volcanic terrains, when considering global geochemical fluxes. 相似文献