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1.
纳米科学已涉及从信息学到地学的各个领域,成为这个时代一个标志性的关键词。近十多年来,国内外的纳米地学研究,在实践、理论和实验等诸方面都取得了迅速的进展。该文运用4F (Fact, Formation, Function and Formulation,即事实观察、形成机理、功效作用和计算模拟)研究方法,利用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对断裂剪切带中的纳米结构与成矿作用进行了样品观察和综合分析。首先,作者表述了岩石剪切面上广泛分布的剪切薄壳(膜)的形成、发育和组成,一般脆性剪切的薄壳厚度(h,毫米—厘米级)要比韧性的剪切薄膜(忽米—毫米级)厚,前者是由动态摩擦粘滑滑移引起的,而后者则是由静态蠕滑滑移造成的,且两者均是由纳米矿物和纳米结构组成的。随之,作者集中探讨了作为研究主体的剪切薄壳(膜)中纳米结构的应变变形和生成演化,它们既具有弹性又有粘性的变形特征而不是单一的力学属性。纳米结构的生成—发育—演化,可依剪切变形过程划分为强化(硬化)—弱化(软化)—脆化(退化)三个变形应变阶段,和相应的纳米涂层—纳米弱化—纳米层裂三种类型纳米作用:(1)纳米涂层是一种最基本的纳米作用,在成熟的断裂剪切(带)中,只要有滑移摩擦存在,就会有纳米结构。这种作用能引起有序的纳米结构和定向结构,包括单体纳米颗粒(通常直径d=40~80 nm)—复体纳米颗粒—多重复体纳米颗粒;纳米粒—纳米线—纳米层;纳米颗粒粒化—异化—再生等。(2)纳米弱化作用是由颗粒粒度减小,瞬时温热,叶理发育和弱势矿物等所致,并可细分为滑动纳米弱化、流变纳米弱化和动力纳米弱化三种类别。(3)纳米层裂作用是一种由动力热作用到静力冷作用诱发的剥离作用,通常沿着纳米结构的劈理面、解理和滑移面开裂。进而,以江西省的金山金矿和广丰滑石矿为例讨论了纳米结构与成矿关系:(1)含金糜棱岩发育过程中的纳米涂层作用成岩,纳米弱化作用成矿和纳米层裂作用形成面理的三个阶段。其重要的是纳米弱化作用期间超糜棱岩的温度能够达到纳米金物质的熔点327℃,并在流变滑移过程中产生集中颗粒型(d=15~35 nm)和分散颗粒型(d=4~8 nm)的金颗粒;(2)滑石矿中高应变反映的纳米结构和纳米作用尤为强烈,具有局部熔融流变,纳米弱化作用阶段的纳米次分层作用非常发育,沿(001)面滑移的叶理厚度仅10~15 nm,且纳米层裂作用更是造成开放性的剥离、裂理作用。上述的研讨,揭示了实质上至少一维的"纳米小疙瘩(nano-orange)在地球物质中无处不在"。这场地学变革——"纳米科学与技术是地球科学的下一次革命(Hochell, 2000)"——大幕才刚刚开启,就促使科研工作者对一些地质现象重新认识,也激发大家去开发"纳米小疙瘩"在地球物质中的"新奇"功效。 相似文献
2.
通常认为岩石是被剪破或张裂的,那么,为何我们能寻觅到位于同压力垂直方向的破裂构造呢?H Odé剪切变形理论给出一个精辟的回答:在塑性或粘-弹性变形中,由于介质的分异作用,存在一个从屈服条件中获得的速度不连续性,这样,其介质就能沿着等速的特征面剪切滑移.该理论亦称为塑性剪切作用准则,之前是从宏观-直观力学表象予以验证,如构造挤压带的破裂面、正压力下Griffith裂隙端点裂开和垂直压力下的碎裂流动等.进而,我们对花岗岩标本实施高温/高压实验,并取其位于轴压垂直方向裂隙的薄壳表层做扫描电镜观测.然后把从其表层观察的具有H Odé力学表象的微纳米现象,同一般剪切作用的屈服效应结构,从3个方面相比较鉴别.(1)粘-弹性变形:高温-高压的实验样品更容易产生塑性压缩容积流动,不仅具粘性也具弹性变形,随之,样品可展现纳米涂层作用和纳米分层作用.(2)纳米尺度结构:纳米尺度颗粒能成为单一纳米粒-纳米线-纳米层结构,且复体的纳米粒可细分成粒状的、线状的和片粒状的结构等.(3)有序组构:尽管H Odé破裂的粒化流动和纹理流动的优选方位,同普通剪切作用相比,处于弱势范畴,然而综合分析观之,这两者的屈服特征是完全一致的.反之,我们应用H Odé剪切理论去研究一些非常规的变形现象,必能拓展纳米地质学的研讨范畴和认知能力. 相似文献
3.
4.
利用常规观测资料、NCEP再分析资料等,对黄河中游2013年7月21-22日的致洪暴雨过程的形成机理进行分析。结果发现:1)地面辐合线的形成和维持是本次过程降水强度大和降水集中的主要原因。中尺度雨团和地面中尺度辐合线相对应,地面中尺度辐合线的形成和冷空气扩散补充相对应。第一次冷空气扩散,促使长武站附近地面中尺度辐合线的形成和维持;第二次冷空气补充,促使北洛河流域、无定河流域的地面中尺度辐合线形成并维持。2)暴雨过程发生前,其上空存在干暖盖的结构特征,是能量积累及位势不稳定层结结构建立的关键;暴雨发生过程中干空气侵入对中尺度对流云团起激发作用。3)暴雨、大暴雨发生过程中水汽的垂直输送明显,暴雨区上空1000-100 h Pa相对湿度均在90%以上。 相似文献
5.
随着常规油气资源的不断开发,其存量资源越来越少。美国非常规油气资源的开发成功,为页岩气勘探开发奠定了技术基础。储层改造技术是决定页岩气开发成败的两大关键技术之一。而页岩气储层的脆性指数是评价页岩气储层可改造(可压裂)的关键指标。本文对国内外的页岩气储层脆性评价方法进行了广泛深入的研究,总结了岩石脆性的各种力学表征方法以及矿物成分对岩石脆性的影响,为我国页岩气储层脆性评价方法的研究提供了基础性参考资料。 相似文献
6.
煤系烃源层的构造—热演化过程研究对揭示煤系气的生成机制具有重要意义.为揭示鄂尔多斯盆地东南缘黄陵矿区向斜核部中生代煤系烃源层的构造—热演化过程、生排烃阶段及煤系气成因类型,根据含煤地层岩性、剩余地层现今埋深、储层孔隙度、镜质组最大反射率、甲烷碳氢同位素组成和生物甲烷产率等数据,运用Petromod 1D模拟软件与回剥反演法及EASY%Ro法对研究区煤系烃源岩的受热和生烃演化过程进行重建.研究结果表明:黄陵矿区自晚三叠世以来,煤系主要经历了3~4次"沉降—抬升"过程,其生烃演化过程可分为原生生物成因气、热成因气和次生生物成因气3个阶段.晚三叠世末期至中侏罗世早期,煤系烃源岩镜质组最大反射率演化至0.3%,对应原生生物成因气生成阶段;中侏罗世早期至早白垩世末期,煤系埋深及受热温度逐渐升高至最大值,镜质组最大反射率演化至0.67%~0.74%,热解生烃作用停止,对应热成因气生成阶段;自始新世早期至今,煤系发生抬升且埋深浅于2077~2148 m,受热温度低于75℃,对应次生生物成因气生成阶段.侏罗系延安组3号和2号煤层中甲烷碳、氢同位素组成数据和微生物降解煤岩生成生物气实验(甲烷累计产率为10.5~16.1μmol/g)为该区存在次生生物成因气提供了直接证据. 相似文献
7.
定量分析汾河径流锐减的形成原因是汾河流域水资源可持续利用与管理中迫切需要解决的问题。本项研究首先采用降水-径流双累积曲线对汾河流域产流条件演变过程进行了两个时期的划分;然后采用距平百分比法对汾河流域年降水系列进行了丰枯状态划分,并建立了汾河河津站年径流量与当年降水量、上一年降水量之间的多元动态回归模型;并运用该模型定量分析了降水丰枯变化和产流条件改变对汾河径流的影响程度。结果表明:在1956—1973年间的产流条件下,降水变化使得河津站年均径流量平均减少约22.71%;在1974—2008年间的产流条件下,降水变化使得河津站年均径流量在平、枯两种年份平均减少了约18.95%;在1956—1973年间的年降水为平水或枯水条件下,产流条件改变使得河津站年均径流量减少了约47.11%;在1974—2008年间的降水条件下,产流条件改变使得河津站年均径流量减少了约55.20%。 相似文献
8.
《奇妙的星空》(以下简称《星空》)是北京天文馆2011年暑期为广大公众和青少年精心打造的一档天文科普大餐。这是首次在全天幕数字投影系统加最新光学天象仪的剧场中演绎美丽的星空之旅。本节目有以下几个突出的亮点: 相似文献
9.
10.