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团聚体级配对固废改良膨胀土耐久性的影响

建筑材料学报 2024年第3期27卷 237-244页

作者：储诚富王雨航宗文强合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验,揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响,并分析了其影响机理.结果表明:掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎;大粒径团聚体内部膨胀土的改良效果较... 详细信息

通过工业固废改良膨胀土团聚体的搅拌破碎试验以及破碎土的耐久性试验,揭示了团聚体尺寸效应对改良效果的影响,并分析了其影响机理.结果表明:掺入铁尾矿砂和电石渣能加速土团聚体在搅拌过程中的破碎;大粒径团聚体内部膨胀土的改良效果较差,容易产生裂隙;粒径大于15 mm的团聚体含量越高,试样的耐久性越差;相对于电石渣改良土,复合改良土的耐久性更好;对于应用于底基层的电石渣改良土和复合改良土,建议控制粒径大于15 mm土团聚体的含量分别小于2.5%和21.8%.

关键词：膨胀土改良团聚体尺寸效应工业固废干湿循环

大别造山带宿松杂岩中石榴斜长角闪岩变质演化过程、原岩时限及其构造涵义

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岩石学报 2024年第1期40卷 140-158页

作者：腊晓峰石永红王娟周安泰合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

大别造山带是由扬子板块向华北板块俯冲碰撞而形成的,出露了世界上规模最大的、种类最齐全的各类超高压岩石,全面深刻地记录了大陆深俯冲过程。然而,对于该造山带“浅层”(地壳层次)俯冲折返过程的研究则较少涉及,这制约了对大别造山带... 详细信息

大别造山带是由扬子板块向华北板块俯冲碰撞而形成的,出露了世界上规模最大的、种类最齐全的各类超高压岩石,全面深刻地记录了大陆深俯冲过程。然而,对于该造山带“浅层”(地壳层次)俯冲折返过程的研究则较少涉及,这制约了对大别造山带形成全过程的整体理解。为此,本次研究以大别造山带最南缘经历绿帘-角闪岩变质的宿松杂岩为研究靶区,针对该杂岩别河地区的石榴斜长角闪岩展开了精细的岩相学、矿物化学、温压评价和年代学研究。研究表明,该岩石记录了三个变质阶段,其中第二阶段可进一步分为a和b两个亚阶段,具体的变质温压条件分别为:①阶段Ⅰ:T=562±12℃、P=1.03±0.05GPa;②阶段Ⅱ-a:T=663±8℃、P=1.09±0.04GPa;③阶段Ⅱ-b:T=508~584℃、P_(-设定)=0.5~0.7GPa;④阶段Ⅲ:T=396~472℃、P_(-设定)=0.1~0.3GPa。其中,①→②表现为近等压增温型式,反映了一个俯冲迟滞过程,暗示了“浅层”俯冲止于莫霍面附近,并受下伏岩石地幔热源供给导致其持续增温,而②→③→④则显示降温降压样式,表现为缓慢抬升的过程。显然,大别造山带“浅”地壳层次的俯冲属于“暖”俯冲类型,并表现为一个缓慢变质演化过程,明显不同于大别造山带“冷”俯冲类型的大陆深俯冲的快速演化过程。锆石U-Pb年代学研究显示,石榴斜长角闪岩的锆石均为具振荡环带结构,测定的37个谐和年龄范围数据范围为1470±80Ma~1258±101Ma,Th/U比值均大于0.4,加权平均年龄为1381±25Ma,该年龄应为其原岩结晶年龄,代表了哥伦比亚超大陆最终裂解时限。此外,侵入于石榴斜长角闪岩中的富石英花岗岩的加权平均年龄为129±5Ma,反映了中国东部中生代伸展事件。结合前人的年龄资料,可以推测1.38~1.30Ga为哥伦比亚超大陆向罗迪尼亚超大陆转换的时间节点。同时,可以明确宿松杂岩则是由不同时代、不同岩石类型构成的单元,是探究扬子板块自新太古代至中生代漫长复杂的演化过程最佳的场所变质单元。

关键词：宿松杂岩石榴斜长角闪岩中元古代 P-T轨迹金红石Zr温度计

基于断层量化隐伏型煤矿基岩含水层水化学空间演化机制研究

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地质学报 2024年第7期98卷 2245-2257页

作者：陈陆望郑忻张杰张苗胡永胜郑剑殷晓曦合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

地质构造是控制地下水化学场形成的关键因子,但由于其类型、性质和组合方式存在较大差异,致使定量表征地质构造对含水层水化学空间演化是个难点问题,亟待解决。本文以典型隐伏型煤田——淮北煤田袁店一矿的二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层... 详细信息

地质构造是控制地下水化学场形成的关键因子,但由于其类型、性质和组合方式存在较大差异,致使定量表征地质构造对含水层水化学空间演化是个难点问题,亟待解决。本文以典型隐伏型煤田——淮北煤田袁店一矿的二叠系主采煤层砂岩裂隙含水层(简称“煤系”)和石炭系太原组灰岩岩溶裂隙含水层(简称“太灰”)为研究对象,基于主成分分析和离子比例分析,阐明控制含水层水化学空间演化的关键因素,利用断层复杂系数量化地质构造对地下含水层水-岩作用的影响,揭示袁店一矿水化学空间演化机制。研究结果表明,袁店一矿煤系主要水-岩作用为阳离子交替吸附与脱硫酸,太灰主要水-岩作用为碳酸盐溶解与黄铁矿氧化。袁店一矿东部断层复杂系数平均值为0.56,中部为0.61,西部为0.71。随着断层复杂系数平均值的增加,断层愈发育,煤系在袁店一矿主要水-岩作用阳离子交替吸附与脱硫酸有向非碳酸盐溶解转变的趋势;太灰在袁店一矿主要水-岩作用碳酸盐溶解与黄铁矿氧化有进一步增强的趋势。研究成果为研究华北隐伏型煤田地下水化学演化的构造控制机制提供了新思路,奠定了良好的理论基础。

关键词：隐伏型煤田水-岩作用水化学特征断层量化

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环境矿物材料专题序

硅酸盐学报 2024年第10期52卷 3091-3092页

作者：陈天虎孙志明合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院北京100083

环境矿物材料是矿物材料中的一个类别,由矿物资源基于其物理化学性质加工制备的具有防治污染和修复环境功能的一类矿物材料,与合成材料相比其具有原料储量丰富、价格低廉、环境友好的优势。虽然部分矿物资源经过简单加工即可在某些方面... 详细信息

环境矿物材料是矿物材料中的一个类别,由矿物资源基于其物理化学性质加工制备的具有防治污染和修复环境功能的一类矿物材料,与合成材料相比其具有原料储量丰富、价格低廉、环境友好的优势。虽然部分矿物资源经过简单加工即可在某些方面作为环境矿物材料应用,但是要满足节能环保对先进功能材料的需求,还要不断发现有利于制备高性能环境矿物材料的矿物资源新类型;研究如何基于矿物资源的组成和特性,通过对主体矿物的物理化学改性、结构改型、性能活化、材料结构重构、多组分复配和复合组分协同等等方式提高环境矿物材料的性能,探索制备高性能环境矿物材料新方法、新技术。

关键词：环境材料环境矿物学

安徽铜陵地区晚中生代中基性侵入岩成因与成矿:来自磷灰石矿物学和地球化学证据

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地质科学 2024年第5期59卷 1391-1411页

作者：徐晓春夏彩莲金林森谢巧勤闫峻谢建成合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

辉石闪长岩是安徽铜陵地区晚中生代侵入岩的重要类型,与铜金多金属成矿密切相关。本文以白芒山岩体和舒家店岩体辉石闪长岩为研究对象,着重开展磷灰石矿物学和地球化学研究,探索中基性侵入岩成因及与成矿关系。结果显示:磷灰石强烈富集... 详细信息

辉石闪长岩是安徽铜陵地区晚中生代侵入岩的重要类型,与铜金多金属成矿密切相关。本文以白芒山岩体和舒家店岩体辉石闪长岩为研究对象,着重开展磷灰石矿物学和地球化学研究,探索中基性侵入岩成因及与成矿关系。结果显示:磷灰石强烈富集稀土元素,轻重稀土元素分异明显,弱—中等Eu负异常,富集Th、U等高场强元素,亏损Ta、Nb、Ti、Zr、Hf等高场强元素和Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,稀土—微量元素组成特征指示其寄主岩石成岩物质具有壳幔混源特征。岩相学特征显示磷灰石具有两种不同的晶体形态、产出状态和显微结构,即长柱状、包裹体相、均质结构和短柱状、晶间相、核—边/环带结构,其元素地球化学特征有显著差异,指示其寄主岩石成岩作用经历过壳源长英质岩浆冷凝结晶→高温幔源镁铁质岩浆注入和长英质岩浆早期结晶矿物熔蚀→混合岩浆侵位和结晶的复杂过程。核—边/环带结构磷灰石从核部到边部SO_(3)和Cl含量波动式变化特征,指示镁铁质岩浆幕式注入,并触发混合岩浆上升侵位,有利于流体出溶和热液成矿。磷灰石卤族元素(F、Cl)和SO_(3)高含量则提供板块俯冲环境证据,指示基性端元的镁铁质弧岩浆来自俯冲板片析出流体交代富集岩石圈地幔,镁铁质岩浆幕式注入有利于流体出溶和热液成矿。

关键词：辉石闪长岩中基性侵入岩磷灰石矿物学和地球化学晚中生代安徽铜陵地区

融合成矿过程数值模拟信息的三维成矿预测方法研究:以安徽宣城茶亭地区为例

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矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 446-458页

作者：谢先岗李晓晖袁峰叶胜飞陈宇恒合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

茶亭地区位于长江中下游成矿带南陵-宣城矿集区东北部,近年来陆续发现了多个斑岩型和矽卡岩型矿床,显示深部具有很好的热液矿床成矿潜力。目前传统的矿产勘查方法对区内隐伏矿的勘查效果不佳,制约了进一步的找矿突破。三维成矿预测是近... 详细信息

茶亭地区位于长江中下游成矿带南陵-宣城矿集区东北部,近年来陆续发现了多个斑岩型和矽卡岩型矿床,显示深部具有很好的热液矿床成矿潜力。目前传统的矿产勘查方法对区内隐伏矿的勘查效果不佳,制约了进一步的找矿突破。三维成矿预测是近年来隐伏矿找矿的重要手段之一,但三维预测信息的缺乏在一定程度上制约了该方法的预测效果。三维成矿过程数值模拟方法能为三维成矿预测方法提供新的预测信息,但对多元数值模拟信息的联合应用以及对三维成矿预测方法的支持能力等均有待深入研究。本文以安徽宣城茶亭地区为例,在力-热-流多场耦合的条件下对热液成矿过程进行三维数值模拟;通过将体应变增量、剪切应变增量等数值模拟变量信息与其他预测信息进行融合,实现深部找矿靶区的圈定。结果显示,成矿过程数值模拟方法可为三维成矿预测提供有效的预测信息,能显著提高预测能力;圈定的找矿靶区可为进一步的深部找矿勘查提供更为有效和可靠的线索和方向。

关键词：三维成矿预测成矿过程数值模拟茶亭地区

安徽巢湖地区早白垩世煌斑岩的形成年代、岩石成因及其地质意义

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地质科学 2024年第5期59卷 1412-1437页

作者：陈泽雨牛漫兰刘航朱光王磊衡哲合肥工业大学资源与环境工程学院合肥230009

煌斑岩是一种典型的富含挥发分的超基性—中性岩,作为深部幔源岩石,能很好地反映地幔源区的地球化学属性,为探究地球的深部构造和岩浆过程提供了有利窗口。本文以巢湖地区东南部的闪斜煌斑岩为研究对象,在野外地质调查及岩相学研究的基... 详细信息

煌斑岩是一种典型的富含挥发分的超基性—中性岩,作为深部幔源岩石,能很好地反映地幔源区的地球化学属性,为探究地球的深部构造和岩浆过程提供了有利窗口。本文以巢湖地区东南部的闪斜煌斑岩为研究对象,在野外地质调查及岩相学研究的基础上,进行了磷灰石年代学、Sr-Nd同位素和全岩主量元素和微量元素分析,通过数据定量模拟,剖析了岩浆过程和地幔源区特征,探讨了其形成构造背景。结果表明,巢湖闪斜煌斑岩(22CH09、22CH14和22CH17)磷灰石LA-ICP-MS ^(206)Pb/^(238)U加权平均年龄分别为119±18 Ma、116.4±7.5 Ma和114±13 Ma,均形成于早白垩世。巢湖闪斜煌斑岩SiO2含量为39.80%~43.52%,Mg^(#)值为63~70,K_(2)O的含量为1.60%~2.46%,为碱性煌斑岩,且相对富集大离子亲石元素(LILEs,如Ba、K、Cs),亏损高场强元素(HFSEs,如Nb、Ta、Zr、Hf),类似于弧相关的岩浆岩。巢湖闪斜煌斑岩具有低的(Hf/Sm)_(N)和(Ta/La)_(N)比值(分别为0.60~0.67和0.27~0.38),指示其源区经历了俯冲板片流体的交代作用;其高的Zn/Fe(0.0012~0.0015)及Fe/Mn值(65.54~84.49)表明其源区主要为辉石岩。数值定量模拟表明,巢湖闪斜煌斑岩可能源于石榴辉石岩小比例部分熔融(<4%),原生岩浆经历了约3%的橄榄石分离结晶作用。煌斑岩磷灰石原位^(87)Sr/^(86)Sr(t)值为0.7069~0.7078,ε_(Nd)(t)值为−9.5~−6.8,与长江中下游带同期基性岩的Sr-Nd同位素组成相似,表明二者起源于同位素组成相似的富集岩石圈地幔。巢湖地区中生代岩石圈地幔与长江中下游带具有较高的亲缘性,长江中下游带与郯庐断裂带南段岩石圈地幔的分界可能介于巢湖闪斜煌斑岩与肥东杂岩之间。结合区域岩浆活动特点,本文认为巢湖闪斜煌斑岩为古太平洋俯冲板片后撤的产物,形成于弧后伸展构造背景。

关键词：巢湖闪斜煌斑岩郯庐断裂带南段早白垩世辉石岩地幔源区岩石成因

基于相平衡分配法的店埠河沉积物重金属质量基准研究

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环境工程技术学报 2024年第1期14卷 330-335页

作者：熊鸿斌汪中意合肥工业大学资源与环境工程学院

以店埠河为研究对象,采用校正后的相平衡分配法推导了店埠河沉积物中5种重金属(Cr、Cu、Zn、Cd、Pb)的沉积物质量基准(SQG)值,并分析了各金属结合相对不同重金属沉积物质量基准的贡献。结果表明:店埠河沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的沉... 详细信息

以店埠河为研究对象,采用校正后的相平衡分配法推导了店埠河沉积物中5种重金属(Cr、Cu、Zn、Cd、Pb)的沉积物质量基准(SQG)值,并分析了各金属结合相对不同重金属沉积物质量基准的贡献。结果表明:店埠河沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的沉积物质量基准值分别为318.80、122.24、1326.99、7.88和31.43 mg/kg;各金属结合相对不同重金属的沉积物质量基准值的贡献存在差异,细颗粒物(粒径<63μm)对店埠河5种重金属沉积物质量基准值的贡献率为24.49%~48.93%,其中对Cr、Zn和Cu的沉积物质量基准值的贡献最大。酸可挥发性硫化物对Cu、Zn、Cd和Pb的沉积物质量基准值的贡献率分别为2.11%、0.22%、50.13%和21.67%,主要决定着Cd的SQG。总有机碳和残渣态对这5种重金属SQG的贡献率较低,均不足3%。

关键词：店埠河相平衡分配法沉积物质量基准重金属

一种新的估计非高斯分布含水层渗透系数场的方法

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水文地质工程地质 2024年第3期51卷 23-33页

作者：孙猛骆乾坤孔志伟郭明刘明力钱家忠合肥工业大学资源与环境工程学院安徽合肥230009

集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)是最流行的数据同化方法之一。然而,在处理非高斯问题时,EnKF存在局限性。为了解决非高斯问题并准确描述含水介质连通性,将正态分数变换(normal-score transformation,NST)与多重数据同化... 详细信息

集合卡尔曼滤波(ensemble Kalman filter,EnKF)是最流行的数据同化方法之一。然而,在处理非高斯问题时,EnKF存在局限性。为了解决非高斯问题并准确描述含水介质连通性,将正态分数变换(normal-score transformation,NST)与多重数据同化集合平滑器(ensemble smoother with multiple data assimilation,ES-MDA)相结合,提出NS-ES-MDA方法。通过对比实验,验证了NS-ES-MDA方法估计非高斯分布含水层渗透系数场的有效性。相较于重启正态分数集合卡尔曼滤波器(restart normal-score ensemble Kalman filter,rNS-EnKF)方法,NS-ES-MDA在吸收相同数据后,参数估计精度提升约34%,计算效率提升约35%。此外,NS-ES-MDA方法受“异参同效”现象的影响较小,具有较强的更新能力,能够保障得到较准确的参数估计值。研究可为非高斯分布含水层参数估计提供一种有效的求解方法。

关键词：数据同化非高斯场参数估计集合平滑器正态分数变换渗透系数

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