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稀土La^(3+)离子在高岭石表面吸附的原位AFM研究

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大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 283-292页

作者：冉凌瑜王高锋王迎亚梁晓亮朱润良朱建喜何宏平中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

离子吸附型稀土矿是我国优势矿产资源,该类型矿床中,稀土元素主要是以离子的形式吸附在高岭石、埃洛石和铁锰氧化物等次生矿物上。本文主要通过原子力显微镜(AFM)的微观区域的力学测量功能,结合DLVO理论,研究原位水环境下稀土La^(3+)对... 详细信息

离子吸附型稀土矿是我国优势矿产资源,该类型矿床中,稀土元素主要是以离子的形式吸附在高岭石、埃洛石和铁锰氧化物等次生矿物上。本文主要通过原子力显微镜(AFM)的微观区域的力学测量功能,结合DLVO理论,研究原位水环境下稀土La^(3+)对高岭石不同表面(Si面和Al面)Stern电位的影响,揭示高岭石对La^(3+)的吸附能力随Si面和Al面表面性质不同而变化。实验结果表明:当La^(3+)浓度从0增加至1.0 mmol/L时,高岭石Si面的Stern电位由−46 mV转变为4 mV,表明高岭石Si面对La^(3+)有吸附作用;而Al面的Stern电位(在28~31 mV之间波动)几乎没有变化,表明高岭石Al面对La^(3+)的吸附作用不强。该研究表明在pH=4~6的风化壳条件下,高岭石Si面对La^(3+)的吸附可能占主导作用,Al面的贡献相对较小。本研究从微观角度揭示了稀土元素在高岭石不同表面的吸附特征,明确了高岭石不同表面对稀土元素吸附的贡献,为阐明风化壳中稀土的富集机制提供信息。

关键词：黏土矿物高岭石稀土吸附 AFM 离子吸附型稀土

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离子吸附型稀土矿床的诱导成矿学研究

大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 293-301页

作者：李宁波王焰朱建喜杨武斌中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,... 详细信息

诱导成矿学的核心理念是针对低品位矿石、尾矿和具有成矿潜力岩石中的关键金属资源,通过人工干预手段诱导目标金属元素活化和富集,在有限的时间尺度内形成具有经济价值的可利用资源。离子吸附型稀土矿床是全球稀土资源的主要来源之一,近年来为全球提供了80%以上的中、重稀土资源供给。该类矿床的形成主要受控于内生稀土初始富集和表生风化淋积成矿两个过程,而后者对于成矿极为关键。由于我国华南地区具有适宜形成离子吸附型稀土矿床的气候条件、大量出露的花岗质岩石及风化壳,因此对该地区开展人工诱导成矿技术研发将具有重要应用前景。通过分析离子吸附型稀土矿床形成的控制因素,预计可选择具有成矿潜力的花岗岩、含稀土风化壳和低品位矿床作为主要诱导成矿对象。通过调控地形地貌、生态、水文和风化壳物理化学条件等加速风化进程,促进稀土元素释放,引导稀土元素定向迁移,并在指定位置进行沉淀成矿,形成具有经济价值的富集稀土的矿体。特别是在该过程中可控制轻重稀土元素的分异,促使其形成富集重稀土的矿体,为解决全球重稀土资源紧缺和保障重稀土资源持续供给提供有效实施方案。因此,对离子吸附型矿床开展诱导成矿学研究具有重要的理论意义和应用价值,可作为诱导成矿学的重点研究方向之一。

关键词：诱导成矿学离子吸附型稀土矿床风化过程稀土元素迁移沉淀

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希夏邦马峰淡色花岗岩岩石成因初步研究

岩石学报 2024年第5期40卷 1446-1460页

作者：刘小驰杨雷何少雄胡方泱王佳敏岩石圈演化国家重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029 成都理工大学地球科学学院成都610059 中国科学院矿产资源研究重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029

淡色花岗岩是研究碰撞造山带地球动力学过程的重要对象。本文对喜马拉雅造山带希夏邦马峰海拔5800m大本营附近的淡色花岗岩样品进行了独居石U-Th-Pb年代学和全岩地球化学初步分析。研究样品根据矿物组合可分为黑云母花岗岩和二云母花岗... 详细信息

淡色花岗岩是研究碰撞造山带地球动力学过程的重要对象。本文对喜马拉雅造山带希夏邦马峰海拔5800m大本营附近的淡色花岗岩样品进行了独居石U-Th-Pb年代学和全岩地球化学初步分析。研究样品根据矿物组合可分为黑云母花岗岩和二云母花岗岩,二者地球化学特征以及变形程度都有所差异,全岩地球化学中弱变形的黑花岗岩表现出低Si和富Al、Mg、Fe、K、Ti的特征,铝饱和指数A/CNK为1.06;强变形和弱变形的二云母花岗岩均表现出高Si和贫Mg、Fe、K、Ti的特征,A/CNK为1.11~1.17。同黑云母花岗岩相比,二云母花岗岩稀土元素中Eu元素负异常明显,微量元素中富集Sn、U,亏损Ba、Sr、Zr、Hf、LREE等元素,暗示岩浆经历了斜长石、黑云母、锆石、独居石和磷灰石的分离结晶作用。黑云母花岗岩和二云母花岗岩中的独居石给出U-Th-Pb年龄为22.9±0.2Ma、22.7±0.5Ma和22.7±0.7Ma的一致结果,这一年龄略早于前人报道的结果,指示藏南拆离系活动时间在该区域与喜马拉雅中段具有一致性。本文认为希夏邦马淡色花岗岩岩浆作用与碰撞后伸展阶段发育的藏南拆离系活动具有同时性。

关键词：淡色花岗岩喜马拉雅希夏邦马峰 U-Th-Pb年龄藏南拆离系分离结晶

钐铁氮(SmFeN)含量对等离子喷涂SmFeN/LaMA复合材料涂层组织及电磁损耗性能的影响

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功能材料 2024年第10期 10102-10111+10120页

作者：张千喜刘春忠张洪宁邹兵林卢天倪李娜黄震威沈阳航空航天大学材料科学与工程学院中国科学院长春应用化学研究所稀土资源利用国家重点实验室

观察并分析了在35 kW条件下等离子喷涂的不同质量比（2∶1,1∶1,1∶2）Sm2Fe17NX（SmFeN）/LaMgAl11O19（LaMA）复合吸波涂层样品的相结构以及样品在0～18 GHz电磁波频率波段内的电磁参数（ε′、ε″、μ′、μ″）和电磁波反射率RL值... 详细信息

观察并分析了在35 kW条件下等离子喷涂的不同质量比（2∶1,1∶1,1∶2）Sm2Fe17NX（SmFeN）/LaMgAl11O19（LaMA）复合吸波涂层样品的相结构以及样品在0～18 GHz电磁波频率波段内的电磁参数（ε′、ε″、μ′、μ″）和电磁波反射率RL值，并对其电磁损耗机理进行了研究。结果表明，SmFeN含量会对喷涂样品的相组成和吸波性能产生较大影响。喷涂样品包含Fe8N、Fe16N2、Al2O3、AlN、Fe12Sm、La3MgAlO7、LaMgAl11O19多种相，SmFeN质量比增大使Fe8N、Fe16N2相相对含量升高，使Fe12Sm、La3MgAlO7、LaMgAl11O19相相对含量降低，AlN相相对含量较为稳定；高温下出现非晶相，温度上升使非晶相的相对强度增大，导致样品在高温下吸波性能变差。LaMgAl11O19相对含量升高使样品的ε′,ε″降低，优化了喷涂样品的阻抗匹配；AlN相对含量升高使样品ε′的波谷、ε″的波峰向高频方向移动。性能最佳的喷涂样品质量比为m（SmFeN）∶m（LaMA）=1∶2:在4.24 GHz, 4.83 mm下反射率达到-40.31 dB,达到有效吸收（RL室温测试值与计算值对比证实，计算值与测试值较为符合。

关键词：钐铁氮吸波涂层电磁参数反射率

橄榄石微量元素:分析、地球化学行为与地球科学应用

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岩石学报 2024年第10期40卷 3160-3190页

作者：毛亚晶吴石头贾丽辉秦克章翟明国中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,... 详细信息

橄榄石化学成分记录了幔源岩浆性质、结晶演化、喷发速率等重要信息。近十年来,橄榄石微量元素分析技术飞速进步,积累了丰富的数据。本文系统综述了电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱法在橄榄石微量元素分析领域的最新研究进展,总结了橄榄石中微量元素的分配系数与扩散系数等地球化学行为,分析了全球不同岩石单元的橄榄石微量元素特征,重点介绍了岩浆铜镍矿床中橄榄石微量元素的研究进展。实验岩石学表明,控制元素在橄榄石中分配系数的主要因素有温度、压力、岩浆成分等,且不同微量元素行为的主控因素各不相同。在确定的温压条件下,橄榄石中多数元素的配分可由晶格应变模型预测,而Ni、Co和轻稀土元素主要受晶体场效应和结晶动力学控制。橄榄石中元素的扩散速率由快到慢依次为:H和Li(快)→Fe-Mg-Ni(中等)→Ca(较慢)→P-O-Si(慢)。对比全球不同岩石单元中橄榄石微量元素得出:(1)火山岩系列的科马提岩-苦橄岩-玄武岩中橄榄石的Fo值和Ni、Cr、Al、Mn等元素呈演化趋势,但在二元相关性图中不同岩石类型间存在较大重叠区域,机器学习等多维分析手段可大大提升分类准确率;(2)地幔橄榄岩与侵入岩系列(地壳堆晶岩)中的橄榄石微量元素特征相近,难以使用单元素指标区分,例如常用的Ca亏损;(3)碳酸岩中橄榄石的Ni、Mn含量有别于其他岩石,可能与其来源和元素在橄榄石-碳酸岩熔体中特殊的分配行为有关;(4)石榴子石地幔橄榄岩与尖晶石地幔橄榄岩的橄榄石微量元素存在一定差异,橄榄石V/Sc比值和Fe-Mg-Mn-Ca-Ni含量是判别地幔橄榄岩类型和来源深度的重要变量。岩浆铜镍矿床橄榄石微量元素的研究进展有:(1)堆晶-后堆晶阶段再平衡作用驱使Ca-Cr-Al元素向其他矿物迁移,使橄榄石普遍亏损上述元素;(2)橄榄石Ni-Co变化可记录其与硫化物的元素交换反应,Ni-Co正相关可用于指示岩体深边部的找矿潜力;(3)与硫化物共生橄榄石的Ni富集(>5000×10^(-6))或亏损(重点研究与突破方向有:堆晶-后堆晶阶段元素行为、多元素-多矿物扩散联合限定岩浆时空演化、机器学习判别橄榄石成因类型与镁铁-超镁铁岩体含矿性、挥发份与新兴非传统金属稳定同位素等。

关键词：橄榄石微量元素地球化学行为元素扩散地幔岩浆铜镍矿床

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硼酸表面处理对ZnxMg_(1-x)O量子点自驱动光电探测器性能的影响

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发光学报 2024年第9期45卷 1521-1530页

作者：何玥仪宋玺尧王浩然胡均义刘少尧周芩安成明范翊王云鹏王飞赵东旭中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室吉林长春130033 中国科学院大学北京100049 佛山大学物理与光电工程学院粤港澳智能微纳光电技术联合实验室广东佛山528231

氧化锌材料(ZnO)因其独特的物理和化学性质在自驱动光电探测领域中展现出巨大应用潜力。然而,目前基于ZnO材料的自驱动光电探测器存在结构复杂、响应时间长、响应度低等问题,难以满足实际应用需求。本文构建了一种结构简单、响应速度快... 详细信息

氧化锌材料(ZnO)因其独特的物理和化学性质在自驱动光电探测领域中展现出巨大应用潜力。然而,目前基于ZnO材料的自驱动光电探测器存在结构复杂、响应时间长、响应度低等问题,难以满足实际应用需求。本文构建了一种结构简单、响应速度快的ITO/ZnO量子点(QDs)/Au光电探测器,并提出了一种硼酸(BA)表面处理结合退火的处理工艺,成功降低了ZnO QDs薄膜中的表面态密度,提高了器件光电性能。器件在0 V下响应时间约为1 ms,开/关比达到104,响应度达到8.81 mA/W。将这一工艺应用在Mg2+掺杂ZnO量子点基光电探测器中,同样提高了器件的比探测率和响应度,获得了具有0.93 ms上升时间的高响应速度自驱动光电探测器,Mg2+掺杂量越高,器件的上升时间越短。这项工作证实了BA表面处理结合退火处理工艺对化学合成的ZnO材料性能具有普遍提升作用,有望广泛应用于ZnO基紫外光电探测器的性能优化中。

关键词：氧化锌量子点自驱动光电探测器溶液表面处理带隙调控

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基于端羟基聚丁二烯液体橡胶制备功能性嵌段聚合物的研究进展

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应用化学 2024年第8期41卷 1073-1084页

作者：吕小军赵卿波赵洪福刘三荣毕吉福唐博阳新疆天利石化股份有限公司克拉玛依833699 中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室长春130022 中国石油华东化工销售公司上海200122

端羟基液体丁二烯橡胶(HTPB)的活性端羟基在适当条件下可制备成大分子引发剂,将具有特定功能的聚合物通过嵌段共聚改性的方法连接在HTPB的两端,形成结构多样、功能丰富的嵌段聚合物。本文综述了近年来利用HTPB制备的嵌段聚合物在火箭推... 详细信息

端羟基液体丁二烯橡胶(HTPB)的活性端羟基在适当条件下可制备成大分子引发剂,将具有特定功能的聚合物通过嵌段共聚改性的方法连接在HTPB的两端,形成结构多样、功能丰富的嵌段聚合物。本文综述了近年来利用HTPB制备的嵌段聚合物在火箭推进剂性能改进、刺激响应性聚合物、可拉伸半导体材料和两亲性聚合物等方面的研究进展,并对利用HTPB制备新型嵌段聚合物的未来进行了展望。

关键词：端羟基聚丁二烯液体橡胶嵌段聚合物

风化壳中不同种类黏土矿物对离子态稀土元素富集的贡献——以帽峰山风化剖面为例

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大地构造与成矿学 2024年第2期48卷 270-282页

作者：徐洁黄伟光王高锋徐永进魏景明朱建喜何宏平中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国科学院大学北京100049 广晟有色金属股份有限公司广东广州510610

在离子吸附型稀土矿床中,黏土矿物被认为是可交换离子态稀土元素的主要载体。高岭石和埃洛石是风化壳中富集稀土元素的主要黏土矿物,高岭石和埃洛石属同族矿物,结构相似,互为多型,由于常规方法无法准确区分高岭石和埃洛石的矿物组成和含... 详细信息

在离子吸附型稀土矿床中,黏土矿物被认为是可交换离子态稀土元素的主要载体。高岭石和埃洛石是风化壳中富集稀土元素的主要黏土矿物,高岭石和埃洛石属同族矿物,结构相似,互为多型,由于常规方法无法准确区分高岭石和埃洛石的矿物组成和含量,从而无法准确区分各黏土矿物对稀土元素富集的贡献。本文以帽峰山风化剖面为研究对象,采用甲酰胺法处理风化壳样品,对风化壳中的高岭石和埃洛石进行半定量分析。并且,通过模拟吸附实验,查明了各类黏土矿物对稀土离子的吸附特征和吸附量,并结合等温吸附模型,揭示了黏土矿物对稀土离子的吸附机理。进一步通过理论计算,量化了各类黏土矿物对风化剖面不同深度稀土元素富集的贡献。结果表明,全风化层稀土元素富集的主要贡献矿物是高岭石,全风化层下部和表土层稀土元素富集的主要贡献矿物是埃洛石,半风化层稀土元素富集的贡献矿物同时包括高岭石、埃洛石和伊利石。本文半定量分析了风化壳中高岭石和埃洛石的矿物组成,量化了各类黏土矿物对风化壳各层稀土元素富集的贡献作用,厘清了各类黏土矿物对稀土离子的吸附机理,为进一步认识风化壳中稀土元素富集机制奠定理论基础。

关键词：离子吸附型稀土富集黏土矿物高岭石埃洛石

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基于强化学习的多智能体协同电子对抗方法

兵器装备工程学报 2024年第7期45卷 1-10页

作者：杨洋王烨康大勇陈嘉玉李姜赵华栋中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学北京100049 光电对抗测试评估技术重点实验室河南洛阳471000

传统电子战正逐步向融合人工智能技术的智能电子战演变,基于强化学习的多无人机电子协同对抗为主要场景,针对复杂高维的状态动作空间下多智能体强化学习算法不容易收敛问题,提出了一种基于优先经验回放的多智能体双对抗策略梯度算法。... 详细信息

传统电子战正逐步向融合人工智能技术的智能电子战演变,基于强化学习的多无人机电子协同对抗为主要场景,针对复杂高维的状态动作空间下多智能体强化学习算法不容易收敛问题,提出了一种基于优先经验回放的多智能体双对抗策略梯度算法。该算法通过引入优先经验回放机制,并提出对抗Critic网络和双Critic网络来平衡动作及价值间的关系和减小单一Critic网络估计不确定性的问题。仿真实验结果表明:在同一仿真场景下相较于其他强化学习算法,PerMaD4算法具有更好的收敛效果且任务完成度提高了8.9%。

关键词：协同决策强化学习策略梯度电子对抗仿真