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基于交流电磁场的高铁钢轨表面裂纹无损检测研究及展望

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中国铁道科学 2024年第2期45卷 15-29页

作者：申嘉龙侯艳萍张晨王飞刘萌孟征兵尹武良桂林理工大学有色金属及材料加工新技术教育部重点实验室广西桂林541004 桂林理工大学广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心广西桂林541004 曼彻斯特大学电子电气工程学院英国曼彻斯特M139PL

针对高铁钢轨表面产生滚动接触疲劳(RCF)裂纹导致对钢轨带来危害的问题,本文分析了钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的形成机理及扩展规律,系统归纳了高铁裂纹的无损检测与表征方法。聚焦于交流电磁场检测(ACFM)技术,重点研究了ACFM技术发展及... 详细信息

针对高铁钢轨表面产生滚动接触疲劳(RCF)裂纹导致对钢轨带来危害的问题,本文分析了钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的形成机理及扩展规律,系统归纳了高铁裂纹的无损检测与表征方法。聚焦于交流电磁场检测(ACFM)技术,重点研究了ACFM技术发展及研究现状、理论研究成果以及存在的问题,综述了ACFM技术的特点及应用,通过与其他无损检测方法进行分析比较,阐述了ACFM测量法对钢轨表面裂纹的精准量化表征的优势。结果表明:ACFM探针传感器沿45°方向扫描,通过结合ACFM信号补偿量算法可将非均匀裂纹口袋深度误差降到5.5%,垂直深度误差降到7.1%,裂纹簇误差减小到7.1%;经过人工神经网络训练对钢轨RCF裂纹尺寸进行精准表征,最终计算的误差在10%以内。进一步讨论了融合人工智能技术的钢轨表面裂纹无损检测技术的发展趋势,为后续ACFM技术对钢轨表面RCF裂纹的检测和表征研究提出相关建议和展望。

关键词：高铁钢轨滚动接触疲劳交流电磁场表面裂纹尺寸表征无损检测

广西离子吸附型重稀土找矿突破方向研究与科研性示范勘查进展

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地球科学 2024年第6期49卷 1931-1945页

作者：付伟董春放许成王瑞湖陆济璞周辉韩志轩易泽邦吕玉增黄光琼罗鹏桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心桂林理工大学广西桂林541004 广西壮族自治区地质调查院广西南宁530023 广西壮族自治区地质矿产勘查开发局广西南宁530023 广西壮族自治区自然资源厅广西南宁530023

离子吸附型稀土矿是关乎我国稀土关键矿产国际竞争优势和资源战略安全的重要矿床类型.广西作为中国南方盛产离子吸附型稀土的主要省份之一,矿床数量众多且资源总量丰富,但在配分特征上以轻稀土型为主,重稀土型则相对稀缺.为提高广西重... 详细信息

离子吸附型稀土矿是关乎我国稀土关键矿产国际竞争优势和资源战略安全的重要矿床类型.广西作为中国南方盛产离子吸附型稀土的主要省份之一,矿床数量众多且资源总量丰富,但在配分特征上以轻稀土型为主,重稀土型则相对稀缺.为提高广西重稀土资源储备,在依照江西“足洞式”和广西本地“南安式”重稀土成矿模式找矿效果暂不理想的情况下,提出将近年来新报道的风化壳轻重稀土叠生型矿床作为找矿突破方向.进而选择灵山县佳平地区作为实验基地,开展了集成矿理论研究和找矿勘查为一体的科研性示范勘查工作.结果发现,在示范勘查区内除了常见的轻稀土成矿类型之外,还发育了以“上轻下重”双层结构为标志的轻重稀土叠生类型.内源与外生成矿条件综合研究指示,两种成矿类型的母岩条件类似,均与具有高稀土总量(ΣREE>260×10^(-6))、低度轻稀土配分(1勘查方法的调整和优化,采取了整体放稀勘查网度和局部加密钻孔验证相结合的方法,使得科研示范勘查工作取得良好实际找矿效果,探获重稀土资源量达到中型规模,这对指导广西乃至中国南方“上轻下重”叠生型稀土风化矿床的找矿工作具有参考意义.

关键词：重稀土离子吸附型稀土矿床风化成矿作用科研性示范勘查找矿突破.

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地质样品铊同位素分析预处理方法优化

岩矿测试 2024年第2期43卷 213-223页

作者：柒锦捷余红霞徐庆鸿袁永海杨锋张惠评桂林理工大学地球科学学院广西桂林541006 桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室广西桂林541006

铊同位素体系可以示踪天体演化、古环境变化、矿床成因及污染物迁移等地质过程。然而,目前用于铊同位素分析的样品消解和离子交换方法耗时较长,往往需要两周甚至更久;为了提高化学前处理效率,本文采用微波消解法分解样品,以AG1-X8阴离... 详细信息

铊同位素体系可以示踪天体演化、古环境变化、矿床成因及污染物迁移等地质过程。然而,目前用于铊同位素分析的样品消解和离子交换方法耗时较长,往往需要两周甚至更久;为了提高化学前处理效率,本文采用微波消解法分解样品,以AG1-X8阴离子交换树脂纯化铊,采用多接收器电感耦合等离子体质谱(MC-ICP-MS)测试,仪器的质量歧视用铅同位素标准溶液(NIST SRM981)校正。通过考察消解条件、淋洗曲线和基质效应,结果表明:采用微波消解法,在2mL硝酸-2mL氢氟酸-0.5mL高氯酸的混合酸体系中选用适当的消解程序可以将0.2g土壤标准物质GBW07406消解完全,总耗时不超过2h;利用AG1-X8树脂,上样后,依次以2mL 2mol/L硝酸-1%溴水淋洗6次、2mL超纯水淋洗1次和2mL 0.1mol/L盐酸-6%二氧化硫淋洗5次(收集铊),可有效地纯化铊;常见共存元素的干扰实验结果显示,树脂填充量为2mL时,该淋洗流程所允许上样溶液中含有三价铁和三价铝离子的量分别不应超过2.56mmol和4.90mmol,否则会使铊的回收率降低。将此方法应用于4个地质标准物质中铊同位素比值的测定,ε^(205)TlGSB Tl的精密度(2SD,n=6)均优于0.3;与文献的结果对比显示,标准物质NOD-P-1、GBW07406和GSP-2的ε^(205)Tl差值(ε^(205)Tl_(NIST 997)-ε^(205)Tl_(GSB Tl))均为0.8,NOD-A-1的ε^(205)Tl差值为0.7,说明方法具有较好的准确性;此外,可以估算标准物质GSB 04-1758-2004相对于NIST 997的ε^(205)Tl值应约等于0.8。

关键词：硝酸-氢氟酸-高氯酸微波消解 AG1-X8阴离子交换树脂铊同位素组成多接收器电感耦合等离子体质谱法

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特提斯喜马拉雅带东部陆热地区火山岩年代学、地球化学及成因研究

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地质找矿论丛 2024年第2期39卷 219-231页

作者：刘宗昊康志强杨锋乔泽东马诚佑申妍菲桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 桂林理工大学广西有色金属隐伏矿床勘查及材料开发协同创新中心广西桂林541004

本文首次开展了对特提斯喜马拉雅带东部陆热地区的中酸性火山岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、全岩主元素、微量元素研究,结果表明:陆热地区酸性火山岩主要为英安岩和流纹岩,样品锆石U-Pb定年获得了141.1 Ma±1.3 Ma、135.3 Ma... 详细信息

本文首次开展了对特提斯喜马拉雅带东部陆热地区的中酸性火山岩进行了系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学、全岩主元素、微量元素研究,结果表明:陆热地区酸性火山岩主要为英安岩和流纹岩,样品锆石U-Pb定年获得了141.1 Ma±1.3 Ma、135.3 Ma±6.6 Ma两个年龄值;稀土元素分配图呈明显的右倾模式,轻重稀土分馏明显,Eu负异常;在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,样品富集大离子亲石元素(LILE),亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素(HFSE),显示出壳源岩浆的特征。陆热地区中性火山岩为安山岩,样品锆石的U-Pb年龄为133.9 Ma±4.9 Ma,样品稀土元素分配图呈明显的右倾型模式,且没有明显的Eu异常。在微量元素原始地幔标准化蛛网图中,样品无Nb、Ta负异常,且其Mg^(#)值较高(42.9),相容性元素Ni、Co、Cr、V等含量相对较高,显示出一定的幔源岩浆特征。本研究认为,陆热地区酸性火成岩是在地壳伸展减薄的拉伸环境以及Kerguelen地幔柱活动的双重作用下,幔源岩浆底侵使上地壳发生部分熔融形成;中性火成岩则是与Kerguelen地幔柱活动有关的基性岩浆经历了一定程度的分离结晶,并沿着构造裂缝上涌喷出形成。

关键词：特提斯喜马拉雅带火山岩地球化学锆石U-Pb测年陆热地区西藏

桂北加里东期越城岭岩体和都庞岭西体黑云母矿物化学特征对比及对成岩成矿指示

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桂林理工大学学报 2024年第2期44卷 175-193页

作者：莫连刘奕志方贵聪白玉明郑国峰吴疆唐世磊吴旭杰桂林理工大学地球科学学院广西桂林541006 桂林理工大学广西隐伏金属矿产勘查重点实验室广西桂林541006 桂林理工大学有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心广西桂林541006

加里东期越城岭岩体和都庞岭西体同处于南岭西段W-Sn-Cu多金属成矿带,但二者成矿能力不同。越城岭岩体以铁质黑云母为主,形成于相对低温(平均531℃)和高压(平均277 MPa)环境,具有贫镁(MgO平均8.05%、X_(Mg)=0.39),富铁(FeOT平均22.4%、I... 详细信息

加里东期越城岭岩体和都庞岭西体同处于南岭西段W-Sn-Cu多金属成矿带,但二者成矿能力不同。越城岭岩体以铁质黑云母为主,形成于相对低温(平均531℃)和高压(平均277 MPa)环境,具有贫镁(MgO平均8.05%、X_(Mg)=0.39),富铁(FeOT平均22.4%、I_(Fe)=0.61)、铝(Al_(2)O_(3)平均16.8%)等特征;都庞岭西体以镁质黑云母为主,形成于高温(平均687℃)和低压(平均194 MPa)环境,具有富镁(MgO平均11.9%、X_(Mg)=0.56),贫铁(FeOT平均17.0%、I_(Fe)=0.45)、铝(Al_(2)O_(3)平均15.5%)等特征。综合岩相学和前人全岩分析结果表明,越城岭岩体具有S型花岗岩特征,其岩浆可能主要来自上地壳变质泥岩的部分熔融,而都庞岭西体具有I-S过渡型花岗岩的特征,其岩浆可能主要来自壳幔混合源区岩浆岩的部分熔融。越城岭岩体具有变质泥岩源区岩浆岩属性、低氧逸度(log f_(O_(2))=-23.6)、富氟(F平均1.10%、IV(F)=1.62、IV(F/Cl)=6.00,log(f_(H_(2)O)/fHF)^(fluid)=4.78)、高铁指数(XFe=0.58)及高结晶分异程度(log(f_(H_(2)O)/f_(HCl))^(fluid)=5.10,log(fHF/f_(HCl))^(fluid)=0.10)等特征,指示其具有较好的钨及一定的铜成矿潜力;而都庞岭西体具有壳幔混合源区岩浆岩属性、较低的氧逸度(log f_(O_(2))=-17.3)、富氯(Cl平均0.04%,log(fHF/f_(HCl))^(fluid)=-0.36)、中等铁指数(XFe=0.41)及较低的结晶分异度(log(f_(H_(2)O)/f_(HCl))^(fluid)=4.41,log(fHF/f_(HCl))^(fluid)=-0.36)等特征,指示其局部可能有一定的铁成矿潜力。综合分析认为,岩石成因、源区性质以及成岩过程的物化条件是制约越城岭岩体和都庞岭西体不同类型金属成矿能力的重要因素。

关键词：黑云母矿物化学氧逸度成岩成矿加里东期花岗岩桂北

六盘山地区新生代构造演化:来自锆石和磷灰石裂变径迹的证据

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地球物理学报 2024年第3期67卷 1147-1168页

作者：陈国明覃焕图黄兴富郭晓玉高锐李旭成张逸鹏桂林理工大学地球科学学院&广西隐伏金属矿产勘查重点实验室桂林541004 中山大学地球科学与工程学院广州510275 中国冶金地质总局广西地质勘查院南宁530000

青藏高原的隆升与扩展不仅导致欧亚大陆内部发生强烈的构造变形,亦对高原周缘的地貌格局及气候变化产生了重大影响.青藏高原东北缘新生代以来的隆升时代与响应过程一直备受争议,而界定青藏高原东北缘构造带隆升时序是解决争议的关键之一... 详细信息

青藏高原的隆升与扩展不仅导致欧亚大陆内部发生强烈的构造变形,亦对高原周缘的地貌格局及气候变化产生了重大影响.青藏高原东北缘新生代以来的隆升时代与响应过程一直备受争议,而界定青藏高原东北缘构造带隆升时序是解决争议的关键之一.本研究围绕青藏高原东北缘,在陇中盆地、六盘山褶皱逆冲带和鄂尔多斯地块西南缘地区进行了磷灰石和锆石裂变径迹测试分析和热史模拟.测试分析结果表明研究区样品的磷灰石裂变径迹年龄范围分布于136~16 Ma,裂变径迹的长度范围介于11.9~13.3μm;锆石裂变径迹年龄结果为258~79 Ma,但多数样品的年龄介于160~99 Ma;热史模拟结果揭示了研究区新生代以来至少经历了两期隆升和冷却降温事件,即始新世期间(55~30 Ma)和中中新世(17~12 Ma)以来.始新世期间(55~30 Ma)发生的隆升事件可能是印度大陆与欧亚大陆陆陆碰撞远程效应的直接响应,表明印度与欧亚大陆碰撞之初或不久,其应力即已传导至东北缘边界;中中新世(17~12 Ma)以来的隆升剥露冷却事件奠定了青藏高原东北缘现今构造格局.

关键词：青藏高原东北缘六盘山构造演化低温热年代学裂变径迹

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山东省微山县郗山稀土矿床成矿年代学新进展

地质科技通报 2024年第1期43卷 51-62页

作者：张鹏刘珊珊兰君李衣鑫邢楠刘敬杰刘袁坤康志强杨锋山东省地质矿产勘查开发局第五地质大队山东泰安271000 桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004 桂林理工大学有色金属矿产勘查与资源高效利用省部共建协同创新中心广西桂林541004

山东省微山县郗山稀土矿床位于华北板块东南缘,是一个以轻稀土为主的岩浆热液型稀土矿床,目前为我国第三大轻稀土矿床,对其成矿年龄还存在争议。为此,以郗山稀土矿最新勘探钻孔矿石样品为研究对象,通过野外调查、矿物学和年代学研究,采... 详细信息

山东省微山县郗山稀土矿床位于华北板块东南缘,是一个以轻稀土为主的岩浆热液型稀土矿床,目前为我国第三大轻稀土矿床,对其成矿年龄还存在争议。为此,以郗山稀土矿最新勘探钻孔矿石样品为研究对象,通过野外调查、矿物学和年代学研究,采用氟碳铈矿Th-Pb同位素定年精确厘定了郗山稀土矿的成矿年代。5件氟碳铈矿Th-Pb同位素定年结果表明,郗山稀土矿床成矿时代可分为2期:早期为(125.5±0.5)~(122.2±0.5)Ma,晚期为(112.3±0.6)Ma,其中早期年龄与前人得出的矿床成矿年龄基本一致,而晚期成矿年龄则是首次报道,表明郗山稀土矿床可能存在2期成矿活动,值得关注并开展进一步工作。

关键词：郗山稀土矿床 Th-Pb同位素定年氟碳铈矿微山县山东省

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再生混凝土单轴压缩破坏过程细观离散元研究

混凝土 2024年第6期 110-115,120页

作者：邢心魁唐润东刘晶覃荷瑛桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541004 广西有色金属隐伏矿床勘察及材料开发协同创新中心广西桂林541004 广西岩土力学与工程重点实验室广西桂林541004

老砂浆的存在是再生混凝土与普通混凝土的本质区别,也是影响再生混凝土力学性能的主要因素。基于离散元软件,建立了再生混凝土单轴压缩模型,模拟了再生混凝土单轴压缩下的力学响应与裂纹延伸机制,通过与现有的试验数据对比,验证了数值... 详细信息

老砂浆的存在是再生混凝土与普通混凝土的本质区别,也是影响再生混凝土力学性能的主要因素。基于离散元软件,建立了再生混凝土单轴压缩模型,模拟了再生混凝土单轴压缩下的力学响应与裂纹延伸机制,通过与现有的试验数据对比,验证了数值模型的可靠性。研究表明:当老砂浆强度低时,随着厚度的增加,单轴抗压强度、弹模降低,峰值应变增加;当老砂浆强度较高时,老砂浆厚度对再生混凝土抗压性能影响较小;从细观上看,单轴压缩荷载作用下裂纹首先在界面过渡区产生,逐渐向新老砂浆扩展,直至贯通破坏,其破坏主要由拉伸裂纹主导。

关键词：颗粒流方法单轴压缩老砂浆厚度裂纹扩展

贵州罗甸玉“麻点”和“草花”的物质组成及成因研究

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光谱学与光谱分析 2024年第11期 3236-3243页

作者：张可轩于海燕柏鹤张予烨桂林理工大学地球科学学院广西隐伏金属矿产勘查重点实验室

选取带有“麻点”和“草花”花纹的贵州罗甸透闪石玉（罗甸玉）为研究对象，利用扫描电镜、电子探针和激光拉曼光谱仪测试技术，探讨罗甸玉中“麻点”和“草花”的物质组成和成因。测试结果表明：大的团块状“麻点”分布在部分方解石和... 详细信息

选取带有“麻点”和“草花”花纹的贵州罗甸透闪石玉（罗甸玉）为研究对象，利用扫描电镜、电子探针和激光拉曼光谱仪测试技术，探讨罗甸玉中“麻点”和“草花”的物质组成和成因。测试结果表明：大的团块状“麻点”分布在部分方解石和透闪石的交界处或透闪石晶界处，小的片状“麻点”分布在方解石或透闪石的小的孔洞中。“麻点”的扫描电镜能谱和电子探针成分分析结果表明其由铁氧化物组成，拉曼光谱特征峰显示为赤铁矿。“草花”呈“沙漠玫瑰”的团球状或无定形状存在于两种结构透闪石交界处或柱状、片状透闪石的边缘。“草花”的扫描电镜能谱和电子探针成分分析结果表明其为锰氧化物，拉曼光谱特征峰显示为钙锰矿(640、 356和287 cm-1)或水钠锰矿(636、 582和506cm-1)。依据带有“麻点”和“草花”花纹的罗甸玉的成分和结构特征可以推测：罗甸玉中大的团块状“麻点”是后期富含Fe的热液与透闪石玉成矿热液混染成矿，而小的片状“麻点”则由富Fe热液充填形成。“草花”周围呈浸染状的叶片状或柱状透闪石是由富Mn热液与透闪石玉成矿热液混合结晶形成Mn含量比较高的透闪石，后期富Mn热液运移到柱状或片状透闪石的边缘或裂隙处析出形成钙锰矿或水钠锰矿。

关键词：罗甸玉麻点草花成分微形貌