地球热力学及其应用

<正> 地球热力学(Geothermodynamics)是介于地球科学与热力学之间的一门边缘学科,它用热力学的理论、实验和方法研究地球科学(主要是地球化学、矿物学、岩石学和矿床学)中化学平衡和相平衡的有关问题。在研究矿物、岩石和矿床形成的物理化学条件方面,以及在研究元素迁移、富集和同位素分馏机制方面,     

浅谈热力学在某些地质领域中应用的概况

<正> 热力学是物理学的一个分支,是物理学中研究能量的学科,研究能量转换的原则,转换的形式,转换的条件和转换的限度。由于热力学发展的起始就和化学结合在一起,成为研究元素化学性质、化学反应和化学变化的重要理论基础。因此热力学又是物理化学的主要内容。     

近代矿物学第十九讲——矿物体系热力学的几个问题

<正> 近年来,在矿物研究中积累了较多的矿物热力学数据和矿物体系的相平衡实验资料,促进了热力学在矿物学及其它地学领域中的实际应用。本文拟对有关矿物体系的热力学理论和方法方面的新近发展作一简要介绍。一、简单矿物体系的热力学分析1.热容和熵目前许多矿物的熵数据主要是通过低温热容(C_P)测量而得的矿物相第三定律熵:     

黄铁矿晶体形态模拟实验研究

采用实验方法模拟金矿床成矿作用条件,研究水热体系黄铁矿各种晶体形态生成的物理化学条件,着重阐述黄铁矿的五角十二面体、八面体、立方体等晶形形成环境因素。实验成果有助于找矿矿物学、成因矿物学的发展和金矿的找矿和勘探。     

模拟实验研究煤矿酸性水中Co、Ni、Zn、Cd、Al、Cr、As、Pb可溶性金属迁移行为

通过模拟煤矿酸性水环境,对来自2个不同产地的煤系非均质黄铁矿样品进行了不同固液比的淋滤实验,对反应体系物理化学状态以及其中的Co、Ni、Zn、Cd、Al、Cr、As、Pb8种元素的释放行为进行了长达312h跟踪检测和对比.结果显示,在2种不同来源的煤系黄铁矿样品反应体系中,Co、Ni、Zn、Cd的释放行为均为持续升高,说明这些元素的释放受体系中物理化学状态的影响相对较小,在液相中具有较高的迁移行为;Al、Cr、As、Pb在不同样品体系中的释放行为差异较大,受到体系pH值、吸附及共沉淀作用等因素的影响,是相对不易迁移的元素.煤矿酸性水环境中元素释放和迁移行为主要受到黄铁矿的氧化还原反应速率、反应体系介质pH值和围岩矿物学性质3个宏观因素控制.     

油藏流体状态方程研究与应用

油藏流体状态方程研究具有重要的理论和现实意义 ,它将成为流体热力学研究的一个新的生长点。论文从流体状态方程的推导方法、影响因素、主要类型等方面较系统地论述了油藏流体状态方程的研究思路和发展方向。并且从含油气系统中烃类相态的判断、油气藏类型的识别以及确定储层质量评价的物理化学模型等方面总结了其研究成果的应用进展。它将为油气藏成藏机理物理化学模型的建立和合理开发方案的制定提供新的工具     

表生地球化学实验研究

<正> 表生地球化学是地球化学的一个分支,是近二、三十年发展起来的边缘学科之一。表生地球化学实验主要是基于化学、物理化学、热力学等基本原理和水溶液平衡理论并应用实验和模拟实验方法,研究大气、海洋和大陆风化淋滤作用间的相互关系、平衡和演化,研究表生条件下元素的地球化学性状、活化、迁移、富集和沉淀的基本规律,阐明表生带地球化学环境和生态环境的平衡及元素富集成矿的条件,控制生命起源和发展的地球化学因素,以及对环境污染进行科学评价等。     

铜、钼实验地球化学研究(摘要)

<正> 为了深入研究铜、钼两种元素的实验地球化学行为,作者用了一年半的时间,完成了高温高压实验近八十次,取得了一批具有创新意义的实验结果。实验主要包括两个方面:铜、钼溶解度实验研究和铜、钼分配系数实验研究。前项实验的目的是通过溶解度的测定来确定铜、钼在热液体系中的存在状态及配离子生成自由能,为讨论铜、钼两种元素的主要工业矿物即黄铜矿及辉钼矿的成矿物理化学条件提供实验依据;后项实验的目的是通过分配系数的     

第九届全苏实验和工艺矿物学及岩石学会议上讨论的成矿作用问题

1973年6月15日在伊尔库茨克举行了第九届全苏实验和工艺矿物学与岩石学会议,该会议专门讨论了目的在于解释地质体形成和工艺成矿机制的矿物体系的实验研究。在很多问题中都曾讨论了对发展内生成矿理论有重要意义的物理化学问题。其中包括以解决矿床成因理论为目的的实验研究;岩浆体系和其他深部地质体中流体溶液产生条件的研究;成矿物质被类     

辰砂以氯汞络合物运移和成矿的物理化学条件的热力学分析

<正> 国内不少人认为,我国大多数汞矿可能是富含Cl~-的热水溶液作用于矿源层中以辰砂形式存在的汞,然后生成氯汞络合物运移富集而成矿的。为了判断这种推断的可能性,笔者通过对有关体系的热力学分析,进行了给定条件下辰砂溶解度的近似计算,探讨了以辰砂形式存在的汞以氯汞络合物运移和成矿的物理化学条件。     

辐射技术在处理废水方面的应用

<正> 一、研究概况传统的工业废水和生活污水处理方法有生物法和物理化学法,它们在处理某些体系(如含有对微生物有毒的物质和物理化学等传统方法不易处理的物质,如腐殖质等)时遇到了困难。应用电离辐射处理废水和污水主要是使其中的污染物质辐射分解,聚合,氧化变性和消毒灭菌,它具有下列优点:(1)一般在处理过程中不引进污染物;(2)辐射在废水中产生自由基,它们在化学上比一般分子具有更高的活性,可使体系的BOD和COD降     

分子模拟方法在爆炸反应机理方面的应用进展

针对爆炸过程反应机理异常复杂,实验检测手段对其认识匮乏的现状,综述了量子化学、反应分子动力学等分子模拟方法的特点及研究进展,分析了分子模拟技术在燃爆机理研究中的应用进展,包括量子化学方法对于燃料热解/燃烧、瓦斯等可燃体系爆炸过程的微观基元反应步骤、反应能垒及热力学参数的计算,以及反应分子动力学(ReaxFF MD)在含能材料、可燃混合气等复杂爆炸体系获取可能的反应路径及中间自由基变化的应用。对分子模拟方法在爆炸领域研究的应用提出了建议及展望,指出ReaxFF MD和密度泛函理论(DFT)相结合是一种研究复杂爆炸体系微观反应机理极具潜力的方法,借助先进的分析检测手段对模拟方法的验证及修正,能获取更准确、全面的微观反应动力学模型。     

高温高压下定容取样装置简介

<正> 本装置主要适用于弱酸或弱碱性含硫介质水热体系的成矿作用及某些物理化学过程的研究。在实验过程中,可以对高压容器试验溶液直接定量取样,取出的样品无论是液体还是气体都是该温、压下化学物理状态的真实反映,不受污染和干扰。本装置的流程主要是参考美国LECO公司生产的巴恩斯定容热液装置,并根据我所工厂的加工能力设计的。详细的流程及其主要部件如下图所示:     

煤燃烧复杂体系中痕量元素迁移转化的热力学

用热力学平衡模拟方法研究了贵州六盘水烟煤燃烧过程中痕量元素Ni、Cr、Hg、As、Se和Sb在凝聚相和气相中的迁移转化.研究的体系为气相和包含氧化物和硫化物熔融体、熔融盐及固溶体凝聚相的复杂体系.分别研究了燃烧过程的3个阶段:燃烧初期的还原性气氛、燃烧完全的氧化性气氛以及燃后冷凝气氛中痕量元素迁移转化规律.用10K小步长法计算了在1 30 0K以下痕量元素从气相迁移至凝聚相的形态及其凝聚顺序.比较计算结果与文献报道的实验数据,结果吻合.在研究煤燃烧过程中痕量元素的迁移转化时,在凝聚相加入氧化物和硫化物熔融体、固溶体及熔融盐模型大大提高了热力学平衡模拟方法的准确度和真实性.     

硅酸盐熔/流共存体系中元素分配系数研究的几个问题

随着实验地球化学的快速发展,元素在熔/流体系中的分配行为引起研究者的广泛关注。自二十世纪70年代以来,研究者对元素在硅酸盐熔/流体系中的分配行为进行了大量研究,并取得了一些重要成果。本文对近30年来国内外在该领域的研究现状进行了归纳、总结,探讨了固相组成、金属元素本身的物理化学性质、流体组分中阴、阳离子对硅酸盐熔/流体系中元素分配行为的影响,并指出了当前研究中存在的主要问题,希望对今后的实验研究起到一定的借鉴作用。     

土壤对酸沉降的缓冲能力与土壤矿物的风化特征

在土壤的模拟酸雨淋溶实验基础上,对不同地区不同层次土壤的缓冲能力进行了探讨;用硅作为指示性元素,研究了酸沉降作用下土壤矿物的风化特征;根据实验结果,对土壤中存在的两个缓冲体系进行了讨论。     

研究金属—有机配合物的实验方法

有各种各样的实验方法已被用来测定金属-有机配合物的化学计量常数和稳定常数。溶解度法为测定在有地球化学意义的条件下各种各样的金属-有机配位作体系的化学类型和热力学数据提供了一种重要方法。氢电极电位测量法已被证明是一种获得高温下金属-有机配合物的稳定常数的最精确方法。在选择研究特定的金属-有机配合物体系的适当方法时，必须考虑以下几个方面：所期望的信息典型、配合物的化学计量和强度、温度、氧化态、溶解度测定过程中适宜相的可获量以及处理原始实验结果时热力学数据的可获量．     

长江三角洲地区对流层臭氧的数值模拟研究

将NCAR的中尺度天气预报模式MM5和作者开发的化学模式相耦合,建立了一个中尺度区域空气质量模式.利用该模式选取了2个典型个例研究了长江三角洲地区的区域臭氧化学问题.本研究的目的是利用模式再现并描述长江三角洲地区的大气物理化学过程,结合地面观测资料进一步定量分析控制该地区臭氧浓度的物理和化学因子.通过个例模拟和分析表明,模式基本反应了长江三角洲地区的大气物理化学过程,进一步的因子分析解释了模拟区域内1999 06 18(个例2)臭氧浓度普遍比1999 08 07(个例1)的臭氧浓度高的原因.模拟结果表明天气条件决定的大气动力过程对区域空气质量起着至关重要的作用,这也是个例2区域臭氧浓度普遍偏高的最主要因素之一.分析表明,物理因子(平流输送,垂直湍流输送)的作用和化学因子的作用同样重要.同时还做了模式参数的敏感性实验研究,并对中尺度云雨化学模拟及其对臭氧化学的影响做了初步研究.     

核电材料辐照损伤的多尺度高通量计算模拟

反应堆压力容器用钢等核电材料在持续服役中,由于中子辐照造成其内部缺陷不断累积,致使材料组织结构损伤、性能劣化,对核电安全运行形成潜在威胁。多尺度计算模拟是探索辐照缺陷演化机理的有效手段,结合等效缺陷结构理论,有望实现核电材料服役行为的高效评价与预测。文中综述了多尺度计算模拟在核电材料辐照缺陷演化相关研究领域的进展,并对缺陷结构的多尺度演化本质及相应的多尺度高通量计算模拟方法进行了分析讨论。结果表明,通过缺陷结构特征能量等效传递的方法可以实现从第一性原理计算到缺陷扩散反应动力学等高通量计算模拟的跨尺度耦合;通过多尺度高通量计算模拟得到的缺陷演化热力学和动力学数据,可以搭建用于预测核电材料长期服役行为的材料基因工程数据库;在材料缺陷结构特征能量-组织结构-性能关联性探讨基础上,应用高通量计算模拟,辅以高通量实验数据验证,有望建立基于材料基因组结构能的服役安全工程模型。     

阜山金矿成矿构造物理化学参量因子分析与成矿环境综合研究

采用因子分析方法 ,对影响阜山金矿成矿作用的各构造物理化学参量进行了相关分析 ,其目的是试图在传统定性研究的基础上 ,通过定量研究来探讨阜山金矿最佳成矿构造物理化学条件 ,进而建立一个初步的成矿构造物理化学模式。该模式指出 ,阜山金矿各构造物理化学参量的分布在矿区内是不均匀的 ,构造作用是控制成矿流体分布与状态的重要因素。在构造力松弛部位和构造力集中部位各参量分布场表现出不同的变化规律 ,两者之间存在一个构造物理化学界面 ,矿化主要发生在该界面附近构造力松弛部位。