岩矿测试

1982年创刊

双月刊

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封面及目录
封面目录
2019, 38(3): 0-0  
[PDF 4975KB](11)
摘要:
本期文章导读
本期文章导读
2019, 38(3): 正文前Ⅰ-正文前Ⅲ   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2019.03.001
[HTML 全文](27) [PDF 15336KB](10)
摘要:
岩石矿物分析
基于原位多元素成像分析龙马溪组笔石成因及地质意义
竺成林, 王华建, 叶云涛, 王晓梅, 黄家旋, 朱玉梅, 杨瑞东
2019, 38(3): 245-259   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201810110113
[摘要](75) [HTML 全文](1) [PDF 28636KB](13)
摘要:
上扬子地区龙马溪组黑色页岩富含笔石,多以碳质薄膜形式富集于富有机质层段。前期研究多关注笔石形态和成岩后的演化过程,对笔石埋藏和早成岩阶段所经历地球化学作用的研究较少,笔石成因仍缺乏直接证据。本文利用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术对宁203井龙马溪组笔石进行原位微区多元素扫描成像,对主量成矿元素分布与富集程度进行解析,发现了碳质薄膜笔石体表面富集Mg、Al、Si、Fe元素,富集倍数在1.5~10倍以上,Sr/Ba值(1.4~2.3)则明显低于围岩(>5.0),指示黏土矿物包埋是笔石碳化的主要途径,包埋形成的硫化微环境导致部分笔石发生黄铁矿化。结合面笔石率、有机质、黄铁矿、黏土矿物含量和δ13Corg值的剖面垂向变化及相关性分析,提出早期微生物席繁盛和后期硫酸盐还原菌繁盛导致水岩界面孔隙水普遍缺氧,是笔石和有机质大量埋存的主要原因。本研究结果不仅揭示了龙马溪组笔石的埋藏矿化机制,也为有机质富集和黑色页岩形成的控制因素研究提供了新思路。
基于扫描电镜和JMicroVision图像分析软件的泥页岩孔隙结构表征研究
戚明辉, 李君军, 曹茜
2019, 38(3): 260-269   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201901160008
[摘要](38) [HTML 全文](0) [PDF 10314KB](9)
摘要:
孔隙发育特征是泥页岩储集能力评价的关键参数之一。扫描电镜观察法已普遍用于描述泥页岩的孔隙发育特征,但是目前文献中对泥页岩微孔隙类型划分比较混乱,孔隙结构特征参数的表征以定性描述为主,缺乏定量表征手段。本文选取了18个泥页岩样品为研究对象,通过氩离子抛光和高分辨率扫描电子显微镜图像观察,基于孔隙发育形态、位置及成因,对样品中不同孔隙进行类型划分;结合JMicroVision图像分析软件,应用泥页岩微孔隙描述技术和孔隙尺度分类统计技术,统计不同类型孔隙发育数量、孔径大小、面孔率、形状系数、概率熵等参数,对其分布特征进行评价。研究表明,晶(粒)间孔隙和有机孔隙比较发育,其次为晶(粒)内孔和晶间隙。不同类型孔隙其孔径分布以纳米级为主,不同类型孔隙分布较无序,其概率熵主要分布在0.5~0.7之间,对应的形状系数分布差异也较大。有机质孔隙的形状系数主要分布在0.6~0.7范围内,形状分布以椭圆形或近似圆形为主,晶(粒)间孔隙和晶(粒)内孔隙的形状系数主要分布在0.3~0.7,分析晶(粒)间孔隙和晶(粒)内孔隙形状系数分布特征主要是受原始孔隙形态、压实作用和溶蚀作用的影响。研究认为,SEM与JMicroVision相结合是定量研究不同类型微孔发育特征的有效手段,为研究微孔的形成和演化奠定了基础。
加速器质谱14C制样真空系统及石墨制备方法研究
刘圣华, 杨育振, 徐胜, 张慧, 蒋雅欣, 史慧霞
2019, 38(3): 270-279   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201807120084
[摘要](31) [HTML 全文](4) [PDF 2646KB](8)
摘要:
14C制样真空系统和石墨制备方法是高精度低本底14C加速器质谱(AMS)测量的关键,而碳污染、石墨产率不稳定和同位素分馏等问题是限制该技术发展的主要难题。为了降低传统在线还原法对制样系统长时间静态真空的要求和解决Zn-TiH2/Fe火焰封管法中不可控的CH4等问题,提高石墨合成的稳定性和控制本底,本文建立了基于Zn/Fe火焰封管法的14C制样真空系统和石墨制备方法。通过比较Zn/Fe在线法和Zn/Fe火焰封管法对石墨束流性能以及标样的影响,发现Zn/Fe火焰封管法相较Zn/Fe在线法能明显克服大气泄漏问题,改善化学流程本底(0.24~0.32pMC),提高方法测年上限(47000~48000ya),同时石墨束流输出稳定。进一步利用标准样品和本底样品评估了Zn/Fe火焰封管法的技术特点,实验结果表明该法的精密度好(RSD=0.35%,n=20,标样OXⅡ),准确度高(IAEA系列标样的测定值与认定值线性拟合方程y=0.9969x+0.0013,R2=1),实验本底低(无机碳46296±271ya和有机碳48341±356ya)。因此,该石墨样品制备真空系统及Zn/Fe火焰封管法技术具有石墨品质优、化学流程本底低、准确度和精密度高等特点,满足高精度低本底14C-AMS测定石墨样品制备要求。
热处理对柯尔碱膨润土微观结构和物化性能的影响
徐颖, 邓利蓉, 芦玉峰, 左联, 杜广报
2019, 38(3): 280-287   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201804190062
[摘要](30) [HTML 全文](1) [PDF 6417KB](5)
摘要:
膨润土的热稳定性及其热处理过程中微结构和性能的变化直接影响着膨润土在矿物材料领域的应用,因此研究热处理过程中膨润土成分结构的演化以及表面性质的变化具有重要意义。目前对膨润土的研究多集中在钠化改型、有机化改性以及改型改性后的结构和性能方面,而对膨润土热处理过程中的微观结构和物化性能变化研究有待加强。本文以新疆柯尔碱膨润土为研究对象,在不同温度下进行热处理,利用X射线荧光光谱法分析原土的化学成分,通过同步热分析、X射线衍射、红外光谱以及扫描电镜等技术对热处理产物进行了物相分析和结构表征,并研究了比表面积、吸蓝量及胶质价在升温过程中的变化特征。结果表明:随着热处理温度的升高,柯尔碱膨润土的比表面积逐渐减少,物相组成和结构都发生了很大变化。加热到600℃后,膨润土的吸蓝量和胶质价急剧下降,其主要成分蒙脱石八面体片中的羟基开始脱出,层状结构发生破坏;800℃后蒙脱石相已经消失;1000℃时产生新的矿相——堇青石,粉末颗粒出现熔融现象;1200℃后转变为方石英相,颗粒基本完全熔融,重结晶现象明显。研究认为,600℃时柯尔碱膨润土的膨胀性和分散性基本丧失,矿物物化性能失效。
应用元素分析-电子顺磁共振能谱研究不同颜色青海软玉致色元素
于海燕, 阮青锋, 沙鑫, 杨育富
2019, 38(3): 288-296   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201805140130
[摘要](35) [HTML 全文](1) [PDF 1959KB](10)
摘要:
颜色是软玉价值的重要体现,青海软玉颜色丰富,而致色方面的研究较为滞后。近年来青海软玉致色研究多为翠青玉和烟青玉,认为Cr3+和Mn2+分别为翠青玉和烟青玉致色元素。青海软玉的颜色非单一色彩,如青白色、翠绿色、灰紫色等,因此青海软玉致色应包含多种致色元素。本文在前人研究的基础上,利用X射线荧光光谱法(XRF)、化学滴定法、电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电子顺磁共振能谱(EPR)测试数据,根据分析数据与色调变化之间的关系揭示了8种颜色青海软玉的致色元素。结果表明:白玉致色元素为Fe3+;青白玉和碧玉致色元素为Fe2+和Fe3+;青玉致色元素为Fe2+、Fe3+和高价态的Mn;翠青玉致色元素为Fe2+、Fe3+、Cr3+;黄玉和糖玉致色元素为Fe3+和高价态的Mn;烟青玉致色元素为Fe3+和Ti4+。研究认为青海软玉中绿色调与Fe2+有关,黄色调与Fe3+和高价态的Mn有关,而蓝紫色调与Fe3+和Ti4+有关。本研究基本确定了不同颜色青海软玉的致色元素,为青海软玉致色机制的研究提供了理论依据。
生态环境研究
岩溶高原区农业地膜中邻苯二甲酸二乙基己酯的释放及其对覆膜土壤的影响
朱丹尼, 邹胜章, 周长松, 刘菲, 谢浩, 卢海平
2019, 38(3): 297-304   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201808150095
[摘要](30) [HTML 全文](0) [PDF 1749KB](5)
摘要:
随着邻苯二甲酸酯类(PAEs)增塑剂在塑料大棚、地膜覆盖栽培技术中的广泛应用,我国农业土壤中已普遍存在邻苯二甲酸二乙基己酯(DEHP)污染问题。针对我国中西部岩溶高原区农业土壤中存在的DEHP环境问题,本文选取云南岩溶高原区的红壤及烟草地膜作为研究对象,通过田间试验模拟覆膜土壤环境,并采用气相色谱-质谱分析法检测农膜、土壤介质中DEHP含量,定量研究了地膜中DEHP的释放及其在覆膜土壤中的浓度分布特征。结果表明:覆盖于原状土壤上的地膜,其DEHP释放量最大,均值为13.57mg/kg;覆盖于加生物抑制剂土壤上的地膜,其DEHP释放量略高于未覆土壤地膜,前者DEHP平均值为10.83mg/kg,后者为10.77mg/kg;地膜中DEHP的释放表现为缓慢释放和集中陡升两个释放段,总体释放量随时间的延长而增加。两组覆膜土壤中DEHP的检出浓度范围分别为0.17~3.74mg/kg(原状土)、0.34~4.29mg/kg(加生物抑制剂土壤),在国内外覆膜农田土壤PAEs类化合物检出浓度范围内;土壤中DEHP含量具有随时间呈先增后减的变化规律。相关性分析表明土壤中DEHP主要来自于地膜中DEHP的释放。研究认为在短周期内岩溶高原红壤不会出现DEHP的累积,合理安排农作物的覆膜种植可有效削减土壤的有机污染。
贵州万山废弃矿区小流域系统沉积物及悬浮物重金属的空间分布特征
蔡敬怡, 谭科艳, 路国慧, 殷效彩, 郑宇, 邵鹏威, 王竞, 杨永亮
2019, 38(3): 305-315   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201811150123
[摘要](37) [HTML 全文](1) [PDF 4071KB](11)
摘要:
废弃矿山虽已不再开采,但废弃矿坑、旧冶炼场地、埋填的尾矿坝受雨水淋滤仍可通过地表径流对下游地区造成污染。研究废弃矿山水系沉积物及悬浮物中重金属的沿河道分布及相互关系具有重要的现实意义。本文以贵州万山汞矿区下溪河小流域系统作为研究区域,对沉积物及悬浮物中重金属元素进行初步调查,为监测和污染耕地进行修复提供基础资料。通过湿法消解的前处理方法,利用电感耦合等离子体质谱和原子荧光光谱法测定了沉积物及悬浮物样品中Cr、Ni、Cu、Cd、Pb、As、Hg、Zn、Co含量,查明污染现状及空间分布特征,以获取矿区污染物向下游迁移、扩散的信息。结果表明:沉积物中Hg含量范围为0.10~16.0μg/g(干重),平均值为5.79μg/g,是《国家土壤环境质量标准》二级土壤Hg限值的几十倍;Cd在部分站点超标;Ni、Cu、Co含量平均值均不超标;Hg和Cd的变异系数较大,显示空间分布不均的特征。沉积物中Hg为高潜在生态风险级别。研究区沉积物及悬浮物中的Hg浓度与河段的水动力条件有关,最大值出现在河道宽阔、水流平缓的站点。由于万山汞矿早已停止开采和冶炼,本研究提出,自然条件下废弃矿区的风化淋滤引起颗粒物输送是造成河流下游Hg和Cd污染的原因。
矿产资源测试技术与应用
新疆若羌—且末戈壁料软玉的地球化学特征及成因类型研究
刘喜锋, 贾玉衡, 刘琰
2019, 38(3): 316-325   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201806180072
[摘要](46) [HTML 全文](2) [PDF 24726KB](20)
摘要:
新疆和田透闪石集合体(软玉)矿带长约1300km,是世界上最大的软玉矿带。除传统上认识的山料和籽料外,在新疆若羌—且末地区也分布着大量的戈壁料软玉。以往对戈壁料软玉的研究主要集中在肉眼鉴定以及与人工仿制品的区别,对其来源、年龄以及成因类型等研究尚未开展。本研究采用电子探针、电感耦合等离子体质谱、氢氧稳定同位素质谱以及SHRIMP U-Pb测年等技术对若羌戈壁料的化学成分、矿物组成及年龄进行研究,在此基础上明确其成因类型。测试结果表明,若羌戈壁料主要由纤维状透闪石和阳起石(>95%)组成,并含少量(< 5%)磷灰石、透辉石、绿帘石、铬铁矿等矿物。戈壁料颜色主要有深绿色、绿色、黄绿色、白色,除白色以外的颜色与其中的FeO含量(0.48%~2.92%)有关。样品全岩的化学成分与透闪石晶体化学组成类似,全岩稀土配分模式显示Eu负异常(δEu=0.09~0.66),LREE富集,HREE平坦,稀土总量(6.93~115.93μg/g)、Cr(68.8~119μg/g)、Ni(16.4~38.8μg/g)较低。戈壁料成矿流体中氢同位素δD为-24.94‰~-56.83‰,平均值为-40.14‰,显示其主要由岩浆水、大气降水组成。从戈壁料样品中分离出的锆石SHRIMP U-Pb年龄有四组(40~60Ma、480Ma、785Ma和1450~2460Ma),这些年龄可以约束戈壁料的形成时代。戈壁料软玉的地球化学和成矿流体组成与已报道的典型的镁质矽卡岩矿床中的软玉组成类似,其中400Ma左右的成矿年龄与报道的大部分和田区域的成矿年龄一致,多组成矿年龄也显示了软玉多期次成矿的特点。
技术交流
过氧化钠碱熔-电感耦合等离子体质谱法测定原生矿石中的锡
雷占昌, 韩斯琴图, 蒋常菊, 梁慧贞
2019, 38(3): 326-332   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201812030127
[摘要](79) [HTML 全文](0) [PDF 1981KB](20)
摘要:
原生锡矿石主要存在的矿床类型有矽卡岩型锡矿、斑岩型锡矿、锡石硅酸盐脉型锡矿、锡石硫化物脉型锡矿、石英脉及云英岩型锡矿。锡矿石一般不溶于盐酸、硝酸及王水体系,采用硫酸、氢氟酸处理时无法全部溶解。苯芴铜分光光度法和碘量法等传统测试方法存在受样品中伴生元素干扰大、稳定性差、检出限高、分析效率低等不足。本文建立了电感耦合等离子体质谱法测定原生矿石中锡元素含量的分析方法,用过氧化钠对样品进行熔融分解处理,热水浸取后用酒石酸-盐酸酸化,采用铑作为内标进行仪器信号漂移校正,同时用高倍稀释的方式来克服基体干扰。方法检出限为0.1μg/g,精密度小于5%,最低检出浓度为0.4μg/g,测试范围为12.5~12700μg/g。本方法操作简便,分析速度和数据质量都优于传统分析方法。
原子荧光光谱测定土壤和水系沉积物中硒的干扰来源及消除方法
赵宗生, 赵小学, 姜晓旭, 赵林林, 张霖琳
2019, 38(3): 333-340   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201809190106
[摘要](65) [HTML 全文](0) [PDF 1046KB](21)
摘要:
原子荧光光谱法(AFS)具有灵敏度高、结构简单、容易操作等优点,但目前测定土壤和沉积物中的硒等元素的标准方法所采用的消解过程繁琐,易产生干扰。沸水浴可以把土壤和水系沉积物中硒提取完全,本文根据样品中元素丰度和仪器性能,将AFS测定Se的干扰分为Cu和Pb两大类,根据实验提出在水浴消解液加入浓盐酸(不宜加入硫脲-抗坏血酸),通过增加溶液酸度和Cl-浓度,即保持样品中盐酸浓度高于23%,可抑制Cu2+还原为Cu0和Pb4+生成PbH4,有效降低了Cu的负干扰和Pb的正干扰,提高了AFS测定Se的精密度和准确度。本方法测定Se的检出限为0.008mg/kg,测试标准物质的相对标准偏差为0.5%~11%,相对误差为-16.3%~9.5%;比行业标准HJ 680—2013的检出限(0.01mg/kg)、精密度(0.79%~23.1%)和准确度等技术指标更佳。
综述
地质样品中高精度铬同位素分析纯化技术研究进展
史凯, 朱建明, 吴广亮, 王静, 曾理
2019, 38(3): 341-353   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201805130059
[摘要](40) [HTML 全文](0) [PDF 1501KB](11)
摘要:
随着多接收器热电离质谱仪(MC-TIMS)和多接收器电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)的发展,高精度铬(Cr)同位素测试已成为可能。铬同位素在地球、环境、农业生态和宇宙化学等科学领域中已显示出良好的应用潜力。然而,样品的纯化分离、干扰和仪器质量分馏的校正,依然是制约铬同位素高精度测试的重要因素。本文在近年来铬同位素分析技术最新进展的基础上,结合本课题组已有的研究,对陨石、地质和环境等各类样品中铬同位素的分离纯化方法、MC-ICP-MS测试中干扰与质量歧视校正等进行了详细综述。本文认为,阴阳离子树脂交换联用与过硫酸钾等强氧化剂的结合,可以进行低铬高基质样品的有效纯化,是一种较为普适性的纯化方法。使用铬同位素双稀释剂校正质量歧视效应,在MC-ICP-MS的中高分辨与静态测量模式下,不仅可以有效分开多原子离子的干扰,而且也可以进行高精度铬同位素分析,其δ53/52Cr的分析精度与TIMS相当,可以达到0.04‰(2SD),且最低测试浓度可低至10ng,能够实现超微量铬的同位素分析。
国内外主要沉积型锂矿分布及勘查开发现状
于沨, 王登红, 于扬, 刘铸, 高娟琴, 仲佳爱, 秦燕
2019, 38(3): 354-364   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.201901180013
[摘要](40) [HTML 全文](3) [PDF 7732KB](16)
摘要:
随着近几年全球锂矿资源消耗的增加,世界各地掀起了锂矿找矿热。现阶段世界上开发利用的锂矿主要有三种类型:卤水型、伟晶岩型和沉积型,其中沉积型锂矿由于储量巨大,具有重要的地质意义和经济价值。现已发现的沉积型锂矿床主要分布在北美洲,少数分布在南美洲和欧洲,矿石主要以黏土矿为主。本文综述了全球主要沉积型锂矿的勘查开发现状,介绍了北美洲、南美洲、欧洲、亚洲典型的沉积型锂矿以及我国伴生沉积型锂矿矿物特点,有助于对我国沉积型锂矿床的勘查提供启示。对川东黄金口地区钻孔ZK001和钻孔ZK601中的岩心进行了连续取样,共采集196个样品,应用电感耦合等离子体质谱法分析测定其中的元素含量,研究锂的富集特征和沉积环境。研究结果揭示了锂元素主要富集在嘉陵江组的硬石膏和雷口坡组的碳酸盐岩中,含量最高可达103.25μg/g。这种富集可能是由于沉积环境变化和物源改变双重作用的结果,但具体的物质来源以及锂的赋存状态尚不清楚,有待进一步研究。此发现为四川盆地沉积型锂矿的勘查提供重要线索,也为进一步研究锂元素的来源、运移、富集及赋存状态提供了依据。
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2012, 31(3): 383-398  
[摘要](2138) [PDF 2523KB](1848) 被引次数(36)
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2012, 31(6): 931-938  
[摘要](3167) [PDF 1187KB](3586) 被引次数(31)
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2012, 31(2): 258-262  
[摘要](2110) [PDF 1141KB](1586) 被引次数(24)
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2012, 31(5): 889-897  
[摘要](1917) [PDF 3883KB](1548) 被引次数(24)
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2012, 31(2): 277-281  
[摘要](1725) [PDF 1145KB](1870) 被引次数(21)
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2012, 31(6): 1058-1066  
[摘要](2649) [PDF 10385KB](5748) 被引次数(20)
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2012, 31(1): 57-63  
[摘要](1747) [PDF 2375KB](1440) 被引次数(19)
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2012, 31(5): 877-883  
[摘要](1978) [PDF 1390KB](1633) 被引次数(19)
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2012, 31(3): 530-535  
[摘要](1617) [PDF 2991KB](1427) 被引次数(18)
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2012, 31(6): 1006-1014  
[摘要](1739) [PDF 8397KB](979) 被引次数(18)
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2012, 31(6): 1067-1076  
[摘要](1603) [PDF 12977KB](1019) 被引次数(18)
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2012, 31(1): 29-46  
[摘要](2161) [PDF 3081KB](2298) 被引次数(17)
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2012, 31(4): 666-671  
[摘要](1917) [PDF 2522KB](922) 被引次数(17)
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2012, 31(1): 147-153  
[摘要](1991) [PDF 1649KB](1638) 被引次数(16)
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2012, 31(3): 413-418  
[摘要](1477) [PDF 1404KB](1308) 被引次数(16)
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2012, 31(3): 536-542  
[摘要](1315) [PDF 13898KB](911) 被引次数(16)
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2012, 31(3): 425-429  
[摘要](1466) [PDF 1131KB](1303) 被引次数(15)
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2012, 31(6): 967-970  
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2012, 31(6): 1000-1005  
[摘要](1554) [PDF 3753KB](957) 被引次数(15)
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2012, 31(2): 350-354  
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2015, 34(2): 224-228   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.012
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2015, 34(3): 292-296   doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.03.005
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2014, 33(1): 34-39  
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2014, 33(1): 74-80  
[摘要](561) [HTML 全文](21) [PDF 10053KB](5) 被引次数(0)
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2013, 32(6): 正文前Ⅲ-正文前Ⅴ  
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2014, 33(4): 598-611  
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2014, 33(3): 374-378  
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2013, 32(2): 235-239  
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