Emplacement ages and sources of kimberlites and related rocks in southern Africa: U–Pb ages and Sr–Nd isotopes of groundmass perovskite

Groundmass perovskite has been dated by LA-ICPMS in 135 kimberlites and related rocks from 110 localities across southern Africa. Sr and/or Nd isotopes have been analysed by LA-MC-ICPMS in a subset of these and integrated with published data. The age distribution shows peaks at 1,600–1,800, 1,000–1,200, 500–800 and 50–130 Ma. The major “bloom” of Group I kimberlites at ca 90 ± 10 Ma was preceded by a slow build-up in magmatic activity from ca 180 Ma. The main pulse of Group II kimberlites at 120–130 Ma was a distinct episode within this build-up. Comparison of the isotopic data with seismic tomography images suggests that metasomatized subcontinental lithospheric mantle (SCLM) with very low ε _Nd and high ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, (the isotopic signature of Group II kimberlites) was focused in low-Vs zones along translithospheric structures. Such metasomatized zones existed as early as 1,800 Ma, but were only sporadically tapped until the magmatic build-up began at ca 180 Ma, and contributed little to the kimberlitic magmas after ca 110 Ma. We suggest that these metasomatized volumes resided in the deep SCLM and that their low-melting point components were “burned off” by rising temperatures, presumably during an asthenospheric upwelling that led to SCLM thinning and a rise in the ambient geotherm between 120 and 90 Ma. The younger Group I kimberlites therefore rarely interacted with such SCLM, but had improved access to shallower volumes of differently metasomatized, ancient SCLM with low ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and intermediate ε _Nd (0–5). The kimberlite compositions therefore reflect the evolution of the SCLM of southern Africa, with metasomatic-enrichment events from as early as 1.8 Ga, through a major thermal and compositional change at ca 110 Ma, and the major kimberlite “bloom” around 90 Ma.     

Kiel Ⅳ-IRMS双路在线分析微量碳酸盐的碳氧同位素

石笋能重建百年、十年的气候事件,为达到空间高分辨率,对微量碳酸盐的检测提出了更高要求,传统磷酸酸解法的样品用量大(约10 mg)已经无法满足微量样品的分析,而激光探针质谱分析方法需对检测结果进行校正。本文采用KielⅣ-IRMS双路在线分析技术对微量碳酸盐样品的碳、氧同位素进行检测研究其可行性,并以GBW 04405和NBS 19为例研究了不同样品量的碳酸盐标准样品在不同反应时间对同位素分馏的影响。结果表明,由于标准样品所需的反应时间不同,从而导致同位素分馏值的差异。对样品量为4~85μg的标准样品GBW 04405进行检测,δ13C、δ18O测量值分别为0.574‰±0.027‰、-8.519‰±0.065‰,与推荐值0.57‰±0.03‰、-8.49‰±0.14‰基本一致,表明该方法能够满足微量碳酸盐测试的要求。将KielⅣ-IRMS双路在线分析技术与GasbenchⅡ-IRMS检测方法进行对比,对于标准样品GBW 04405,KielⅣ-IRMS所用样品量约为50μg,δ13C、δ18O测量值分别为0.576‰±0.012‰、-8.501‰±0.050‰,GasbenchⅡ-IRMS所用样品量约为140μg,δ13C、δ18O测量值分别为0.569‰±0.034‰、-8.590‰±0.099‰。表明KielⅣ-IRMS方法相比于GasbenchⅡ-IRMS方法所需样品量少,精度高,结果重现性好,该方法在碳酸盐样品的应用上能达到空间高分辨率。     

直流电弧原子发射光谱法测定钛和钛合金中微量杂质元素

高纯度的钛及钛合金具有良好的可塑性,当有杂质存在时变得脆而硬而影响其性能,准确分析杂质元素的含量有利于对钛生产工艺进行质量控制。对于杂质元素的分析,现行国家标准方法是采用样品蒸发温度较高的直流电弧作为光源,摄谱仪测定,需要经过显影、定影、测量黑度等步骤,操作繁琐,流程长,测量误差较大。本文应用中阶梯光栅和电荷耦合器件(CCD)组成的直流电弧(DC Arc)原子发射光谱仪(波长范围200~800nm),谱线干扰分析和谱线强度测量可以同时进行,能更大限度地获取光谱信息,建立了快速测定钛及钛合金中10种微量杂质元素(锰锡铬镍铝钼钒铜锆钇)的分析方法。实验讨论了测定过程中的四类谱线干扰,包括钛作为基体元素的谱线干扰、钛合金中添加的化学成分元素干扰、铁谱线的干扰、杂质元素之间的干扰,确定了适当的分析线;并应用一种浅孔薄壁细颈杯形电极装入试样,提高了样品的蒸发效果;用氯化银和碳粉的混合物作缓冲剂,提高了待测元素的谱线强度。本方法的检测范围为0.001%~0.06%,精密度小于15%,回收率为90.0%~110.0%,适合于大批量钛及钛合金样品中杂质元素的同时检测。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段凝灰岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成特征及其地质意义

鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源层中广泛分布了薄层和纹层状凝灰岩,凝灰岩中锆石U-Pb同位素年代学研究表明,长7段凝灰岩结晶年龄为234Ma左右。对比勉略缝合带、南秦岭的花岗岩的年龄,三叠系延长组凝灰岩应该形成于俯冲阶段。锆石的Hf同位素分析表明延长组长7段凝灰岩主要来自地壳岩石部分熔融,并且有一定的地幔物质加入。Hf同位素二阶段模式年龄大部分集中在1.1~1.3Ga,其中以1.2Ga为主峰,表明延长组凝灰岩主要来自元古代增生的地壳物质,在物质组成和时代上可能类似于南秦岭基底中的耀岭河群基性火山岩和郧西群酸性的混合。     

未确知测度BP神经网络模型在黑河流域水质预测中的应用

水质预测是水环境规划、评价和管理的重要依据,对促进水资源可持续利用及生态发展具有重要意义。针对水质预测中各项因子的不确定性,基于未确知测度理论(unascertained measure,UM),采用改变网络初值的方法,对BP神经网络加以改进,并利用黑河流域莺落峡水文站1998~2011年的水质监测资料进行分析和预测。以挥发酚为参考序列,用灰色关联方法分析参考序列与其他因子的关联度,并最终确定BP网络的输入节点为CODmn、DO、SO42-、Cr6+以及挥发酚,输出节点为挥发酚,从而建立UMBP模型。分析结果表明,UM-BP预测模型比标准的BP神经网络模型具有更高的预测精度。因此,该模型应用于黑河流域水质预测是可行的。     

平泉地区本溪组和刘家沟组厘定

1:20万平泉幅和1:5万杨树岭幅区域地质图将平泉地区大吉口和南台剖面不整合于马家沟组之上的本溪组地层划为刘家沟组。文章对平泉地区各剖面本溪组进行了岩石地层对比和碎屑锆石LA—ICP—MS U—Pb年龄测定,发现大吉口和南台剖面与山弯子本溪组具有相似的岩相组合、砾石成分和碎屑锆石年龄组成,在此基础上提出位于不整合面之上的是本溪组,而非刘家沟组的新认识。     

内蒙古苏布格塔蓝闪石片岩基本特征及成因分析

苏布格塔蓝闪石片岩赋存于奥陶纪哈拉哈河组地层中,岩石组合类型多样,据蓝闪石光学特征及电子探针分析结果,认为本区的蓝闪石属铁蓝闪石。蓝闪石片岩的标型矿物组合以蓝闪石+绿帘石+阳起石+多硅白云母+榍石为特点,由泥质碎屑岩变质重结晶形成,原岩形成环境为大陆边缘海盆地。其变质成因,属于与板块运动有关的区域低温中高压动力变质作用形成。     

绳索取心用止水栓塞的研究与应用

研究与应用了绳索取心专用钻孔压水试验止水栓塞,解决了水利水电工程勘探中应用绳索取心钻进后不提大钻进行钻孔压水试验的难题,提高了钻进效率。介绍了该绳索取心专用止水栓塞的材料、膨胀介质、结构设计及其应用情况。     

雅鲁藏布江深厚砂砾卵石覆盖层钻探工艺

为了开展雅鲁藏布江流域综合规划及其水资源开发利用与保护专题研究工作,在雅鲁藏布江干流里龙坝址和本宗坝址共布置了4个200~300 m深的钻孔。主要通过在西藏高寒地区4个深厚覆盖层钻孔的成功实施经验,对西藏高寒地区深厚覆盖层勘探成孔工艺与技术进行研究探讨。     

基于试验的模拟月壤表层取样理论修正及其应用

月球探测对于我国各方面综合实力的提升均具有巨大的推动作用。当前我国各研发机构对月球采样的研发重点集中于采样机具的设计制造上,对采样机具和月壤之间相互作用却研究较少。与地球土壤相比,月壤的形成环境与条件完全不同,从而造就了其较为特殊的物理力学性质。在利用与真实月壤类似的模拟月壤进行的薄壁圆筒贯入试验中,发现存在月壤滞留和月壤附壁现象,从而分析得出在采样机具表面与月壤相互作用的理论分析中,除了传统的摩擦力理论外,还可通过最大抗剪强度进行分析。通过对试验现象和数据对比摩擦力理论和最大抗剪强度理论发现,最大抗剪强度理论更加符合实际情况。故将最大抗剪强度理论引入已有的月球螺旋钻进采样的理论模型中,通过计算得出基于最大抗剪强度理论计算的螺旋临界转速低于基于摩擦力理论计算的临界转速,在一定程度上能够降低采样机具的能耗。