Iron isotope variations in spinel peridotite xenoliths from North China Craton: implications for mantle metasomatism

Iron isotopes, together with mineral elemental compositions of spinel peridotite xenoliths and clinopyroxenites from Hannuoba and Hebi Cenozoic alkaline basalts, were analyzed to investigate iron isotopic features of the lithospheric mantle beneath the North China Craton. The results show that the Hannuoba spinel peridotite xenoliths have small but distinguishable Fe isotopic variations. Overall variations in δ⁵⁷Fe are in a range of ?0.25 to 0.14‰ for olivine, ?0.17 to 0.17‰ for orthopyroxene, ?0.21 to 0.27‰ for clinopyroxene, and ?0.16 to 0.26‰ for spinel, respectively. Clinopyroxene has the heaviest iron isotopic ratio and olivine the lightest within individual sample. No clear linear relationships between the mineral pairs on “δ-δ” plot suggest that iron isotopes of mineral separates analyzed have been affected largely by some open system processes. The broadly negative correlations between mineral iron isotopes and metasomatic indexes such as spinel Cr#, (La/Yb)_N ratios of clinopyroxenes suggest that iron isotopic variations in different minerals and peridotites were probably produced by mantle metasomatism. The Hebi phlogopite-bearing lherzolite, which is significantly modified by metasomatic events, appears to be much heavier isotopically than clinopyroxene-poor lherzolite. This study further confirms previous conclusions that the lithospheric mantle has distinguishable and heterogeneous iron isotopic variations at the xenoliths scale. Mantle metasomatism is the most likely cause for the iron isotope variations in mantle peridotites.     

广西新元古代BIF的铁同位素特征及其地质意义

通过分析广西三江地区新元古代条带状含铁建造的Fe同位素和主量元素组成,对海水的氧化还原状态提供了制约,为富禄期的地球处于间冰期提供了证据。相对于标准物质IRMM-014,新元古代含铁建造不同条带全岩样品的δ57Fe值变化范围1.60‰～2.20‰,平均值为1.85‰,表明BIF样品富集铁的重同位素。条带状含铁建造主要由Fe2O3和SiO2组成,但却具有较高的Al2O3含量。这表明条带状含铁建造样品不是纯净的化学沉积物,而是具有一定的碎屑物质输入。碎屑输入量的不同引起深色和浅色条带之间铁同位素组成存在着0.4‰的差别。剔除碎屑的影响,新元古代BIF从海水中沉淀的赤铁矿δ57Fe的平均值在2‰左右,略高于太古代条带状铁建造的Fe同位素组成,这表明当时海水的氧逸度可能比太古代还低。这说明在富禄期绝大部分海洋仍旧被冰盖覆盖,只在局部出现融化。因此,富禄期的地球可能出于冰期的相对温暖阶段,而不是间冰期。     

内蒙古集宁新生代玄武岩中橄榄岩包体矿物化学特征及其地幔演化意义

在无水"干"体系的四矿物相橄榄岩中,单斜辉石由于熔点低而通常记录着丰富的部分熔融作用和地幔交代作用信息。在详细岩相学特征和组成矿物主元素分析基础上,重点对内蒙古集宁玄武岩中橄榄岩包体的单斜辉石进行了激光原位微量元素研究。通过与新生代时华北具古老克拉通地幔特征(如鹤壁)和具新生岩石圈地幔特征(如山旺)的橄榄岩对比,讨论了新生代时集宁地区陆下岩石圈地幔性质及其形成和演化机制。集宁地区岩石圈地幔是相当于原始地幔经过较低程度的部分熔融抽取形成的,除个别样品的部分熔融程度5%外,多数样品为5%～10%。橄榄岩的平衡温度与橄榄石Mg#关系表明新生代时集宁地区的陆下岩石圈地幔是不均一的,无明显分层现象,表现为饱满与过渡型地幔的共存。这种主体饱满并兼有过渡型地幔的不均一现象,可能是软流圈物质对古老地幔进行不均匀侵蚀、改造和置换作用的结果。     

Concentrations and contamination trends of heavy metals in the sediment cores of Taihu Lake,East China,and their relationship with historical eutrophication

To assess the contamination trends and potential bio-availability of sediment-bound heavy metals, concentrations of heavy metals in acid-leaching fraction and in bulk sediments from the two typical bays (the Meiliang Bay and Xuhu Bay) of the Taihu Lake, East China, were studied. Pb and Zn showed elevated concentrations in the sediments from both areas, although sedimentation history and degree of pollution are different between the two bays. In the Meiliang Bay, both Pb and Zn pollutions started in the late 1970’s, the same time as the beginning of eutrophication of the lake, while the in the Xuhu Bay the metal contamination started since recent 10 years. The concentrations of acid-leachable Pb in the sediments from the Meiliang Bay are correlated with the historical eutrophication process. Before the eutrophication and heavy metal pollution, the chemical properties of the lake sediments were the same as the source compositions of the Xiashu loess. Both Pb and Zn in the sediments mainly occur in leachable forms by nitric or hydrochloric acid, whilst most of Cu is in residual fraction. The results indicate that both Pb and Zn may have higher mobility and bioavailability in water and biology than Cu.     

俄罗斯水热法合成祖母绿的宝石学特征研究

俄罗斯水热法合成祖母绿是珠宝界较关注的产品。选用5粒俄罗斯水热法合成祖母绿样品进行了常规宝石学特征测试、电子探针成分分析、红外吸收光谱和紫外-可见吸收光谱测定。结果表明,俄罗斯水热法合成祖母绿样品以低碱、富Fe与Cr为特征,折射率和相对密度明显偏高,红外吸收光谱特征峰出现在4052cm叫附近;俄罗斯水热法合成祖母绿样品的致色元素为Cr与Fe。同时,对比分析了俄罗斯、桂林水热法合成祖母绿样品和天然祖母绿样品的宝石学特征。     

干旱半干旱区土壤含水量反演与验证

基于MODIS遥感影像和表观热惯量法,以新疆为研究区,建立了适用于干旱半干旱区1 m土体的土壤含水量反演模型。模型根据高表观热惯量,高土壤含水量,低表观热惯量,低土壤含水量这一理论,通过日地表温差和宽波段反照率确定土壤含水量的时空变化。假设通过1 m土体的土壤水通量正比于上下底层土壤含水量的差值,利用水平衡方程建立土壤表面和底层土壤含水量关系方程,并利用中国土壤类型特点确定优化模型。通过验证结果表明,壤土和壤质粘土这两类土壤含水量接近真实值,砂土在区域验证中,模拟与实测差值为2.16%,整个模型模拟精度较好,能够准确地从时空上反演干旱半干旱地区1 m土体的土壤水分情况。     

咸阳北塬边垃圾土边坡稳定性分析

目的垃圾土边坡作为建筑边坡的治理和利用存在不少难点。以咸阳北塬边垃圾土边坡为例,详细分析了垃圾土稳定性影响因素。方法结合该垃圾土（建筑垃圾和生活垃圾）的物质成分及结构特性,在现场静力触探试验、反算及专家经验等综合分析的基础上,确定了垃圾土的抗剪强度参数。结果采用极限平衡法计算出该垃圾边坡稳定性系数,该稳定性系数与目前该边坡的实际状况基本一致。结论提出了垃圾土边坡稳定性分析方法和失稳后的治理方案,它对下部建筑群的抗滑建设具有重要的指导意义。     

沧州地区地热资源开发利用探讨

沧州地区地热资源丰富,开采利用地热资源在该区的经济建设中占据着重要地位。介绍了该地区热储层概况及地热异常区划分、地热资源开发现状、地热井分布利用情况、存在的问题及发展前景。并在此基础上对利用地热资源的情况进行了探讨,提出遵循开发与保护并重的原则,制定科学的地热开发资源规划方案,优化地热井布局,并以市场为导向,大力发展供暖、洗浴、游泳、特色养殖、等区域地热资源合理开发的一些设想与建议。     

长江三峡库区全新世环境考古研究进展

充分利用长江三峡工程文物抢救性发掘的宝贵机会,通过对重庆市忠县中坝遗址、丰都县玉溪遗址等典型遗址和神农架大九湖泥炭地层环境考古研究,摸索出了一套利用年代学、沉积学、重矿物组分鉴定、锆石形态统计、地球化学和环境磁学方法辨别考古遗址地层中古洪水沉积的方法;建立了该区地表孢粉-气候的转换函数,并将其用于对神农架大九湖泥炭地层的研究,弄清了该区全新世以来环境演变的背景,并将自然沉积地层环境演变记录与典型考古遗址地层古洪水事件作了对比分析。遗址时空分布研究表明:长江三峡库区旧石器时代至宋代677处遗址时空分布总趋势是从西往东、从高往低逐渐增加的,遗址多沿江河分布,且在河流交汇处呈聚集状态,这与人类多选择河流1～2级阶地为生、河流交汇处鱼类资源丰富有关。研究表明:中坝遗址能延续5000a的原因一方面与其盐业遗址的属性有关,另一方面与其长期具有良好生态环境有关。从该遗址T0202探方出土近20万件动物骨骼的分类统计证明了这一点。7.6kaBP以来,水位在吴淞高程147.024m以上的古洪水至少在玉溪遗址T0403探方中留下了16次沉积记录。神农架大九湖297cm厚的泥炭及其148个孢粉样品和10个AMS14C测年数据表明,该泥炭地层为本项目提供了理想的全新世自然环境演变背景,尤其8.2kaBP前后的降温事件很明显,6.7～4.2kaBP为中全新世最适宜期,4.2kaBP前后由暖湿转为凉干,3.5～0.9kaBP季风降水整体较弱,0.9kaBP前后转为较凉湿。根据对中坝和玉溪两处遗址地层的研究,在8.2～6.7kaBP期间出现有10个古洪水层;在6.7～4.2kaBP全新世最适宜期遗址地层中出现有8个古洪水层;在3.5～0.9kaBP降水减少的时期,中坝遗址中仅出现2个洪水层(即西周时期的37-1和战国早期的第21层);在0.9kaBP以来降水较多的时期,中坝遗址中存在3个洪水层(即宋代中期的11C-1层、清代的5-1层和1981年的2B-2层)。这表明,8.2～6.7kaBP的洪水在三峡地区次数是最多的,6.7～4.2kaBP的洪水数量次之。长江三峡库区的这一古洪水发生规律或许可以解释长江中游的江汉平原在7.8～5.1kaBP期间遗址数量偏少的原因。     

低氧低分压环境下泡塑吸附-石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中的痕量金

针对西藏低氧低分压环境下痕量金的测定,探讨了溶矿介质、解脱时间、吸附温度、Fe3+加入量等对测定结果的影响。确定了最佳测定条件,并较详细讨论了Fe3+在溶矿和吸附过程中的重要作用。方法检出限为0.102 ng/g,测定范围为0.24~300 ng/g,准确度(ΔlgC,n=12)为0.01~0.03,精密度(RSD,n=12)为1.61%~7.33%,很好地解决了西藏地区低氧低分压低温环境下痕量金测定的技术难题。