Ejecta from impacts at 0.2-2.3 m/s in low gravity

Collisions between planetary ring particles and in some protoplanetary disk environments occur at speeds below 10 m/s. The particles involved in these low-velocity collisions have negligible gravity and may be made of or coated with smaller dust grains and aggregates. We undertook microgravity impact experiments to better understand the dissipation of energy and production of ejecta in these collisions. Here we report the results of impact experiments of solid projectiles into beds of granular material at impact velocities from 0.2 to 2.3 m/s performed under near-weightless conditions on the NASA KC-135 Weightless Wonder V. Impactors of various densities and radii of 1 and 2 cm were launched into targets of quartz sand, JSC-1 lunar regolith simulant, and JSC-Mars-1 martian regolith simulant. Most impacts were at normal or near-normal incidence angles, though some impacts were at oblique angles. Oblique impacts led to much higher ejection velocities and ejecta masses than normal impacts. For normal incidence impacts, characteristic ejecta velocities increase with impactor kinetic energy, KE, as approximately KE^0.5. Ejecta masses could not be measured accurately due to the nature of the experiment, but qualitatively also increased with impactor kinetic energy. Some experiments were near the threshold velocity of 0.2 m/s identified in previous microgravity impact experiments as the minimum velocity needed to produce ejecta [Colwell, J.E., 2003. Icarus 164, 188-196], and the experimental scatter is large at these low speeds in the airplane experiment. A more precise exploration of the transition from low-ejecta-mass impacts to high-ejecta-mass impacts requires a longer and smoother period of reduced gravity. Coefficient of restitution measurements are not possible due to the varying acceleration of the airplane throughout the experiment.     

释光年代学样品前处理流程

释光测年是第四纪年代学中应用较广泛的重要测年方法。释光技术的发展经历了热释光(Thermoluminescence,简写TL)阶段到光释光(Optically Stimulated Luminescence,简写OSL)阶段,测年研究的载体矿物主要是长石和石英。因测试目的不同,前处理方法有一定的差异。本文主要在前人工作的基础上,针对沉积物、陶瓷、暴露岩石三种释光测年样品的长石或石英获取方法进行总结,以期对释光测年样品前处理起到参考作用。     

Description and recognition of potassic-richterite,an amphibole supergroup mineral from the Pajsberg ore field,Värmland,Sweden

Mineralogy and Petrology - Potassic-richterite, ideally AKB(NaCa)CMg5TSi8O22W(OH)2, is recognized as a valid member of the amphibole supergroup (IMA-CNMNC 2017–102). Type material is from the...     

藏北昂吾地区超基性岩的蛇纹石化和磁铁矿化过程及影响因素

班公湖-怒江缝合带广泛分布超基性岩及蛇纹石化超基性岩,已有研究表明它们与区域成矿关系密切,其蛇纹石化过程使一些元素活化并具有一定的成矿潜力。位于班-怒带中段的昂吾地区蛇纹石化超基性岩主要矿物成分有橄榄石、单斜辉石、铬铁矿、利蛇纹石、磁铁矿和绿泥石等,原岩恢复表明该超基性岩为单辉橄榄岩。镜下鉴定、背散射电子图像、能谱成分分析和电子探针分析结果显示单辉橄榄岩的蛇纹石化及蚀变过程可分为三个阶段:(Ⅰ)以形成相对富铁蛇纹石(Mg#=75～88)为主,基本无磁铁矿析出;(Ⅱ)形成相对富镁的蛇纹石(Mg# 90),析出磁铁矿;(Ⅲ)蛇纹石进一步蚀变成绿泥石。热力学模拟及多组分矿物相平衡图表明,在蛇纹石化过程中,昂吾地区超基性岩中的辉石脱硅致使反应体系SiO_2活度升高,限制了磁铁矿的生成。同时也发现,在利蛇纹石稳定存在的温度区间内(100～300℃),本研究的蛇纹石化体系温度倾向高值区,不利于磁铁矿的析出。进而探讨了原岩成分、反应体系SiO_2活度及温度等因素对蛇纹石化过程中磁铁矿析出的影响。本研究有助于理解班-怒带内超基性岩的蛇纹石化过程及磁铁矿化机制。     

海洋沉积物中氧化还原敏感元素对水体环境缺氧状况的指示作用

近年来由于人为污染水体富营养化加剧,缺氧区面积不断增大,利用沉积物中氧化还原敏感元素反演水体缺氧情况已经发展成为海洋化学领域的热点研究方向。本文详细阐述了氧化还原敏感元素的富集机制,并总结了利用沉积物中氧化还原敏感元素在不同氧化还原条件下的富集程度反映海水缺氧程度和底质氧化还原状况的一系列指标,如Re/Mo、Cd/U、Th/U、V/Sc、V/(V+Ni)值,U—Mo共变模型,δ~(98/95)Mo,多指标微/痕量元素模型以及氧化还原敏感元素-有机质共变模型等。沉积物中Re、Mo含量、Re/Mo值、自生Mo/U值、Th/U值对上层水体缺氧和氧化条件区分良好,可定量指征上层水体的缺氧情况。沉积物中Re含量近似于1 ng/g(地壳值),Mo含量1μg/g(地壳值),Re/Mo值接近0.3×10~(-3),Mo—U富集系数比为(0.1～0.3)×现代海水,Th/U值2,可指示氧化环境;Re含量在10～30 ng/g,Mo含量近似于1μg/g,Re/Mo值10×10~(-3)～30×10~(-3),Mo—U富集系数比1×现代海水,Th/U值在0～2范围内,可指示缺氧环境;Re含量30 ng/g,Mo富集达到20～40μg/g,Re/Mo值接近0.7×10~(-3)(海水中Re/Mo值),Mo—U富集系数比为(3～10)×现代海水,可指示极度缺氧的硫化环境。Mo_(EF)—U_(EF)交会对数坐标图、氧化还原敏感元素-有机质共变模型指标可定性分析上层水体的缺氧情况;V/(V+Ni)值对于次氧化沉积物指示效果不佳;Cd/U值在次缺氧条件下的变化机制复杂,还需进一步研究。生物扰动、成岩作用、人为污染、水体局限、高有机碳通量、Fe、Mn氧化物循环等因素通过影响氧化还原敏感元素在沉积物中的富集与迁移,从而影响氧化还原敏感元素指标的应用,应剔除有机质吸附与陆源输入等非自生部分的影响,结合各种指标互相印证,综合判别水体氧化还原状态。     

尼日尔Termit盆地上白垩统储层岩石学特征及控制因素分析

本文对尼日尔Termit盆地17口井218个井壁取芯样品开展普通薄片、阴极发光、X衍射、扫描电镜及重矿物分析,研究上白垩统储层的岩石学特征,并探讨其控制因素。实验分析结果表明,Termit盆地上白垩统储层的岩石类型主要为石英砂岩,成分成熟度高,以石英为主,含量达86%以上,钾长石、方解石及斜长石等含少量,占比约5%,这种岩石类型对原生孔隙的保存比较有利;填隙物主要为粘土杂基,含量为7%左右,矿物成分以高岭石为主,利于对晶间孔的保留;岩石中发育硅质、方解石和铁质等胶结类型,胶结物的含量占比较小,对储层的破坏作用不大;重矿物类型为磁铁矿、赤铁矿、锆石、磷灰石,推测物源区的母岩类型主要为花岗岩;以细粒结构和少量的不等粒结构为主,分选中等-差,磨圆度一般为次棱角-次圆状,磨圆差。与国内石英砂岩沉积于高能的滨浅海环境不同,研究区石英砂岩成分成熟度高,但分选程度和磨圆度较低,一方面反映了物源区母岩富含石英,同时也反映了这种石英砂岩沉积于近源的河流-三角洲环境。影响研究区上白垩统储层物性的主要因素是岩石类型及成岩作用,由于储层的岩石类型为石英砂岩,压实作用对储层的破坏作用较一般岩石类型偏小。砂岩埋深小于2500m时,主要发育原生孔隙,面孔率大于15%。溶蚀作用对本区储层产生一定的影响,最常见的为长石的溶蚀,溶蚀作用形成粒内溶孔和粒间溶孔,还会扩大原生孔隙形成混合孔,改善了砂岩的储集性能。     

安徽宣城荞麦山矿床成矿岩体及其暗色包体成因与成矿意义:锆石U-Pb年代学、地球化学、Sr-Nd-Hf-O同位素制约

宣城矿集区是长江中下游成矿带内新提出的矿集区,近年来取得了重大的找矿突破,尤其是大型斑岩型铜金矿的发现使宣城矿集区逐渐成为研究热点。宣城矿集区一系列的斑岩-矽卡岩矿床均与早白垩世侵入体密切相关。荞麦山铜钨矿床是区内典型的矽卡岩矿床,矿床形成与花岗闪长斑岩密切相关,且花岗闪长斑岩发育较多的暗色包体。确定暗色包体的成因有助于深入理解含矿岩体的岩浆演化过程及成矿意义。本次工作以荞麦山矿床花岗闪长斑岩和暗色包体作为研究对象进行U-Pb同位素年代学、岩石及矿物地球化学、全岩Sr-Nd、锆石Hf-O同位素地球化学分析,探讨暗色包体及成矿岩体的源区、岩浆演化过程及其对成矿的意义。暗色包体的形成时代为141Ma（MSWD=0.8）,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值为0.7059~0.7069,ε_Nd（t）值为-6.0~-9.2,ε_Hf（t）值为-12.7~-5.8,δ¹⁸O值为5.8‰~7.7‰;寄主岩石形成时代为140Ma（MSWD=0.3）,（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值为0.7061~0.7064,ε_Nd（t）值为-8.7~-7.7,ε_Hf（t）值为-12.1~-8.1,δ¹⁸O值为5.6‰~7.4‰。此外,暗色包体与寄主岩石主要氧化物含量与SiO₂含量呈线性负相关趋势、微量元素特征相似和寄主岩石斜长石斑晶的不平衡结构及捕掳晶的发现指示荞麦山暗色包体为岩浆混合成因,花岗闪长斑岩为起源于富集地幔的岩浆与壳源岩浆混合成的母岩浆侵位而来,同时幔源岩浆和壳源岩浆的混合也分别提供了成矿金属元素铜和钨,最终形成了铜钨共生的荞麦山矿床。     

蚌埠五河地区金矿床成矿物质来源及其年代学研究——以河口和荣渡金矿床为例

安徽省蚌埠五河地区河口和荣渡金矿床是华北地台东南缘蚌埠台隆和五河台坳邻接区域的两个金矿床。本文通过对比研究河口和荣渡金矿床的地质特征、流体包裹体地球化学、Re-Os同位素以及H-O-S同位素特征,来厘定其形成时代、探讨其成矿物质来源和成矿过程。河口及荣渡金矿床矿体主要呈细脉浸染状、脉状和网脉状赋存于古太古代西堌堆地层中,成矿过程可划分为4个阶段:(1)石英脉阶段(早阶段);(2)石英-黄铁矿阶段(早阶段);(3)石英-多金属硫化物阶段(中阶段);(4)碳酸盐阶段(晚阶段);其中,中阶段为金的主要矿化时期。河口和荣渡金矿床早阶段(石英脉和石英-黄铁矿阶段)的石英内发育富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG)以及少量的含子晶的气液固三相包裹体(S型),均一温度为322～412℃,盐度介于5. 56%～15. 67%NaCleqv之间,属于高温中低盐度流体体系;中阶段(石英-多金属硫化物脉阶段)石英内发育有富液两相包裹体(WL型)、富气两相包裹体(WG),均一温度为257～357℃,盐度介于3. 06%～7. 45%NaCleqv之间,属于中高温低盐度流体体系。从成矿早阶段到主成矿阶段流体的盐度和温度都发生了较大程度的降低,推测矿化过程可能是由流体温度和盐度的降低引起的。成矿阶段石英中流体水的δ~(18)O值介于5. 01‰～7. 90‰之间,δD_(V-SMOW)值介于-89‰～-65‰之间,表明两个矿床的成矿流体为主要为岩浆水。河口金矿床矿石中的黄铁矿δ~(34)S值介于3. 89‰～9. 65‰之间,荣渡金矿床方铅矿δ~(34)S值为0. 76‰,表明河口及荣渡金矿床δ~(34)S值具有岩浆硫的特征,后期由于岩浆去气作用或地层硫的参与使矿石中的δ~(34)S值升高。因此,这两个金矿床可能是与岩浆热液有关的热液石英脉型金矿床。对荣渡金矿床矿石的黄铁矿进行Re-Os同位素定年,确定金矿床形成于134±19Ma,结合前人对该地区所做的岩浆岩定年工作,推测荣渡金矿床的成矿可能与区内130Ma左右的岩浆活动密切相关。     

赫章片区地热地质条件特征及勘查远景探讨

区域性北西向紫云-垭都深大断裂带斜贯县境,其上下盘次级构造,层间破碎带及挽近期构造发育,具有中低温地热资源有利地热地质条件;潜在地热资源丰富,具有开发价值热储层为第一热储单元和第二热储单元的白云岩,以混合热储构造类型为主,其次是层状带状热储构造类型。根据地热地质条件,结合已成井成果资料,预测了六个靶区。