通过第一性原理预测内地核的成分与结构

内地核成分与结构的确定一直是地球深部研究的重要课题。目前地核的公认成分是铁和少量的镍。但由于地核密度低于纯粹的铁镍合金(固态内核2%～3%,液态外核6%～7%),其中必定掺杂有一定量的轻元素,其种类与浓度有待确定。除成分外,地核条件下铁的晶体结构也存在争议。根据地震学观测,声波沿地轴方向的传播速度比赤道平面方向快大约3%～4%。这意味着内地核是各向异性的;但在极端高压下,晶体结构中的原子应该按致密的密排六方结构(h.c.p)排列,而h.c.p结构对声波传输是高度各向同性的,这就需要确定地核条件下铁的晶体结构。根据第一性原理计算得到的高压下体系能量以及爱因斯坦谐振子模型,本项研究估算了给定结构的自由能以及掺杂轻元素后的影响。根据计算结果可以定性的分析得出,在高压OK下致密的h.c.p结构显然比疏松的体心立方(b.c.c)更稳定;而随着温度的升高,原子核的振动造成b.c.c结构的自由能比h.c.p结构下降得更快,因此在高温下b.c.c结构更稳定;掺杂轻元素后,这种优势变得更加明显,而3.6at.%的Si则恰好同时解释了2%～3%的密度缺失和b.c.c结构在内地核条件下的稳定性。因此我们建议内地核的基本结构与成分应为以体心立方结构存在的铁,掺杂约3.6at.%的硅元素,内地核温度至少在5500K以上。这一结论与其它更复杂的方法得到的结果一致。     

中生代复杂构造体系的成矿过程与成矿作用——以华北大陆北缘西拉木伦钼铜多金属成矿带为例

西拉木伦钼铜多金属成矿带处于华北克拉通与中亚造山带的过渡区,是古生代古亚洲构造域与中生代西太平洋构造域的交汇部位。在中生代受多种构造体系的制约,如中亚造山带造山后期局部伸展、蒙古-鄂霍茨克俯冲-碰撞造山作用、古太平洋板块的向西俯冲和中国东部岩石圈减薄事件的影响等。西拉木伦成矿带成矿斑岩锆石U-Pb年龄和辉钼矿Re-Os同位素年龄资料显示,钼铜矿成岩成矿主要集中在260～220Ma、180～150Ma和140～120Ma三个时期。结合华北克拉通北缘构造演化历史,推测这三期成矿作用主要与造山后局部伸展、构造体系转折和陆内伸展(岩石圈减薄)过程有关,并相应建立了"车户沟式"、"鸡冠山式"和"敖伦花式"三类斑岩钼铜矿床成矿模式。进一步研究表明,岩石的酸碱性、岩浆来源、岩浆的氧逸度、岩浆演化方式、构造背景等因素,制约了成矿作用的专属性。     

贺兰山高压泥质麻粒岩——华北克拉通西部陆块拼合的岩石学证据

贺兰山孔兹岩系作为华北克拉通西部孔兹岩带的重要组成部分,其成因问题一直存在争议。近来,在对贺兰山富铝岩系研究过程中,发现了具有"蓝晶石+条纹长石+石榴石"特征组合的高压泥质麻粒岩。通过岩相观测与相平衡定量模拟,确定其曾经历四个阶段的变质演化过程,即早期进变质阶段(M1)、变质峰期阶段(M2)、峰期后降压阶段(M3)和晚期退变阶段(M4)。早期进变质阶段,以石榴石中包裹黑云母和白云母为特征。变质峰期阶段,以出现"蓝晶石+条纹长石+石榴石"组合为特征,变质温、压条件为850～870℃、1.4～1.5GPa。峰期后降压阶段以峰期石榴石和蓝晶石转变为堇青石和夕线石为特征,温压条件大致为840～860℃、0.6～0.8GPa。晚期退变阶段以出现新生黑云母为标志,温、压条件为780～810℃、0.45～0.55GPa。PT轨迹具有顺时针演化样式,峰期后表现为先发生近等温降压(ITD)、后发生近等压冷却(IBC)的退变过程,反映陆-陆碰撞发生高压麻粒岩相变质作用,后又快速折返到正常地壳深度的变质动力学过程,进而从岩石学角度证明华北克拉通西部孔兹岩带是由北部的阴山陆块与南部的鄂尔多斯陆块发生碰撞所致。     

Epigenesis of Sediments in the Cascadia Accretionary Prism, Western Continental Margin of United States

Upper Miocene to Holocene sediments from the Cascadia accretionary prism and its oceanic surroundings drilled during ODP Leg 146 are studied in order to reveal their alteration during the accretion. The conclusion is made that methane-bearing solutions play a leading role in the transportation of material and the formation of mineralogical-geochemical zonality within the prism. A considerable intensity and high rates of epigenetic alteration are noted. It is shown that low heat flow, absence of progressive subsidence of the accretionary prism, open character of the system relative to water circulation, and heterogeneity of the sedimentary sequence hindered the successive development of epigenesis.     

Some approaches for location of centroids of quartz grain outlines to increase homology between Fourier amplitude spectra

The ability to test for similarities and differences among families of shapes by closed-form Fourier expansion is greatly enhanced by the concept of homology. Underlying this concept is the assumption that each term of a Fourier series, when compared to the same term in another series, represents the same thing. A method that ensures homology is one which minimizes the centering error, as reflected in the first harmonic term of the Fourier expansion. The problem is to chose a set of edge points derived from a much larger, but variable, number of edge points such that a valid homologous Fourier series can be calculated. Methods are reviewed and criteria given to define a proper solution. An algorithm is presented which takes advantage of the fact that minimization of the error term can be accomplished by minimizing the distance between the origin of the polar coordinate system in the calculation of the Fourier series and the shape centroid. The use of this algorithm has produced higher quality solutions for quartz grain provenance studies.     

现浇薄壁管桩在威-乌高速公路软基加固中的应用

刚性疏桩复合地基是高速公路软基处理中一种较为有效的方法,现浇薄壁管桩复合地基作为刚性疏桩复合地基其中的一种得到越来越多地运用,但相关研究开展的较少。结合现浇薄壁管桩在威-乌高速公路软基加固中的应用,对该技术的设计计算、施工、检测等方面进行了介绍。检测结果表明,现浇薄壁管桩桩体质量好、桩芯土体具有一定的闭塞效应,承载力高,经济性优越。     

新疆北准噶尔乔夏哈拉-老山口苦橄岩建造及其构造意义

近年在新疆北准噶尔构造带的乔夏哈拉-老山口地区发现有苦橄岩存在.苦橄岩与苦橄质玄武岩、玄武玢岩、辉绿岩、安粗岩、粗面岩以及凝灰岩、碳酸盐岩组成洋底苦橄岩建造,总厚大于1780 m,为新的岩层,建议采用"乔夏哈拉组"组名.苦橄岩有橄榄石苦橄岩、橄榄石-辉石苦橄岩和辉石苦橄岩3种.苦橄岩ω(SiO2)39.9%～46.78%;ω(MgO)16.4%～36.67%;ω(Na2O+K2O)0.17%～1.47%,多数小于0.5%;ω(TiO2)0.28%～0.62%,个别1.05%.总体具低硅、低铝、低钛、低碱、高镁特征.稀土元素总量＜45×10-6,轻稀土略富集,Eu低正异常.微量元素Li、Be、U、Rb、Sr、Ba、V、F、Bi、Pb等元素明显富集,而Ni、Cr、Co和S明显亏损.表明经过一定程度的分异作用,并有上地壳成分的污染,铂族元素含量接近世界其它地区苦橄岩,具有Pt/Pd＜1和贫Os、Ir的特征.     

苏通大桥地基中敏感优势层工程地质问题分析

根据优势面理论,采用优势指标法将敏感优势层分为3级,并确定了苏通大桥地基中的1粉砂层和7粉细砂层为敏感优势层。苏通大桥采用超长灌注桩基础,桩身全部置于土层中,敏感优势层的工程地质问题主要包括桩基承载力问题、软土流变问题及砂土液化问题。本文研究认为,敏感优势层将导致桩基承载力的降低,敏感优势层的流变将影响基坑的稳定性,通过试验得到了土的流变模型参数。此外,敏感优势层皆为砂土层,在震动荷载作用下会发生液化而丧失承载力。     

辽宁东胜铅金矿床地质地球化学特征

东胜铅金矿产于NE向板石沟断裂中,赋矿围岩为大石桥组大理岩.矿床地质特征和矿床地球化学特征表明,矿床为岩浆热液产物,成矿物质部分来自于地层,成矿热液中有大气降水的渗入,成矿温度为205～286℃,成矿流体密度为0.95～1.02 g/cm3,成矿压力为40～55MPa.     

矿产勘查中矿区地质信息系统研究

通过对矿区地质勘查工作内容的分析和对GIS的深人研究,探讨了基于GIS的矿区地质信息系统建设的目标、结构与功能、系统和数据库设计、建库和系统开发等方面的一些问题.