High-temperature X-ray investigation of natural columbites

Structural investigations at high temperature were carried out on natural columbite samples across the join Fe(Nb_0.95Ta_0.05)₂O₆–Mn(Nb_0.95Ta_0.05)₂O₆. The samples were preliminarily annealed to attain the complete cation-ordered state and avoid the superimposition of the effects of cation ordering during high-temperature studies. Unit-cell parameters of three columbites with different X_Fe content were measured at regular intervals in the temperature range 25–900 °C using single-crystal X-ray diffraction techniques. The crystal structures of completely ordered ferrocolumbite and manganocolumbite were also refined from intensity data collected at room temperature, 300 and 600 °C. Structural thermal expansion coefficients show positive, linear expansion of a, b, c lattice constants and cell volume. In general, slightly higher expansion occurs along a and c directions. However, anisotropy decreases sharply with decreasing Fe content. Reversibility of thermal expansion in the investigated temperature range was checked by high-temperature diffraction studies under heating-up and cooling-down conditions. Impurities do not play an important role in thermal expansion of columbites; expansion coefficients measured on two crystals of the same sample characterized by different Ti content are in fact almost identical. Structural changes with temperature essentially affect bond lengths: volumes of both A and B octahedral sites increase linearly with temperature, whereas interpolyhedral geometrical parameters do not vary significantly.     

Behavior of Weak Soils Reinforced with End-Bearing Soil-Cement Columns Formed by the Deep Mixing Method

This article reports on a series of small-scale, plane strain, 1 g physical model tests designed to investigate the bearing capacity and failure mechanics of end-bearing soil-cement columns formed via Deep Mixing (DM). Pre-formed soil-cement columns, 24 mm in diameter and 200 mm in length, were installed in a soft clay bed using a replacement method; the columns represented improvement area ratios, a_p, of 17%, 26%, and 35% beneath a rigid foundation of width 100 mm. Particle Image Velocimetry (PIV) was implemented in conjunction with close-range photogrammetry in order to track soil displacement during loading, from which the failure mechanisms were derived. Bearing capacity performance was verified using Ultimate Limit State numerical analysis, with the results comparing favorably to the analytical static and kinematic solutions proposed by previous researchers. A new equation for bearing capacity was derived from this numerical analysis based on the improvement area ratio and cohesion ratio of the soil column and ground model.     

藏南冈底斯岩基东段朗县杂岩早白垩世岩浆作用: 新特提斯洋二次俯冲

新特提斯洋长期俯冲消减作用在早白垩世可能经历二次俯冲启动或板片俯冲几何形态的重大转换。确定西藏南部冈底斯岩基早白垩世岩浆作用的岩石地球化学特征和作用方式是甄别上述过程的关键,对理解新特提斯洋的俯冲演化过程至关重要。本文就冈底斯岩基东段朗县杂岩中保存的各类早白垩世岩浆岩,开展了锆石U-Pb地质年代学和Hf同位素、全岩元素和同位素（Sr-Nd）组成分析。数据结果表明：1）基性岩侵位时代为早白垩世晚期（103.6~100.8Ma）,为高钾钙碱性偏铝质岩石,锆石ε_Hf（t）=+0.3~+5.7,全岩ε_Nd（t）=-0.8和-0.3,暗示其岩浆源区具有大量俯冲沉积物或流体的混入,为沉积物熔体和流体交代的地幔楔物质部分熔融的产物,经历了一定程度的角闪石分离结晶作用;2）中性岩形成于99.8~97.6Ma,略晚于基性岩,其主量元素与基性岩具有较好的线性关系,全岩ε_Nd（t）=+1.1,具有较多的地幔物质参与,为基性岩浆进一步演化形成;3）酸性岩（脉体）记录了多阶段岩浆作用（124.1~95.3Ma）,根据同位素组成不同进一步划分为两类,第一类具有较低的全岩ε_Nd（t）值（-8.3~-6.0）,其岩浆源区显示富集特征,t_DM2=1385~1586Ma,由古老地壳物质的再熔融形成;第二类的锆石ε_Hf（t）值（-2.8~+3.2）变化较大,岩脉的锆石ε_Hf（t）=+0.4~+8.1,t_DM=428~906Ma,全岩ε_Nd（t）=+0.1和+0.8,表明岩浆源区具有不均一性,为古老地壳物质被富流体地幔岩浆改造形成;和4）镁铁质包体的主量元素与寄主花岗岩具有较好的线性关系,锆石的Hf同位素组成变化较大（ε_Hf（t）=-9.3~+4.1）,变化范围可达13个ε单位,为岩浆混合成因。寄主花岗岩和角闪辉长岩分别作为酸性和基性端元,是基性岩浆与其诱发古老地壳熔融形成的花岗质岩浆经混合形成。结合冈底斯岩基早白垩世岩浆岩的研究结果,朗县杂岩在早白垩世（124~97Ma）的岩浆作用具有明显的岩浆混合现象,锆石Hf和全岩Sr-Nd同位素组成变化较大,可达13个ε单位,其岩浆源区复杂且富含流体,代表了新特提斯洋在早期（240~144Ma）经历漫长的俯冲之后,在早白垩世时期（~120Ma）俯冲带发生跃迁或俯冲角度达到临界点,导致大量俯冲沉积物和流体沿俯冲带俯冲下去,与发生部分熔融的地幔楔物质混合,底侵导致上覆古老地壳物质的再熔融,形成早白垩世复杂的岩浆岩组合,很可能是新特提斯洋二次俯冲开始的标志。

     

赣东北地区矽卡岩典型矿物形成与演化的光谱证据:以朱溪钨多金属矿为例SCIEI北大核心CSCD

朱溪是近年来在江西塔前-赋春成矿带发现的一个世界级超大型钨铜矿床。本文采用短波红外+热红外光谱技术对矿区13个钻孔进行了光谱测量,结合岩石-矿物地球化学分析,探讨了朱溪矿床矽卡岩中典型蚀变矿物的形成与演化过程,厘定了矽卡岩形成不同阶段矿物组合的光谱特征,构建了朱溪矿床的短波红外+热红外光谱勘查模型。研究发现:(1)区内不同矿物组合形成了明显的蚀变分带,由内向外依次为绢云母(富Si)+长石(岩体顶层蚀变,多期流体叠加综合作用)→外矽卡岩:钙铝榴石+透辉石+(绢云母)→透辉石+蛇纹石+绿泥(帘)石+滑石→绢云母(富Al)+绿泥(帘)石(基底不整合面蚀变);(2)Al-OH波长的移动可指示成矿流体压力、温度及pH值的变化;(3)研究区透辉石的形成、演化与矿体之间关系密切,虽然富矿体赋存于矽卡岩形成早期的透辉石-石榴子石蚀变带,但大量矿体则赋存于矽卡岩退蚀变阶段的蛇纹石-绿泥石蚀变带;(4)矿体的形成与流体的混合作用关系极大,伊利石光谱吸收特征能够指示外部冷水(大气降水或地下水)的灌入轨迹。     

江西印支期蔡江岩体中暗色微粒包体的发现及其地质意义

文章报道了江西蔡江花岗质岩体中发现暗色微粒包体,以及这些包体的地质、岩相学、LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学和元素地球化学特征。包体多呈椭圆状,显示淬冷边和反向脉,具有典型的岩浆结构并含有针状磷灰石,有的包体含有长石捕虏晶。包体具有相对较低的SiO₂（低至57.05 wt%）和较高的MgO+Fe₂O₃（高达14.21 wt%）含量。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年数据表明,包体形成于晚三叠世（224 Ma）,与寄主花岗岩（230~228 Ma）在误差范围内基本一致。上述特征表明,包体是离散的幔源偏基性岩浆团或者是幔源与寄主岩浆混合的产物。原始包体岩浆属于超钾质岩浆,可能是通过岩石圈地幔中交代成因的金云母辉石岩脉发生部分熔融而形成的。暗色微粒包体的发现为幔源岩浆底侵提供了直接证据,从而为蔡江花岗质岩石形成于较高温度提供佐证。该研究对于进一步探讨华南印支期花岗岩形成的热源机制具有意义。     

地震面波与重力联合成像分析苏拉威西周缘壳幔热-流变学结构

苏拉威西岛位于苏拉威西海、班达海之间, 是研究海陆耦合、俯冲后撤等地球动力学问题的重要地区.本文利用这一地区24台宽频带地震台站记录的地震面波和背景噪声数据中提取出的面波频散数据和来自卫星的重力异常数据, 开展了地震面波与重力联合层析成像反演, 获得了苏拉威西周缘地区深至240 km深度的三维V_S速度模型.基于三维波速模型, 本文利用热-流变学方法, 计算了该区岩石圈底界的热流变学边界层厚度、黏性变化特征, 结果表明: (1) 苏拉威西岛岩石圈流变边界层东南厚、西北薄, 这可能导致新生代苏拉威西岛在陆壳碎块位移与重组过程中, 岛东支的东部北向速率最大, 岛北支西部北向速率次之; (2) 北苏拉威西海沟俯冲后撤板片上覆地壳对应S波波速低值异常区, 可能代表了富含流体的软弱板片, 推测苏拉威西俯冲带是一个慢速俯冲带, 且后撤过程不连续.

     

内蒙古解放营子花岗闪长岩岩浆混合机制——来自斜长石和角闪石的矿物化学证据

为揭示华北克拉通北缘中晚三叠世解放营子花岗闪长岩的岩浆混合机制,对寄主岩石和镁铁质包体中斜长石和角闪石开展了电子探针分析.分析结果显示,多斑和少斑包体边部的斜长石斑晶发育An值增加的突变环带,环带的An值为32～46,明显高于核部和边部斜长石的An值(18～31),而核部的An值与寄主岩石中斜长石的An值一致,该特征指...     

鄂尔多斯盆地东南缘白垩纪以来构造演化的裂变径迹证据

鄂尔多斯盆地东南缘处于渭北隆起、晋西挠褶带和东秦岭造山带的转折地带,构造位置独特,演化历史复杂.本文选取东缘韩城地区和南缘东秦岭洛南地区上三叠统延长组为研究对象,采集6件砂岩样品进行锆石、磷灰石裂变径迹分析,对关键构造-热事件提供热年代学约束,恢复盆地东南缘不同构造带的热演化史,深化对盆地东南部油气资源赋存条件的认识,以期实现油气勘探的新突破.研究表明韩城和洛南地区的抬升冷却史存在明显差异.磷灰石裂变径迹年龄表现为从南到北减小的趋势.东缘韩城剖面磷灰石裂变径迹记录51.6~66.3 Ma、33 Ma两次抬升冷却的峰值年龄.南缘洛南剖面锆石裂变径迹年龄和磷灰石裂变径迹年龄分别记录89~106 Ma和59~66 Ma的冷却抬升年龄.洛南地区抬升冷却时间较早,剥蚀速率（106 m/Ma）大于韩城地区（68 m/Ma）,且持续时间长.磷灰石裂变径迹（Apatite Fission Track,AFT）热史模拟显示,晚中生代,受燕山运动的影响,东秦岭地区发生强烈的构造岩浆事件,洛南地区热演化程度明显高于韩城地区.洛南剖面的热演化主要受岩浆活动的控制,韩城剖面为埋藏增温型.鄂尔多斯盆地东南缘的裂变径迹年龄格局基本受控于白垩纪以来的抬升冷却事件.     

藏北羌塘戈木错渐新世碱性钾质火山岩中绿核辉石的成因:岩浆补给—混合过程

藏北戈木错渐新世碱性钾质火山岩中单斜辉石斑晶普遍出现正环带、反环带和韵律环带结构,多具有"绿核辉石"的结构特征。通过矿物电子探针测得"绿核辉石"的核部有高Mg#和低Mg#两种不同成分,两者都不同程度发育有筛孔状熔蚀结构,环带结构主要发育在辉石的幔部到边部,与绿色核部存在明显的成分间断,幔部环带结构的成分变化范围相对较窄。"绿核辉石"的成分和结构特征反映了同源碱性钾质岩浆在壳内岩浆房中发生了岩浆补给-混合作用,复杂的环带结构记录了混合岩浆的结晶过程。     

-座富营养化水库—福建山仔水库夏季热分层期间浮游植物垂向分布

对福建省水温分层型富营养化山仔水库夏季大坝断面垂向水体的物理化学参数进行了监测分析,并应用荧光分析法结合显微镜细胞计数法,对垂向分层水体和沉积物中的浮游植物生物量、群落组成及丰度进行了分析.结果表明,水库的水温分层能够引起水化学指标的分层.夏季大坝断面水体中的浮游植物以蓝藻门微囊藻属占绝对优势,垂向分布表现为表层的浮游植物细胞数量高于底层,温跃层以下细胞数急剧减少,水温分层可能决定着浮游植物的垂向分布,底泥中的浮游植物将为水体的水华提供"种源".