New Experimental Platform for Studies of Turbulence and Turbulent Mixing in Accelerating and Rotating Fluids at High Reynolds Numbers

We present a new experimental platform for studies of turbulence and turbulent mixing in accelerating and rotating fluids. The technology is based on the ultra-high performance optical holographic digital data storage. The state-of-the-art electro-mechanical, electronic, and laser components allow for realization of turbulent flows with high Reynolds number (>10⁷) in a relatively small form-factor, and quantification of their properties with extremely high spatio-temporal resolutions and high data acquisition rates. The technology can be applied for investigation of a large variety of hydrodynamic problems including the fundamental properties of non-Kolmogorov turbulence and turbulent mixing in accelerating, rotating and multiphase flows, magneto-hydrodynamics, and laboratory astrophysics. Unique experimental and metrological capabilities enable the studies of spatial and temporal properties of the transports of momentum, angular momentum, and energy and the identification of scalings, invariants, and statistical properties of these complex turbulent flows.     

滇西马厂箐铜钼多金属矿床成矿流体来源及演化过程——来自石榴子石原位微量元素及H- O同位素组成的限定

滇西马厂箐铜钼多金属矿床位于三江特提斯成矿域,是一个与喜马拉雅期富碱斑岩侵入有关的多金属矿床。前人研究表明,马厂箐铜钼多金属矿床形成于斑岩-矽卡岩成矿系统,但由于缺乏系统矿物学研究,目前对矽卡岩矿化过程和成矿效应仍不清楚,限制了对该矿床成矿过程的全面认识。因此,本文以马厂箐矿床矽卡岩型矿化中的石榴子石为研究对象,利用H-O同位素、电子探针(EPMA)以及LA-ICP-MS原位微区技术开展了同位素及成分分析,限定成矿流体来源以及反演成矿流体演化过程。石榴子石可分为早期自形石榴子石(Grt I)和晚期他形石榴子石(Grt II)。Grt I与辉石共生,并伴有黄铁矿、黄铜矿等金属矿物组合,属于钙铝-钙铁榴石固溶体(And_{49.37～99.58}Gro_0～49.79);Grt II更富Fe,属钙铁榴石系列(And_{67.50～99.85}Gro_0～31.84)。两期石榴子石均富含Th、U、Nd,亏损Ba、Sr、Hf、Nb,富轻稀土。基于石榴子石矿物化学特征认为,Grt I可能是在弱酸性、氧化、低水岩比(W/R)条...     

松辽盆地白垩系火山岩储层岩石物理声学特性分析

采集松辽盆地徐家围子地区9口探井57块营城组火山岩石样品,在模拟实际地层温度、压力条件下进行岩石物理参数测试,以期逐步实现火山岩储层流体的地球物理直接识别。采用超声脉冲透射法测定岩样的声学参数(纵波速度和横波速度),进行了不同流体状态下岩样的岩石物理参数特征分析。结果表明,在双参数域空间,特别是在体性-剪性双参数空间,火山岩含气储层与含水储层较易区分。     

粤北302铀矿床同位素地球化学研究

位于粤北诸广山岩体东南部的302铀矿床是我国规模较大、埋藏较深的花岗岩型铀矿床之一。该矿床产于印支期油洞岩体和燕山早期长江岩体的断裂蚀变带内,矿区内NWW向基性岩脉十分发育,矿体呈似脉状、扁豆状或透镜状。同位素研究表明,矿石的沥青铀矿Sm-Nd和U-Pb等时线年龄（70 Ma）与油洞岩体（232 Ma）、长江岩体（160 Ma）的年龄相差巨大;主成矿期成矿流体的δDH2O值为-65‰～-82‰（平均为-75‰）,δ18OH2O值为6.8‰～0.6‰（平均为3.9‰）,反映出成矿流体主要由地幔流体组成;方解石的δ13C值为-8.4‰～-5.3‰,表明矿化剂ΣCO2也来自地幔;矿区内辉绿岩的（87Sr/86Sr）i值为0.70861～0.70882,花岗岩的（87Sr/86Sr）i值为0.73519～0.77152,萤石的（87Sr/86Sr）i值为0.71474～0.71697,表明成矿组分Sr可能来源于基性脉岩（幔源）与赋矿花岗岩体（壳源）,并呈不同程度的混合,而主成矿组分铀主要来源于赋矿花岗岩体。     

Calcium,Na, K and Mg Concentrations in Seawater by Inductively Coupled Plasma‐Atomic Emission Spectrometry: Applications to IAPSO Seawater Reference Material,Hydrothermal Fluids and Synthetic Seawater Solutions

We report a measurement procedure to determine simultaneously the major cation concentrations (Na, Ca, K and Mg) of seawater‐derived solutions by inductively coupled plasma‐atomic emission spectrometry. The best results were obtained when the IAPSO (‘standard’) seawater reference material was diluted by thirty times with Milli‐Q^® water. We obtained an average reference value r_K (the ratio of the mass fraction of potassium to that of chlorine, i.e., (g kg^?1)/(g kg^?1)) for IAPSO seawater of 0.0205 ± 0.0006 (2.9% RSD), not significantly different from 0.0206 ± 0.0005 (2.4% RSD) for seawater composition reported in the literature. The measured Na, Ca and Mg concentrations correspond to r_Na, r_Ca and r_Mg values of 0.5406 ± 0.0026 (0.5% RSD), 0.02192 ± 0.00048 (2.2% RSD) and 0.06830 ± 0.00047 (0.7% RSD), respectively, in line with previous values measured by wet‐chemistry and atomic absorption spectrophotometry or wet‐chemical titration. Our measurement procedure was used successfully on synthetic seawater solutions and high‐temperature hydrothermal fluids.     

中国内生钼矿床辉钼矿的微量元素特征研究

近年来,金属硫化物微量元素研究取得了重大进展,但主要局限于少数常见的硫化物,如黄铁矿。辉钼矿作为内生金属矿床最常见的金属硫化物之一,目前对其微量元素的研究成果还很少,对微量元素的赋存状态及其揭示的成因意义还不明。文章尝试性地对中国57个内生独立钼矿床或共伴生钼矿床中的辉钼矿进行了ICP_MS微量元素分析。结合元素的地球化学性质及前人的研究成果,认为除Re、Os等少数元素可成类质同象存在于辉钼矿中以外,推测大部分微量元素可能以固溶体出溶、机械混入物或流体包裹体等形式存在于辉钼矿中。各矿床中辉钼矿微量元素相对于中国陆壳富集Cu、Zn、Pb、W等常见的成矿元素,暗示不同地质环境下不同时代和矿床类型的成钼流体搬运的成矿元素具有一致性和普遍性,这是造成钼多金属矿床金属元素矿化分带的基础。辉钼矿的主要微量元素呈对数正相关,受矿床类型和产出环境影响不大;辉钼矿Co/Ni比值多数1,集中于0.01~0.57,不同矿床类型的Co/Ni比值具有一定规律性:当w(Co)30μg/g时,斑岩型和矽卡岩型矿床中辉钼矿的Ni含量比较稳定;当w(Co)30μg/g时,Ni含量比较高;石英脉型矿床的Co/Ni比值变化较大,且小于斑岩型矿床的Co/Ni比值。在内生金属矿床中,辉钼矿主要形成于还原性环境中,但石英脉型矿床的形成条件与斑岩型矿床相比,其氧化性明显增强。根据分析结果和前人研究成果,推测成钼流体应为富CO2和Cl-(个别还富含F-)以及部分还原性气体成分(H2、CO、CH4等)的成矿流体。     

斑岩-浅成低温热液型Cu-Au矿H2O-Cl-S流体性质和演化方式对成矿的制约

斑岩—浅成低温热液型Cu—Au成矿流体最具代表性的是H2O—Cl—S流体。流体的性质强烈控制着Cu、Au的成矿行为,包括溶解性、迁移形式和气—液分配。流体的氧逸度和流体中Cl、S物种相对含量决定金属在流体中的溶解形式,高氧逸度的高温高盐度流体中Cu、Au主要和Cl络合,S-3也可能是促进Au溶解的重要S物种形式。而过量的S有利于Cu、Au等元素以含S离子络合物进入液相流体,与含S中性络合物配分进入气相流体并迁移Au至浅成低温热液环境形成矿床。岩浆需要经历充分的分异,出溶成分和性质有利于金属迁移的流体,形成高品位的斑岩型Cu、Au矿体;上覆叠加浅成低温热液型Au矿体可能需要初始的成矿流体状态进入NaCl—H2O的超临界区、有效的演化方式、良好的流体缓冲环境和有利的Au沉淀场所。相分离和流体—流体反应是沉淀斑岩—浅成低温热液型Cu—Au矿体最重要的流体演化方式。气相流体具有独特的流体性质和演化方式,可能成为十分重要的成矿流体。     

山西平顺西安里铁矿成矿流体特征及演化

[摘 要]对西安里铁矿床蚀变矿物（透辉石、石榴子石、绿帘石和方解石）流体包裹体进行了岩相学、均一温度、盐度和H-O同位素组成分析研究,结果表明：透辉石中流体包裹体均一温度为515℃～622℃,盐度（w（NaCl））为48～75;石榴子石均一温度为475℃～525℃,w（NaCl）均小于26wt%NaCl;绿帘石均一温度为390～440℃,盐度主要分布在40 wt%NaCl左右;方解石均一温度为141～4066oC,w（NaCl）为6.74～21.11;石榴石、透辉石的δD_SMOW值介于-106‰～-86‰,δ¹⁸O_SMOW值介于6.7～8.7‰,δ¹⁸O_H2O值介于2.7‰～8.7‰。磁铁矿δ¹⁸O_H2O值介于2.6‰～6.2‰。综合分析认为：热液主要来源于岩体,在上升过程中萃取了围岩中Na和Cl,Na的加入使大量Fe析出并与Cl结合进行迁移,流体物理化学特征具有显著的变化,导致Fe质析出形成西安里铁矿床。     

Preliminary assessment of the geothermal potential of Rosario de la Frontera area (Salta,NW Argentina): Insight from hydro-geological,hydro-geochemical and structural investigations

This work is part of a project aimed to the development and application of hydrogeological, hydrogeochemical and geological methodologies for the study of the geothermal system of Rosario de La Frontera (NW Argentina).The surface thermal manifestations of this area, whose temperatures range from 22.6 to 92.6 °C, are mainly located in the northern sector of Sierra de la Candelaria anticline. This regional structure crops out between the provinces of Salta and Tucuman (NW Argentina), at the foothills of the central Andean retro-wedge.The present investigation focuses on hydrogeological and structural data, and isotopic compositions (¹⁸O, D and ³H) of thermal springs.Preliminary results allowed to define: i) the meteoric origin of spring water and their long (more than 50 years) residence time at depth, ii) a positive water balance, ranging between 2 and 4 millions of m³/yr, and iii) a conservative geothermal reservoir volume of about 39 km³, iv) a geothermal potential with Er = 5.6*10¹⁸ J and Ef = 0.8*10¹⁸ J.     

超级喷发(超级侵入)后成矿作用

本文仿照超级喷发的概念定义了超级侵入,并将超级火山对应于大型岩基.文章聚焦于这样一个科学问题:为什么大规模成矿作用发生在紧接着超级喷发和超级侵入之后？为此,首先探讨了峨嵋山地幔柱系统的活动规律.尽管少数学者对玄武质岩浆大规模喷出之前的千米级地壳隆升提出了质疑,峨嵋山火山岩系第一旋回底部玄武岩直接覆盖在喀斯特之上的新观察支持千米级隆升的认识.这表明,峨嵋山地幔柱快速上涌之初期,岩石圈子系统在相当长一段时间没有作出伸展响应,尽管局部已经发生了地壳岩石的部分熔融.因此,岩浆通道形成之后,首先喷出了巨厚层玄武岩,并且后者裹挟了部分长英质岩浆.此后,岩浆喷发的规模振荡性减小,直至消失和地表沉降.斜长石巨斑玄武岩和苦橄岩中橄榄石斑晶与基质间的不平衡表明这些晶体属于循环晶,暗示岩浆曾经在深部岩浆房滞留了相当长的时间,这将导致岩石圈受热膨胀和再次隆升以及岩浆的冻结.因此,下一阶段岩浆活动的开始要求有一个冻结岩浆房的活化机制.依据野外地质学和岩相学观察,文章详细描述了流体活化机制,并强调了提出这种机制的必要性.虽然多数作者偏好升温活化机制,流体活化机制对长英质和镁铁质岩浆成矿系统都是必需的.进而,结合地幔名义无水矿物的H₂O丰度及其对岩浆产生过程的贡献,提出岩浆产量与减压速率正相关而与流体产量反相关的观点.尽管水流体可以有效降低地幔橄榄岩的固相线温度从而有可能提高岩浆产量,新生代玄武岩中橄榄岩包体依然含有未分解的角闪石和云母且名义无水矿物依然含有较多的H₂O,表明快速减压条件下含水暗色矿物的分解反应和名义无水矿物的脱水作用都是低效的.将这种认识与峨嵋山地幔柱系统的振荡性运动结合在一起,结合成矿作用的基本解是成矿金属从流体中析出的认识,可以得出超大型矿床必然形成于超级喷发和超级侵入之后.攀枝花式铁矿的观察表明,两类代表性矿床都具有铁矿浆侵位发生在成矿系统演化最后阶段的特点.因此得出结论:超大型矿床的形成取决于岩浆通道向流体通道的转换.如果岩浆通道在尚未完全封闭之前被含矿流体所利用,大规模流体快速上升将产生超大型矿床.含矿流体透过残留于通道中的熔体上升,不仅冲刷通道中的残留熔体并使其聚集在火山岩系之下或侵位于其下部形成含矿小岩体,而且持续注入于小岩浆体中的含矿流体可以导致岩浆强烈分异形成层状岩体.当通道中残留熔体被消耗殆尽,沿着通道上升的只有含矿流体.这些含矿流体充填在自生长裂隙中并强烈排气,最终可形成矿浆型富矿体.考虑到通道的规模与关闭速率的关系,推测超级喷发/侵入发生时的岩浆主通道更容易转换为含矿流体通道,因而是圈定找矿靶区的首选目标.该模型似乎与观察结果相吻合,并可与岩浆成矿系统的复杂性、小岩体成大矿理论、透岩浆流体成矿理论和通道成矿假说有机地结合在一起,较合理解释了超级喷发/侵入后成矿作用的地球动力学背景和成矿过程.由于长英质和镁铁质岩浆系统中均可见岩基,我们建议将这类成矿作用统称为岩基后成矿作用.