苏鲁-大别超高压岩石中锆石SHRIMP U-Pb定年研究——综述和最新进展

如何建立苏鲁-大别超高压岩石深俯冲-超高压-快速折返过程连续而完整的P-T-t轨迹及精细的年代谱系,是目前地学界研究的热点。而变质锆石是否记录深俯冲石英榴辉岩相进变质阶段的年代学信息和超高压峰期变质时代的准确归属,是目前苏鲁-大别超高压变质带需要深入研究的核心问题。本文在对前人同位素年代学方面所取得的成果进行系统总结的基础上。采用锆石中矿物包体激光拉曼和电子探针测试、锆石阴极发光图像成因分析以及SHRIMP U-Pb定年等综合研究手段,确定苏鲁-大别地体榴辉岩及其强退变质围岩在深俯冲-构造折返过程中主要经历了四个阶段的变质演化:深俯冲石英榴辉岩相进变质(Ⅰ)、超高压峰期变质(Ⅱ)、构造折返初期石英榴辉岩相退变质(Ⅲ)和构造折返晚期角闪岩相退变质(Ⅳ)。研究发现,扬子板块(中)新元古代巨量的陆壳物质在早三叠纪(246～244Ma)俯冲到华北板块之下约65km的深处。发生了石英榴辉岩相进变质,相应的变质温压条件为T=542～693℃,P=1.7～2.02GPa。这些高压石英榴辉岩相岩石在中-新三叠纪继续向下俯冲,在235～225Ma期间,俯冲的深度至少达到了170km的地幔深处,并发生了峰期柯石英榴辉岩相超高压变质,相应的变质温压条件为T=722～866℃,P>5.5GPa。苏鲁-大别超高压地体自石英榴辉岩相进变质阶段到超高压峰期变质阶段的俯冲速率为7.0km/Myr。这些超高压岩石在219～216Ma期间,发生了第一次构造抬升至75km的深处,并经历了石英榴辉岩相退变质作用的改造,退变质温压条件为T=730～780℃,P=1.7～2.6GPa。这些退变质岩石在212～205Ma期间,又经历了第二次抬升至25km中-下地壳深处,并叠加了角闪岩相退变质作用,该阶段变质温压条件为T=610～710℃,P=0.7～1.2GPa。苏鲁-大别超高压地体两次构造抬升的速率大致相同,为5.6km/Myr。该项成果不仅确定了苏鲁-大别榴辉岩及其强退变质岩石深俯冲过程石英榴辉岩相进变质-超高压峰期变质、构造折返过程石英榴辉岩相-角闪岩相退变质连续而完整的变质演化P-T-t轨迹及精细的年代谱系,而且对于重新建立苏鲁-大别巨量陆壳物质快速超深俯冲-快速折返的动力学模式有着重要的科学意义。     

福建政和铁山铅锌矿床地质特征及成因

福建省政和县铁山铅锌矿床位于闽东中一新生代火山活动带。大地构造上处于建瓯一遂昌上古台拱与浙闽粤沿海断陷交接处。矿体产于晚震旦世一早古生代稻香组与铁山混染正长岩及燕山晚期枫林黑云母花岗岩接触带以及接触带围岩一侧的顺层裂隙之中。矿体与接触带产状基本一致,主要受地层产状及接触带控制。矿体呈似层状、透镜状,部分呈脉状。矿石品位较高,以铅锌矿石为主,次为黄铜铅锌矿石和铅锌磁铁矿石。矿床物质来源于地层、岩体特别是沉积岩中的火山质夹层。矿床成因类型为层控矽卡岩型。     

Investigation of insulation layer dynamic characteristics for high-speed railway

Dynamic performance of insulation is one of the key parameters during the insulation application for high-speed railway subgrade. This paper conducted laboratory and field tests for the materials and dynamic load,especially for thermal performance, elastic deformation, and accumulated deformation of insulation materials.Experiment results show that mechanical properties of insulation layer structure are stable, which satisfies the requirements of the high speed railway.     

Magma yield stress and permeability: Insights from multiphase percolation theory

Magmas often contain multiple interacting phases of embedded solid and gas inclusions. Multiphase percolation theory provides a means of modeling assemblies of these different classes of magmatic inclusions in a simple, yet powerful way. Like its single phase counterpart, multiphase percolation theory describes the connectivity of discrete inclusion assemblies as a function of phase topology. In addition, multiphase percolation employs basic laws to distinguish separate classes of objects and is characterized by its dependency on the order in which the different phases appear. This paper examines two applications of multiphase percolation theory: the first considers how the presence of bubble inclusions influences yield stress onset and growth in a magma's crystal network; the second examines the effect of bi-modal bubble-size distributions on magma permeability. We find that the presence of bubbles induces crystal clustering, thereby 1) reducing the percolation threshold, or critical crystal volume fraction, ?_c, at which the crystals form a space-spanning network providing a minimum yield stress, and 2) resulting in a larger yield stress for a given crystal volume fraction above ?_c. This increase in the yield stress of the crystal network may also occur when crystal clusters are formed due to processes other than bubble formation, such as heterogeneous crystallization, synneusis, and heterogeneity due to deformation or flow. Further, we find that bimodal bubble size distributions can significantly affect the permeability of the system beyond the percolation threshold. This study thus demonstrates that larger-scale structures and topologies, as well as the order in which different phases appear, can have significant effects on macroscopic properties in multiphase materials.     

粗粒料湿化变形后的抗剪强度分析

采用大型三轴仪,对双江口坝壳粗粒料进行了不同围压、不同应力水平的湿化试验研究,并对湿化变形后的抗剪强度进行了分析。各个湿化应力水平下的抗剪强度指标近似相等,其c值在风干态和饱和态之间,更接近于饱和态值,而? 值也有相同规律,其值较固结排气剪略有降低,更接近于饱和态的摩擦角。     

Cu在TaN(111)表面团聚行为的分子动力学模拟

原子层沉积(ALD) 是下一代超大规模集成电路的首选工艺, 但是Cu籽晶层在阻挡层上的团聚限制了ALD工艺在半导体工业中的应用.目前对Cu在阻挡层TaN表面的团聚机理和行为还缺乏足够的理论认识, 为此利用第一性原理密度泛函理论(DFT) 对不同覆盖度下Cu原子在TaN (111) 表面的吸附能和电荷转移进行了研究, 结果显示, Cu在TaN (111) 表面的吸附强度随着Cu覆盖度的增加而减弱.利用从头算分子动力学模拟了500K温度下Cu单分子层在TaN (111) 表面的吸附动力学行为, 结果表明, 在这一典型的ALD温度下, Cu层在TaN (111) 表面发生团聚, 与实验中的观察结果相符.      

高精度测量岩石样品Ce同位素组成的TIMS方法

介绍了对岩石样品的Ce同位素组成进行高精度测量的TIMS方法.采用α-羟基异丁酸(α-HIBA) 离子交换法分离和纯化岩石样品中的La、Ce元素, Ce同位素组成和La、Ce含量测定在Triton热电离质谱仪上完成.质谱标样JMC304的138Ce/142Ce比值统计值为0.0225762±0.0000015, 与大部分文献值一致.应用该方法对USGS玄武岩标样BCR-2和峨眉山玄武岩EQB的138Ce/142Ce比值和La、Ce含量进行了分析, 其结果分别为: 0.0225572±0.0000010、25.2±0.3μg/g、55.8±0.9μg/g和0.0225755±0.0000003、54.2±0.4μg/g、117.4±1.3μg/g.BCR-2的La、Ce含量测定结果与其证书值在误差范围内一致, 其分析精度为0.001%~0.005%.所有样品的140Ce/142Ce比值测定结果统计值为7.9439±0.0002, 介于文献最低值7.941与最高值7.947之间, 可能代表了该比值的最佳估计值.      

粗粒土尺寸效应的离散元分析

在土工试验中,粗粒土的力学性质需要考虑颗粒粒径R和试样尺寸L的影响,而利用离散元软件进行数值模拟时,模拟结果的准确性受到计算规模的影响,而计算规模由特征长度比值L/R控制。利用量纲分析理论,可以得到粗粒土数值模型的微观参数和宏观力学参数之间的相似关系,而影响粗粒土抗剪强度的无量纲参数组中,包含特征长度比值L/R。一系列数值三轴压缩试验表明：当L/R足够大（L/R >40）时,L/R对粗粒土抗剪强度没有影响;当L/R较小（L/R<30）时,由于边界摩擦作用,试样的抗剪强度会随着L/R的变化而有较大改变。文中也对离散元软件PFC2D/3D提供的伺服机制进行了讨论。     

堆石料大三轴试验的细观模拟

采用三维颗粒流计算程序,对堆石料的大三轴排水剪切试验过程进行了数值模拟。在数值模型的生成过程中,使堆石料集合体达到规定密度和级配;采用动态松弛算法迭代求解,并引入粒间阻尼,以吸收颗粒填装的多余动能使其稳定;颗粒间引入黏结力来提高试样的峰值强度;确定堆石料的细观力学参数,拟合室内试验应力应变曲线。模拟不同围压下堆石料的试验,得到的应力-应变曲线与室内试验基本一致,说明颗粒流方法可以较好的模拟堆石料的大三轴试验过程。由于没有考虑颗粒形状及颗粒破碎的影响,造成大应变剪胀偏大。