Water in garnet of garnetite (metarodingite) and eclogite from the Erzgebirge and the Lepontine Alps     

Esther Schmädicke  Jürgen Gose 《Journal of Metamorphic Geology》2020,38(9):905-933

Little is known about water in nominally anhydrous minerals of orogenic garnet peridotite and enclosed metabasic rocks. This study is focused on peridotite-hosted eclogite and garnetite (metarodingite) from the Erzgebirge (EG), Germany, and the Lepontine Alps (LA), Switzerland. Newly discovered, peridotite-hosted eclogite in the Erzgebirge occurs in the same ultra-high pressure (UHP) unit as gneiss-hosted coesite eclogite, from which it is petrologically indistinguishable. Garnet is present in all mafic and ultramafic high pressure (HP) rocks providing for an ideal proxy to compare the H₂O content of the different rock types. Garnet composition is very similar in EG and LA samples and depends on the rock type. Garnet from garnetite, compared to eclogite, contains more CaO (garnetite: 10.5–16.5 wt%; eclogite: 5–11 wt%) and is also characterized by an anomalous REE distribution. In contrast, the infrared (IR) spectra of garnet from both rock types reveal the same OH absorption bands that are also identical to those of previously studied peridotitic garnet from the same locations. Two groups of IR bands, SW I (3,650 ± 10 cm⁻¹) and SW II (3,570–3,630 cm⁻¹) are ascribed to structural hydroxyl (colloquially ‘water’). A third, broad band is present in about half of the analysed garnet domains and related to molecular water (MW) in submicroscopic fluid inclusions. The primary content of structural H₂O, preserved in garnet domains without fluid inclusions (and MW bands), varies systematically—depending on both the location and the rock type. Garnet from EG rocks contains more water compared to LA samples, and garnet from garnetite (EG: 121–241 wt.ppm H₂O; LA: 23–46 wt.ppm) hosts more water than eclogitic garnet (EG: 84 wt.ppm; LA: 4–11 wt.ppm). Higher contents of structural water (SW) are observed in domains with molecular water, in which the SW II band (being not restricted to HP conditions) is simultaneously enhanced. This implies that fluid influx during decompression not only led to fluid inclusions but also favoured the uptake of secondary SW. The results signify that garnet from all EG and LA samples was originally H₂O-undersaturated. Combining the data from eclogite, garnetite and previously studied peridotite, H₂O and CaO are positively correlated, pointing to the same degree of H₂O-undersaturation at peak metamorphism in all rock types. This ubiquitous water-deficiency cannot be reconciled with the derivation of any of these rocks from the lowermost part of the mantle wedge that was in contact with the subducting plate. This agrees with the previously inferred abyssal origin for part of the rocks from the LA (Cima di Gagnone). A similar origin has to be invoked for the Erzgebirge UHP unit. We suggest that all mafic and ultramafic rocks of this unit not only shared the same metamorphic evolution but also a common protolith origin, most probably on the ocean floor. This inference is supported by the presence of peridotite-hosted garnetite, representing metamorphosed rodingite.  相似文献   

时域反射仪（TDR）测定土壤含水量标定曲线评价与方案推荐     

徐玲玲  高彩虹  王佳铭  金会军  吴青柏  DYCK Miles  何海龙 《冰川冻土》2020,42(1):265-275

时域反射仪（Time Domain Reflectometry）可用于室内和田间快速、 准确、 自动测定土壤含水量， 是目前应用最广泛的土壤含水量测定方法之一。适宜的土壤含水量标定曲线（即土壤表观介电常数和土壤含水量之间的关系）是TDR准确测定土壤含水量的关键。目前文献中存在大量的土壤含水量标定曲线， 但尚未有研究对这些标定曲线进行系统的验证和分析评价。因此， 它们的准确性和适用范围尚不明晰， 严重影响到与土壤含水量测定相关的研究。通过查阅大量国内外文献， 收集整理了一系列土壤含水量标定曲线的经验公式（19个）和半经验半物理模型（5个）， 并利用大量的文献实测数据对其进行综合评价。同时运用均方根差（RMSE）， 平均误差（AD）， 纳什效率系数（NSE）等三个指标对比分析和评价这些标定曲线的准确性和可靠性。研究结果表明： 经验公式中Topp、 Roth（1992）2、 Jacobosen、 Yoshikawa2、 Alharathi模型和半经验模型中Malicki1公式及其修订模型综合性能较好。研究成果可为利用TDR准确测定土壤含水量及土壤含水量标定曲线的选择提供参考和指导。  相似文献   

水源钻机在超深土层绳索取心钻进中的应用          下载免费PDF全文

杨联锋  段云星 《探矿工程》2020,47(11):44-50

山西省清徐县区域地质调查项目设计800、2000、3000 m科学钻探孔，以调查填补新生界底板埋深控制空白区，各孔钻入基岩30 m完钻。要求全孔取心，岩心采取率≮85%，岩心直径≮60 mm，采用塑料保护管采取原状岩样。针对超深软土层、各组地层特性及厚度未知、钻遇基岩完钻深度未知、大直径高保真全孔取心、项目价格远低于目前市场成本等难题，经过“水源钻机+大提钻取心+长裸眼孔段”实施800 m孔、“岩心钻机+绳索取心+套管固井”实施640 m参数对比孔，创新性使用“水源钻机+绳索取心+长裸眼孔段”工艺完成了2000 m孔的施工。该工艺岩心采取率达到93%，孔径和孔斜符合地质要求，为3000 m孔顺利施工打下了坚实的基础，为同类型项目提供了经验和借鉴。  相似文献   

2012-2018年巢湖水质变化趋势分析和蓝藻防控建议   总被引：4，自引：3，他引：1  

张民  史小丽  阳振  陈开宁 《湖泊科学》2020,32(1):11-20

巢湖自1990s中期至2012年间水质明显改善,但是近年来水质改善效果变缓,2018年蓝藻水华面积显著增加,为有效评估巢湖水体环境的变化,通过对20122018年巢湖17个点位的逐月调查数据分析阐述了近年来巢湖水质和藻情的变化特征,并在流域空间尺度上分析了巢湖流域水污染治理的进展和不足,为后续治理方向的调整和确定提供支撑.20122018年湖区调查数据显示:巢湖湖体总磷和总氮浓度显著升高,铵态氮浓度显著下降,水华蓝藻总量显著升高.在空间上,各污染指标水平呈现由西向东呈逐渐降低的趋势,但是各指标在不同湖区随时间的变化趋势差异明显,西部湖区的总磷、总氮和水华蓝藻指标近年来略有下降或持平,中部和东部湖区则显著升高,所以巢湖湖体总氮和总磷浓度的升高主要源于中、东部湖区的升高,这也是这两个湖区水华蓝藻变动的主要驱动因素.主要入湖河口数据显示:西部4条主要入湖污染河流(南淝河、十五里河、塘西河和派河)水质明显改善,但仍处于较高污染水平,中东部入湖河流(兆河、双桥河和柘皋河)总磷浓度明显升高,是中东部湖区水体营养盐升高的主要原因.中东部河流入湖污染的增加加剧了该区域湖体的富营养化水平,尤其是总磷浓度明显提升,导致中东部湖区夏季水华蓝藻的优势种从鱼腥藻种类演替为微囊藻种类.夏季微囊藻的大量繁殖,使得2018年巢湖中东部湖区部分月份水华面积异常增高.因此,巢湖流域的治理应该在持续强化流域西部合肥市污染治理的同时,增加对流域中部和东部治理的关注和投入.  相似文献   

滇西南钾盐调查MK-3大口径超深井绳索取心钻进工艺          下载免费PDF全文

吕利强 《探矿工程》2020,47(3):53-58

滇西南中生代盐盆地钾盐资源调查评价项目MK-3井，设计井深2700 m，全孔取心，岩心直径≮80 mm，一般井段岩心采取率达到80%以上，盐岩段岩心采取率＞95%。工程技术要求高，施工难度大。施工中遇到了地层坍塌、涌水、掉块、盐岩溶蚀等问题，通过采用氯化镁饱和盐水冲洗液，HXY-9B型钻机取心钻进、TSJ-2000型水源钻机扩孔钻进，分级下管隔离等措施，圆满完成了钻探任务。完钻井深2701 m，岩心采取率90%，盐岩段岩心采取率达98.65%，终孔口径127 mm，岩心直径81 mm。经地球物理测井，各项指标都达到了设计要求。刷新了国内CHD127标准绳索取心钻杆P口径钻探深度的记录。  相似文献   

基于级配方程的粗粒料压实特性试验研究     

吴二鲁  朱俊高  郭万里  陆阳洋 《岩土力学》2020,41(1):214-220

级配显著影响着堆石料的压实特性，定量表述级配对堆石料压实特性的影响至关重要。基于连续级配土的级配方程，设计了16组不同级配的试验粗粒料，进行了表面振动压实试验和侧限压缩试验，定量研究了级配对粗粒料压实特性的影响。研究表明：由表面振动压实（动应力）试验和侧限压缩（静应力）试验得到的干密度与级配曲线面积之间均呈二次函数关系，且干密度中的最大值对应的级配曲线面积均在0.9附近；无论是表面振动压实试验还是侧限压缩试验，堆石料都存在干密度最优（最大）的级配。依据试验成果，给出了所试验堆石料的最优级配区间（级配上、下包络线）；同时，利用相似级配法论证了实际级配粗粒料的最优级配区间，并根据国内外多座土石坝粗粒料的设计级配验证了该最优级配区间的普遍适用性，为土石坝粗粒料的级配设计提供了理论依据。  相似文献   

岩溶水硝酸盐污染原位修复试验     

叶进霞  夏春英  卜鸿志 《中国岩溶》2020,39(2):173-179

岩溶含水层的极不均一性特征使岩溶水溶质运移受构造、裂隙空间及其发育方向控制；因环境条件复杂，开展岩溶水污染原位修复技术难度较大，截止目前，国内尚未系统地开展岩溶含水层水污染原位修复研究工作。文章选择鲁中南山区典型岩溶发育及硝酸盐污染地段，施工组合钻孔建设修复试验工程，采用“乙醇+葡萄糖”液态碳源和“聚乙烯醇+淀粉颗粒”固态反应器分别进行岩溶水硝酸盐污染原位修复试验。结果表明:浓度500 mg?L－1、1 000 mg?L－1的“乙醇+葡萄糖”反硝化溶液对硝酸盐浓度的降解率分别为6.45 %和21.52 %；单位长度组成材料“聚乙烯醇3 kg+淀粉颗粒3 kg”、“聚乙烯醇2 kg+淀粉颗粒4 kg”的两种反硝化固态反应器对硝酸盐浓度的降解率分为33.91%和34.96%。试验证明在裂隙型岩溶地区采用孔组方案进行地下水污染原位修复技术可行、且能取得较显著效果。修复工程布设方式和试验成果对类似地区开展岩溶地下水污染原位修复具一定借鉴意义。   相似文献   

A smoothed particle hydrodynamics modelling of soil–water mixing and resulting changes in average strength     

Wangcheng Zhang  Mark F. Randolph 《国际地质力学数值与分析法杂志》2020,44(11):1548-1569

Soil–water interaction is a pivotal process in many underwater geohazards such as underwater landslides where soil sediments gradually evolve into turbidity currents after interactions with ambient water. Due to the large deformations, multiphase interactions and phase changes this involves, investigations from numerical modelling of the transition process have been limited so far. This study explores a simple numerical replication of such soil–water mixing with respect to changes in average strength using smoothed particle hydrodynamics (SPH). A uniform viscoplastic model is used for both the solid-like and fluid-like SPH particles. The proposed numerical solution scheme is verified by single-phase dam break tests and multiphase simple shear tests. SPH combinations of solid-like and fluid-like particles can replicate the clay–water mixture as long as the liquidity index of the solid-like particles is larger than unity. The proposed numerical scheme is shown to capture key features of an underwater landslide such as hydroplaning, water entrainment and wave generation and thus shows promise as a tool to simulate the whole process of subaquatic geohazards involving solid–fluid transition during mass transport.  相似文献   

过去40年太湖剧烈的湖泊物理环境变化及其潜在生态环境意义     

张运林  秦伯强  朱广伟 《湖泊科学》2020,32(5):1348-1359

过去40年,全球气候变暖、辐射变暗和变亮、风速减弱、气候异常波动等自然环境变化以及筑坝建闸、岸堤硬质化和调水引流等强烈人类活动势必会深刻改变太湖湖泊物理环境和过程,驱动湖泊生态系统演化.基于历史文献、档案数据以及气象水文和透明度等长期观测数据,本文系统梳理了太湖气温、水温、风速、水位和透明度等物理环境空间分布和长期变化特征,探讨了气温和风速、水位和透明度相互协同作用机制及其潜在生态环境意义.受全球变化和城市化等影响,过去40年太湖气温和水温呈现显著升高趋势,而近地面风速则表现为持续下降,湖泊增温和风速下降有利于藻类生长和蓝藻水华漂浮聚集,某种程度上增加了蓝藻水华出现频次和集聚的面积.为防洪和满足流域日益增长的水资源需求,闸坝管控和调水引流使太湖水位呈现缓慢增加趋势,而入湖污染物增加和富营养化则造成水体透明度逐渐下降,致使透明度与水位(水深)的比值明显降低,减少了湖底可利用光强,恶化水下光环境,在一定程度上驱动了太湖水生植被和草型生态系统退化.湖泊物理环境长期变化逐渐拓展了太湖藻型生境空间而压缩了草型生境空间,加剧了草型生态系统向藻型生态系统转化和增强了藻型生态系统的自我长期维持.太湖湖泊物理环境的显著变化也会部分抵消流域营养盐削减和湖体营养盐下降对藻类生物量和蓝藻水华的控制,增加了太湖蓝藻水华防控和湖泊富营养化治理的难度.这意味着未来流域控源截污需要更加严格的标准,而湖泊水位等物理环境的有效管控是应对藻华加剧和恢复草型生态系统的适应性管理策略.  相似文献   

新疆艾比湖流域枯、丰水期三维荧光光谱特性及其与水质的关系     

王迪  张飞  张兆永  张海威  朱世丹  张贤龙 《湖泊科学》2020,32(2):483-495

以艾比湖流域主要入湖河流为研究对象，在5月（丰水期）和8月（枯水期）分别沿博尔塔拉河（博河）和精河进行采样，采用平行因子模型（PARAFAC）和三维荧光区域积分法对水体三维荧光特性进行研究并对其与水质的关系在枯、丰水期下的变化进行探讨.结果表明①河流DOM在枯水期与丰水期都含有C1（240、425 nm） UVC类腐殖质，C2（225、290 nm）紫外区内络氨酸类有机物，C3（230/280、330 nm）蛋白类有机物，C4（265、260 nm）腐殖质类共4种组分.通过对水体三维荧光进行区域积分可以看出DOM荧光成分的占比在不同时期的变化.博河在枯水期时EEM光谱中的区域Ⅲ富里酸含量低于丰水期，枯水期时区域Ⅱ芳香类蛋白质、区域Ⅳ可溶性微生物代谢物以及区域Ⅴ类腐殖质酸高于丰水期；对于精河来说，区域Ⅱ芳香类蛋白质和区域Ⅳ可溶性微生物代谢物在枯水期的含量高于丰水期，区域Ⅲ富里酸和区域Ⅴ类腐殖质酸的含量枯水期低于丰水期，这表明水体腐质化程度较高.②本研究选取了一些常规的荧光指数来描述枯、丰水期水体的荧光指数特性.经研究发现，精河的荧光指数、自生源指数和腐殖化指数在不同时期的变化幅度较小，而博河的变化幅度较大.③将荧光指数与水质参数进行相关性分析并建模，结果表明枯水期自生源指数（BIX）与化学需氧量呈显著正相关，相关系数R=0.688；丰水期时BIX与铵态氮浓度呈显著负相关，相关系数R=-0.493.通过对比分析艾比湖主要入湖河流的三维荧光光谱特性与水质在枯、丰水期时的关系进一步表明水体中DOM的特性以及在枯、丰水期下的差异，为艾比湖流域的治理改善提供一定的理论支持和参考依据.  相似文献