Effects of Fe and Al incorporations on the bridgmanite–postperovskite coexistence domain     

Xianlong Wang  Taku Tsuchiya  Zhi Zeng 《Comptes Rendus Geoscience》2019,351(2-3):141-146

The postperovskite phase transition of Fe and Al-bearing MgSiO₃ bridgmanite, the most aboundant mineral in the Earth's lower mantle, is believed to be a key to understanding seismological observations in the D″ layer, e.g., the discontinuous changes in seismic wave velocities. Experimentally reported phase transition boundaries of Fe and Al-bearing bridgmanite are currently largely controversial and generally suggest wide two-phase coexistence domains. Theoretical simulations ignoring temperature effects cannot evaluate correctly two-phase coexistence domains under high-temperature. We show high-pressure and high-temperature phase transition boundaries for various compositions with geophysically relevant impurities of Fe²⁺SiO₃, Fe³⁺Fe³⁺O₃, Fe³⁺Al³⁺O₃, and Al³⁺Al³⁺O₃ derived from the ab initio finite-temperature free energies calculated combining the internally consistent LSDA + U method and a lattice dynamics approach. We found that at ～ 2500 K, incorporations accompanied by Fe³⁺ expand the two-phase coexistence domains distinctly, implying that D″ seismic discontinuities likely arise from the phase transition of Fe²⁺-bearing bridgmanite.  相似文献   

High‐Precision Barium Isotope Measurements of Carbonates by MC‐ICP‐MS     

Zhen Zeng  Xiaohua Li  Yi Liu  Fang Huang  Hui‐Min Yu 《Geostandards and Geoanalytical Research》2019,43(2):291-300

This study presents a high‐precision method to measure barium (Ba) isotope compositions of international carbonate reference materials and natural carbonates. Barium was purified using chromatographic columns filled with cation exchange resin (AG50W‐X12, 200–400 mesh). Barium isotopes were measured by MC‐ICP‐MS, using a ¹³⁵Ba–¹³⁶Ba double‐spike to correct mass‐dependent fractionation during purification and instrumental measurement. The precision and accuracy were monitored by measuring Ba isotope compositions of the reference material JCp‐1 (coral) and a synthetic solution obtained by mixing NIST SRM 3104a with other matrix elements. The mean δ^137/134Ba values of JCp‐1 and the synthetic solution relative to NIST SRM 3104a were 0.21 ± 0.03‰ (2s, n = 16) and 0.02 ± 0.03‰ (2s, n = 6), respectively. Replicate measurements of NIST SRM 915b, COQ‐1, natural coral and stalagmite samples gave average δ^137/134Ba values of 0.10 ± 0.04‰ (2s, n = 18), 0.08 ± 0.04‰ (2s, n = 20), 0.27 ± 0.04‰ (2s, n = 16) and 0.04 ± 0.03‰ (2s, n = 20), respectively. Barium mass fractions and Ba isotopes of subsamples drilled from one stalagmite profile were also measured. Although Ba mass fractions varied significantly along the profile, Ba isotope signatures were homogeneous, indicating that Ba isotope compositions of stalagmites could be a potential tool (in addition to Ba mass fractions) to constrain the source of Ba in carbonate rocks and minerals.  相似文献   

明代(公元1368—1644年)钱塘江河口潮灾时空分布及其影响因素          下载免费PDF全文

王申  岳书波  曾剑 《古地理学报》2019,21(4):685-694

钱塘江河口是世界著名强潮河口。基于历史文献资料,系统梳理考证了明代(公元1368—1644年)钱塘江河口潮灾记录,分析了潮灾的空间、时间分布特征:(1)北岸潮灾远多于南岸,海门以上河口段与海门以下河口段潮灾次数基本持平,但均少于河口湾段。(2)潮灾在南北两岸的空间分布上,存在转移与变迁,由此导致两岸分别存在明显的平缓期—爆发期—平缓期交替,但平缓期与爆发期的时长并不固定。(3)潮灾强度变化与潮灾频次分布有较强关联,高强度潮灾多发于潮灾频发期。结合历史气候、江道地形等自然环境背景,探讨了影响潮灾时空分布的要素,认为钱塘江潮灾发生的频次及规模大小与流域内干湿变化及历史气温升降有明显关联,而历史极端潮灾则常是多种要素耦合的结果。  相似文献   

多模式面波非线性反演     

闫英伟  王者江  韩飞  刘聪  曾凡杰 《吉林大学学报(地球科学版)》2019,49(6):1768-1779

利用高频面波反演横波速度一直是浅地表地震工程研究的热点。为深入认识利用高频面波（瑞雷波和勒夫波）评价横波速度的能力,本文首先采取高阶交错网格有限差分法实现两层模型的瑞雷波和勒夫波数值模拟,并应用τ-p变换形成频散能量图。相比瑞雷波,不同模式的勒夫波频散能量很接近,这说明易于实现多模式勒夫波反演。然后利用线性映射实现广义模式识别这种非线性反演方法对含软弱夹层的四层模型的基模式、多模式瑞雷波和勒夫波的变厚度反演。若初始模型很拙劣,相比勒夫波,瑞雷波基模式反演不能重建地层中含有软弱夹层这一特征,瑞雷波多模式反演则可以重建这一特征;勒夫波基模式和多模式反演都可以重建这一特征。即使在地层的泊松比与估计值相差很大时,瑞雷波多模式反演仍能重建地层结构,但其频散曲线总是存在"模式接吻"现象,容易模式误判;而勒夫波反演则不用估计地层泊松比,也不存在"模式接吻"现象。一系列算例表明：高模式瑞雷波的加入会显著提高横波速度评价结果的精度;而高模式勒夫波的加入会令反演系统对半空间以上异常层的参数过于敏感,造成参数过度估计,但也会显著提升对半空间横波速度的评价能力。最后,应用本文方法实现了对实测勒夫波数据的分析。  相似文献   

Viscoelastic solutions for stresses and displacements around non-circular tunnels sequentially excavated at great depths     

Wang  H. N.  Jiang  M. J.  Zhao  T.  Zeng  G. S. 《Acta Geotechnica》2019,14(1):111-139

Acta Geotechnica - This research study presents analytical solutions for the stresses and displacements around deeply buried non-circular tunnels, taking into account the viscoelasticity of the...  相似文献   

华北克拉通东部盆地白垩-古近纪构造沉降的时空变化及其与克拉通破坏的关系   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

陈印  朱光  胡召齐  张必龙  向必伟 《地质科学》2009,44(3):836-854

白垩-古近纪为华北克拉通东部断陷盆地的形成时期,通过运用盆地分析技术,本次工作得到了这一时期各盆地的各阶段构造沉降曲线及相应的构造沉降量和沉降速率。构造沉降分析表明,华北克拉通东部白垩-古近纪盆地的最强构造沉降峰期为古新世(孔店期),次构造沉降峰期为早白垩世早期(莱阳期)。其中早白垩世早期为华北克拉通东部、南部盆地的最强构造沉降峰期,古新世为克拉通内部渤海湾盆地区的最强构造沉降峰期,而其它时期盆地的构造沉降特征表现为构造沉降峰期前后的弱沉降过渡阶段。结合盆地的分布规律,盆地的主要构造沉降中心在白垩纪集中在华北克拉通的南缘和北缘,而在古近纪则迁移到克拉通内部渤海湾地区,即由华北克拉通边缘向内部迁移。伸展期盆地的演化经历了宽裂谷(莱阳期)→窄裂谷(大盛期)→宽裂谷(孔店期)→窄裂谷(东营期)的循环演化模式,揭示了岩石圈的温度和强度的变化。而这种构造沉降的时空变化更支持华北克拉通破坏以拆沉机制为主。  相似文献   

山西近40年极端降水特征分析          下载免费PDF全文

李兆奇  赵桂香  赵彩萍 《山东气象》2022,42(3):88-98

利用山西108个国家级地面气象观测站1979—2018年日降水量资料,采用百分位法定义极端降水事件,应用气候趋势系数、Mann-Kendall (M-K)检验等方法,研究山西极端降水特征及其变化规律。结果表明:(1)山西极端降水出现在3—10月之间,发生频次呈现“山区多、盆地少”的特点,平均强度表现为“北中部小、南部大”的空间分布特征。(2)山西极端降水持续时间以1 d为主,局地性特征明显,发生大范围极端降水事件的概率较低。(3)近40年,山西极端降水事件呈明显增多趋势,影响范围不断扩大,强度略有增强,没有突变发生。各区域极端降水的长期变化差异较大;北部强度显著增强,范围明显扩大且在1986年发生突变;中部极端降水日数和强度显著增多增强,并分别在2001、1992年发生突变;南部极端降水变化趋势微弱。  相似文献   

振荡交换-抽滤淋洗结合凯氏定氮法快速测定土壤中的阳离子交换量   总被引：2，自引：1，他引：1  

马怡飞  张尼  魏增  高文旭  王奎 《岩矿测试》2019,38(1):129-135

测定土壤阳离子交换量(CEC)的行业标准方法(LY/T1243—1999)是采取离心分离结合手工蒸馏进行滴定,耗时长、操作繁琐。为了缩短反应时间,提高检测效率,本文利用乙酸铵对酸性和中性土壤进行处理,用氯化铵-乙酸铵对石灰性土壤进行处理,应用振荡和抽滤装置快速交换和清洗阳离子,通过全自动凯氏定氮仪对吸附的铵根离子进行测定,由此计算CEC值。结果表明:在最佳的振荡和蒸馏时间、滴定酸浓度、指示剂配比等实验条件下,一个批次样品(100件)的分析流程仅需要12h,比传统方法检测时间缩短近80%。经国家标准物质验证,测定结果与推荐值相符,5次测定的相对标准偏差均小于1. 5%。本方法免去了多次离心分离操作,解决了待测成分损失、CEC测定值偏低的问题,提高了检测效率和准确度,较林业标准方法的成本低,可操作性强,适用于土壤环境质量评价、地区土壤抽样调查等大批量土壤样品分析。  相似文献   

东至断裂带构造变形特征及其构造演化          下载免费PDF全文

胡召齐  朱强  施珂  李孜腾  乐成生  江来利 《地质科学》2019,54(3):893-909

东至断裂带是皖西南一条重要的北北东向断裂带。详细的构造解析表明,该断裂带主要经过3期构造变形,分别是发生在晚侏罗世末—早白垩世初的左行平移断层、早白垩世期间的伸展构造和晚白垩世—新生代的右行平移断层。通过断层擦痕矢量反演和断层叠加改造关系分析,认为东至断裂带及其两侧多期构造变形对应的区域应力场分别为近南北向挤压、北北西—南南东向挤压、北西—南东向伸展和近东西向挤压应力场。东至断裂带的形成和演化与郯庐断裂带相似,主要与华南与华北板块俯冲碰撞、伊泽奈崎板块和古太平洋板块向欧亚板块俯冲碰撞与弧后扩张、及印度板块向北碰撞后产生向东的构造挤出等多构造体制共同作用有关。  相似文献   

利用测井资料建立地层剪破裂模型     

廖东良  曾义金 《吉林大学学报(地球科学版)》2018,48(4):1268-1276

利用测井资料建立地层剪破裂模型是对现有张破裂的有效补充,有利于完善钻井、压裂等石油工程中的破裂机理。运用FMI（地层微电阻率扫描成像）测井资料能识别钻井诱导缝和剪破裂的方位、数量和密度。本文通过对地层剪破裂的理论研究和影响因素分析,利用内摩擦系数与矿物含量之间的非线性假设,建立了地层剪破裂的临界剪应力模型。研究发现,地层中的黏土矿物含量、内摩擦系数、内聚强度和应力大小是诱发剪破裂的重要因素。利用内摩擦系数（或内摩擦角）与泥质体积分数之间的统计回归模型简化了地层剪破裂模型,并增强了模型的适用性。实际资料表明,地层发生剪破裂时的临界剪应力与钻井诱导缝数量之间呈反比关系,理论研究与实际资料具有良好的一致性。  相似文献