Análise da pulsação térmica do processo TIG na soldagem da liga AA6063T6

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Contamination of wetland soils and floodplain sediments from agricultural activities in the Cerrado Biome (State of Minas Gerais, Brazil)

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Utilização de lama vermelha para oxidação eletrolítica assistida por plasma de liga de alumínio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Structure, microstructure, and selected mechanical properties of Ti-Zr-Mo alloys for biomedical applications

New titanium alloys for biomedical applications have been developed primarily with the addition of Nb, Ta, Mo, and Zr, because those elements stabilize the β phase and they don’t cause cytotoxicity in the organism. The objective of this paper is to analyze the effect of molybdenum on the structure, microstructure, and selected mechanical properties of Ti-15Zr-xMo (x = 5, 10, 15, and 20 wt%) alloys. The samples were produced in an arc-melting furnace with inert argon atmosphere, and they were hot-rolled and homogenized. The samples were characterized using chemical, structural, and microstructural analysis. The mechanical analysis was made using Vickers microhardness and Young’s modulus measurements. The compositions of the alloys were sensitive to the molybdenum concentration, indicating the presence of α’+α”+β phases in the Ti-15Zr-5Mo alloy, α”+β in the Ti-15Zr-10Mo alloy, and β phase in the Ti-15Zr-15Mo and Ti-15Zr-20Mo alloys. The mechanical properties showed favorable values for biomedical application in the alloys presenting high hardness and low Young’s modulus compared with CP-Ti.

Geoquímica das águas da bacia hidrográfica do Rio Descoberto, Brasília/DF - Brasil

The objective of this paper is to investigate the physical and chemical quality of the water of the Descoberto River during the dry and rainy seasons by measuring pH, temperature, electric conductivity, total dissolved solids, turbidity, color, alkalinity and NO₃^-, SO₄^2-, PO₄^3-, NH₄⁺, Cl^- and HCO₃^-, and the elements Sr, Mo, Cd, Y, Ti, Ca, V, Mg, Fe, Si, Ni, Zr, Cu, Al, Cr, Mn, Ba, Co, Zn, P, Na and K. The results showed high concentrations in both seasons, with dilution along the course of the river, minimizing for a while problems that compromise the quality of the water of this source. However, a progressive deterioration can occur due to an increase in the discharge of pollutants, resulting from population growth, agricultural activities and other factors.

Crystallization conditions and controls on trace element residence in the main minerals from the Pedra Branca Syenite, Brazil: An electron microprobe and LA-ICPMS study

Major and trace-element microanalyses of the main minerals from the 610 Ma Pedra Branca Syenite, southeast Brazil, allow inferences on intensive parameters of magmatic crystallization and on the partition of trace-elements among these minerals, with important implications for the petrogenetic evolution of the pluton. Two main syenite types make up the pluton, a quartz-free syenite with tabular alkali feldspar (laminated silica-saturated syenite, LSS, with Na-rich augite + phlogopite + hematite + magnetite + titanite + apatite) and a quartz-bearing syenite (laminated silica-oversaturated syenite, LSO, with scarce corroded plagioclase plus diopside + biotite +/- hornblende + ilmenite magnetite +/- titanite + apatite). Both types share a remarkable enrichment in incompatible elements as K, Ba, Sr, P and LREE. Apatite saturation temperatures of similar to 1060-1090 degrees C are the best estimates of liquidus, whereas the pressure of emplacement, based on Al-in-hornblende barometry, is estimated as 3.3 to 4.8 khan Although both units crystallized under oxidizing conditions, oxygen fugacity was probably higher in LSS, as shown by higher mg# of the mafic minerals and higher hematite contents in Hem-Ilm(ss). In contrast with the Ca-bearing alkali-feldspar from LSO, which hosts most of the whole-rock Sr and Pb, virtually Ca-free alkali-feldspar from LSS hosts similar to 50% of whole-rock Sr and similar to 80% of Pb, the remainder of these elements being shared by apatite, pyroxene and titanite. This contrast reflects a strong crystal-chemical control, whereby a higher proportion of an element with similar ratio and charge (Ca2+) enhances the residence of Sr and Pb in the M-site of alkali feldspar. The more alkaline character of the LSS magma is inferred to have inhibited zircon saturation; Zr + Hf remained in solution until late in the crystallization, and were mostly accommodated in the structure of Ca-Na pyroxene and titanite, which are one order of magnitude richer in these elements compared to the same minerals in LSO, where most of Zr and Hf are inferred to reside in zircon. The REE, Th and U reside mostly in titanite and apatite; D(REE)Tit/Ap raises steadily from 1 to 6 from La to Tb then remains constant up to Lu in the LSO sample; these values are about half as much in the LSS sample, where lower contents of incompatible elements in titanite are attributed to its greater modal abundance and earlier crystallization. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Micro-structural and compositional variations of hydrothermal epidote-group minerals from a peralkaline granite, Corupá Pluton, Graciosa Province, South Brazil, and their petrological implications

Epidote-group minerals, together with albite, quartz, fluorite, Al-poor and Fe-rich phyllosilicates, zircon, and minor oxides and sulphides, are typical hydrothermal phases in peralkaline alkali-feldspar granites from the Corupá Pluton, Graciosa Province, South Brazil. The epidote-group minerals occur as single crystals and as aggregates filling in rock interstices and miarolitic cavities. They display complex recurrent zoning patterns with an internal zone of ferriallanite-(Ce), followed by allanite-(Ce), then epidote-ferriepidote, and an external zone with allanite-(Ce), with sharp limits, as shown in BSE and X-ray images. REE patterns show decreasing fractionation degrees of LREE over HREE from ferriallanite to epidote. The most external allanite is enriched in MREE. LA-ICP-MS data indicate that ferriallanite is enriched (>10-fold) in Ti, Sr and Ga, and depleted in Mg, Rb, Th and Zr relative to the host granite. Allanite has lower Ga and Mn and higher Zr, Nb and U contents as compared to ferriallanite, while epidote is enriched in Sr, U and depleted in Pb, Zr, Hf, Ti and Ga. The formation of these minerals is related to the variable concentrations of HFSE, Ca, Al, Fe and F in fluids remaining from magmatic crystallization, in an oxidizing environment, close to the HM buffer. L-MREE were in part released by the alteration of chevkinite, their main primary repository in the host rocks.

Speciation and fractionation of Ca and the REE in fresh and marine waters

This study is concerned with speciation and fractionation of the rare earth elements (REE) and calcium (Ca) in aqueous solutions. The aim is to investigate the chemical states and physical sizes in which these elements can be present. The REE (including neodymium) and Ca have contrasting geochemical behavior in aqueous solutions. Ca is a major dissolved element, while the REE are trace components and highly reactive with aquatic particles. The major interests of the five papers included in this thesis are the following: · Papers I and V deal with the behavior of neodymium (Nd) and its isotopes in the Kalix River and some marine waters. · The diffusive gradients in thin-films (DGT) method is developed for measuring Ca and Mg in Paper II. · Paper III presents a speciation and fractionation study of Ca in the Kalix and Amazonian rivers. · The rare earth elements and their carrier phases are investigated in the Kalix river in Paper IV. For most elements a detailed study of speciation and fractionation can not be performed using only one method. This is due to the overall heterogeneity of the material, considering both size and chemical composition, which is present in aquatic solutions. During this project the aquatic geochemistry of the REE and Ca has been studied using mainly three methods; cross-flow filtration (CFF), field-flow fractionation (FFF) and diffusive gradients in thin-films (DGT). Field work has to a large part been conducted in the Kalix River, in northern Sweden, which is one of the last pristine river systems in Europe. Some field work has also been conducted in the Baltic Sea and the Arctic Ocean. Results from Amazonian rivers are also presented. These are the main conclusions from this work: The DGT technique works equally well for measuring Ca and Mg in natural waters as previously reported for trace metal. A significant colloidal phase for Ca could be detected in the Kalix River and in different Amazonian rivers. This was concluded independently using both CFF and FFF. Variations in REE signatures in the Kalix River suggests two different pathways for the REE during weathering and release form soil profiles and transport in the river. No significant variation in Nd-isotopic composition could be detected in the Kalix River although concentrations varied by a factor of ~10. This suggests that there is one major source for Nd in the river although different pathways for the REE may exist. A study of Nd in the Kalix River, the Baltic Sea and the Arctic Ocean showed that the isotopic compositions in the diffusible fractions were similar to water samples. However, the relative amount of diffusible Nd increased with salinity, probably reflecting the lower concentration of colloidal and particulate material in marine waters.

Geoquímica de cenizas volcánicas a lo largo de dos transectas en Sudamérica: implicaciones ambientales

VIII Congreso geológico de España, Oviedo, 17-19 julio 2012

Oceanic crust and island arc formation in Central Asia during late Neoproterozoic times - evidence from petrological and geochemical studies

Die vorliegende Arbeit behandelt die Entwicklung des 570 Ma alten, neoproterozoischen Agardagh - Tes-Chem Ophioliths (ATCO) in Zentralasien. Dieser Ophiolith liegt südwestlich des Baikalsees (50.5° N, 95° E) und wurde im frühen Stadium der Akkretion des Zentralasiatischen Mobilgürtels auf den nordwestlichen Rand des Tuvinisch-Mongolischen Mikrokontinentes aufgeschoben. Bei dem Zentralasiatische Mobilgürtel handelt es sich um einen riesigen Akkretions-Subduktionskomplex, der heute das größte zusammenhängende Orogen der Erde darstellt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden eine Reihe plutonischer und vulkanischer Gesteine, sowie verschiedene Mantelgesteine des ATCO mittels mikroanalytischer und geochemischer Verfahren untersucht (Elektronenstrahlmikrosonde, Ionenstrahlmikrosonde, Spurenelement- und Isotopengeochemie). Die Auswertung dieser Daten ermöglichte die Entwicklung eines geodynamisch-petrologischen Modells zur Entstehung des ATCO. Die vulkanischen Gesteine lassen sich aufgrund ihrer Spurenelement- und Isotopenzusammensetzung in inselbogenbezogene und back-arc Becken bezogene Gesteine (IA-Gesteine und BAB-Gesteine) unterscheiden. Darüber hinaus gibt es eine weitere, nicht eindeutig zuzuordnende Gruppe, die hauptsächlich mafische Gänge umfasst. Der grösste Teil der untersuchen Vulkanite gehört zur Gruppe der IA-Gesteine. Es handelt sich um Al-reiche Basalte und basaltische Andesite, welche aus einem evolvierten Stammmagma mit Mg# 0.60, Cr ~ 180 µg/g und Ni ~ 95 µg/g hauptsächlich durch Klinopyroxenfraktionierung entstanden sind. Das Stammmagma selbst entstand durch Fraktionierung von ca. 12 % Olivin und geringen Anteilen von Cr-Spinell aus einer primären, aus dem Mantel abgeleiteten Schmelze. Die IA-Gesteine haben hohe Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen (leichte-(L)- Seltenerdelement-(SEE)-Konzentrationen etwa 100-fach chondritisch, chondrit-normierte (La/Yb)c von 14.6 - 5.1), negative Nb-Anomalien (Nb/La = 0.37 - 0.62) und niedrige Zr/Nb Verhältnisse (7 - 14) relativ zu den BAB-Gesteinen. Initiale eNd Werte liegen bei etwa +5.5, initiale Bleiisotopenverhältnisse sind: 206Pb/204Pb = 17.39 - 18.45, 207Pb/204Pb = 15.49 - 15.61, 208Pb/204Pb = 37.06 - 38.05. Die Anreicherung lithophiler inkompatibler Spurenelemente (LILE) in dieser Gruppe ist signifikant (Ba/La = 11 - 130) und zeigt den Einfluss subduzierter Komponenten an. Die BAB-Gesteine repräsentieren Schmelzen, die sehr wahrscheinlich aus der gleichen Mantelquelle wie die IA-Gesteine stammen, aber durch höhere Aufschmelzgrade (8 - 15 %) und ohne den Einfluss subduzierter Komponenten entstanden sind. Sie haben niedrigere Konzentrationen an inkompatiblen Spurenelementen, flache SEE-Muster ((La/Yb)c = 0.6 - 2.4) und höhere initiale eNd Werte zwischen +7.8 und +8.5. Nb Anomalien existieren nicht und Zr/Nb Verhältnisse sind hoch (21 - 48). Um die geochemische Entwicklung der vulkanischen Gesteine des ATCO zu erklären, sind mindestens drei Komponenten erforderlich: (1) eine angereicherte, ozeaninselbasalt-ähnliche Komponente mit hoher Nb Konzentration über ~ 30 µg/g, einem niedrigen Zr/Nb Verhältnis (ca. 6.5), einem niedrigen initialen eNd Wert (um 0), aber mit radiogenen 206Pb/204Pb-, 207Pb/204Pb- und 208Pb/204Pb-Verhältnissen; (2) eine N-MORB ähnliche back-arc Becken Komponente mit flachem SEE-Muster und einem hohen initialen eNd Wert von mindestens +8.5, und (3) eine Inselbogen-Komponente aus einer verarmten Mantelquelle, welche durch die abtauchende Platte geochemisch modifiziert wurde. Die geochemische Entstehung der ATCO Vulkanite lässt sich dann am besten durch eine Kombination aus Quellenkontamination, fraktionierte Kristallisation und Magmenmischung erklären. Geodynamisch gesehen entstand der ATCO sehr wahrscheinlich in einem intraozeanischen Inselbogen - back-arc System. Bei den untersuchten Plutoniten handelt es sich um ultramafische Kumulate (Wehrlite und Pyroxenite) sowie um gabbroische Plutonite (Olivin-Gabbros bis Diorite). Die geochemischen Charakteristika der mafischen Plutonite sind deutlich unterschiedlich zu denen der vulkanischen Gesteine, weshalb sie sehr wahrscheinlich ein späteres Entwicklungsstadium des ATCO repräsentieren. Die Spurenelement-Konzentrationen in den Klinopyroxenen der ultramafischen Kumulate sind extrem niedrig, mit etwa 0.1- bis 1-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit deutlich LSEE-verarmten Mustern ((La/Yb)c = 0.27 - 0.52). Berechnete Gleichgewichtsschmelzen der ultramafischen Kumulate zeigen grosse Ähnlichkeit zu primären boninitischen Schmelzen. Die primären Magmen waren daher boninitischer Zusammensetzung und entstanden in dem durch vorausgegangene Schmelzprozesse stark verarmten Mantelkeil über einer Subduktionszone. Niedrige Spurenelement-Konzentrationen zeigen einen geringen Einfluss der abtauchenden Platte an. Die Spurenelement-Konzentrationen der Gabbros sind ebenfalls niedrig, mit etwa 0.5 - 10-fach chondritischen SEE-Konzentrationen und mit variablen SEE-Mustern ((La/Yb)c = 0.25 - 2.6). Analog zu den Vulkaniten der IA-Gruppe haben alle Gabbros eine negative Nb-Anomalie mit Nb/La = 0.01 - 0.31. Die initialen eNd Werte der Gabbros variieren zwischen +4.8 und +7.1, mit einem Mittelwert von +5.9, und sind damit identisch mit denen der IA-Vulkanite. Bei den untersuchten Mantelgesteinen handelt es sich um teilweise serpentinisierte Dunite und Harzburgite, die alle durch hohe Mg/Si- und niedrige Al/Si-Verhältnisse gekennzeichnet sind. Dies zeigt einen refraktären Charakter an und steht in guter Übereinstimmung mit den hohen Cr-Zahlen (Cr#) der Spinelle (bis zu Cr# = 0.83), auf deren Basis der Aufschmelzgrad der residuellen Mantelgesteine berechnet wurde. Dieser beträgt etwa 25 %. Die geochemische Zusammensetzung und die petrologischen Daten der Ultramafite und Gabbros lassen sich am besten erklären, wenn man für die Entstehung dieser Gesteine einen zweistufigen Prozess annimmt. In einer ersten Stufe entstanden die ultramafischen Kumulate unter hohem Druck in einer Magmenkammer an der Krustenbasis, hauptsächlich durch Klinopyroxen-Fraktionierung. Bei dieser Magmenkammer handelte es sich um ein offenes System, dem von unten laufend neue Schmelze zugeführt wurde, und aus dem im oberen Bereich evolviertere Schmelzen geringerer Dichte entwichen. Diese evolvierten Schmelzen stiegen in flachere krustale Bereiche auf und bildeten dort meist isolierte Intrusionskörper. Diese Intrusionskörper erstarrten ohne Magmen-Nachschub, weshalb petrographisch sehr unterschiedliche Gesteine entstehen konnten. Eine geochemische Modifikation der abkühlenden Schmelzen erfolgte allerdings durch die Assimilation von Nebengestein. Da innerhalb der Gabbros keine signifikante Variation der initalen eNd Werte existiert, handelte es sich bei dem assimilierten Material hauptsächlich um vulkanische Gesteine des ATCO und nicht um ältere, möglicherweise kontinentale Kruste.

Identification and dissolution behavior of the secondary uranium minerals in the corrosion products of Depleted Uranium (DU) ammunition formed in soils

In der vorliegenden Studie wurden verschiedene Techniken eingesetzt um drei Proben (4, 7, and 8) die aus denrnKorrosionsprodukten von aus dem Kosovo Krieg stammenden Munitionskugeln, bestehend aus abgereichertem Uranrn(Depleted Uranium - DU), zu untersuchen. Als erstes Verfahren wurde die Raman-Spektroskopie eingesetzt. Hierbeirnzeigte sichin den Proben, charakterisiert durch einen Doppelpeak, die Anwesenheit von Schoepitrn(UO2)8O2(OH)12(H2O)12. Der erste und zweite Peakzeigte sich im Spektralbereich von 840,3-842,5 cm-1rnbeziehungsweise 853,6-855,8 cm-1. Diese Werte stimmen mit den Literaturwerten für Raman-Peaks für Schoepitrnüberein. Des Weiteren wurde bei dieser Untersuchungsmethode Becquerelite Ca(UO2)6O4(OH)6(H2O)8 mit einemrnPeak im Bereich zwischen 829 to 836 cm-1 gefunden. Aufgrund des Fehlens des Becquerelitespektrums in derrnSpektralbibliothek wurde eine in der Natur vorkommende Variante analysiert und deren Peak bei 829 cm-1 bestimmt,rnwas mit den Ergebnissen in den Proben korrespondiert. Mittels Röntgenbeugung (X-Ray Diffraction, XRD) zeigtenrnsich in allen Proben ähnliche Spektren. Das lässt darauf schließen, dass das pulverisierte Material in allen Probenrndas gleiche ist. Hierbei zeigte sich eine sehr gute Übereinstimmung mit Schoepit und/oder meta-rnSchoepit(UO2)8O2(OH)12(H2O)10, sowie Becquerelite. Weiterhin war weder Autunit, Sabugalit noch Uranylphosphatrnanwesend, was die Ergebnisse einer anderen Studie, durchgeführt an denselben Proben, wiederlegt. DiernAnwesenheit von P, C oder Ca im Probenmaterial konnte ausgeschlossen werden. Im Falle von Calciumkann diesrnmit der Anwesenheit von Uran erklärt werden, welches aufgrund seines Atomradius bevorzugt in Becquerelite (1:6)rneingebaut wird. Die beiden Hauptpeaks für Uran lagen im Falle von U 4f 7/2 bei 382.0 eV und im Falle von U 4f 5/2rnbei 392 eV. Diese Werte mit den Literaturwerten für Schoepit und meta-Schoepitüberein. Die Ergebnissernelektronenmikroskopischen Untersuchung zeigen U, O, Ca, Ti als dominante Komponenten in allen Messungen.rnElemente wie Si, Al, Fe, S, Na, und C wurden ebenfalls detektiert; allerdings kann nicht ausgeschlossen werden,rndass diese Elemente aus dem Boden in der unmittelbaren Umgebung der Munitionsgeschosse stammen. Gold wurdernebenfalls gemessen, was aber auf die Goldarmierung in den Probenaufbereitungsbehältern zurückgeführt werdenrnkann. Die Elektronenmikroskopie zeigte außerdem einige Stellen in denen elementares Uran und Bodenmineralernsowie sekundäre Uranminerale auftraten. Die Elementübersicht zeigt einen direkten Zusammenhang zwischen U andrnCa und gleichzeitig keine Korrelation zwischen U und Si, oder Mg. Auf der anderen Seite zeigte sich aber einrnZusammenhang zwischen Si und Al da beide Konstituenten von Bodenmineralen darstellen. Eine mit Hilfe derrnElektronenstrahlmikroanalyse durchgeführte quantitative Analyse zeigte den Massenanteil von Uran bei ca. 78 - 80%,rnwas mit den 78,2% and 79,47% für Becquerelite beziehungsweise Schoepit aufgrund ihrer Summenformelrnkorrespondiert. Zusätzlich zeigt sich für Calcium ein Massenanteil von 2% was mit dem Wert in Becquerelite (2.19%)rnrecht gut übereinstimmt. Der Massenanteil von Ti lag in einigen Fällen bei 0,77%, was auf eine noch nicht korrodierternDU-Legierung zurückzuführen ist. Ein Lösungsexperiment wurde weiterhin durchgeführt, wobei eine 0,01 M NaClO4-rnLösung zum Einsatz kam in der die verbliebene Probensubstanz der Korrosionsprodukte gelöst wurde;rnNatriumperchlorate wurde hierbei genutzt um die Ionenstärke bei 0,01 zu halten. Um Verunreinigungen durchrnatmosphärisches CO2 zu vermeiden wurden die im Versuch für die drei Hauptproben genutzten 15 Probenbehälterrnmit Stickstoffgas gespült. Eine Modelkalkulation für den beschriebenen Versuchsaufbau wurde mit Visual MINTEQrnv.3.0 für die mittels vorgenannten Analysemethoden beschriebenen Mineralphasen im pH-Bereich von 6 – 10 imrnFalle von Becquerelite, und Schoepit berechnet. Die modellierten Lösungskurven wurden unter An- und Abwesenheitrnvon atmosphärischem CO2 kalkuliert. Nach dem Ende des Lösungsexperiments (Dauer ca. 6 Monate) zeigten diernKonzentrationen des gelösten Urans, gemessen mittels ICP-OES, gute Übereinstimmung mit den modelliertenrnSchoepit und Becquerelite Kurven. Auf Grund des ähnlichen Löslichkeitverhaltens war es nicht möglich zwichen denrnbeiden Mineralen zu unterscheiden. Schoepit kontrolliert im sauren Bereich die Löslichkeit des Urans, währendrnbecquerelit im basichen am wenigsten gelöst wird. Des Weiteren bleibt festzuhalten, dass ein Anteil an CO2 in diernverschlossenen Probenbehälter eingedrungen ist, was sich mit der Vorhersage der Modeldaten deckt. Die Löslichkeitrnvon Uran in der Lösung als Funktion des pH-Wertes zeigte die niedrigsten Konzentrationen im Falle einer Zunahmerndes pH-Wertes von 5 auf 7 (ungefähr 5,1 x 10-6 mol/l) und einer Zunahme des pH-Wertes auf 8 (ungefähr 1,5 x 10-6rnmol/l bei). Oberhalb dieses Bereichs resultiert jeder weitere Anstieg des pH-Wertes in einer Zunahme gelösten Uransrnin der Lösung. Der ph-Wert der Lösung wie auch deren pCO2-Wert kontrollieren hier die Menge des gelösten Urans.rnAuf der anderen Seite zeigten im Falle von Becquerelite die Ca-Konzentrationen höhere Werte als erwartet, wobeirnwahrscheinlich auf eine Vermischung der Proben mit Bodensubstanz zurückgeführt werden kann. Abschließendrnwurde, unter Berücksichtigung der oben genannten Ergebnisse, eine Fallstudie aus Basrah (Irak) diskutiert, wo inrnzwei militärischen Konflikten Uranmunition in zwei Regionen unter verschiedenen Umweltbedingungen eingesetztrnwurden.

Climate and human impact during the past 2000 years as recorded in the Lagunas de Yala, Jujuy, northwestern Argentina

210Pb, 137Cs and 14C dated sediments of two late Holocene landslide lakes in the Provincial Park Lagunas de Yala (Laguna Rodeo, Laguna Comedero, 24°06′S, 65°30′W, 2100 m asl, northwestern Argentina) reveal a high-resolution multi-proxy data set of climate change and human impact for the past ca. 2000 years. Comparison of the lake sediment data set for the 20th century (sediment mass accumulation rates MARs, pollen spectra, nutrient and charcoal fluxes) with independent dendroecological data from the catchment (fire scars, tree growth) and long regional precipitation series (from 1934 onwards) show that (1) the lake sediment data set is internally highly consistent and compares well with independent data sets, (2) the chronology of the sediment is reliable, (3) large fires (1940s, 1983/1984–1989) as documented in the local fire scar frequency are recorded in the charcoal flux to the lake sediments and coincide with low wet-season precipitation rates (e.g., 1940s, 1983/1984) and/or high interannual precipitation variability (late 1940s), and (4) the regional increase in precipitation after 1970 is recorded in an increase in the MARs (L. Rodeo from 100 to 390 mg cm−2 yr−1) and in an increase in fern spores reflecting wet vegetation. The most significant change in MARs and nutrient fluxes (Corg and P) of the past 2000 years is observed with the transition from the Inca Empire to the Spanish Conquest around 1600 AD. Compared with the pre-17th century conditions, MARs increased by a factor of ca. 5 to >8 (to 800 +130, −280 mg cm−2 yr−1), PO4 fluxes increased by a factor of 7, and Corg fluxes by a factor of 10.5 for the time between 1640 and 1930 AD. 17th to 19th century MARs and nutrient fluxes also exceed 20th century values. Excess Pb deposition as indicated by a significant increase in Pb/Zr and Pb/Rb ratios in the sediments after the 1950s coincides with a rapid expansion of the regional mining industry. Excess Pb is interpreted as atmospheric deposition and direct human impact due to Pb smelting.

Chevkinite-Group Minerals from Granulite-Facies Metamorphic Rocks and Associated Pegmatites of East Antarctica and South India

Electron microprobe data are presented for chevkinite-group minerals from granulite-facies rocks and associated pegmatities of the Napier Complex and Mawson Station charnockite in East Antarctica and from the Eastern Ghats, South India. Their compositions conform to the general formula for this group, viz. A(4)BC(2)D(2)Si(4)O(22) where, in the analysed specimens A = (rare-earth elements (REE), Ca, Y, Th), B = Fe(2+) Mg, C = (Al, Mg, Ti, Fe(2+), Fe(3+), Zr) and D = Ti and plot within the perrierite field oftlic total Fe (as FeO) (wt.%) vs. CaO (wt.%) discriminator diagram of Macdonald and Belkin (2002). In contrast to most chevkinite-group minerals, the A site shows unusual enrichment in the MREE and HREE relative to the LREE and Ca. In one sample from the Napier Complex, Y is the dominant cation among the total REE + Y in the A site, the first reported case of Y-dominance in the chevkinite group. The minerals include the most Al-rich yet reported in the chevkinite group (<= 9.15 wt.% Al(2)O(3)), sufficient to fill the C site in two samples. Conversely, the amount of Ti in these samples does not fill the D site. and, thus, some of the Al could be making up the deficiency at D, a situation not previously reported in the chevkinite group. Fe abudances are low, requiring Mg to occupy up to 45% of the B site. The chevkinite-group minerals analysed originated from three distinct parageneses: (1) pegmatites containing hornblende and orthopyroxene or garnet; (2) orthopyroxene-bearing gneiss and granulite; (3) highly aluminous paragneisses in which the associated minerals are relatively magnesian or aluminous. Chevkinite-group minerals from the first two parageneses have relatively high FeO content and low MgO and Al(2)O(3) contents; their compositions plot in the field for mafic and intermediate igneous rocks. In contrast, chevkinite-group minerals from the third paragenesis are notably more aluminous and have greater Mg/Fe ratios.

Variations of clinopyroxene/melt element partitioning during assimilation of olivine/peridotite by low-Mg diorite magma

The effects of crystal chemistry and melt composition on the control of clinopyroxene/melt element partitioning (D) during the assimilation of olivine/peridotite by felsic magma have been investigated in Mesozoic high-Mg diorites from North China. The assimilation resulted in significant increase of Mg, Cr and Ni and only slight (< 30%) decrease of incompatible elements of the magma, and the compositional variations have been mirrored by the normally and reversely zoned clinopyroxene microphenocrysts formed at the early stage of the magma evolution. The Mg# [100 × Mg / (Mg + Fe)] values of the reversely zoned clinopyroxenes increase from 65 to 75 in the core to 85–90 in the high-Mg midsection, and reduce back to 73–79 at the rim. Trace element profiles across all these clinopyroxene domains have been measured by LA-ICP-MS. The melt trace element composition has been constrained from bulk rock analyses of the fine-grained low- and high-Mg diorites. Clinopyroxene/melt partition coefficients for rare earth elements (REE) and Y in the high-Mg group zonings (Mg# > 73–79, DDy < 1.2) are positively correlated with tetrahedral IVAl and increase by a factor of 3–4 as tetrahedral IVAl increases from 0.01 to 0.1 per formula unit (pfu). These systematic variations are interpreted to be controlled by the clinopyroxene composition. In contrast, partition coefficients for low-Mg group zonings (Mg# < 75–79, DDy > 1.2) are elevated by up to an order of magnitude (for REE and Y) or more (for Zr and Hf) at similar IVAl, indicating dominant control of melt composition/structure. DZr and DHf show a larger sensitivity to the compositional change of crystal and melt than DREE. DTi values for the low- and high-Mg zonings show a uniform dependence on IVAl. DSr and DLi are insensitive to the compositional change of clinopyroxene and melt, resulting in Sr depletions in the clinopyroxene zonings with elevated REE without crystallization of plagioclase. Our observations show that crystal chemistry and melt composition/structure may alternatively control clinopyroxene/melt partitioning during the assimilation of peridotite by felsic magma, and may be useful for deciphering clinopyroxene compositions and related crust–mantle processes.

Freshening of the Alaska Coastal Current Recorded By Coralline Algal Ba/Ca Ratios

Arctic Ocean freshening can exert a controlling influence on global climate, triggering strong feedbacks on ocean-atmospheric processes and affecting the global cycling of the world's oceans. Glacier-fed ocean currents such as the Alaska Coastal Current are important sources of freshwater for the Bering Sea shelf, and may also influence the Arctic Ocean freshwater budget. Instrumental data indicate a multiyear freshening episode of the Alaska Coastal Current in the early 21st century. It is uncertain whether this freshening is part of natural multidecadal climate variability or a unique feature of anthropogenically induced warming. In order to answer this, a better understanding of past variations in the Alaska Coastal Current is needed. However, continuous long-term high-resolution observations of the Alaska Coastal Current have only been available for the last 2 decades. In this study, specimens of the long-lived crustose coralline alga Clathromorphum nereostratum were collected within the pathway of the Alaska Coastal Current and utilized as archives of past temperature and salinity. Results indicate that coralline algal Mg/Ca ratios provide a 60 year record of sea surface temperatures and track changes of the Pacific Decadal Oscillation, a pattern of decadal-to-multidecadal ocean-atmosphere climate variability centered over the North Pacific. Algal Ba/Ca ratios (used as indicators of coastal freshwater runoff) are inversely correlated to instrumentally measured Alaska Coastal Current salinity and record the period of freshening from 2001 to 2006. Similar multiyear freshening events are not evident in the earlier portion of the 60 year Ba/Ca record. This suggests that the 21st century freshening of the Alaska Coastal Current is a unique feature related to increasing glacial melt and precipitation on mainland Alaska.