应该重视水-岩相互作用的研究

国际地球化学与宇宙化学协会下设有一个水-岩相互作用(Water-Rock Interaction——WRI)专题研究组,每三年召开一次学术会议。1974年在捷克召开第一次会议(WRI—1)以来,已召开六次会议。与会者很多人表示希望能在中国举行一次这样的会议。如真能如此,必将促进我国这方面的研究。     

从第32届国际地质大会看地球化学的现状与未来

对2004年8月在意大利弗罗伦萨召开的第32届国际地质大会有关生命起源、地质灾害监测、壳幔相互作用、人类采矿与生产活动、水-岩相互作用、地表过程、古气候与古环境等方面的地球化学研究及稳定同位素、地球化学动力学、有机地球化学、地球化学分析技术等方面的内容进行了较为系统的总结,并对地球化学的未来发展进行了展望。     

水-岩相互作用国际学术会议三十年

三十多年前(1974年9月9～14日),在捷克的布拉格召开了第一届水-岩相互作用(英文简写为WRI)国际学术会议,Tomas Paces博士担任该届会议的秘书长,来自21个国家的近150位会议代表参加了为期4 d的学术会议.     

水-岩相互作用研究的回顾与展望

总结了2 0世纪5 0年代末以来的水-岩相互作用研究历史, 初步划分为3个阶段: 第一阶段, 5 0年代末— 70年代初; 第二阶段, 70年代初— 80年代末; 第三阶段, 80年代末至今.近年来, 环境问题在水-岩相互作用研究中占的比重越来越大, 也使水-岩相互作用研究获得了更大、更持续的发展空间.简要回顾了地下水成因和地壳中水的地球化学循环, 控制水的化学成分的地球化学过程, 以及水-岩相互作用与地质灾害等方面的重大研究成果.认为有望取得创新成果的领域包括: 地下水地质作用及其资源环境效应, 地下水环境演化与全球变化, 和极端条件下的水-岩相互作用研究.      

中国获得“第12届水—岩相互作用国际学术会议”承办权

2004年7月1日，国际地球化学与天体化学学会(IAGC)水—岩相互作用工作组在美国纽约州Saratoga Springs召开的“第11届水—岩相互作用国际学术会议”上一致决定：“第12届水—岩相互作用国际学术会议”将由中国地质大学等单位承办，于2007年在中国昆明市举行，王焰新教授将以秘书长的身份负责会议的组织工作。     

二氧化碳地质封存中的水-岩反应动力学模拟:进展及问题

水-岩相互作用地球化学模拟是基于化学热力学和化学动力学原理,用数学方法定量刻画水-岩体系化学反应过程的研究方法,是研究自然或人为因素影响下地下水系统地球化学演化的重要手段之一。针对二氧化碳地质封存中水-岩相互作用,从5个方面,包括动力学速率方程的建立、更多矿物动力学参数的获取(如片钠铝石和铁白云石等的反应表面积等参数)、实验数据尺度效应的影响以及微生物作用等其他影响因素的分析等,评述了在人工注入大量CO2条件下深部咸水层中的水-岩-CO2相互作用的动力学过程模拟研究的现状,并指出相关矿物(如片钠铝石)动力学参数的缺乏及实验室尺度效应以及可能的微生物过程的影响等是目前存在的主要问题。阐明了水-岩相互作用地球化学模拟是研究动力学过程,特别是CO2咸水层注入情景下,千年-万年时间尺度上的最重要且唯一的手段,提出未来需要研究的关键问题是各种矿物动力学参数的准确获取和对实验数据尺度效应及微生物过程的考虑。     

从局部到区域尺度认识地下水流--第33届国际水文地质大会综述

1　会议概况国际水文地质学家协会IAH主办的第33届国际水文地质大会于2004年10月10～15日在墨西哥Zacatecas市举行,且是与拉丁美洲水文协会第7届会议联合召开的。出席该次学术会议的代表来自36个国家,约400人。本次会议的主题为:认识地下水流动—从局部到区域尺度。学术交流共分9个专题进行,分别为:(1)地下水流的环境作用;(2)水化学和同位素数据用于确定局部和区域流动;(3)坚硬岩介质中标定地下水流;(4)水流系统在污染运移中的作用;(5)局部和区域地下水系统中的补给;(6)湿地与地下水流;(7)滨海地区不同的地下水流;(8)地下水流系统模型;(9)…     

水-岩作用的展望

水-岩作用的学术思想,是从天然水与岩石相互作用的角度来探讨地球内部到表部的多种复杂的自然过程。它是从水—岩作用的角度来研讨地球化学过程的机理,以及它们在人类各领域活动中的实用意义。水-岩作用研讨会是前苏联学者于1974年倡议发起的。     

水-岩作用系统的随机水文地球化学模拟

水-岩作用过程是一个随机过程。依据化学热力学的基本原理,建立了描述水岩系列间相互作用的数学模型,并采用Monte-Carlo随机分析方法进行求解。在实例研究中,以若干特征值(如均值、方差以及变异系数等)作为计算结果,来反映水-岩系列间相互作用的状态及其变化。由计算结果知,研究区系统内有关水-岩作用反应均可自发进行;因其方差较大,体系自由能接近零或处于平衡状态的机会较大;区内地下水的酸化主要源于页岩中有机质的氧化,由此导致地下水具有酸性及碳酸性侵蚀作用。     

煤矿采空区水-岩作用模拟试验研究

采空区积水在我国煤矿中广泛存在。明确在采空区封闭-半封闭环境条件下的水-岩相互作用机理,对实现煤矿区水污染减量以及地下水资源保护具有重要意义。以内蒙古某煤矿采空区积水为研究对象,设计高度还原采空区环境的箱式模拟试验,采用X射线衍射仪(XRD)和X射线荧光光谱仪(XRF)对模拟采空区填充物(煤、垮落岩体)中矿物成分及元素组成进行分析,借助离子色谱仪(IC)和电感耦合等离子体发射光谱分析仪(ICP-OES)等对水中水化学特征进行表征,探究采空区积水水质形成的水-岩相互作用机制。结果表明:水-岩相互作用主要为煤及垮落岩体中的矿物溶解-沉淀作用、阳离子交换作用、煤中黄铁矿氧化作用以及混合作用。矿物溶解作用占主导地位,采空区积水中的Na⁺、K⁺主要来源是钠长石、钾长石等硅酸盐矿物的溶解,而Ca²⁺和Mg²⁺主要来自于钙长石、方解石、绿泥石等矿物溶解;离子交换作用主要发生在采空区水-岩作用的初期(0～20 d),而后逐渐减弱;采空区底部残煤中黄铁矿氧化作用是积水SO₄^2-     

环巴尔喀什-西准噶尔地质矿产研究进展

在科学技术部国际科技合作与交流专项和国家自然科学基金项目资助下,由国家305项目办公室和北京大学岩石圈地质科学研究所联合组织召开了“环巴尔喀什-西准噶尔大型矿集区国际对比研究”国际学术研讨会(2011年8月22-27日,中国新疆克拉玛依).与2007年“中亚型造山与成矿国际学术研讨会”(Zhu et al.,2008)不同的是,本次会议聚焦的问题更具体.来自加拿大、德国、俄罗斯和中国(包括中国台湾和香港地区)的82名代表参加了会议.会议主要研讨了(1)斑岩型矿床与浅成低温热液型矿床的成矿理论和找矿勘探模型; (2)西准噶尔古生代地壳演化与大型矿集区的形成机制; (3)新疆北部石炭系地质找矿勘探问题等.部分代表考察了白杨河铍矿、包古图铜-金矿集区、哈图-宝贝-萨尔托海矿集区以及白碱滩和达拉布特蛇绿混杂岩带.     

试论砂岩型铀矿成矿机制和成矿作用动力学问题

文章初步讨论了我国北方表生、后生、渗入型砂岩型铀矿的成矿机制和成矿作用动力学问题。成矿作用包括了氧化-还原作用、有机质作用、水-岩相互作用、有机-无机作用和流体动力学等地球化学过程动力学,尤其是水-岩相互作用的流体输运-化学反应过程动力学和有机-无机作用过程。砂岩型铀矿成矿中地球化学障的形成和铀的富集是这些过程多重耦合的结果。识别这些地球化学过程的动力学机制有利于理解矿床成因和确立勘查目标。     

贵州省鸡场滑坡地下水化学特征反映的水-岩（土）作用

滑坡体水-岩(土)作用是一种复杂的物理化学综合作用,影响坡体的稳定性,但关于目前水-岩(土)相互作用对地质灾害发生方面的影响研究仍较为薄弱。以贵州省鸡场滑坡为研究对象,分析滑坡区岩土体矿物组成和化学成分特征,结合区域内基岩裂隙水、大气降水的成分变化,利用主成分分析方法,研究鸡场滑坡水-岩(土)作用过程,并分析水岩演化作用对滑坡稳定性的影响。结果表明：(1)滑体内玄武岩的风化过程是一种机械破碎-矿物蚀变耦合的水-岩相互作用,发生在“微观-细观-宏观”3种尺度上;(2)选取前3个因子Z₁、Z₂、Z₃(分别占总方差的49.365%、27.135%、15.092%)分析地下水的化学特征,主因子Z₁反映了玄武岩原生矿物的溶蚀作用对地下水化学成分的控制作用,主因子Z₂反映了地下水的蒸发作用与SiO₂溶解度随pH变化的矿物沉淀作用,主因子Z₃反映了地下水与岩(土)体间存在离子交换作用且主参与离子为Mg²⁺和K⁺     

论岩土工程中水-岩相互作用研究的焦点问题--特殊软岩的力学变异性

水－岩相互作用研究是力学和地球科学领域中的前沿课题之一。在力学领域中称之为“固流耦合作用”，在地球科学领域中称之为“水－岩相互作用”。前者研究的焦点在于固体和流体间力学耦事的基本规律；后者主要研究在高温高压条件下，岩石和水发生的化学反应规律及其地球化学特征。岩土工程作为土木工程与地质学的交叉学科，水－岩相互作用研究的侧重点以往主要集中于岩体力学方面，即从渗流场和形变场的相互作用角度研究其基本规律，目前，已开始注意到水和岩石的化学作用问题。从工程实践中迫切需要解决的共性课题－－特殊软弱岩体与水作用后力学性能大幅度变异的问题出发，探讨了某些特殊岩体与水作用的化学规律、矿物学规律及其化学与矿物学损伤所导致的力学损伤规律，并建立软岩－水相互作用的时间效应模型；确定软岩性质软化的标志性监界阈值，为建立水－岩相互作用理论体系奠定软岩研究基础，为重大工程的设计、施工等提供有效的参考的指导。     

流体一超镁铁质岩相互作用与硬玉岩的形成

俯冲带中流体与岩石相互作用以及流体循环一直是地质学家关注的焦点之一.硬玉岩(翡翠)作为高档宝玉石材料,其成因一直备受关注.硬玉岩产于与俯冲带有关的蛇纹石化超镁铁质岩中,是俯冲带中流体与超镁铁岩相互作用的特殊产物.岩石组合、岩相学、显微结构及矿物化学特征表明:橄榄岩与流体的作用可以分为5个阶段,分别为蛇纹石化→(绿泥石、...     

区域地下水演化的地球化学研究进展

由于区域地质特征、水文地质条件、气候影响和人类活动的差异性,导致区域地下水演化的地球化学过程复杂、影响因素众多.在总结近年来国内外区域地下水化学演化研究大量成果的基础上,综述了地下水演化的地球化学系统分析方法,地下水演化研究的水文地球化学方法、同位素地球化学和元素地球化学方法和技术以及地下水演化的地球化学模拟方法和技术及常用软件.指出在今后的一段时期内,区域地下水自然演化与人类活动的复合作用、地下水与地表水的相互作用、微生物-水-岩相互作用将是区域地下水地球化学研究的热点领域,其中物理、化学、生物的耦合作用将是区域地下水演化的地球化学研究的重点领域.     

1970年国际水地球化学、生物地球化学会议

由日本学术会议和国际地球化学、宇宙化学协会共同召开的1970年国际水地球化学和生物地球化学会议于1970年9月6日～12日在东京召开。 会议关于水地球化学的讨论课题如下: 1.地球演化和水; 2.热水起源和热水作用; 3.水圈的放射性和地质年代;     

面向未来资源勘查的应用地球化学——第28届IAGS会议综述

作为"未来资源大会2018"(RFG 2018)合作方,国际应用地球化学家协会(AAG)于2018年6月16日至6月22日在加拿大温哥华会议中心组织了第28届应用地球化学学术会议(IAGS 2018)。未来资源大会2018共设能源、矿产、水和地球四大主题。应用地球化学会议(IAGS 2018)在矿产和水两个主题中设10个报告专题,宣读论文113篇,全面交流了3年来国际应用地球化学进展。     

北京城近郊区地下水人为影响和水-岩作用指示性指标研究

城市地区地下水受人类活动和天然水岩相互作用双重影响,特别是人为输入物质使地下水的化学成份与天然水化学场相比发生了较大变化。本文对北京城近郊区地下水中的K Na 、Ca2 、Mg2 、HCO3-、Cl-、SO42-、NO3-等常规组分利用方差对比分析法和比例系数法进行了物源研究。研究结果显示:NO3-和Cl-主要源于人为输入,而HCO3-则主要源于水-岩相互作用,并根据来源将这七种组分分为四类:NO3-和Cl-主要为人为输入指示性指标,SO42-和K Na 为次要人为输入指示性指标,HCO3-为主要水-岩作用指示性指标,Ca2 和Mg2 为次要水-岩作用指示性指标。最后利用Cl-浓度的变化对研究区人为污染特征进行了分析。     

乌东德水电站坝址区SO2-4成因与分布特征分析

针对金沙江乌东德水电站坝址区左右两岸地下水中SO(2-)4含量的差异,尤其是左岸SO(2-)4含量普遍高于右岸的特征,通过岩矿和水化学成分分析,采用聚类分析法分析了地下水中SO(2-)4与其他离子成分的相关性,并结合水岩相互作用及水化学场、水温场、水动力场等方面的分析研究,发现坝址区地下水中SO(2-)4的来源主要与地层中的黄铁矿有关,左右两岸地下水中SO(2-)4含量的差异主要由于二岸地下水循环不同所致.