皖北刘二矿井下析出物的成因探讨

刘桥二矿投产两年多来，井下的渗水部位不断有钙，铁，锰等析出物形成。初步分析，这是地下水的水文地球化学环境及其对基岩产生机械，化学潜蚀作用的结果，析出物的形成速度较快，局部排出量大，对矿井水环境质量及基岩强度有一定影响，应引起有关部门重视。     

陈村水电站坝基析出物的形成研究

陈村水电站建坝以后，坝基的部分排水孔不断排出析出物，经调查分析，析出物的主要化学成分是铁、锰，钙等，这是坝基地下水在还原条件下对基岩产生化学潜蚀的结果。析出物是一些胶状物质，并非断层带泥化形成的机械管涌，与坝基的断层关系密切，析出物的分布不广，排出量不多，并不影响坝基基岩的强度，对大坝的安全不构成威胁。     

皖北刘桥二矿井下析出物的成因探讨

皖北刘桥二矿投产两年多来，井下的渗水部位不断有钙质及铁、锰质等析出物形成。初步分析认为，这是地下水的水文地球化学环境变化及其对围岩产生机械、化学潜蚀作用的结果。析出物形成速度快、局部排出量大，对矿井水环境质量和井巷围岩稳定性有一定影响。由于该现象在黄淮地区的许多矿井中均有发现，故应引起生产单位和学术界的充分重视。     

富水水库中微生物成因的显微针铁矿及其对微量元素的富集

通过对湖北省富水水库坝基渗漏水及其析出物的研究，探讨了现代沉积环境（水库）中显微铁矿物形成的机理及微生物在铁的生物矿化中的作用和意义。对析出物中微量元素的富集特征也进行了初步研究。用化学分析方法测试出坝基渗漏水中阳离子以Ca^2 、Mg^2 、K^ 、Na^ 为主，Fe^2 和Fe^3 含量极少，阴离子以HCO3^-为主。析出物的化学成分以铁的氧化物为主。采用X射线衍射、差热分析、红外光谱和穆斯堡尔谱，以及透射电镜和扫描电镜等测试手段，分析研究了析出物的物相和形貌特征。析出物的主要矿物相为针铁矿、石英、伊利石、蒙脱石和微量方解石，呈弱结晶状态。由析出物中显微针铁矿特殊的形貌特征及其特征的穆斯堡尔谱图推测出富水水库沉积环境中显微针铁矿是由铁细菌形成。ICP－MS测试测试结果表明，析出物中不仅富集了铁，还富集了Yb、Pb、Dy、Zn、Co、Be、Eu、Sm和Tb等微量元素。微量元素的富集是微生物与显微针铁矿共同作用的结果。     

安砂水电站坝基地下水析出物的研究

从我国首次大坝安全定期检查中得知, 在已建成并运行多年的许多大坝中, 其坝内廊道或基础廊道中的排水孔、排水沟, 均不同程度地发现有地下水析出物存在, 有的析出量特别多, 种类也比较复杂, 曾引起电厂及专家们的重视。本文从研究安砂水电站大坝工程地质、水文地质环境入手, 采取多种分析测试方法, 研究环境水、坝基岩体和析出物的矿物、化学成分、物化特性及颗粒组成等, 揭示坝基地下水析出物的形成机理, 并评价析出物对大坝安全的影响。     

基于化学热力学的大坝廊道渗水析出物量化分析

坝址渗水析出物是液—固相系列间相互作用的产物,对坝基岩体的渗透稳定性和帷幕体的防渗时效性具有指示意义,而目前对其量化分析还不够。在明确析出物的成因及形成过程的基础上,以一大坝工程作为例,应用PHREEQC中Equilibrium_phases模块对渗水析出物进行定量解析,并与类似成果进行对比,认为此模块的应用更为合理。结果表明:目前区内大坝廊道渗水析出物的析出量总体上对大坝的稳定性影响不大,第四单元和第六单元相对其它单元析出量稍多一些,建议加强监测。     

岩溶地区缺失原岩残余结构红色风化壳的粒度分布特征及成因指示——以贵州平坝为例

选择和使用合适的示踪指标，是揭示岩溶地区红色风化壳物质来源的关键。粒度参数在古环境研究中被大家广泛采用，但是在风化壳物源示踪方面还是新的尝试，尤其在我国。本文选择贵州中部平坝县3个下伏基岩为白云岩的缺失原岩结构的红色风化壳剖面，通过基岩酸不溶物和 剖面的粒度分析，表明红色风化壳物质对下伏基岩有很好的继承性。粒度参数随剖面深度呈规律变化，揭示了标准残积风化壳的发育特征。     

塔中Ⅱ区鹰山组岩溶缝洞充填物碳氧同位素特征及环境意义

由于充填物形成时流体性质和古水文环境不同,其碳氧同位素值也不同。因此,利用充填物碳氧同位素值可以判别缝洞充填过程中流体性质和古水文环境。通过对塔中Ⅱ区奥陶系鹰山组风化壳缝洞充填物测井曲线分析、岩芯观察与薄片鉴定,发现塔中Ⅱ区缝洞充填物测井显示一般为高GR,主要为钙泥质充填物和角砾充填物。对充填物碳氧同位素进行分析并与基岩相比较,结果表明钙泥质充填物δ13C值为0.6‰~1.04‰,δ18O值为-6.8‰~-5.5‰,δ13C值明显偏正,由此认为溶洞中钙泥岩充填于良里塔格期海相环境;小角砾充填物δ13C值为-0.13‰,δ18O值为-6.29‰,与基岩值一致,判断为基岩垮塌或破碎充填形成。研究可为古岩溶缝洞储层充填机理研究和古岩溶模式建立提供依据。      

长沙、株洲、湘潭三市土壤中重金属元素的来源

为追踪长沙、株洲、湘潭3个城市表层土壤中Cd、As、Pb等重金属元素的来源,分析了土壤、基岩、大气干湿沉降、水、悬浮物等介质之间重金属元素的质量平衡和土壤自身重金属元素含量随时间变化的特点。结果显示,除As外,区内基岩中的重金属元素含量低于克拉克值;残积物中Cd相对基岩贫化,As、Pb、Cu、Hg等重金属元素相对基岩的富集小于3倍;大气干湿沉降重金属元素相对土壤富集了数倍至数十倍;湘江水体主要向沿江潮土提供As、Cd物源:近50年内土壤重金属元素有较高的增加速率。不同介质间重金属元素的质量变化特点支持长沙、株洲、湘潭三市土壤重金属元素富集的主要物源为大气沉降,地表水及悬浮物是沿江湖土重金属元素的主要物源,基岩对土壤提供的物源有限的结论。     

水库渗漏水中氢氧化铁的矿化特征

对富水水库大坝渗漏水和析出物进行了分析和研究。析出物的主要成分为Fe2O3，并含少量Al2O3和SiO2，铁质析出物的XRD、IR、SEM和TEM分析表明，氢氧化铁的结晶程度较低，主要结晶相为针铁矿，其次为少量伊利石、蒙脱石和石英。电子显微分析观察到在非晶质氢氧化铁凝胶团和亚微米级微粒聚集体中存在特殊的显微管状和螺旋状针铁矿，显示出明显的生物矿化特征。     

Occurrence of fossil organic matter in modern environments: Optical, geochemical and isotopic evidence

This study relates to the input and fate of fossil organic matter (FOM) in the modern environment, and focuses on two experimental watersheds overlying Jurassic marls: Le Laval and Le Brusquet (1 km² in area), located near Digne, Alpes-de-Haute-Provence, France. Considering that FOM delivery is mainly a result of different processes affecting sedimentary rocks [(bio)chemical and mechanical weathering], samples from different pools were collected: bedrocks, weathering profiles, soils and riverine particles. The samples were examined using complementary techniques: optical (palynofacies methods), geochemical (Rock-Eval 6 pyrolysis, C/N ratio), molecular (gas chromatography/mass spectrometry) and isotopic (stable C isotopic composition). As a result, FOM markers were identified and tracked through the different pools. The results highlight the contribution of FOM, which can be found in all the studied pools. Transfer of FOM between bedrocks/weathering profiles (governed mainly by chemical weathering) and bedrocks/riverine particles (governed mainly by mechanical weathering) reveals any qualitative change. Weathering profiles/soils transition [governed by (bio)chemical weathering] is characterized by alteration of the FOM, which is difficult to describe because fossil material is mixed with recent organic matter (ROM). Despite this latter point, the study provides evidence for a relative resistance of FOM to weathering processes and points to its contribution to the modern geosystem and the C cycle.     

浅覆盖区土壤化学成分与基岩化学成分的关系及其意义——以大兴安岭北部地区为例

以大兴安岭北部地区为例，研究了浅覆盖区土壤与基岩化学成分的关系。指出浅覆盖区残积型土壤主要造岩元素组合继承了基岩元素组合特征；在岩石风化成土过程中，元素再分配和迁移使土壤中大多数元素（氧化物）含量产生明显的“均一化”。在此基础上，对土壤地球化学异常的识别与评价问题进行了讨论并提出了建议。     

根分泌的化感物质及其对土壤生物产生的影响

植物根系分泌物包含多种功能次生物质,其中化感物质是具有重要生理生化功能的一类物质,这些化感物质释放到根际,能够对土壤生物产生影响。现已发现,根系是化感物质进入环境的重要通道。因此,研究根分泌的化感物质具有重要的理论和实践意义。总结了根分泌化感物质的种类及其化感效应,论述了化感物质在土壤中的迁移、转化及影响因素,分析了生物和非生物因素与根系分泌化感物质之间的关系。此外,根系分泌化感物质的研究手段对于所取得的研究结果至关重要,其中根分泌物收集系统（CRETS）是收集根分泌化感物质的常用而且可行的方法之一。对于根分泌化感物质的分离鉴定技术有多种,可根据需要选择适宜的分离方法。还重点列举了一些作物根分泌的化感物质对土壤生物产生的直接和间接影响,阐明了根分泌的化感物质在土壤中所起的重要化感作用。根分泌物化感作用的研究已成为土壤生态学领域的热点与前沿课题,自然条件下原位收集鉴定植物根系分泌物中的化感物质等诸多问题是该领域今后的研究重点。     

峡东地区南华纪-寒武纪地层风化过程元素及Sr-Nd同位素演化特征及其地球化学意义

以峡东地区南华纪、震旦纪和寒武纪标准地层泥岩、冰碛泥岩、砂岩、灰岩和白云质灰岩及对应的风化土壤为研究对象, 分析了地层风化成土过程中不同元素的迁移行为, 根据剖面样品的Sr-Nd同位素组成变化, 探讨了其同位素体系的封闭性特征与应用意义.结果表明: (1) 不同岩性基岩在成土过程中的蚀变强度有明显的差异, 在相似地表条件下, 碳酸岩风化剖面的风化程度高于泥质岩和砂岩; (2) 通过对比稳定高场强Ti元素在基岩和风化剖面中的含量变化, 计算出土壤样品在风化过程中体积相对基岩发生的改变量, 进而计算出不同岩性基岩在风化过程中微量元素的绝对含量变化以探讨这些元素的活动规律.结果表明, 灰岩和白云质灰岩的风化剖面元素含量变化明显, 而在泥质岩风化过程中大多数元素保持了相对稳定, 说明沉积岩风化过程中元素的活动性特征明显地受到了原岩矿物组成的制约.风化过程中, 不同性质的元素的活动性差异明显, 其中亲硫元素(Cu、Zn、Pb、Mo) 和大离子亲石元素(Rb、K、Sr、Ba) 在不同岩性的风化剖面中均表现出明显的元素含量变化, 而高场强元素(Zr、Hf、Nb、Ta) 含量则相对稳定; (3) 泥质岩风化形成的土壤层REE含量变化较小, 而碳酸岩风化土壤层REE含量发生了明显下降, 且其风化形成的土壤表现出LREE和HREE相对于MREE的富集.无论是碳酸岩或泥质岩风化形成的土壤, 均出现了明显的Eu负异常和Ce的正异常, 但在其原岩中这些异常并不存在或不明显; (4) 基岩与土壤剖面间Sr同位素组成和Rb/Sr比值存在明显差异, Rb-Sr同位素组成发生了明显的开放.所形成土壤层的Sr同位素组成受到2种因素的约束: 原岩性质和外来组成的Sr同位素比值.因此在总体上, 风化土壤的Sr同位素组成已不能代表基岩的Sr同位素组成; (5) 沉积岩风化过程中, 碳酸岩和泥质岩形成的风化土壤基本保持了原岩的Sm-Nd同位素组成特点, 由其组成所获得的Nd同位素亏损地幔模式年龄等能反映其原岩信息, 而近源沉积形成的砂岩和含砾冰碛泥岩所形成的土壤, 其Nd同位素组成则存在不同程度的改变.      

山西阳泉矿区刘村采煤塌陷机理及数值模拟

选取山西阳泉矿区单煤层开采引发的强烈地面塌陷作为研究对象,在详细介绍刘村采煤塌陷所处地质环境背景及其发育变形特征的基础上,根据区域岩体工程地质特征,将其划分为12层岩组;运用关键层、复合关键层理论对采煤塌陷机理进行了分析,获取Hoek-Brown岩体力学参数;采用Flac5.0 Extrusion对刘村采煤塌陷坑进行了反演模拟。数值模拟反映各阶段采动裂缝在地表的发育分布情况并计算了最终沉降量,覆盖层裂缝自然修复周期为2个月,基岩裂缝自然修复周期为3个月;采动裂缝最终在平面上呈“θ”形,塌陷中心1和塌陷中心2最终沉降量分别达到4.5 m和4 m,塌陷面积是工作面面积的1.85倍。模拟结果与调查监测数据高度吻合,客观地反映了地表变形和深部覆岩塌陷的发展变化过程,为塌陷机理分析起到了帮助作用。该套岩体力学参数与模拟方法适用于阳泉矿区采煤塌陷精准预测。     

薄基岩条带开采覆岩与地表移动数值模拟研究

通过数值模拟模型，分析了薄基岩条件下条带开采引起的覆岩破坏机理、地表的下沉和水平变形等移动变形值，揭示了薄基岩条带综放开采引起的上覆岩土层的应力场、位移场及地表的移动变形规律，为薄基岩条件下条带开采覆岩与地表移动变形的工程地质机理的研究奠定了基础。     

Geochemistry of soils of King George Island, South Shetland Islands, West Antarctica: Implications for pedogenesis in cold polar regions

Fine fractions of soils on the Barton Peninsula, King George Island, West Antarctica have been forming during the last 6000 yr since the last deglaciation. Texturally, they are mostly composed of mineral and rock fragments with some volcanic ashes, which are also indicated by geochemical compositions representing for the nonclay silicate minerals and low values of chemical index of alteration. No significant changes are observed in major- and trace element abundances. Such geochemical characteristics suggest that chemical weathering of bedrocks on the Barton Peninsula seems insignificant and that the soils are composed of physically weathered mineral and rock fragments which are mixed with eolian additions of volcanic ashes and Patagonian dusts. Chondrite-normalized rare earth element (REE) distribution patterns of the Barton Peninsula soils are slightly different from those of bedrocks, indicating that the REE abundances and characteristics were influenced by eolian additions. Mixing calculations, which mass-balance the REEs, suggest that volcanic ashes blown from Deception Island were the major eolian contributor, followed by atmospheric dusts sourced from Patagonia, South America. Even in the warmer and humid climatic conditions in the maritime Antarctic region, the chemical weathering of bedrocks appears to be insignificant, probably due to the relatively short duration of weathering since the last deglaciation.     

区域化探数据在浅覆盖区地质填图中的应用方法研究

区域化探数据包含丰富的地质信息,可用于浅覆盖区区域地质填图。笔者系统研究了浅覆盖区水系沉积物化学成分与基岩化学成分的关系,利用水系沉积物氧化物成分,以区域岩石化学成分为约束,提出了基岩化学成分推断方法;根据水系沉积物与其矿物化学成分间质量平衡关系,提出了基岩矿物组成推断方法。在此基础上提出了地球化学推断地质图的编制方法,并在典型森林-沼泽浅覆盖区进行了试验,地质调查和钻探工程验证了该方法的有效性。充分利用区域化探资料,提取地质填图信息,是提高浅覆盖区地质填图质量的有效途径。     

矿区采动断裂的稳定性评价

矿区优势断裂对地表岩移具明显的控制作用。采动断裂的稳定与否,不仅取决于开采区与断裂的距离和开采规模,更重要的在于采动断裂本身系列优势指标的大小,据此认识,用模糊数学方法对其稳定性进行了综合评价,得出了与实际相吻合的结论。