Mg/Ca比对微生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响

研究Mg/Ca比对生物成因的碳酸盐矿物种类和形态的影响是研究各种含镁方解石形成机理的关键。本文在Mg/Ca摩尔比分别为1、2、4、6和8的条件下进行了为期55d的硫酸盐还原细菌诱导碳酸盐矿物形成的实验,利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了Mg/Ca比对碳酸盐矿物种类和形态的影响。实验结果表明:①Mg/Ca比与矿物的种类之间存在密切的关系。在Mg/Ca摩尔比较低(1和2)时仅形成高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为4时,形成的矿物组合为含镁方解石+高镁方解石,在Mg/Ca摩尔比为6和8时,矿物组合为高镁方解石+单水碳钙石+钙白云石;②Mg/Ca比影响矿物的生长速率。Mg/Ca比越高,晶体生长速率越快;③Mg/Ca比明显影响矿物的形态。随着Mg/Ca比的增大,矿物的形态有如下发展规律:哑铃形→花菜状→光球状→刺球状。这些研究结果将有助于探讨制约含镁碳酸盐矿物种类和形态的机制。     

新生碳酸钙沉积矿物形态的影响因素分析

石笋是古气候重建的重要地质载体,文石与方解石是石笋碳酸钙晶体的常见矿物形态。根据现代洞穴监测数据分析洞穴新生碳酸钙沉积物 (Active Speleothem: AS)的矿物形态的研究较少。本文在重庆武隆芙蓉洞三个滴水点 (MP2、MP5、MP9)下放置玻璃片,收集新生碳酸钙沉积物和滴水样品,监测新生碳酸钙沉积物矿物形态、滴水的Mg/Ca比值、pH、滴率和洞穴环境等指标,分析玻璃片正面和反面新生碳酸钙沉积物的δ18O、δ13C和Mg/Ca比值。研究发现:(1) MP2滴水点下的玻璃片正反面新生碳酸钙沉积物的矿物形态均为方解石;MP5和MP9滴水点的正面沉积方解石和文石-方解石混合两种情况,反面沉积文石-方解石,且反面文石多于正面。 (2) MP2滴水Mg/Ca比值小于MP5和MP9,说明滴水Mg/Ca比值是影响新生碳酸钙沉积物矿物形态的重要因素;而滴水pH值对AS矿物形态的影响在不同滴水点有差异。(3) 不论是玻璃片正面还是反面,文石-方解石混合的新生碳酸钙沉积物δ18O和δ13C比以方解石为主的沉积物偏正,说明AS矿物形态的变化会导致δ18O和δ13C发生变化。通过在芙蓉洞的系统监测和分析,发现新生碳酸钙沉积物的矿物形态与地表环境、洞穴上部岩溶水文地质条件密切相关,并验证了洞穴新生碳酸钙沉积物的矿物形态对石笋δ18O和δ13C具有重要影响。      

石笋矿物类型、成因及其对气候和环境的指示

洞穴石笋的矿物组成分为方解石、文石和文石-方解石三种类型。本文总结了国内外已有的研究成果,并结合野外观测现象和数据,讨论了影响石笋矿物形成和转变的因素,分析了利用石笋矿物类型特征研究古气候和古环境变化的可行性。洞内滴水饱和度和滴水中Mg/Ca比值是影响石笋矿物类型的主要因素:当滴水Mg/Ca 比值较低（Mg/Ca＜1或<<1）时,滴水饱和度较低易形成方解石,而文石沉积则需要更高的滴水饱和度;当滴水Mg/Ca 比值较高（Mg/Ca≥1）时,方解石相对文石沉积需要更高的滴水饱和度。洞穴围岩镁含量高且滴水多而稳定的洞内环境是我国南方大量文石笋发育的主要原因。长期处于滴水淋滤环境的文石笋容易向方解石转变,但若滴水中Mg2+浓度较大,此转变过程会受到抑制。在围岩镁含量较低的洞穴中,干旱时期渗流水滞留时间长、滴水速率变慢,会造成滴水中Mg/Ca比值升高并引起文石沉积。因此,石笋矿物类型及矿物相转变可指示气候和环境的变化。      

煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg成因机制

山西省阳泉市山底河煤矿“老窑水”循环系统多年水质监测数据计算结果显示,煤矿酸性“老窑水”的Ca/Mg值普遍偏低,且存在Ca/Mg值随酸化程度的增强（SO₄2?含量增加或pH减小）而减小的规律。针对这一问题,结合研究区的地球化学物源条件,通过室内试验以及野外监测水样的石膏、方解石、白云石矿物饱和指数与pH变化关系,分析煤矿酸性“老窑水”低Ca/Mg值的成因机制。研究表明:区内石炭系－二叠系的煤系地层中碳酸盐岩夹层、分散状态分布的菱镁矿、黄铁矿是“老窑水”中Ca2+、Mg2+、SO₄2?的物质来源;在黄铁矿氧化水解形成的以硫酸根为主导的酸性溶液中（pH为2.0~4.5）,代表硫酸对石膏、方解石、白云石可溶解性的饱和指数排序为石膏>方解石>白云石,受石膏在高浓度硫酸活性降低并发生沉淀、方解石溶解受Ca2+同离子效应抑制和饱和状态的平衡调节的综合影响,使Ca2+相对含量减少,由于MgSO₄溶度积大于CaSO₄,故Mg2+含量未受上述约束（或较低）,脱白云岩化反应可因Ca2+含量随石膏沉淀而继续进行,加之区内有菱镁矿的溶解,使得Mg2+相对含量增加,最终出现了镁矿酸性“老窑水” Ca/Mg值低的结果。Ca/Mg值可作为煤矿酸性“老窑水”的污染特征指标,应用于环境影响评价。      

白云鄂博碳酸岩墙的稀土和微量元素地球化学及对其成因的启示

根据矿物组成白云鄂博矿区的碳酸岩岩可墙可分为白云石型、白云石－方解石共存型和方解石型三种类型。REE和微量元素地球化学表明，这三类碳酸岩岩墙为碳酸岩浆演化不同阶段的产物，白云石型和白云石－方解石共存型对应于早期岩浆阶段，其（La/Nd)n、(La/Yb)n比值随稀土总量的增加而增大，方解石型则对应于碳酸岩浆演化的晚期热液阶段，其稀土总量明显富集，但其（La/Nd)n、(La/Y)n和（La/Yb)n比值随稀土总量的增加却有减小的趋势，热液阶段也是白云鄂博稀土矿化的主要阶段。     

梭菌SN-1菌株参与下形成的碳酸盐矿物组合及其主要矿物成分的动态变化

在Mg/Ca比值为6的Lagoa Vermelha改良培养基中,对分离自青海湖湖底沉积物的梭菌(Clostridiumsp.)进行了为期100 d的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对矿物成分和形态进行了测定和观察。实验结果表明:细菌培养实验的沉淀物数量始终多于无菌对照实验;在梭菌SN-1菌株作用下形成的碳酸盐矿物组合的变化趋势是方解石→方解石+单水碳钙石→单水碳钙石+方解石→单水碳钙石,而无菌对照实验产物中矿物的演化方向是单水碳钙石+方解石→方解石+单水碳钙石;在综合分析SEM和XRD观测结果的基础上,推测哑铃状矿物可能是高镁方解石,而球状矿物可能是单水碳钙石。     

西宁降尘的柠檬酸酸溶特性研究

以西宁降尘为研究对象,探讨柠檬酸溶解2 d过程中体系的pH及电导率变化,借助XRD、FTIR、SEM和ICP等表征手段,对降尘经酸处理后的残余固体及上清液进行分析。降尘加入柠檬酸的前4 h,反应溶液pH迅速上升;电导率从初始的4.31 ms/cm迅速升高到5.61 ms/cm,然后缓慢下降;8 h后,pH和电导率基本达到稳定。根据XRD分析,白云石特征峰(d=0.2886 nm、0.2190 nm等)和方解石特征峰(d=0.3031nm、0.2282 nm等)完全消失;根据红外分析,代表碳酸盐矿物的特征峰(1430 cm-1和877 cm-1)也消失,结合XRD结果可以得出方解石和白云石在柠檬酸作用2 d后完全溶解。柠檬酸溶出了降尘中大量的Ca2+,K+,Mg2+,Fe3+,Al3+,Si等元素,其中Ca2+的溶出量达到711.63 mg/L。柠檬酸对不同元素溶出的促进作用由强到弱依次为:FeAlSiCaMgK。在柠檬酸的作用下,降尘中的矿物被全部或部分溶解,其中碳酸盐矿物几乎完全溶解。     

Mg2+调控低温环境下单水方解石的合成

在4℃的低温条件下,通过模拟纳木错湖水中主要离子种类,控制反应体系中的Mg/Ca摩尔比,探究纳木错单水方解石(MHC)的无机成因,并利用X-射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)对实验沉淀产物进行了分析。结果表明,单水方解石是通过无定形碳酸钙(ACC)转化而来的,且单水方解石的形成和稳定受溶液中的Mg2+调控。当反应溶液中Mg/Ca 2时,生成方解石和镁方解石;当反应溶液中Mg/Ca 2时,单水方解石生成,并且在溶液中的存在时间随着Mg/Ca摩尔比的增加而增加。Mg/Ca=2时,单水方解石在溶液中仅存在48 h,随后转化为文石和少量镁方解石。单水方解石形成过程中Mg2+的作用主要是抑制方解石成核和生长,使单水方解石能够在溶液中形成并稳定存在。此结果为纳木错单水方解石无机成因提供一定的研究基础。     

金勘探中有关CO_2/CaO和砷的判别分析

许多产金区都具有变玄武岩的弥漫碳酸盐化特征(如蒂明斯地区)。但只凭CO_2重量百分含量却不易圈出潜在的含金靶区,而凭CO_2/CaO克分子比值(该比值能反映方解石与白云石之比)以及As含量(ppm)则较之CO_2的重量百分含量更有效。应用CO_2/CaO比值和As的判别函数对指导勘探金矿化最有效。     

中低温成矿过程的锰镁碳酸盐矿物化学动力学与矿物成因

文章使用开放流动反应装置研究了中低温热液矿床中常见脉石矿物碳酸盐(白云石、菱锰矿)在25℃～250℃水中化学动力学溶解反应速率。在25℃条件下,碳酸盐矿物的溶解速率r(Ca)>r(Mn)>r(Mg)。碳酸盐矿物在水中200℃时具有最大溶解速率。随着温度的继续升高,Mg、Mn碳酸盐的溶解反应速率会下降,容易形成白云石和锰碳酸盐。实验研究结果有助于理解中低温环境下,金属矿石的主要伴生碳酸盐矿物与水反应的化学动力学限制,试图说明中低温矿石伴随白云石和锰碳酸盐的沉淀机理。     

单斜辉石的 X 射线粉末法研究

辉石是最重要的造岩矿物之一。无论是研究火成岩,变质岩,还是研究深部地质或月球岩石都离不开辉石的鉴定和研究。在工艺岩石学(例如铸石学)的研究中辉石鉴定问题也极为重要,尤其是X射线粉末法鉴定。因此,近五十年来很多人对辉石的X射线粉末图进行过研究。为了研究辉石类质同象对晶格常数的影响及其和成因的关系,各种辉石(主     

大同云岗矿区井下陷落柱中的地开石

大同云岗矿区下侏罗统大同组顶部煤层附近的井下陷落柱中,充填有团块状、细脉状、网脉状白色粘土矿物。经物理光性研究、电镜、差热、X射线及红外光谱分析,确证其为特殊产状和成因的地开石。该地开石仅分布地下深300-400m处的井下陷落柱中,并与自生黄铁矿共生,按地热增温率估算,最高温度不超过15℃。显然,本区地开石是在常温还原环境下,在流经煤层的弱酸性地下水作用,由陷落柱中铝硅酸盐矿物,经过长期溶蚀分解而成。     

某地区白垩系中的冲积相

整个白垩系为砂泥岩互层,M段、W段、L段下部及D段下部为砂岩及砂砾岩。前人对W段及L段曾提出湖相及河湖交替相的看法。遵照毛主席关于“实践、认识、再实践、再认识”的教导,我们对W段和L段进行了研究,确定其为冲积相。本文是对该二段冲积相特征的讨论。     

硅酸盐熔体中橄榄石晶体的发育过程

早在十九世纪七十年代,也就是显微镜刚用于岩石学和矿物学的时代,某些基性岩,超基性岩的喷出物中的橄榄石所具有的特殊形态即引起一些著名的岩石学家和矿物学家的注意。     

沉积岩中的含硫和钙的磷锶铝石

一般特点及物理性质龙门山拗陷中段是一个很有意义的泥盆纪沉积磷矿的成矿区。在成矿区的西侧,含磷岩系的岩性序列自下而上为:角砾状和致密块状磷块岩、磷铝质岩、黑色页岩和细砂岩。在磷铝质岩中,有时在磷块岩层上部,产有一种沉积岩中罕见的自生矿物--磷锶铝石的合硫和钙的变种。该矿物首先由段前烈、舒銮绶等同志发现,定名为硫磷铝锶矿,并认为与其变种羟硫磷铝锶矿相当。磷铝质岩呈灰色、晤灰色及灰黑色,有时带咖啡色,中厚层至厚层状(照片1),主要组成矿物是磷锶铝石及粘土矿物(以高岭石为主,有少量水云母),此外尚有磷灰石、黄铁矿、有机质,以及陆源碎屑矿物:电气石、锆石、金红石、磁铁矿、钛磁铁矿等。磷铝质岩成似层状或透镜状产出,沿走向方向在该区南北两端相变为硅质岩。     

论斜长石超结构——关于e衍射参数及其矢量模的一些探讨

矿物的单位晶胞的晶体结构研究,曾使矿物学从外观形态描述进入微观研究。现代对矿物的非布拉格衍射--“卫星”衍射的研究,揭示了矿物具有超结构,从而使矿物学进入了新的发展阶段。矿物的超结构研究,表明矿物不是单位晶胞的简单重复,每一种矿物从宏观到微观,在单位晶胞,超晶胞等不同数量级范围内,都具有各自的组合、分布规律。无疑,超结构研究更能解释矿物的各种物理和化学性质,因而它具有深远的矿物学意义。     

副硫锑钴矿(CoSbS)的晶体结构

副硫锑钴矿是硫锑钴矿(CoSbS)的一个同质多象变体。1970年由卡布里(L. J. Cabri)等人发现于加拿大安大略州,他们对该矿物进行了化学分析及X射线粉晶分析等研究。测得该矿物属斜方晶系,a=5.764,b=5.952,c=11.635,空间群为Pbca,Z=8。     

祁连山地质构造特征

祁连山呈近北西向展布,长约1000余公里,宽100-250公里。本文据甘肃、青海等省的区调、科研资料及成果综合整理。     

各种斜长石成分的分布规律和低结构态斜长石分类

斜长石是自然界最常见的造岩矿物,一般认为它是完全类质同象系列的典型代表。然而近代研究发现,斜长石在地质体中出现的概率是不均等的,呈不连续的众数分布。在斜长石的X射线衍射、电子衍射、光学性质以及红外吸收光谱所记录的相关曲线上,出现反映结构变化的不连续点,这些不连续点与上述稳定斜长石(呈众数者)的成分点一致。另外,斜长石的非布拉格“卫星”衍射等都说明斜长石超结构对斜长石的稳定性起着重要的制约作用。本文以大量的实际资料,把斜长石的内部结构和斜长石各种物理化学性质联系起来,讨论各种斜长石成分的分布规律,并提出低结构态斜长石分类。     

冀中牛驼镇凸起地温场的特点及地下热水的开发利用

牛驼镇凸起是冀中拗陷中一个显著的次级正向构造,其地理位置见图1。1973—1978年进行石油普查和勘探时,在该区相继发现了地下热水,引起了人们的注意,先后对热水的分布有过报道和论述^[1,2]。鉴于牛驼镇凸起(包括容城凸起)地热异常在华北平原具有代表性,我们在石油部门的协助下,在本区较系统地开展了地温测量并收集有关资料进行研究。本文试图剖析这个典型地区地温场的特点,作为圈定和预测华北平原地热异常区以及分析地下热水分布规律的基础。