山东氧化铝厂碴场地下水系统的环境地球化学反应模型

本文研究厂地质、水文地质和水文地球化学资料以后,把碴场区的水文地质条件概化为以碴场下渗的污水补给、地下径流排泄的水文地质模型,把含水介质简化为一组矿物集合体,把地下水和含水介质间的各种作用利用地球化学反应来描述。在此基础上,利用能量最低原理和质量守恒、电子守恒、电中性方程来构造线性规划数学模型,并用单纯形法求得水-岩之间的物流量。     

一种计算已污染的地下水和可渗透介质之间物质迁移的先进技术

在中国山东铝厂废渣堆放区进行的矿物成份、水文地质、和化学地质大调查的基础上，该论文论证了一种计算被污染的地下水和可渗透介质之间物质传送的一种新方法。含水介质作为一种矿物的集合体来考虑，地下水和含水介质之间的相互作用作为一系列的化学反映来考虑。于是，最小能量原理、物质平衡原理、电子平衡原理和电气中性原理被用来建立计算时的一个线性编程数学模型。最后，该数学模型通过一个简单的方法来解答。该方法推测出污水的渗透导致了废渣堆放区发生了大量的地质化学反映。地下水系统中的总能量逐渐减少，并且地球化学系统在地下水流动方向上趋于稳定。     

地幔矿物与水流体之间元素分配系数的研究及意义

流体是地球内部物质和能量迁移最为活跃的介质，它在造成地幔化学的富集和亏损，产生具有不同地球化学特征的幔源岩浆岩石，以及促进壳幔物质的再循环过程等诸多方面都起了重大作用，高温高压下实验模拟流体与地幔岩石和矿物之间痕量元素分配作用是揭示地幔流体的组成与性质，地幔中不同元素类型之间或内部的分异作用，地幔交代介质的类型与特征，岛孤玄武岩高场强元素亏损原因的一个重要的手段，并对近年来有关高温高压下流体与地幔矿物之间痕量元素分配作用的实验模拟研究进行了评述，分析了制约流体与地幔矿物之间痕量元素分配系数的因素，总结了这些研究的应用。     

福建马坑矿区地下水化学成分的变化特征研究

地下水在含水层中运移,不断与其含水介质发生水岩作用,溶解介质中化学元素。在地下水运移过程中,地下水的化学成分与含量不断发生变化。影响矿区地下水化学成分的主要因素有含水层的岩石组合、矿物的溶解度、地下水的径流特点、混合作用及人为作用等。     

广西来宾二叠系栖霞组黏土矿物和地球化学特征初步研究及地质意义

研究了广西来宾铁桥剖面栖霞组的黏土矿物组合和地球化学特征的纵向变化特征。黏土矿物分析结果表明,栖霞组上部和下部地层中,黏土矿物含量较高,以伊利石、绿泥石为主,含少量的高岭石和蒙脱石;中部地层中黏土矿物含量较少。在电子显微镜下,有些黏土矿物,如伊利石,发育在草莓状黄铁矿晶体之间,形成于早期成岩作用阶段。整体上黏土矿物成因与陆源碎屑物质输入有关。配套的地球化学分析表明,Al、Fe和Ti质量分数等反映陆源物质的指标,在栖霞组下部和上部质量分数较高,中部明显较低。上述黏土矿物分析和地球化学测试结果意味着该地区二叠纪栖霞期呈现一个明显的陆源碎屑物质输入旋回变化,早期和晚期陆源物质供应较明显,而中期较贫乏,可为该区进一步古地理研究提供重要参考。     

广西北山岩溶水系统地球化学的研究

研究岩溶水系统的含水介质特征是进行岩溶水文地质勘探工作的一项任务,本文从地球化学角度出发,利用北山矿区出露的泉水及大量的水文地质钻孔,通过地下水化学场在时间空间上的变化,研究了岩溶含水层的含水介质特征。 文中主要讨论了不同类型的地下水化学组成的季节变化,以及地下水矿化度在垂向上的变化,还讨论了利用碳酸盐平衡原理,通过矿物饱和指数（SIC,SID）与CO2分压（Pco2） 关系区分管道流及扩散流等。最后还提出了利用氚（3H）来区分含水介质类型的可能性。      

石羊河流域地下水化学环境演化特征研究

作者在系统研究石羊河流域地下水化学类型和演化特征的基础上,应用地球化学计算机模拟方法,模拟了研究区地下水中各元素存在的形式,方解石、白云石等矿物的饱和指数,进而判断了水岩作用的方向和程度,揭示了石羊河流域地下水化学环境演化机制。     

地球化学位守恒

地球空间中某物质系某相中某组分在一定条件下,由相中逸出的能力,称地球化学位。本文根据地球化学位基本关系式建立了因某组分的动能、位能、压力能而引起的地球化学位之和为一常数的关系,该关系称地球化学位守恒。文中指出了某含矿组分的地球化学位守恒及其转化与金属矿物沉积的关系,给出了生成富铁、富铜以及其他富的金属矿床的化学热力学根据。     

微生物矿化成因的铁硫酸盐矿物表面特征初探

研究表明，生物一矿物相互作用是地球表层系统演化的重要地质营力之一。微生物与矿物岩石之间进行着活跃的物质交换，微生物通过营造微观地球化学环境和提供吸附、成核中心影响着矿物的溶解和结晶，其中生物一矿物界面是物质交换和化学反应最为活跃的场所，矿物表界面记录着丰富的微生物作用信息。在综述前人微生物一矿物相互作用界面研究的基础上，利用气体吸附技术，对比分析了微生物矿化成因和无机合成含水铁硫酸盐矿物的表面积、表面分形和表面吸附能特征，初步讨论了微生物矿化成因铁硫酸盐矿物的表面特征和控制机理。     

矿物化学

矿物化学的主要研究对象是矿物,因此它是矿物学的一门分支学科,而与地质学、地球化学及化学又有紧密的联系。 矿物化学着重研究矿物的化学性质、化学组成以及矿物中元素的共生组合及其与矿物的产状、成因、晶体结构和物理性质之间的关系。因此,它在鉴定矿物,确定矿物工业类型,评价矿床物质成分及综合利用价值,探讨矿物、岩石与矿床成因等方面有着重要的作用。 虽然自本世纪初以来,矿物化学的研究内容已在许多文献中见到,但是作为一门学科则是郭承基教授在50年代末期提出来的,并相继出版了他的专著:《稀有元素矿物化学》、《放射性元素矿物化学》及《稀土元素矿物化学》等。嗣后,矿物化学的理论和方法在我国稀有元素矿床以及内蒙白云鄂博铁铌稀土矿床的物质成分及成矿规律的研究中得到广泛应用,其内容也日趋丰富和完善。近十年来,随着测试分析方法的进步,微量分析在矿物化学研究中的引进,使得矿物化学更有长足的发展,时至今日,它已成为地球科学中一门发展中的边缘学科。     

南京方山饮用矿泉水的研究

本文从地球化学角度出发,解析了方山玄武岩饮用矿泉水中化学成份的来源问题,对其水中化学成份形成的影响因素也作了探讨。本文确定了方山饮用矿泉的成因类型,揭示了影响化学元素迁移的因素,查明了地下水与围岩(含水岩组)相互作用的特征,建立了水一岩平衡,推导了元素在地下水中的迁移强度。影响水中元素迁移的因素有岩石的溶滤程度、组成岩石的矿物溶解度、地下水水动力条件、水化学特征和含水岩组的化学成份及其存在形式等。     

计算流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究。随着计算机运算能力的不断增强 ,在地球化学中正在形成一门新兴学科———计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运化学反应耦合动力学研究取得了显著进展。建立在Darcy定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等 ,从古水文学和流体地球化学方面高度动态研究成矿作用。根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据 ,预测多组分体系中发生的流体岩石相互作用 ,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运化学反应耦合动力学 ,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为 ,是计算流体地球化学的发展方向。     

典型新生代断陷盆地内孔隙地下水地球化学过程及其模拟：以山西太原盆地为例

以地处中国北方半干旱地区的典型新生代断陷盆地--太原盆地为例,分析了影响孔隙地下水化学特征的水岩相互作用过程。研究结果显示:孔隙地下水的水化学类型表现出明显分带性,并与盆地水文地质单元分区吻合得很好。地下水地球化学过程的定性研究结论与基于PHREEQC的反向水文地球化学模拟结果一致,均表明对于地下水化学特征的形成和演化而言,硅酸盐和碳酸盐矿物的溶解沉淀作用、排泄区地下水的蒸发浓缩作用及其与含水层介质的阳离子交换作用是控制性的地球化学过程。研究表明：地下水地球化学特征可指示地下水流动场,水化学过程研究是地下水系统结构研究的重要手段之一。     

计算机流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究,随着计算运算能力的不断增强,在地球化学中正在形成一门新兴学科－计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运－化学反应耦合动力学研究取为著进展,建立在Ｄａｒｃｙ定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等,从古水文学和流体地球化不方面高度动态研究成矿作用,根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据,预测多组分体系中发生的流体－岩石相互作用,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运－化学反应耦合动力学,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为,是计算流体地球化学的发展方向。     

深层龙马溪组页岩气藏黏土矿物水岩作用微观机制

水岩作用对页岩气藏的地球化学特性和高效开采研究具有重要的意义。为研究我国西南龙马溪组深层页岩气藏水岩作用的微观机制,针对龙马溪组深层页岩组构特征,建立了深层页岩典型黏土矿物(镁蒙脱石、铁蒙脱石和伊利石)水岩作用的分子动力学模型,分析含水量、温度和矿物特征变化对晶胞层间距和水分子扩散系数的影响,通过实验验证水岩作用对典型矿物微观结构的影响程度。研究表明,随着层间水分子数量增加,蒙脱石和伊利石晶胞层间距增大;随着温度增加,蒙脱石和伊利石晶胞层间距变化不明显,层间水分子扩散系数增加;含水量和温度一定,蒙脱石晶胞层间距远大于伊利石,而伊利石的晶胞层间水分子扩散系数远大于蒙脱石,且镁蒙脱石大于铁蒙脱石晶胞层间距,而铁蒙脱石的水分子扩散系数大于镁蒙脱石。上述研究表明,水含量增加会加剧典型黏土矿物晶层破坏的程度,而温度升高会引起典型矿物晶层破坏速度的增快。与浅层页岩相比,温度升高可能导致深部页岩水岩作用更加剧烈。     

矿床地球化学应用

稳定同位素方法已成为现代地球科学研究的重要手段之一，稳定同位素体系的理论模式及其地球化学应用是国际上地球化学研究的前沿方向之一。本文概括了热液体系内成矿地球化学过程引起稳定同位素组成变化的定量理论模式，包括热液矿物之间的同位素平衡的判断、热液去气和矿物沉淀的储库效应、二元混合与矿床成因等。这些模型对于确定成矿温度、鉴定成矿流体源区和推测成矿地球化学机理提供了更为合理的同位素数据定量解释基础。     

黄土的活性氟与黄土中地下水含氟量

地方性氟中毒主要是饮用高氟水所致。它是西北黄土地区主要的地方病之一, 它的形成、分布与作为含水介质的黄土有较密切的关系。据有关资料研究, 黄土中含有云母、电气石、角闪石类及磷灰石等多种含氟矿物。分析资料表明, 黄土含有较高的氟, 如洛川黄土全溶氟含量160-404ppm, 其中古土壤层含量较高。笔者认为黄土层地下水的含戴量与含水介质有关, 但直接影响地下水中含氟量的不是黄土的全氟量, 而是它的活性氟使水浸溶液中含氟。由于黄土的形成和分布地区的地球化学环境的不同, 则氟在黄土中存在的状态和被水释出的强度有较大的差异, 因此它向水中迁移的数量也就不同。     

成矿作用动力学研究的新进展及发展趋势

成矿作用动力学是地球化学动力学的一个重要分支学科,近年给出了更完善的定义,初步建立了一套理论体系和研究方法。水岩相互作用及动力学模型、物质输运与化学反应、成矿元素的输运与沉淀、化学热力学与输运性质等方面的研究取得许多新的进展。最后指出了成矿作用动力学的某些发展趋势。     

地球地质历史中非生物成因的自组织耗散结构(英文)

自从地球上有水出现,就持续存在水-岩体系的平衡-不平衡。这一体系内部是不协调的,这就决定了它在地质历史的长河中自发地连续发展的可能性,并导致完全新的矿物相和水的不同地球化学类型的生成。在地壳中这一体系持续在一个热力学分支的线性域中,远离平衡而发育。它积聚太阳能,形成非生物成因耗散结构。它在连续发育惯性中起特殊作用,然后发育为一种生命物质。前进自组织将向该体系倾斜的趋向,定义为无机物质发育的基础之一。还有其他的一组体系都从这个体系中继承了它大多数的性质。水-岩体系的演化导致了次生矿物相和水的地球化学新类型的形成。随着演化程度加深,体系在成分上、结构上逐渐变得复杂,形成新的地球化学介质,它们又反过来控制新矿物相的生成从而对自身的性质产生影响。这一过程在地质历史上是永恒的。这便是矿物界自组织的要点,即包括发生、生长及新结构形体的时-空弥散以及矿物、地球化学介质的形成,最后是新的有机物质和生命的起源。     

基于钻孔测温的地球化学温度计适宜性评价：以雄安新区为例

地球化学温度计是估算深部热储温度的常用方法,在没有钻孔或钻孔深度未达到地热储层时被广泛使用.但是过去地球化学温度计的计算结果主要用于与井口温度进行对比,而与钻孔实测温度之间的对比研究工作相对较少,这不利于温度计计算结果的可靠性评估.为此,本文选择勘探相对成熟的华北平原冀中坳陷雄安新区的12口地热井开展工作,通过现场水温测定、钻孔地温测量、地热水采集与测试的手段,在水岩相互作用程度判定和矿物化学热力学平衡模拟基础上,利用地球化学温度计估算地热水的热储温度,对比钻孔实测温度和温度计计算结果的误差,进而给出研究区不同热储的最适温度计方法.研究结果表明：(1)研究区内井口温度<70℃时,井口温度落在热储层顶底板钻孔实际温度的区间范围内.但井口温度超过100℃时,受降温、减压、相分离、CO₂脱气、SiO₂沉淀等因素影响,井口温度明显低于热储层顶板温度,更低于热储层底板温度,在地球化学温度计可靠性评估时需格外注意.(2)蓟县系岩溶热储地热水未达到水岩平衡,阳离子温度计不适用,新近系砂岩热储馆陶组地热水达到部分平衡,阳离子、SiO₂