有机污染物环境行为过程中的稳定同位素分馏效应研究进展

稳定同位素技术是近来发展起来用于识别和评价环境有机污染物来源和降解的新方法。介绍了近年来在实验室和现场对包括含氯有机试剂、石油烃类、多氯联苯等多种有机污染物在生物和非生物降解、挥发和吸附等物理过程中的稳定同位素分馏效应研究中所取得的成果和可能存在的问题,在此基础上,对稳定同位素分馏效应在污染物环境研究中面临的困难以及应用前景进行了论述,指出未来应拓展研究污染物种类,加强环境因素对稳定同位素分馏效应影响的研究。     

铜同位素及其在环境污染示踪中的应用进展

近年来,环境问题一直都是社会关注的热点,如大气、土壤和沉积物中的重金属污染问题已成为社会关注的热点。要解决环境重金属污染,关键是要确定其污染源和污染途径,本研究选取了3种典型的污染,即河流污染、冶炼厂地污染及大气颗粒物污染,选择同位素示踪技术作为研究方法,并且以铜作为示踪指标,对铜元素的基本性质,以及铜同位素在地球化学过程中的分馏,不同类型样品的处理、消解以及同位素分离纯化方法,同位素测试技术、示踪技术、端元模型进行了汇总,以及对现已发表的成果中上述3种典型重金属污染的端元(自然输入源和人为输入源),受污染途径、污染程度的研究进行了概括和总结。Cu同位素在环境污染溯源方面尚处于起步阶段,因此还需要进一步研究表生过程中Cu同位素的分馏机理,为认识重金属污染源与汇迁移过程中的机理提供重要的信息。未来的研究中,可进一步运用多种同位素相结合的方法,扩展多元同位素指纹数据库;而且同位素模型是对重金属污染源及污染贡献率进行正确评价的重要研究内容,还需构建新的多同位素多元污染模型来解决更为复杂的污染源。      

内蒙黄岗梁—孟恩陶勒盖多金属矿床同位素地质特征

通过内蒙黄岗梁—孟恩陶勒盖多金属矿床稳定同位素地质特征的研究,对成矿物质来源进行了探讨。硫有两个硫源,其一为上地幔岩浆硫,其二为多种成因的地壳硫。铅为正常铅,为来自于地槽区深部岩浆的造山带型铅。根据稳定同位素特征和成矿地质背景,将区内矿床分为Sn、Ag、Cu、Pb、Zn与W、Sn、Be、Fe两个成矿系列。成矿流体主要来源于岩浆水和大气降水。成矿物质主要来源于重熔、同熔两大系列岩浆,岩浆-大气降水对流循环攫取了二叠纪地层中部分矿质参与成矿。     

黔南独山与黔西南晴隆锑矿田成矿流体与物质来源对比研究

贵州锑矿是华南锑成矿带的重要组成部分,目前对区内主要锑矿床的成矿流体与物质来源问题存在较大的争议。因此,在搜集黔南独山锑矿田和黔西南晴隆锑矿田的H、O、S、Pb等同位素数据的基础上,通过对比分析来研究这两个地区成矿流体与物质来源的异同。研究结果表明:黔南独山锑矿田成矿流体来源于大气降水,而黔西南晴隆锑矿田的成矿流体应该是由早期温度较低的盆地流体及部分大气降水和后期的温度较高的深部流体混合而成。黔南独山锑矿田中半坡、蕊然沟矿床辉锑矿较富集34S,硫应主要来自赋矿围岩;巴年、甲拜矿床的辉锑矿较富集32S,硫同位素组成显示了较明显的幔源硫的贡献。黔西南晴隆锑矿田的辉锑矿富集34S,硫来自幔源硫。铅同位素组成指示独山矿田锑应主要来源于围岩地层,次为基底;而晴隆矿田应来源于基底与上地幔。      

新疆彩霞山铅锌矿床地质及同位素地球化学特征

对彩霞山铅锌矿床矿石矿物和围岩的硫、铅同位素及脉石矿物的氢、氧同位素地球化学特征进行了研究。分析结果显示,成矿物质来源于地壳和地幔的混合;硫来源主要为同化了海水硫酸盐的岩浆硫,并有少量生物还原硫参与。氢、氧同位素指示成矿流体早期可能有岩浆热液,主成矿期主要是地层中的建造水参与成矿。     

锡矿山锑矿稳定同位素地球化学研究

通过氢、氧、碳、硫、硅、铅等稳定同位素和矿物包裹体地球化学的研究,指出锡矿山锑矿成矿温度中－低温（１５０～２５０℃）,成矿流体主要来源于大气降水,为盐度较低贫硫富氯的偏碱性流体。成矿物质主要来自前泥盆纪地层。矿床属大气降水低温热液型矿床。     

八家子铅锌矿硫同位素特征及其地质意义

八家子铅锌矿位于虹螺山—五指山成矿带的南端,矿床赋存于长城系高于庄组及大红峪组中。本文通过130件硫同位素资料对全矿区的硫同位素特征,不同成矿阶段,不同组构以及不同矿物的硫同位素组成进行了系统研究。全区δ~(34)S分布范围为 16.4‰—-19.1‰,δ~(34)S(?)s为2.16‰,硫同位素具有水平分带及垂直分带特征。同时还对矿床的硫同位素平衡温度和平衡程度进行了计算和估计,并结合包体测温结果确定矿床的成矿温度介于低温到高温之间,主成矿期温度以中温(300—400℃)为主。上述研究表明,本区的硫同位素组成特征是沉积岩和岩浆热液共同作用的结果,成矿作用应以岩浆热液作用为主。     

喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义

硫同位素研究在喀拉通克岩体的地壳物质混染过程中有重要意义。通过对块状和浸染状矿石、斑点状和脉状矿石以及围岩中硫化物进行硫同位素测试,分析了黄铜矿、黄铁矿、磁黄铁矿的硫同位素在硫化物中的富集状态,探讨了喀拉通克铜镍矿床硫同位素组成特征及其地质意义。结果表明:块状矿石的同位素测定值与标准值之间的千分偏差δ(34S)为(-1.30～1.84)×10-3,浸染状矿石的δ(34S)为(-2.50～0.85)×10-3,脉状矿石的δ(34S)为(-1.54～3.00)×10-3,围岩中黄铁矿的δ(34S)为(-7.8～-3.3)×10-3;硫同位素在硫化物中的富集从大到小依次为黄铁矿、磁黄铁矿、黄铜矿,说明硫化物之间基本达到了硫同位素平衡;喀拉通克铜镍矿床的硫主要来自于地幔,只在岩浆熔离作用形成的浸染状矿石和岩浆后期热液阶段形成的脉状矿石以及晚期黄铁矿中有少量或局部地壳硫混染的痕迹;地壳硫的加入没有在岩浆源区发生,可能发生在岩浆上升并发生硫化物就地熔离的局部过程中,几乎不对硫饱和及硫化物的熔离产生影响;岩浆在地壳深部发生的橄榄石、铬铁矿等矿物的分离结晶作用,有可能是促使硫饱和与硫化物熔离的主要因素。     

马超营断裂带金矿床δ~(34)S特征及有关问题讨论

沿马超营断裂带分布有石英脉型和构造蚀变岩型金矿床。据硫同位素研究表明：石英脉型δ３４Ｓ为小正值,成矿深度大,温度高（２００～２５０℃）;构造蚀变岩型δ３４Ｓ多为负值,成矿温度低（１５０℃左右）,且大气降水的参与对成矿起重要作用。本区金在热液中主要以氢硫络合物的形式存在。     

顾及地形影响的火星地表天文辐射时空特征分析

天文辐射指不考虑大气影响，落于地表的太阳辐射类型，亦是太阳能资源评估的重要背景。火星天文辐射及其时空分布特征的研究会为未来火星的探索提供助力，为火星太阳能资源的精细化利用和高效开发以及政府的科学决策提供基础数据。火星地形地貌错综复杂，其规模形态地球难以比拟，故而无法忽略地形对火星地表天文辐射的影响效果。然而，当下对火星天文辐射的计算和研究并未考虑火星实际地表的遮蔽效应且往往是从局部区域进行的研究。本文考虑纬度差异、时序更替的综合影响，以分辨率200 m的数字高程模型作为基本数据，提出了基于DEM计算火星天文辐射的理论模型，利用Hadoop分布式集群提供的并行计算框架以10 min为一个时间单位精细模拟了考虑地形遮蔽影响的火星全球地表天文辐射空间分布。Rb为水平面天文辐射与考虑地形遮蔽因素的天文辐射之比，一般用于评估天文辐射的地形遮蔽程度。基于全球不同纬度使用Rb进行时空分析，通过有交互的双因素方差分析、因子分析、相关性分析探寻地形因子及天文因素对阴坡和阳坡Rb值的影响程度。结果表明：地形对火星全球地表天文辐射的影响效果在时空尺度上具有明显的规律性，其影响程度不仅与地形自身发展情况（包括...     

广西大瑶山西侧层控矿床稳定同位素特征

本文通过对大瑶山西侧成矿带泥盆系层控矿床中的铅、硫、碳、氢、氧等稳定同位素组成特征研究,探讨了本区成矿物质的来源和含矿溶液性质。认为,铅主要源于上地壳泥盆系—寒武系岩石,后生阶段有部分印支—燕山期幔源铅(基性岩)加入:重晶石硫源于寒武—泥盆纪海水硫酸盐,而硫化物矿物硫源于细菌还原海水硫酸盐成的H_2S;矿物包裹体流体水的氢、氧同位素组成说明后生期含矿热液属于大气降水深循环形成的热囱水,部分碳、氧同位素组成反映了成矿带北段可能有岩浆期后热液的叠加。据此,将本区划为前泥盆纪、泥盆纪、印支期等三期成矿作用,形成了成岩、成岩—后生和后生层控矿床系列,具有多源、多期、多阶段特点。     

The Evaporation Effect on the Isotopes in the Yellow River Water

Based on the isotope analysis result of water samples in the 18 sections of the Yellow River, the variation of δ18Oand δD have been analyzed. From near the source to the entrance to the sea, the Yellow River has a general trend that the ratios of the stable isotope increase progressively; The main factors affecting the isotopes in the river water are mixing of external water bodies, evaporation and others; In the river segment between Lanzhou and Baotou and in lower reaches, the extent of the evaporation effect on the isotope fractionation from the river water surface is limited but the evaporation from the irrigated river water and the return flow is one of the main factors affecting the isotopes in river water.     

地下水硫酸盐溯源的进展、问题和发展趋势

识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提, 对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上, 总结了不同地下水硫酸盐来源δ34S_SO4和δ18O_SO4值域范围; 综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展, 指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程; 因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响, 地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布, 布置采样点采集污染源和地下水样品, 测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度, 利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息, 解析地下水硫酸盐的来源及其贡献, 以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。      

泗顶—古丹铅锌矿田铅同位素组成特征及其地质意义

笔者根据泗顶—古丹铅锌矿田矿石铅同位素组成特征,并结合矿田成矿地质背景,探讨其地质意义。研究结果表明:方铅矿的铅同位素组成特征随硫同位素组成特征和矿化场所的变化而变化,铅同位素组成模式年龄依矿田出现的地质事件可分两组(410—600Ma,180—260Ma),并可建立起二源线性混合方程,因此,成矿物质来源具两源性。故认为泗顶——古丹铝锌矿田的硫化物矿床,成矿物质来源于加里东运动褶皱基底轻微变质的寒武系和盖层泥盆系,含矿溶液是赋存于该两个地层中的地下水混合产物,即二源地下水混合成矿作用结果。     

陕西谭家沟热水沉积型金矿床地质特征与成因分析

谭家沟金矿产于中泥盆统热水沉积岩中。矿体位于铁白云石硅质岩构造角砾带 ,是以浸染状矿化为主 ,由热水沉积铁白云石硅质岩提供矿质并基本在层内富集成矿的热水沉积改造型金矿床。铅同位素特征表明成矿金属来源于地壳 ;硫同位素组成特征表明硫主要来自海水硫酸盐的还原硫 ;氢氧同位素测试数据表明 ,成矿流体主要为原生建造水。成矿流体为SO4 2 F/Na Ca2 型 ,成矿物理化学条件为弱中等还原环境 ,成矿温度 15 0～ 170℃ ,盐度w(NaCl)为 6 .86 %。     

辽南隈子金矿矿床地质特征及其成因探讨

隈子金矿产于似斑状黑云母花岗岩所包围的辽河群盖县组残留体中，矿脉明显受层间断裂控制。矿石特征，硫、氧同位素，包裹体及红外光谱综合研究表明：隈子金矿床属中－高温成矿，成矿流体呈重熔岩浆热液特征。因此，该矿床是重熔岩浆热液矿床。     

Gas Bench Ⅱ-IRMS测定地下水中溴同位素新技术

建立了利用Gas BenchⅡ联用同位素比值质谱仪(Gas BenchⅡ-IRMS)用于测定地下水中溴稳定同位素的方法.基于溴比氯更容易被重铬酸钾氧化的性质,将Br-氧化成Br2,而氯残留在原溶液中,从而把溴与氯分离开;再利用AgNO3将溴以AgBr的形式沉淀下来,然后将AgBr转化成CH3Br进行溴稳定同位素质谱测定.反应中,CH3I用量为20 μL,AgBr用量为0.5 mg.本测试流程需溴4～10 mg,质谱测试时间由1.5h缩短为800 s,测试精度优于±0.1‰(2σ).该方法可以用于地下水中溴同位素测定,在水文地质研究中具有广阔的应用前景.