Sulfide-driven arsenic mobilization from arsenopyrite and black shale pyrite

We examined the hypothesis that sulfide drives arsenic mobilization from pyritic black shale by a sulfide-arsenide exchange and oxidation reaction in which sulfide replaces arsenic in arsenopyrite forming pyrite, and arsenide (As−1) is concurrently oxidized to soluble arsenite (As+3). This hypothesis was tested in a series of sulfide-arsenide exchange experiments with arsenopyrite (FeAsS), homogenized black shale from the Newark Basin (Lockatong formation), and pyrite isolated from Newark Basin black shale incubated under oxic (21% O₂), hypoxic (2% O₂, 98% N₂), and anoxic (5% H₂, 95% N₂) conditions. The oxidation state of arsenic in Newark Basin black shale pyrite was determined using X-ray absorption-near edge structure spectroscopy (XANES). Incubation results show that sulfide (1 mM initial concentration) increases arsenic mobilization to the dissolved phase from all three solids under oxic and hypoxic, but not anoxic conditions. Indeed under oxic and hypoxic conditions, the presence of sulfide resulted in the mobilization in 48 h of 13-16 times more arsenic from arsenopyrite and 6-11 times more arsenic from isolated black shale pyrite than in sulfide-free controls. XANES results show that arsenic in Newark Basin black shale pyrite has the same oxidation state as that in FeAsS (−1) and thus extend the sulfide-arsenide exchange mechanism of arsenic mobilization to sedimentary rock, black shale pyrite. Biologically active incubations of whole black shale and its resident microorganisms under sulfate reducing conditions resulted in sevenfold higher mobilization of soluble arsenic than sterile controls. Taken together, our results indicate that sulfide-driven arsenic mobilization would be most important under conditions of redox disequilibrium, such as when sulfate-reducing bacteria release sulfide into oxic groundwater, and that microbial sulfide production is expected to enhance arsenic mobilization in sedimentary rock aquifers with major pyrite-bearing, black shale formations.     

塔里木盆地西部吐木休克断裂带的主要特征和构造演化

塔里木盆地西部的吐木休克断裂带是中央隆起(前身是晋宁期碰撞造山带)的次级单元巴楚断隆与北部坳陷的次级单元阿瓦提凹陷之间的分界。本文以大量的地质和地球物理证据,证明它是一条内部结构复杂且切穿地壳的深断裂。结合区域构造演化恢复了断裂发育史,指出它经历过三期重大的冲断活动,分别发生在加里东期、海西期和新近纪。新近纪的冲断与巴楚断隆的南界断裂带有相同的构造样式,可分为两幕:中新世的冲断受制于南天山前陆冲断带的向南扩展,更新世的冲断主要受制于西昆仑前陆冲断带的向北扩展。吐木休克断裂带的东西走向段和北西走向段的构造特征尚有若干差异,前者在加里东期活动较强,反映了构造的继承性;北西走向段则是加里东期出现的新生构造,在海西期进一步发展,更新世时因被卷入西昆仑的前陆冲断作用,表现出强烈而复杂的变形。     

塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制

基于系统的地震剖面解释及其与塔中地区的对比,本文探讨了塔里木西部地区古生代断裂活动的方式和机制。玛东断裂带是一条宽阔的北东向盖层滑脱型褶皱冲断带,前展式向东南扩展,冲断作用发生在奥陶纪末。巴东断裂(吐土休克Ⅱ号断裂)为北西向基底卷入型冲断带,奥陶纪末和中二叠世末发生冲断。巴西断裂和塔参2井南断裂是海西期的正断层。塔里木古板块古生代的发育受邻侧的造山带演化制约,近东西向和北东向断裂奥陶纪末的冲断是继承基底构造发育的。塔中地区的近北西向断裂是晚寒武世的新生断裂,加里东运动可分为两幕:奥陶纪末的冲断(艾比湖运动)和晚志留-中泥盆世的冲断-走滑,后者向西明显减弱。塔里木西部的部分北西向断裂(如康西断裂)可归入塔中北西向断裂系。北东向的玛东断裂带是其西的向北(东)冲断的吐木休克断裂带与其东的向南偏东冲断的塔中8-1井——塔中5井断裂带之间的调节断层。     

库车坳陷东部山前带古近系不同体系域内扇三角洲沉积砂体的对比研究

通过对塔里木盆地库车坳陷南天山山前带克孜勒努尔沟与依奇克里克野外露头沉积相的精细研究,结合山前带大量地震剖面分析与迪那201井、东秋5井等多口钻井测井相和岩心精细描述,将古近系库姆格列木群划分为2个层序。层序2低位域以冲积扇沉积为主,自湖侵体系域始,研究区广泛发育退积与进积型扇三角洲沉积。库姆格列木群层序2湖侵体系域内扇三角洲平原砂体以正韵律沉积为主,砂砾岩占地层厚度的(68.4～87)%;扇三角洲前缘砂体正、反韵律均有分布,砂砾岩占地层的百分比有所降低,为(55.2～77)%。高位体系域内主要发育以反韵律砂体为主的扇三角洲前缘沉积。古近系苏维依组只发育一个层序,其低位体系域的砂体为扇三角洲平原与前缘的分流河道砂体,湖侵体系域内扇三角洲前缘砂体正、反韵律均发育,高位体系域内主要发育扇三角洲前缘沉积,以反韵律砂体为主,正韵律砂体相对较少。对比苏维依组不同体系域内砂体储集性,湖侵域内砂体优于高位域内砂体。扇三角洲沉积体中有利储集砂体首选为湖侵体系域内的扇三角洲前缘水下分流河道和河口坝砂体,次之为低位域扇三角洲前缘(平原)分流河道砂体,最后是高位域内的河口坝及席状砂沉积砂体。特别要指出:低位体系域或者湖侵体系域底部发育的扇三角洲前缘(平原)分流河道砂体(底砂砾岩)被快速湖侵的较厚的暗色泥岩所覆盖,可形成较好储集场所。     

北疆阿尔泰南缘泥盆系浅变质碎屑沉积岩地球化学特征及其形成环境

对于北疆阿尔泰地区泥盆纪所处的大地构造环境,目前仍旧存在不同观点。前人基于阿尔泰南缘泥盆纪火山岩地球化学研究,分别提出了活动大陆边缘和被动大陆边缘裂谷等不同构造观点。阿尔泰造山带南缘的泥盆纪浅变质碎屑沉积岩地球化学研究表明,该套浅变质碎屑沉积岩原岩主要为泥质或砂质沉积岩。尽管不同岩性样品主量元素含量不同,但其化学蚀变指数(CIA)小于75,成分变异指数(ICV)接近或小于1.0,斜长石蚀变指数(PIA)平均70,说明其源区物质比较新鲜,成熟度相对较低,化学风化作用较弱。同样,不同岩性样品微量元素含量差别较大,但表生过程中不活泼的微量元素比值却比较一致,轻稀土(LREE)中度富集(La_N/Yb_N=2.88～9.90),重稀土(HREE)比较平坦,并伴有明显的Eu负异常(Eu/Eu~*= 0.45～0.89)。绝大多数样品具有高的La/Sc(1～3)、La/Y(0.5～1)和Ti/Zr(10～35),以及较低的Sc/Cr(0.1～0.3)比值,类似于大陆岛弧相关环境碎屑沉积物。在La-Th-Sc和Th-Sc-Zr/10构造环境判别图解中,除一千枚岩样品外,其他所有样品均落入大陆岛弧区。以上地球化学特征明显不同于大洋岛弧和被动陆缘沉积物,说明该套浅变质碎屑沉积岩可能沉积于活动大陆边缘的大陆岛弧相关环境,为认识阿尔泰造山带泥盆纪岛弧增生构造演化过程提供了一个重要证据。     

黑龙江省金厂金矿床J0矿体流体地球化学研究

黑龙江省东宁县金厂金矿床是最新发现的特大型金矿床,目前探获黄金资源量86吨,它位于中亚造山带东端的吉黑成矿带,是与中生代中酸性岩浆活动有关的复杂成矿系统,矿化类型可能包括了斑岩型、爆破角砾岩型、浅成低温热液型.研究表明,高丽沟J0号矿体为爆破角砾岩型,热液成矿过程经历了早、中、晚3个阶段,分别形成以石英-黄铁矿、多金属硫化物-石英和碳酸盐为代表的矿物组合,中阶段矿物含自然金最多,次为早阶段矿物.初始成矿流体系统为高温、高盐度、高氧逸度、富CO2的岩浆热液;经减压沸腾,CO2等挥发分大量逸出,流体温度、盐度和氧逸度下降,导致大量金属硫化物及自然金快速沉淀;大气降水混入导致晚阶段流体低温、低盐度、贫CO2,对成矿贡献甚微.总体而言,成矿流体盐度高(11.70%～37.81%NaCl.eq),成矿作用发生在中-高温(238.3～425.7℃)的浅成环境(深633m～2736m).岩浆-流体成矿系统富CO2应发育于大陆碰撞造山带的伸展构造背景,而非大洋板块俯冲诱发的岩浆弧背景.     

伊通盆地梁家地区奢岭组混源扇三角洲内幕结构

伊通盆地梁家地区(二号断层上盘)钻井揭示奢岭组是该区主要的油气富集层,目前研究结果认为奢岭组储集层是由两个方向的扇三角洲混合沉积形成,但由于资料有限,应用常规方法无法清楚地认识两个不同方向的物源混合沉积的扇三角洲的内幕特征以及这两个物源如何动态地控制着砂体的分布,影响了对该区油气储集层的深入认识.应用地震和地质资料,在波阻抗反演结果二次解释的基础,解析了这两个混合物源扇三角洲的内幕特征和演化特征,得出3个结论:(1)伊通盆地梁家地区奢岭组至少有4期扇三角洲沉积,每期扇三角洲的沉积范围由下向上逐渐扩大,反映了基准面逐渐下降的过程;(2)奢岭组的4期扇三角洲是由两个物源混合沉积形成,这4期扇三角洲逐渐由受从二号断层来的物源控制为主,变为由受从北东方向来的物源控制为主;(3)基于波阻抗体进行的砂层组解释和分析,能够清楚地分析扇三角洲沉积体的内幕结构,是应用波阻抗进行高分辨率地震分析和应用的一种新的分析方法.     

岩矿显微组构对水银洞金矿成因的指示

黔西南水银洞金矿为产于上二叠统龙潭组中的超大型、高品位金矿床,矿床由多个金矿体组成.工业金矿体顺层产于龙潭组含煤地层所夹的玄武质、硅质、生物碎屑碳酸盐岩中.对水银洞金矿赋矿地层岩石以及矿石显微组构进行了研究,矿石中主要载金矿物为细粒黄铁矿,具再生边、粒内孔隙、铸模孔隙结构及镶边生物矿化构造、铸模式生物矿化构造,是一典型的具沉积一成岩组构.金矿化与硅化有密切的成因联系,金与SiO2来源于峨嵋山玄武岩的喷溢活动,主要金矿体更多显示与峨嵋山玄武岩准同生特征.矿床为沉积一成岩弱改造成囚金矿床.     

GPS卫星反射信号增强技术研究

本文根据GPS卫星反射信号在海洋参数测量、无源雷达目标探测以及大地测绘中的应用,从天线接收、信号处理运算和多路径信号抵消角度,详细地研究了GPS卫星反射信号增强技术,给出了相应天线和电路结构及信号处理方法,并进行了计算机仿真,结果表明所提出的技术能增强GPS卫星反射信号。     

中国对虾(Penaeus chinensis)四倍体诱导研究

利用光控和行为学原理,控制中国对虾在适当时候产卵,在一定的时刻以温度休克和细胞松弛素的方法诱导受精卵发育成为四倍体。作者发展了对虾染色体制备技术,以中肠和触角腺、精巢为材料,从后期幼体直到8～9cm左右次成虾均获得较好的分裂中相。染色体倍性检测结果表明,最好的四倍体诱导成功率达66.7％。共获得10cm左右的实验对虾几千尾。初步观察表明,四倍体中国对虾具有一定的生长优势。