锰结核矿物及其原位复合材料吸氢性能的初步研究

采自东太平洋中国开辟区的锰结核，主矿物相为钡镁锰矿、钠水锰矿，以及属XRD隐晶质的针铁矿与四方纤铁矿，部分矿物相结构特征与人工合成的纲伙碳管十分相似。在室温中压下采用等容压差法测量了锰结核的气态贮氢能力，测得锰结核样品的吸氢量为0.31%。以乙炔为碳源，在750℃下采用气相沉积法直接在锰结核上成功地催化制备出多壁纳米碳管和纳米碳纤维，同样条件测试这种矿物碳管原位复合材料的吸氢性能，其吸氢能力达到1％左右。保持锰结核矿物结晶结构在加热脱水过程中的稳定性，对提高其贮氢能力至关重要。     

钛酸脂改性坡缕缟石化学气相沉积生长碳纳米管

以钛酸脂改性坡缕缟石为催化剂，利用化学气相沉积法催化裂解乙炔，在高温下成功地制备了多壁碳纳米管，认为坡缕缟石释放的金属铁起到了催化乙炔的作用，讨论了它的形成条件，指出在800℃条件下生长的碳纳米管质量最好、产率最高，若催化反应温度过高则会降低产品的质量，催化温度低于700℃时不能用来制备碳管。与传统的过渡金属催化剂相比，这种矿物催化剂原料成本低廉，制备工艺简单，有利于碳纳米材料合成的工业化生产。     

一种新型电镀法制备的Ir/Ir(OH)x pH电极及其在加州纽波特港海域的应用研究

Resulting from the rising levels of atmospheric carbon, ocean acidification has become a global problem. It has significant impacts on the development, survival, growth and physiology of marine organisms. Therefore, a highprecision sensor is urgently needed to measure the pH of sea-water. Iridium wire with a diameter of 0.25 mm is used as the substrate, and an Ir/Ir(OH)_x pH electrode is prepared by a one-step electrochemical method in a Li OH solution at the room temperature. A scanning electron microscope(SEM) observation reveals that it is coated with nanoscale particles. In laboratory tests, the electrode exhibits a very promising pH response, with an ideal Nernst slope(56.14–59.52), fast response, good stability and long life-span in tested pH buffer solutions. For a sea trial,four pH electrodes and one Ag/Ag Cl reference electrode are integrated with a self-made chemical sensor, and a profile detection of nearly 70 m is implemented near Newport Harbor, California on August 3, 2015. The results reflect that the pH value measured by the sensor is very close to the data given by Sea-Bird 911 plus CTD, with a difference value ranging from 0.000 075 to 0.064 719. And the sensor shows a better data matching degree in 0–40m water depth. In addition, the high precision and accuracy of the sensor make it possible to use in the ocean observation field.     

热带东太平洋晚第四纪的古海洋及古气候记录

热带东太平洋8001柱状样晚第四纪以来放射虫标志种Buccinospharea invaginata和Collosphaera tuberosa的研究发现, 它们的初现面(FAD) 出现于柱深22cm和45cm处, 年龄分别为0.21Ma和0.42Ma.它们的初现面年龄与SPECMAP氧同位素记录结合为该柱建立了地层框架.该柱放射虫丰度、生源蛋白石和有机碳含量、粒度的分析显示, 大约在氧同位素11、9~8.4、5~3和1期, 高的放射虫总丰度、第四纪常见种丰度和始新世-渐新世种丰度大致对应于高的中值粒径和平均粒径, 以及大约氧同位素5期以来增加的有机碳含量, 表明此期间贸易风增强, 搬运的陆源颗粒增大, 北赤道洋流加强, 导致上升流增强, 表层水生产力提高, 同时, 南极底层流的活动也加强.大约在氧同位素10、8.3~6和2期, 低的放射虫总丰度、第四纪常见种丰度和始新世-渐新世种丰度大致对应于减小的中值粒径和平均粒径, 反映此期间贸易风减弱, 搬运的陆源颗粒减小, 北赤道洋流减弱, 导致上升流消失, 表层水生产力降低, 同时, 南极底层流的活动也减弱.      

浙江陈蔡群孔兹岩系的原岩建造和变质作用

本文研究了浙江陈蔡群孔兹岩系的变质岩石组合、原岩建造和变质作用，认为浙江陈蔡群孔兹岩系的原岩建造属火山—沉积型，具有明显的旋回性。其原岩建造包含了两个大的火山—沉积旋回，即从基性火山岩开始到泥砂质碎屑至碳酸盐岩沉积。指出孔兹岩系的原岩建造形成于古岛弧环境，经受了多期变质变形作用，其早期变质发生于晋宁期，加里东期出现迭加变质，包括从低角闪岩相到高角闪岩相阶段的两期变质，均属中压相系区域动力热流变质。     

针铁矿及其前体吸附亚砷酸根离子的反应及预处理方法的影响

观察了针铁矿及其前体对溶液中亚砷酸根离子的吸附过程和吸附性能。3种吸附剂分别为氢氧化铁凝胶、经微波真空干燥的凝胶和80℃烘干的凝胶,它们均转变成了针铁矿。氢氧化铁凝胶与亚砷酸钠溶液混和后,溶液的pH值在6min内从9.71上升到10.36,原因是亚砷酸根离子置换了针铁矿和氢氧化铁中的氢氧根;40min后开始持续下降,和亚砷酸根离子与吸附剂之间的缩合反应有关。pH值的转折点并不意味着吸附反应的结束,但代表了反应类型的转变。这两种类型的反应受温度和气体溶解组分的影响不大。吸附剂经超声波处理后,改善了其在介质中的分散性,吸附效率因此普遍提高,但也造成了固体微粒难以分离的问题。经真空微波处理的凝胶对砷阴离子的吸附率优于另外两种吸附剂,去除率分别提高了53.18%和17.22%。其主要原因可能是凝胶中的水分子在微波辐射场作用下的高频振动,使其内部在干燥脱水过程中保持了较高的孔隙度;此外,吸附剂的表面活性在微波处理过程中亦有可能得到了改善。     

铁锰结壳中底层洋流活动的地球化学研究

文章以大洋海山铁锰结壳与南极底层流(AABW)之间关系的角度,从铁锰结壳的结构构造、矿物组合,特别是结壳新壳层的Ce异常和Ce/La比值的区域分布来探讨AABW的活动在铁锰结壳中留下的证据。主要对中太平洋和西北太平洋5座海山的17个铁锰结壳新壳层样品进行了结构构造分析和REE含量测定。结果表明,铁锰结壳的REE含量很高,平均为1716.66×10-6,且轻稀土元素明显富集,LREE/HREE平均值为4.82,除MID06样品具微弱的Ce负异常外,其他铁锰结壳样品均具明显的Ce正异常。为了对比研究AABW的影响,除铁锰结壳外,还引用了不同区域的多金属结核的稀土元素平均值资料按不同区域进行了对比研究,结果发现,AABW活动区和非活动区的δCe值和Ce/La比值有显著差异。一般来说,沿AABW流路,从南向北,δCe值和Ce/La比值有逐渐减小的趋势,但在局部地区,如地形复杂的海山区,AABW的强度会发生变化,其Ce正异常和Ce/La比值可能会局部增大。本项研究成果将有助于全面认识大洋成矿作用与海洋环境变迁的内在联系。     

自研高精度pH传感器的标定、校正方法及其在海水原位观测中的应用

电化学方法是测量海水pH值的主要方法之一。针对自主研发的基于铱金属及其氧化物电极的pH传感器,建立了海水环境下仪器标定和数据校正的方法,并在近岸和大洋环境中进行了原位测试的应用。仪器标定包括：(1)依照海水pH分析的标度要求选取适当的标定缓冲试剂;(2)以标准海水替代常用的2-氨基吡啶(AMP)溶液制备标定缓冲体系。数据校正主要包括温度背景校正及误差校正。海区原位测试应用以及与其他同类仪器对比表明,标定体系差异带来的误差可达1.00 pH单位,数据校正可提升测试精度0.10～3.00 pH单位不等。仪器的标定与数据校正方法能有效提高该自研pH传感器的测量精度。     

东海沉积物中磷的存在形态及其环境意义

By means of SEDEX, ASPILA and XRF, depth-dependent changes of different phosphorus forms in sediment cores from specific areas of the offshore Changjiang Estuary (Yangtze Estuary) in 1998 were analyzed. Results show that contents of total phosphorus (TP), organic-phosphorus (OP) and iron-phosphorus (Fe-P) decreased down-core, while those of absorbed-phosphorus (Ad-P) andcalcium-phosphorus (Ca-P) increased. The distribution tendency of detritus-phosphorus (De-P) is not obvious. Results also show that TP, Fe-P and OP contents at Meso station of the Changjiang Estuary and Hangzhou Bay are higher than that of the other stations. This suggests that the pollutants carried by the Changjiang and the Qiantang rivers from inland have affected the natural environment inoffshore area. TP, Fe-P and OP contents of each station become higher from bottom to top, indicating the amount of the terrestrial pollutants carried by the two rivers has been enhanced since the last 30-50 years. Ad-P, Ca-P, Fe-P and OP are all active phosphorus in sediments, and their re-cycling in sediment is closely related to each other.     

琼东南盆地与甲烷渗漏有关的早期成岩作用和孔隙水化学组分异常

X-射线衍射和扫描电镜观察表明,采自南海北部琼东南盆地的沉积物样品中有天然气水合物和甲烷渗漏指示意义的自生碳酸盐、硫酸盐和草莓状framboids黄铁矿,自生矿物组合和显微结构特征与冷泉沉积物类似,属微生物成因。沉积物孔隙水化学组分分析结果显示,随着埋藏深度加深,SO₄2-,Ca2+,Mg2+和Sr2+浓度明显降低,Mg2+浓度与Ca2+浓度和Sr2+浓度与Ca2+浓度的比值急剧增加,这些地球化学特征与世界上天然气水合物产区的浅表层沉积物孔隙水中离子浓度异常吻合较好,暗示采样站位深部可能有油气或天然气水合物藏。