海底沉积物分析测试方法标准的研究

依据海底沉积物分析测试方法标准研究的总体设计，完成了40个分析项目的21份验证报告，进行了实验室间精密度协作性检验工作，在海底沉积物CaCo3,H2Os^-，H2O^ 的分析方法研究中取得新进展，并建立了ICP－AES法测定海底沉积物中常量、微量、稀土元素分析方法。     

ICP-MS及其联用技术在海洋地质研究中的应用前景

电感耦合等离子体质谱(ICP—MS)具有灵敏度高、检出限低、选择性好、线性范围宽、能进行多元素和同位素比测定等优点,广泛应用于环境、地质、医药、食品和高纯物质等领域。ICP—MS与其他进样及分析技术的联用,大大地扩展了其应用范围。重点介绍了ICP—MS与激光烧蚀(LA)、高效液相色谱(HPLC)及气相色谱(GC)的联用技术,探讨了它们在海洋地质研究中的应用前景。     

松散沉积物中天然气水合物生成、分解过程与声学特性的实验研究

为了解松散沉积物中天然气水合物的生成和分解规律以及水合物对沉积物声学特性的影响,在粒径为0.18~0.28mm天然沙中进行了甲烷水合物的生成和分解实验,并利用超声波探测技术和时域反射技术实时测量了反应体系的声学参数与含水量。结果表明:根据水合物的生成和分解速率,可将水合物的生成过程分为初始生长期、快速生长期和稳定期3个阶段,分解过程可分为初始分解期和样品表层水合物快速分解期以及样品内、外层水合物均快速分解期3个阶段;由温度和压力数据的分析,得出水合物先在沉积物表层生长,然后在沉积物内、外层迅速生成;由水合物分解过程3个阶段的平均分解率,得出水合物的分解是一个由慢到快的过程。对声学参数的研究表明:水合物在松散沉积物中先胶结骨架颗粒而生成,使纵波速度和声波衰减在饱和度0~1%之间陡然增大;随后水合物开始在沉积物孔隙中形成悬浮粒子,造成超声波信号在饱和度1%~90%间淬熄,声波速度无法获取。研究结果在揭示沉积物中水合物与颗粒间接触机制的同时,为海上地球物理勘探中地震信号的解释提供了新的思路。     

氮气、氧气和空气水合物的合成及其拉曼光谱特征

在-20℃和不同的压力下,在实验室内分别合成了氮气水合物(16MPa)、氧气水合物(13MPa)和空气水合物(15MPa),并对其N—N和O—O键伸缩振动的拉曼光谱特征进行了研究。结果表明,人工合成的水合物中的N—N和O—O键的拉曼位移与天然的空气水合物中的数据十分接近。在氮气水合物和空气水合物中,N—N键的拉曼峰值均为2322.4cm-1;O—O键的拉曼峰值在氧气水合物和空气水合物保持一致,均为1547.8cm-1。空气水合物分解的拉曼谱图表明,它不是氮气水合物和氧气水合物组成的混合物,而是由氮分子和氧分子共同生成的单一水合物,氮分子和氧分子同时进入水合物的大笼和小笼中。与空气中的氮、氧比例相比,水合物中氧分子明显富集,氮分子和氧分子的比例为2.4∶1。     

时域反射技术在地学研究中的应用

综合介绍了时域反射技术在地学研究中的应用。包括时域反射仪的工作原理、测量参数(特征阻抗、介电常数、土壤含水量、土壤电导率)、时域反射探针技术以及时域反射技术在农业地质、水文地质、灾害地质等研究中的应用与进展。     

单道扫描电感耦合等离子体发射光谱法测定珊瑚礁中主量和微量元素

建立了用单道扫描电感耦合等离子体发射光谱法测定珊瑚礁中主量和微量元素的方法。珊瑚礁样品经酸溶解后,直接进行Ca、Mg、K、Na、V、Sr、Ba、Co、Ni、Pb、Li、Rb的测定,方法检出限为0.0004～0.1mg/L,精密度RSD<5%(n=6),样品的加标回收率为97%～105%。测定w(CaO)为50%的样品,结果与传统的EDTA容量法相符。方法经碳酸盐岩石国家一级标准物质验证可行,已用于大批量的珊瑚礁样品的测定。     

台湾利吉混杂岩中蛇纹岩岩石学和U-Pb年代学及其地质意义

台湾利吉混杂岩位于吕宋岛弧与欧亚大陆发生碰撞(弧陆碰撞)关键地带,是菲律宾海板块和欧亚板块结合带重点研究的区域,其中出露的蛇纹岩可以为研究弧陆碰撞造山过程提供重要细节信息。利吉混杂岩中蛇纹岩岩块原岩为橄榄岩,通过锆石U-Pb年代学分析,得到代表洋壳年龄的橄榄岩形成年龄为17.7±0.5Ma,结合南海洋壳、菲律宾海洋壳年龄和构造背景,判断利吉混杂岩中的蛇纹岩(蛇纹石化橄榄岩)来自马尼拉俯冲系统的弧前盆地,是在利吉混杂岩形成过程中经第二次逆冲混入利吉混杂岩系统的。明确蛇纹岩岩块来源可以为利吉混杂岩形成提供细节信息,为研究弧陆碰撞造山活动和板块运动提供可靠依据。     

降压开采导致天然气水合物系统状态演化模拟实验

天然气水合物是一种重要的潜在替代能源,降压法是现阶段水合物开采的首选方法。水合物降压开采涉及传热、多相渗流、分解相变和储层变形等多个相互影响的物理效应,深入理解其在降压开采过程中的演化规律,对于促进水合物开采效率、实现商业化开发具有重要的指导意义。本文基于一维实验模拟系统,开展了水合物降压开采储层多物理场演化模拟实验,在非均匀温度条件下采用过量气法合成水合物,分析了水合物非均匀性分布特征,探讨了降压过程中样品孔隙压力和温度的演化规律,对比了产气过程与传热演化过程的对应关系。结果表明:水合物合成后温度分布呈两侧高中间低的抛物线形状,水合物分布具有中间多而两侧无的非均匀性特征,且温度回升具有由两侧向中间发展的特点;降压分解产气过程与传热演化过程具有良好的对应性,稳态产气阶段由传热效应控制。控制降压模式、以对流换热替代热传导等方式有益于提升水合物开采产气效率。     

Preliminary comparison of trace metals in coastal aerosols between Qingdao and Liverpool

Aerosol samples were collected at two coastal suburban stations, Qingdao （China） in 1995-1996 and Liverpool （U.K.） in 1995, respectively. The samples were analyzed to determine the concentrations of trace metals （Cr, Zn, Cu, Co, Ni, Pb, V, and Cd） as well as A1, Fe and Mn. Data were examined to understand the difference of trace metals in aerosols between coastal zones downwind the developing area （near the Yellow Sea） and developed region （near the Irish Sea）. The results show that most elements at Qingdao have levels 4-5 times higher than those at Liverpool, particularly for the crust-dominated elements （e.g. Al, Fe and Mn）. Moreover, the aerosol composition at Qingdao is higher in spring than in summer, underlying the influence of westerlies and local emissions in combination, whereas seasonal change of aerosol composition is not significant at Liverpool. The enrichment factors for the crustal source elements （EFcrust） at Liverpool are much higher than those at Qingdao. The contributions from the pollutant source （Rp） for some trace metals like Cu, Pb, Zn and Cd are 〉90% at Qingdao and Liverpool, suggesting overwhelming anthropogenic contributions to these metals. The contributions from crustal source （Re） for trace metals tend to increase with higher aerosol levels and Al concentration at Qingdao, indicating a good correlation between the crust-dominated component and the air mass. At Liverpool, the Rc values for trace metals are positively correlated with Al concentrations instead of with aerosol mass, suggesting that Al in aerosols represents the crustal component even though the aerosols come from different sources.