椒江河口沉积物As、Hg黄铁矿矿化程度及其生物有效性

本文利用取自浙江椒江河口3个未扰动柱状沉积物样,进行了孔隙水化学测试、固相沉积物的活性分量与黄铁矿分量的分级提取和测试,结果表明：Hg主要以黄铁矿态形式存在于沉积物中。As在有机碳较高的河口区潮上带和沉积速率较慢的潮下带主要以黄铁矿形态存在[DTMP（degree of trace metal pyritization,痕量元素黄铁矿矿化程度）〉50%）],而在中潮带As的黄铁矿矿化程度略低（DTMP均值为40.99%）,研究区DOP（Fe的黄铁矿矿化程度）值普遍较低（〈35%）,Mn-DTMP低于3.32%。从而揭示了浙江椒江河口沉积物在数厘米以下,毒性痕量元素Hg和As被高度黄铁矿矿化的规律性,并指出在遇有海事活动或风暴潮事件对海底沉积物进行扰动时,河口沉积物与充氧的海水反应,高度黄铁矿矿化的痕量元素会转变成活性态,从而导致近海生态系统的毒性事件。     

长江口吴淞-浏河滨岸带沉积物AVS和SEM含量的空间分布特征

对长江口吴淞-浏河滨岸带37个站位沉积物中酸可挥发性硫化物（AVS）和同时可提取态重金属（SEM）含量及其空间分布特征进行了研究。结果表明,SEM在37个站位沉积物中浓度范围为0．20～1．37μmol／g,平均值为0．74μmol／g;AVS的浓度范围为0．20—0．80μmol／g,平均值为0．23μmol／g;沉积物中AVS含量与总有机碳（TOC）和含水率呈显著正相关关系,而SEM分别与TOC和含水率呈显著正相关关系,与沉积物中值粒径呈显著负相关关系。依据SEM／AVS比值评价方法以及美国EPA（SEM—AVS）差值评价方法对沉积物中重金属的生物有效性的判断表明,除了B2站点无显著生物毒性外,吴淞-浏河滨岸带沉积物中重金属对水生生物均处于中等毒性水平。     

浙江台州湾潮间带沉积物痕量金属形态及其黄铁矿矿化程度

在浙江椒江口潮间带采集了3个未扰动沉积物柱状样,并采用分级提取方法获得了沉积物各痕量金属的活性态和黄铁矿态分量,同时采用冷扩散法测试了酸可挥发性硫化物(AVS)。结果表明:研究区痕量金属黄铁矿矿化程度(DOP)较低,痕量金属存在较大的活性,容易参与水生系统的生物地球化学循环;但各元素的痕量金属黄铁矿矿化度(DTMP)存在较大差别,即元素As和Hg的DTMP值最大,Cu、Zn、Cd、Cr和Ni中等,Pb和Mn最小。控制黄铁矿矿化程度的因素包括沉积物是否存在大量的有机碳(OrgC)、AVS以及是否存在隔氧的还原系统。     

鸭绿江河口西岸潮间带柱状沉积物中重金属的分布特征及其对流域变化的响应

2010年和2011年在鸭绿江西水道和西岸潮间带共采集4根柱状样,通过对2mPb测年、粒度、总有机碳、重金属元素等多指标综合分析,探讨了：（1）鸭绿江河口西水道和西岸潮间带柱状沉积物中重金属的垂向分布及其来源：（2）重金属分布的粒度控制作用：（3）不同时期的粒度和重金属分布变化及其对流域变化的响应。结果表明：f1）Cu和zn可能来源于有机质降解的内源释放：Cr和Ni表征了岩石风化剥蚀形成陆源碎屑的自然来源：Cd和Pb反映了人类活动的影响。（2）除西岸潮间带的Cd和Pb含量可能部分受来源影响外,研究区的粒度效应是控制鸭绿江地区重金属含量分布的最主要因素。（3）粒度变化与流域演变密切相关,重金属含量对流域变化和人类活动响应明显,大致以1940年、1970年、1995年为界分为四个沉积阶段：1940年以前,自然演变对鸭绿江河口西岸潮间带的重金属分布控制明显,而1940年来至今,人类活动的控制作用日益凸显。     

土壤中砷的形态分析和生物有效性研究进展

土壤砷污染是当今全球十分严重的环境与健康问题之一。土壤砷形态及生物有效性研究是开展污染诊断、评估环境健康风险及开展砷污染土壤修复的重要依据。目前土壤砷形态的研究方法包括化学选择性提取操作定义法、溶剂提取仪器测定或吸附材料选择性分离法和同步辐射X射线近边能谱（XANES）直接测定法,这些方法相互结合在土壤砷的形态转化研究中发挥着重要作用。目前关于生物有效性研究存在多种方法并存的局面,化学提取法相对经济、方便,但存在很大的局限性,往往不能真实反映土壤砷的有效态含量,只能作为环境危害程度识别的参考;植物指示法需选择敏感性植物方能有效地指示土壤砷对环境与健康的潜在危害;土壤动物与微生物指示法代表了未来开展砷污染早期预警的发展方向,具有广阔的应用前景。模拟肠胃液提取法(In Vitro Gastrointestinal Method)比较接近动物或人体对土壤砷污染的真实吸收状态,在环境健康风险评价中发挥着重要作用。目前国外已发展出采用兔、仔猪和猴的动物模型以研究经口摄入的生物有效性砷,但尚不清楚哪种动物模型更能准确反映砷对人体的生物有效性。     

样品处理与保存方法对表层沉积物中金属形态分析的影响

利用改进的Tessier连续萃取法研究了冷藏、冷冻、冻干、烘干和风干等样品处理与保存方法对表层沉积物中金属形态的影响。结果表明：各样品处理与保存过程对沉积物中Fe、Mn、Cu、Zn及Pb的形态均具有不同程度的影响,其中Fe的形态受其影响最小（<3.3%）,Mn的形态受其影响最大（最高可达10.2%）;冻干对各金属形态的影响最小（<4.6%）;烘干和风干对重金属Cu、Zn和Pb的可交换态（Ⅰ+Ⅱ）和非残渣态（Ⅰ-Ⅴ）分布影响较大,而冷藏、冷冻和冻干的影响相对较小。因此,综合考虑重金属的形态分布及其生物可利用性,冻干是较理想的沉积物样品处理与保存方法。     

南海表层沉积物中生物钡的分布特征及其与初级生产力的关系

分析了南海东部53个站位表层沉积物中生物钡、铝以及有机碳和生物硅等生源物质的分布特征。结果表明,南海东部表层沉积物中的有机碳含量在研究区的北部陆架区出现高值,而在吕宋岛以西的深海则最低;生物硅的平面分布则表现为在吕宋岛以西的深海低沉积速率区出现高值,而低值则出现在高沉积速率的北部海域;生物钡的平面分布与生物硅的分布特征相似,高值出现在吕宋岛以西的深海区,且表现出自北而南沉积物中生物钡的含量逐渐增加的趋势。研究区内初级生产力表现为从北向南增加的趋势,而沉积物中生物钡的含量也呈现相似的趋势,表明沉积物中生物钡的含量和上层水体的生产力有一定的相关性。但表层沉积物中生物钡与有机碳呈弱的负相关关系,而与生物硅显著相关,且生物钡和生物硅与水深的相关性均呈现显著的相关性。因此,在采用沉积物中生物钡含量研究南海上层水体初级生产力时应谨慎对待。     

南黄海表层沉积物中氮的分布特征及其在生物地球化学循环中的功能

本文报道了南黄海表层沉积物中不同形态氮的区域分布特征及其在生物地球化学循环中的作用。结果显示 ,在粒径 <31 μm的粒度组分含量 >6 5 %( )、35 %～ 6 5 %( )和 <35 %( )的三个区域中 ,沉积物中不同形态氮的含量比值分别为 :1 .6 5 :1 .2 6 :1 (IEF- N) ,1 .2 3:1 .1 0 :1 (WAEF- N) ,1 .4 1 :1 .0 4 :1 (SAEF- N) ,2 .0 8:1 .4 5 :1 (SOEF- N) ,TN(1 .70 :1 .2 6 :1 ) ,即在细粒度组分 (<31 μm)含量较高的区域 ,不同形态氮的含量也相对较高 ;在三个分区内 ,不同形态氮的埋藏通量非常相近 ,而埋藏效率自 至 区逐渐递增 ,在细粒度组分 (<31 μm)含量最低的 区内 ,埋藏效率最高 ,TN的埋藏效率可达 30 .2 1 %,即南黄海表层沉积物中 70 %以上的氮在适当的条件下可释放进入水体参与其生物地球化学循环 ,能提供海洋新生产力所需氮的 6 .5 4 %,对海洋生产力具有一定的补充和调控作用。     

城乡交错区土壤中镉的赋存形态及其生物有效性研究

采用连续形态分析方法研究了重庆市城乡交错区土壤中Cd的形态分布及其与莴笋吸收Cd量的关系.结果表明,研究区土壤和莴笋中Cd污染严重,土壤各形态Cd总体分布特征为:残渣态Cd＞有机质结合态Cd＞离子交换态Cd＞碳酸盐结合态Cd＞铁锰氧化物结合态Cd＞水溶态Cd,其中活性较强的交换态Cd(包括水溶态Cd和离子交换态Cd)比重较大.Cd在土壤中的分布与土壤中的物理性粘粒及粉粒含量密切相关.而在土壤各形态Cd中,离子交换态Cd具有较高的生物有效性.研究区土壤和蔬菜中Cd污染已经较严重,建议加强城乡交错区的环境综合管理.     

海南高隆湾海滩生物碎屑分布及其对沉积物粒度特征的影响

在热带砂质海岸,生物碎屑是海滩沉积物的重要组成部分,其分布和变化影响海滩沉积物的粒度特征。采用添加过量盐酸和双氧水的方法对海南高隆湾海滩表层沉积物进行了去生物碎屑前后粒径分布的对比,并结合海滩高程测量分析,结果表明:（1）海滩剖面上沉积物中生物碎屑的含量主要受到海水动力的影响,且生物碎屑颗粒较粗、重量较大,在高潮时由波浪流推上海滩并滞留。（2）海滩沉积物中生物碎屑的分布主要受三方面影响:一是地形及常涌浪向;二是区域中养殖业产生的生物碎屑;三是岸外发育的珊瑚礁坪。（3）海滩沉积物中生物碎屑的含量随季节变化,冬季至春季由海水供给的生物碎屑减少、进一步分解,使得北部海滩生物碎屑含量减少;而珊瑚碎屑的稳定供给和春季较强的波浪动力条件又使研究区南部断面的生物碎屑含量增加。（4）海滩沉积物中粗颗粒所含生物碎屑多于细颗粒中的生物碎屑,生物碎屑粒径主要为-1~2,即粗砂至细砾。沉积物中生物碎屑含量愈大,对粒径参数的影响也愈大。     

长江河口盐沼湿地酸挥发性硫化物的时空分布特征及影响因素

以长江河口典型潮间带(崇明东滩湿地)不同地貌单元植被根际柱样沉积物(0~33 cm)为研究对象,探讨了长江河口潮间带表层沉积环境中酸挥发性硫化物(AVS)的时空间变化特征及其与环境因子的关系.结果表明,不同植被根际沉积物中 AVS 含量存在显著季节变化,表现为:互花米草大于海三棱藨草和芦苇.各采样点根际沉积物中 AVS 含量垂向变化为:高潮滩芦苇,随深度的增加而降低;中潮滩互花米草与海三棱藨草,随深度的增加先增大后减小,且在地面下约20 cm 处显著增大. Pearson 相关分析表明,沉积物中 AVS含量与<16μm 的颗粒物、有机碳含量及含水率之间不存在简单的正相关关系.根际沉积物中 AVS 含量的时空变化可能受潮汐、植被生长等因素的综合影响,其时空变化特征反映了长江河口潮滩复杂多变的氧化还原条件.与芦苇和海三棱藨草相比,入侵物种互花米草对沉积物中硫酸盐异化还原有显著影响,其可能改变了潮滩湿地生态系统原有的氧化-还原生物地球化学循环过程     

Characterization of the particulate organic matter in the Loire Estuary (France) using ETS activity measurements

The major problems encountered in studying estuarine particulate organic matter (POM) are the characterization and quantitation of different kinds of materials (e.g. detrital and living matter, algal and bacterial matter…) each type contributing a specific role in the ecosystem. The study of the activity of the electron transport system (ETS) is proposed as a tool for resolving these problems. Results obtained in our laboratory with cultures of planktonic algae and bacteria provided us with numerical relationships between ETS activity and various organic components such as chlorophyll, carbon and protein. These relationships were: ETS activity/chlorophyll = 2.6, carbon/ETS activity = 17.3, protein/ETS activity = 9.6 in algae; carbon/ETS activity = 5.9, protein/ETS activity = 7.7 in bacteria (ETS activity expressed in /i₂h⁻¹ at 20°C; chlorophyll, carbon and protein in μg). Such data can be applied in field studies to characterize the living algal and bacterial matter and, by difference, the detrital organic matter. We report here a study of the Loire estuary as an example.     

利用扫描电镜-电子探针研究四川杨柳坪镍铜硫化物矿床铂钯的赋存状态及沉淀机制

本文利用电子探针和配备能谱分析功能的扫描电镜对四川杨柳坪镍-铜硫化物矿床中铂钯的赋存状态进行了研究。结果表明,铂以独立矿物相砷铂矿和自然铂存在;钯以碲化物、碲铋化物、碲锑化物、锑化物及自然钯独立矿物相存在,也以类质同象形式分布在碲镍矿中(钯含量约10%),另外还以锑铋钯碲矿、六方锑碲钯矿、碲钯矿独立矿物相存,并以类质同象形式分布在Vavrinite(钯含量5%)和砷铂矿(钯含量1%~5%)中。杨柳坪矿床中铂钯元素沉淀与贱金属矿物(BMS)及晚期热液蚀变矿物蛇纹石、方解石密切相关,其沉淀经历了3个阶段:1早期高温阶段(1200~900℃),铂钯元素沉淀并包裹在BMS中;2中期中高温阶段(650~250℃),分离结晶作用使铂钯元素沉淀并分布BMS矿物的边部,同时该阶段热液来源的铂钯元素沉淀于BMS粒间;3晚期热液蚀变阶段(500~300℃),热液蚀变作用引起铂钯元素沉淀在蚀变矿物中或嵌布在BMS裂隙。本文研究成果为认识该矿床及同类型镍-铜硫化物矿床的铂钯成矿过程提供了新的依据。     

西藏普兰超镁铁岩体东部铬尖晶石矿物学特征及其地质意义

尖晶石是地幔橄榄岩中一种非常重要的矿物,虽然含量很低,却可以作为其寄主岩石——地幔橄榄岩——的成因指示剂.普兰岩体东部铬尖晶石分布广泛,几乎在所有岩石类型中都有出现.通过矿物学特征的研究,认为尖晶石可分为两类,一类较自形,颜色较深;另一类多呈不规则状和蠕虫状,颜色较浅.根据其化学特征,又可分为富铬型的尖晶石(Cr#＞60)和富铝型的尖晶石(Cr#＜60),富铬型尖晶石主要出现在纯橄岩、蛇纹岩和辉石岩中,富铝型尖晶石主要出现在二辉橄榄岩中.其中,方辉橄榄岩中的尖晶石形态、化学成分变化比较大,说明它经历了较为复杂的形成和变化过程.通过对尖晶石矿物学和化学特征的综合研究,认为该区尖晶石具有深海橄榄岩和上部俯冲板片(SSZ)构造环境橄榄岩特征,普兰岩体可能先后经历了MOR和SSZ两种构造环境.     

湘中震旦纪—寒武纪之交硅质岩地球化学特征及成因环境研究

震旦纪(埃迪卡拉纪)—寒武纪之交华南地块处在伸展扩张的构造背景下,在扬子板块东南缘发育了广泛的硅质岩沉积。湘中地区发育了自震旦系陡山沱组、留茶坡组及寒武系牛蹄塘组连续的深水相沉积,岩性以层状硅质岩为主,夹炭质、硅质页岩。通过对硅质岩的主量、稀土元素的地球化学特征分析表明,本区硅质岩Si O2含量极高(普遍92%),Al/(Al+Fe+Mn)比值普遍大于0.6,稀土元素澳大利亚后太古代平均页岩(PAAS)标准化配分曲线显示中—弱Ce负异常且有明显的重稀土富集特征。震旦纪陡山沱期硅质岩样品中Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.34~0.54、0.05~0.10、38.00~51.44;灯影期硅质岩样品中Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.70~0.85、0.06~0.37、35.91~46.79;寒武纪初期硅质岩样品中的稀土元素地球化学特征与灯影期相似,Ce/Ce*值、LaN/YbN值、Y/Ho值分别为0.58~0.78、0.26~0.40、34.75~45.58。湘中地区震旦纪—寒武纪之交的硅质岩地球化学特征显示本期硅质岩为正常的海水沉积成因,整体受热液和陆源影响较小,但从震旦纪陡山沱期至寒武纪初期陆源输入有增加趋势,硅质来源可能与硅质浮游生物有关,硅质岩沉积环境始终保持在深水盆地中,湘中地区沉积盆地符合被动大陆边缘伸展型盆地特征。     

云南金宝山和白马寨铜镍硫化物矿床铂族元素(PGE)地球化学的差异及其成因意义

金宝山和白马寨铜镍硫化物矿床均主要赋存在峨眉山大火山岩省中,但其矿化特征存在许多不同。本文着重对比了金宝山铂钯矿床和白马寨铜镍矿床的铂族元素(PGE)地球化学特征,发现前者表现为高ΣPGE及低的(Cu Ni)、Pd/Ir(3.84~26.49)、Cu/Pd(46.91~1309.58)值和Au/Pd值,相反,后者表现为低ΣPGE、高(Cu Ni)、Pd/Ir(4.72~297.2)、Cu/Pd(10875.13~974788.55)值和较高的Au/Pd值。金宝山和白马寨PGE原始地幔标准化配分模式均主要表现为左倾型,但二者表现为镜像关系。金宝山较白马寨的PGE间相关性好,可能说明白马寨母岩浆经历了较为复杂的地质过程,其铂族元素体系因此受到较大的扰动。结合前人有关杨柳坪铜镍铂族元素矿床的铂族元素数据,认为峨眉地幔柱形成铜镍铂族元素矿床大致可以分成3个阶段:1金宝山阶段:即为S的低度饱和阶段,为峨嵋地幔柱上升初期,吸收少量壳源物质,由于PGE在硫化物中很高的分配系数,导致少量硫化物熔体从硅酸盐中萃取大量PGE和少量Cu-Ni熔离出来,与铬铁矿、橄榄石和辉石等,于高温下结晶分异堆积而成金宝山岩体,形成独立铂钯矿床。...     

哀牢山—金沙江构造带白马寨铜镍硫化物矿床Ⅰ号含矿岩体铂族元素地球化学特征及其构造意义

白马寨I号岩体是哀牢山—金沙江构造带白马寨Cu-Ni矿区内最大的一个含矿基性—超基性岩体,从中心向边缘依次由含矿橄榄岩、矿化辉石岩和辉长岩3个相带组成环状体。从中心相到边缘相,岩石中SiO2、TiO2、Al2O3、CaO、Na2O和K2O含量逐渐增加,TFe、MgO含量降低;稀土元素中w(∑REE)、w(LREE)/w(HREE)逐渐增加,δEu由负异常到正异常演变;微量元素具有大离子亲石元素和高场强元素逐渐增加、强亲岩浆元素逐渐降低的演变特征。铂族元素配分模式为Pt-Pd型,w(Pt)/w(Pd)比值为0.32~0.68,介于富硫化物拉斑玄武岩(0.38)和原始上地幔(1.36)之间,以及稀土元素配分模式、微量元素蛛网图和铂族元素配分模式中不同岩石配分曲线的相似性揭示3个相带不同岩石之间的高度一致性,展示基性—超基性岩形成于玄武质岩浆演化、熔离及岩浆一次性侵入、分异成岩成矿的特征。矿区内地层层序稳定,岩体与沉积岩之间的侵入接触关系及w(Zr)-w(Y)-w(Nb)图解说明白马寨岩体形成于陆内环境。岩体的低Ti含量、Th强烈正异常和含矿橄榄岩负Eu异常,以及w(Th)/w(Ta)比值、w(Th)/w(Nb)比值和w(Pd)/w(Pt)比值及Ir族元素配分曲线明显不同于峨眉山玄武岩和典型的地幔柱玄武岩,而与大陆裂谷玄武岩非常相近,说明白马寨I号岩体形成于大陆裂谷环境。     

金川铜镍硫化物矿床中铂族矿物的主要类型和产出特征: 热液蚀变过程中铂族元素的富集机理

金川铜镍硫化物矿床是我国最主要的铂族元素（PGE）资源产地,其矿石受热液蚀变作用影响明显,并产出多种铂族矿物（PGM）。岩浆演化和热液蚀变过程中PGE的迁移富集机制和PGM的成因,一直是研究PGE地球化学行为非常关注的问题。本文对金川铜镍硫化物矿床中PGM的研究发现,其主要类型包括含PGE的硫砷化物（硫砷铱矿）和砷化物（砷铂矿）,Pd的铋化物、碲化物和硒化物,以及少量其他铂族矿物。其中,硫砷铱矿可包裹于各种贱金属硫化物（镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿）中,表明硫砷铱矿可能结晶于早期的含As硫化物熔体,随后被包裹于硫化物熔体冷凝分异产生的单硫化物固溶体（MSS）和中间硫化物固溶体（ISS）中。硫化物熔体中的As可能主要通过地壳混染作用加入幔源岩浆。大量铋钯矿（PdBi）呈微细乳滴状包裹于黄铜矿中,为晚期ISS冷凝形成黄铜矿过程中出溶的产物。少量铋钯矿（PdBi₂）呈不规则状充填于矿物裂隙,与次生磁铁矿脉紧密共生,并随矿石的蚀变程度增加,铋钯矿的化学成分由PdBi逐渐向PdBi₂转变,表明这部分铋钯矿为后期热液蚀变产物。铋碲钯矿和钯的硒化物则主要产出于镍黄铁矿裂隙且与次生磁铁矿紧密共生,指示明显的热液成因。钯的硒化物的出现表明,岩浆期后酸性、高盐度、高氧逸度的富Cl^-流体对金川铜镍硫化物矿床中Pd的迁移和富集起到了关键控制作用。