黑色页岩水岩化学作用实验研究

水岩作用是黑色页岩化学风化的重要途径,并与岩体矿物组分、工程性质及地质环境有着密切的联系。利用自制的流通实验装置对取自三江县团结电站附近的寒武系清溪组黑色页岩与富含溶解氧去离子水的化学反应进行试验模拟研究,并利用离子分析仪、电感耦合等离子体质谱仪对反应后溶液离子浓度进行分析,使用扫描电子显微镜观察反应前后岩样微观特征,结合岩样渗透系数的变化监测,对岩样中黄铁矿氧化动力学速率以及受黄铁矿氧化影响形成的酸性环境下硅元素释放速率进行计算分析。结果表明,黄铁矿氧化行为使得岩体渗透率降低约70%,在黑色页岩自身矿物化学组分和岩石物理性质的共同影响下,所含黄铁矿氧化速率与纯黄铁矿颗粒的氧化速率非常接近,同时黄铁矿氧化形成的酸性溶液可溶蚀岩体中石英和伊利石,由于两者含量未能精确测定,因此所测得硅元素释放速率仅表示两者溶解的总反应速率。     

新生代气候变化与陆地硅酸盐岩风化和海洋Sr同位素研究

新生代全球气候自始新世55Ma以来在逐渐变冷。陆地硅酸盐岩在造山带和高原地区通过加速化学风化，消耗了大气中的CO2温室气体造成了新生代气候变冷。目前关于陆地硅酸盐岩风化与海洋Sr同位素关系的研究，主要存在两种观点：一种认为海水Sr同位素变化可作为全球地表化学风化的替代性标志；另一种观点认为全球并不存在平均地表风化这种说法，海水Sr同位素在地质历史中的演化是主要与某种地质构造事件或岩石类型的风化有关。我国应当不失时机地加快对源于喜玛拉雅山地的恒河－布拉马普特拉河进行研究，以进一步揭示陆地硅酸盐岩风化与海洋Sr同位素变化的关系。     

珠江流域碳酸盐岩与硅酸盐岩风化对大气CO2汇的效应

对珠江流域11个测站的河水1个水文年4次取样进行水化学和同位素测试分析,揭示无论是碳酸盐岩区还是硅酸盐岩区,岩石风化均使河流的离子成分以HCO3-、Ca2+、Mg2+为主,碳酸盐岩风化溶蚀速率和由碳酸盐岩风化溶蚀引起的大气CO2消耗量分别为27.60 mm/ka和540.21x103mol/(km2?a-1),是硅酸盐岩风化速率和由硅酸盐岩风化引起的大气CO2消耗量的10.8倍和6.7倍,说明碳酸盐岩风化是流域碳汇过程及效应的主体。由于有利的水热条件和高的碳酸盐岩面积比例,珠江流域平均岩石风化速率和由岩石风化作用引起的大气CO2消耗量分别为30.15mm/ka和620.36×103mol/(km2?a-1),为全球60条河流平均值的2.6倍。     

珠江流域碳酸盐岩与硅酸盐岩风化对大气CO_2汇的效应

对珠江流域11个测站的河水1个水文年4次取样进行水化学和同位素测试分析,揭示无论是碳酸盐岩区还是硅酸盐岩区,岩石风化均使河流的离子成分以HCO3-、Ca2+、Mg2+为主,碳酸盐岩风化溶蚀速率和由碳酸盐岩风化溶蚀引起的大气CO2消耗量分别为27.60 mm/ka和540.21x103mol/(km2·a-1),是硅酸盐岩风化速率和由硅酸盐岩风化引起的大气CO2消耗量的10.8倍和6.7倍,说明碳酸盐岩风化是流域碳汇过程及效应的主体。由于有利的水热条件和高的碳酸盐岩面积比例,珠江流域平均岩石风化速率和由岩石风化作用引起的大气CO2消耗量分别为30.15mm/ka和620.36×103mol/(km2·a-1),为全球60条河流平均值的2.6倍。     

冀东卢龙地区发现钙硅酸盐岩

１９９１年至今由河北区调所三分队承担的１：５万卢龙幅、建昌营幅和迁安幅区调工作中，在卢龙县大横河东部大英窝一带新发现了多层钙硅酸盐岩与细粒斜长角闪岩呈互层产出。钙硅酸盐岩主要岩性为石榴方解透辉岩，局部为透辉大理岩。这一发现对研究我国最古老的太古宙地壳组成和演化有重要意义。     

水-岩化学作用对岩体变形破坏力学效应研究进展

水—岩化学作用对岩体变形破坏力学效应的研究涉及力学和化学两方面,也即为地球化学与岩体力学两个研究领域的交叉。针对水化学作用对岩体力学性质的影响机理,较系统地总结了该研究领域中的现状和研究新进展,分析了其研究方法,指出了今后的研究方向和主要研究内容,并认为此方面的研究将在工程地质学中占重要地位。     

水岩相互作用下结晶岩的矿物演化

水岩相互作用下，结晶岩中的长石、角闪石、黑云母、石英等矿物发展演化为粘土矿物，往往造成结晶岩体中的构造破碎带“泥化”，形成泥化带，力学强度降低。发育于三峡坝址船闸区结晶岩中的F215泥化带就是长期水岩相互作用的产物，由于其力学性状较差，变形模量仅0.2GPa～1．0GPa，对升船机和永久船闸的基础应力传递不利，且直接影响到升船机的运行安全。以F215泥化带为例，通过对该泥化带的矿物成分、微结构特征，以及周围水文地质环境等方面的调查和分析研究，对水岩相互作用下，结晶岩中构造破碎带“泥化”的演化过程，以及泥化带的分布规律进行研究，结果表明：1)F215泥化带目前的发展尚处在结晶岩风化的饱和硅铝阶段；2)水岩相互作用形成的泥化带必然沿那些胶结较差、导水性较好的断裂破碎带分布。     

岩土体斜坡稳定性分析

本文据醪糟坪斜坡变形破坏特点对岩土体的岩性、结构、地质构造、地表水及测试结果等进行综合分析,认为该斜坡是潜伏不稳定斜坡,通过整治治理工程,效果良好.     

岩石工程系统方法在斜坡稳定性评价中的应用

岩石工程系统方法是一种基于对象的分类方法。本文应用该方法对某地区２０个天然斜坡不稳定性程度进行了研究,结果表明,它是在全面考虑影响斜坡稳定性因素及其相互作用的基础上,对斜坡稳定性进行分类的一种有效方法．     

鲁西南地区红层软岩水岩作用特征与工程应用

鲁西南各断块盆地中广泛分布有侏罗、第三系的紫红色、杂色砂砾岩,岩石呈固结半固结状态,遇水后发生渗透、膨胀、崩解和软化等失稳现象,对煤矿建井及煤矿开采带来重大威胁。本文采用X衍射仪、扫描电镜、压汞仪及液压伺服机等手段进行了红层软岩的物质组成、微孔结构及渗透性的试验研究,探讨了红层软岩的渗透机理及遇水失稳机理,并结合实例进行了工程应用分析。     

水-岩相互作用研究的回顾与展望

总结了2 0世纪5 0年代末以来的水-岩相互作用研究历史, 初步划分为3个阶段: 第一阶段, 5 0年代末— 70年代初; 第二阶段, 70年代初— 80年代末; 第三阶段, 80年代末至今.近年来, 环境问题在水-岩相互作用研究中占的比重越来越大, 也使水-岩相互作用研究获得了更大、更持续的发展空间.简要回顾了地下水成因和地壳中水的地球化学循环, 控制水的化学成分的地球化学过程, 以及水-岩相互作用与地质灾害等方面的重大研究成果.认为有望取得创新成果的领域包括: 地下水地质作用及其资源环境效应, 地下水环境演化与全球变化, 和极端条件下的水-岩相互作用研究.      

硅酸盐岩石分析50年

评述了硅酸盐岩石分析在过去的50年中的主要进展。其中包括化学快速分析、仪器分析、痕量元素分析、微区分析和硅酸盐标准物质研制。     

贵阳-新寨高速公路牵引式顺层岩质滑坡的治理与施工

在我国的山区修筑道路工程,常常形成稳定性较差的岩质顺层边坡,变形破坏案例频发。以贵阳-新寨高速公路开挖道路引起的大型岩石顺层滑坡为研究对象,通过现场勘查、不良地质环境及人类活动等外界因素的调查,模拟滑坡的运动特征,分析滑坡的成因,并根据牵引式滑坡的特点,提出相应的工程治理措施。     

微生物影响硅酸盐矿物风化作用的模拟试验

研究了硅酸盐细菌对矿物的风化作用。选用土壤中常见的钾长石、伊利石等矿物作为细菌风化作用的对象,通过在含有矿物颗粒的无氮培养基中培养硅酸盐细菌,使其在培养液中与矿物颗粒发生相互作用,再取样并处理后进行电镜观察和X-射线衍射分析。电镜观察结果表明细菌对矿物试样表面确实发生了溶蚀作用,被细菌作用后的矿粉,颗粒浑圆,边缘模糊不清,表面呈凹凸不平状,矿物颗粒被大量的菌体物质所覆盖。用X-射线衍射分析检测到细菌对具不同晶体结构矿物的“选择性”破坏作用,在有多种矿物同时存在的情况下,细菌对较易分解的矿物破坏作用速度较快。结合矿物学与微生物学相关知识,初步分析了细菌培养液中细菌与矿物界面之间的相互作用以及土壤生态系统中矿物的生物风化作用过程。     

Boron Determination in Twenty One Silicate Rock Reference Materials by Isotope Dilution ICP-MS

The concentration of boron was determined in twenty one geochemical reference materials (silicate rocks) by isotope dilution inductively coupled plasma-mass spectrometry. Boron was extracted from the rocks using HF digestion, suppressing boron volatilisation through boron-mannitol complexation. Sample solutions, in a diluted HCl matrix, were analysed by ICP-MS without any separation of boron from the matrix elements. The results obtained were in agreement with the literature data and indicate that using the described procedure, trace amounts of boron can be very easily determined in complex matrices with rapidity and precision. With the instrumentation and reagents used in this study, this procedure can be used for the determination of 0.5 μg g⁻¹ boron in a 15 0 mg silicate rock sample. Replicate analyses of the twenty one geochemical reference materials (GRM), ranging in boron concentration from 1.35 to 15 7 μg g⁻¹, yielded precisions (relative standard deviation) varying between 0.9 and 9.8%.     

微生物对硅酸盐矿物风化作用研究进展

微生物对硅酸盐矿物风化的影响研究取得了一系列重要进展。在贫营养环境中,微生物风化硅酸盐矿物获取营养物质,加速了硅酸盐矿物的风化;由于微生物的作用,矿物的风化会不遵循正常的矿物化学风化序列,表现出稳定矿物比不稳定矿物更易风化的特征。微生物风化硅酸盐矿物时会在硅酸盐矿物表面留下痕迹,即富集或转移相应的元素和矿物,而且还能改变硅酸盐矿物的化学组成和结构。微生物的上述行为受营养基质含量、有机酸、生物膜、胞外聚合物以及氧化还原作用的影响。     

漓江流域丰水期外源酸对岩溶化学风化碳汇的影响

于2020年4月对漓江流域主要干/支流进行采样及监测, 结合Gibbs图、离子比值、Galy模型和同位素特征值方法, 分析流域内水化学特征及外源酸对流域岩溶碳汇的影响。结果显示: (1)受碳酸盐岩风化影响所控制, 漓江水体主要水化学类型为HCO3-Ca; [Ca2++Mg2+]/[HCO– 3]的当量比均值为0.87, [Ca2++Mg2+]/ [HCO– 3+SO2– 4+NO– 3]的当量比均值为1.07, 指示碳酸盐岩风化过程受到外源输入的硫酸和硝酸影响; (2)漓江流域最终出口(阳朔断面)的碳汇通量为974.86×103 mol·(km2·a)–1。各支流碳汇量占总出口比例的波动较大, 比例最小为小溶江, 只占总通量1.44%, 而贡献比例最大则为良丰河35.74%, 甘棠江和良丰河贡献比例合计达57.04%。(3)流域内各支流CO2消耗量的占比均值为10.02%, 存在显著的空间变化, 受不同流域的地质分布和流量的影响明显。(4)外源酸风化碳酸盐岩的DIC贡献率介于13%~55%之间, 空间变化上, 大榕江和桃花江的贡献比例较大, 均高于50%, 而外源酸对阳朔断面DIC贡献率低至13%。     

基于斜坡破坏模式的软弱变质岩区岩质滑坡易发性评价

滑坡受控于地质环境条件和坡体地质结构,不同地质结构的斜坡失稳破坏的模式存在差异,本文以后龙门山千枚岩区为例,基于现场调查,梳理总结了区内岩质滑坡发生的力学模式与斜坡地质环境、坡体结构之间的关系,进而选取控制滑坡发生的关键因素,运用ARCGIS软件的加权叠加功能定量划分了不同模式滑坡的易发区域,主要取得以下认识：（1）滑移—拉裂式滑坡主要发生在坡度30-45°的顺向飘倾坡内、滑移—溃曲式滑坡发生在坡度30-45°的顺向伏倾坡内、倾倒变形主要发生在岩层倾角大于65°的反向斜坡内;（2）区内倾倒变形易发区面积为8.73km2、滑移拉裂易发区面积为4.31m2、滑移溃曲易发区面积为3.28km2,以倾倒变形类型的滑坡为主,已发生滑坡与易发分区结果比对证明了滑坡易发分区与实际情况基本吻合。     

Routine Control of Accuracy in Silicate Rock Analysis by X-Ray Fluorescence Spectrometry

In this study, we used the modified Horwitz expression (H_c= 0.01c^0.8495, which gives the precision as a function of concentration) to evaluate and control the accuracy of results of silicate rock analysis obtained by X-ray fluorescence spectrometry. This expression is currently used by the organisers of the GeoPT international proficiency tests, to assign the precision limits of each analyte and subsequently to evaluate the data provided by laboratories whose main application is geochemistry. Results for major and trace elements, determined in glass disk and pressed pellets, respectively, were evaluated. Nine international silicate rock reference materials were analysed and results were compared to the recommended values plus and minus the limits given by the above expression. Those limits are easily attained for most major elements, but not for trace elements. Sample preparation and sub-sampling contributions to precision were evaluated by analysis of an in-house reference sample. In our results, precision does not follow the Horwitz expression relationship with concentration. It is known that the final accuracy in XRF analysis depends strongly on instrumental settings and on the uncertainties associated with the certified or recommended values of the reference materials used to calibrate the spectrometer, but our results indicate that the precision expression can be useful, especially to inspect and correct calibration curves and to check routine instrumental accuracy.     

赣闽长英质隐爆角砾岩和基底围岩水-岩作用的实验研究及其地质意义

对闽北５７０铀矿床,赣南６７２２铀矿床,赣东北银山多金属矿床的长英质隐爆角砾岩及其基底岩石,用ｐＨ＝１．９,含ΣＳ＝３．２×１０－４,Σｄ＝３．５×１０－４,ΣＦ＝３×１０－５的水溶液,在９０℃条件下进行水－岩作用实验,研究岩石中活动性Ｕ,Ｔｈ,Ｐｂ,Ｚｎ等元素的地球化学行为。实验结果证实：岩石中铀、锌、铅具有较强的活化迁移能力;交代蚀变作用对铀活化和成矿富集有特殊重要意义;长英质隐爆角砾岩不是所研究矿床矿物质的主要来源;基底围岩对成矿有重要贡献。