利用碳酸盐岩的Fe/Mn比值恢复海洋的氧化还原状态

碳酸盐岩的Fe/Mn元素比值,作为一项新的地球化学指标,可以用于恢复海洋的氧化还原状态.在氧化条件下,Fe³⁺和Mn⁴⁺均不可溶,因此氧化海水中的溶解Fe和Mn的含量均很低.Fe³⁺和Mn⁴⁺在还原条件下可以被细菌还原为可溶的Fe²⁺和Mn²⁺,而氧化还原电位的计算表明,Mn⁴⁺的还原要早于Fe³⁺的还原,因此细菌的Mn还原过程发生在沉积物的更浅层.可溶的Fe²⁺和Mn²⁺向上扩散到海水中,替代碳酸盐岩晶格里的Ca²⁺,因此碳酸盐岩晶格中的Fe²⁺和Mn²⁺的含量受控于来自沉积物孔隙水的扩散,而后者又与水岩界面的氧化还原状态相关.因此可以预测,随着海水变得逐渐缺氧,碳酸盐岩中的Fe/Mn比值会逐渐增高.为了验证这一假说,我们分析了中元古代高于庄组白云岩的Fe/Mn比值.研究发现,几乎所有的样品的Fe/Mn比值介于20～30之间,显著高于泥盆纪末期深水碳酸盐岩和浅水台地碳酸盐岩的Fe/Mn比值.高于庄组碳酸盐岩高的Fe/Mn比值一方面可能指示了中元古代低的大气氧气浓度和海洋的广泛缺氧,也可能反映了白云岩形成于缺氧的沉积物空隙水里.     

滇西兰坪金顶铅锌矿床精细刻画矿化过程：来自硫化物原位微量元素和S-Pb同位素的证据

金顶铅锌矿床位于中国西南中新生代兰坪盆地，是亚洲第二大铅锌矿床，其巨大的储量和复杂的地质成矿史吸引了众多学者的研究，但在矿床成因和矿化过程的精细描述等方面仍存在较大争议。本文通过详细的野外地质调查并结合硫化物的LA-(MC)ICP-MS微量元素和硫、铅同位素分析对该矿床进行了详细解剖。金顶铅锌矿床的含矿地层为景星组砂岩、云龙组含砾砂岩及灰岩角砾岩。成矿过程可分为2个主要阶段：第Ⅰ阶段早期为浸染状的黄铁矿-白铁矿-闪锌矿-方铅矿，晚期硫化物呈块状且出现天青石；第Ⅱ阶段为闪锌矿-方铅矿-黄铁矿-天青石-重晶石-方解石-石膏阶段。成矿过程中硫化物的原位微量元素和S-Pb同位素表现出规律演化特征。主要金属元素除了以简单的类质同象形式赋存于闪锌矿中，Zn²⁺与微量元素存在4Zn²⁺?2Fe²⁺+Ge⁴⁺、2Zn²⁺?Fe²⁺+Mn²⁺、3Zn²⁺?In³⁺+Sn³⁺等复杂的替代关...     

黔东柏松铅锌矿床闪锌矿LA-ICP-MS微量元素组成特征及其地质意义

黔东柏松铅锌矿床位于扬子板块东南缘的湘西–黔东成矿带。与该成矿带内其他铅锌矿床相比,柏松铅锌矿床地质地球化学研究程度较低,矿床成因类型以及Cd、Ge、Ga等关键金属元素在闪锌矿中的赋存状态尚不清楚。本文通过LA-ICP-MS对该矿床闪锌矿微量元素组成进行分析,结果显示:柏松铅锌矿床中闪锌矿富集Cd、Fe、Ge、Pb,亏损V、Co、Ni、Cu、Te、Bi等元素。结合闪锌矿微量元素含量和Zn/Cd、Zn/Fe值特征,认为该矿床形成温度较低,根据Fe、Ga、Ge、Mn和In估算其成矿温度在75～135℃之间。闪锌矿中Fe与Cd具有较明显的负相关性,表明它们主要以类质同象的形式赋存于闪锌矿中,替代机制为:Zn²⁺?Fe²⁺、Zn²⁺?Cd²⁺,而Ge主要的替代机制为2Zn²⁺?Ge⁴⁺+□(□为晶体空位),Ga与Cu替代机制为2Zn²⁺?Ga³⁺+Cu⁺,In与Cu可能存在(Cu⁺     

重庆城口锰矿床的地质特征及其成因的再认识

城口锰矿是成岩作用的产物,除叠层石外其它如鲕粒、豆粒、球粒等主要源自碳酸盐台地,由合适的海流搬运而来,后被原地生长的微生物韵律性包覆而构成稳定的“滩”。Mn²⁺主要来源于下部富含有机质、形成于深水还原环境之泥岩的粒间水,其极有利于来自陆地和海底喷发的锰质的富集和保存,在成岩作用时受上覆重荷影响使富含Mn²⁺的酸性粒间水被排驱,向压力较小的孔隙度大、渗秀性好的“滩”内转移,使“滩”相弱碱性碳酸盐层的Ca²⁺、Mg²⁺被Mn²⁺交代而成矿。     

地下水系统中镍污染和天然胶体共迁移特征

为了对地下水系统中天然胶体与Ni²⁺的共迁移特征进行研究,通过静态吸附实验和石英砂模拟含水层介质柱实验研究了土壤胶体对Ni²⁺在地下水中运移的影响,以及pH、离子强度（IS）、有机质等对土壤胶体吸附Ni²⁺的影响。结果表明：随着pH值升高,土壤胶体对Ni²⁺的吸附量增加;离子强度的增加会显著地降低土壤胶体吸附Ni²⁺的能力;腐殖酸（HA）的存在会增强胶体对Ni²⁺的吸附能力;在有胶体的情况下,Ni²⁺穿透砂柱的时间会缩短,吸附能力增强,吸附量增加,但当离子强度增加时,虽然Ni²⁺穿透砂柱的时间也被缩短,但是吸附量却降低。     

石榴石的计算方法——《金伯利岩及有关岩类中的石榴石》一文的补遗

《金伯利岩及有关岩类中的石榴石》一文（地质科学1978年第2期）发表后,曾有读者来函同我们商讨石榴石的计算问题,为此笔者认为有必要通过本文把我们的计算方法和计算过程中的一些体会概略地介绍一下,以便交流使用。石榴石的计算主要包括两个方面:1.化学式的计算;2.端员分子的计算。关于化学式的计算,我们采用阴离子法,以O₁₂为基础进行计算。在计算过程中会碰到下列问题:1)当∑R³⁺>2、∑R²⁺<3时,如果满足∑R³⁺=2之后,多余的Fe³⁺全部换算成Fe²⁺,其∑R³⁺仍然≤3的情况下。     

鄂尔多斯盆地南部旬邑-宜君地区直罗组古层间氧化带地球化学特征及水-岩作用探讨

鄂尔多斯盆地南部旬邑-宜君地区直罗组古层间氧化带具有明显分带特征,通过对不同分带砂岩主量、微量、稀土元素及环境敏感参数特征对比研究,将旬邑-宜君地区古层间氧化带发育的水-岩作用过程划分成两个阶段：古层间氧化带形成和大规模成矿阶段、二次还原改造阶段。(1)古层间氧化带形成和大规模成矿阶段：含氧水进入目的层砂体,使砂体中Fe²⁺氧化成Fe³⁺(Fe²⁺含量最低,Fe³⁺最高);砂体中的U被氧化为U⁶⁺,形成铀酰腐殖酸盐络合物发生迁移(U、Corg、S含量最低、Th/U比值最高);长石高岭土化使Si发生流失(SiO₂含量降低);携带大量U的氧化流体运移至氧化还原过渡带(Corg、∑S含量最高、Fe²⁺含量仅低于灰绿色砂体),还原剂(有机质和黄铁矿等)将U⁶⁺还原成U⁴⁺,形成沥青铀矿;U⁴⁺与SiO₄^4-发生反应形成铀石(Th/U比...     

重金属Cu2+驱动下红黏土土体压缩变形机制

采用浓度为0、2.5、5.0、10.0g/L的CuSO₄溶液配制污染土,开展固结试验、热分析试验和扫描电镜(scanningelectronmicroscopy,简称SEM)试验,分析红黏土受重金属Cu²⁺污染后的压缩变形特性机制。结果表明：红黏土的压缩系数和总压缩变形量的变化与土中孔隙水(自由水、弱结合水、强结合水)含量的变化趋势相同,都随着Cu²⁺浓度的增加呈现先降低后升高的趋势。黏土中土颗粒之间的结构连结主要以吸附水膜接触为主,Cu²⁺改变了土中孔隙水的水膜厚度,导致孔隙水的含量发生变化;水膜变薄,土颗粒间的距离缩短,土体的结构强度越高,土体抵抗压缩变形的能力就越大。随着Cu²⁺浓度的增加,土体微观结构由松散的块状、片状单元体逐渐演化为面-面接触的叠聚体;当Cu²⁺浓度增至10.0g/L,开始出现鳞片状的单元体,单元体间的接触方式以点-点接触和边-面接触为主,土颗粒间的凝聚力变差,土体结构稳定性降低。     

膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用

矽卡岩型铁矿是我国富铁矿的重要类型,约占全国富铁矿总储量的60%。虽然膏盐层与矽卡岩型铁矿的关系已引起部分矿床学家的关注,但膏盐层的控矿机制尚不清楚。本文以我国最重要的大冶式和邯邢式矽卡岩型铁矿为例,探讨了膏盐层在矽卡岩型铁矿成矿中的作用。膏盐层富含碳酸盐、石膏和石盐等,不仅可以为成矿提供大量Na⁺、Cl^-、CO3²⁺等矿化剂,使围岩发生钠长石化、方柱石化（氯化）和矽卡岩化等蚀变,使Fe²⁺以NaFe-Cl等络合物形式搬运,膏盐层还是地壳深处最重要的氧化障,能够将硅酸盐熔体和成矿溶液中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺,富集形成铁矿床,是矽卡岩型铁矿成矿的关键因素。大冶地区的膏盐层属于中三叠统下部的嘉陵江组,邯邢地区的膏盐层属于中奥陶统马家沟组—峰峰组。大冶和邯邢式矽卡岩型铁矿中硫化物的δ³⁴S_V-CDT值异常高,计算结果表明矿床中约80%的硫来自膏盐层硫酸盐的还原,还原温度多在500℃以上,但硫化物的沉淀温度相对较低,就位时间稍晚;硫酸盐的δ³⁴S_V-CDT值和还原温度越高,硫化物的δ³⁴S_V-CDT值越高,原始岩浆硫所占比例越高,硫化物的δ³⁴S_V-CDT值越低。当炽热的岩浆与膏盐层（CaSO₄）发生同化混染时,SO₄^2-将硅酸盐熔体中的Fe²⁺氧化成Fe³⁺,Fe³⁺无法进入硅酸盐矿物晶格,而形成Fe₃O₄/Fe₂O₃进入熔体,铁氧化物在磷、氯化钠、水等挥发分和盐类物质的作用下在岩浆房中与硅酸盐熔体发生不混熔,形成铁矿浆,沿构造有利部位贯入,形成矿浆型铁矿床。在矽卡岩型铁矿床中,矿浆充填型和热液交代型矿体同时存在,二者在空间上具有一定的分带性,有时渐变过渡,矿浆充填型铁矿体通常位于深部靠近成矿岩体的部位,而热液交代型铁矿体位于成矿流体运移的前方。在SO₄^2-氧化Fe²⁺的同时自身被还原为S^2-,与Fe²⁺结合形成硫铁矿,分布在铁矿的上部或边部。     

重金属污染土壤修复的Pb2+钝化产物稳定性

自然状态下土壤中重金属元素是否稳定存在是重金属污染固化修复技术中的核心问题。本文以常见重金属离子Pb²⁺为例,分析土壤中重金属离子与常见离子基团结合的稳定性。将第一性原理应用于Pb的存在形态和稳定性的分析,计算了PbCO₃、PbSO₄、PbCl₂、Pb₃（PO₄）₂、PbAl₂O₄和Pb₃Fe₂（PO₄）₄的自由能、能带和态密度。首先推断Pb²⁺和CO₃^2-、SO₄^2-、Cl^-、PO₄^3-等土壤中常见阴离子的结合稳定性,再判断加入金属阳离子Al³⁺和Fe³⁺对体系稳定性的影响。结果表明：铅化合物自由能从高到低趋势为PbCl₂、PbAl₂O₄、PbCO₃、PbSO₄、Pb₃（PO₄）₂、Pb₃Fe₂（PO₄）₄,其相应的结构稳定性顺序从大到小为Pb₃Fe₂（PO₄）₄、Pb₃（PO₄）₂、PbSO₄、PbCO₃、PbAl₂O₄、PbCl₂。通过对能带和态密度的分析,首先确定了SO₄^2-和PO₄^3-的引入能够增强含Pb体系的稳定性,进一步加入金属阳离子Fe³⁺会使体系更稳定。推测SO₄^2-、PO₄^3-为治理Pb²⁺污染合适的官能团,应选择容易释放SO₄^2-、PO₄^3-的物质作为合适的钝化剂。在实际应用中可选择磷酸二氢钠、无水硫酸钠、脱硫石膏等作为钝化剂。     

富钴结壳生长过程中铁锰氧化物矿物组合的变化

富钴结壳的矿物学研究是一个难点，本文运用电子探针微区分析结合X射线衍射和矿相显微镜观察的综合方法对富钴结壳中的铁锰氧化物矿物组合及其组分变化进行了研究，研究发现，富钴结壳是从与胶状粘土类混合共沉积开始生长的，结壳内部的韵律层和柱状构造也是始于粘土层终于粘土层的；铁锰团粒的核心一般是较纯的水羟凶国矿小核心，可能是在生物媒介作用下在水体中形成后沉降叠积的，FM、FPE海山结壳的中层存在一较纯水羟锰矿层，但该层中Co含量FM15比FPE06低得多，可能反映了FM15在该层形成时Co通量较低，而该层在FN12中不存在，反映了区域环境的较大差异，在FN12火焰状构造亚带存在Mn氧化物和Fe氧化物的极度分异现象，可能反映了结壳形成环境的重大变化。     

Natural speciation of Ni, Zn, Ba, and As in ferromanganese coatings on quartz using X-ray fluorescence, absorption, and diffraction

The mineralogy of natural ferromanganese coatings on quartz grains and the crystal chemistry of associated trace elements Ni, Zn, Ba, and As were characterized by X-ray microfluorescence, X-ray diffraction, and EXAFS spectroscopy. Fe is speciated as ferrihydrite and Mn as vernadite. The two oxides form alternating Fe- and Mn-rich layers that are irregularly distributed and not always continuous. Unlike naturally abundant Fe-vernadite, in which Fe and Mn are mixed at the nanoscale, the ferrihydrite and vernadite are physically segregated and the trace elements clearly partitioned at the microscopic scale. Vernadite consists of two populations of interstratified one-water layer (7 Å phyllomanganate) and two-water layer (10 Å phyllomanganate) crystallites. In one population, 7 Å layers dominate, and in the other 10 Å layers dominate. The three trace metals Ni, Zn, and Ba are associated with vernadite and the metalloid As with ferrihydrite. In vernadite, nickel is both substituted isomorphically for Mn in the manganese layer and sorbed at vacant Mn layer sites in the interlayer. The partitioning of Ni is pH-dependent, with a strong preference for the first site at circumneutral pH and for the second at acidic pH. Thus, the site occupancy of Ni in vernadite may be an indicator of marine vs. continental origin, and in the latter, of the acidity of streams, lakes, or soil pore waters in which the vernadite formed. Zinc is sorbed only in the interlayer at vacant Mn layer sites. It is fully tetrahedral at a Zn/Mn molar ratio of 0.0138, and partly octahedral at a Zn/Mn ratio of 0.1036 consistent with experimental studies showing that the ^VIZn/^IVZn ratio increases with Zn loading. Barium is sorbed in a slightly offset position above empty tetrahedral cavities in the interlayer. Arsenic tetrahedra are retained at the ferrihydrite surface by a bidentate-binuclear attachment to two adjacent iron octahedra, as commonly observed. Trace elements in ferromanganese precipitates are partitioned at a few, well-defined, crystallographic sites that have some elemental specificity, and thus selectivity. The relative diversity of sorption sites contrasts with the simplicity of the layer structure of vernadite, in which charge deficit arises only from Mn⁴⁺ vacancies (i.e., no Mn³⁺ for Mn⁴⁺ substitution). Therefore, sorption mechanisms primarily depend on physical and chemical properties of the sorbate and competition with other ions in solution, such as protons at low pH for Ni sorption.     

片岩强度各向异性特征及破坏模式分析

为研究片岩的各向异性特征,采用室内三轴压缩试验,获取α=0°、α=45°、α=90° 3种片理倾角试样的应力-应变曲线及强度和变形数据。进一步构建7组片理倾角下的标准圆柱体模型,以室内试验获取的数据为依据,反演材料介质力学参数,利用FLAC3D模拟、探讨了不同片理倾角的片岩破坏模式及抗压强度的片理倾角效应和围压效应。结果表明,三轴压缩条件下,片岩的破坏模式主要分为斜切片理剪切破坏和顺片理剪切滑移破坏,对应的变形破坏的控制结构亦不同。相同围压下,片岩抗压强度随片理倾角呈非对称的"U"字型变化,抗压强度最大值始终位于α=90°,最小值分布在α=45°或α=60°处。围压增大时,对顺片理倾角破坏的片岩强度的增强效应趋于弱化。此外,分析了各向异性岩石抗压强度最大值分布位置的影响因素,发现岩石均匀性程度对各向异性岩石的抗压强度最大值的分布有重要影响,均匀性较差时,最大值位于α=90°;反之,最大值出现于α=0°。     

模拟表生环境水钠锰矿亚结构转化及钙锰矿的形成

水钠锰矿是土壤与沉积物中最为常见的氧化锰矿物, 依据其MnO₆层对称特点分为六方和三斜两种亚结构类型.六方水钠锰矿在表生环境中可通过Mn2+的化学或生物氧化形成, 而环境中三斜水钠锰矿的形成及进一步转化为钙锰矿的途径尚不清楚.以两种六方水钠锰矿(酸性水钠锰矿和水羟锰矿)为前驱物, 采用X射线吸收光谱(EXAFS)、X射线衍射(XRD)、电镜(FESEM/TEM)及化学组成分析等技术方法模拟表生环境研究了水钠锰矿从六方向三斜的亚结构转化及生成钙锰矿的化学条件和矿物学机制.结果表明, 适当Mn(Ⅱ)浓度和弱碱性条件(pH≥8)可使六方水钠锰矿逐渐转化为三斜水钠锰矿, 继而经Mg2+交换、常压回流得到了长纤维状的钙锰矿, 其晶体生长以溶解-结晶为主.Mn(Ⅱ)与六方水钠锰矿MnO₆八面体层内的Mn(Ⅳ)反应生成Mn(Ⅲ)并填充层内空位, 使水钠锰矿对称型由六方向三斜转变.与酸性水钠锰矿相比, 水羟锰矿结晶弱、层状堆积混乱度高, 与Mn(Ⅱ)反应迅速, 层结构向三斜水钠锰矿转化快.pH升高, 促进六方水钠锰矿对Mn(Ⅱ)的吸附和Mn(Ⅱ)与Mn(Ⅳ)间的反应, 六方水钠锰矿转化为三斜水钠锰矿的速率加快."六方水钠锰矿→三斜水钠锰矿"可能是环境中三斜水钠锰矿的重要来源, 及进一步形成钙锰矿的重要化学生成机制.      

Sorption of heavy metal cations by low-temperature deposits of Pacific hydrothermal fields

Cation exchange reactions with participation of heavy metals Mn, Co, Ni, Cu, Zn, Cd, Ba, and Pb were studed in oceanic low-temperature hydrothermal deposits of various mineral compositions and in hydrogenic Fe-Mn crusts. Individual minerals and their assemblages differ significantly in absorptive capacity, which increases in the following order: hematite ? Si-protoferrihydrite < protoferrihydrite < geothite < nontronite ? Fe-vernadite + Mn-feroxyhyte < Fe-free vernadite < bernessite + Fe-free vernadite < bernessite; i.e., it successively increases from the mineral with a coordination type of lattice to minerals with a layer-type structure. The exchange complex of all minerals includes Na⁺, K⁺, Ca²⁺, and Mg²⁺, i.e., the main cations of seawater. In Mn minerals, Mn²⁺ is the main exchange component. The contribution of all the mentioned cations to the exchange capacity of minerals is as high as 90–98%. The highest absorptive capacity among the examined low-temperature oceanic deposits is characteristic of hydrothermal Mn minerals. Their capacity exceeds substantially that of hydrothermal oxides, hydroxides, Fe-aluminosilicates, and hydrogenic Fe-Mn minerals. The absorptive capacity of all examined Mn minerals relative to heavy metals increases in the same order: Ni < Zn < Cd < Mn < Co < Pb < Cu.     

地幔超高压条件下镍黄铁矿的一种新结构相——菱面体相: 辽宁金刚石包体的镍黄铁矿晶体结构

从金刚石中获取的包体矿物经电子探针分析其成分与镍黄铁矿相同, 该包体矿物晶体形态完好, 外形为三(六)方对称.用CCD单晶衍射仪对该矿物进行了单晶德拜衍射, 得到的39个衍射峰, 经粉末法指标化程序判别和计算, 这些衍射峰分别属于两种结构的镍黄铁矿的衍射峰: 一套为菱面体结构(六方定向)镍黄铁矿的衍射; 另一套属于立方结构的镍黄铁矿结构的衍射.菱面体结构镍黄铁矿的晶胞参数: a＝0.690 62 nm, c＝1.720 95 nm, V＝0.710 85 nm3(六方定向); a_R＝0.698 61 nm, α＝59.244 5°, V＝0.236 95 nm3(菱面体定向).菱面体结构的衍射表明该镍黄铁矿在地幔超高压环境中形成, 出现立方结构的衍射, 反映了金刚石破碎后, 该镍黄铁矿包体在常压下相变的结果.      

低-中煤级构造煤纳米孔分形模型适用性及分形特征

构造煤纳米孔非均质性研究对于揭示煤层气赋存状态和传输特性具有重要意义.选取低-中煤级典型序列构造煤样品,基于高压压汞和低温液氮相结合的方法计算了构造煤基质压缩系数,并分析了Menger、热力学、Sierpinski和FHH分形模型对构造煤的适用性,进一步揭示了孔隙分形特征,糜棱煤的Menger分形曲线呈现三段式分布,而对于原生煤、碎裂煤、片状煤、鳞片煤和揉皱煤而言,Sierpinski模型、Menger模型、热力学模型以及FHH模型分段点分别为100 nm、72 nm、72 596 nm和8 nm.Menger模型分形维数大于3且拟合偏差较大,不适合表征构造煤的孔隙非均质性.Sierpinski模型适合于描述构造煤的纳米孔分形特征;FHH模型适合于表征原生煤及构造煤8~100 nm的孔隙非均质性.Sierpinski模型微米孔（>100 nm）的分形维数（D_s1）随着构造变形的增强先升高,而后降低,在片状煤中达到最高;Sierpinski模型纳米孔（< 100 nm,D_s2c）和FHH模型 < 8 nm的孔隙的非均质性随构造变形的增强逐渐升高.原生煤和脆性变形煤中,D_s1 > D_s2c,表明为微米孔非均质性强于纳米孔;鳞片煤中,D_s1接近于D_s2c;揉皱煤中,D_s1 < D_s2c,表明纳米孔的非均质性强于微米孔.      

初论发现于西太平洋富钴结壳的羟锰矿

大多数研究者认为富钴结壳中的锰矿物主要是水羟锰矿。X-射线衍射数据表明这次所研究的富钴结壳中主要的富锰矿物相是羟锰矿,这是在以往的结核和结壳研究中鲜为人知。探讨了羟锰矿和水羟锰矿的名称由来、化学式、晶胞参数及X射线粉晶衍射值,建议将X-射线衍射特征值为2.4×10^-10 m和1.4×10^-10 m的锰矿物相统称为水羟锰矿;通过研究这两种矿物的成因、产状及环境,认为结壳中羟锰矿的存在表明结壳在生长中后阶段仍处于还原环境。     

载金石英的化学成分特征及其意义

利用电子显微镜(EM)及能谱仪(EDS),分析研究了变生热液形成的载金石英的化学成分、离子扩散作用以及金在石英中的赋存状态等问题,探讨了它们的形成和变化机理。研究结果表明:Al~(3+)、Ti~(3+)、TFe、Na~(+)、K~(+)、Ca~(2+)等在石英中为类质同像混入物;石英和黄铁矿之间的离子相互扩散作用,表现为石英中Al离子的带出和Fe离子的带入,黄铁矿中Fe离子的带出和Al离子的带入;石英中呈分散状态分布的金主要为离子金,它们充填在石英结构中,起平衡电价的作用。     

Chemical and structural control of the partitioning of Co, Ce, and Pb in marine ferromanganese oxides

The oxidation state and mineral phase association of Co, Ce, and Pb in hydrogenetic, diagenetic, and hydrothermal marine ferromanganese oxides were characterized by X-ray absorption near-edge structure (XANES) and extended X-ray absorption fine structure (EXAFS) spectroscopy and chemical extraction. Cobalt is trivalent and associated exclusively with the Mn oxide component (vernadite). Cerium is tetravalent in all genetic-type oxides (detection limit for Ce(III) ∼ 5 at. %), including Fe-rich areas (ferrihydrite) of hydrogenetic oxides, and is associated primarily with vernadite. Thus, the extent of a Ce anomaly does not result from variations in redox conditions, but appears to be kinetically controlled, decreasing when the growth rate increases from hydrogenetic to diagenetic to hydrothermal oxides. Lead is divalent and associated with Mn and Fe oxides in variable proportions. According to EXAFS data, Pb is mostly sorbed on edge sites at chain terminations in Fe oxide and at layer edges in Mn oxide (ES complex), and also on interlayer vacancy sites in Mn oxide (TCS complex). Sequential leaching experiments, spectroscopic data, and electrochemical considerations suggest that the geochemical partitioning in favor of the Mn oxide component decreases from Co to Ce to Pb, and depends on their oxidative scavenging by Mn and Fe oxides.