计算流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究。随着计算机运算能力的不断增强 ,在地球化学中正在形成一门新兴学科———计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运化学反应耦合动力学研究取得了显著进展。建立在Darcy定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等 ,从古水文学和流体地球化学方面高度动态研究成矿作用。根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据 ,预测多组分体系中发生的流体岩石相互作用 ,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运化学反应耦合动力学 ,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为 ,是计算流体地球化学的发展方向。     

计算机流体地球化学研究的进展

成矿作用的化学机理可以通过实验和计算机模拟进行研究,随着计算运算能力的不断增强,在地球化学中正在形成一门新兴学科－计算地球化学。其中热质输运模拟、化学质量迁移数值模拟和流体输运－化学反应耦合动力学研究取为著进展,建立在Ｄａｒｃｙ定律和守恒方程基础上的多孔介质热质输运模拟通过流函数图、等温线图及速率矢量图等,从古水文学和流体地球化不方面高度动态研究成矿作用,根据化学和热力学原理进行的化学质量迁移数值模拟则通过矿物和流体中化学物种的热力学数据,预测多组分体系中发生的流体－岩石相互作用,定量揭示经历了复杂化学反应进程的成矿作用的化学行为。将上述两方面结合的流体输运－化学反应耦合动力学,可以从时间和空间上模拟真实成矿流体系统复杂的动力学行为,是计算流体地球化学的发展方向。     

华莹山九洞含硅饮用矿泉水形成的水文地球化学机理

地下水是一种化学成分十分复杂的多元物理化学平衡体系,研究地下水的各种物理化学反应,究其实质就是研究原子、分子、离子、电子和各种化合物在其间的能量转换或运动规律。化学热力学就是专门研究各种化学反应所发生的能量变化,将化学热力学运用于水文地球化学体系中,可以判明化学反应发生的可能性、方向性和它们进行的程度等,用以解决地下水的形成和有关元素形成的水文地球化学机理等重大理论和实际问题。 在有关SiO_2的来源,含硅地下水的形成中,不少水文地球化学文献,曾建立许多化学反应方程式,但从化学热力学角度,定量的进行研究还很不够;笔者发现,许多反应方程式,在常温常压下并不能自发进行,亦即按这些反应方程式并不能说明含硅地下水的形成机制。那么,含硅地下水是怎样形成的?本文试图以华莹山矿泉水为实例,用化学热力学有关计算来解释这一课题。 这里,一方面对有关化学热力学在水文地球化学中的应用,进行一些理论上的探索;另一方面应用化学热力学理论,对解决华莹山含硅矿泉水的形成机制进行一些尝试。     

浅层地下水系统氟地球化学行为的数值模拟

本文以重要的命必需元素氟为研究对象，选择地方性氟病比较严重，浅层高氟地下水形成分布在我国北方地区具有代表性的河北邢台山前平原为典型研究区，在大量野外工作和模拟实验研究基础上，应用国外近十几年发展起来的地下水地球化学定量研究方法－地下水地球化学模拟，以及多反应组分系统水动力弥散运移与化学反应耦合模型的理论和方法，对浅层地下水系统氟的地球化学行为进行数值模拟，定量研究了大气降水入渗条件，水－非饮和带非     

谈谈环境水文地球化学中的几个问题

环境水文地球化学是研究人的水文地球化学活动。因人的活动对地下水化学成分形成作用的影响和地下水的变质作用的评价,主要是对水文地球化学环境变化的评价。热力学平衡模型的应用是有条件的,它适用于水交替较迟缓的、地球化学环境较均匀的地区。谨慎地应用局部平衡假设,可使热力学平衡模型的运用扩大。污染质在地下水中的迁移模型,应是渗透水动力学模型与地球化学模型有机结合的。这种结合在数学上是有困难的,文中介绍了两个解决上述困难的例子,目的在于抛砖引玉。希望在我国出现更多更好的与水文地球化学结合的水质迁移模型。     

地球化学的初心和使命

1地球化学研究现状 国际地球化学研究的主要方向集中在地球不同储库之间的元素和同位素丰度分布、元素配分系数和同位素分馏系数及其扩散系数等热力学和动力学参数、元素和同位素分析测试技术的研发等.像这样的基础地球化学学科专业,中国虽然有众多的研究人员,但是高质量的研究相对国际上来说还是偏少.大量的研究集中在地球化学应用,从岩石...     

化学动力学在地球化学中的某些应用

化学动力学在地球化学（特别是成矿作用地球化学）研究中有极其重要的作用,其主要应用包括七个方面。本文重点介绍了地球化学中化学动力学的实验研究方法以及碳酸盐、硅酸盐、氧化物和硫化物等矿物的反应动力学实验成果;介绍了Helgeson的质量迁移理论及其研究热液在围岩中的运移方面的应用,并在热力学性质和动力学行为两方面研究了围岩的离解作用、蚀变作用与矿化作用及其相互关系。     

水文地球化学模型研究进展

水文地球化学模型是目前水文地球化学研究的重要工具,通过模拟可以确定地下水系统中的水化学演化过程,揭示地球深部的水循环机理。同位素方法的使用、模型的完善及模拟程序的不断升级,使得模拟工作得到进一步发展。本文重点概述了水文地球化学的主要模型:组分分布模型、质量平衡模型和反应路径模型。近几年中,在放射性废物处置、地下水中有机污染影响及垃圾填埋场渗滤液迁移方面,水文地球化学模型得到了很好的应用。考虑环境问题以及与水动力学模型耦合是水文地球化学模型今后的发展方面。     

地球化学环境界面研究

作者认为,近代地球化学研究的发展已经较多地注意到环境界面作用,从而在地球科学前沿产生了新的重要分支学科——“环境界面地球化学”。环境界面地球化学作用是在较低温度和压力条件下,有生命物质或有机物质参与的多元、多相热力学和动力学过程。它与固体地球的地球化学、天体化学、外生地球化学有着重要的区别或联系。该文还深入具体地阐述了环境界面地球化学的内涵、研究的目的意义、发展趋势和选题方向。     

地球化学模式程序在铀矿找矿中的应用——以巴音戈壁盆地塔木素地区为例

首先简述了地球化学模式程序、与铀成矿有关的水文地球化学参数及区域地质、水文地球化学概况,并研究了区内水文地球化学环境。在此基础上,依据区内水质分析资料,运用地球化学模式程序(PHREEQC)计算了下白垩统地下水中沥青铀矿饱和指数(SI)、Eh反应条件边界值(Ehb,U)及Eh反应条件指数(RCIEh)等。认为该区局部地段在下白垩统地下水的深部存在Ehw﹤Ehb,U,RCIEh<0,SI>0的条件,即地下水处于过渡环境中,地下水中铀处于沉淀析出的饱和或过饱和状态,与岩石地球化学环境吻合性较好。因而在区内具有铀矿化的可能性,已被区内发现的工业铀矿化得到了证实。     

水文地球化学反应-迁移-分异模型

为水资源水质评价和环境水化学研究奠定理论基础和科学依据 ,将理论化学与传统水文地球化学融合在一起 ,运用三相平衡原理 ,矿物溶解的偏平衡理论 ,建立了典型水文地质蓄水构造的水文地球化学反应 -迁移 -分异模型 ,研究了蓄水构造内不同区带的主要化学反应 -迁移 -分异特点 ,探讨了水文地球化学分带代表性矿物 ,化学指标和水化学类型分带特征。全面系统地论述了补给区—补给迳流区—迳流区—排泄区 ,地下水中物质成分的形成和演化规律 ,并提出矿物饱和指数的新意义。实例表明 ,该模型具有理论和应用价值。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿地球化学研究进展

叙述了元素地球化学、同位素地球化学和有机地球化学等方面在鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿的研究新进展。该区的研究成果丰硕。从元素地球化学的研究明确了矿石及其围岩的岩石地球化学特征,讨论了铀成矿的地质环境,围岩与铀成矿的关系。利用同位素地球化学的方法厘定了铀的成矿时代,利用裂变径迹的研究构建了该区的地质热力学演化历史,推测了成矿时代与构造演化历史之间的联系。综合同位素地球化学,有机地球化学和地质热力学演化等多方面的观点讨论了铀源和成矿流体的来源及有机质在铀成矿中发挥的作用。     

水文地球化学研究现状与进展

1938年,“水文地球化学”术语提出,至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展,其服务领域不断扩大。当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。其研究方法也日臻完善。随着化学热力学和化学动力学及同位素方法的深入研究,以及人类开发资源和保护生态的需要,水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域,并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。     

地球化学反应模型的发展及其应用

根据近年来地球化学反应模型的发展及其应用现状，对新发展的建模方法手段、模型计划方法以及模型计算软件作了简要的归纳和评述，最后以地球化学反应模型用于成矿动力学研究的应用为例，说明地球化学反应模型在地球化学研究中，对了解反应体系中物质的形态，分布、迁移和转化，起着重要的作用。     

核燃料废物处置的地球化学环境

加拿大原子能有限公司（ＡＥＣＬ）近来向政府、科学家们和公众介绍了在加拿大地盾地质环境中处置核燃料废物的构想。涉及到的重要部分就是拱顶洞室处置的地球化学环境，包括岩石与地下水的成分，岩石、地下水和埋置的拱顶洞室材料之间的地球化学反应，拱顶洞室关闭后人为活动和微生物活动的影响及程度。概括了处置原理，探讨了地球化学环境的有关问题。在加拿大地盾的拱顶洞室深处（５００￣１０００ｍ），出现含盐地下水和还原环境     

地球化学动力学体系

本文以地球化学作用与其时-空结构的统一性为指导思想,将地质区域和各种地质体视为动力学体系,应用耗散结构理论,通过对云南个旧钖、多金属成矿区的研究,讨论地球化学动力学体系的建立。 作者应用马尔科夫过程理论揭示了沉积过程的地球化学旋回性,并用动力学体系分析阐明每一旋回的时间结构。花岗岩浆的分离结晶作用与对流驱动的热重力扩散作用相结合导致了岩体内痕量元素的化学分带。岩浆期后体系系由具有非线性动力学机制的复杂的反应-输运网络所构成,其拓朴结构使体系产生异常的动力学行为。通过各种物理化学参数的实验测定建立了成岩、成矿作用的动力学模型,并用计算机模拟了典型矿田内热液流体的流速场与温度场。 地球化学全过程的时间结构可以归结为热力学分枝的分支在时间上的展开或多阶耗散结构的阶梯。地球化学场的空间结构产生于耗散结构的局域化和化学波的成生与传播。成矿区域是囿于有界介质内的局域化耗散结构。不同反应前锋的差速前进从而产生不同物种的分异沉淀使成矿区域出现化学分带。成矿源区起因于某种化学反应核心或特殊的物理边界所产生的局域不均一性。 对地球化学动力学体系作进一步的研究可以揭示金属矿源学、历史地球化学与区域地球化学之间的内在联系。     

从北山地下水化学特征推论地下水的形成及区域循环

地下水化学特征是影响和控制核素迁移的重要水文地质因素,因为核素在迁移的过程中,与地下水、岩石之间不断发生各种物理和化学作用,如吸附、溶解、沉淀等.发生在核素、地下水、岩石间的物理和化学反应,可以起到阻滞或减缓核素在地下迁移的效果,也可能起到促进核素迁移的作用.核素、地下水、岩石间相互作用方式及其对核素迁移的影响,一方面取决于围岩的地球化学特征,另一方面取决于地下水的化学性质.因此,在高放废物场址选择和评价中,必须研究地下水的化学特征.     

区域地下水演化的地球化学研究进展

由于区域地质特征、水文地质条件、气候影响和人类活动的差异性,导致区域地下水演化的地球化学过程复杂、影响因素众多.在总结近年来国内外区域地下水化学演化研究大量成果的基础上,综述了地下水演化的地球化学系统分析方法,地下水演化研究的水文地球化学方法、同位素地球化学和元素地球化学方法和技术以及地下水演化的地球化学模拟方法和技术及常用软件.指出在今后的一段时期内,区域地下水自然演化与人类活动的复合作用、地下水与地表水的相互作用、微生物-水-岩相互作用将是区域地下水地球化学研究的热点领域,其中物理、化学、生物的耦合作用将是区域地下水演化的地球化学研究的重点领域.     

地下水地球化学模拟

地下水地球化学模拟是评价地下水水质，模拟水－岩相互作用，查明地下水－岩石相互作用下污染物迁移形式和变化特点，以及预测地下水化学演变的有效方法。本文概述了地下水地球化学模拟的基本理论，讨论了地下水地球化学模拟中的组分存在形式的计算，质量平衡反应模型及反应路径模拟的研究内容和方法，并指出了其存在的问题及发展方向。     

成矿作用动力学研究的新进展及发展趋势

成矿作用动力学是地球化学动力学的一个重要分支学科,近年给出了更完善的定义,初步建立了一套理论体系和研究方法。水岩相互作用及动力学模型、物质输运与化学反应、成矿元素的输运与沉淀、化学热力学与输运性质等方面的研究取得许多新的进展。最后指出了成矿作用动力学的某些发展趋势。