西南极乔治王岛新生代古生物特征及古环境探讨

西南极乔治王岛发育有一套高钾低铝的拉斑玄武岩,夹火山碎屑岩,属于岛弧火山岩系列。该岛还保存了南极最长的冰川沉积记录,是研究南极冰盖演化历史的重要证据。乔治王岛出露的新生代陆相地层中含有丰富的植物叶、孢粉、茎干、无脊椎动物化石及鸟类足印的痕迹化石等,从始新世到早中新世,化石逐渐减少,表明植物多样性呈明显下降趋势,幸存的稀疏植被被严格限制在冰川周缘的苔原物种上。冰海相地层与古生物研究表明,晚渐新世海相地层主要对应高能环境,早中新世海相地层对应低能环境。对乔治王岛新生代古生物特征及古环境的探讨,不仅理解了古生物及多样性的变化趋势,也为重建南极古环境提供证据。      

隐伏金属矿床上升气流微粒特征、形成及迁移

结合地球化学和纳米科学技术的理论和研究方法,研究隐伏金属矿床有关微粒的形成、迁移和特征。对十多个金属矿床的研究表明,隐伏金属矿体地表沉积物中上升气流微粒样品有单个微粒和微粒聚合体,单个微粒形态有球状、近球状、不规则状、规则多边形、长柱状,微粒有晶质、非晶质和部分晶质。聚合体形态一般是不规则状、球状和近球状。它们的矿物成分主要有自然Au、自然Cu、氯化物、氧化物、硫酸盐、氢氧化物等。成矿元素Au、Cu可以自然金属或自然合金形式存在,Cu、Pb、Zn等成矿元素可以氧化物或硫酸盐等形式存在,也可以存在于氧化物、氢氧化物、氯化物、硫酸盐等微粒中作为杂质元素,这些是隐伏金属矿体的指示微粒。成矿期后,与隐伏金属矿体有关微粒主要形成于断层作用、氧化作用和生物作用。在上升气流中,微粒呈“布朗运动”。     

东南极冰盖内陆深处几个雪坑离子浓度的初步研究

对南极中山站-Dome A断面距海岸800～1 100 km(海拔2 850～3 760 m)的内陆深处3个雪坑进行了雪层剖面观测和雪样化学分析.氧同位素、可见层位特征与主要阴、阳离子浓度的剖面对比分析表明, 同位素季节变化信号不明显, 而太阳辐射冰壳与某些离子(如Na 、 Cl-等)浓度变化有较好的对应.研究区域主要的几种离子如Na 、 Cl-和SO2-4等与东南极内陆其它区域雪坑中的相似, 但NO-3和NH 4有较大差异.在高原中心区域, NO-3沉积后很大部分又逸散返回大气, 因而雪层中平均浓度很低但表面处的浓度却异常地高.在海拔2 850 m处, 各种离子的浓度随深度增加而增加, 在海拔3 750 m处则为相反趋势, 在海拔3 380 m处趋势不明显.如果离子沉降速率保持不变, 这种特征意味着近20 a来降雪积累速率在高原中心区域为减少趋势, 在海拔较低的区域则为增加趋势.在所有雪坑中, Na 和Cl-具有非常好的正相关性, Cl-/Na 为1.24～1.61, 略高于海水中的值(1.168), 说明Cl-虽然主要来源与于海盐, 但仍有一小部分为其它来源.非海盐SO2-4在不同雪坑中显示出不同特征, 对其是否能指示火山喷发等问题还有待于进一步探讨.     

秦岭太白山南麓降水中常量无机离子特征及其来源研究

以2011年11月至2014年9月连续采集的74个有效降水样品为研究载体,运用趋势分析法和相关分析法分析太白山南麓黄柏塬地区降水中常量无机离子（NH₄⁺、Ca²⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、SO₄^2-、NO₃^-、Cl^-、F^-）的化学特征,并结合富集因子法、端源贡献法及后向气流轨迹模型探究其来源。结果表明：研究区降水中各离子浓度大小顺序为Ca²⁺ > SO₄^2- > NH₄⁺ > NO₃^- > K⁺ > Na⁺ > Mg²⁺ > Cl^- > F^-,主要阳离子是Ca²⁺和NH₄⁺,共占阳离子总量的76.21%,主要阴离子是SO₄^2-和NO₃^-,共占阴离子总量的90.83%。降水总离子年平均浓度为404.64 μeq·L^-1,相对于国内外已研究的其他高山站点偏高,表现出典型的大陆型及人为源干扰的特征。受排放源、气象因子、植被、降水量等因素影响,降水总离子浓度表现出显著的季节差异,依次为冬季 > 春季 > 秋季 > 夏季。源解析结果显示降水中SO₄^2-和NO₃^-95%以上由人为源贡献,Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于地壳风化,Na⁺海盐源和非海盐源贡献约各占一半,K⁺主要来自于非海盐贡献,而F^-和NH₄⁺则几乎全部由人为源贡献。不同路径气团影响下的降水离子组分具有明显不同,北方气团途径太原、石家庄、北京、兰州等工业发达城市,工业燃煤交通废气排放量大,降水中SO₄^2-、NO₃^-浓度均偏高,离子总浓度也明显高于南方气团。     

气象要素影响下雪冰离子淋溶过程研究——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

为了更好地理解化学离子在雪坑中的迁移和保存,进一步解释冰芯记录,基于乌鲁木齐河源1号冰川海拔4130 m处的雪冰化学资料,研究了气温和降水与离子淋溶过程的关系.结果表明：气温与离子浓度呈负相关关系,夏季的雪坑离子浓度波动剧烈,冬季的雪坑离子浓度相对稳定.离子浓度随正积温的升高呈指数衰减趋势,当正积温至0℃以上时,离子浓度急剧降低;当正积温升至60℃左右时,离子浓度呈缓慢降低.不同离子的淋溶过程对正积温的响应有所不同,随着正积温的增加,SO₄^2-,NO₃^-,Na⁺,Cl^-,NH₄⁺和Ca²⁺的衰减趋势非常显著,而Mg²⁺和K⁺则呈现无规律性的变化.淋溶因子指出,融水渗浸作用导致雪坑中大部分离子被淋溶;不同离子的淋溶因子也有明显差异,Mg²⁺淋溶因子最小（0.43）,SO₄^2-淋溶因子最大（0.84）,说明Mg²⁺最为稳定,而SO₄^2-最易淋溶.降水对雪坑离子浓度的影响较为微弱,主要通过增加表层雪离子浓度而提升整个雪坑的离子浓度.     

花岗岩风化壳中稀土纳米微粒的提取、表征及赋存状态研究

研究风化壳中纳米微粒的稀土元素特征,对于从微观层面揭示我国华南风化壳型稀土矿床成因具有重要意义。以广西平南富稀土花岗岩风化壳剖面(ΣREE_max含量1 201 ×10^-6)为典型案例,采用物理方法(超纯水,MQW)和化学方法(Na₄P₂O₇, TSPP)两种技术手段,提取了花岗岩风化产物中的纳米微粒(1~100 nm)。进而采用中空纤维流场流分离-电感耦合等离子质谱仪联用技术(HF5-ICP-MS),对纳米微粒进行了连续分离和表征,同步获得了不同粒径纳米微粒中REE的含量特征。结果指示,化学提取剂TSPP能有效打破花岗岩风化产物中的大颗粒团聚体,它对纳米微粒的提取效率比物理提取方法高10²~10³倍。在TSPP提取的纳米微粒悬浮液中,REE含量(ΣREE_TSPP含量)最高可占到风化产物全岩REE总量(ΣREE含量)的80.5 %。纳米微粒主要分布于2~5 nm和10~30 nm两个粒径区间,另有少量粒径为30~80 nm的纳米微粒出现。其中,在2~5 nm微粒中,REE峰位与有机质大分子峰位对应,指示二者在离子键合作用下形成了聚合体。而在10~30 nm微粒中,REE峰位与Al元素峰位相对应,指示REE被黏土矿物纳米微粒吸附或离子交换。此外,本研究还发现轻稀土(LREE)与重稀土(HREE)在纳米微粒中的分布并不一致。其中以La、Ce、Pr和Nd为代表的LREE元素集中出现在2~5 nm和10~30 nm的纳米微粒中,而以Tb和Lu为代表的HREE元素除了在上述两个粒径的纳米微粒中有含量显示外,还分布于30~80 nm的纳米微粒中,指示了花岗岩风化产物中可能存在着相对独立的、与有机质和黏土矿物无直接关联的重稀土纳米微粒矿物。上述发现为进一步认识风化壳型稀土矿床中稀土元素的赋存状态和富集分异过程提供了新的启示。     

四川红层农业面源污染三氮等典型离子迁移研究——以金堂为例

通过分析成都金堂龙镇地下水赋存空间、村民施肥状况,来研究农业面源污染对地下水的影响。采用室内土柱淋滤实验模拟当地包气带土层进行实验,根据淋滤液中三氮等典型离子在一定时间内的浓度变化,分析离子在土壤包气带中的迁移变化以及得出离子在地下水中的迁移量及其浓度变化规律。最终提出切实可行的防治措施以降低施肥对土壤及地下水的污染。     

多元统计法在河水主要离子含量变化特征及来源分析中的运用——以梧州水文站控制断面为例

文章利用2011年4月到2012年3月对梧州水文站控制断面进行的定期采样数据,分析了该断面河水中主要阴、阳离子的化学组成,并运用多元统计分析方法研究和探讨了河水化学组成变化特征。结果表明,梧州水文站控制断面河水水化学类型以Ca2+ + HCO3-型为主,Na+、Ca2+、Mg2+、HCO3-、SO42-、NO3- 主要来源于岩石的风化,K+ 、Cl-来自于人类活动的输入;河水中离子化学组成受水—岩作用和土壤表面离子交换作用影响,对河水溶质的贡献率分别为69.34％、17.10％。     

离子吸附型稀土资源研究进展、存在问题及今后研究方向

稀土是中国的优势矿产资源,但真正引起世人瞩目的是离子吸附型稀土矿,尤其是其中的中稀土、重稀土成分。离子吸附型稀土矿是中国极其重要、全球罕见的矿床类型。自1969年发现至今的四十多年来,对其成矿机制、富集规律、开采方式、环境保护等方面的研究取得了显著进展。本文从离子吸附型稀土矿床成矿理论、勘查技术方法、资源综合利用及矿政管理等方面评述了近年来取得的进展及存在的问题,重点分析了合理评价资源储量、储量优化开采利用方案、加强稀土开发管理等方面存在的亟待解决的现实问题。本文认为现行的稀土矿产地质勘查规范已经不适应当前的形势,需要修改;当前对离子吸附型稀土矿产实行不分单元素矿种的资源分类方式也不利于资源的充分利用,需要建立单元素稀土矿种的评价、管理体系;对于矿业权设置和开采总量控制指标等方面的管理工作今后只能加强不能放松。     

液态下冰芯微粒含量随时间的变化-南极乔治王岛冰芯微粒研究(英)

Re-measurement of microparticle content of surface 10 m ice core from the top of King George Island Ice Cap shows that, except samples in 8. 5～ 10 m depth, the microparticle content generally decreases 45%～ 85% within first 48 hours at melted state, afterwards, the content change is small. Content at each grain size interval has a decrease, but the main decrease is in particles of <3μm. Though particle content varies with depth, the decreases are much larger in peak areas than in valleys. From the tests, it can be considered that, the reason of particle content decrease at melted state is that some sea salt grains in samples dissolved. The microparticle content of samples in 8. 5～ 10 m depth has not decrease, the reason is that melting and re freezing have occurred at the depth, because the ice temperature is near 0 °C, and there are series of ice layers, the thickest is 7 cm, at that depth. The chemical analyses for same samples at same conditions show that, except irregular changes in NH4,NO, there are small changes in other ions, probably the content changes in micro-grain <3 μm can not obviously cause the chemical content change in samples.     

南极乔治王岛与象岛邻近海域表层沉积硅藻组成及分布特征

本文对“第33次南极科考—海洋六号航次”在乔治王岛南侧、象岛西侧海域内通过箱式取样获得的表层沉积物样品进行了硅藻组成和分布特征的研究。主要统计了硅藻丰度、简单分异度、属种组成等, 并结合沉积物粒度数据进行分析, 结果表明乔治王岛南侧站位丰度和分异度高于象岛西侧站位, 最高丰度达到1.96×106壳/g。丰度的差异分布可能主要与洋流有关, 别林斯高晋海表层洋流带入充足营养盐导致乔治王岛南侧站位硅藻繁盛, 而威德尔海涡流底层水影响下的象岛西侧站位则难以沉降保存包括硅藻壳体在内的细小沉积颗粒。各站位硅藻组成的差异主要体现在海冰相关种分布不均和半咸水种类繁盛情况等, 前者可能与漂浮海冰控制的时间长短有关, 而后者与淡水输入等综合环境因素有关。     

南极乔治王岛中——新生代岩浆岩Sr—Nd—Pb同位素组成及源区特征

对乔治王岛１１个火山岩和２个侵入岩样品做了Ｓｒ－Ｎｄ－Ｐｂ同位素分析，其中（８７Ｓｒ／８６Ｓｒ）ｉ＝０．７０３２６～０．７０３９２，εＮｄ＝３．０２～６．７２，２０６Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１７．７７６～１８．５１５，２０７Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝１５．．５０６～１５．５７１，２０８Ｐｂ／２０４Ｐｂ＝３７．８６８～３８．３０８。根据以上同位素组成及其相互关系并结合岩石学和微量元素特征及火山岩中熔融包裹体成分，得出以下结论：（１）研究的乔治王岛岩浆岩起源于亏损地幔（ＤＭＭ）和地幔流体交代成因的富集地幔ＥＭＩ混合形成的源区；（２）该源区具有广义Ｄｕｐａｌ异常，它正是由于ＥＭＩ组份加入即通过流体交代作用而产生的；（３）流体主要是俯冲深海沉积物脱碳酸盐作用而释放出的富ＣＯ２流体。     

希夏邦马峰抗物热冰川离子淋溶作用对冰芯记录的影响(英)

The ion elution process has a severe effects on the formation of ice core record, which is discussed on the results of ice core record from kangwure Glacier, Xixabangma Peak.     

南极乔治王岛柯林斯冰帽冰芯（SDT）中火山物质成分特征

对柯林斯冰帽小冰穹冰芯中物质成分的研究,发现冰芯中有九层火山灰沉积。它们由玻屑（橙玄玻璃）、岩屑（黑色）和晶屑（长石、辉石、橄榄石和微量的钛铁氧化物）组成。长石为钠钙系列的中长石到拉长石。橄榄石为镁质的贵橄榄石。主要元素和微量元素分析结果表明,该类火山灰为玄武质成分,其ＳｉＯ２含量在５０ｗｔ％左右,Ｎａ２Ｏ大于Ｋ２Ｏ,并具有轻稀土元素轻微的富集、重稀土元素亏损、Ｅｕ正异常的特征。这些火山灰的存在,证实了近百年来南极地区的企鹅岛和欺骗岛的火山喷发活动。     

西南极利文斯顿岛百耳斯半岛中生代火山岩地球化学特征

西南极利文斯顿岛百耳斯半岛中生代火山岩是晚侏罗纪至晚白垩纪三期火山活动的产物。岩石普遍贫钾,轻稀土元素略为富集,但轻重稀土分馏不强烈;Ｓｒ、Ｋ、Ｒｂ、Ｂａ、Ｔｈ等大离子亲石元素（ＬＩＬ）明显富集,Ｎｂ和Ｔａ明显亏损,过渡金属族元素Ｃｒ和Ｎｉ强烈亏损,表明它们属于火山弧环境中生成的钙碱性系列岩石。白垩纪中期和白垩纪晚期岩石的８７Ｓｒ／８６Ｓｒ比值主要在０．７０３９～０．７０５３之间变化,εＮｄ＞０,８７Ｓｒ／８６Ｓｒ相对１／Ｓｒ、Ｒｂ、Ｋ和ＳｉＯ２等的变化不大,表明其源区岩浆可能直接来自上地幔,很少受到壳源物质的混染。而晚侏罗纪火山岩的Ｓｒ同位素比值较高,说明早期岩浆可能受到少量地壳物质的混染。但在Ｔｈ／Ｔａ－Ｔｈ和Ｔｈ／Ｓｍ－Ｔｈ图解上所有岩石的投影点分布趋势相同,趋势线的斜率＞０。百耳斯半岛中生代火山岩是上地幔部分熔融生成的同源岩浆不同期的产物     

The Polonez Cove Formation of King George Island, Antarctica: stratigraphy, facies and implications for mid-Cenozoic cryosphere development

The middle to late Oligocene Polonez Cove Formation, exposed on south‐eastern King George Island, South Shetland Islands, provides rare evidence of mid‐Cenozoic West Antarctic cryosphere evolution. A revised lithostratigraphy and facies analysis and a review of the palaeoenvironmental significance of the formation are presented here. The diamictite‐dominated basal member of the formation (Krakowiak Glacier Member) records the presence and retreat of marine‐based ice on a shallow continental shelf. Five overlying members are recognized. These consist of basaltic‐sourced sedimentary rocks and lavas and represent a variety of shoreface and shallow continental shelf environments in an active volcanic setting. These units contain diverse reworked and ice‐rafted exotic clasts that become sparse towards the top of the formation, suggesting a continuing but waning glacial influence. New ⁴⁰Ar/³⁹Ar dates from interbedded lava flows indicate a late Oligocene age (25·6–27·2 Ma) for the Polonez Cove Formation, but are slightly younger than skeletal carbonate Sr‐isotope ages obtained previously (28·5–29·8 Ma). There is evidence for wet‐based subice conditions at the base of the Polonez Cove Formation, but no sedimentary facies to suggest substantial meltwater. This may reflect a subpolar setting or may result from lack of preservation or a high‐energy depositional environment. A northern Antarctic Peninsula/South Shetland Islands provenance is probable for most non‐basaltic clasts, but certain lithologies with possible origins in the Transantarctic and Ellsworth Mountains also occur sparsely throughout the formation. There is evidence to suggest that the presence of such far‐travelled clasts within subglacially deposited facies at the base of the formation reflects the advance of a local ice cap across marine sediments containing the clasts as ice‐rafted material. The presence of these clasts suggests that extensive marine‐based ice drained into the southern Weddell Sea region and that a strong Weddell Sea surface current operated both before and during deposition of the Polonez Cove Formation.     

东南极洲中山站附近1年生海冰的发育和结构特征及其对生物群落的影响(英)

Sea ice growth, characteristics and ice algal biomass were measured at four sites off Zhongshan Station (66°22, 24" S, 76°22, 40" E), East Antarctica in 1992. The ice formed in late March,grew stablely and reached its highest thickness of 174 cm in November and December. The difference　between measured ice thickness and the calculated values from the classical Stephen formula are small,suggesting that the heat flux from the ocean to the underside of the ice at this area is not obvious.The results of sea ice analysis show that the sea ice consists mainly of congelation ice, and the frazil　ice only occurs at the top of sea ice, no snow or platelet ice is found. When the ice thickness reached its　　highest values in late spring, congelation ice contained average 89. 5 % of the total column crystal 　structure, the remaining 10. 5% consisted of frazil ice, and the ice thicknesses above the congelation ice layers were mostly consistent throughout the year, suggesting that the sea ice developed in a relativelycalm environment after the top layer of ice had formed and grew downwards only.Congelation ice fabrics shows frequent moderate to strong alignments at almost all depths, and thedegree of preferred orientation mostly increased with depths. In the sub--structure of congelation ice,the plate width are in a range of 0. 55 to 1. 05 mm with an average value of 0. 76 mm. No apparent pattern occurs in its vertical profiles.Ice crystal composition is one of the major factors influencing the ice algal biomass, and the effectsof crystal alignments and ice plate width of congelation ice are not apparent.