来自蛇绿岩地幔的硫（砷）化物矿物组合

近来在西藏雅鲁藏布江蛇绿岩带的罗布莎蛇绿岩块的地幔豆荚状铬铁矿中发现一个包括金刚石、柯石英、自然元素、合金、氧化物以及硫(砷)化物组成的地幔矿物群。该矿物群的硫(砷)化物具有特殊化学成分并呈包裹体分布在贱金属(BM)和铂族元素(PGE)或它们的合金中,大量化学成分分析得知它们主要由下列元素组成:S、As、Te、Fe、Ni、Co、Cu、Pt、Pd、Ru、Rh、Os、Ir、Mn和Ti。根据化学成分可辨别出约30种硫(砷)化物矿物:FeS、NiS、(Ni,Fe)S、Fe3S2、Ni3S2、(Ru,Os,Ir)S2、Rh7As3、Rh5Ni(Cu)As4、Pd4Rh3As3、Pd8As2、Pd3TeAs、Pd7Te3、RuAs、PtAs2、Ni4Rh3As3、Rh(As,S)2、(Rh,Ir)(As,S)2、Ir(As,S)2、MnS、Ti7S3、Ti7N3、Rh3.5Se3.5CuS2、RhS、Ir2S3、(Ir,Cu)2、S3(Co,Ni,Fe)2(As,S)3、(Ir,Pt)(As,S)2、Ru3(As,S)7以及(BM)x(PGE)yS10-(x y)等,其中包括已定名和未定名的矿物。由于矿物粒度小(<25μm),缺乏X射线分析资料,有待进一步研究。     

人工合成图水羟砷铁矾的矿物学研究

图水羟砷铁矾是目前发现的存在于酸矿废水中的唯一的亚砷硫酸盐含铁矿物,其化学式为Fe6(AsO3)4(SO4)(OH)4.4 H2O。图水羟砷铁矾对研究酸矿废水中砷地球化学以及冶金含砷废水处理都具有重要意义。本文通过恒温水浴反应器合成该矿物,首次采用红外光谱和拉曼光谱对其表征,结果表明:位于770 cm-1处的红外特征峰来自矿物中As—O伸缩振动;位于609、663、512、455和365 cm-1处的拉曼特征峰分别来自矿物中As—OH不对称伸缩振动、As—OH伸缩振动(υ3)、AsO33-不对称弯曲振动(υ4)(512和455 cm-1)和O—As—O弯曲振动;光电子能谱结果表明矿物中As为+3价,不存在更高氧化态。低pH值和高硫酸根有利于矿物获得较好晶形;矿物在pH>3出现不谐溶解,首次测定矿物溶度积常数(Ksp)为107.7,标准吉布斯反应自由能(ΔG0f)为-3 605 kJ/mol。     

起伏地形上规则二度体复重磁场正演和直接反演

上接211页13　n个无限薄板叠加场反演13.1　复场展开以Mj代替2Mmj和2fMgj,以F(S)代替G′(S)和T(S),得复场F(S)= nj=1Mjσj-S=- nj=1MjS-σj。(13.1)展开上式,即F(S)=-1(S-σ1)(S-σ2)…(S-σn)×{M1(S-σ2)(S-σ3)…(S-σn)+M2(S-σ1)(S-σ3)…(S-σn)+…+Mn(S-σ1)(S-σ2)…(S-σn-1)}。(13.2)根据(9.2)、(9.9)式有(S-σ1)(S-σ2)…(S-σn)=-1F(S){Φ1+Φ2+…+Φn};Φ1=M1{Sn-1-x1(1)Sn-2+x2(1)Sn-3-　　　　…+(-1)n-1x(n-1)(1)},Φ2=M2{Sn-1-x1(2)Sn-2+x2(2)Sn-3-　　　　…+(-1)n-1x(n-1)(2)},Φn=Mn{Sn-1-x1(n)S…     

腾冲热泉中砷的甲基化和巯基化过程

为了研究热泉中砷的形态及其分布、转化规律,针对云南腾冲热泉各种砷形态进行了IC-ICP-MS测试和水文地球化学分析.在91处热泉中检出了11种砷形态,包括(亚)砷酸盐、无机硫代砷和甲基(硫代)砷.其中(亚)砷酸盐含量>无机硫代砷含量>甲基砷含量.热泉中无机硫代砷含量及其巯基化程度与硫/砷比正相关.甲基砷含量低是富硫化物...     

岩溶地下河中砷迁移过程及其影响因素分析——以广西南丹县里湖地下河为例

以广西南丹县里湖地下河作为研究区,对砷在地下河中的存在形态,迁移过程及其影响因素进行了分析。结果发现,里湖地下河中砷浓度较高且与人类活动密切相关;由于地下河中相对较低的氧化还原环境,使毒性更强的 As（Ⅲ）含量超过 As（V）,占总无机砷的53%,增加了该地区发生砷中毒的风险;总 As、As （III）和 As（V）在地下河中衰减了51%、36%、59%。相关性分析结果表明,沉积物中的 Fe、Ca、Mn、有机质及水体中的 Ca2＋与沉积物中的砷呈现显著正相关关系,有助于水体中砷的吸收;而水体中的 Cl-、SO 2-4、HCO -3与沉积物中的砷呈现负相关关系,不利于砷的吸附,其中 HCO -3的抑制作用最为明显。与非岩溶区水体相比,Ca 和 HCO -3成为影响砷迁移转化的主要因素,因此在岩溶地下河砷污染治理中应考虑岩溶区的水文地质特点,提高砷的污染治理效率。     

地热水中多种甲基硫代砷酸盐的同时定量测定

地热水中的砷含量常远超过其他类型天然水体,其形态分析具有重要环境地球化学意义;甲基硫代砷酸盐在特定水环境条件下可能成为砷的一种不可忽视的形态,但其环境地球化学研究几为空白.本研究合成了甲基硫代砷酸盐标准,建立了可同时定量测试天然水中多种甲基硫代砷酸盐（包括一甲基一硫代砷酸盐、一甲基二硫代砷酸盐、一甲基三硫代砷酸盐、二甲基一硫代砷酸盐、二甲基二硫代砷酸盐）及砷的其他常见形态的离子色谱-电感耦合等离子体质谱联用系统（IC-ICP-MS）及其方法,并分析了典型地热水样品中砷的形态分布,可为今后不同类型水环境中甲基硫代砷酸盐的地球化学研究奠定分析方法基础.     

厌氧环境中硫代亚砷在水——矿物界面的吸附行为研究

<正>近几年,砷污染已经引起人们的广泛关注,环境中砷的形态直接影响砷的地球化学循环及其生态效应。在地下热泉等含硫水环境中硫代亚砷酸盐是非常重要的一种砷形态,硫代砷在环境中的迁移转化过程、在水—矿物界面的吸附反应过程及其相关机理一直缺乏研究。笔者选取水环境中常见的两种铁矿物:磁铁矿和硫化亚铁作为吸附剂,对于p H中性条件下一定硫代程度的硫代亚砷酸盐进行了吸附动力学研究。研究表明,两种矿物对硫代亚砷酸盐的吸附量都低于亚砷酸钠。p H值对吸附过程具有重要影响,在     

改性磁铁矿对水体中砷的吸附特性研究

经过酸化改性后的天然磁铁矿,由于比表面积和内部结构发生变化,从而表现出很好的除砷性能,进一步研究其对水体中砷的吸附特征,为实际工程应用提供数据是十分必要的。本文对经0.5 mol/L盐酸浸泡、150℃温度下灼烧10 min的改性磁铁矿吸附砷的特征进行了表征,绘制吸附速率曲线图。吸附影响因素实验结果显示:当初始pH为6~9时,吸附性能强;Cl~-、Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、CO_3~(2-)离子与As(Ⅲ)、As(Ⅴ)不会产生竞争吸附,PO_4~(3-)、NO_3~-、SO_4~(2-)离子与As(Ⅲ)产生竞争性吸附,且PO_4~(3-)SO_4~(2-)NO_3~-;PO_4~(3-)、NO_3~-离子与As(Ⅴ)产生竞争性吸附。结合X射线衍射、扫描电镜等研究结果,初步探讨了改性磁铁矿的除砷机理,认为改性后的磁铁矿比表面积明显增大,表面生成物含有Fe(Ⅱ)和Fe(Ⅲ)是其吸附砷能力提高的主要原因。实验结果证实,改性天然磁铁矿是一种值得进一步研究并实际应用的水体除砷材料。     

西藏多龙矿集区铁格隆南超大型Cu(Au、Ag)矿床硫锡砷铜矿研究及其地质意义

铁格隆南矿床位于班公湖-怒江成矿带西段多龙矿集区,是青藏高原发现的首例具有典型高硫型浅成低温热液矿化特征的超大型Cu(Au、Ag)矿床。笔者通过对该矿床进行系统的矿相学研究,结合电子探针显微分析,首次在该矿床发现了硫锡砷铜矿,虽然其总量不多,但其与不同矿物组合特征可反演其形成时的物化条件,对矿床成因类型判别具有一定指示意义。该矿床中的硫锡砷铜矿多为粒径约10μm的不规则细粒,无内反射,均质性,与硫砷铜矿、砷黝铜矿等Cu-As-S体系矿物伴生产出时呈乳黄色-淡黄色,与斑铜矿、黄铁矿、蓝辉铜矿等CuFe-S体系矿物伴生产出时呈乳褐色-浅褐色。根据矿物之间的交代关系发现,硫锡砷铜矿形成于黄铁矿、斑铜矿、砷黝铜矿、硫砷铜矿之后,蓝辉铜矿、铜蓝之前。电子探针分析显示,硫锡砷铜矿的基本成分包括Cu、As、V、S、Sn、Sb,普遍含有少量Fe、Ge、Zn,部分样品中含少量W、Au、Ag,以S原子数为32为基础,计算得出其分子式为Cu_(23.71～26.92)V_(1.43～2.10)(As_(2.55～5.86),Sb_(0～0.63))_(3.15～5.95)(Sn_(0～2.6),Ge_(0～0.7))_(0.01～2.60)(Fe_(0～2.4),Zn_(0～0.24))_(0～2.4)S_(32),其中,存在Sb~(5+)?As~(5+)和Sn~(4+)?Ge~(4+)、(As,Sb)~(5+)+Cu~+?(Sn,Ge)~(4+)+(Fe,Zn,Cu)~(2+)以及V~(5+)?V~(4+)+Cu~+等复杂的元素耦合置换。结合矿石矿物组合及蚀变组合分析指出,酸性或略偏中性的、中低温高硫化态环境是促使硫锡砷铜矿生成的关键控制因素。     

威远气田水中砷的存在形式及脱砷

根据威远气田水中含H2S和Fe2+的特性,认为地下气田水处于还原环境中,应用Ca﹣As(Ⅲ)﹣H2O系的[Me]T-pH图,指出气田水中砷以AsO2-存在,并结合气田水的一般综合利用工艺流程,阐明了砷的流程分布和走向。检测结果表明,产品食用盐砷含量达到国家标准。     

高温富硫化物热泉中硫代砷化物存在形态的地球化学模拟:以云南腾冲热海水热区为例

天然水环境中地质成因砷的存在是世界范围内对人类威胁极大的环境问题之一.在高温富硫化物地热水中,硫代砷化物是砷的主要存在形态之一.在国内尚无硫代砷化物定量检测方法的背景下,以云南腾冲地热带的热海水热区为典型研究区,基于不同类型硫代砷化物的最新化学热力学数据wateq4f.dat,利用水文地球化学模拟软件PHREEQC开展了不同类型热泉中砷的存在形态的地球化学模拟.结果表明,热海热泉中砷的主要形态是硫代砷酸盐,砷酸盐和亚砷酸盐次之,硫代亚砷酸盐则含量极低;在各类硫代砷酸盐中,按平均百分含量降序依次为:一硫代砷酸盐→三硫代砷酸盐→四硫代砷酸盐→二硫代砷酸盐.pH、Eh和总硫化物含量是热泉中砷的形态分布的控制性因素.在酸性条件下,砷以硫代砷酸盐和亚砷酸盐为主要存在形式;而在中性/偏碱性条件下,砷的形态则以硫代砷酸盐为主,砷酸盐次之.偏还原环境和高硫化物含量是硫代砷化物、特别是三硫代砷酸盐和四硫代砷酸盐稳定存在的有利条件.      

西藏搭格架高温热泉中砷的地球化学异常及其存在形态

西藏搭格架高温热泉是我国大陆少有的大型间歇性喷泉,砷元素作为对人类威胁极大的环境问题普遍存在于热泉之中,搭格架高温热泉中砷元素质量浓度最高已达到了9.75 mg/L,其对地表水和浅层地下水的污染不容忽视。硫代砷是富含硫化物热泉中砷的存在形态之一,鉴于国内相关研究较少,本文对西藏搭格架地热区的热泉样品进行了水化学分析,并利用水文地球化学模拟软件PHREEQC开展了对热泉中砷元素存在形态的地球化学模拟。结果表明：西藏搭格架热泉中砷元素的存在形态有亚砷酸盐、砷酸盐和硫代砷,其中亚砷酸盐与砷酸盐是砷的主要存在形态,且在pH影响下两者之间存在相互转化关系;各种硫代砷按质量浓度由高至低依次为一硫代砷酸盐、三硫代砷酸盐、二硫代砷酸盐、一硫代亚砷酸盐、四硫代砷酸盐;硫代砷形态占总砷浓度比例主要受热泉中硫化物质量浓度、Eh（氧化还原电位）和pH等因素的控制,在硫化物质量浓度总体偏低的情况下,硫化物质量浓度的上升可促进其他形态的砷向硫代砷形态转化,强还原性环境有利于硫代砷形态的存在;此外,在中性环境下,硫代砷占总砷浓度比例随pH上升亦有上升趋势。     

反硝化菌的耐砷驯化及其对水铁矿吸附态砷迁移转化的影响

采集缺氧活性污泥进行室内微生物驯化,培养耐砷反硝化菌。把耐砷反硝化菌、营养液和吸附As(V)的水铁矿在厌氧条件下培养,研究反硝化菌代谢作用下,系统中Fe、Mn、NO3-和As形态的动态变化。结果表明,缺氧活性污泥中的反硝化菌具有一定的耐砷能力。在砷含量500μg/L以内,其反硝化强度基本不受砷的影响。在吸附有砷的水铁矿体系中,反硝化菌所产生的反硝化作用可导致溶液中NO3-含量的降低、Fe含量的升高、As含量降低,且As(III)所占比例增加。这说明,体系中水铁矿的还原性溶解和As(V)的还原性解吸已经发生。As含量降低的原因是,在培养体系中水铁矿的含量高,Fe的释放量只占很小比例,表层水铁矿被还原后,在次表层形成新的水铁矿吸附位,这种新吸附位不仅可以吸附溶液中已经存在的As,而且能够再吸附由于还原性溶解和解吸所释放出的As。     

砷的水地球化学及其环境效应

砷在水环境中的迁移和富集可以产生严重的砷污染，砷在自然水系中主要以无机砷酸盐（AsO4^3-）和亚砷酸盐（AsO3^3-）两种形式存在，而砷的有机化合物的含量一般都很低，砷酸盐在富氧化性的水体中占优势，而亚砷酸盐则富集于还原性水体中，水体中As3 和As5 的相对含量主要受氧化还原条件和一些吸附一解吸平衡过程控制，As3 类比As5 类的毒性强得多，而无机砷化合物比有机砷化合物的毒性大，在pH值为5－6时，As^5 不易被还原成气态AsH3，而s^3 却能定量地被还原出来，根据这一性质，可完成水体中As3 和As5 的测定，砷在饮用水中的安全阀值仅为10ug/L，水体中高砷的危害可以通过水质净化予在消除或降低，铁的化学沉淀和吸附法，石灰软化法，活性氧化铝净化法和逆流渗透法等都可以有效地去除或降低饮用水中砷的含量。     

我国褐硫砷铅矿的发现及矿物学特征

运用微区原位X射线衍射及电子探针显微分析等技术在国内首次研究了盘龙铅锌矿床内褐硫砷铅矿。研究表明,褐硫砷铅矿以不规则粒状集合体与重晶石、白云石、闪锌矿、黄铁矿伴生,粒度从几微米到300微米左右,电子探针数据显示该区褐硫砷铅矿的经验式为Pb3.12(As2.81Sb1.13)∑3.95S8.94,与理想式Pb3(As,Sb)4S9一致。微区X射线衍射表明该矿物为三斜晶系,晶胞参数为:a=22.86,b=7.95,c=7.95,α=90.28°,β=96.96°,γ=90.42°,Z=4.该矿物的特点是含较高的Sb,不含Ag,As、Sb呈显著负相关,存在Sb替换As现象,区内褐硫砷铅矿与多种其他硫盐类矿物同时出现,共同指示着低氧逸度、适当硫活度的成矿环境,且硫盐矿物富集处也为矿床富矿段。     

经国际矿物协会(IMA)新矿物与矿物命名委员会批准1984年发表的新矿物

矿物名称英文名称化学成分式参考文献砷钮铝石ArsejlogoyazitS,AIJ(AsQ‘);(OH)、·H:OSchweiz Minp已tro Mitt64 11一19铁钒矿经砷钙披石硫铱锗矿水轻砷铝石氯锢碱矾水锑铝铜石硅钾钦石料方锰顽辉石督三水铝石褐磷锰高铁石BerdesillskiiteBerg,logir己BowieiteBulaehiteC孟一latiiteCualstibit:VZTIOSCo Ue AsO,(OH)(Rh,lr。Pr)2匀A12(Aso。)(OH):·3H2妇K一Cti;O:(50‘).MeCI(Me:N。&/or Cu)CuoAIssb吕01:·16H20KZI‘151502￡Ti一analogue of Dalyile(Mn,Mg)Mg 512场A;(oH)3 a.、。w polymorph ofA!(011):M,12…     

在101.325KPa(1大气压)和25℃条件下,Au—Ag—S—O_2—H_2O体系中金和银的溶解度

在含金碳酸盐矿床的表生交代作用中,形成的风化流体倾向于碱性,因此,不适于金呈氯的络合物迁移的媒介,而在这种矿床中次生金的再活化常可归因于金与含硫配体的络合作用。通过可靠的热动力学计算,金、银分别在Au—S—O_2—H_2O和Ag—S—O_2—H_2O体系中的溶解度与金和硫代硫酸盐及二硫化物配体络合物的形成有关。最稳定的络离子是Au(S_2O_3)2~(3-)(当fO_2>10~(60))和Au(HS)_2~-(当fO_2<10~(60)),它们存在于中性或碱性溶液中。类似于金,银在中等氧化环境中形成一个稳定的硫代硫酸盐络离子Ag(S_2O_3)2~(3-),在还原、碱性介质中形成二硫化物络离子AgHS~D和Ag(HS)_2~-。在强氧化的中性或酸性溶液中,由于AgS_2O_3~-、Ag~+和AgSO_4~-络离子的形成,使Ag的溶解度增高。然而,胶态的、晶质的及呈合金态的金和银与0.1molNaS_2O_3溶液反应没有显示各自独立的溶解度。以金为例,其在0.1molNa_2S_2O_3溶液中的溶解度由于银的硫代硫酸盐络离子及合金态的银的存在而增高,这种性质可能与形成混合金属络离子(Au,Ag)(S_2O_3)2~(3-)有关。在巴布亚新儿内亚的Wau地区,碳酸盐矿床氧化代中次生金的性质和矿物组合与早期硫作为硫代硫酸盐络离子的再活化是一致的。这里的次生金是粗大结晶的,与50～75at％(原子百分此)的银组成合金,富集于潜水面上,并与二氧化锰共生于氧化带中。     

长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制与微生物调控分析

为探析长江口沉积物-水界面砷的迁移转化机制,本文分析了2019年夏季长江口4个站位上覆水和间隙水中总As浓度及形态的剖面变化特征,耦合氧化还原敏感元素(Fe、Mn和S)的剖面变化剖析了沉积物-水界面砷循环的Fe-Mn-S控制机制,同时结合砷相关功能基因探讨了沉积物-水界面砷迁移转化的微生物调控过程,估算了沉积物-水界面总As的扩散通量。结果表明,除A7-4站位外,长江口其他3个站位间隙水总As以As³⁺为主要存在形态,且总As浓度均在上覆水中为最低值(0.748~1.57 μg·L^-1),而在间隙水中随着深度增加而逐渐增加并在6~9 cm深度达到峰值(7.14~26.9 μg·L^-1)。间隙水总As及As³⁺浓度的剖面变化趋势与溶解态Fe²⁺、Mn²⁺相似,其均在中间层出现高值,说明沉积物Fe/Mn还原带砷的释放可能是随固相Fe(Ⅲ)或Mn(Ⅳ)的还原而转移到间隙水中的。氧化层和Fe/Mn还原带过渡区间隙水砷浓度与砷异化还原菌功能基因arrA和arsC丰度存在对应关系(除A1-3站外),说明砷异化还原菌将溶解As⁵⁺或固相As⁵⁺还原为溶解As³⁺可能是该过渡层砷迁移转化的另一重要过程。硫酸盐还原带的间隙水总As和As³⁺浓度降低,但由于间隙水的低S^2-浓度不利于砷硫化物生成,因此深层间隙水砷可能与铁硫矿物结合而被移除。底层环境氧化还原条件是影响沉积物-水界面砷迁移转化的重要因素,随底层水DO浓度的降低,砷迁移转化更倾向于微生物还原控制。长江口沉积物-水界面总As的扩散通量为1.18×10^-7~2.07×10^-7 μmol·cm^-2·s^-1,均表现为沉积物间隙水中总As向上覆水释放,即沉积物是研究区域水体总As的来源之一。     

江汉平原浅层含水层中土著硫酸盐还原菌对砷迁移释放的影响

硫酸盐还原菌是厌氧环境中参与砷形态转化的重要微生物种群,其介导的生物地球化学循环过程对铁氧化物表面吸附态砷迁移转化的影响亟待深入研究.选取江汉平原典型高砷含水层原位沉积物分离纯化出一株严格厌氧硫酸盐还原菌Desulfovibrio JH-S1,对其进行砷和铁还原能力鉴定,并通过模拟培养实验探究硫酸盐还原菌参与下的铁矿物相转化对吸附态砷迁移的影响.Desulfovibrio JH-S1具有Fe(III)还原能力,无硫和有硫体系中Fe(III)均能被还原,但在硫酸盐充足条件下铁还原量显著增加;该菌株不具备As(V)还原能力,但添加硫酸盐的培养体系中As(V)去除率可达96%以上.Desulfovibrio JH-S1能够还原硫酸盐从而促进载砷的水铁矿还原转化为纤铁矿,并导致吸附的砷释放.江汉平原高砷含水层土著硫酸盐还原菌兼具硫酸盐/铁还原功能,参与了高砷含水层系统中砷-铁-硫耦合循环,对高砷地下水的形成具有重要作用.      

腾冲热海地热田高温热泉中的硫代砷化物及其地球化学成因

以我国大陆范围内典型的岩浆热源型水热系统——云南腾冲热海为研究区,在国内首次对热泉中硫代砷化物含量及其地球化学成因进行了分析.研究采用的在野外对富硫化物水样进行快速冷冻处理、而后在实验室进行砷的形态分离和测试的方法明显优于当前通用的水样砷含量及其形态分析的预处理和测试方法.主要原因为后者在采样现场对水样的酸化处理可使样品中三硫代砷酸盐以非定形态硫砷化合物的形式沉淀,且用常规阴离子交换柱在野外无法实现硫代砷酸盐的完全回收及其与砷酸盐的分离.受岩浆流体输入和热储内高温条件下强烈流体-岩石相互作用的控制,热海水热系统排泄的中性-偏碱性热泉中富集硫化物和砷,为热泉中硫代砷化物的形成提供了必要条件.热海热泉中检出的硫代砷化物包括一硫代砷酸盐、二硫代砷酸盐和三硫代砷酸盐,在总砷中所占比例最高分别可达26.7%、43.3%和33.7%.热海地热田的2个子区(硫磺塘和澡塘河) 的热泉沿不同断裂带出露,地热水升流过程中经历的冷却方式也不同,使硫磺塘热泉具有相对较高的总硫化物含量和总砷含量,并导致其中各类硫代砷酸盐具有更高的含量范围.