碳及重金属在岩石风化过程中释放规律的初步研究

岩石在风化过程中释放的碳，是全球碳循环的一个重要组成部分。对碳酸盐岩、泥质岩、花岗岩、玄武岩等母岩以及不同风化阶段和成土过程产物中无机碳的研究表明，碳都有一个从母岩中释放和又重新积累的过程。     

遵义附近岩石及其风化成壤过程中元素地球化学特征初探

本文利用一比五万遵义市幅、遵义县幅区域地质调查工作中岩石和土壤测量成果,较系统地论述全区各时代地层岩石元素背景含量、元素共生组合和富集成矿的特征,以及土壤剖面上元素含量变化规律等方面入手,对遵义地层岩石及其风化土壤中元素地球化学特征作一初步探讨,可供该区进行地质找矿、研究环境地球化学、探讨化探工作方法时参考。     

有机碳和有机分子碳同位素的地球化学意义

有机碳和有机分子碳同位素组成的研究不仅在沉积地层对比，油－油，油－源对比研究方向发挥了独特作用，而且在古气候，古环境研究方面更具有广阔的应用剪影。开展对全球气候变化及全球碳循环有重要意义的有机碳碳同位素组成及分布研究和对生物演化，恢复古生态，古环境有重要意义的化石及沉积物中有机分子的碳同位素成及分布研究已势在必行。     

论岩石风化的能量控制及其成矿意义

矿物岩石都是由一种或数种不同化学元素有规律的结合体。因此,我们研究矿物岩石的能量必须从化学元素入手,才能真实、正确地反映客观规律,才是研究矿物岩石能量的可靠的、科学的方法。     

藏东南波密地区岩石风化速率及其影响因素分析

西藏东南部川藏公路波密路段分布着大量的地质灾害,其主要物源为松散堆积物,而风化作用对松散物质的形成起着重要的作用。通过对现场岩石及采于外地的岩石样品的连续观测,得出该地区岩石的风化速率的剥蚀（产屑）速率;与其他地区岩石的风化速率对比发现,该地区岩石的风化速率异常高。影响该地区岩石风化速率的因素主要为青藏高原隆升和温度的差异变化,其中由于温度的差异变化而导致冻融作用在该地区岩石风化中起着主要作用。     

岩石风化与岩石化学成分的变化研究

研究岩石风化过程中岩石化学成分的变化规律,对于进一步研究岩石的风化机理以及岩石的物理力学性质变化过程有着十分重要的意义.本文通过对湘西地区陡山沱组黑色岩石不同风化程度的化学成分分析研究表明,岩石中的化学成分将随风化的进行而不断发生变化,在一定程度上反映了陡山沱组黑色岩石风化过程中其化学成分的变化趋势.     

硫酸参与的长江流域岩石化学风化速率与大气CO2消耗

流域的岩石化学风化过程是全球碳循环中的重要环节。以往的流域水化学碳汇通量估算大多是基于碳酸的风化作用。而实际上,硫酸和碳酸一样,也参与了流域碳元素的地球化学循环,从而对全球碳循环过程产生影响。长江流域水体近几年出现酸化现象,大部分河段SO42-和Ca2+含量增高,其对应的岩石风化过程和大气CO2消耗速率也发生变化。文章对长江干流及主要支流2013年不同季节的离子组成进行监测,利用水化学平衡法和Galy估算模型,对长江流域岩石化学风化速率和CO2消耗通量进行了估算,对硫酸参与下的长江流域岩石风化和碳循环过程进行了分析。结果表明,长江流域水体离子主要来源于硅酸盐岩风化和碳酸盐岩风化。其中碳酸盐岩风化对河水离子贡献率为92%。在硅酸盐岩广泛分布的赣江流域,碳酸盐岩风化离子贡献也达85%。分析表明,硫酸参与了长江流域的岩石风化过程,对水体中离子产生一定影响。硫酸的参与加快了碳酸盐岩的化学风化速率,平均提高约30%,但是使流域大气CO2消耗速率降低。在不考虑蒸发岩溶蚀作用下,平均从516×103 mol/km2·a降至356×103 mol/km2·a,降低约31%。在各支流中,硫酸对乌江流域碳酸盐岩的风化和碳循环的影响最大,而对雅砻江的影响最小,这与乌江流域的含煤地层、矿床硫化物及大气酸沉降有关。     

硫化物风化产酸对流域岩石风化和碳循环的影响——以黄河支流三川河流域为例

硫化物风化产酸可加速岩溶作用但抑制大气二氧化碳参与流域碳循环,其复杂的地球化学机制和过程待阐明。本文以黄河二级支流三川河流域为例,通过采集20个三川河及其支流地表水点样和30个柳林泉地下水点样,经实验测试获得了流域比较系统的水化学资料和δ¹³C、δ³⁴ S数据,运用碳、硫同位素分析与水化学平衡计量方法,量化了流域硫化物风化产酸对岩石风化作用的贡献以及对碳循环的影响。计算结果表明：煤系地层硫化物和矿床硫化物的氧化及大气酸沉降所形成的硫酸明显促进了流域碳酸盐岩的溶蚀,对碳酸盐岩溶蚀的贡献约占64.59%;柳林泉水石膏溶解来源的SO₄^2-占69%,河水中石膏溶解来源的SO₄^2-占30%,但这些部分SO₄^2-没有参与溶蚀作用,应当扣除;三川河流域平均岩石风化速率为10.02 mm/ka,其中碳酸盐岩、硅酸盐岩的风化速率分别为9.14 mm/ka和0.88 mm/ka,低于国内外很多流域;由于硫酸抵消了碳酸盐岩石风化作用对大气二氧化碳的吸收,流域岩石风化消耗大气/土壤CO₂通量为116.58 mmol/（km² ·a）,不足珠江流域的1/5,且硅酸盐岩风化的贡献占63.3%。

     

气相色谱法测定岩矿中有机碳无机碳及石墨碳

介绍了测定岩矿样品中不同形态碳的方法。样品中加入ＭｎＯ２作氧化剂，在气相色谱仪内热解，测定结果是总碳。有机碳、石墨碳是由样品分别除去碳酸盐碳、碳酸盐碳与有机碳后，按总碳测定法测出。无机碳（碳酸盐碳）是在气相色谱仪密封系统内加酸分解碳酸盐，不用附加系统分离Ｈ２Ｏ与ＣＯ２，直接经色谱柱分离测定。也可分别测定总碳、有机碳或无机碳，用差减法计算无机碳或有机碳。     

岩石样品中有机物的超临界萃取行为

对不同有机碳含量的岩石中的有机化合物进行了超临界萃取行为研究，探讨了超临界萃取压力，温度，时间对化合物溶出行为的影响。岩石样品经CO2超临界萃取，三氯甲烷索氏提取后，对提取物进行气相色谱／质谱分离测定。应用地球化学参数和质量色谱图对超临界萃取和索氏提结果进行了比较。结果表明，超临界萃取在对岩石中低碳饱和烃化合物的萃取上显示了优势；对总有机磷含量较高的样品，两种提取方法的结果显示了很好的一致性；对总有机碳含量较低的样品，超蟠对一些化合物的提取效果稍差。     

硅酸盐风化与全球碳循 环研究回顾及新进展

硅酸盐风化是大气CO2 的一个主要汇,直接影响到全球碳循环进而影响全球气候。自Walker 等（1981）进行的开创 工作以来,有关“硅酸盐风化- 碳循环- 气候变化”方面的研究大量涌现。从计算机模型到河流水化学研究,从流域面积 超过百万平方公里的大河到数十数百平方公里的单岩性小河流,取得了很多重要的进展。从全球尺度上看,硅酸盐风化每 年所消耗的大气CO2 量为0.138~0.169 Gt,相比现在大气碳库中碳的含量（约800 Gt）,乍看似乎是微不足道的,然而硅酸盐 风化消耗CO2 并将其作为碳酸盐矿物埋藏在海洋,它的存留时间超过了百万年。因此,在地质时间尺度上,硅酸盐风化是 调节全球碳循环的一个重要机制。对小流域进行的研究发现,热带地区流经玄武岩/蛇绿岩的小流域有着最高的硅酸盐风化 和大气CO2 消耗速率,热带区域火山岩化学风化消耗的大气CO2 占全球硅酸盐风化所消耗量的10%,而流域面积不到1%。     

浙江煤山P/T之交碳同位素对有机碳埋藏的指示意义

根据碳酸盐碳同位素和有机(干酪根) 碳同位素记录, 结合碳循环模式, 计算得到了浙江煤山全球二叠系-三叠系界线层型剖面第23-40层的有机碳埋藏分数f_org.在第23-24层和第27-29层下部出现f_org的两个高峰值, 与绿硫细菌反映的两个缺氧环境条件相对应.在第25-26层和第32-34层出现两个f_org低谷值, 与2-甲基藿烷指示的两次蓝细菌繁盛(第26层和第29层上部到第34层) 基本吻合.这些结果反映了f_org与埋藏时的氧化还原条件密切相关.f_org与总有机碳含量TOC的关系比较复杂, 一些TOC较高的层位(如第26层) f_org却较低, 而一些TOC较低的层位(如第27层) f_org却较高, 反映了原始生产力对TOC的重要贡献.根据原始生产力和f_org得到的原始有机埋藏量, 可以校正现今测得的残余TOC.本次研究结果说明, 同步有机-无机碳同位素分析, 在建立一定碳循环模型的基础上, 计算有机碳埋藏分数, 可有效指示有机质埋藏状态, 进而为建立生物-环境-有机碳埋藏的耦合关系模型提供基础.      

黄河口有机碳的时空输运特征及其影响因素分析

通过2004年4月,2004年9月,2005年9月,2006年4月4个航次,结合2003年8月对河道感潮带的连续同步观测,对低流量下黄河口有机碳的输运特征进行了考察。结果发现:黄河输入至河口的悬浮物中颗粒有机碳(POC)含量约为0.51%,主要以陆源输入为主,几乎不受季节变化影响,由于大量POC含量低的陆源泥沙的稀释作用,浮游植物对总颗粒有机碳的贡献只有在悬浮物含量(TSS)<200mg/L时才能显现出来;黄河口TSS超过455mg/L时,有机碳入海以颗粒有机碳为主;反之,以溶解有机碳为主。黄河口悬浮物在低盐度区沉降作用前后的中值粒径降低,Φ>16μm的悬浮物的沉降作用比Φ<16μm的悬浮物更为剧烈,POC含量随悬浮物粒径的降低而升高,黄河携带的颗粒有机碳80%以上集中在Φ<16μm的TSS中;低流量下,黄河口最大混浊带对POC的过滤效率为65%,混浊带对POC的过滤效应能造成黄河口POC的有效通量被高估;由于受黄河口沉积物向水体解析DOC的影响,在盐度小于10时,DOC几乎不受海水稀释作用的影响,但在盐度大于10的区域DOC与盐度表现出良好的负相关关系,黄河口枯、丰水期淡水端溶解有机碳的有效浓度分别高于实测最高值20%和10%左右,从而造成黄河口DOC有效通量被低估。     

岩石吸附烃及其与油气的关系

Some spatio-temporal correlations have been established between the distribution of oil-generating and reservoir strata and the characteristics of hydrocarbons absorbed in the rocks, in the light of analytical data on absorbed hydrocarbons in a carbonate rock district. The practical value of systematic rock-absorbed hydrocarbon measurements as an indicator in petroleum prospecting is thus epparent     

有机碳同位素分析及其在金矿地质研究中的应用

本文简单介绍了岩石中有机碳同位素的分析方法，并给出了其在金矿地质研究中的一个应用实例。     

岩石化学风化时效效应的离散元模拟

微观上,岩石由晶粒和晶粒之间的联接组成。在岩石的风化过程中,晶粒之间的联接会被削弱,导致岩石微观缺陷的发展,从而表现为显著的时效效应。在已有胶结模型的基础上,将岩石的化学风化过程等效为颗粒之间胶结物质不断溶蚀进而影响颗粒之间胶结强度和刚度的过程,基于此建立了考虑化学风化的微观接触模型。随后将模型植入离散元软件,运用离散元方法（DEM）,模拟和对比分析了室内腐蚀试验与DEM模拟化学风化试验,结果表明：该模型可以反映岩石强度的化学风化时效效应,即随着反应时间增加,强度减小;可以反映单轴压缩试验中裂隙压密阶段以后变形的时效效应,即随着反应时间的增加,弹性模量、破坏时应变减小;粒间胶结的破坏,即微观缺陷的发育,是导致岩石化学风化时效效应的微观原因。同时DEM模拟风化与加载耦合的试验现象表明,施工过程中的施工速度会影响岩石的强度,施工应该选择合适的速率。     

流域化学风化过程的碳汇能力

通过对已有工作较为全面的分析,综述了流域化学风化过程对大气CO2的吸收能力。陆地岩石的化学风化过程是联接地球各大碳库的关键环节。在地质时间尺度上陆地岩石的化学风化,尤其是硅酸盐岩的化学风化构成全球生物地球化学循环的重要碳汇,是调节地球气候性质使之相对稳定的关键表生地质过程。河流在陆地向海洋的物质输送中担任着重要角色,并且记录了流域内发生的各种自然过程和人类活动的信息。通过观测河流输送物质的化学组成,运用Gibbs图解法、质量平衡法和同位素示踪技术可以研究流域内各种岩石化学风化对化学径流组成的贡献,并据此计算出流域岩石化学风化的速率及其对大气CO2的消耗通量。影响地表化学风化速率的环境因子存在地域差异,进而导致地质碳汇的空间分布也存在较大差别。北半球湿热季风地区的地质碳汇在全球碳的生物地球化学循环中具有重要意义。我国湿热地区化学风化过程的地质碳汇能力相当于13亿人口人均固定CO2量大约为55kg/a,可抵消我国部分碳排放量。     

西北太平洋深海有机碳埋藏演化及其气候环境意义

西北太平洋发育差异显著的亚极涡和亚热涡海洋环流体系,具有不同的沉积源汇过程,可能影响海盆尺度有机碳的埋藏演化。本文通过系统整理亚极涡和亚热涡内深海沉积记录资料,建立了30 ka以来西北太平洋不同纬度深海有机碳(TOC)的埋藏演化记录,并探讨其控制因素。结果表明,受生产力、水体氧化还原条件和矿物保护等因素的影响,TOC埋藏通量(Mass Accumulation Rate, MAR_TOC)呈北高南低分布态势。末次冰消期亚极涡区MAR_TOC高值可能与水体层化减弱、垂向混合增强而导致的生产力较高有关,而末次冰期亚热涡区MAR_TOC高值则可能与风尘输入增强和底层水体相对还原有关,更利于有机碳的沉积和保存。此外,有机碳在深海的沉积埋藏过程和机制与矿物作用等密切相关,例如矿物压舱作用或更有利于亚极地高纬度深海有机碳的沉积埋藏。本研究有助于系统认识不同纬度深海有机碳埋藏保存的控制机制及其气候环境意义。