云贵湖泊现代沉积物早期成岩过程中微量重金属地球化学行为研究

云贵湖泊现代沉积物早期成岩过程中微量重金属地球化学行为研究＠马英军￥中国科学院地球化学研究所湖泊沉积物,孔隙水,微量重金属,早期成岩作用,地球化学相云贵湖泊现代沉积物早期成岩过程中微量重金属地球化学行为研究马英军（中国科学院地球化学研究所,贵阳５５０００２...     

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化规律研究

重金属在土壤-水稻系统中的迁移转化,受其在水稻土中的形态分布、土壤理化性质、有机物料和微量或大量元素的交互作用影响,以及其在水稻根际环境中的形态转化条件制约.重金属在水稻植株中的分布、迁移和总量传输,是一个动态过程.不同重金属处理水平、不同生长期水稻的不同器官的重金属含量不一,从土壤和根部传输上来的重金属会逐渐积累.     

武汉市墨水湖沉积物重金属污染特征与防治对策

武汉市墨水湖重金属污染严重,其污染特征在我国城市湖泊中具代表性。在对墨水湖不同湖区沉积物中重金属污染物空间分布特征进行分析的基础上,应用地积累指数法探讨不同重金属元素含量随深度变化的规律和原因,并对墨水湖沉积物中重金属的污染程度进行评价表明:墨水湖沉积物中重金属元素锌和汞污染最为严重,污染程度由高到低依次为:Zn>Hg>Cu>C r>Pb>A s;从整个湖区来看,分布有排污口的周边湖区污染严重,湖心污染程度较低;沉积物中主要重金属元素含量随深度增加而降低,其变化规律主要受污染状况的影响,沉积物颗粒粒径的变化和早期成岩作用的影响不大。为了改善墨水湖水质条件和重金属污染严重的现状,必须在截污、疏浚和引水工程等基本治理措施保护下,重建和恢复沉水植物系统,才能从根本上改善湖泊水质。     

珊瑚礁的成岩作用

珊瑚礁作为古环境记录的良好载体,时常受到成岩作用的制约,正确认识和评价成岩作用,是开展珊瑚礁古环境重建的关键。珊瑚礁成岩作用主要包括胶结作用、溶解作用、新生变形作用和白云岩化作用等类型。一方面,成岩作用本身可记录珊瑚礁经历的海平面升降、气候变化、海水性质改变、热液改造、微生物活动等地质过程,利用成岩演化过程可恢复古环境变化过程;另一方面,成岩作用又对珊瑚礁记录的原始环境信息产生了破坏,恢复古环境时需识别成岩作用对其影响的程度。在未来研究中,应加强成岩作用与现代气候环境、海平面变化、大气淡水改造、微生物活动的关系研究,以期提供更准确、更长时间序列的珊瑚礁古环境记录。     

二叠纪—三叠纪之交凝块石（微生物岩）的沉积成岩过程——以华南广西百色地区作登剖面为例

二叠纪末大灭绝之后,在我国华南地区广泛发育了一套钙质微生物岩,这套微生物岩以凝块石为主,代表了大灭绝事件后特殊环境下的生物沉积建造。早期对凝块石的分布以及沉积特征有详细研究。通过镜下显微观察,阴极发光照相,背散射成像以及探针元素分析,对凝块石的显微特征进行了详细研究。通过对凝块石中化石的分布,矿物组成以及元素分布规律观察,对比现代凝块石沉积成岩过程总结了二叠纪末凝块石的沉积成岩过程,即早期生长阶段,沉积阶段,早期成岩阶段和后期成岩阶段。清晰的凝块石的沉积成岩过程为解析该时期微生物沉积建造打下基础。     

早期成岩过程中铁元素地球化学循环研究进展

铁是海洋沉积物中重要的氧化还原敏感性元素之一,是早期成岩过程中地球化学循环变化的重要动力因素。早期成岩过程中,表层沉积物中铁氧化物的赋存形态主要可分无定形(弱晶型)铁氧化物和晶型铁氧化物,且前者的含量主要决定着沉积物中铁氧化物的还原活性;铁氧化物可以通过与硫酸盐还原产生的硫化物反应进行还原,还能在铁还原菌的参与下被表层沉积物中的有机质还原,沉积物中活性铁含量、有机质含量、沉积速率、植物根系导氧作用及底栖生物的扰动均能对铁还原率造成影响。早期成岩过程中可以形成黄铁矿,形成机理主要有:1)沉积物中先前形成的硫复铁矿(Fe_3S_4)等前体物质通过加硫反应形成;2)硫过饱和的球粒胶体通过脱水、成核、结晶以及聚合作用而成单个草莓状黄铁矿或初始自行黄铁矿微晶成核、生长、聚集、固化的小型黄铁矿微球团并入更大的胶体状黄铁矿结核、草莓状黄铁矿分组,从而形成黄铁矿集合体;黄铁矿化度(DOP)可作为区分古海洋氧化还原环境的指标。对铁同位素的研究表明,异化还原作用(DIR)过程中产生的铁同位素值偏低;页岩中黄铁矿的铁同位素在2.3Ga附近发生的突变反映了第一次大气氧气增高事件。磁学参数对铁相变化具有良好的反应,环境磁学在早期成岩过程研究中的应用,有助于快速划分铁还原带、研究环境中重金属循环行为。     

土壤中特异性微生物与重金属相互作用机制与应用研究进展

随着经济的发展,矿产资源的开采和利用程度越来越高,一方面发现有地表露头矿床的几率越来越小,另一方面其造成的重金属污染严重危害环境和人类健康。自然界中的微生物与扩散到环境中的重金属会产生相互作用,具有这种特异性的细菌既可应用于指示隐伏金属矿床,亦可应用于重金属污染生物修复。本文从特异性微生物与重金属相互作用微观机制、微生物找矿、重金属污染土壤的微生物修复三个方面,对其研究现状和进展进行了评述,重点对特异性微生物与重金属离子发生的吸附、累积与转化过程,微生物改变重金属元素分布、赋存状态和毒性作用机理,蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)与金的作用机制及其在寻找隐伏金矿的应用潜力,特异性微生物通过代谢产物吸附去除土壤中重金属元素及其辅助植物修复重金属污染等方面进行了介绍和阐述。     

陆相断陷湖盆层序对成岩演化控制作用探讨——以东营箕状断陷湖盆古近系沙河街组为例

以层序地层研究为基础,根据铸体薄片、扫描电镜、镜质体反射率、X衍射及地球化学等分析,对东营凹陷沙河街组层序与成岩的关系进行了系统研究。研究结果表明:不同层序部位具有不同的成岩响应,低位体系域主要发育微晶方解石胶结、硬石膏胶结、黄铁矿胶结等,湖盆扩张体系域主要发育有铁碳酸盐胶结、粘土矿物胶结等;高位体系域主要发育有白云石胶结、铁白云石胶结、溶蚀作用、粘土矿物胶结等;层序界面附近主要发育溶蚀现象和铁碳酸盐岩胶结现象。层序发育过程中,原始水介质条件及元素富集规律是引起早期成岩响应的主要因素,并对早期的成岩物质组分造成强烈影响;讨论了层序对成岩演化的控制作用,主要体现在3个方面:a.层序发育控制了原始成岩组分,进而控制后期成岩改造;b.早期成岩作用对层序发育过程具有一定的响应关系,后期成岩改造掩盖了部分成岩响应;c.层序界面通过河流作用、沉积间断减缓压实作用、后期成岩流体的侵入作用对成岩演化造成影响。     

基于高光谱技术的黑土地微量金属元素探测方法及地学意义

在土壤中重金属含量较低的情况下,重金属的高光谱特征响应非常微弱,不易构建精确的高光谱直接反演模型.为了解决上述问题,依据土壤化学变量间的理化性质,将重金属富集特征转移到与之相关的化学主量元素上,使重金属微弱的信息得以间接定量反演.文中以海伦市黑土土壤为研究对象,通过主成分分析、 聚类分析确定了主量元素氧化铁(Fe2O3...     

泥质岩成岩作用中的黏土矿物研究

文章通过对泥质岩的黏土质矿物组分、成岩作用中黏土质矿物变化综合研究,认为泥质岩中存在大量黏土矿物,且泥质沉积物由松散到固结成岩实质上是黏土矿物组成的变化。泥质岩中主要黏土矿物包括高岭石、蒙皂石、绿泥石、伊利石以及其组成的混层型矿物伊利石/蒙皂石、绿泥石/蒙皂石,其成岩过程可划分为成岩早期的压实阶段、成岩晚期的黏土矿物转化阶段。压实阶段的泥质沉积物中黏土矿物具有物源的继承性、沉积水体古环境指示意义;受压实作用孔隙水、层间水被排出,原生絮凝团被压破,使片状质点趋于平行排列,黏土矿物与孔隙水发生反应,亦形成少量的新生作用矿物,因而黏土矿物具继承源和新生作用源特性。成岩晚期阶段发生层间水释放及层间阳离子交换,从而使得矿物晶体结构与成分发生变化,主要表现为一元黏土矿物向二元混层型转化,最后再到一元型黏土矿物的转化,最终形成转变源黏土矿物。     

新疆北部中二叠统烃源岩地球化学特征与沉积环境

首次对新疆北部准噶尔、吐哈及伊犁盆地中二叠统碳酸盐岩类、泥岩类烃源岩的微量元素、稀土元素和有机地球化学丰度进行了系统分析 ,其主要特征是微量元素含量与同类岩石的克拉克值相比 ,有的较高 ,有的偏低 ;轻稀土富集程度较高 ,重稀土相对较低 ,Ce/ Ce*具有较明显的正异常 ,反映出烃源岩沉积环境总体为还原环境。有机地球化学分析证实 ,烃源岩中微量元素含量对沉积水体中生物的分布有一定的影响 ,部分微量元素丰度与有机质含量呈明显的正相关关系。还原程度强的沉积相带是原始有机质沉积的良好场所 ,沉积有机质能及时沉积、保存 ,烃源岩大多有机质丰度高 ;反之 ,则明显变差     

广西栗木矿田花岗岩体地球化学特征制约因素及其动力学背景

对栗木矿田3个花岗岩体进行了岩石主量元素、微量元素的地球化学研究和分析,岩石化学成分具高铝高硅碱特征,属于高钾钙碱性岩系列;微量元素总量明显偏低,Eu强烈亏损,以富含Li、Rb贫Sr、Ba为特征,花岗岩浆分异度高或岩浆发生过充分的结晶分异作用;推断花岗质岩浆熔出后源区残留相为石榴石+斜长石+钾长石±角闪石±黑云母等组成的麻粒岩相,具深源的特征,在中高—高压条件下部分熔融形成的,同时,受氧逸度(f O 2)较低、水活度(αH 2 O)较低、水逸度(f H 2 O)较高的制约因素影响.通过对华南地区岩石圈深部动力学背景分析,认为岩石圈减薄合理地解释了本区栗木花岗岩体的形成机制.     

Estimation of the role of global biological filters in the geochemical migration of trace elements in the ocean: The marginal filter of the ocean

A quantitative estimate has been made for the contribution of biological processes to accumulation and transformation of the trace elements in the marginal biofilter of the ocean. It has been demonstrated that the proportion of phytoplankton having the largest biomass reaches 96–99% of the total mass of trace elements accumulated by biota. The mass of trace elements taken up by bivalved mollusks is tens to hundreds of times less than this, while that by macrophytes is an order of magnitude less than the latter. A dynamic parameter of the biogenic migration, namely the duration of the biological cycle of phytoplankton, has been calculated; this value does not exceed 2–3 days for Zn, Ni, Cu, Cd, Pb, Co, Fe, and Mn. First the trace metal balance in the whole body of mussels Mytilus spp. between the soft tissues and shells was calculated based on their weight proportion (0.1 and 0.9, correspondingly). As a result it was revealed that carbonate shells serve a great reservoir of Mn, Fe, Co, Ni, Cu and As and biomineralization is an important process in their bioaccumulation. The suggested new approach can be applied when making environmental and geochemical estimates of biotic self-purification of water bodies and when using shells as mineral supplements.     

Concentration distribution and assessment of several heavy metals in sediments of west-four Pearl River Estuary

Grain size parameters, trace metals (Co, Cu, Ni, Pb, Cr, Zn, Ba, Zr and Sr) and total organic matter (TOM) of 38 surficial sediments and a sediment core of west-four Pearl River Estuary region were analyzed. The spacial distribution and the transportation procession of the chemical element in surficial sediments were studied mainly. Multivariate statistics are used to analyses the interrelationship of metal elements, TOM and the grain size parameters. The results demonstrated that terrigenous sediment taken by the rivers are main sources of the trace metal elements and TOM, and the lithology of parent material is a dominating factor controlling the trace metal composition in the surficial sediment. In addition, the hydrodynamic condition and landform are the dominating factors controlling the large-scale distribution, while the anthropogenic input in the coastal area alters the regional distribution of heavy metal elements Co, Cu, Ni, Pb, Cr and Zn. The enrichment factor (EF) analysis was used for the differentiation of the metal source between anthropogenic and naturally occurring, and for the assessment of the anthropogenic influence, the deeper layer content of heavy metals were calculated as the background values and Zr was chosen as the reference element for Co, Cu, Ni, Pb, Cr and Zn. The result indicate prevalent enrichment of Co, Cu, Ni, Pb and Cr, and the contamination of Pb is most obvious, further more, the peculiar high EF value sites of Zn and Pb probably suggest point source input.     

Enzyme leach anomalies associated with deep Mississippi Valley-type zinc ore bodies at the Elmwood Mine, Tennessee

Deeply buried Mississippi Valley-type deposits that have been or are currently being mined in North America were initially discovered by drilling. Conventional geochemical methods are ineffective for detecting these ‘blind' deposits when they occur deep within sequences of stable-platform carbonates and shales. The ‘enzyme' leach is a selective analytical technique for determining trace elements associated with amorphous Mn oxide coatings in soils. In many areas of the world, the enzyme leach method is useful for detecting low-level geochemical anomalies in soils, which are associated with blind mineral deposits. Enzyme leach analysis of soils, collected at the Elmwood Mine, Tennessee, revealed high-contrast anomalies over ore bodies 370 m below the surface. In areas where the soils are in chemical equilibrium, ‘combination' anomalies occur over Zn ore bodies. These are characterized by asymmetrical halogen halos which occur around a halogen ‘central low'. Commodity metals (Zn and Pb) and trace elements associated with the ore (Cd, Ba, and Mn) form apical anomalies, which occur over the ore bodies and within the halogen halo. Under most circumstances, agricultural practices do not affect enzyme leach results. However, agricultural activity in central Tennessee appears to have altered the proportion of amorphous Mn oxides in the soils in some locations. Where the MnO₂-form equilibrium of the soil has been disturbed, enzyme leach data are erratic. In the one instance where this was encountered, ratioing the data to Mn reveals anomalies which bracket the blind ore bodies.     

南极普里兹湾表层沉积物微量元素分布特征及其物源指示意义

利用电感耦合等离子体质谱仪测定了中国南极科考21~27航次期间获取的普里兹湾表层沉积物中Cu、Pb、Zn、Cd、Cr、Co、Al、Fe、Mn的含量,分析了普里兹湾微量元素的分布特征,结合沉积物粒度分布、生物硅含量,并利用富集系数和主成分分析的方法,探讨了微量元素的物源指示意义。研究结果表明:普里兹湾沉积物中的微量元素含量与南大洋其他海域具有很好的可比性。Cu、Zn、Cr、Co、Fe、Mn含量在陆坡深海区明显高于冰架边缘区和陆架区;Al、Pb含量在冰架边缘区较高;而Cd含量在陆架区相对较高。人类活动对普里兹湾沉积物中的微量元素没有明显的影响,南极大陆岩石风化产物和海洋生物源性沉降是其主要来源。冰架边缘区及陆架破折处P2-9站位的微量元素主要为岩源性输入。陆架区、陆坡深海区的微量元素Cu、Zn、Cr、Co、Fe、Mn明显受到生源性物质输入的影响。而普里兹湾沉积物中Cd则主要来源于硅藻的吸收利用及硅质软泥的富集。     

湘东北雁林寺金矿床成矿物质来源及成矿流体类型

雁林寺金矿位于雪峰弧形构造带(江南造山带湖南段)东段,是湘东北地区一个较为典型的金矿床。本文在前人研究的基础上,统计分析了矿区不同地质体Au元素含量、稀土元素地球化学、微量元素地球化学特征,对比研究了矿区含金石英的H-O同位素、Sr同位素地球化学特征及成矿流体组成特征。提出赋矿围岩冷家溪群浊积岩在沉积阶段就具有明显的金富集。矿区矿石、(矿化)蚀变围岩、未蚀变围岩稀土、微量元素地球化学特征呈现出高度相似性。含金石英的H-O同位素地球化学、Sr同位素地球化学及成矿流体成分特征表明成矿流体为变质流体。综合矿区地质特征、不同地质体金含量、稀土-微量元素地球化学特征、H-O同位素、Sr同位素及成矿流体成分特征,认为地层中的金元素为雁林寺金矿床提供了成矿物质。     

Geochemical migration of impurity trace elements and resultant fractal distribution patterns in source rocks

The migration of trace elements from the inner part of solid cells to the weaknesses is the bottleneck in the migration of these elements from their initial positions in the source rock to the final deposition site in ore bodies. Diffusion may play a key role in the reactivation of trace elements. The overall migration pattern of trace elements in source rocks is a fractal structure. There are two general tendencies for trace elements to migrate. One is from within solid cells toward sinks, and the other is from high temperature fields toward low temperature ones. High temperature enhances these two tendencies. Conjugate geochemical anomalies are the inevitable result of a closed geochemical system.     

地表水入渗对垃圾填埋场水质水量影响的数值模拟分析

将填埋垃圾视作一种特殊土体,建立了综合描述垃圾填埋场内渗滤液水分的饱和-非饱和渗流、垃圾土体沉降变形、有机污染物的释放、迁移、转化,以及微生物的生长、衰减等物理化学过程的多场耦合仿真分析模型,将任意的Lagrangian- Eulerian（ALE）方法引入到模型求解中,基于自行开发的仿真分析程序,开展了地表水入渗对垃圾填埋场水质、水量影响的数值仿真分析研究。模拟结果表明：300 d的非饱和水分入渗及内源水产生可使填埋单元内渗滤液饱和液面最高达6 m;地表水入渗对水相可溶性可降解有机物浓度和厌氧微生物浓度具有显著的影响,并间接地影响固相可溶性可降解有机物和微生物的浓度分布。     

冀北张麻井铀钼矿床黄铁矿化蚀变岩地球化学迁移特征及与成矿关系亲缘性的讨论

张麻井铀钼矿床是中国北方最大的与火山岩有关的热液铀矿床,围岩蚀变广泛发育,其中黄铁矿化在该矿床分布虽 较为局限,但是与铀钼成矿关系密切。为了研究黄铁矿化蚀变与铀、钼成矿的亲缘关系,文章对张麻井的黄铁矿化蚀变岩 进行主、微量元素分析,并选择Yb作为不活动组分,使用质量平衡迁移计算方法, 利用Grant公式对其组分迁移进行定量 计算。岩石地球化学特征显示,黄铁矿化蚀变岩的TFeO含量极高,介于11.24%~24.57%之间(平均18.45%),其中Fe2O3含量 10.78%~25.25% （平均18.64%）、FeO含量1.43%~1.90% （平均1.69%）,Fe2O3/FeO比值平均为10.99,有可能受到后期氧 化。黄铁矿化蚀变岩在Isocon图解上等浓度线斜率小于1,表明整体发生了组分的带入,带入的主要组分为大量的TFeO （131倍）,成矿元素Mo（884倍）、Pb（11倍）、U（4.9倍）、V（2.8倍）、Ta（0.44倍）、Cu（0.64倍）,碱金属Na2O（0.45 倍）,以及Cd（424倍）、Bi（13倍） 等;带出的主要组分有碱金属Li（-0.73）、K2O（-0.17）,成矿元素Zn（-0.38）、Cr （-0.37）,以及Eu（-0.58）、Sc（-0.25） 等。其中SiO2略微减少（-0.03）,带入的Mo含量远大于U的含量,据此认为黄铁 矿化与钼成矿关系更为密切。