淡水碳酸盐湖泊中CaCO3—CO32-—HCO3-—CO2化学平衡对CO2的缓冲作用——以贵州百花湖为例

水体吸收的CO2转变为HCO3-,构成了碳酸盐水化学系统对CO2气体的缓冲,通常用Revelle因子（R）表征。陆地淡水系统释放的CO2是全球碳循环的重要组成部分,一方面,湖泊水体释放的CO2是来源于流域碳酸盐风化产物的输入,另一方面,碳酸盐的缓冲作用也是调节内陆水体CO2释放的重要因素,这两个结论看似是矛盾的。为了揭示碳酸盐循环对水体CO2的影响与缓冲机制,本研究选取一个碳酸盐岩地区的季节性分层湖泊（百花湖）,分析Revelle因子变化,并与非碳酸盐湖泊进行比较。结果发现,碳酸盐岩湖泊Revell因子平均为20.1±8.1（8.0~50.0）,大于表层海水的10.0（8.0~15.0）,也远大于非碳酸盐地区湖泊的3.9±3.9,较高的Revelle因子意味着对CO2的缓冲能力更弱。Revelle因子最大值46.4出现在夏季分层期的中部斜温层,对应的无机碳浓度为2.1 mmol?L-1、pH为8.38、总无机碳与碱度比接近1.0、CO2/CO32-等于1.0。实际观测与理论分析结果完全吻合,表明碳酸盐化学平衡是控制湖泊Revelle因子变化的主要因素。低pH的非碳酸盐岩系统可以溶解碳酸盐矿物,使pH升高,碱度增加,导致Revelle因子升高,在碳酸盐溶解达到平衡时Revelle因子升至最大。其后,无论是光合作用导致的碳酸盐沉淀还是呼吸作用导致的碳酸盐溶解,Revelle因子都会降低,新陈代谢导致碳酸盐系统的CO2缓冲能力增强。     

梭菌SN-1菌株参与下形成的碳酸盐矿物组合及其主要矿物成分的动态变化

在Mg/Ca比值为6的Lagoa Vermelha改良培养基中,对分离自青海湖湖底沉积物的梭菌(Clostridiumsp.)进行了为期100 d的碳酸盐矿物培养实验,同时还完成了一组无菌对照实验。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对矿物成分和形态进行了测定和观察。实验结果表明:细菌培养实验的沉淀物数量始终多于无菌对照实验;在梭菌SN-1菌株作用下形成的碳酸盐矿物组合的变化趋势是方解石→方解石+单水碳钙石→单水碳钙石+方解石→单水碳钙石,而无菌对照实验产物中矿物的演化方向是单水碳钙石+方解石→方解石+单水碳钙石;在综合分析SEM和XRD观测结果的基础上,推测哑铃状矿物可能是高镁方解石,而球状矿物可能是单水碳钙石。     

K^＋、Na^＋//CO3^2-、HCO3^——H2O交互四元体系相平衡研究

采用等温蒸发法研究了四元体系K^＋、Na^＋∥CO3^2-、HCO3^--H2O35℃相平衡及平衡液相的密度、电导率、折光率和pH值,测定了该四元体系在35℃条件下平衡溶液的浓度及物化性质。根据实验数据绘制了相应的平衡相图。研究发现：该体系平衡过程中有复盐KNaCO3形成。     

298K时三元体系K^＋／CO3^2—,B4O7^2——H2O和Li^＋／CO3^2—,B4O7^2——H2O相关系

研究了二个三元体系Ｌｉ＋／ＣＯ２－３,Ｂ４Ｏ２－７Ｈ２Ｏ（１）和Ｋ＋／ＣＯ２－３,Ｂ４Ｏ２－７Ｈ２０（２）２９８Ｋ时的相平衡关系和平衡液相的物化性质（密度、折光密、粘度、电导率、ｐＨ值）。研究表明：这二个三元体系均属简单共饱型,无复盐或固溶体形成。体系（１）的两段溶解度曲线对应于无水Ｌｉ２ＣＯ３和Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７·３Ｈ２Ｏ结晶区,体系（２）的两段溶解度曲线对应于Ｋ２ＣＯ３·３／２Ｈ２Ｏ和Ｋ２Ｂ４Ｏ７·４Ｈ２Ｏ结晶区。     

碳酸盐岩石变质流体中CO2活度的估算方法—以内蒙古集宁群大理岩为例

通过脱碳反应的平衡热力学计算，推导出碳酸盐岩石变质流体中CO2活度αCO2的估算公式，将其用于内蒙古集宁群孔兹岩系的大理岩，得出在麻粒岩相变质峰期前进变质阶段流体已具有较高αCO2的值（＞0．5），此结果与已有研究结果吻合，表明在进变质过程中随脱碳反应规模加大，析出的CO2使流体中αCO2值相应增大，至变质峰期此值达0．8以上，不同样品中αCO2值有一定变化（537－0．643）也进一步表明变质过程中CO2为内部缓冲，并非深部来源。     

四元体系Na＋／／Cl-，CO3^2-，B4O7^2——H2O273K介稳相平衡研究

采用等温蒸发法研究简单四元体系Na＋／／Cl-,CO3^2-,B4O7^2--H2O273K时的介稳相平衡,并测定该体系273K平衡液相中各组分的溶解度及密度,该体系的介稳相图和密度组成图显示：该四元体系在273K时的相图由3条溶解度单变量线、3个结晶区及1个共饱和点组成。体系属简单共饱型,无复盐或固溶体形成,3个结晶区分别对应单盐Na2CO3·10H2O,NaCl和Na2B4O7·10H2O。共饱点E处于Na2CO3·10H2O,NaCl及NaB4O7·10H2O3盐共饱和,所对应的平衡液相组成为w（Na2CO3）=6．81％,w（NaCl）=21．69％,w（Na2B4O7）=0．65％,w（H2O）=70．85％。研究体系在273K下,Na2CO3·10H2O是碳酸钠盐的唯一析出形式,且硼酸钠对碳酸钠有盐析作用。     

K_2O/(Na_2O+CaO)--SiO_2/Al_2O_3:一个用于推断复理石形成时板块构造背景的判别图

沉积岩中的主要氧化物:SiO_2,Al_2O_3,K_2O,Na_2O,CaO的丰度及其SiO_2/Al_2O_3,K_2O/(Na_2O+CaO)值的变化与物源区类型和板块构造背景密切相关。因此,利用砂岩的化学成分可以判断其形成时的板块构造背景。笔者重点研究了造山带中重要且分布广泛的复理石中杂砂岩的化学成分及其与板块构造背景之间的关系,绘制了用于推断复理石形成时的板块构造背景的SiO_2/Al_2O_3——K_2O/(Na_2O+CaO)双变量判别图。经对15组不同时代复理石的180个化学成分进行投影分析,能有效地分开不同板块构造背景下的复理石。     

混积型硅质碎屑—碳酸盐沉积体系中最大海泛事件的识别——全球…

沉积层序中的最大管事件是地层对比的重要资料，因为它实质上代表等时的地层。这种事件是根据被动大陆边缘背景下滨岸到大陆斜坡环境硅质碎屑沉积中的特殊物理面和／或微化石组合（相对化石丰度峰值）的显著变化加以识别的。     

K+、Na+∥CO2-3、HCO-3-H2O 交互四元体系相平衡研究

采用等温蒸发法研究了四元体系K 、Na ∥CO2-3、HCO-3-H2O 35℃相平衡及平衡液相的密度、电导率、折光率和 pH 值, 测定了该四元体系在35℃条件下平衡溶液的浓度及物化性质. 根据实验数据绘制了相应的平衡相图. 研究发现: 该体系平衡过程中有复盐KNaCO3形成.     

Na+,K+,Mg2+,Ca2+//Cl-,SO42——H2O六元体系中杂卤石形成条件的再认识

研究海水体系(即Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系)中杂卤石的形成条件不仅有助于理解海相蒸发盐成因,对开发杂卤石钾资源利用技术也具有重要的指导作用。但杂卤石以及其他含有硫酸钙矿物(如二水石膏、半水石膏、无水石膏、钾石膏、多钙钾石膏、钙芒硝和水钙芒硝)的相平衡,无论是在实验研究方面还是在热力学模拟方面都仍然存在很多争议。由于缺乏杂卤石在复杂水溶液体系中可靠的相平衡数据,使人们对认识杂卤石成因和利用杂卤石钾资源带来巨大障碍。本工作对海水体系中杂卤石的形成条件进行了热力学模拟和实验研究。超过一年的长时间固液平衡实验表明25 ℃下Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系中杂卤石的形成区域极为可观,且较前人实验结果均大数倍;同时证实了热力学模型预测结果的可靠性。这些结果为讨论盐矿床中杂卤石的形成条件提供了物理化学依据。25 ℃下可靠的热力学信息表明:杂卤石与其他盐类矿物的共生情况丰富多样,并且与前人看法不同,杂卤石的形成并不需要极高的钾、镁浓度。这给以杂卤石为指示寻找可溶性固体钾盐带来了挑战,但却指示了以杂卤石为线索更容易找到钾、镁盐未饱和的富钾卤水。     

五元体系Li^＋,K^＋／／CI^—,B4O7%2—,CO3^2—H2O在298K时相平衡的实验研究

采用等温溶解平衡法研究了五元体系Li^ ,K^ //CI^-,B4O7%2-,CO3^2-H2O在298K时相关系和平衡液相物化,性质对组分的溶解度以及密度、折光度、粘度、电导率和pH值进行了测定，并绘制了相关相图，得到5个结晶相区和3个共饱点。该体系没有固溶体和复盐生成，为简单共饱和型体系。