生物风化作用研究进展

生物无时无刻不参与地球表层矿物和岩石的风化,但以往的研究大多注重物理风化与化学风化作用,对生物风化作用关注很少。近年的研究表明,动物、植物和微生物均参与了风化过程。研究生物风化作用机理及在生物作用下矿物的演化序列,对于揭示土壤形成、化学元素循环规律、全球环境变化有着极其重要的意义。     

黄铁矿风化作用及其工程地质意义

黄铁矿是自然界分布非常广泛而又极度不均匀的金属硫化物矿物,随着环境条件的变化而容易发生风化作用,人类活动也会加速黄铁矿的风化,从而降低岩体强度并导致很多工程地质问题。在地质环境中的钙离子与硫酸根结合生成石膏等次生风化矿物的过程中,当黄铁矿中的硫转化生成等摩尔数的石膏时,矿物体积将增加5倍以上。由于黄铁矿分布的极端不均匀性,导致工程建筑的膨胀破坏。另外,黄铁矿被氧化分解也可以形成易溶于水的黄钾铁矾等次生矿物,这些矿物进一步溶蚀后常在岩体中留下空洞,促使地下流体通道的形成与改造,加大了对工程的破坏程度。尽管黄铁矿风化的工程地质学意义已经受到一些重视,但是,充分利用地球化学原理解释黄铁矿风化过程所导致的工程地质问题仍然需要进行深入研究和系统总结。     

风化作用与金属污染讨论

讨论了自然条件下岩石、矿物等化合物化学反应机理及主要制约因素，分析了自然界金属元素向环境释放的基本机制，强调水在金属元素从其原始载体——矿物、岩石进入环境过程中的作用。结合现实环境问题探讨和归纳了金属污染的自然成因和机制。     

关于风化作用涵义的探讨

风化作用是指受太阳能，大气，大气水影响的地球物理，地球化学，生物化学的综合作用，使一部分物质溶解淋失，另一部分物理残留，低价元素矿物氧化成高价元素矿物，形成氧化带（风化带），过去只知道范围只包括“暴露在地表面”这一部分，没有包括地表面以下的“氧化改造带”由于两者都是大气水（天水）组成。其物，化性质相同，都含游离ＣＯ２，Ｏ２气体，从地球化学的意义来说，实际是在酸性条件下氧化作用，这种大气水中除了含有     

水文地球化学风化作用对煤矿岩层工程地质性质的影响

含煤岩层的工程地质性质的改变与二氧化碳的风化作用有关。而二氧化碳的风化作用是以用巷道采煤时发生的低温氧化为前提的。本文根据试验结果得到了由碳酸盐组成的岩石淋滤作用发育特征，同时，对乌鲁格－罕姆斯地区煤矿和碳酸盐岩的物理－和学性质进行了时空预测。     

烟曲霉对蛇纹石和橄榄石的风化作用

含镁硅酸盐矿物是重要自然资源,国内外大都采用传统的化学方法进行开发利用,而微生物法释放含镁硅酸盐矿物中镁和硅的研究还未见报道.试验采用摇瓶培养与对照结合的方法研究烟曲霉(Aspergillusfumigatus)对含镁硅酸盐矿物——蛇纹石和橄榄石的风化作用.试验采用ICP-OES测定第5、10、20、30 d培养液滤液...     

锰在风化作用中的地球化学行为及其在找矿中的意义

干燥气候下,锰矿石的化学风化受大气和壤中O_2、CO_2、S_2逸度控制,锰矿物呈固相转变,不存在Mn、Fe元素迁移现象。热带、亚热带潮湿气候,低价锰矿物不稳定,地表易氧化成高价锰;高价锰矿物稳定,易形成次生富锰矿。碳酸盐建造中锰矿可次生富集,碎屑岩建造中锰矿易流失迁移。这种差异是锰矿找矿中的主要障碍。     

微生物影响硅酸盐矿物风化作用的模拟试验

研究了硅酸盐细菌对矿物的风化作用。选用土壤中常见的钾长石、伊利石等矿物作为细菌风化作用的对象,通过在含有矿物颗粒的无氮培养基中培养硅酸盐细菌,使其在培养液中与矿物颗粒发生相互作用,再取样并处理后进行电镜观察和X-射线衍射分析。电镜观察结果表明细菌对矿物试样表面确实发生了溶蚀作用,被细菌作用后的矿粉,颗粒浑圆,边缘模糊不清,表面呈凹凸不平状,矿物颗粒被大量的菌体物质所覆盖。用X-射线衍射分析检测到细菌对具不同晶体结构矿物的“选择性”破坏作用,在有多种矿物同时存在的情况下,细菌对较易分解的矿物破坏作用速度较快。结合矿物学与微生物学相关知识,初步分析了细菌培养液中细菌与矿物界面之间的相互作用以及土壤生态系统中矿物的生物风化作用过程。     

岩体风化程度量化分带研究

岩体风化程度分带，是常用于区分地壳表部岩体工程地质性质优劣的一种较老的岩体质量分类，由于参与风化带划分的因素中定量指标较少，因而造成分带的误差较大。从风化岩体裂缝发育程度的变化、岩体完整性的变化和岩体结构的变化出发，研究用岩体裂隙间距、岩石质量指标、岩体完整性系数和原有的定性因素，对风化岩进行量化分带。     

滇东磷矿风化型矿石的判别指标讨论及次生风化富集作用

风化型磷矿石－风化磷块岩是滇东最主要的磷矿石，为判别矿石为原生成风化磷块岩，前人已提出过１０余种作为判别标志的风化指标，但是这些指标的计算仅以矿石的化学组成为依据。笔者研究后指出，应以次生风化作用过程中磷块岩的组成和结构变化为基础，再合理使用上述某些判别指标，才能正确确定风化矿石，决定其利用价值和方法。笔者还指出，在次生风化作用中被溶蚀的不仅是碳酸盐，只要条件适当，石英和粘土矿物也可以溶蚀，使磷矿石品位增高，结构疏松，成为有利于洗选的优质矿石。     

丹霞地貌砂岩的微观化学风化作用电子探针研究

利用偏光显微镜观察、电子探针分析等手段对江西龙虎山丹霞地貌崖壁砂岩的微观化学风化作用的发展过程进行了研究,重点观测黑云母蛭石化以及长石黏土化过程中矿物组分的变化,进而探讨丹霞地貌砂岩的微观化学风化作用机理。在微观化学风化下,强风化层胶结物中的方解石迅速分解流失,从而导致黑云母大量发生蛭石化和铁的氧化物在矿物边部富集;长石则大量发生黏土化而使高岭石、石英等矿物富集。研究表明丹霞地貌砂岩在微观化学风化作用下矿物分解以及新矿物的形成都破坏原来岩石中的力学平衡,因而风化作用在宏观上表现为岩面片状剥离和重力崩塌,据此推断更大尺度的风化作用可能与岩石中矿物的微观化学风化作用存在着密切联系,是微观化学风化作用长期累积后在宏观上的综合表现。      

一株黑曲霉对磷矿石的风化作用

以一株分离于植物根际土壤且有较强溶磷能力的真菌研究其对磷矿石的风化作用。对该菌株的ITS序列进行PCR扩增及序列测定后,再结合该菌株的形态特征对其进行鉴定,结果为黑曲霉(Aspergillus niger)。用ICP-OES测定培养液中的Ca2+浓度,磷钼比色法测定可溶性磷的含量,电子探针、透射电镜和能谱仪分析菌株作用后的残留物。培养液中的Ca2+浓度由第3天的10.02mg/L增加到第30天的217.61mg/L,可溶性磷的浓度由第3天的5.37mg/L增加到第30天的921.37mg/L;风化过程中形成了大量的次生矿物草酸钙,大分子有机物形成的生物膜以及菌丝体穿插破坏矿物颗粒促进磷矿石的风化。表明该菌株对磷矿石有较强的风化能力,黑曲霉生长产生的生物物理破坏作用和胞外分泌物的生化降解作用是引起磷矿石风化的主要因素。     

RED WEATHERING CRUST ON LIMESTONE AND PLANATION SURFACE OF TIBET AND ITS EASTERN DISTRICT

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风化壳淋积型稀土矿床成矿机理的实验研究

风化壳淋积型稀土矿床是很重要的一种矿床类型。作用采用水析法提取了梧州市区风化壳淋积型稀土矿床中的粘土矿物，并进行了钕和镱的吸附实验研究。实验结果表明，在不同的实验体系中，吸附反应达到平衡的时间是不同的，２％ＨＣ１至少１２ｈ，１％ＨＣ１至少０．１ｈ。影响粘土吸附稀土的物理化学因素有：溶液浓度，溶液酸碱度（ｐＨ值），离子强度，固液比和温度等。在ｐＨ值较低的相同实验条件下，轻稀土的吸附效率要明显高于重稀     

关于风化壳建造、古风化壳建造及其形成机理问题

现代风化作用形成风化壳物质,经过迁移就位以后形成风化壳建造;第四纪以前的古风化作用则形成古风化壳物质,经过迁移就位以后形成古风化壳建造。它们既不同于海相沉积,也不同于陆相沉积,与板块构造也无关系。但是它们有相同的风化作用形成机理;有大同小异的风化矿物、结构构造,以及颗粒大小不一,排列杂乱的产出特征,也有相同的迁移就位特征。是一个独特的建造,值得讨论。     

岩溶风化壳形成演化及其循环意义

灰岩溶蚀速率快而难溶物含量很低的特点显示岩溶区厚层连续风化壳的形成需要消耗巨厚的碳酸盐岩地层,有利于地貌向准平原化方向发展.由于岩溶作用对地下水动力条件的敏感性,在地下水以垂直作用方式为主的地区会出现“土壤丢失”现象,导致溶蚀残余物质或地表原有的风化壳转入近地表岩溶裂隙(为石漠化提供了有利条件) ,从根本上制约了地表残余物质的长时间积累和连续风化壳的持续发展。所以,厚层连续的风化壳只能发育于地下水以水平作用方式为主的水文地质条件下,而这种条件从大的时间、空间尺度上只能出现在地貌发育晚期已经接近侵蚀基准的夷平面上,因此,厚层连续的岩溶风化壳具有明确的旋回意义。      

含氟初始风化水化学组成的模型研究

在我国“三北”地区，浅层地下水中高氟苏打水分布广泛。本文利用和简化了Ｈｅｌｇｅｓｏｎ风化模型，以吉林省乾安地区为例，对含氟初始风化水化学组成作了研究和计算：探讨了二氧化碳滴定作用对风化过程的影响，从而定量确定了高氟水的成因模型。     

吉林东部花岗岩风化的地球化学

描述了吉林东部花岗岩风化壳的特征。研究了花岗岩风化过程中主要造岩矿物的变化特点;建立了主要造岩矿物的风化序列。研究了主量元素、微量元素及稀土元素的地球化学行为;探讨了影响风化过程中元素行为的主要因素。计算了风化速率。