金沙江河流悬浮物的元素地球化学特征及其地质意义

系统测定了金沙江和岷江16个采样点的河流悬浮物的稀土元素和微量元素含量.结果表明,金沙江悬浮物的稀土元素地球化学特征与世界其他河流基本相同,而(LREE/HREE)N值较低,其主河道悬浮物的(Eu/Eu*)N略高于北美页岩;支流悬浮物的(La/Yb)N和(Eu/Eu*)N差别较大,亦与主河道有较大差别.受流域内矿化带和采矿影响,悬浮物中Cs、Cu、Pb、Bi、Sn、Ti、V、Cu、Cr、Co相对富集.岷江悬浮物的地球化学特征与金沙江主河道相似.综合研究表明,悬浮物的元素地球化学特征主要受控于流域内出露岩性,金沙江支流、通天河(直门达)到树地桥段、攀枝花到水富段的物源有所不同,悬浮物的地球化学特征有所差异.金沙江段是长江中下游重要物质来源,对中下游物源及元素地球化学特征分析也有一定的借鉴价值.     

长江水中悬浮物含量与矿物和化学组成及其地质环境意义

在2003～2007年间,在长江干流的25个水文站及主要支流的13个水文站系统采样,对悬浮物的含量及其矿物与化学组成系统地进行了测定。根据这些数据,对长江悬浮物的矿物和化学组成的时空变化及其地质与环境意义进行了系统研究。 本次所采样品中悬浮物含量平均值为256.5mg/L,在世界各大河中居于中等水平。悬浮物含量呈现大幅度的时空变化,与水流速度、径流量及泥沙供给情况的变化相对应,受河床坡度、降雨量、风化强度、侵蚀情况及人工活动等多种因素的影响。近年来,长江悬浮物含量逐渐下降,与上游的退耕还林和水库建设密切相关。特别是三峡水库工程引起泥沙在库区大量沉积,显著降低河水的悬浮物含量,导致其下游河段堤岸冲刷加剧,洞庭湖、鄱阳湖和长江口的沉积减少。这种变化带来的环境效应巨大,需要慎重评估和应对。 长江水中悬浮物主要由粘土矿物、碎屑硅酸盐矿物和碎屑碳硅酸盐矿物组成,并含有少量重矿物、氢氧化物和有机物。与黄河悬浮物矿物组成的对比研究表明长江流域的化学风化作用明显强于黄河流域,而物理侵蚀作用明显弱于黄河流域。由上游到下游,长江悬浮物中粘土和碎屑硅酸盐矿物逐渐增高,而碎屑碳硅酸盐逐步降低,与中下游地区气候变得湿热,化学风化变强的情况相对应。 与上地壳岩石平均值相比,长江悬浮物的SiO2、CaO、K2O 、Na2O含量较低,而TFe2O3含量较高,反映硅酸盐矿物化学风化过程中部分硅、钾、钠、钙的流失和铁的富集。与全球河流悬浮物和黄河悬浮物相比,长江悬浮物的SiO2、Na2O含量较低,反映长江流域的化学风化作用较强。与长江水系沉积物相比,长江悬浮物的SiO2、Na2O含量较低,而Al2O3、K2O 、MgO、TFe2O3较高,反映悬浮物比较富含粒度较小的粘土与铁质成分。从上游往下游,长江悬浮物中CaO、MgO含量逐渐降低,SiO2 含量逐步升高,与粘土矿物含量增高和碳酸盐含量降低的趋势相对应。 长江悬浮物中Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd含量均高于上地壳岩石的平均含量,可能由这些元素在风化过程优先为粘土所吸附所引起。在攀枝花、宜宾、九江、大通、南京等站悬浮物中发现的铜、铅、锌的高含量,可能均与相关地段采矿活动有关。2005年7月在富顺和长沙发现Cd的高异常值引人注目。悬浮物中Cu、Pb、Zn、Cd的含量较长江水系沉积物的平均含量高出数倍、乃至数十倍,可能反映近年来流域采矿活动加剧,其对流域环境的长远影响值得关注。 长江悬浮物的稀土总量与全球页岩的平均值相比略显偏高。长江悬浮物的REE分布形式于上地壳基本一致,表明长江流域出露的岩石的化学组成与上地壳岩石平均组成没有明显差别,而且岩石风化过程中稀土元素未出现明显分馏。     

黔中小流域水体悬浮物与沉积物微量元素地球化学特征及物源指示

系统探讨了黔中小流域水体悬浮物和沉积物中微量及稀土元素地球化学特征。结果表明,元素含量在河流与湖泊、悬浮物与沉积物之间均存在明显差异。稀土元素北美页岩标准化分布模式大致为轻稀土相对富集的平坦模式,δEu为0.82～1.25,δCe为0.79～1.25,整体变化不大,均表现为弱异常。麦翁河稀土总量与分布模式均发生异常,主要受上游盘龙煤矿影响。悬浮物的∑REE与pH呈反相关关系,而沉积物的∑REE却与pH表现出正相关关系,表明悬浮物与沉积物中稀土元素行为的控制因素不同。元素相关分析、因子分析及微量元素图解均表明悬浮物与沉积物中的元素具有同源性,主要来源于流域岩石化学风化和土壤物理侵蚀的产物,而某些金属元素Zn、Co、Cu、Cr、Ni则来源于周边工矿企业、农业生产等人为排放。本研究丰富和发展了喀斯特地区水体元素地球化学,揭示了小流域化学风化与物理侵蚀过程中的元素特征和物质输送状况,并为该流域的生态环境现状、治理及管理提供了科学依据和基础资料。     

湘江悬浮物REE地球化学特征

在湘江长、株、湘潭河段采集悬浮样,利用ICP-MS进行REE分析.结果表明,湘江长株潭断及各河段的河心与两岸水体悬浮物中稀土分布不均匀;稀土分布模式基本相同,均为LREE相对HREE富集,曲线呈明显的右倾状,且与长江、黄河的稀土分布模式相似;Eu、Ce亏损在各河段基本相同,表明湘江悬浮物中的REE主要来源于沉积岩的风化产物,外源性稀土的污染不是很显著.     

南极纳尔逊冰缘沉积物元素地球化学特征及其化学风化作用研究

本文对西南极地区纳尔逊冰盖边缘N1沉积序列化学元素组成特征和风化作用地球化学过程进行了研究。结果表明:N1沉积序列中元素的组成与该地区玄武质火山岩的化学组成具有密切的关系,该序列沉积物是自然环境下风化的产物,因此本文分析样品元素的平均含量可以作为该地区冰缘沉积物的背景值;冰缘沉积物所记录的源区化学风化作用强度显得非常微弱,处于脱Ca、Mg、Na早期风化阶段,碎屑矿物的风化过程多处在蒙脱石阶段;沉积序列中元素的活动强度及其比值变化,反映了局部的风化作用强度不同和气候环境的变化。上述研究结果有助于进一步研究南极冰缘环境的演变。     

金沙江—红河富碱侵入岩带岩石—矿物学及岩石化学特征

金沙江－红河富碱侵入岩带,是我国两条著名的富碱侵入岩带之一,也是我国最重要的铜（钼）、金（铅锌）成矿带。因此,对该带内岩石学、矿物学及岩石化学的深入研究,将有助于在该岩带内找寻更多的大中型矿床。     

孟加拉湾中部沉积物地球化学特征及其古海洋学意义

本文通过分析柱状沉积物E87-32B孔的稀土元素组成特征,探讨该孔陆源沉积物的源区,并进一步判别其ΣREE含量变化的古环境意义。结果显示,E87-32B孔沉积物的ΣREE含量为150.2～180.2μg/g。在经上地壳稀土元素标准化后,沉积物的稀土元素配分模式具有明显的Eu负异常,这与恒河-布拉马普特拉河源区最为接近,证实研究区的沉积物主要来源于恒河-布拉马普特拉河。沉积物的ΣREE含量与(Gd/Lu)_UCC表明研究区存在少量印度半岛与伊洛瓦底江物质的输入。沉积物的ΣREE含量整体上表现出冰期-间冰期的变化特征。在冷期MIS 2阶段减弱的印度夏季风导致喜马拉雅系统降雨与侵蚀速率的降低,从而引起恒河-布拉马普特拉河源区的供给量减少,因此ΣREE含量处于低值区间,而在暖期MIS 1阶段则是与之相反的过程。     

发育完整的灰岩风化壳及其矿物学和地球化学特征

对于碳酸盐岩土覆土壤成因、尽管碳酸盐岩风化残积成土说被多数学者认同,但由于碳酸盐岩中酸不溶物含量极低,在风化成土过程中会伴随着巨大的体积缩小变化,原岩结构和半风化带无法保留,从而缺失了探索上覆土壤物质来源的重要中间环节,使得这种观点缺乏野外宏观证据的支持。最近,我们在贵州、湖南等地发现了数个以泥质灰岩和泥质白云岩为基岩的碳酸盐岩风化壳剖面,尚保留有较好的原岩结构,具有明显的风化壳分带和过渡现象。这些风化壳剖面的发现为深入研究碳酸盐岩风化成土过程提供了良好的研究场所。本文选取了较为典型的吉首泥灰岩风化壳剖面,从矿物学地球化学的角度来探讨碳酸盐岩风化壳的形成过程和发育特征,结果表明该风化壳既遵循非碳酸盐岩（主要是结晶岩类）风化壳的发育特征,也具有自己独特的地球化学演化规律。风化壳总体特点受碳酸盐中的酸不溶物矿物组合及化学成分的影响甚至控制,风化非碳酸盐风壳相似的发育特征。吉首泥灰岩风化壳剖面的发育特征和作者早先提出 的碳酸盐岩风化成土的两阶段模式是一致的,即以碳酸盐矿物大量淋失、酸不溶物逐渐堆积或残积为特征的早期阶段和残积物进一步风化成土的阶段,后一阶段的演化类似非碳酸盐岩类的风化过程。     

桂林市红粘土的矿物组成与化学组成特征

讨论了粘土矿物成分与其成因的关系，指出红粘土的工程特性，是以伊利石为主，多数属于中等风化作用程度，具有中弱胀缩性。     

湘江悬浮物的稀土元素地球化学研究

在湘江及其支流采集了44件悬浮物样品进行稀土元素 ICP—MS分析。研究表明,湘江悬浮物中稀土总量(∑REE)、轻稀土(LREE) 和重稀土(HREE)含量分别为63～387 μg/g,58.2～353 μg/g和4.8～34μg/g。尽管湘江悬浮物中稀土分布不均匀,稀土含量相差很大,所有样品的球粒陨石标准化曲线均呈向右倾斜的富LREE的模式,北美页岩标准化模式为LREE稍富集的平坦型。湘江中下游河心与两岸水体悬浮物中稀土发生了明显分异。湘江悬浮颗粒物中REE受多方面因素控制,其源区控制了REE分配模式,而其稀土元素含量与颗粒中粘土矿物及重矿物有关。支流捞刀河悬浮物稀土的分布模式为Eu正异常型,与北美页岩有显著差别,捞刀河的悬浮物物源及成因有待进一步研究。     

鲁西地区角闪石岩地球化学、矿物学特征及其地质意义

基性-超基性岩脉群通常形成于伸展构造背景,是示踪地幔源特征以及大陆和超大陆破裂的重要标志.鲁西地区角闪石岩为研究古元古代岩浆源和构造演化提供了一个窗口.本文对鲁西地区角闪石岩进行了岩相学、全岩地球化学及角闪石、黑云母电子探针原位分析.角闪石岩具板内构造环境,来自富集地幔.通过角闪石、黑云母成因分析,均具有幔源成因,角闪石结晶温度为702～781℃;结晶压力为29.8～228.8 MPa,结晶深度1～7.5 km,结晶时氧逸度变化范围在NNO+2.68到NNO+3.35之间.结合本次获得角闪石岩磷灰石U-Pb年龄为(1817±35)Ma,认为鲁西地区(1817±35)Ma处于板内拉伸环境,存在幔源岩浆上侵,已进入大陆裂解阶段.     

贵州万山废弃矿区小流域系统沉积物及悬浮物重金属的空间分布特征

废弃矿山虽已不再开采,但废弃矿坑、旧冶炼场地、埋填的尾矿坝受雨水淋滤仍可通过地表径流对下游地区造成污染。研究废弃矿山水系沉积物及悬浮物中重金属的沿河道分布及相互关系具有重要的现实意义。本文以贵州万山汞矿区下溪河小流域系统作为研究区域,对沉积物及悬浮物中重金属元素进行初步调查,为监测和污染耕地进行修复提供基础资料。通过湿法消解的前处理方法,利用电感耦合等离子体质谱和原子荧光光谱法测定了沉积物及悬浮物样品中Cr、Ni、Cu、Cd、Pb、As、Hg、Zn、Co含量,查明污染现状及空间分布特征,以获取矿区污染物向下游迁移、扩散的信息。结果表明:沉积物中Hg含量范围为0.10～16.0μg/g(干重),平均值为5.79μg/g,是《国家土壤环境质量标准》二级土壤Hg限值的几十倍;Cd在部分站点超标;Ni、Cu、Co含量平均值均不超标;Hg和Cd的变异系数较大,显示空间分布不均的特征。沉积物中Hg为高潜在生态风险级别。研究区沉积物及悬浮物中的Hg浓度与河段的水动力条件有关,最大值出现在河道宽阔、水流平缓的站点。由于万山汞矿早已停止开采和冶炼,本研究提出,自然条件下废弃矿区的风化淋滤引起颗粒物输送是造成河流下游Hg和Cd污染的原因。     

长江沉积物环境地球化学特征及生态风险评价

为了进行长江流域沉积物生态风险评价,对长江流域干流以及主要支流的沉积物统一进行采样分析。首先对其元素的组成特征及重金属元素的富集特征进行分析。常量元素含量在流域空间上的变化主要受其携带矿物含量变化的影响;Cu、Pb、Cd、As、Hg 5种微量元素富集程度较大,存在异常。同时采用潜在生态风险指数法对长江沉积物Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd、As、Hg 10种元素进行了评价研究。结果表明,潜在生态风险指数较大的地区分布在湖南湘江、安徽铜陵等地区,中等的地区分布在四川、重庆及江西等地区,这些潜在污染指数与矿产的开采冶炼以及工业的布局有一定的关系,很大程度上是由人为因素造成的。从元素的潜在污染程度看,长江流域Cd、As、Hg污染程度较重,Cu、Zn、Pb次之,而Cr、Mn、Co、Ni基本没有污染。本研究为探讨长江流域沉积地球化学过程和环境保护提供了科学依据。     

黄河水及其悬浮物硅同位素组成的变化特征及其地质环境意义

2005年7月沿黄河干流及4条主要支流系统采集了28个水样,对水及悬浮物的化学组成、矿物组成、水化学成分和硅同位素组成进行了综合分析.黄河水中悬浮物在不同站点的浓度差异悬殊,由8.8～302120mg/L不等,与黄河两岸人类活动(水库、牧场、农田)和自然环境变化(流域岩性、植被覆盖程度)关系密切.悬浮物中SiO2含量介...     

长江口外海域表层沉积物微量元素地球化学特征

对采自长江口外海域187个表层沉积物的25个微量元素含量进行了标准差系数、相关分析及R型因子分析,探讨了微量元素的来源和分布特征。长江口外海域沉积物微量元素Li、V、Cr、Co、Ni、Ga、Cu、Zn、Th和Rb分布基本相似;Sr分布与Li、Cu、Pb、Zn、Th和Rb相反;研究区东南部Sr分布与生物作用有明显关系;Cd和Mo分布与粒度之间的相关性较差,主要受氧化还原环境的控制;Zr分布反映了长江物源的影响。相关分析和R型因子分析结果表明,沉积作用、粒度控制效应、海洋生物作用、氧化还原环境和源区地质背景等对长江口外海域表层沉积物中微量元素分布起着主要控制作用。     

黄河包头段颗粒物中轻稀土元素的分布特征

干流表层沉积物和悬浮物中各轻稀土元素的总量、非稳定态及非稳定态之和的横向分布特征,以及稀土元素的配分模式和地球化学特征参数均揭示,来自包头市工业废水的外源轻稀土元素对黄河包头段干流具有一定的迭加作用;柱状沉积物中各轻稀土元素的含量、非稳定态及其非稳定态之和的纵向变化规律则揭示,这种迭加作用呈逐年递减之势,但又由于支流柱状沉积物中非稳定态稀土元素的含量较高,从而仍有对干流产生进一步迭加的潜势。     

金沙江溪洛渡水电站地应力测量

利用1999～2001年在金沙江溪洛渡水电站厂区用水压致裂法先后完成的9个垂直深钻孔平面地应力和8个测点三维应力测量结果，结合河谷地形地貌、构造岩性等资料，对工程区地应力场的基本特征进行了较系统的分析研究，认为电站区最大主应力数值在10～20MPa，方向在NW～NWW间，大致平行于金沙江河流走向，地应力作用以水平为主。随着深度增加，地层平面、三维主应力值均有所增大。本文的研究结果为电站工程设计提供了地应力的基础资料。     

金沙江流域降水和径流时空演变的非一致性分析

基于金沙江流域1966~2010年降水和径流资料,采用单变量Mann-Kendall(MK)趋势分析法、突变检验法和多变量MK法对金沙江流域近几十年来的降水和径流变化进行了非一致性分析。结果表明:金沙江流域年降水和年径流整体呈上升趋势,特别是从20世纪90年代之后增大趋势较为明显。其中金沙江流域中游以上区域的年降水通过显著性检验,上升趋势较为明显,而各个水文站点的年径流均未通过显著性检验,仅存在微弱的上升趋势。中游攀枝花站集水区域的面平均年降水趋势存在突变点,在1997年之后显著增加,而其年径流则不存在突变点,其他站点面平均年降水和年径流趋势都不存在突变。此外,中游龙街站集水区域的面平均年降水和年径流通过多变量MK显著性检验,表明龙街站降水和径流联合变量呈显著增加趋势。     

金沙江虎跳峡河段斜坡变形破坏特征及地质环境

文章在充分调研和综合分析研究金沙江虎跳峡河段岸坡地质背景的基础上,采用数理统计分析方法,对斜坡变形破坏体的主要类型、规模、数量、空间分布及与基本环境条件的关系进行了分析与总结。结果表明区内斜坡变形与破坏主要表现为斜坡变形体、滑坡体和崩塌体三种类型,并以大中型规模最为发育;其发生明显受地层岩性、河谷地貌、斜坡结构类型和地质构造等环境要素的控制,从而在河谷不同区段呈现出分布特征上的差异。