内蒙古硫酸盐型盐湖中好氧微生物介导的白云石沉淀过程及其机理

<正>白云石[CaMg(CO3)2]作为一种有序结构的碳酸钙镁矿物,无论在理论研究还是经济领域中都有重要的价值。地质历史时期白云石广泛分布于碳酸盐岩台地中。与此迥异的是,尽管现代海水中Ca Mg(CO3)2处于过饱和状态,但海洋沉积物中却罕见白云石沉淀。该现象对"将今论古"原理是一个极大的挑战[1]。正因如此,解开白云石的成因之谜(也称为"白云石问题")一直是沉积学乃至地质学领域中的研究热点之     

矿物溶解再沉淀过程研究综述

溶解再沉淀过程可促进矿物-流体之间充分的反应,使一些元素再次迁移富集,在许多地质过程中扮演着重要角色。近年来,随着聚焦离子束透射电镜（FIB-TEM）、纳米二次离子质谱仪（Nano-SIMS）等制样观测及精细分析技术的发展,矿物界面化学研究取得了众多成果。已有研究证实,在低温、溶剂存在的条件下,溶解再沉淀过程相对于固体扩散是更高效的物质交换机制。本文回顾了溶解再沉淀过程的研究历史,综述了近20年来取得的主要研究进展,包括不同矿物相（硅酸盐、磷酸盐、碳酸盐矿物及氧化物、硫化物等）中主要鉴别结构特征、元素迁移富集规律及主要观测分析手段,系统总结了溶解再沉淀过程的主要影响因素,最后展望了其发展方向。     

类白云石结构矿物的低温合成及其意义

<正>白云石(Ca Mg(CO3)2,dolomite)的低温形成毫无疑问的是矿物学上最有趣和最长久的难题之一。作为一种常见的碳酸盐矿物,白云石在地质历史时期大量发育,而在现代海洋沉积环境中很少出现,并且在实验室模拟海水条件下也几乎无法低温合成。事实上,"低温白云石问题"可能涉及一系列基本物理化学问题。如:白云石是否可以从溶液中直接沉淀和结晶,亦即无定形前驱体或者其他结晶前驱体是否必须存在。如果存在必要的前驱体,那么这些前驱体通过怎样的反应路径形成有序白云石;白云石是否仅在某些     

红外吸收光谱在鉴定白云石—铁白云石系列矿物中的应用

目前国内外对白云石—铁白云石系列矿物的鉴定,多采用光学方法、差热分析、X光衍射以及化学分析等方法。然而,应用红外吸收光谱法,由于用样少(1～2毫克)、速度快、计算简便,故较其他方法有一定的优越性。用红外吸收光谱法研究碳酸盐矿物国外曾有报道,其制样采用溴化钾和液体石蜡做分散介质,然后分别在PERKIN—ELMER577型红外光谱仪和BECKMAN—RIIC720型傅立叶转换     

矿物在油气形成过程中的作用

模拟实验结果表明,矿物组成对煤岩样品的模拟实验结果具有很大的影响,不同的矿物以及同一种矿物在不同的有机质热演化阶段,对有机质形成石油和天然气的过程均具有非常明显的影响:高岭土矿物在高温热演化阶段对有机质形成气态烃的过程具有一定的催化能力;碳酸钙（CaCO3）在中—低热演化阶段能抑制气态物质的形成,而在较高的热演化阶段则对煤生成气态物质的过程具有一定的催化作用;四氧化三铁（Fe3O4）在主要的模拟实验阶段对煤生成气态物质的过程均具有一定的催化作用;硫化亚铁（FeS）在低温热演化阶段对天然气的形成具有一定的抑制作用,而在高温热演化阶段则对天然气的形成具有较明显的催化作用;元素硫（S）在不同的热演化阶段对天然气的形成过程均具有非常明显的催化作用。矿物介质不仅对气态产物的产率有比较明显的影响,而且对液态产物的产率也有较明显的影响。模拟实验结果表明:高岭土和四氧化三铁（Fe3O4）在中、低温模拟实验阶段对“氯仿沥青A”的形成具有较明显的催化作用;硫化亚铁（FeS）在整个模拟实验的全过程中对“氯仿沥青A”的形成均具有明显的催化作用;碳酸钙（CaCO3）矿物对“氯仿沥青A”的形成具有明显的抑制作用;元素硫（S）对“氯仿沥青A”的形成具有非常明显的催化作用。     

海底热液循环中矿物沉淀过程数值模拟

为了探索高渗透性洋壳中高温热液循环系统的形成机制,以数值模拟为手段研究热液循环中的矿物沉淀过程及其对洋壳渗透率的反馈.在热液对流-矿物反应模型中考虑了硬石膏、黄铁矿和黄铜矿的沉淀和溶解反应,基于矿物的溶度积计算矿物的沉淀/溶解量,并将其转换为渗透率的变化.结果显示,黄铁矿和黄铜矿分布于350～380°C等温线范围内,并...     

铁矿物形成过程中的细菌作用研究

研究表明，细菌作用下形成针铁矿、水针铁矿和赤铁矿的过程中，细菌对矿物的作用贯穿于溶解吸附、络合、转换、结晶成核的全过程。细菌对矿物的作用具专属性。细菌作用不仅使原来矿物产生溶解、形成新矿物，生物化学显微环境的差异也可导致生成矿物的不同。同时细菌作用对矿物晶体结构、表面性质也产生影响。     

花岗岩类自然矿物岩石化学换算法

本文吸收了一般岩石化学换算法的合理部分,根据稳定矿物组合与化学成分之间的规律性联系,确定了前者的岩石化学特征值.以简单联立方程解出某元素不同矿物中的配比.根据不同岩石化学条件确定成分多变矿物中元素组合和分配方式;并考虑了钾钠长石之间的常见类质同象范围,以确定符合自然实际的矿物组合和含量.计算结果投影于Qu-A-P1三角图,确定矿物成分的岩石命名.本文对各种常见的酸性深成-火山岩都建立了系统的自然矿物换算法和命名系统,其中深成岩系统包括各种含锂的云母类花岗岩、碱性花岗岩、堇青石花岗岩、萤石黑云母花岗岩、榍石角闪石黑云母花岗岩以及黑云母白云母花岗岩等.本换算法改进     

花岗岩类岩浆生成及侵位过程中的构造控制作用

花岗质岩浆的生成、分异过程不仅与物理-化学条件有关,而且受控于区域构造。花岗质岩浆的上升、侵位机制除取决于岩浆与围岩的流变性质外,也受构造环境的制约。本文主要讨论花岗岩类岩浆在不同构造环境下对岩浆侵位方式的控制机理,并提出在一个完整的岩浆演化序列中,受构造活动影响发生侵位方式改变的可能性。     

我国某些钛铌钽酸盐类矿物的矿物化学研究

钛铌钽酸盐类矿物是稀有元素矿物中最复杂的一类矿物。矿物种类較多,成分也很复杂,同时这些矿物的物理性貭都比較近似,因而利用一般物理方法較难鉴別这类矿物,尤其是它們的变种,因此,要詳細的研究这一类矿物,将必須是把結晶构造与矿物化学組成两方面的工作紧密結合起来。     

贵金属在铋、碲矿物上沉淀的电化学作用

自然金与自然铋以及与铋碲化物的共生,广泛出露在热液金-硫化物、金-碲化物、金-铋黄铁矿类等不同成因类型矿床中.在东外贝加尔、中亚、亚美尼亚等地的矿床中,金与铋、碲矿物的共生就是一个实例.金与铋碲化物的联系是最典型的.自然金和铋碲化物结晶作用在时间上的接近以及作为金沉淀剂的碲、铋矿物的作用决定了这种联系.但是金与这些矿物相关的原因仍旧研究得不够.关于这一问题的实验数据为数很少.     

花岗岩类自然矿物岩石化学换算及程序设计

花岗岩类自然矿物岩石化学换算是由我国学者朱为方和唐春景设计的针对花岗岩类的标准矿物计算方法.该方法相对于CIPW标准矿物计算做了很大的改进,突出的表现在:(1)几乎能计算出花岗岩中所有的矿物,如各类云母、角闪石、堇青石、夕线石,使标准矿物与实际矿物的组成更加接近;(2)部分矿物的化学组成(如云母、角闪石)会随主岩的成分...     

微生物诱导碳酸盐岩沉淀过程及作用机理

微生物诱导碳酸钙沉淀(microbially induced calcium carbonate precipitation, MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程。由于MICP具有反应速度快、环境条件要求低、应用范围广、温室气体减排效应显著等特点,在地质、土木、水利、环境多个领域中广泛推广应用。文章在分析国内外相关研究成果的基础上,归纳整理出反硝化过程、硫酸盐还原作用、尿素分解作用等多种微生物诱导下碳酸钙矿化途径和作用机制。以尿素分解菌为代表,重点讨论微生物诱导碳酸盐沉淀过程中pH、温度、离子浓度等环境因素对生成矿物晶型晶貌等方面的影响,总结了MICP的环境应用机制,即环境中的重金属元素通过替换作用替换矿化矿物中的Ca²⁺或CO₃²⁻从而被固定。MICP作为一种简单高效的地质环境过程,在生态环境修复领域具有广阔的应用前景。     

微生物在低温地球化学过程中的作用

目前,低温地球化学的着眼点主要在纯物理化学作用下的地球化学行为,而对于微生物在低温地球化学中的作用,并未引起足够的重视。实际上,在微生物学的研究中,已发现有微生物与元素溶出、迁运、富集相关的许多实例。微生物虽微小,但具有非凡的适应环境变化的能力,因而在大气、水域(地表水、浅部地下水、海水)、土壤、岩石的表层广泛分布。低温地球化学作用中的温度、压力、pH、Eh等物化条件相当大的范围内,正是微生物生长繁殖的环境。特别是在常温常压下,元素的溶出速度极其缓慢,而当微生物参与时,可以大大加快某些元素的溶出和富集的速度。可见,微生物在低温地球化学中的作用是不能忽视的。 1.微生物生长的物理化学因子     

成藏过程对天然气地球化学特征的控制作用

克拉2和阿克1天然气都具有组分明显偏干、碳同位素明显偏重的特征,如克拉2和阿克1天然气的干燥系数都接近于1.0,克拉2天然气的δ13C₁为-27.3‰～-31.1‰,阿克1天然气的δ13C₁为-21.9‰～-25.2‰,从“源控”的角度似乎这些天然气应该属于过成熟煤成气,这样计算所得到的天然气成熟度远大于实测和模拟计算的源岩成熟度。因此在解释克拉2和阿克1天然气数据的时候,除了“源控”的因素外,更应强调成藏过程的影响。分析认为晚期阶段聚气是造成克拉2和阿克1天然气都具有组分明显偏干、碳同位素明显偏重的主要因素。     

地下水对蒸发盐沉淀作用的控制

由于向下伏或周围地下水体系渗漏造成的损失，地形封闭的盆地可能在水文上是开放的。在这种情况下，这些渗漏损失对盆地内形成的蒸发盐矿物的矿物和厚度可能起了相当大的控制作用。在确定蒸发盐矿床的厚度和矿物特征的过程中，水文上开放的盆地中的地下水流出量与流入量之比（流量比）象流入水的溶质组分一样重要。当达到稳态流量比时，就会形成由两，三种矿物组成的巨厚层，而不是形成由多种矿物祝得克萨斯州和新墨哥州南部高原的一     

华北太古宙高压基性麻粒岩的两类PT轨迹及其构造意义:矿物化学和变质作用研究

在华北克拉通桑干构造带中,分布有许多太古宙高压基性麻粒岩,呈大小不等的岩块产于强烈变形的TTG片麻岩、二辉麻粒岩、混合岩和花岗岩中.高压麻粒岩富含石榴石斑晶,斑晶内部钙铝榴石含量明显高于边缘,一般可达25%～28%.许多石榴石含有单斜辉石包体,A12O3含量高达7.4%～11.2%,相应的契尔马克分子比例为12%～18%.这些成分特征指示了早期相对较高的变质压力.石榴石斑晶广泛发育后成合晶反应边,是Pl-Opx-Amp-Mt组合的放射状细粒交生体,邻接的单斜辉石和石榴石斑晶边缘与后成合晶组合近于反应平衡,单斜辉石Al2O3含量小于5%,石榴石边缘的钙铝榴石含量也大大低于核部.这些都显示了压力较低条件下石榴石和单斜辉石的分解.温度压力的计算结果揭示出高压麻粒岩的两类PT轨迹,它们早期的变质作用都表现出较高的压力(1.2～1.45GPa).一部分高压麻粒岩具有顺时针的PT轨迹,并显示升温减压和近等温减压过程.它们很可能形成于晚太古代某种型式的俯冲和碰撞构造过程.另一部分高压麻粒岩具有逆时针的PT轨迹,显示降温降压过程,并且早期变质温度高达1050C.它们很可能来自碰撞之前的岛弧下地壳底部.在碰撞阶段的后期,这些不同成因的高压麻粒岩都被卷入了与碰撞构造直接相关的桑干构造带,经历共同的构造抬升过程.桑干构造带可以认为是构造缝合带.     

中低温成矿过程的锰镁碳酸盐矿物化学动力学与矿物成因

文章使用开放流动反应装置研究了中低温热液矿床中常见脉石矿物碳酸盐(白云石、菱锰矿)在25℃～250℃水中化学动力学溶解反应速率。在25℃条件下,碳酸盐矿物的溶解速率r(Ca)>r(Mn)>r(Mg)。碳酸盐矿物在水中200℃时具有最大溶解速率。随着温度的继续升高,Mg、Mn碳酸盐的溶解反应速率会下降,容易形成白云石和锰碳酸盐。实验研究结果有助于理解中低温环境下,金属矿石的主要伴生碳酸盐矿物与水反应的化学动力学限制,试图说明中低温矿石伴随白云石和锰碳酸盐的沉淀机理。     

红外光谱在几种相似硫酸盐矿物判别中的应用

为快速、有效区分硫酸盐矿物,选取几类具代表性的硫酸盐类矿物样品,采用红外光谱法的反射法和KBr压片法收集各样品的中红外吸收光谱,并进行对比和分析。结果表明,常规矿物测试应用物理特性很难将各矿物区分,红外吸收光谱可有效区分几类相似硫酸盐矿物。对相同结构类型、分子构型、晶系及对称类型的硫酸盐矿物,[SO4]2-基团与[OH]-基团的红外活性内振动频率具随阳离子半径减小而增大、阳离子质量增大而降低的规律。对反射法和KBr压片法测试结果比对,SO4基团与OH基团内振动特征峰基本一致,偏差约0~10 cm-1,个别约40±cm-1。