洞庭湖水质评价(2002-2004年)

采用化学连续提取和等离子质谱仪(ICP-MS)测定法,对安徽巢湖悬浮颗粒物中稀土元素的含量、赋存形态和配分模式进行了研究．结果表明:巢湖悬浮物中稀土总量在19．20-174．82mg／kg之间,东西两个湖区含量差异明显,东半湖区高于西半湖区．巢湖东西湖区悬浮物残渣态稀土元素具有截然不同的页岩标准化配分模式,东半湖区为轻稀土富集型,西半湖区为重稀土富集型,说明巢湖东西湖区具有明显不同的物质来源．巢湖东半湖区和西半湖区悬浮物稀土元素赋存形态比例也不同,东半湖区为残渣态>铁锰氧化物结合态>>有机结合态、AEC态;西半湖区为铁锰氧化物结合态>残渣态>>有机结合态、AEC态,这是由于巢湖水体从西到东受到的污染强度减轻造成的,稀土元素赋存形态可以作为判别湖泊污染程度的新依据．     

长江口潮滩沉积物氧化铁与磁性特征的关系

通过对长江口潮滩沉积物以连二亚硫酸钠－柠檬酸纳－重碳酸钠（DCB）、避光草酸铵（AOD）提取方法进行的氧化铁分析以及磁性测量，探讨了氧化铁与磁性参数的关系，提出了不同类型氧化铁含量估算方法，并分析了DCB提取对全样及分粒级样品磁性特征的影响。结果显示，磁化率及饱和等温剩磁与游离氧化铁和无定形铁含量之间存在显著的相关性。对不同类型氧化铁含量的半定量估算显示，长江口潮滩沉积物中以无定形铁占绝对优势，磁铁矿仅占游离氧化铁的12％左右。DCB提取对磁性特征的影响依赖于磁性矿物晶粒大小和含量。DCB试剂不仅能提取小于2μm粒级中的细晶粒氧化铁，还能溶解相当一部分粗晶粒磁铁矿。此外，根据DCB提取前后S－100及硬剩磁的变化，表明粘土中更富集不完整反铁磁性氧化铁。     

海山铁锰结壳中反映环境氧化程度的新指标

铁锰结壳形成于氧化环境, 其形成环境氧化程度的变化通过对氧化程度敏感元素Co记录在结壳壳层中. 在较准确定年的基础上, 对三块太平洋结壳用电子探针进行剖面原位高分辨率主要元素含量测定, 得到其Co/(Fe+Mn), Co/(Ni+Cu)的剖面变化曲线, 并通过与前人太平洋底栖有孔虫δ¹⁸O曲线的对比研究发现, 这两个指标能够较好地反映结壳形成环境氧化程度的变化, 它们所反映的环境氧化程度变化与太平洋底栖有孔虫δ¹⁸O曲线所反映的渐新世以来太平洋底层水的温度变化十分相似, 反映了渐新世之后结壳形成环境主要是由南极底层流(AABW)的活动带来的富氧底层水控制的, 而渐新世之前却不是. 同时也说明结壳形成环境氧化程度对结壳的形成及其中Co含量起到明显的控制作用, 从而较好地解释了结壳新壳层中Co含量随着年龄的降低而增高的现象.     

钼海洋地球化学与古海洋化学重建

近年来,钼(Mo)元素有关的地球化学指标在刻画古海洋化学环境上发挥越来越重要的作用.本文系统介绍了Mo在海洋地球化学循环过程中的富集和同位素分馏基本原理及其在古海洋化学重建中的具体应用.综述表明:铁锰氧化物/氢氧化物的吸附和H2S的硫代作用是Mo在沉积物中富集的主要途径.因此,缺氧沉积物中Mo的富集通常反映了水柱和/或沉积物孔隙水中H2S的出现.硫化沉积物中Mo富集程度除与水柱或孔隙水中硫化程度有关外,还与海洋Mo库的大小有关.基于上述原理,对海洋硫化沉积物中Mo及Mo/TOC的地史演化重建表明:海洋Mo库演化与大气和海洋的演化历程具有很好的对应关系,表现出与地球两次大气-海洋氧化事件对应的阶段性演化特征.Mo同位素分馏原理及应用表明:强硫化沉积物可以有效记录沉积时海水的Mo同位素组成,而其他过程,包括锰铁氧化物/氢氧化物的吸附作用、低浓度H2S作用等均会导致沉积物不同程度富集轻Mo同位素.成岩作用可能会导致上述Mo富集和同位素分馏过程复杂化.在对沉积时海水的Mo同位素组成和不同水体环境下输出的Mo同位素组成进行必要约束的前提下,应用Mo同位素质量平衡模型可以对地质历史时期海洋总体的氧化还原状态进行定量重建.综上,Mo对局部和全球海洋的氧化还原状态变化敏感,可以有效应用于古海洋不同尺度的水体化学重建;但由于海洋化学过程的复杂性,在应用Mo地球化学指标进行古海洋化学重建时需要注意可能的多地球化学过程叠加的干扰.     

铁（氢）氧化物介导的溶解性有机质、无机磷的固定及相互作用研究进展

铁(氢)氧化物介导的溶解性有机质(DOM)和无机磷(DIP)的固定在水生态系统中普遍存在,对碳、磷元素的生物地球化学循环有重要的影响.铁(氢)氧化物主要通过吸附和共沉淀两种过程固定DOM和DIP,且铁(氢)氧化物、DOM和DIP三者存在复杂的相互作用.本文主要从铁(氢)氧化物对DOM和DIP的固定,铁(氢)氧化物、DOM和DIP之间的相互影响等方面综述了相关研究进展,梳理了铁(氢)氧化物、DOM和DIP在吸附和共沉淀过程中的相互作用机制与影响因素.DOM的存在会通过占据铁(氢)氧化物表面吸附点位、络合、抑制铁水解沉淀等途径影响铁(氢)氧化物对DIP的固定;且不同机制与DOM的不同性质如分子大小、芳香组分、羧基官能团含量等有关.而DIP的存在会改变铁(氢)氧化物对DOM的固定分馏过程,改变溶液中DOM的组分和性质.在明晰三者相互作用基础上,探讨了铁(氢)氧化物介导的DOM和DIP的固定过程对湖泊内源磷释放和碳埋藏的可能影响,并对未来的研究方向进行了展望.     

模拟成岩或低级变质作用对铁氧化菌席的影响

生存于微氧、近中性pH环境的铁氧化细菌所形成大量的螺旋柄状或长杆鞘状胞外聚合物有利于沉淀其环境中的铁氧化物,而这些胞外聚合物可被视为其地球微生物学标志.太古代晚期至早元古代的海洋是微氧富铁的环境,因此铁氧化代谢成为当时生物圈的重要组成部分,但与之相关的生物物质及铁矿化记录在经历漫长的地质演化后不可避免的发生变化而难以识别.本研究实验模拟了嗜中性微好氧铁氧化菌席可能经历的成岩作用,通过对比现代铁氧化细菌产生的胞外聚合物及铁氧化物在经历高温-高压前后的变化,揭示了生物物质-矿物体系在成岩作用中可能经历的变化过程.实验结果显示螺旋柄状物和长杆鞘状物以及铁氧化物球状聚合物在100MPa和300℃作用之后,其生物结构特征仍可以识别,表明微生物有机质-铁氧化物混合体系可能在地质记录中被一定程度的保存,为前寒武沉积记录中铁代谢的起源和演化的识别提供了参考.     

渔塘坝硒矿床富硒硅质岩的成因

下二叠统茅口灰岩顶部含碳硅质岩段(P₁³m )是渔塘坝硒矿床的主要富Se层位, 具有水平层理和纹层理构造, 硅质岩平均含Se 1646 μg·g^-1, 富含有机碳、Al₂O₃和SiO₂, 而S含量较低, 除主要富集Se元素外, 其他如Mo, Cd, V, Co等也有较高富集. 稀土总量低, 轻稀土略显富集. 样品富集较重的Si同位素, δ ³⁰Si值变化不大, 范围在1.1‰~1.2‰之间. 通过常量元素、微量元素、稀土元素以及Si同位素组成特征可以判断渔塘坝富硒硅质岩形成于浅海-半深海缺氧环境, 并主要受生物化学作用控制.     

太湖表层沉积物磷的吸附容量及其释放风险评估

利用沉积物磷吸附指数(PSI)和磷吸附饱和度(DIS)等指标来表征太湖表层沉积物的磷吸附容量,并探讨了太湖沉积物磷吸附容量的空间变化．研究发现：草酸铵提取的磷以及活性铁、铝氧化物含量在梅梁湾东北部至五里湖一带的沉积物中较高,而在太湖南部湖区相对较低,这主要是与附近城市污水的实际贡献有着密切关系;太湖沉积物的磷吸附指数大体上有着北高南低、西高东低的分布特征,而磷吸附饱和度分布与PSI恰有相反的特征;沉积物中磷的吸附容量可能主要受到无定形的铁和铝的氧化物控制,也受沉积物有机质含量的影响．初步确定了用磷吸附指数和磷吸附饱和度来表征的湖泊沉积物磷释放风险指数概念,并应用于对太湖沉积物磷诱发的富营养化风险的评估．     

青藏高原羌塘东部治多县左支——失多莫卜辉长岩带地球化学特征及构造意义

青藏高原羌塘东部治多县左支——失多莫卜辉长岩带形成于晚二叠世,由单一辉长岩组成。岩石富碱,Na2O〉K2O为钙碱性系列。微量元素特征表现为大离子亲石元素（LILE）富集,高场强元素分异,显示板内玄武岩特征。轻稀土元素高度富集,δEu不显亏损,为弱负异常到正异常。（87Sr／85Sr）i较低,变化于0．70419～0．70471之间,εNd（t）值较高,变化于4．3～4．9之间,显示了略亏损的地幔源区特征。该辉长岩带应形成于板内伸展扩张构造环境。     

鳙、鲢鱼鳞作为稳定同位素研究非致命采样替代物的有效性

稳定同位素分析技术已成为食物网研究中的关键技术,通用方法是取鱼类背部白色肌肉,在实际应用过程会导致鱼类的死亡,因而有所局限.使用非致命组织作为稳定同位素研究中的替代组织越来越得到关注,但是目前国内尚未开展相关研究.比较鳙(Aristichthy nobilis)、鲢(Hypophthalmichthys molitrix)鱼鳞与肌肉组织中δ13C和δ15N比值,发现鳙、鲢的鱼鳞与肌肉组织中δ13C和δ15N比值均有显著差异.鱼鳞δ13C比值比肌肉更富集,平均高2.54‰,而δ15N比值比肌肉平均低0.7‰.对鳙、鲢的鱼鳞与肌肉组织δ15N比值含量进行相关分析发现,通过构建线性模型,可用校正后的鱼鳞δ15N比值替代肌肉组织δ15N比值.鲢的鱼鳞与肌肉组织δ13C比值存在显著线性相关,而鳙的鱼鳞与肌肉组织δ13C比值无显著相关关系.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识--以鄂尔多斯盆地为例

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性,以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集,δ13Ccarb正偏移, δ13Corg<-28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育.克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ13Ccarb多为负值,δ13Corg为-24‰～-28‰,指示有机质埋藏量低,生烃潜力差,稀土元素分异弱,沉降速率较快,多属浅水高能氧化环境,不利于烃源岩发育.利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

楚科奇海表层沉积物的稀土元素地球化学特征

对楚科奇海26个表层沉积物样品的稀土元素分析结果表明, 稀土元素在细粒沉积物中较为富集, 在粗粒沉积物中亏损. 稀土元素的页岩标准化配分模式以平坦型为主, 少数样品为轻稀土弱富集型或重稀土弱富集型, 说明楚科奇海表层沉积物以陆源碎屑物质为主, 化学风化作用弱. 从稀土元素地球化学特征的区域变化来看, 海区东西两侧沉积物分别来源于阿拉斯加和西伯利亚地区, 海区中南部沉积物与育空河物质的向北扩散有关. 海区中部赫雷德浅滩为残留沉积, 沉积物SCe/SY比值大, 铈的负异常不明显, 铈的富集可能与氧化条件下锰的早期成岩迁移有关.     

黔中岩溶地区土壤CO2的稳定碳同位素组成研究

岩溶地区土壤CO2 的δ13 C值低于大气CO2 的δ13 C值 .在地 气界面层 ,土壤CO2 的δ13 C值随土层深度的增加而降低 ;在地 气界面层以下 ,土壤CO2 的δ13 C值基本不变 .植被类型影响土壤CO2 的δ13 C值 ;草地植被下土壤CO2 的δ13 C值存在季节变化 .同位素示踪表明 ,大气中的CO2 对下部土壤气中的CO2 有较大的贡献 .     

稀土元素在湖相沉积中的地球化学分异——以柴达木盆地贝壳堤剖面为例

通过对柴达木盆地察尔汗古湖贝壳堤剖面沉积物中酸溶与残留（或酸不溶）组分稀土元素及其相关指标、分布模式和（La/Yb）n-REE物源差异的分析,讨论了古湖相沉积中稀土元素的分异及其与沉积环境之间的关系.分析结果表明剖面典型湖相沉积物中稀土元素在酸溶与残留组分中总丰度平均分别为20.9和95.4μg·g-1（不包括Y）,即酸溶组分中稀土总量仅为残留组分中稀土总量的21.9%,存在明显分异;两种组分的稀土分布模式均为轻稀土适度富集缓右倾斜型、Eu呈负异常模式,但不同之处在于残留组分表现为更加富集轻稀土成分;两种组分中不同稀土元素及其相关参数之间不存在明显相关性,这些均反映了湖相沉积不同的物质来源和地球化学行为;此外,稀土元素与沉积物细粒组分、Rb/Sr及Mn元素含量之间存在较好的相关性.酸溶组分与残留组分中稀土元素元素对环境响应存在一定差异,其中,酸溶组分中稀土元素对湖区古气候变化具有良好的指示作用;δCe和（La/Yb）n可以很好的指示湖泊及流域的风化强度、氧化-还原状态和气候变化情况,据此重建了距今43.5～22.4ka高湖面期间古气候与环境演变历史.     

西太平洋海山富钴结壳钙质超微化石变化与E/O界限的地质记录

选择马尔库斯-威克海山区和麦哲伦海山区的2块壳结纹层记录,进行生物地层学的精细研究,并利用钙质超微化石的生物印痕分出时代:马尔库斯-威克海山CM1D03年代为晚古新世到更新世,而麦哲伦海山CM3D06结壳年代则更久远些——白垩纪晚期(约大于70.0 Ma),这表明不同海山的富钴结壳最初形成年代和富集特征具有显著的时空差异性,而不同海山结壳层内部的古微体化石组合面貌、分布特征上的差别表明有关属种对大洋不同环境的适应性差异所致.本文还利用结壳纹层中所保存的钙质超微化石种群数进行生态学研究,寻找钙质超微化石变化与古新世末至渐新世初(E/O)界限地质事件的联系,研究发现在E/O界线之交(对应CM1D03结壳的25 mm和CM3D06结壳的58mm附近)生物群落发生明显演替和重组,这些生物群落在E/O界限上下的改变所形成独特的生态结构,无疑反映了西太平洋古生物群落对全球冷事件存在明显响应,也说明结壳生长过程与全球气候变化有着紧密联系.     

呼伦湖流域氢氧稳定同位素特征及其对水体蒸发的指示作用

以呼伦湖流域为例研究该区域氢氧稳定同位素在不同水体中的分布特征,并探讨氢氧稳定同位素对在该区域水文过程的指示作用.流域湖水、入湖河水、周边地下水水样的氢氧稳定同位素分析结果表明,夏季8月份湖水中的重氢氧稳定同位素比7月份的更加富集.而河水中氢氧稳定同位素在同一时间内的河流沿程上存在明显的差异,下游水体中的氢氧稳定同位素要比上游更加富集.研究区的河水和湖水的δ~(18)O-δD关系特征显示,河水和湖水的δ~(18)O-δD的关系点全部位于当地降水线的右下方,说明流域河水和湖水水体受到明显的蒸发作用.而井水的δ~(18)O-δD的关系点大都靠近当地大气降水线,说明这一区域的地下水主要是大气降水渗入地下形成.利用氢氧稳定同位素分馏过程中的氢氧稳定同位素的比率与剩余水体的关系,并在考虑湿度因子的动力分馏模拟下,计算出河水的剩余水体比例在0.85~0.96之间,而湖水的剩余水体比例在0.71~0.77之间.最后,利用氢氧稳定同位素质量平衡法对呼伦湖多年平均蒸发量进行了估算,估算的湖泊蒸发量结果与实测值相近,相对误差为5.4%,说明方法可靠.氢氧稳定同位素对于研究区域水文过程有着重要的作用,在今后呼伦湖流域水文研究中有着更加广泛的应用空间.     

富钴结壳高分辨率定年:地球轨道周期印记法与~(230)Th_(ex)/~(232)Th测年法对比研究

由于海山富钴结壳的生长速率十分缓慢,长期以来,对其年代和生长速率的高分辨率准确测定一直是个难题.利用电子探针原位提取中太平洋海山富钴结壳(样品号:CB14)的元素含量变化剖面,运用功率谱分析方法识别结壳第一亚层(0～3mm)Al元素含量变化曲线中存在的显著周期,通过与米兰柯维奇周期的匹配,获得结壳的高分辨率生长速率.同时,利用数控微钻对该结壳的第一亚层以0.1mm为间隔进行高分辨率连续取样,并利用230Thex/232Th法对其进行测年.结果表明利用地球轨道周期印记法得到结壳的第一亚层生长速率为2.14mm/Ma,与利用230Thex/232Th测年法获得的结壳的生长速率(2.15mm·Ma?1)相吻合,同时得到结壳第一亚层(0～3mm)底界的年龄约为1.4Ma.认为地球轨道的周期性变化所引起的气候与环境效应在结壳的生长剖面上打下了烙印,利用地球轨道周期印记法确定富钴结壳的生长速率是一个有效而且可靠的新方法,可应用于为世界海域富钴结壳建立高分辨率长序列的年代框架.     

高演化海相碳酸盐烃源岩地球化学综合判识

针对中国海相碳酸盐岩烃源岩的成熟度高、有机质丰度低等特殊性, 以鄂尔多斯盆地下古生界为例, 通过微量元素富集系数计算、稀土元素的配分模式、元素和碳同位素等的数理统计分析及三维图解等多元综合分析, 结合必要的有机参数, 反演了盆地烃源岩发育环境, 评价碳酸盐岩烃源岩及其分布. 就鄂尔多斯盆地而言, TOC为0.2%是个重要的界限值, 研究表明: 在TOC>0.2%的层段中, Ba富集, δ¹³C_carb正偏移, δ¹³C_org<&#8722;28‰, 反映出古生产力、有机质埋藏量较高, 具较好生烃潜力, 稀土元素分异强, 指示沉降速率低, 有机质保存条件好, 利于烃源岩发育. 克里摩里组、乌拉力克组具一定规模, 可视为潜在有效烃源岩. 而TOC＜0.2%的层段, Ba含量低, δ¹³C_carb多为负值, δ¹³C_org为&#8722;24‰~&#8722;28‰, 指示有机质埋藏量低, 生烃潜力差, 稀土元素分异弱, 沉降速率较快, 多属浅水高能氧化环境, 不利于烃源岩发育. 利用无机与有机地球化学方法综合评价高演化海相有潜力的碳酸盐岩烃源岩及分布是可行的.     

贵州铜厂河铜矿上升气流微粒

在贵州铜厂河铜矿隐伏矿体上方土壤中采集上升气流微粒并用透射电子显微镜分析,发现上升气流有自然铜、自然铜铁合金和自然铬铁铜合金微粒,它们一般呈微粒聚合体存在,单个微粒大小在5~40nm之间,形状为近圆形、椭圆形、较规则多边形或长条状.聚合体大小在20~150nm之间,形状接近圆形或椭圆形.上升气流还发现含有成矿元素的氯化物、氧化物、硫酸盐、氢氧化物微粒,这些微粒的元素一般是以高价态存在,反映它们形成于接近于地表的氧化环境.上述上升气流微粒的发现不仅为深部隐伏矿体预测提供了有力的依据,而且可以说明在地表之下自然铜、自然铜铁合金、自然铬铁铜合金、氯化物、氧化物、硫酸盐、氢氧化物等能以微粒形式由气体搬运迁移.     

陆相热水沉积成因硅质岩与超大型锗矿床的成因—— 以临沧锗矿床为例

临沧锗矿床的硅质岩中存在大量的热水沉积构造和植物化石, 该硅质岩富SiO₂ , 低TiO ₂和Al₂O₃, Al/(Al+Fe+Mn)比值平均为0.010, 明显富集Ge, Sb, As, W; 其次Cs, U, Mo和Tl有不同程度的富集, 稀土总量一般小于1 μg/g, 最大2.324 μg/g , 相对富集LREE; δ Eu为0.452 ~ 5.141, δ Ce为 0.997 ~ 1.174; 稀土元素北美页岩标准化模式呈平坦状或向左倾斜; 氧同位素组成与热泉硅华类似. 上述特征表明本区硅质岩属陆相热水沉积成因. 硅质岩作为中寨锗矿体的顶板或夹层, 在空间上与锗矿体紧密接触. 硅质岩中含锗5.6 ~ 360 μg/g, 平均78 μg/g. 靠近硅质岩的煤中锗含量明显升高. 随着煤中锗含量的不断升高, 含矿煤的特征微量元素比值及稀土元素的球粒陨石标准化分配模式与硅质岩越来越相似. 临沧锗矿床煤中锗可能主要由与煤层形成近同时的、以热水成因硅质岩为标志的热水活动带入.