粤北水边河流域钙元素迁移的基岩制约作用

岩石风化是控制流域水体水化学特征的关键因素之一。为探索岩溶流域中不同基岩风化作用对地表水化学的影响,本文选择粤北典型岩溶流域(水边河)为研究对象,以水体[Ca²⁺]变化和钙迁移机制为研究主线,通过连续5年的系统调查及采样分析,揭示不同岩性风化对干流水体中Ca²⁺输送通量的贡献率和岩溶流域钙元素迁移的影响机理。结果表明：(1)不同基岩支流的水体[Ca²⁺]差异明显,特别是在干季,碳酸盐岩支流水体的[Ca²⁺]分别是花岗岩、砂岩和砾岩支流的3.8倍、4.7倍、14.9倍;(2)不同基岩支流汇入干流后,水化学变化具有滞后性,并且呈现季节性差异。其中,碳酸盐岩支流汇入后,干流水体的[Ca²⁺]会滞后升高,而其他支流会稀释[Ca²⁺],产生稀释作用,其效果在湿季比干季更明显;(3)通过统计分析得出,碳酸盐岩支流在流域土地面积占比为28%,而其对流域水体中[Ca²⁺]的贡献率达到83%,说明岩溶流域中碳酸盐岩的风化的制约着钙元素的迁移过程;(4)...     

氯化铵-乙醇法测定蛭石的阳离子交换容量

采用氯化铵-乙醇法测定了蛭石精矿的阳离子交换容量。实验结果表明:氯化铵-乙醇法测定蛭石精矿的阳离子交换容量时,必须使蛭石充分润湿分散,以利于NH₄⁺与蛭石层间阳离子的充分交换。甲醛法滴定NH₄⁺含量时,必须消除甲酸的影响,并且不加热待滴定液可以获得较准确的测试结果。实验测得蛭石精矿的阳离子交换容量为60.8824×10^-3mol/100 g。     

牡丹江市主城区第四系地下水主要离子特征与成因分析

以牡丹江市主城区为研究区,对该区采集的24组第四系地下水样品中常规离子进行检测和分析,利用数理统计、Piper三线图、Gibbs模型、离子比例关系等方法识别地下水主要离子成因。结果表明,研究区第四系地下水中主要离子含量变化均具有较强的离散性,阴离子平均浓度HCO₃^->SO₄^2->Cl^-,阳离子平均浓度Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺>K⁺,地下水整体为淡水,呈中性偏弱酸性,水化学类型以HCO₃—Na·Ca型水为主;水中的化学组分主要来源于岩石风化溶解,其中,Na⁺和K⁺主要来源于硅酸盐矿物的溶解,Ca²⁺和Mg²⁺主要受碳酸盐、硫酸盐和硅酸盐矿物风化溶解作用共同控制,同时水中阳离子间存在一定交换作用。     

变质改造型关键金属矿——富集Li-Rb-Cs-Tl-Ga的云母片岩

关键金属矿产是国际上最近提出的资源概念,对战略性新兴产业的发展至关重要,但认知程度较低。洛扎岩浆-变质杂岩体位于喜马拉雅带东部,侵位于藏南拆离系内。在岩体东北侧,云母片岩被含电气石淡色花岗岩捕虏。云母片岩主要由金云母、绿泥石和少量黑云母组成。从全岩地球化学成分来看,云母片岩具有含量较高的Al₂O₃(13.38%～14.32%)、K₂O(6.09%～9.66%)、FeO^*(27.11%～30.09%)、MgO(15.25%～17.21%)、TiO₂(0.09%～0.26%),富集关键金属Li(650×10^-6～1 031×10^-6)、Rb(1 649×10^-6～2 773×10^-6)、Cs(98×10^-6～229×10^-6)、Tl(5.7×10^-6～12.1×10^-6)、Ga(121×10^-6     

松辽盆地南部上二叠统杨家沟组泥岩地球化学特征及地质意义

本次研究通过对松辽盆地南部杨家沟组泥岩进行野外剖面观测、主微量元素分析测试,分析其地球化学特征,探讨杨家沟组泥岩的地质特征和沉积古环境,以期推动杨家沟组油气勘探进展。研究结果表明：杨家沟组泥岩主量元素w（SiO₂）最高（64.18%～70.87%,平均为67.59%）其次为w（Al₂O₃）(14.18%～16.71%,平均为15.67%),微量元素中U,Th, Zr和Zn元素相对于上地壳富集,Sr, Pb, Sc和Ni元素相对于上地壳亏损。样品轻稀土元素（LREE）含量为87.24×10^-6～187.99×10^-6,平均为135.81×10^-6;重稀土元素（HREE）含量为18.83×10^-6～27.53×10^-6,平均为21.59×10^-6;La_N/Yb_N,La_N/Sm_N和Gd_N/...     

松辽盆地钱家店铀矿床钱Ⅳ块中性地浸工艺矿物学特征

天然铀资源有效利用是保障我国核电与核军工天然铀供给、确保核能可持续发展的重要战略基础。中性(CO₂+O₂)地浸采铀已成为我国铀矿占比最高的浸出开发工艺。为研究松辽盆地钱家店铀矿床钱Ⅳ块CO₂+O₂地浸工艺矿物学特征,本次研究选取姚家组粉砂岩中铀矿石为研究对象,开展CO₂+O₂浸出实验模拟,采用XRF,ICP-MS,XRD,SEM-EDS和TIMA等测试方法将原样及试验后的样品进行系统的工艺矿物学对比研究以期为生产实践采铀提供理论支撑。结果表明,与原样品相比,浸出实验后的样品稀土元素含量明显减少(ΣREE含量由187.06×10^-6减至105.16×10^-6);铀浸出率达到59.8%(U含量由131.00×10^-6减至52.60×10^-6);铀矿物粒度变小,粒度集中在<100μm之间;而铀矿物解离度全部<10%,说明仍有被紧密包裹的铀矿物未被浸出。研究区铀的赋...     

胶西北地区钻孔揭露隐伏郭家岭期花岗岩的地球化学、锆石U- Pb年龄及Lu- Hf同位素特征

胶东矿集区是世界著名的金矿资源基地,截止2019年累计查明金资源储量达5000余吨,区内广泛分布的中生代花岗岩与金矿有着密切的时间、空间关系。前人利用高精度重磁、CSAMT等物探方法解译,认为焦家成矿带、招平成矿带深部可能有隐伏郭家岭期花岗岩存在。本文通过近几年勘查施工钻孔揭露的胶西北三条主要金成矿带隐伏郭家岭期花岗岩,表现为较高的Na₂O+K₂O(5.80%～11.27%)、Al₂O₃(14.01%～16.36%)含量,高的Sr含量(632×10^-6～1224×10^-6)、Ba含量(1641×10^-6～3512×10^-6)和高的Sr/Y比值(185～435),CaO(1.25%～2.44%)、TiO₂(0.08%～0.23%)、MgO(0.17%～0.84%)、全Fe₂O₃(0.67%～1.94%)、Rb(46×10^-6～1...     

祁连山黑河源区八一冰川-黄藏寺段河水水文地球化学特征

黑河源区河水水文地球化学特征的研究有助于了解黑河源区河水沿流域水质变化概况,对黑河源区生态环境的保护具有积极意义。以黑河源区干流为研究对象,对河水进行取样检测,结果显示：河水化学组成以K⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺和Cl^-、NO₃^-、HCO₃^-、SO₄^2-为主。通过聚类分析、舒卡列夫分类和Piper三线图分析发现主要离子中,阳离子主要来源于石灰岩风化产物,SO₄^2-主要来源于蒸发岩矿物风化产物和人类活动,HCO₃^-主要来源于纯碳酸盐风化产物。通过对重金属污染调查发现,V、Co、Cu、Pb、Cr、Mn和Zn含量较高,矿山开采是重金属污染的主要来源。     

滇西南云岭锡矿三叠纪花岗岩年代学、地球化学与云母矿物学特征:对锡成矿的指示意义

云岭锡矿位于保山地块东缘的云岭花岗岩体内,含矿岩石主要为黑云母二长花岗岩,局部显示片麻状构造。本文锆石U-Pb定年结果表明云岭花岗岩侵位于222.8±1.3Ma,其Si O₂为64.83%～66.05%,K₂O为3.30%～3.72%,Na₂O为1.91%～2.19%,铝饱和指数(A/CNK)为1.26～1.30,显示过铝质高钾钙碱性花岗岩特征。花岗岩中岩浆锆石和继承锆石ε_Hf(t)值分别在-10.6～-13.9和-1.16～-23.8之间,对应t_DM2(Ma)分别在1926～2138Ma和1951～3387Ma之间,表明岩浆主要来源于古老的地壳物质重熔。云岭花岗岩中Sn含量在4.3×10^-6～14.2×10^-6之间,花岗岩中岩浆黑云母Sn含量在5.8×10^-6～9.6×10^-6之间,蚀变花岗岩中的热液黑云母Sn含量为75.8×10^-6～244.0×10^-6<...     

贵州铝土矿含矿岩系中锂的分布特征及富集机理

锂是我国关键矿产和高新产业发展的战略性资源之一。贵州铝土矿资源丰富,含铝岩系分布广,勘查发现铝土矿(岩)中伴生大量的锂资源。研究认为,全省含铝岩系中Li含量高,变化范围大(0.55×10^-6～2725.03×10^-6),平面上Li含量总体呈北东(务正道成矿区)、南西(修文-清镇成矿区)高,中间(播州-瓮安成矿区)低的分布态势;剖面上Li主要富集在矿系上部的致密状铝土岩(矿)中,Li含量一般>500×10^-6,矿系中土状铝土矿(岩)Li含量一般<30×10^-6;气候温湿、风化及淋滤作用强的陆相湖泊沉积环境,有利于高岭石为主的黏土矿物形成及Li⁺与Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺发生类质同象,或被吸附进入黏土矿物层间构造同迁移同富集,Li与Al₂O₃含量呈正相关关系;成岩成矿后的次生改造阶段,古地磁测量及CIA显示为炎热潮湿的氧化环境...     

数理统计方法在区域浅层地下水水文地球化学研究中的应用

通过对四川盆地大量浅层风化带裂隙水水化学数据的描述性分析、相关分析、因子分析,结合盆地地质-水文地质条件,分析和研究了浅层风化带裂隙水化学成分分布特征及形成作用。结果表明:区内浅层风化带裂隙水中主要阴阳离子为HCO₃^-和Ca²⁺,HCO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺在地下水中含量相对稳定,尤其是HCO₃^-绝对含量较大,相对含量差别不大;Na⁺+K⁺、SO₄^2-、Cl^-在地下水中含量变化较大,是随环境因素变化的敏感因子;水化学成分特征的形成受大气降水和含水系统中岩石矿物成分的影响;总溶解固体值TDS＜1 g/L的淡水在区内大面积分布,TDS值总体呈现出由盆地边缘向盆地中心的递增关系,表明溶滤作用由盆地周围向盆地中心的递增特点,但局部地区TDS值受大气降雨的影响。     

疏勒河源区水化学特征及其控制因素分析

以疏勒河源区为研究区,自2018年12月至2019年11月分别采集河水、泉水和雪样样品44个、4个和7个,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值法定性分析不同水体水化学特征及控制因素,利用质量平衡法（正向地球化学模型）量化不同来源对不同季节河水水化学成分的贡献率。结果表明：疏勒河源区不同水体水化学特征存在差异,TDS含量为泉水>河水>冰川融水>雪水,河水水化学类型冬季为HCO₃^--Mg²⁺?Ca²⁺型,春季为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺?Na⁺型,夏、秋季均为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺型,泉水和雪水分别为HCO₃^--Ca²⁺?Mg²⁺型、HCO₃^--Ca²⁺型;受多种因素共同影响,不同季节河水主离子时空变化均存在差异;河水和泉水水化学组成受岩石风化作用控制,主离子来源于以白云石为主的碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化和盐岩、石膏、硫酸盐矿物等蒸发岩溶解;正向地球化学模型计算结果表明冬春季河水阳离子主要来源于硅酸盐岩风化溶解,夏秋季碳酸盐岩对河水阳离子贡献率大于硅酸盐岩,总体河水阳离子主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩风化。     

峨眉山玄武岩化学风化研究——以龙苍沟小流域为例

通过对四川省雅安龙苍沟峨眉山玄武岩小流域的水化学组成研究,分析了不同物质来源对小流域溪水溶解质的贡献,并对该小流域岩石风化速率和CO2消耗速率进行了估算。结果表明,龙苍沟流域溪水呈中性,PH平均值为6.82。溪水中阳离子以Ca^2+为主,约占阳离子总量的56%;阴离子以HCO3^-为主,约占阴离子总量的45%。碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化、大气降水和人为活动对溪水阳离子平均贡献率分别为50.2%、38.2%、10.5%和1.1%。流域硅酸盐岩风化速率为37.54±24.94 t/km^2/yr,硅酸盐岩风化对大气C02消耗速率为5.4±3.6 mol C/km^2/yr。本文首次对我国峨眉山玄武岩省化学风化大气CO2消耗量进行估算,得到其年消耗通量为1.35±0.89×10^11 mol C/yr,约为全球玄武岩CO2年消耗通量的3.31±2.18%。     

亚热带小流域花岗岩化学风化及CO2消耗速率研究

文章选择深圳市的亚热带典型小流域作为研究对象,通过定期采集流域内降水、泉水、岩石及风化残积土样品,分析所有样品的常量元素和微量元素,探讨流域水体的化学成分组成和主要成分来源以及岩石化学风化程度和风化趋势,结合流域水文气象数据估算了花岗岩化学风化速率及CO₂消耗速率。结果表明,研究区地下水化学类型为HCO₃-Na型,主要受控于硅酸盐矿物的风化溶解作用和阳离子交换作用。花岗岩的化学蚀变指数（CIA）为47.15~57.47,残积土的CIA为59.24~82.71。A-CN-K三角图指示风化初期Na,Ca活泼性元素流失,风化中后期K元素流失,Al元素逐渐富集。花岗岩的平均化学风化速率为14.40 m/Myr。岩性、离子径流通量和气候条件的不同可能是造成化学风化速率差异的主要原因。大气酸沉降对岩石风化的贡献约占总化学风化量的11.73%。研究区平均CO₂消耗速率为0.59×106 mol/(km2 yr),酸雨使得岩石在风化过程中对大气/土壤中CO₂的消耗减少。     

广东省丰良地热田高氟地热流体成因及热储温度评价

广东丰顺丰良地区出露的地热水温度高达96℃,热储层为裂隙发育的下侏罗统的英安斑岩,F^-含量较高。但关于其地热流体的补给来源、循环演化过程及热储温度研究较少。笔者等基于早期开展的勘探工作和补充采集、测试的地热水和气体数据,探讨了该地热系统的流体成因及热储温度。结果表明,丰良地区地热水存在2类,A类地热水温度普遍低于40℃,Ca²⁺含量高,Na⁺和K⁺含量低,以HCO^-₃—Ca²⁺型为主;B类地热水Na⁺含量高,Ca²⁺含量低,为HCO^-₃—Na⁺型。A类地下水可能受浅层地下水混入影响,但缺少直接证据。B类地下水由周边山区的大气降水补给,沿裂隙或者断裂系统进入英安斑岩储层,循环深度和水—岩相互作用时间分别可达5200～6300 m和22 ka;储层温度条件下铝硅酸盐矿物的溶解以及阳离子交换作用促进了富N₂、S...     

鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积岩元素地球化学特征及沉积环境分析

沉积岩的地球化学特征可以反映盆地沉积环境。为了探讨鄂尔多斯盆地延长组沉积时期古气候、氧化还原条件、古盐度等特征,对鄂尔多斯盆地东南部铜川延长组长7段的5个砂岩、8个页岩样品进行主量、微量以及稀土元素地球化学分析。结果显示,长7段细粒沉积物Al₂O₃/SiO₂值与K₂O/Na₂O值指示样品成分成熟度差别不大,黏土矿物含量较高。∑REE平均值为132.65×10^-6,明显低于北美页岩平均稀土元素含量,也低于全球平均大陆上地壳值;LREE分异程度较高,呈微弱的Eu正异常,无Ce异常。“C值”、Sr/Cu、Rb/Sr、Mg/Ca等指标显示延长组沉积期整体处于温暖潮湿的气候区。研究区样品富集微量元素U、Sc、Cs(平均20.11×10^-6、9.66×10^-6、6.08×10^-6),结合V、δU、Th/U、V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)等指标分析,结果指示延长组沉积期以底层水体呈强分层的还原环境为主。Li、Sr、Ni、Sr/Ba、(MgO/Al₂O₃)×100等值显示沉积期水体总体为淡水-微咸水。     

滇中中—上二叠统峨眉山组关键金属勘查新线索及地质意义

通过1∶5万区域地质调查及典型剖面研究,在滇中禄劝地区二叠系峨眉山组顶部识别出一套厚约20～50 m不等的Nb、Co、Ga、Zr及REE超常富集层。富集层主要岩性为灰紫色泥岩、凝灰质泥岩、凝灰岩,局部夹杏仁状玄武岩。通过对禄劝万鲁布、撒角海一带的富集层刻槽分析显示,Nb₂O₅含量在82.4×10^-6～120.1×10^-6,平均值为100.3×10^-6,大于风化壳型矿床一般工业指标80×10^-6;Ga含量28.8×10^-6～35.6×10^-6,平均值为32.1×10^-6,高于现行的Ga矿资源工业指标要求30×10^-6;REE含量在360×10^-6～510×10^-6,平均值为440.6×10^-6,接近风化壳型矿床一般工业指标500×10^-6;并呈现出泥岩→凝灰质泥岩→凝灰岩关键金属含量依...     

新安江流域上游地区地下水化学特征及水文地球化学作用研究

新安江流域上游地区地下水水化学成分复杂,水与含水介质间发生的各种溶解、沉淀、吸附等水-岩相互作用在地下水复杂成分形成和演化过程中发挥重要功能。文章采用数理统计、主成分分析和聚类分析、Gibbs模型、硅酸平衡、主要离子比例系数等方法,研究了新安江流域上游地区地下水水化学特征和水文地球化学作用,分析了水化学组分来源。结果表明：研究区地下水阳离子以Ca²⁺、Na⁺为主,阴离子以HCO^-₃为主,还存在少量Cl^-、SO^2-₄,地下水主要水化学类型为HCO₃-Ca型、HCO₃-Na·Ca型、HCO₃-Ca·Mg型;地下水水化学组分主要来自碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的风化溶解,其次来源于蒸发岩的风化溶解。地下水的溶滤作用、阳离子交替吸附作用以及人类生产生活等活动共同影响地下水水化学特征。     

广东从化温泉的水文地球化学模拟

从化温泉位于广州东北部,出露于燕山期花岗岩地区,位于北东向广州-从化断裂带北东段;热水中阳离子以K⁺、Na⁺、Ca²⁺为主,阴离子以HCO^-₃为主,水化学类型为HCO₃-Na及HCO₃-Na·Ca型。利用NETPATH程序对泉区热水进行水化学模拟,发现从化温泉各泉点的水化学特征相似,径流过程中发生的化学反应也相似;从初始水点到终端水点,发生的各种反应交换量很低;在径流过程中各矿物的净反应可能为钾长石、高岭石、赤铁矿、萤石沉淀,CO₂、斜长石、黑云母溶解;SiO₂的溶解/沉淀在各泉点不同;径流过程中发生了Ca²⁺/Na⁺、Mg²⁺/Na⁺离子交换作用。     

长江干流水化学成因与风化过程CO2消耗通量解析

长江流域面积巨大,岩性多变,加之三峡大坝等重大水利工程的影响,干流河水的水化学成因存在较大争议。此外,以往研究中流域矿物风化过程的碳汇通量估算一般基于阳离子来源分析,但该算法通常涉及多种矿物端元的参数选取,结果具有不确定性。本次研究对长江干流水化学的时空演变进行了整体分析,并基于上游河水样品HCO₃~-含量的校正与计算,提出了一种计算矿物风化过程碳汇通量的新方法。研究结果表明,蒸发盐溶解、循环盐作用、矿物风化及硫酸盐溶解是控制长江干流河水离子组成的主要水文地球化学作用,而人类活动主要影响了离海距离3 000 km以内河水NO₃~-含量;长江上游干流硅酸盐风化消耗CO₂速率为1.16×10~5 mol/(km~2·a),碳酸盐风化消耗CO₂速率为4.75×10~5 mol/(km~2·a)。本研究有助于加深对长江干流主要水文地球化学作用的认识,丰富和完善碳循环研究理论。