低温环境下铜同位素分馏的若干重要过程

Cu同位素是一种新的地球化学示踪剂.正确运用这一同位素示踪技术的前提是对其同位素分馏机理和过程有足够的认识.本文报道了室温下CuSO4·5H2O结晶过程产生分馏的实验结果,并系统地总结了低温条件下Cu同位素分馏的一些重要过程,其中包括沉淀过程、还原过程、吸附过程、生物过程等.     

绿片岩-低角闪岩相变质条件下磁铁铁矿与黄铁矿间的Fe同位素分馏

对辽宁省鞍山一本溪地区经历了绿片岩一低角闪岩相变质的新太古代条带状铁建造中磁铁矿和黄铁矿矿物对的Fe同位素分析结果显示:相对于标准IRMM-014,所有样品的磁铁矿和黄铁矿均显示Fe的重同位素富集;且黄铁矿的Fe同位素比值均大于磁铁矿的Fe同位素比值(ε57Fe黄铁矿ε57Fe磁铁矿),两种矿物的Fe同位素比值之差为△57Fe黄铁矿-磁铁矿=2.23～5.13.黄铁矿富集铁的重同位素表明矿物的Fe同位素组成并不代表其原始沉积的特征,而是在区域变质作用过程中Fe同位素发生了交换的结果.由同位素平衡判别图解可知,在绿片岩一低角闪岩相变质作用中,磁铁矿-黄铁矿间的Fe同位素基本达到了平衡,且在平衡条件下黄铁矿比磁铁矿更富集Fe的重同位素,二者之间的Fe同位素平衡分馏系数α黄铁矿-磁铁矿≈1.000 4‰±0.06‰(2σ).这一研究成果是对变质作用过程中Fe同位素的地球化学行为认识的重要进展.     

强降雨条件下土质边坡瞬态稳定性分析

基于实际降雨气象资料,设计了单峰降雨和8个不同时间间隔的双峰降雨计算方案,利用非饱和土力学理论,对边坡的瞬态稳定性进行了计算和分析,研究了水分在坡体内的运移对边坡稳定性的时间空间影响效应,同时考察了降雨入渗造成的土性渗透特性的改变。分析发现：一次降雨的影响历时约12 d,降雨后约0.5 d该类土质边坡最危险;不同时间间隔的两次降雨对边坡稳定的影响比单峰降雨的最小安全系数滞后约0.3 d～0.8 d,影响历时基本保持不变;土体物理力学性质、边坡最危险滑动面及其对应的安全系数随水分在坡体内渗透运移而变化。     

河北大庙Fe-Ti-P矿床中铁钛磷灰岩的成因: 来自磷灰石的证据

铁钛磷灰岩仅由磷灰石和铁钛氧化物组成,常赋存于岩体型斜长岩中,成因上有不混溶和分异堆晶两种不同的认识。本文从磷灰石角度讨论河北大庙铁钛磷灰岩的形成机制。大庙铁钛磷灰岩常产出于浸染状Fe—P矿体内部,有时与块状铁矿石交互出现形成韵律条带状矿石,为岩浆结晶分异的产物。铁钛磷灰岩中磷灰石呈浑圆状,含量变化于15％-34％。铁钛磷灰岩的全岩和磷灰石微量元素分析显示,磷灰石比全岩相对富集稀土元素达2．96—6．93倍,但两者的配分型式基本平行。质量平衡计算（Rocl／F）的结果表明,铁钛磷灰岩中几乎100％的稀土元素赋存于磷灰石中。综合上述特征,反映磷灰石为结晶分离的堆晶矿物,铁钛磷灰岩应为堆晶成因。因为如果磷灰石结晶于铁钛磷灰岩不混溶熔体,它的稀土元素分配系数也不会变化达2．3倍（变化于2．96—6．93）。计算出该磷灰石的母岩浆稀土元素组成,与浸染状Fe．P矿石最为相似,结合它与铁钛磷灰岩之间紧密共生的野外特征以及相似的全岩及磷灰石稀土元素配分型式,认为磷灰石最可能是在浸染状Fe．P矿浆中,经结晶分离作用形成铁钛磷灰岩。     

新疆准噶尔盆地西北缘吐谷鲁群沉积体系分析

根据在新疆准噶尔盆地西北缘乌尔禾-夏子街地区的野外地层露头观察、追索及钻孔资料分析研究,笔者认为,该区下白垩统吐谷鲁群是一套以灰绿色砂岩和红色、棕红色泥岩组成的干燥气候条件下形成的内陆湖相碎屑沉积,发育浅水三角洲体系,主要由三角洲平原和三角洲前缘相组成.吐谷鲁群碎屑岩的碎屑粒度由下而上可分为两个大的韵律旋回,即粗-细-粗-细,反映了水体扩展到萎缩再扩展的过程.有利铀成矿的砂岩层主要集中在两个韵律旋回的底部,形成于三角洲平原分流河道、决口扇、三角洲前缘水下分流河道和水下堤环境.     

鲁西邹平盆地中生代火山岩的演化:对地幔源区的约束

邹平盆地中生代火山岩可分为三个亚组：中、下亚组具有相似的岩石组合,岩性主要为玄武岩-粗面玄武岩-玄武质粗面安山岩-粗面安山岩;上亚组岩性主要为粗面安山岩。火山岩由早期基性向晚期中偏碱性方向演化,与正常岩浆房酸度增高的岩浆分异趋势相同。具有Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素（LILE）和轻稀土元素（LREE）富集,Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）相对亏损,类似于岛弧火山岩的地球化学特征。Nb／La、Hf／Sm比值随MgO的降低而升高或基本不变,说明高场强元素亏损是岩浆的原始特征。各亚组火山岩相似的稀土配分模式和微量元素蛛网图,表明它们具有共同的岩浆源区和密切的成因联系,分离结晶起了关键性作用。La／Nb、La／Ta、Ba／Nb比值较高,说明成岩物质可能主要来自岩石圈地幔。拆沉的大陆中、下地壳部分熔融形成的熔体与古生代岩石圈地幔（亏损的地幔橄榄岩）的相互作用是岩石圈地幔富集的重要方式,随之该富集地幔在陆内岩石圈伸展和区域热异常的双重作用下发生减压部分熔融而形成具有岛弧特征的邹平盆地火山岩。     

钱二块铀矿床采铀注液结垢趋势的理论分析与预测

用离子系数矩阵法对钱二块铀矿床地浸采铀试验注液中存在的独立离子反应进行了确定,由溶度积规则及反应平衡原理,借助Matlab编程,估算出了钱二块铀矿床地浸采铀试验注液可能会生成的沉淀物种类及数量,为防治结垢提供了一定的理论依据.     

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩结构构造类型及其形成机理

塔里木盆地寒武-奥陶系白云岩度大、分布广,是重要的油气储集层.根据岩石学研究并结合地球化学特征将其分为4类,其特点如下:(1)泥晶-粉晶白云岩,白云石晶体小、晶形差,有序度在4类中最低(0.73);Na、K、Sr含量在4类中最高;δ13C值及Z值较高,分别为-0.94‰、122.3;Fe、Mn含量较低;阴极发光为亮桔红色;常呈纹层状,具暴露及成化标志.这些特征表明其结晶较快,形成环境蒸发强烈、盐度较高、氧化性较强,是在萨布哈环境中由浓缩海水发生白云石化所形成.(2)藻纹层白云岩,白云石晶体小,晶形较好,有序度较高(0.85);藻纹层基本保留了其原始微细结构;Na、K、Sr含量较低:δC值在4类中最高,平均为-0.50‰;含有较多黄铁矿.这些特征说明其可能形成于成岩作用的稍早期阶段且其成因与藻类活动密切相关,成岩环境盐度较低,可能是在藻类作用下,由富藻层浓集的镁与残留海水在浅埋藏环境中共同作用所形成.(3)雾心亮边白云岩,白云石普遍具雾心亮边结构,雾心含少量包裹体及灰质残余,亮边则少见或无;阴极发光下,雾心发亮桔黄色光,亮边发光暗或不发光;局部见此类白云石;呈星散状分布于亮晶颗粒灰岩或泥晶灰岩中;白云石晶体较大,晶形较好.此类白云岩的δ13C及Z值在4类中最低,K、Na、Sr、Fe含量相对较低,Mn含量最高;有序度较高,均值为0.83.这些特征表明此类白云岩中白云石的雾心可能是在早期浅埋藏环境中,由富镁孔隙水交代周围灰质所形成;亮边则形成于埋藏较深的环境,其所需镁可能来源于粘土矿物的转化.(4)重结晶白云岩:白云石晶体粗大且污浊,接触紧密;局部见白云石晶体具环带结构,局部见颗粒幻影结构;阴极发光较暗;Fe含量在4类中最高,Mn含量较高;有序度最高,平均为0.95;包裹体均一温度平均为110.2℃.这些特征表明其可能是在还原性较强的深埋藏环境中,由早期形成的白云岩经较强的重结晶作用所形成.     

矿物数字博物馆的建设构想与实现

在基于互联网的应用、信息数字化、多种技术发展较为成熟及适应公众需求的基础上,对矿物数字博物馆的建设做了简要的分析,将矿物按矿物一结晶学分类方案将馆藏矿物进行合理的分类,设计了七大功能结构和相应的子结构,并对矿物所要展示的内容设定了标准.建设矿物数字博物馆旨在利用三维技术、多媒体技术、文字信息等,将矿物从宏观的外形到抽象的晶体形态和微观的晶体结构及其最小单位结构通过网络的形式具体展现给观众.矿物数字博物馆的建设可以为人们认知整个矿物世界搭建一个良好的平台,在科研教学、推动国民科学普及教育、培养创新人才方面发挥重要作用.     

南印度洋SST与南亚季风环流年代际变化的研究

利用美国NCEP全球大气再分析资料和JONES全球海表面温度异常(SSTA)资料，分析了南印度洋SSTA和南亚季风环流年代际变化的特征。研究发现，无论是南印度洋副热带海水辐合区的SST还是赤道以北非洲西海岸附近上升运动海区的SST的长期变化趋势，除了准3-5年的变化以外，还存在着明显的年代际的变化。对于全球最显著南亚季风环流的分析表明，南亚季风环流也存在明显的年代际时间尺度的变化。与南太平洋SST的年代际变化相比，南印度洋SST的变化周期要相对短一些。通过分析南半球冷空气年代际活动的特征发现，冷空气与南印度洋SST年代际时间尺度的变化具有密切的联系。