白云母—流体界面盐离子分布的计算模拟研究:对离子地球化学循环的启示

黏土矿物是表生土壤、沉积物、碎屑岩结晶颗粒表面的常见矿物,常与地质流体处于共存状态。离子–水–黏土矿物的相互作用影响着表生环境的流体组成、元素输运、土壤有机质分馏和沉积物的力学特性等。通过分子动力学模拟认识离子在黏土矿物–流体界面的分布,是揭示黏土矿物参与离子地球化学循环过程的基础。以白云母为研究对象,使用分子动力学模拟和热力学计算方法,分析了白云母–碱金属盐溶液界面的离子吸附结构和静电作用特性。研究发现Na⁺离子在白云母表面形成了两个内球络合吸附层, K⁺、Cs⁺离子仅形成一个内球络合吸附层。内球络合吸附层外可以形成多个外球络合吸附层,表现为离子的层状吸附结构。增大盐浓度没有改变同种离子的吸附结构,仅改变吸附层分布的大小。定量对比了使用伞状采样方法计算的离子吸附自由能曲线和基于离子密度分布得到的自由能曲线,二者总体一致,基本确证了模拟采样的充足性。研究表明界面流体不能视为均一的介电环境。     

离子吸附型稀土矿床中稀土的富集—分异特征:铁氧化物—黏土矿物复合体的约束

在离子吸附型稀土矿床中,黏土矿物被认为是离子吸附态稀土的主要吸附载体。风化壳中黏土矿物的透射电镜分析发现,黏土矿物普遍与铁氧化物形成复合体,很可能对稀土元素的富集–分异产生重要影响。本研究以广东省梅州市平远县仁居矿区的典型离子吸附型稀土矿床剖面为对象,通过提取富矿层中的细颗粒组分,采用X射线衍射、穆斯堡尔谱和透射电镜,对黏土矿物–铁氧化物复合体进行物相和形貌分析;在此基础上,采用顺序提取法测定不同化学形态的稀土总量,探究黏土矿物和铁氧化物对稀土元素富集–分异的贡献。结果表明,从全风化层到表土层,复合物从长石/伊利石–水铁矿/针铁矿复合体到高岭石/埃洛石–针铁矿/赤铁矿复合体,最终向高岭石–赤铁矿复合体转变。在表土层和全风化层的细颗粒组分中,离子交换态稀土约占25%和80%,而铁氧化物结合态稀土约占75%和20%。在表土层中, Ce的富集导致离子交换态和铁氧化物结合态稀土均富轻稀土。在全风化层中,随着深度的增加,离子交换态稀土由富轻稀土转变为富重稀土,铁氧化物结合态稀土均表现富重稀土的分异特征。离子交换态稀土总量和分异特征主要受黏土矿物–稀土界面作用和淋滤作用控制;而铁氧化物结合态稀土总...     

川东北早-中三叠世聚盐环境及海水浓缩成钾模式

川东北地区中下三叠统海相含蒸发岩地层是近十年来油气勘探开发的重点区域,但对其中的蒸发岩沉积序列研究较少,对含钾蒸发岩系的分布规律还不清楚。本文以气钾兼探为指导思想,在钻井岩心、野外露头和大量钻测井资料的基础上,开展了川东北中-下三叠统层序岩相古地理、蒸发岩分布特征和成钾条件研究,结果显示:嘉陵江组沉积时期,蒸发岩明显受三级海平面升降变化的控制,主要发育于高位体系域,即层序SQ1高位期沉积的嘉二段和层序SQ2高位期沉积的嘉四、五段;雷口坡组沉积时期则主要受上扬子区域构造体制转换的控制,盆地整体抬升及周缘古陆或古隆起的形成,造成该时期总体为相对局限的沉积环境,海侵体系域和高位体系域的蒸发岩分布没有明显差别,都有膏盐层发育,且厚度都较小;川东北早-中三叠世在克拉通浅水环境碳酸盐岩局限台地、低纬度温暖干旱气候、海平面下降的联合控制下,海水向中心浓缩咸化,在宣汉-达州地区形成浓缩咸化中心,是最有利的找钾地区。     

高黎贡东南缘龙陵-瑞丽俯冲增生杂岩带与中特提斯洋演化

龙陵-瑞丽增生杂岩带的构造属性对确定高黎贡构造带作为腾冲-保山地块的边界及班怒带南向延伸十分关键。本文在地质填图的基础上,通过岩石学、矿物学、岩石地球化学、同位素年代学和同位素示踪等方法,查明混杂岩带主要由蛇纹石化橄榄岩、玄武岩/辉长岩、硅质岩、碳酸盐岩、含放射虫层状硅质岩和锰结核的深海沉积岩等岩块呈规模不等的团块状、透镜状分布于浊积岩基质中,具有典型的俯冲增生杂岩岩石组合特征。蛇纹石化橄榄岩原岩由方辉橄榄岩和少量纯橄岩组成,具有轻稀土轻微富集、Mg^#值高（88~92）,铬尖晶石Cr^#、Mg^#值分别在60~70和20~26区间,橄榄石Fo值为90~95。在铬尖晶石Cr^#-Mg^#指数图解和橄榄石Mg^#-铬尖晶石Cr^#图解上样品都落在弧前SSZ型橄榄岩区,说明研究区内的地幔橄榄岩是经历了高度部分熔融（>30%）和熔体抽离后的残留相,形成于弧前构造背景。玄武岩和辉长岩地球化学特征类似,具有富钛（TiO₂>2.26%）、高Mg^#值特征（49~57）,其稀土配分模式和微量元素蛛网图、构造环境判别图解、ε_Nd（t）值（+2.2~+5.1）、以及岩石中含少量富钛角闪石和黑云母等,表明它们属于洋岛/海山型基性岩类,其岩浆来源于富集地幔。橄榄岩中脉状辉石岩锆石U-Pb年龄为183~185Ma,浊积岩中杂砂岩最小碎屑锆石U-Pb年龄为212~241Ma。此外,增生杂岩带中存在含早白垩世流纹岩/凝灰岩夹层的弧前/弧间沉积,并被晚白垩世陆相沉积岩不整合覆盖,这些特点说明俯冲增生杂岩带形成于晚三叠-早白垩世。研究区内混杂岩带的构造属性和时代与班怒带（拉萨-南羌塘地块间）和缅甸境内密支那蛇绿混杂岩带完全一致,是中特提斯洋演化的产物。中生代,高黎贡东南缘混杂岩带北连班怒带、南东连密支那蛇绿混杂岩带,随后,在新生代印度板块向北俯冲过程中,密支那蛇绿混杂岩带被Sagaing断裂带分支——八莫断裂带右行走滑位移到现今位置。     

硅酸盐化学风化强度评估的沉积物指标与方法研究进展*

风化作用是源-汇沉积体系中的重要环节,气候、构造、地形、植被和岩性在不同程度上控制着地表硅酸盐化学风化,量化硅酸盐化学风化强度有助于开展全球性的实例研究对比。本研究归纳总结了基于碎屑沉积物的化学风化强度指标,包括岩石学和矿物学指标、元素地球化学指标和非传统稳定同位素指标,并指出了指标在应用中存在的问题。这些指标中:砂质沉积物骨架颗粒组成、粉砂级碎屑的矿物组成和矿物表面结构特征从矿物组成和结构上直观地反映了化学风化强度,运用不多但值得关注;黏土矿物组合和主微量元素指标如CIA、Rb/Sr、α^AlE等在实例研究中运用广泛,同时也显现出易受物源和水动力分选影响等弊端;新近开发的利用锂、硼、钾、镁、硅等同位素示踪化学风化强度的方法具有广阔的应用前景,同位素的分馏机理有待完善。源-汇体系中的其他过程如物源供给、水动力分选、成岩作用、再旋回作用、成土作用、物理淋滤和生物利用等会影响化学风化指标的使用效果,通过多指标的综合运用和相互验证,可以有效提升化学风化强度评估的准确性。     

武汉一级阶地基坑降水引起土层水位变化及压缩变形研究

武汉一级阶地地层具有典型的二元结构特征,从浅层至深层土体渗透性逐渐增加,在基坑工程开挖降水过程中,随着疏干含水层水位的下降,各层土体水位变化特点各不相同,水位的变化影响着土体固结的压缩变形。采用现场群井抽水试验的方法,通过在抽水试验期间对不同深度含水层水位的观测及不同深度土体沉降的监测,结合各层土体性质及相关理论对武汉一级阶地基坑降水引起的土层水位变化及压缩变形规律进行研究。结果表明,武汉一级阶地基坑降水水位变化存在着明显的时空效应,沉降与水位变化密切相关,且沉降过程中土层中出现架空效应。     

吉南元古宙FCN球粒

产在吉南元古宙石英岩内的宇宙尘是一个宇宙尘系列,由４亚型４小类组成：（１）金属球粒：１,纯铁球粒;２,ＦＣＮ（Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ）球粒;（２）氧化物球粒,３,普通磁性铁质球普;４,ＦＣＳ（ＦｅＯ、Ｃｒ２Ｏ３、ＳｉＯ２）球粒;（３）玻璃质球 ;（４）氧化物－金属过渡型球粒。其中ＦＣＮ球粒和ＦＣＳ球粒为富铬闰,在地球上属首次发现;ＦＣＮ球普为天然的奥氏体不锈钢球粒。ＦＣＮ球粒的发现表明冶金学与地外源事件     

太行山含夕线石石英球花岗岩的地质学、地球化学和岩石成因

太行山含夕线石石英球花岗岩是南营片麻岩的重要组成部分,其地质特征、地球化学和Rb-Sr 同位素特征表明它们是中下地壳副变质岩深熔熔浆和残留体混合的粥状体沿着伸展变形带运移、侵位和结晶形成的。其Rb-Sr等时线年龄为t= 1.933±0.08Ga,形成的时代为吕梁期。     

考虑深度效应的超长单桩荷载传递性状的研究

考虑到目前的超长桩的桩侧荷载传递性状研究,基本上还是基于短桩理论,提出了考虑超长单桩桩侧摩阻力的深度效应的单桩荷载传递函数,并且将荷载传递法和有限元方法结合起来,采用该荷载传递函数来模拟单桩的桩侧荷载传递规律。用反演方法得出了该荷载传递函数的参数。算例表明：考虑深度效应的计算结果比不考虑深度效应的计算结果稍偏大,且与实测值更为接近,其结果更为合理。     

内蒙古科右中旗德日乌兰哈达中心式火山机构

德日乌兰哈达中心式破火山机构是晚侏罗世时火山活动产物,围斜内倾,环状、放射状断裂发育,环状断裂以各种岩脉充填.火山通道为粗面岩所占据,测其同位素年龄140.8±2.0 Ma.