ICP-MS测定海水中溶解态痕量重金属——直接稀释法

海水水质监测是环境监测中的重要一环[1]。海水中痕量重金属元素地球化学研究现今仍面临两大挑战:一是痕量重金属元素有机和无机形态分析,二是海水中痕量重金属元素的含量测定[2]。海水的含盐量为35 g/dm3左右,基体中除了大量的NaCl外,还含有相当量的SO₄2-,Ca2+,Mg2+等离子及有机质。由于海水中溶解态重金属元素的含量基本上都在微克每立方分米量级或更低,在传统的分析方法中这部分元素含量的测定或受到严重的光谱干扰、或低于仪器检测限,定量分析相当困难。     

氧化还原敏感性元素在沉积环境判别中的应用研究进展

部分元素对氧化还原环境非常敏感,氧化还原条件往往决定着这些元素的迁移或富集,这些元素被称为氧化还原敏感性元素(redox sensitive elements, RSE)。除Fe、Mn外大部分RSE在氧化环境条件下以溶解态离子形式存在于海洋水体而发生迁移,在还原环境条件下则容易从海洋水体中析出向沉积物中迁移并发生富集。RSE的这种特性常被用来判断现代或地质历史中的沉积环境。本文在总结RSE与沉积氧化还原环境判别的基础上,分析了影响RSE地球化学行为的因素,进而探讨了RSE应用中存在的主要问题及今后研究方向。RSE及相关指标在沉积环境判别中的应用主要包括:氧化还原状态的识别、指示海洋水体生产力变化、指示海洋水体的局限程度、指示沉积物物源等。影响或控制RSE迁移、转化、沉积和富集的主要因素有:成岩作用、陆源物质加入、粒控效应、Fe-Mn氧化物/氢氧化物的吸附、有机质含量、水体局限、人类活动等。迄今对部分RSE的迁移富集机制还不十分清楚,元素指标的应用较粗略。近期在RSE的应用中应重视样品的选取与保存、测量分析技术的提升以及多指标的互相印证,通过综合分析判断,才能得出更接近实际的结果。     

Fe同位素在岩浆作用过程中的分馏效应及其对海底玄武岩形成过程的指示

Fe是火成岩中丰度最高的变价元素,也是重要的成矿元素,主要以Fe2+或Fe3+价态赋存于固（矿物）、液（流体）相中,并全程参与岩浆作用过程和各种成矿作用。随着测试分析技术（如MC-ICPMS）的发展,Fe等非传统稳定同位素组成分析成为可能,并在最近十几年中被成功应用于岩浆物源追溯、结晶演化过程示踪和成矿作用分析等重要地质作用过程的研究。本文在分析了Fe同位素在岩浆作用过程中分馏效应的基础上,总结了Fe同位素组成在示踪海底玄武质岩浆（MORB、OIB、IAB和BABB等）作用过程研究的最新成果,并探讨了在应用Fe同位素组成示踪海底岩浆作用过程中所存在的主要问题。综合分析结果表明,火成岩中的Fe同位素分馏效应不仅受岩浆源物质部分熔融、岩浆扩散、流体出溶和结晶分异等作用过程的影响,而且还受到同化围岩物质、海底蚀变等作用的影响;由于Fe同位素分析技术（方法）至今仍待进一步完善,已有数据有限且需甄别去伪,因此在利用Fe同位素组成分析或恢复岩浆物源及作用过程时,仍需谨慎;于当前亟需建立完整可靠的Fe同位素示踪体系,这就需要在近期的工作中,尽可能多地选取代表不同构造环境和不同岩石类型的合适样品、获取（积累）更多原始（未经改造或蚀变）样品的精细分析数据,同时在利用Fe同位素示踪海底岩浆作用过程中还需注重多元数据的结合或相互佐证。     

海底大型多金属硫化物矿体内的流体过程

海底多金属硫化物矿体内热场和流场分布控制着多金属硫化物矿体的形成过程和成矿机制.在大洋钻探计划(ODP)和已有模拟实验研究的基础上,构建了一个具有三层结构的非均质海底多金属硫化物矿体模型,并利用地下热水系统体系模拟软件(Hydrothermal)模拟了不同渗透率情况下多金属硫化物矿体内部热场和流场的形态特征.模拟结果表...     

琼东南盆地物源和沉积环境变化的重矿物证据

基于11口钻井岩心样品的重矿物数据,结合古生物学、元素地球化学和地震资料,对琼东南盆地的物源及沉积环境演变进行了分析.结果表明,盆地基底沉积以陆相沉积为主,自渐新世起,盆地逐渐接受海侵,大致经历了海陆过渡→滨浅海→浅海→半深海的沉积环境演变过程,水深总体呈逐渐增大的趋势且在同一时期南部区域水深整体上大于北部.随着沉积环境的变化,各地层(崖城组至莺歌海组)物源呈现出多源性特征,经历了原地→近源→远源的演变过程.在渐新世早期,物源以近源玄武质火山碎屑和邻区陆源碎屑为主,之后演变为远源的陆壳碎屑,物源区包括北部海南岛、南部永乐隆起、东北部神狐隆起、西部红河、西南部中南半岛乃至更广的区域.海南岛物源自早渐新世便开始发育,至中中新世成为盆地最主要的物源,并持续至现今;永乐隆起和神狐隆起物源在晚渐新世至早中新世期间最为发育,于中中新世逐渐消退;红河物源于晚中新世大规模加入,为中央峡谷的主要沉积物源,影响至上新世结束;中南半岛莺西物源自上新世发育,影响至更新世时期.此外,自生组分对盆地(尤其是南部区域)的沉积贡献也不容忽视.     

Depositional features and sedimentary model of Buqu Stage in Mid-Jurassic in Qangtang Basin, Xizang （Tibet）, China

The largest Mesozoic northward transgression in Qangtang Basin of Qinghai-Xizang (Tibet) Plateau occurred during the Buqu Stage, Middle Jurassic. Mainly filled with carbonate rocks, the whole basin is composed of transgression-regression sedimentary cycle. Field outcrops and indoor analysis revealed 8 types of sedimentary facies markers in this region. 4 types of sedimentary facies have been recognized: platform facies,platform marginal facies, foreslope facies and basin facies. Influenced by the northern Lazhuglung-Jinshajiang suture zone, central uplift region and southern Bangongco-Nujiang suture zone, these facies belts extended east-west. The sedimentary model was established based on observed depositional features. From their biological features and sedimentary characteristics, it is suggested that the paleoclimate was warm and humid at that time.The Buqu Formation is a promising target for oil and gas exploration in Shuanghu-Duoyong area in future.     

青藏高原隆升、琼东南盆地沉降和西沙岛礁发育之间的耦合关系

本文基于琼东南盆地15口钻井和西沙石岛岛礁“西科一井”的钻井资料,结合过井地震剖面,系统分析了琼东南盆地沉降（沉积充填）和西沙岛礁生长速率及其变化特征,探讨了青藏高原隆升与琼东南盆地沉降和西沙岛礁发育之间的耦合关系,三者在发育时间和发育过程上表现出高度的一致性,且南海古海水中Sr同位素组成变化也表现出对青藏高原隆升速率变化很好的响应。相对于深水区,浅水区的沉积物堆积速率及其变化能够更好地反映盆地的沉降速率及其变化。琼东南盆地的沉降（沉积物堆积）和西沙岛礁的发育过程均可以分为3个阶段,分别对应于青藏高原的3个隆升期,时间自老到新分别为:23~16 Ma BP、16~5.5 Ma BP、5.5 Ma BP至今。相比而言,岛礁的发育过程与青藏高原的隆升之间的耦合关系更为密切。在青藏高原的快速隆升期,相应发生盆地沉降（沉积充填或沉积物堆积）和岛礁生长速率的加快,同时对应发生了南海海水87Sr/86Sr比值的增大,说明青藏高原隆升可能是影响琼东南盆地乃至整个南海沉降（沉积充填）、岛礁发育和古海水Sr同位素组成变化的主要因素。     

铂族元素地球化学研究评述

随着分析技术的发展和数据的积累,人们逐渐认识到PGE在地球化学研究方面具有潜在的应用价值。但地幔中PGE的存在形式目前尚不清楚,在许多方面还有争议。文中通过大量的实例综述了近年来PGE的分异机制和其在上地幔分布不均一性方面取得的进展以及存在的问题,结果表明:除Au外,蚀变作用并不影响PGE的分异;PGE主要以硫化物或合金的形式赋存于地幔岩石中,其分布不均匀,单一地依靠PGE与MgO,Cr,Ni的相关性来探讨部分熔融、分离结晶过程中橄榄石、尖晶石、铬铁矿对PGE分异的影响是不全面的,必须考虑硫化物的作用;地幔岩石具有包裹体和粒间两种不同PGE分配模式的硫化物。地幔源区或板内携带PGE流体交代以粒间硫化物为主的地幔岩石。使其PGE发生分异;不管是核幔分离后外核物质的返回,还是单一硫化物的作用都不能完全否定陨石撞击的地球增生假说。在大的区域,上地幔PGE的分布是均一的,但在一定范围内由于不同的大地构造背景,其PGE的分布显示不均一性。     

渗透率对沉积物覆盖洋壳内热液循环的影响

上部洋壳内的热液对流是一个普遍存在的, 而且非常重要的地质过程. 在简单的平面边界条件下, 渗透率强烈地影响着热液循环的形态、对流体的大小及流体速度场. 通过使用高级数值模拟方法, 系统地研究了不同地层渗透率结构、地层非均质性、裂缝带及侵入体影响下的热液对流. 其中, 地质模型由沉积物、高渗基岩层、低渗基岩层三部分组成. 当高渗基岩层内的渗透率大于10倍的沉积物内渗透率时, 高渗层内发生对流现象. 热液循环的形态及流体流速受地层渗透率结构、高渗层内渗透率变化、裂缝带及冷却侵入体的强烈影响. 而地层非均质性(垂向与横向渗透率比值为1.5)对热液循环的影响相对较弱. 基岩内裂缝带是影响流场的最重要因素; 局部侵入体的影响范围只局限于其上方的对流强度, 而对区域规模的流动影响较小. 因此, 热液循环的关键因素是良好的渗透带(通道)及长期的热源, 而不包括流体来源.