锰结核矿物及其原位复合材料吸氢性能的初步研究

采自东太平洋中国开辟区的锰结核，主矿物相为钡镁锰矿、钠水锰矿，以及属XRD隐晶质的针铁矿与四方纤铁矿，部分矿物相结构特征与人工合成的纲伙碳管十分相似。在室温中压下采用等容压差法测量了锰结核的气态贮氢能力，测得锰结核样品的吸氢量为0.31%。以乙炔为碳源，在750℃下采用气相沉积法直接在锰结核上成功地催化制备出多壁纳米碳管和纳米碳纤维，同样条件测试这种矿物碳管原位复合材料的吸氢性能，其吸氢能力达到1％左右。保持锰结核矿物结晶结构在加热脱水过程中的稳定性，对提高其贮氢能力至关重要。     

东海沉积物中磷的存在形态及其环境意义

By means of SEDEX, ASPILA and XRF, depth-dependent changes of different phosphorus forms in sediment cores from specific areas of the offshore Changjiang Estuary (Yangtze Estuary) in 1998 were analyzed. Results show that contents of total phosphorus (TP), organic-phosphorus (OP) and iron-phosphorus (Fe-P) decreased down-core, while those of absorbed-phosphorus (Ad-P) andcalcium-phosphorus (Ca-P) increased. The distribution tendency of detritus-phosphorus (De-P) is not obvious. Results also show that TP, Fe-P and OP contents at Meso station of the Changjiang Estuary and Hangzhou Bay are higher than that of the other stations. This suggests that the pollutants carried by the Changjiang and the Qiantang rivers from inland have affected the natural environment inoffshore area. TP, Fe-P and OP contents of each station become higher from bottom to top, indicating the amount of the terrestrial pollutants carried by the two rivers has been enhanced since the last 30-50 years. Ad-P, Ca-P, Fe-P and OP are all active phosphorus in sediments, and their re-cycling in sediment is closely related to each other.     

热带东太平洋晚第四纪的古海洋及古气候记录

热带东太平洋8001柱状样晚第四纪以来放射虫标志种Buccinospharea invaginata和Collosphaera tuberosa的研究发现, 它们的初现面(FAD) 出现于柱深22cm和45cm处, 年龄分别为0.21Ma和0.42Ma.它们的初现面年龄与SPECMAP氧同位素记录结合为该柱建立了地层框架.该柱放射虫丰度、生源蛋白石和有机碳含量、粒度的分析显示, 大约在氧同位素11、9~8.4、5~3和1期, 高的放射虫总丰度、第四纪常见种丰度和始新世-渐新世种丰度大致对应于高的中值粒径和平均粒径, 以及大约氧同位素5期以来增加的有机碳含量, 表明此期间贸易风增强, 搬运的陆源颗粒增大, 北赤道洋流加强, 导致上升流增强, 表层水生产力提高, 同时, 南极底层流的活动也加强.大约在氧同位素10、8.3~6和2期, 低的放射虫总丰度、第四纪常见种丰度和始新世-渐新世种丰度大致对应于减小的中值粒径和平均粒径, 反映此期间贸易风减弱, 搬运的陆源颗粒减小, 北赤道洋流减弱, 导致上升流消失, 表层水生产力降低, 同时, 南极底层流的活动也减弱.      

中生代苏—鲁活动大陆边缘榴辉岩、煌斑岩、金矿及富集地幔间的成因联系

海西期末形成的初始欧亚板块，从三叠纪（250Ma)开始，便与古太平洋板块－太平洋板块发生强烈的挤压碰撞作用和俯冲作用，及由此引起的远距离效应使中国广大的东部地区从中生代开始成为活动大陆边缘，俯冲作用及构造环境的演化是控制胶东地体等大多数中生代榴0辉岩等变质岩类，花岗岩类，火山岩类，煌斑岩类以及金等矿床形成和使它们出露地表的重要因素，胶东地体中富钾的钙－碱性煌斑岩类的特征与其它活动大陆边缘和造山带中金矿有关的煌斑岩很相似，例如呈脉状产出，晚期侵位，强烈的自变质，富含大离子亲石元素（LILE）和挥发分，高的金含量，高的LREE／HREE和^87Sr/^86Sr比值，低的^143Nd/^144Nd比值，与花岗岩类，橄榄安粗岩，酸性脉岩以及热液金矿床的密切共生及它们这间与富集地幔楔的成因联系等，这些都表明它们与板块或板片俯冲过程中的去气，去碱，去ILE作用或壳－幔物质交换作用及由此形成的富集地幔楔有着紧密的联系。     

铁锰结壳中底层洋流活动的地球化学研究

文章以大洋海山铁锰结壳与南极底层流(AABW)之间关系的角度,从铁锰结壳的结构构造、矿物组合,特别是结壳新壳层的Ce异常和Ce/La比值的区域分布来探讨AABW的活动在铁锰结壳中留下的证据。主要对中太平洋和西北太平洋5座海山的17个铁锰结壳新壳层样品进行了结构构造分析和REE含量测定。结果表明,铁锰结壳的REE含量很高,平均为1716.66×10-6,且轻稀土元素明显富集,LREE/HREE平均值为4.82,除MID06样品具微弱的Ce负异常外,其他铁锰结壳样品均具明显的Ce正异常。为了对比研究AABW的影响,除铁锰结壳外,还引用了不同区域的多金属结核的稀土元素平均值资料按不同区域进行了对比研究,结果发现,AABW活动区和非活动区的δCe值和Ce/La比值有显著差异。一般来说,沿AABW流路,从南向北,δCe值和Ce/La比值有逐渐减小的趋势,但在局部地区,如地形复杂的海山区,AABW的强度会发生变化,其Ce正异常和Ce/La比值可能会局部增大。本项研究成果将有助于全面认识大洋成矿作用与海洋环境变迁的内在联系。     

用于深海极端环境下的pH电极制备方法改进

pH值是表征深海热液环境以及扩散流区域溶液化学性能的基本参数,因此原位精确获取溶液pH值是很多海洋科学研究者关注的问题。以前试制的电化学原位传感器IrOx电极,在实际海试中虽然对海底异常信号有响应,但由于信号漂移问题,电极只能用于定性地发现异常。基于熔融碳酸锂氧化金属原理,提出了改进传统熔融碳酸锂法,并设计了强制空气对流和碳酸锂添加过氧化钠两种制备方法。通过实验室的性能测试以及相应的表面扫描电镜测试表明,用改进的方法制得的电极,校正曲线均符合能斯特定律。用强制空气对流和混合碳酸锂/过氧化钠法制得的电极,其性能均明显优于传统熔融碳酸锂法。可推断,在熔融碳酸锂氧化贵金属铱的过程中,氧含量的充分与否是影响IrOx电极的性能和表面形态的重要因素,其中性能最优的是混合碳酸锂/过氧化钠法制得的电极。该类电极具有如下优点:重复性好;在大跨度pH溶液之间的响应快速稳定,长时间连续监测的漂移小于5 mV;同一批次所制备电极性能几乎相同;使用寿命长等。因此,该pH电极可用于深海的原位探测。该工作为进一步制备高性能的IrOx电极奠定了坚实的基础。     

东太平洋表层沉积物中热水矿物组合的发现及其意义

对东太平洋表层沉积物的扫描电镜观察表明，样品中除陆源碎屑和生物壳体外，存在着一组特征性的石英－钠长石－重晶石自生矿物组合。它们均呈完好自形晶，显然未经历过明显的搬运，都是原地形成的自生矿物。X射线衍射分析进一步确认了这组矿物的存在。迄今为止自生钠长石主要见于埋深较大的储层砂岩，其结晶温度不低于70℃，是一种典型的热水成因矿物，而同样完整晶形的重晶石曾在加利福尼亚湾Guaymas盆地被发现，并被确认属热水成因。作者据此认为，存在于东太平洋表层沉积物中的自生石英－钠长石－重晶石属于热水矿物组合。这意味着在远离洋中脊的大洋盆地亦有一定规模的热水活动，它对深海成矿作用和全球环境，尤其是长周期气候变化等的影响值得重视。     

地体构造对金区域成矿的重要意义

地体构造学是板块构造的发展和初充，几乎所有的地台（克拉通），造山带，大陆板块皆是由独立的地体所构成。相邻地体可由地质特征和区域成矿规律上的不同及边界断裂来鉴别。近二十年来，对于金等矿床区域成矿规律的研究，发现华北地台（NCP）和中国东部造山带中金矿的分布与地体构造密切相关。富金地体与盆金地体有明显不同，它们在基底的组成，岩浆作用，交代蚀变作用，构造环境和演化历史方面形成明显的对照。富金地体经常位于地台的边缘与造山带相邻以及位于A型或B型储冲带的上盘，在结晶基底中常有两绿岩带，多时期花岗岩和富挥发分，富大离子亲石元素和富Au的煌斑岩广泛分布。贫金地体常与此相反。     

Integration of Real-Time Chemical Sensors for Deep Sea Research

There is a great demand for in-situ real-time chemical sensors in the oceanographic research, to measure the chemical components under the deep sea. The ISE (Ion Selective Electrode) is commonly used as a detecting part of deep-sea electro-chemical sensors. The paper highlights the solidification and micromation of the working and reference electrodes. The sensors of pH and H2S with a thermal probe are accomphshed after the solution of configuration of electrodes and signal processing. The sensor system has been tested successfully in the cruise of DY105-12, 14 sponsored by China Ocean Mineral Research and Exploitation Association(COMRA).     

针铁矿及其前体吸附亚砷酸根离子的反应及预处理方法的影响

观察了针铁矿及其前体对溶液中亚砷酸根离子的吸附过程和吸附性能。3种吸附剂分别为氢氧化铁凝胶、经微波真空干燥的凝胶和80℃烘干的凝胶,它们均转变成了针铁矿。氢氧化铁凝胶与亚砷酸钠溶液混和后,溶液的pH值在6min内从9.71上升到10.36,原因是亚砷酸根离子置换了针铁矿和氢氧化铁中的氢氧根;40min后开始持续下降,和亚砷酸根离子与吸附剂之间的缩合反应有关。pH值的转折点并不意味着吸附反应的结束,但代表了反应类型的转变。这两种类型的反应受温度和气体溶解组分的影响不大。吸附剂经超声波处理后,改善了其在介质中的分散性,吸附效率因此普遍提高,但也造成了固体微粒难以分离的问题。经真空微波处理的凝胶对砷阴离子的吸附率优于另外两种吸附剂,去除率分别提高了53.18%和17.22%。其主要原因可能是凝胶中的水分子在微波辐射场作用下的高频振动,使其内部在干燥脱水过程中保持了较高的孔隙度;此外,吸附剂的表面活性在微波处理过程中亦有可能得到了改善。