内蒙古中东部残山丘陵草原覆盖区化探方法研究

在内蒙古中东部针对半干旱残山丘陵草原覆盖区开展1∶20万区域化探方法研究.在典型已知矿区进行了流长、层位和粒级方法试验,以及不同采样密度、采样粒级的面积试验.结果表明:采样深度为20～ 80 cm时可以有效地发现异常,但为了提高采样效率,避免风成沙干扰,建议采样深度在钙积层上方40 ～ 80 cm为宜;流长从500～3 500 m都可以有效发现区域异常,因此流长对1∶20万或1∶25万区域化探调查影响不大;-120目细粒级沉积物样品中,贫SiO2而富集各种成矿元素及伴生元素,受风成沙稀释影响较小,是1∶20万区域化探调查的最佳采样介质.根据试验结果,对该景观区进行2 000 km2的1∶20万区域化探调查示范,结果表明,在已知矿区均能获取清晰的成矿元素地球化学异常,且在其他地方也发现了多处异常,证明了所选采样介质的有效性;与1∶20万区域化探调查数据进行对比,发现本此研究圈定的成矿元素异常强度高、范围大,显著避免了风成沙对元素含量稀释的影响.因此,-120目细粒级沉积物样品可作为该景观区1∶20万区域化探调查的最佳采样介质.     

内蒙古半干旱草原区隐伏矿地球化学勘查方法试验

在内蒙古半干旱草原区准苏吉花隐伏铜钼矿上方开展了土壤细粒级全量测量和金属活动态测量两种地球化学勘查方法的试验工作,结果显示,两种方法圈定的成矿元素主体异常分布范围与深部隐伏矿体的分布较为一致,表明土壤细粒级全量测量和金属活动态测量可以有效地指示隐伏铜钼矿体,可作为该景观区寻找隐伏铜钼矿的有效手段。     

深穿透地球化学异常源同位素识别研究:以新疆金窝子金矿床、内蒙古拜仁达坝—维拉斯托多金属矿床为例

通过研究两个已知隐伏矿床(新疆金窝子金矿床、内蒙古拜仁达坝—维拉斯托多金属矿床)不同介质(地气、细粒级土壤、围岩、矿石)中的铅、硫同位素特征,探讨铅、硫同位素对地气、土壤中异常物质来源的示踪,得到以下结论:(1)两矿床的介质从地气、矿石、围岩到土壤,铅同位素比值(208Pb/204Pb、207Pb/204Pb、206Pb/204Pb)一般依次增加;土壤异常区相对土壤背景区,δ34S偏高。但对两个矿床背景区、异常区地气中的铅同位素组成、土壤中的铅、硫同位素组成进行方差分析后发现,数据均没有明显的差异,从统计学的角度初步证明研究区不适宜用铅、硫同位素示踪地气、土壤中异常物质的来源。(2)两个矿床的矿石、围岩中铅同位素组成均有明显差异,即围岩中明显有放射成因铅的积累。但这种差异没有显著地反映到背景区、异常区的地气中,原因有待进一步查证。仅从捕获剂的角度初步探讨了其原因。用土壤全量中铅、硫同位素组成特征来示踪土壤异常源,并没有成功,建议采用偏提取的方法测量其中活动态中的铅、硫同位素组成,在深穿透地球化学研究中更合理。     

全球地球化学数据管理系统:“化学地球”软件研制

"数字地球"已经提出多年,是20世纪末期问世的定量化研究地球的一个新的战略方向。通过借鉴Google Earth,地质学界提出了建设One Geology和OGS-Earth多层次多学科应用平台的概念。进一步提出构建基于化学元素在地壳的分布可视化,建立"化学地球"或者叫做"元素地球"(命名为Chemical Earth),能直观地揭示地壳中元素的分布,反映出不同大地构造单元元素时空分布、演化历史和矿床的物质背景。本项研究主要完成两个方面的内容:(1)研发一个基于ArcGIS Server二维和三维统一的"化学地球"软件平台,类似于谷歌地球(Google Earth)的数字地球软件平台,实现对地球化学数据和图形适时进行二维(平面)和三维(球面)联动;(2)建立地球化学数据库和提供图形化工具,实现对数据库进行多种方式的查询统计,如对不同尺度地球化学图的显示、图形与数据交互查询和采样信息查询等。     

全球地球化学基准:了解过去,预测未来

要认识地球的演化和全球变化,就必须有一致性的全球尺度地球化学基准或基线作为参照标尺。文中阐述了地球化学基准概念、建立方法和应用实例。地球化学基准是指系统记录元素及其化合物在地球表层的含量和空间分布,作为了解过去地球化学演化和预测未来地球化学变化的定量参照标尺。要建立全球地球化学基准,首先必须建立一个覆盖全球的地球化学基准网,在中国以1∶20万图幅为基准网格单元,在全国系统采集有代表性岩石组合样品约10 000件,疏松沉积物样品约6 000件,精确分析涵盖元素周期表上除惰性气体以外几乎所有元素的含量,制作化学元素时空分布基准地球化学图,提供衡量中国大陆化学元素演化和未来变化的标尺。以不同时代岩石代表性样品建立原生岩石圈地球化学基准,作为了解过去地球化学演化参照标尺,如云南禄丰龙产地楚雄—兰坪盆地白垩系-古近系界面(K-T界面)的凝灰质灰岩和凝灰质泥岩中发现Ir的含量为0.25～0.8ng/g,是白垩系和古近系地层基准含量的10～20倍。以疏松沉积物样品建立次生土壤圈地球化学基准,用于作为预测未来变化的参照标尺,如CaO含量分布与气候和酸雨分布有关,CaO在南方酸雨作用下淋失贫化,在西北碱性条件下富集。在过去15年里,由于酸雨的持续作用,CaO平均含量下降了22.6%,CaO含量<1%的分布面积扩大了23.0%。同时,这种原生和次生地球化学基准的建立,提供了具有时间和空间分布的成矿物质背景,对矿产资源评价和预测具有重要意义。     

制备多孔镍负载TiO2薄膜光催化降解喹啉和化工废水

为了获得具有高光催化活性和稳定性的TiO2薄膜,采用浸渍涂布法不加黏结剂将Deguessa P-25TiO2固定在泡沫镍基片上,制备成泡沫镍基负载TiO2薄膜,并以Ti-10薄膜为光催化组件制备了一种新型连续流内循环光催化反应器。表征结果显示:P-25薄膜呈混晶相,增大负载浓度会增加基片上结晶质(如锐钛矿相(101))数量、团聚颗粒数量、表面微裂痕以及比表面积;高温煅烧下泡沫镍基片上Ni元素以金属Ni和NiO形式扩散到薄膜表面,形成NiO-Ni体系,有助于提高薄膜的光催化活性;当负载P-25质量分数为10%时,薄膜表层Ni原子比为12.29%,此时薄膜具有最佳光催化活性。以Ti-10样品为光催化薄膜组件制备了一种连续流光催化反应装置,该装置降解化工废水的实验结果显示反应装置连续运行一周,出水可达到一级排放标准。     

从微量元素与人体健康关系得到的启示

通过对地壳元素与生命元素的相关性及一些典型地方病的致病源分析,揭示了地球化学环境中微量元素失衡对人体健康的危害,并由此指出了影响人体内微量元素平衡的因素,最后提出优化和利用地球化学环境、平衡膳食营养是维持人体内微量元素平衡、保障人体健康的重要措施.     

全国地球化学基准网建立与土壤地球化学基准值特征

全球一致性和权威性地球化学观测数据是资源与环境评价的定量标尺。中国实施的"全国地球化学基准计划"作为"全球地球化学基准计划"的一部分,于2008—2014年实施,建立了覆盖全国的地球化学基准网。按照1∶20万图幅为网格单元,在全国1600个网格单元中,共部署3382个汇水域采样基准点,每个基准点同时采集了表层和深层土壤样品,共计采集6617件样品,使用高精度分析技术和严格的质量控制,分析了81个地球化学指标。本文首次给出了全国土壤81个指标地球化学基准值数据,初步阐释了地球化学基准值数据和空间分布特征与地质背景、成矿作用、表生作用以及人类活动的关系。     

内蒙古乌拉特中旗克布镁铁质-超镁铁质岩体年代学、矿物学和岩石地球化学

内蒙古乌拉特中旗地处华北陆块北缘西段,大地构造分区属于狼山-白云鄂博陆缘裂谷。区域上,镁铁质-超镁铁质岩呈东西向带状分布,断续出露长约300km,宽约30km。该镁铁质-超镁铁质岩带内铜镍矿床(点)较为发育,克布为该带内一个中-小型铜镍硫化物矿床。克布镁铁质-超镁铁岩体出露面积约45km2,主要由辉长岩相和橄榄岩相组成,辉长岩相为岩体的主要岩相,橄榄岩相为主要的赋矿岩石,两个相带相伴产出,呈渐变过渡关系。本文采用LA-ICP-MS锆石U-Pb法测年,获得克布斜长方辉橄榄岩年龄为258.1±1.8Ma(MSWD=2.3),属于晚二叠世。岩石主、微量及稀土元素分析结果表明,岩石样品属铁质镁铁质-超镁铁质岩,具有拉斑玄武岩系列演化趋势,并相对富集大离子亲石元素(Rb、Sr、Ba),亏损高场强元素(Nb、Ta、Zr、Hf、Ti),以及具有轻稀土富集[(La/Yb)N=2.47~11.29]的右倾型稀土配分模式。以橄榄石-熔体平衡原理估算克布镁铁质-超镁铁质岩体母岩浆的MgO含量为10.1%,FeO为12.1%,应为高镁的拉斑玄武质岩浆。综合分析认为,克布镁铁质-超镁铁质岩体应形成于后碰撞伸展阶段,岩浆源区由被消减板片交代的地幔楔物质和软流圈物质组成。橄榄石和辉石等富镁铁矿物的分离结晶和富硅地壳物质的混染可能对硫化物熔离富集成矿起到了关键性作用。