Cs and Cl NMR spectroscopy and molecular dynamics modeling of Cs and Cl complexation with natural organic matter

Interaction of dissolved aqueous species with natural organic matter (NOM) is thought to be important in sequestering some species and enhancing the transport of others, but little is known about these interactions on a molecular scale. This paper describes a combined experimental ¹³³Cs and ³⁵Cl nuclear magnetic resonance (NMR) and computational molecular dynamics (MD) modeling study of the interaction of Cs⁺ and Cl⁻ with Suwannee River NOM. The results provide a detailed picture of the molecular-scale structure and dynamics of these interactions. Individual NOM molecules are typically hundreds to thousands of Daltons in weight, and on the molecular scale their interaction with small dissolved species can be investigated in ways similar to those used to study the interaction of dissolved aqueous species with mineral surfaces. As for such surface interactions, understanding both the structural environments and the dynamics over a wide range of frequencies is essential. The NMR results show that Cs⁺ is associated with NOM at pH values from 3.4 ± 0.5 (unbuffered Suwannee River NOM solution) to 9.0 ± 0.5. The extent of interaction increases with decreasing CsCl concentration at constant pH. It also decreases with increasing pH at constant CsCl concentration due to pH-dependent negative structural charge development on the NOM caused by progressive deprotonation of carboxylic and phenolic groups. The presence of NOM has little effect on the ¹³³Cs chemical shifts, demonstrating that its local coordination environment does not change significantly due to interaction with the NOM. Narrow, solution-like line widths indicate rapid exchange of Cs⁺ between the NOM and bulk solution at frequencies of >10² Hz. The MD simulations support these results and show that Cs⁺ is associated with the NOM principally as outer sphere complexes and that this interaction does not reduce the Cs⁺ diffusion coefficient sufficiently to cause NMR line broadening. The ³⁵Cl NMR data and the MD results are consistent in demonstrating that there is no significant complexation between Cl⁻ and NOM in the pH range investigated, consistent with negative structural charge on the NOM.     

湖南仁里超大型稀有金属矿床的成矿特征与成矿模型

湖南仁里铌钽矿床位于燕山期幕阜山复式岩体西南缘,是我国近年来新发现的超大型花岗伟晶岩型铌钽矿床,伟晶岩脉产在花岗岩内部裂隙或灌入冷家溪群片岩中。矿区伟晶岩可分为微斜长石型、微斜长石钠长石型、钠长石型和钠长石锂辉石型四个类型分带,且脉体呈NE-SW向分布。相对于北东部的伟晶岩,南西部的伟晶岩具有较高的分异度,铌钽矿化程度高,仁里矿区为幕阜山地区铌钽矿化浓集中心,是幕阜山地区铌钽等稀有金属主要产地。较大规模伟晶岩脉具有较完善的分带,铌钽矿化主要产在伟晶岩内部的中-粗粒白云母钠长石带和锂云母石英带。各伟晶岩脉总体上具有地表品位低,深部品位升高的特点,在标高411 m时,品位达到最高值(Ta_2O_5品位0.438%),说明仁里矿区深部具有较大找矿潜力。本文在总结仁里矿床成矿特征和成矿规律的基础上,分析了周边及深部的找矿方向,建立了复式岩体"体中体"成矿模型。区域找矿需要重视浅部低品位伟晶岩脉的深部评价,按照"北找钽铌、南找锂"的原则开展外围找矿工作。     

区域地球化学异常空间分形结构及其意义——以浙江省诸暨地区区域地球化学数据为例

区域地球化学数据既具有确定性的特征 ,又具有随机性的特征 ,从而地球化学异常的空间分布具有标度不变性的特征 ,即空间分形结构。本文运用元素含量 等值线面积模型、元素含量的周长与面积模型 ,查明区域地球化学异常分形结构 ,初步探讨了其形成机制 ,并讨论了元素含量与等值线面积的空间分形模型用于划分地球化学异常与背景的意义。     

PTtD Path and Fluid Evolution of HighPressure Eclogites from the Dabie Mountains,Central East China

１．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　ＴｈｅＱｉｎｌｉｎｇＤａｂｉｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｗａｓｆｏｒｍｅｄｂｙｃｏｌｌｉｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅＮｏｒｔｈＣｈｉｎａａｎｄＹａｎｇｔｚｅｂｌｏｃｋｓ．Ｔｈｅｃｏｒｅｐａｒｔｏｆｔｈｅｏｒｏｇｅｎｉｃｂｅｌｔｃｏｎｓｉｓｔｓｏｆｓｅｖｅｒａｌｍｅｔａｍｏｒｐｈｉｃｒｏｃｋｇｒｏｕｐｓ,ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅＤａｂｉｅ（Ｔｏｎｇｂａｉ）ｃｏｍｐｌｅｘ,Ｈｏｎｇ’ａｎ（Ｓｕｓｏｎｇ）ｇｒｏｕｐ,ＳｕｊｉａｈｅｇｒｏｕｐａｎｄＳｕｉｘｉａｎ（Ｙａｏ…     

云南前寒武纪基底形成与变质时代及其成矿作用年代学研究

新的同位素年代学、岩石学与地球化学研究表明云南前寒武纪各岩群普遍由跨越古、中和新元古代不同时代的构造片岩组成。哀牢山群和瑶山群是相连接的同一地层单元 ,主体岩石形成于 130 0～ 16 0 0Ma。昆阳群下亚群泥质碳酸盐沉积岩Pb Pb等时年龄在 170 0～ 16 0 0Ma之间 ,上亚群大营盘组为 12 6 0Ma。苍山群的变拉斑系列形成于岛弧环境 ,其钕模式年龄值在 15 0 0～ 2 0 0 0Ma ,Sm Nd等时年龄近于为 16 5 0Ma ,εNd(t) =+ 7.4。形成于板内环境的碱性系列玄武岩 ,钕模式年龄值在 10 0 0～ 110 0Ma。苴林群变拉斑玄武岩钕模式年龄为 16 0 0～ 170 0Ma ,εNd(t) =+ 6 .6 ;变碱性玄武岩样品为 80 0～ 10 0 0Ma ,可与苍山群相比较。钕模式年龄和Pb同位素填图表明昆阳群与大红山群 ,苴林群与苍山群分别归属于扬子和印支块体的准同时地层。成矿年龄测定表明前寒武纪地层中成矿作用表现为 70 0～ 90 0Ma的改造成矿 ,与大规模从基性到酸性的岩浆活动密切相联系。90 0～ 10 0 0Ma板内环境碱性玄武岩的广泛出现 ,标致着大陆裂解的开始。晋宁期花岗岩活动从早期 (80 0～ 830Ma)的偏中酸性到晚期 (6 80～ 780Ma)的酸性 ,表明构造环境从拉张向挤压环境发展 ,体现了Rodinia超大陆形成、裂解到冈瓦纳大陆形成的过程     

火山岩储层建模初探

火山岩储层建模研究是一个世界性难题。近年来 ,国内外在含油气盆地的火山岩中发现了大量的油气藏。为了探索火山岩储层物性的空间分布特征 ,作者选取了松辽盆地徐家围子地区火山岩发育的营城组为研究目的层 ,以火山岩相分析为基础 ,以基于相分析的神经网络技术为手段 ,通过多种参数的选取和计算 ,尝试性地建立了该区火山岩储层地质模型。该模型表明 :层状火山机构比块状火山机构的物性好 ;多相火山机构比单相火山机构物性好 ;裂缝发育的火山机构比裂缝不发育的火山机构物性好。基底涌流相、火山空落相、火山沉积相是有利的储集相带。     

祁连山老虎沟冰川积累区风速、风向变化特征研究

基于2008年11月-2009年10月祁连山老虎沟12号冰川积累区的风速、风向观测资料, 分析了年内季节和日变化特征. 结果表明: 全年日平均风速波动较大, 介于1～8.8 m·s^-1. 日均值以冬季最大, 春, 秋季次之, 夏季最小, 分别为5.1 m·s^-1, 3.4 m·s^-1, 3.7 m·s^-1, 2.6 m·s^-1, 表现出典型的"高山型"风速特征. 秋, 冬季节, 无论昼夜, 以偏南风为主, 风速始终保持在较为稳定的高值状态, 属于典型的冰川风; 春, 夏季节, 冰川风场依旧强劲, 而且伴有山谷风出现. 受山系-河谷地形及雪冰下垫面的共同作用, 春, 夏, 秋三季表现出一定的偏东风, 柴达木低压可能对此也有贡献.     

江南过渡带东至查册桥金矿床~(40)Ar-~(39)Ar年代学及成矿条件研究

查册桥金矿是近年来在江南过渡带发现的一个金多金属矿床,本文对该矿床与矿化有关的蚀变花岗闪长斑岩中绢云母进行了~(40)Ar-~(39)Ar年龄测试,获得蚀变岩金矿石绢云母坪年龄156.9±1.6 Ma,等时线年龄152±28 Ma和矿化强蚀变花岗闪长斑岩绢云母坪年龄142.1±1.3 Ma,等时线年龄137±13 Ma。程檀矿段与牛头高家矿段流体包裹体均一温度为160℃左右,氢氧同位素特征显示成矿热液以岩浆热液为主。结合本区及邻近矿区相关研究成果,本区金矿主要为浅成、低温型,成矿物质和热液具有多来源特征,原生金矿以微细粒浸染型为主,具类卡林型金矿矿化特征,其年龄值分别对应于燕山期不同阶段构造活动和成岩成矿作用时代,其成矿过程经历了中侏罗世韧-脆性挤压构造变形和蚀变、矿化,晚侏罗世-早白垩世早期与岩体侵入相关的金多金属矿化,以及早白垩世中、晚期浅成低温热液成矿作用。     

西准噶尔恰达地区哈尔加乌组火山岩锆石U-Pb年代学、地球化学及地质意义

恰达地区的二叠系哈尔加乌组火山岩分布于唐巴勒蛇绿岩带东侧、准噶尔盆地西南缘,主要岩性为灰绿色-紫红色(气孔)(杏仁)玄武岩-玄武安山岩-安山岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(296.6±8.1) Ma,MSWD=7.7(93%置信度),时代属早二叠世。地球化学研究表明:该火山岩属亚碱性系列,全碱含量较高(w(Na₂O+K₂O)=3.95%~6.39%)且相对富钠。轻稀土(LREE)相对富集((La/Yb)_N=3.49~14.66)且分馏较好((La/Sm)_N值均大于1.00(1.68~3.51)),重稀土分馏较差((Gd/Yb)_N=1.38~2.56)。仅部分样品有微弱的负铕异常(δEu=0.88~1.15)。微量元素具有大离子亲石元素(LILE)相对富集,高场强元素(HFSE)Nb、Ta相对亏损,Zr、Hf轻微富集的特征。综合火山岩的地球化学特征,结合相关构造判别图解及火山岩所处的区域地质背景,认为哈尔加乌组火山岩的形成背景以板内大陆环境为主,兼有部分弧火山岩的特征,形成于俯冲碰撞造山期后的区域伸展背景下,火山岩的岛弧特征是对碰撞前混染弧组分的继承。     

黄土高原一个连续的晚新生代剖面及其划分与对比

陕西旬邑地区一个地层厚约 2 30 m的晚新生代剖面 ,全为土状堆积。岩性划分、古地磁测年、古生物研究及其他一些手段的分析测定表明 ,该剖面记录了距今 6 .8Ma到现代的沉积 ,其中第四系厚 141.2 m,全为黄土—古土壤沉积序列 ;新近系厚约 90 m,全为红土沉积 ,底部不整合面之上有 6— 7m红土层被覆盖 ,无法取样 ,其上实测厚度83.4m,将每层红土层及紧接其下的钙质结核层称为一个成土—成壤组合 ,新近系约含 80个明显的成土—成壤组合。 N/Q岩性界线在剖面深度的 141.2 m处 ,但古地磁 M/G界线在相当于剖面深度的 137.6 m处 ,即 L43 顶界之上0 .4m处 ,古地磁极性的转移滞后于岩性的变化。多层生物化石的发现对各段地层时代的确定及古气候环境的分析起了积极的作用