水锰矿与Fe2+的相互作用与转化过程

作为表生土壤环境中易生成且分布广泛的氧化锰矿物,水锰矿(γ-MnOOH)能参与铁氧化物的生成过程,影响Fe_(2+)的迁移、转化和归趋。本文考察了pH值为3.0~7.0的模拟水溶液体系中水锰矿与Fe_(2+)的相互作用及其生成铁氧化物的过程,分析了Fe_(2+)浓度、pH值和空气(氧气)对Fe(Ⅲ)氧化物晶体结构类型、化学组成和反应速率的影响。研究结果表明,水锰矿氧化Fe_(2+)产物主要为针铁矿和纤铁矿;pH值为3.0~5.0时产物为针铁矿,而pH值为7.0时产物为针铁矿与纤铁矿的混合物,且高浓度Fe_(2+)会促使纤铁矿生成;引入空气利于针铁矿生成;反应速率随着pH值升高、氧气分压的增大而加快。本工作丰富了对铁氧化物在常见锰氧化物表面形成和转化过程的认识。     

亚铁离子指标在地表油气化探研究工作中有效性及改进方法探讨

亚铁离子（Ｆｅ２＋）是地表油气化探工作中重要的评价指标。铁元素的变价特征可导致铁离子的不同存在形式,直接利用Ｆｅ２＋值作为反映油气田上方还原柱性质的指标,存在一定的片面性。因此,提出用亚铁离子转化率Ｋ＝Ｆｅ２＋／Ｆｅ３＋＋Ｆｅ２＋的改进方法,并在实际勘查中验证,认为亚铁离子转化率可以为油气化探异常评价和靶区圈定提供更可靠的信息。     

黄铁矿中金的吸附─还原─生长模型的确立

为什么黄铁矿富含金，目前的解释众说不一。笔者采用模拟实验与理论综合分析相结合的方法，把自然金在黄铁矿中的形成机理概括为：“化学吸附－氧化还原－晶体生长”成因模型。该模型的建立，丰富和深化了金矿成矿理论，能圆满解决传统溶液化学理论无法解决的问题，为界面成矿学说提供了理论和实验依据。同时，笔者强调指出，自然界团－液界面广泛存在，界面吸咐作用的结果不可低估，应给予足够重视。     

四川盆地H2S的硫同位素组成及其成因探讨

四川盆地天然气绝大部分含有硫化氢,部分含量高达15%以上。其中高含硫化氢天然气主要分布在三叠系飞仙关组、雷口坡组和嘉陵江组;震旦系、石炭系、二叠系属于低含硫化氢,上三叠统须家河组和侏罗系属于微含硫化氢或不含硫化氢天然气藏。研究表明,三叠系飞仙关组、雷口坡组和嘉陵江组、震旦系、石炭系储层中发育的膏质岩类为TSR形成硫化氢提供了物质基础;富含有机硫源岩的高温裂解是二叠系低含硫化氢天然气的主要成因。硫同位素组成表明,高含硫化氢天然气的硫同位素比储层硫酸盐硫同位素δ34S亏损7‰～11‰;而低含硫化氢天然气硫同位素分布区间较宽,在0‰～20‰之间,大部分比同期硫酸盐的硫同位素轻15‰左右。四川盆地三叠系膏岩的硫同位素值分布较宽,并呈现阶梯状变化,而硫化氢的硫同位素则呈现出相似的分布规律,表明各气层硫化氢中的硫来自于本层系的硫酸盐,即TSR发生在各自的储集层中;另外四川盆地三叠系TSR发生时各气藏的温度条件相近,即各气藏的硫化氢在大致相同的温度条件下发生;同时也说明TSR过程中硫同位素的分馏过程与硫酸盐本身硫同位素数值的高低无关,而与TSR反应的温度条件和反应程度有关。还建立了运用硫化氢的硫同位素和含量判识硫化氢成因类型的模式。     

伊犁盆地南部郎卡地区含铀岩系古沉积环境恢复及成矿意义

正郎卡地区是伊犁盆地南缘近几年来新发现的砂岩型铀矿有利成矿地段,该地区处于盆地南缘东段构造活动区域,毗邻蒙其古尔大型砂岩型铀矿床。目前,该地区揭露的工业铀矿体分别赋存于中下侏罗统三工河组和西山窑组,埋深约500～1000m,局部超过1000 m,品位较高,具有良好的勘探前景(张鹏飞等, 2018)。郎卡地区铀成矿作用的现阶段研究多集中在     

地壳表层砷的循环与污染地下水模式

为了更好地监测和预测地下水砷污染,揭示由自然原因引起的地下水砷污染规律和机制,通过多年来对内蒙古河套平原地下水砷污染的调查研究,在充分了解和掌握砷的化学与地球化学性质以及世界各国地下水砷污染状况与分布特征的基础上,总结了砷在自然环境中的分布和污染地下水的机理。文章阐述了4种地下水砷污染类型的形成机理,并提出了地壳表层砷的循环与污染地下水模式,通过该模式在基本掌握某一地区地质环境背景的情况下,可以初步预测其可能发生地下水砷污染的地段。地下水砷污染是砷在地壳表层循环过程中发生的一种环境水文地球化学现象,污染区的分布与特定的地质、地理背景和环境条件有关。在还原解吸污染类型中,封闭的环境、硫元素和有机碳的存在是地层中砷溶出的主要控制因素。今后应加强对封闭的冲积或湖积平原、河流入湖或入海三角洲等地区地下水砷污染的调查与监测。     

基于微量元素分析的古沉积背景重建——以准噶尔盆地西北缘安集海河组为例

作为沉积背景变化的敏感性指标,微量元素丰度及其比值对物源构造背景识别、沉积环境恢复和古气候重建等具有重要意义。本文对准噶尔盆地西北缘古近系安集海河组23件泥质岩类样品开展微量、稀土元素分析测试,结合岩心与薄片等相标志,完成了研究区古沉积背景的恢复。研究表明：①稀土元素球粒陨石标准化分配模式、微量元素上地幔标准化蛛网图以及Th/Sc- Zr/Sc、La/Yb- REE、La- Th- Sc判别图解综合分析指示,安集海河组沉积期物源供给较为稳定,物源区风化程度较高,再旋回及分选作用不明显;沉积物源主要来自上地壳的长英质岩石,母岩岩石类型以酸性火成岩为主,主要为大陆岛弧成因,扎伊尔山早石炭世侵入岩是可能的物源区;②元素Li、Sr、Sr/Ba和Th/U组合以及U/Th、 δ U、 δ Ce、Ceanom和Ce/La组合指示,安集海河组沉积期表现为陆相半咸水的氧化型沉积环境,该沉积环境受古近纪系列热气候事件的影响,在极热气候背景下,湖盆水体蒸发强烈,湖平面略有下降且湖水浓缩,水体盐度增高,部分湖底沉积物因暴露水面而被氧化,该现象可在陆相红层的特殊沉积物中得到进一步印证;③纵向上,安集海河组Sr/Cu以及Cu和Cs含量变化整体呈上升趋势,反应气候的干旱程度不断增加,同时风化作用指数Rb/Cs整体呈下降趋势,表明受气候干旱的影响,该时期风化作用逐渐减弱。综上,安集海河组沉积期,研究区气候经历了由湿热向干热转变的过程。     

藏南白垩系泥、页岩微量、稀土元素特征及氧化-还原环境分析

为了解藏南定日-岗巴盆地和江孜盆地白垩纪沉积时底层水体的氧化一还原环境,采用ICP-MS方法进行微量元素及稀土元素测试分析.结果表明:研究区微量元素在时空上均发生了变化,这与各元素对沉积水体的氧化一还原敏感程度有关.元素Al标准化后变化趋势也不尽相同,其垂向上的变化反映了沉积物底层水体氧化-还原状况、生物产率等沉积环境,与海平面升降、陆源碎屑输入、成岩作用再活化及沉积后氧化作用等多因素有关.V/(V+Ni)、U/Th、V/Cr、Ni/Co、Re/Mo、Uau及δU比值表明早白垩世及晚白垩世中、晚期藏南地区盆地内底层水体环境总体上为中等分层的含氧环境,但定日一岗巴盆地内晚白垩世早期Cenomanian-Turonian界线附近微量元素发生突变,显示为强烈的还原环境.稀土元素球粒陨石标准化后均表现为轻稀土富集的右倾型,LREE/HREE介于7.42～14.80之间,LaN/YbN变化范围为7.93～18.54,δEu负异常,δCe异常不明显,表明为含氧环境.因此微量、稀土元素微观分析与野外宏观露头观察相结合,不但可以作为地层划分对比的直接依据,且能更准确、有效地判断地层沉积时底层水体的环境状况.     

铁氧化物对硫酸盐还原菌分解硫酸盐矿物的协同作用

以牛肉膏为碳源,用活性污泥混合菌接种,探讨在缺氧条件下添加不同的铁氧化物对硫酸盐还原菌(SRB)分解硫酸盐矿物的影响。通过溶液pH、铁离子、硫酸根浓度以及固体产物的SEM和EDS图谱分析,揭示硫酸盐矿物分解过程和机制。实验结果表明,铁氧化物对SRB分解硫酸盐矿物起着明显的协同作用:①被铁还原菌还原的Fe2+与硫酸盐还原产生的硫化氢反应形成铁硫化物,消除硫化氢对SRB分解硫酸盐的抑制作用;②铁氧化物还原溶解,提高体系的pH和碱度,增加生化产物CO2的溶解,诱导溶解的钙离子形成方解石沉淀,促进SRB分解硫酸盐矿物的过程。     

东海和冲绳沉积物中自生铀蓄积过程及控制机理

采用同位素稀释ICP-MS测定法,对中国东海陆架及日本冲绳海槽的6个沉积物芯中U和Th的同位素地球化学行为进行了研究,以了解氧化还原敏感元素U在近海次氧化性沉积物中的蓄积行为,并评价其在全球海洋铀平衡中的意义。东海沉积物芯中,238U浓度及238U/232Th比值随深度变化不明显。但是在冲绳海槽沉积物芯中,238U浓度及238U/232Th比值在沉积芯表层氧化带显示较低值,然后在次氧化层随深度增加而增加。230Th和232Th浓度在所有沉积物芯中基本不随深度变化。这些结果说明,冲绳沉积物中有“自生铀”的蓄积过程发生,蓄积速率约为(47±5)～(90±8)ng/(cm2·a),与文献报道的世界其他海域次氧化性沉积区大致相当。进一步证明了U在近海次氧化性沉积区的蓄积对于全球海洋铀平衡有重要意义。“自生铀”的主要蓄积机制是海水U(Ⅵ)向沉积物迁移,在还原条件下被还原为惰性的U(Ⅳ)并被吸附在沉积物固体相上。