胶东海阳所超镁铁岩中强亲铁元素的地球化学特征及其构造环境探讨

强亲铁元素与亲石元素具有不同的地球化学行为,因此能够从不同的角度为造山带中超镁铁岩的成因及演化提供重要信息。位于苏鲁造山带东北端的胶东海阳所超镁铁岩主要由橄榄岩和辉石岩组成,它们常以团块状赋存于花岗质片麻岩中。虽然前人对这些超镁铁岩已经开展大量岩石学研究,但关于其成因及构造属性仍存在较大争议。本文开展了海阳所超镁铁岩的全岩主微量元素、强亲铁元素及Re-Os同位素的分析工作,结果显示蛇纹石化橄榄岩具有较高的MgO和Fe₂O₃^T含量,较低的Al₂O₃、TiO₂和CaO含量,明显富集流体迁移元素（U、Pb）,亏损高场强元素（Zr、Hf）,强亲铁元素没有发生明显分异,但Ru显示正异常,表明海阳所蛇纹石化橄榄岩是经历了低-中等程度部分熔融及熔/流体交代作用影响的残余地幔橄榄岩。海阳所辉石岩的主量元素表现出明显的结晶分异特征,稀土元素较原始地幔富集,铂族元素（PGEs）含量较低且发生了明显的分异,表明辉石岩的地幔源区经历过高程度的部分熔融和硫化物的分离。海阳所蛇纹石化橄榄岩的Os同位素地球化学特征表现出大洋亲和性,与辉石岩不具有熔体-残留体的关系。由于该地区发育较深层次的韧性剪切带,蛇纹石化橄榄岩中的橄榄石与辉石表现出韧性变形的特征,同时有辉石岩侵入到橄榄岩的现象,表明该地区的蛇纹石化地幔橄榄岩与辉石岩既不同时,也不同源,因此,暗示了该套岩石组合可能形成于大洋核杂岩（OCC）与洋脊型蛇绿岩（MOR）堆晶岩交互发育环境。

     

姑婆山复式岩体的基本特征及其与成矿作用的关系

姑婆山复式岩体由晚侏罗世里松岩体、姑婆山岩体及早白垩世新路岩体组成。复式岩体为壳幔混合源成因。据岩石地球化学判断和分析,姑婆山岩体和新路岩体为含锡岩体;整个姑婆山复式岩体为含钨岩体,里松岩体和姑婆山岩体为含稀有、稀土岩体。上述矿产的形成与岩石中挥发份F、B及放射性U、T h等元素的高含量有关。     

南海北部西沙海槽沉积物管状黄铁矿特征及其形成机理*

南海北部西沙海槽S1站位的岩心柱沉积物中广泛发育自生矿物黄铁矿,其形态以管状为主,且具有内部中空的圈层结构。使用扫描电镜、电子探针、LA-ICP-MS、SIMS等测试方法研究了管状黄铁矿的形态及圈层结构,结果显示: (1)管状黄铁矿发育内部中空的圈层结构,其中内圈层(I_py)由莓球状黄铁矿呈五角十二面体紧密堆积组成,外圈层(O_py)由晶形较好晶粒较大的八面体黄铁矿组成,并混有沉积碎屑及钙质生物壳体;(2)内圈层和外圈层分别呈现出贫S富Fe和富S贫Fe的特征,其成因是甲烷渗漏造成的局部还原环境使得As进入黄铁矿中导致晶格空缺或被扭曲,从而促进Ni、Co、Cu、Zn、Pb等微量元素的掺入;(3)内圈层、外圈层发生了明显的硫同位素分馏现象,内圈层中 δ³⁴S 平均为-37.8‰,外圈层中 δ³⁴S 平均为-29.3‰。研究认为,管状黄铁矿作为曾经甲烷渗漏的通道,其生长机制可分为3个阶段: (1)气水通道形成阶段: 向上运移的甲烷流体在沉积物孔隙中逐渐形成气水通道;(2)外圈层形成阶段: 当向上运移的甲烷与硫酸盐发生甲烷厌氧氧化时,逐渐形成晶体较大、晶形较好的八面体黄铁矿外圈层;(3)内圈层形成阶段: 随着甲烷浓度逐渐降低,在气水通道中的微生物作用下,剩余甲烷与向下运移的硫酸盐继续反应形成莓球状黄铁矿内圈层。因此,南海北部的泥岩中大量发育的管状黄铁矿常常与地层中甲烷水合物的存在有关。     

海洋沉积物中氧化还原敏感元素对水体环境缺氧状况的指示作用

近年来由于人为污染水体富营养化加剧,缺氧区面积不断增大,利用沉积物中氧化还原敏感元素反演水体缺氧情况已经发展成为海洋化学领域的热点研究方向。本文详细阐述了氧化还原敏感元素的富集机制,并总结了利用沉积物中氧化还原敏感元素在不同氧化还原条件下的富集程度反映海水缺氧程度和底质氧化还原状况的一系列指标,如Re/Mo、Cd/U、Th/U、V/Sc、V/(V+Ni)值,U—Mo共变模型,δ~(98/95)Mo,多指标微/痕量元素模型以及氧化还原敏感元素-有机质共变模型等。沉积物中Re、Mo含量、Re/Mo值、自生Mo/U值、Th/U值对上层水体缺氧和氧化条件区分良好,可定量指征上层水体的缺氧情况。沉积物中Re含量近似于1 ng/g(地壳值),Mo含量1μg/g(地壳值),Re/Mo值接近0.3×10~(-3),Mo—U富集系数比为(0.1～0.3)×现代海水,Th/U值2,可指示氧化环境;Re含量在10～30 ng/g,Mo含量近似于1μg/g,Re/Mo值10×10~(-3)～30×10~(-3),Mo—U富集系数比1×现代海水,Th/U值在0～2范围内,可指示缺氧环境;Re含量30 ng/g,Mo富集达到20～40μg/g,Re/Mo值接近0.7×10~(-3)(海水中Re/Mo值),Mo—U富集系数比为(3～10)×现代海水,可指示极度缺氧的硫化环境。Mo_(EF)—U_(EF)交会对数坐标图、氧化还原敏感元素-有机质共变模型指标可定性分析上层水体的缺氧情况;V/(V+Ni)值对于次氧化沉积物指示效果不佳;Cd/U值在次缺氧条件下的变化机制复杂,还需进一步研究。生物扰动、成岩作用、人为污染、水体局限、高有机碳通量、Fe、Mn氧化物循环等因素通过影响氧化还原敏感元素在沉积物中的富集与迁移,从而影响氧化还原敏感元素指标的应用,应剔除有机质吸附与陆源输入等非自生部分的影响,结合各种指标互相印证,综合判别水体氧化还原状态。     

新疆阿尔泰花岗岩源区混合-结晶分异复合过程的微量元素效应

根据微量元素e1、e2、e3总分配系数的相对大小,源区混合-结晶分异复合过程在它们的比值-比值相关图上造成三种综合效应。新疆阿尔泰花岗岩微量元素的比值-比值相关图清晰地反映了三种效应,暗示着源区混合-结晶分异复合过程。源区混合机制可能为沉积物质在沉积盆地里的掺合。混合端员可能为:1)成熟度差异悬殊的陆源碎屑物质;2)陆源碎屑与基性火山物质。     

不同氧化还原条件下铅锌矿尾砂中重金属元素活化迁移规律

以广西大厂镇鲁塘铅锌矿尾砂为研究对象,通过淋滤实验研究了不同氧化还原条件下尾砂中Cu、Cd、Zn、Pb和As等元素的活化和迁移规律。结果表明：经高浓度氧化、高浓度还原条件处理的尾矿表现为pH<7的酸性环境,经低浓度氧化环境条件处理的尾砂呈现pH>7的弱酸性至弱碱性环境;尾砂中Cu、Cd元素活化迁移受pH值的影响明显,即高浓度还原和高浓度氧化条件可以促进Cu和Cd元素的迁移,酸性条件对Cu和Cd元素的迁移起到促进作用;Zn与Cd元素存在竞争吸附关系,但二者仍有明显差别;Pb和As元素受到还原条件的影响,能有效促进Pb和As元素的释放迁移。在淋滤实验前期,铅锌矿的表面阻力较小,由于环境酸碱性的改变,初始尾砂对重金属元素的吸附位能发生变化,重金属元素初期迁移能力得到加强;淋滤后期,矿物颗粒表面由于发生氧化还原反应,促使颗粒表面的阻力增加,重金属元素的溶出量减少,迁移能力受到抑制。     

SELFE: A semi-implicit Eulerian–Lagrangian finite-element model for cross-scale ocean circulation

Unstructured-grid models grounded on semi-implicit, finite-volume, Eulerian–Lagrangian algorithms, such as UnTRIM and ELCIRC, have enjoyed considerable success recently in simulating 3D estuarine and coastal circulation. However, opportunities for improving the accuracy of this type of models were identified during extensive simulations of a tightly coupled estuary–plume–shelf system in the Columbia River system. Efforts to improve numerical accuracy resulted in SELFE, a new finite-element model for cross-scale ocean modeling. SELFE retains key benefits, including computational efficiency of existing semi-implicit Eulerian–Lagrangian finite-volume models, but relaxes restrictions on grids, uses higher-order shape functions for elevation, and enables superior flexibility in representing the bathymetry. Better representation of the bathymetry is enabled by a novel, “localized” vertical grid that resembles unstructured grids. At a particular horizontal location, SELFE uses either S coordinates or SZ coordinates, but the equations are consistently solved in Z space. SELFE also performs well relative to volume conservation and spurious oscillations, two problems that plague some finite-element models. This paper introduces SELFE as an open-source code available for community use and enhancement. The main focus here is on describing the formulation of the model and on showing results for a range of progressively demanding benchmark tests. While leaving details to separate publications, we also briefly illustrate the superior performance of SELFE over ELCIRC in a field application to the Columbia River estuary and plume.     

Method of Data Reduction and Uncertainty Estimation for Platinum-Group Element Data Using Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry

A data reduction method is described for determining platinum-group element (PGE) abundances by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS) using external calibration or the method of standard addition. Gravimetric measurement of volumes, the analysis of reference materials and the use of procedural blanks were all used to minimise systematic errors. Internal standards were used to correct for instrument drift. A linear least squares regression model was used to calculate concentrations from drift-corrected counts per second (cps). Furthermore, mathematical manipulations also contribute to the uncertainty estimates of a procedure. Typical uncertainty estimate calculations for ICP-MS data manipulations involve: (1) Carrying standard deviations from the raw cps through the data reduction or (2) calculating a standard deviation from multiple final concentration calculations. It is demonstrated that method 2 may underestimate the uncertainty estimate of the calculated data. Methods 1 and 2 do not typically include an uncertainty estimate component from a regression model. As such models contribute to the uncertainty estimates affecting the calculated data, an uncertainty estimate component from the regression must be included in any final error calculations. Confidence intervals are used to account for uncertainty estimates from the regression model. These confidence intervals are simpler to calculate than uncertainty estimates from method 1, for example. The data reduction and uncertainty estimation method described here addresses problems of reporting PGE data from an article in the literature and addresses both precision and accuracy. The method can be applied to any analytical technique where drift corrections or regression models are used.     

富营养化湖泊蓝藻—芦苇碎屑堆积分解过程及其潜在的共代谢效应

为探究富营养化浅水湖泊所富集的有机物对湖泊碳循环和水质的影响,本研究构建微宇宙系统,模拟蓝藻和芦苇碎屑单独分解及混合分解过程.通过测定各组上覆水营养盐浓度、有机质含量及结构的变化,揭示富营养化湖泊藻草残体混合分解过程中养分和有机碳的释放特征.结果 表明,在实验0～88 h内,在添加相同的碳源条件下,蓝藻和芦苇混合处理组...     

巢湖形成演变与现代沉积作用

通过地质调查, 钻孔样品分析及历史资料对比, 得出:1.巢湖位于在中新生代形成的巢湖断陷盆地南部, 形成于更新世发育的河谷平原上, 由于全新世受气候及相应海平面变化和长江河道演变等三者共同影响而积水成湖。成湖历史大约2000年左右, 属河成型浅水湖。2.湖底沉积物平均中值粒径5-6ф, 并形成有三角洲沉积, 开阔湖沉积等五种沉积类型, 东、西、中三湖区的沉积物中分別为0.21, 0.37, 0.14cm/a, 全湖年淤积总量为93×l0⁴t/a。3.湖泊污染加重起始于70年代, 磷除来自外源外, 内负荷引起的释放量达220.56t/a, 这对巢湖富营养化亦有着重要的影响。