基于生物硅记录的孟加拉湾东南部末次冰期以来的古生产力变化

基于生物硅含量变化,结合碳酸钙和硅质生物放射虫数据,本文揭示了孟加拉湾东南部末次冰期以来的生产力演变规律及其气候响应。研究区域的古生产力演化大致分为3个阶段,即生产力相对低的末次冰期(56~18 ka)、生产力呈阶段性增加的末次冰消期(18~10 ka)以及高生产力的全新世。进一步地,研究发现末次冰期沉积物中放射虫物种主要是具有硅化程度较高的矢状环形结构的轭环虫/双篮虫属占据绝对优势(约60%)、少见硅化程度轻的纤细结构,推测末次冰期沉积物中硅质生物壳体受到明显溶解作用影响,尽管如此,末次冰期碳酸钙含量约20%、生物硅含量3.5%~4.4%、放射虫丰度1 000~6 000枚·g^-1,表明孟加拉湾东南部末次冰期以来的生产力一直处于相对较高的水平,营养盐物质丰富、生物量较高。该结论得到放射虫群落结构中罩笼虫目高相对丰度(>50%)的数据支持,其被认为是营养盐丰富的指标。此外,末次冰消期生物硅含量的阶段性波动变化现象,可能是受千年尺度气候事件的调控引起的,即Heinrich1(HS1)和新仙女木(YD)时期生产力增高、生物量增加,推测与陆源有机物质的输入带来丰富的营养物质进入上层水体、南极中层水入侵带来中层水通风增强促进硅质生物生产力的升高有关。     

甘肃玉门市三白墩硅石矿地质特征、成因及指示意义

甘肃省玉门市三白墩硅石矿石英纯度高,杂质少,可以用作高纯石英的加工原料。通过对硅石矿地质背景、矿床特征、控矿因素和矿石质量的研究,分析了矿床成因,认为该硅石矿严格受华力西期侵入岩及接触带构造控制,属于岩浆伟晶岩型石英脉矿床。伟晶岩分带结构比较明显,其中石英核(带)SiO₂含量最高达99.71%,具备高纯石英—云母等岩浆型伟晶岩系列矿产的成矿条件,对区域上寻找同类型高纯石英矿具有一定的指示意义。     

近33ka以来辽河口沉积环境演变与生物硅记录

沉积物岩心记录着沉积环境的演变过程,其中生物硅(BSi)记录能反映硅质生物的生产力时间和空间变化,2012年5月在下辽河平原西南缘得到了ZK2钻孔柱状样,通过对其沉积物原位密度、生物硅、碳埋藏、粒度、AMS~(14)C和OSL测年、有孔虫鉴定、孢粉鉴定,将ZK2孔的沉积环境主要划分为上三角洲平原相沉积、海洋主导的沉积、湖相沉积、河道沉积4个沉积单元,其相应的生物硅(BSiO_2)浓度分布依次为(2.85±0.23)%、(1.55±0.10)%、(1.96±0.10)%、(0.92±0.05)%,并且生物硅的波动与颗粒有机碳浓度的波动同步。特别是在17~25 cal ka BP冰期形成的湖沼沉积出现较大的颗粒无机碳(PIC)浓度的波动,推测与当时干冷气候条件下CaCO_3过饱和从湖水中沉淀析出有关。钻孔沉积物生物硅浓度记录对格陵兰冰芯~(18)O同位素值的响应存在大约300 a的滞后现象。     

桂北硅质岩结构面抗剪强度研究

在广西壮族自治区桂林市天门村进行了硅质岩结构面强度的原位试验,结合现场调查,基于Barton模型,估算了硅质岩结构面抗剪强度。结果表明,硅质岩结构面的剪应力-位移曲线呈现出塑性变形的特征,剪切过程具有爬坡、空化、剪胀的特点。剪切曲线分为剪胀、剪断凸台和完全接触三个过程。结构面受剪力初期,剪应力上升较快,剪切位移随剪应力的增大而几乎呈线性增大,处于弹性状态;随着剪应力的不断增大,在剪切面处发生爬坡作用和啃断作用这两种力学效果;当将结构面上的凸台被啃断后,剪应力上升的梯度变小,直至峰值强度,处于完全接触状态。原位试验得到的抗剪强度参数与Barton模型计算的结果具有较好的一致性,但Barton模型参数的确定带有很强的主观性而造成的误差较大,导致其计算结果偏小,因此在没有经验值和相关工程参考的地区进行现场大剪试验是十分必要的,既保证了工程的可靠性,又避免过于保守,本次实验的结果为类似工程的取值提供了参考。     

天然丝光沸石表面重构改性及其在水中去除重金属的应用

天然丝光沸石作为一种绿色廉价多孔材料广泛应用于环境治理中去除重金属,目前报道的天然沸石对重金属的去除率多在60%～90%,提升其去除效率已成为研究热点。本文采用正硅酸乙酯对天然丝光沸石进行表面重构改性,通过TEM、XRD、BET等手段表征其形貌和结构。结果表明:正硅酸乙酯水解生成的SiO_2可与天然丝光沸石复合形成新颖的"SiO_2/丝光沸石",原沸石表面包覆了新生纳米SiO_2孔结构,同时没有损坏原始沸石的多孔结构,使改性沸石材料兼具了天然丝光沸石和纳米SiO_2孔结构优点,增强了对重金属离子的吸附能力。该改性材料对水中Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)和Mn~(2+)的最高吸附率为99. 3%、97. 1%、98. 3%和97. 0%,且极少解吸,性能稳定。考虑经济成本并保证合适吸附率的情况下选择吸附效率最佳的投加量,得到改性材料对初始浓度10 mg/L的Pb~(2+)、Cd~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)溶液的最佳投加量分别为0. 5 g/L、2 g/L、2 g/L、5 g/L,可为中试和规模应用提供参考。较之焙烧、酸、碱、盐和有机改性,本改性方式对多种重金属均有高的吸附率,并显现出操作简便、成本低和环境友好等优势,具有较好应用前景。     

石灰岩中游离二氧化硅化学物相分析方法的标准化研究

介绍了石灰岩中游离二氧化硅的化学物相分析方法,选择磷酸溶矿,再以氟硼酸解聚已溶出的硅酸,使游离二氧化硅与其他矿物分离,再用重量法进行测定,并按ＧＢ３７９－８６测试方法的精密度,通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性,通过取样、制样、样品均匀性检查、精密度试验等步骤,对该方法进行了标准化研究。     

Porous Properties of Nano-fibriform Silica from Natural Chrysotile

With the TEM and physical gas adsorption techniques, porous properties of nano-ribriform silica （MLD： 92.73%） from natural chrysotile are studied in this paper. The results indicate that porous nano-fibriform silica results from brucite octahedral sheets of nature chrysotile dissolved completely and Si-O tetrahedral sheets collapsed by acid leaching. Its length is at a micron or nanometer scale. There are two types of pores： pores among neighboring fibers and pores in nanoriber. These pores （less than 6.5 nm in diameter, mostly 2.1 nm and 3.8 nm） all belong to mesopores. The pores in fibers consist of those among SiO2 particles, those among aggregates, remnant nanotubes and capillary tubes. Nanoribriform silica proves better than the traditional silica as a carrier of catalyzer and a filler for reinforce rubber and plastics.     

In.uence of particle composition on thorium scavenging in the marginal China seas

Thorium-234 and particle composition (organic matter, biogenic silica, carbonate and lithogenic component) were examined in the East China Sea (ECS) and the northern South China Sea (NSCS) in order to constrain the particle types scavenging thorium isotopes. Good positive correlations between particulate organic matter (POM) or carbonate and thorium-234 in suspended particulate matter (SPM) indicates that POM and carbonate are e.cient to scavenge thorium-234. No relationship between biogenic silica and thorium-234 suggests that geochemical behavior of thorium-234 may be not in.uenced by biogenic silica. A simple model was used to evaluate the a.nity of thorium-234 to di.erent particle components. The results show that POM is the most e.cient scavenger for thorium-234 in the ECS and the NSCS, followed by carbonate. The authors’ results lend support to the utility of thorium-234 as a proxy of POC and carbonate in the upper layer. However, the strong dependence of thorium scavenging on particle composition challenges thorium-230 as a constant .ux proxy.     

冬季南海北部陆架锋区悬浮颗粒态硅的分析冬季南海北部陆架锋区悬浮颗粒态硅的分析

对冬季南海北部陆架锋区的悬浮颗粒态生物硅（Particulate Biogenic Silica, PBSi）和成岩硅（Lithogenic Silica, LSi）含量进行了调查分析,讨论了悬浮颗粒态生物硅分布及其影响因素。结果表明,南海北部陆架区悬浮颗粒态生物硅和成岩硅平均含量分别为059和893 μmol/dm3。生物硅分布与水团关系密切：在营养盐充足的沿岸水生物硅含量高（10 μmol/dm3）;而在营养盐缺乏的陆架表层水生物硅含量低（023 μmol/dm3）;在两种水团过渡区生物硅含量居中（065 μmol/dm3）并与溶解硅酸盐（Dissolved Silicate, DSi）成显著正相关（R=048,N=44,P=0001,a=001）。此外锋面位置也直接影响生物硅的含量与分布。大部分调查海区被高温高盐低营养盐海水占据,因此导致了调查海区以低浓度的生物硅和成岩硅为特征,且与世界其他海区相比,生物硅含量处于低值区。     

长江水下三角洲现代沉积速率厘定的新途径:季节性Bio-Si记录

长江水下三角洲沉积层中高分辨生物硅(Bio-Si)曲线具有明显的波动规律,记录了该区硅藻生物量的季节性差异,据此对近14年来的沉积速率进行了估算。在1992～2005年里,该处沉积速率变化于1.2～3.4 cm/a之间,平均沉积速率2.1 cm/a,沉积速率与长江入海沙量具有较好的对应关系。研究结果表明长江水下三角洲Bio-Si沉积记录类似于季节性湖泊中的"年纹",可作为沉积速率估算的新指标。