地质速率计—矿物氧扩散的应用

概述了同位素封闭体系内的矿物氧扩散和同位素交换机制及其在地质速率计上的应用。火成岩从高温冷却或变质岩从高峰主质温度冷却过程中，由于冷却速度不同，扩散作用导致的矿物晶体内部及晶粒间氧同位素再平衡也有所不同。通过实测岩石中各组成矿物氧同位素比值，模式含量和颗粒半径，据矿物氧扩散和同位素交换模型，可以估算出岩石的冷却速率。     

Water exchange between Tokyo Bay and the Pacific Ocean during winter

Variability in water-exchange time between Tokyo Bay and the Pacific Ocean during winter is investigated based on the results of intensive field observation from November 2000 to March 2001. Water-exchange time between Tokyo Bay and the Pacific Ocean during winter mainly depends on the strength of northerly monsoon, being about 16 days under the weak monsoon and about 12 days under the strong monsoon. Moreover, it becomes longer by about 1 day in spring tide and shorter in neap tide due to the coupling effect of estuarine circulation and vertical mixing. Water-exchange time also varies depending on the open-ocean condition. When the warm water mass approaches from the Pacific Ocean to the mouth of Tokyo Bay through the eastern channel of Sagami Bay, which connects Tokyo Bay and the Pacific Ocean, water-exchange time becomes longer by about 2 days because the warm water mass is blocked in the surface layer at the bay mouth. On the other hand, when the warm water mass approaches to the mouth of Tokyo Bay through the western channel of Sagami Bay, water-exchange time becomes shorter by about 1 day because the warm water mass intrudes into the middle or lower layers of Tokyo Bay. Such different behavior of warm water mass at the mouth of Tokyo Bay is due to the difference in density of approaching warm water masses, that is, the density of the warm water mass through the eastern channel is smaller than that of the warm water mass through the western channel of Sagami Bay.Responsible Editors: Yens Kappenberg     

夏季红枫湖地区农田土壤-大气界面汞交换通量的初步研究

采用动力学通量箱法(Dynamic Flux Chamber)与高时间分辨率大气测汞仪联用技术对贵州红枫湖地区土壤-大气界面间汞交换通量进行了初步研究.结果显示,红枫湖地区土壤-大气界面间汞交换通量变化范围为-8.6 ng～215.3 ng@m-2@h-1,平均27.4士40.1 ng/m2@h(n=255);且土壤与大气界面间的汞交换是双向的既有土壤汞的释放,又有大气汞的沉降,主要以土壤汞的释放为主(n释放=253,n沉降=2n).土壤汞的释放通量与土壤温度、气温、光照强度有强相关关系,相关系数分别为0.80、0.83、0.74.     

北京市土壤Hg污染的区域生态地球化学评价

城市土壤Hg异常/污染是中国普遍存在的重大生态环境问题。文章对北京市近1000km2范围内的地表土壤、壤中气、大气干湿沉降、大气颗粒物、大气中的Hg含量水平和空间分布模式进行了系统研究,查明北京地表土壤Hg平均含量为0.41mg/kg,大气干湿沉降物中的Hg平均含量为0.194mg/kg,壤中气Hg的平均含量为559.65ng/m3,大气颗粒物PM10和PM2.5中的Hg含量分别为0.59和0.67ng/m3,大气中的Hg平均含量为3.13ng/m3。北京市自2000年起实现了由燃煤转变为燃气的减排措施,导致干湿沉降物中的Hg沉降通量显著减少,2006年大气干湿沉降物中Hg的沉降通量1.837mg·m-2·a-1,北京市城区(近1000km2)Hg全年沉降为1837kg,空气中总Hg浓度由1998年的8.3~24.7ng/m3下降到2006年的3.13ng/m3,大气颗粒物中Hg含量由2003年的1.18ng/m3下降到2006年的0.59ng/m3(PM10)和0.67ng/m3(PM2.5),表明北京市煤改气减排措施的实施显著改善了大气环境质量。通过对土壤中Hg的存在形式研究,发现土壤中有硫化物(辰砂)及各种Hg盐(HgCl2)的含Hg矿物,Hg也可以各种吸附方式或壤中气方式存在。研究证实北京壤中气Hg与大气Hg存在显著的相关性(n=131,R=0.267,p<0.01),表明壤中气Hg是大气Hg的重要来源之一。利用2005年地表土壤总Hg与Hg释放速率的线性方程估算,土壤Hg平均释放速率为102.42ng·m-2·h-1,2005年土壤释放进大气的Hg通量为936.70kg。在查明土壤中存在大量辰砂矿物的同时,还分布有大量具有高温熔融特征的金属微球粒和玻璃质微球粒,证明燃煤和冶金烟尘是地表土壤Hg的主要来源。土壤中Hg、S、pH和辰砂颗粒浓度在空间上的高度耦合性表明,碱性条件下,土壤中高含量的S和Hg是辰砂形成的重要原因。按国家土壤环境质量标准,北京市I级土壤Hg环境质量的面积为176km2,Ⅱ级为808km2,Ⅲ级为24km2,超Ⅲ为36km2。Ⅲ级、超Ⅲ级主要分布在二环路以内的中心城区。城南(长安街为界)大气Hg环境质量明显优于城北,在北四、北五环之间的部分地区,大气颗粒Hg的环境质量为Ⅲ级或超Ⅲ级。在地表土壤Hg含量较高的中心城区,居民每天因呼吸摄入的Hg高达364ng,对人体健康构成潜在风险。根据我国"十一五"规划中每年实现10%节能减排的目标,对北京市未来50年土壤Hg含量的时空演变趋势预测,预测2050年北京因干湿沉降带来的Hg输入量为16.03kg,地表土壤释放Hg的输出量为37.36kg,明显大于Hg的输入通量,土壤Hg的环境质量将得到根本改善。预测到2040年Ⅲ级土壤Hg环境质量的区域将完全消失,到2060年以Ⅰ级土壤为主。     

Study on the isotherms of the interaction between suspended particles and Cu (II) in the Huanghe River

The isotherms of the interaction between the suspended particles and Cu²⁺, and the effects of lysine and asparaginic acid on the isotherms in the Huanghe (Yellow) River were studied by applying the theory and method of interfacial stepwise ion/coordination particle exchange. We obtained a new stepped river isotherm, formed by two curves joined together with a “plateau” in the middle. The adsorption equilibrium constantsK ₁ andK ₂ were calculated by using the isothermal equation of surface stepwise ion exchange. Amino acid in small amount promotes exchange adsorption of the suspended particles with Cu²⁺. The degree of promotive action relates to the isoelectric point of amino acid. The promotive effect of lysine is bigger than that of asparaginic acid. Project 29361001 supported by NSFC.     

中国二八面体含铝蒙皂石矿物化学和晶体化学的特征

通过对我国６４个二八面体含铝蒙皂石矿物化学及晶体化学数据的统计分析，研究了它们的矿物化学及晶体化学的基本特征，并得出八面体组分是影响蒙皂石矿物学及物理化学性质的主要因素，在此基础上，利用ＡｌＡｌ－ＡｌＦｅ－ＡｌＭｇ三角图划分了我国二八面体含铝蒙皂石的晶体化学类型，并对原分类图进行了模式化处理，使ＡｌＡｌ－ＡｌＦｅ－ＡｌＭｇ图更具实际意义，蒙皂石的阳离子交换容量与晶体化学模型有对应性，并受八面体三价     

天然膨润土中蒙脱石丰度的定量方法研究

基于膨润土中蒙脱石的基本结构单元在X射线衍射空间的相干散射的分布和总量是一不变量,同一膨润土矿中单位质量蒙脱石的阳离子交换容量和层电荷密度专一性的特点,本研究提出了阳离子交换容量／层电荷密度、阳离子交换容量和X射线衍射多相Rietveld分析三种蒙脱石丰度的定量方法,并测定了我国不同产地、矿物组成和物化性质各异的10种天然膨润土中蒙脱石丰度,分析了可能的干扰因素。结果表明,三种方法测得的蒙脱石丰度值在3％范围内吻合良好,且具有一致的自相关性。     

单道扫描电感耦合等离子体发射光谱法测定地质样品中的微量稀土元素

采用Na_2O_2熔融矿样,水提取,加三乙醇胺、EGTA做掩蔽剂。经氢型阳离子交换树脂交换分离富集稀土元素,由于选择了合适的仪器条件及测定波长,有效地消除了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定过程中的基体干扰和光谱干扰。应用于地质样品中的稀土元素分析,获得了满意的准确度、精密度及检出限。     

累托石的阳离子交换性能及其应用研究

累托石是二八面体云母层与蒙脱石层1:1规则间层矿物。本文阐明累托石矿物结晶构造与阳离子交换性能的关系。阳离子交换性能在累托石定量与定性、改型、合成交联累托石和有机累托石等方面的应用。并介绍氧化钛交联累托石和在机累托石的有关特性。     

郑家-王庄地区沙一段粘土矿物特征及对储层敏感性影响

东营凹陷郑家—王庄地区沙一段砂岩储集层中蕴藏大量稠油油藏,但开发过程中粘土矿物的敏感性严重制约了该油类藏的有效开发。定向X射线衍射分析结果表明,本区沙一段砂岩储层中粘土矿物组成类型为伊/蒙无序间层矿物(S/I)、高岭石、伊利石和绿泥石,其中以伊/蒙无序间层矿物的相对含量居多。这就决定了研究区储层敏感性以水敏性为主,其余敏感性无或较弱。据定向X射线衍射谱图上S/I主峰d值大小,进一步识别出钙型S/I、钠型S/I及钙钠过渡型S/I。扫描电镜观察表明,S/I具有丝状、网状和蜂窝状三种形态,且大都包裹在岩石骨架颗粒的表面作为孔隙衬里而存在。阳离子交换容量和膨胀率研究结果显示,二者与样品中S/I含量和层间阳离子类型相关。膨胀率和阳离子交换量与S/I含量都呈较好的正相关关系。在S/I中蒙皂石层含量相当的情况下,钠型S/I的膨胀率和阳离子交换量值偏大,钙型偏小,钙钠过渡型居中。此外,粘土总量以及S/I产状对储层损害也有较大的影响。