Element mobility during pyrite weathering: implications for acid and heavy metal pollution at mining-impacted sites

Based on back scattered electron images and electron micro-probe analysis results, four alteration layers, including a transition layer, a reticulated ferric oxide layer, a nubby ferric oxide layer and a cellular ferric oxide layer, were identified in the naturally weathering products of pyrite. These layers represent a progressive alteration sequence of pyrite under weathering conditions. The cellular ferric oxide layer correlates with the strongest weathering phase and results from the dissolution of nubby ferric oxide by acidic porewater. Leaching coefficient was introduced to better express the response of element mobility to the degree of pyrite weathering. Its variation shows that the mobility of S, Co and Bi is stronger than As, Cu and Zn. Sulfur in pyrite is oxidized to sulfuric acid and sulfate that are basically released into to porewater, and heavy metals Co and Bi are evidently released by acid dissolution. As, Cu and Zn are enriched in ferric oxide by adsorption and by co-precipitation, but they would re-release to the environment via desorption or dissolution when porewater pH becomes low enough. Consequently, Co, Bi, As, Cu and Zn may pose a substantial impact on water quality. Considering that metal mobility and its concentration in mine waste are two important factors influencing heavy metal pollution at mining-impacted sites, Bi and Co are more important pollutants in this case.     

软岩填料的长期沉降变形特性及分析

通过现场试验路堤和室内模型试验研究了几种较有代表性的软岩填石料的长期沉降变形特性,证明了软岩填石料的长期变形性能除了与填石料的岩石特性和压实密度有关外,风化程度、干湿循环是影响填石料的长期变形性能的主要因素。     

华北北部中元古界洪水庄组页岩地球化学特征： 物源及其风化作用

华北北部洪水庄组黑色页岩是中元古代的富有机质沉积,它可能记录了当时重要的地球化学信息。通过对洪水庄组页岩中的常量和微量元素特征的分析,研究了洪水庄组的物源及其风化作用。高Th/Sc、Al2O3/TiO2、La/Sc、La/Cr、La/Co、Th/Cr和Th/Co值,低Cr/Zr和TiO2/Zr比值,Euan值、Co/Y Ti/Zr关系和La Th Sc组成表明洪水庄组页岩物源主要为上地壳中的长英质花岗闪长岩。洪水庄组页岩的Al、Ca、Na和K组成表明其具有较高的化学蚀变指数（CIA）,同时,元素组成的化学风化作用轨迹反映了洪水庄组页岩受到钾交代作用的影响,可能导致CIA值被低估,其原始CIA值应在90以上。高的原始CIA、化学风化指数（CIW）和斜长石蚀变指数（PIA）表明洪水庄组物源区经历了强烈的化学风化作用。化学风化作用强度以及微量元素组成特征揭示了中元古代洪水庄组沉积时期可能处于温暖潮湿的气候条件,这与中元古代时期大气高CO2浓度以及华北板块古大陆当时位于低纬度地区重建的结果不谋而合。     

库车坳陷西段出露盐体的溶解物理模拟

库车坳陷西段古近系库姆格列木群中分布着巨厚的盐岩层,喜山末期构造运动使得大量的盐体在库车前陆褶皱冲断带前缘被逆冲推覆至地表,遭受大气降水的溶解.除了平衡剖面恢复所得出的缩短量之外,盐推覆构造的逆冲推覆距离还应包括溶解盐体的厚度.通过采集研究区出露地表的盐岩样品,进行溶解物理模拟实验,估算自1.64Ma以来,研究区出露盐体的溶解厚度为3.969~14.727km.根据前人利用平衡剖面恢复所计算出该区的盐推覆构造的最大推覆距离为30km以上,从而得出该区的盐推覆构造的最大推覆距离为44.727km以上.     

杜家沟铝土矿成矿特征及成因分析

铝土矿和其下部的铁质粘土岩组成铝岩系.铝土矿的铝硅和铝铁均呈反比关系,硅铁呈正比关系,这一特征反映出第一期脱硅,第二期脱铁的两期风化成矿作用.粘土岩的铝含量稳定,铁含量变化大,硅铁是反比关系,显示第二期风化作用,脱出的铁质在粘土岩内沉淀,并生成山西式铁矿.铝岩系具有Al_2O_3/SiO_2和Fe_2O_3/SiO_2两值间同步正相关,显示铝土矿及其母质层粘土岩的陆壳风化成矿.     

红土型金矿床综述(英文)

近二十年来 ,热带地区普遍存在的红土型风化作用及其对矿床与矿化带的影响引起了普遍的关注。红土型风化壳的主要矿物成分是以铁铝的氧化物及氢氧化物和粘土矿物为主 ,如针铁矿、赤铁矿、铝土矿、高岭石及石英等 ,与其未风化的母岩相比 ,含有相当高的铁和铝。红土型风化过程中 ,易溶元素均不同程度地被淋滤 ,而难溶元素则相对富集。红土型金矿床就是在这样强烈的风化作用中由原生的金矿化带进一步富集而成 ,并可形成极富的矿体。金矿体常常赋存于风化壳的上部 ,易于露天开采。目前 ,在澳大利亚、巴西、巴布亚新几内亚、印度以及非洲的一些国家均发现了红土型金矿床。红土型风化剖面一般可分为 5个特征带 ,由上而下为 :表土带、铁质带、斑点带、浅色带、腐岩带 ,下面即为未风化的母岩 ,金矿体主要赋存于铁质带和斑点带中。红土型风化壳厚度变化很大 ,薄则几米 ,厚可达数百米。金在风化过程中往往向矿化带两侧运移 ,矿体常呈上宽下窄状。次生金常呈自形晶、树枝晶、浑圆状及不规则状产出 ,并常常与铁质结核共生。一般地说 ,次生金的成色很高 ,因为红土型风化作用常常是在氧化并且酸性的地球化学环境中进行 ,金和银主要以氯化物的形式运移 ,局部地球化学环境的变化可导致金的沉淀 ,而银的氯化物则较稳定 ,?     

碳酸盐岩差异性风化成土特征及其对石漠化形成的影响

碳酸盐岩极低的酸不溶物含量使岩石风化产生的残积土壤物质数量极少，并产生巨大的体积缩小，促使早期形成的残积土在重力作用下不断向下塌陷。显著的差异性风化使基岩面强烈起伏，甚至形成大量的岩溶尘洼地、裂隙、地下管道、洞穴系统等。在重力和水的作用下，土粒沿垂直和水平方向上经微距离或短距离搬运到上述低洼或地下空间中，甚至由地下河带到更远的地方，这是碳酸盐岩地区土壤丢失的重要方式，也是形成石漠化最主要的地质因素。土壤在地表分布高度不均匀，是碳酸盐岩地区的地表少土的重要原因。对于酸不溶物含量相当的石灰岩和白云岩而言，由于白云岩的差异性风化明显弱于石灰岩，以及受各种应力作用后，白云岩形成的节理及裂隙密集而均匀，从而提高了近地表白云岩的含水能力，延长了风化过程中的水－岩反应时间，使风化作用可以相对集中于地表或近地表进行，有利于岩石的整体风化作用的进行，同时使白云岩风化壳基岩面起伏相对较小，风化残积形成的土壤分布也相对均匀。因此，白云岩区地表土层较厚，石漠化程度也稍弱于灰岩区。     

微生物对碳酸盐岩的风化作用

微生物-矿物相互作用可以促进许多表生生物地球化学反应过程,是表生地球化学研究的重要内容。通过综合岩石表面的微生物类群及其地质作用,分析碳酸盐岩微生物风化的各种现象,特别是微观尺度上的各种形态,阐述碳酸盐岩的微生物风化机制与风化产物,笔者提出微生物对碳酸盐岩风化的4种途径:(1)通过微生物在岩石表面和缝隙中生长,导致岩石表层发生生物溶蚀、生物磨蚀和生物钻孔作用,加速岩石风化进程;(2)微生物群体形成的钻孔网络可以增强岩石化学溶蚀的有效表面积并导致其表面强度减弱而促进机械侵蚀作用,微生物对周围岩石颗粒胶结结构的破坏、疏松作用也会导致岩石矿物颗粒的分解;(3)微生物的持水作用,微生物分泌的有机酸以及微生物呼吸所释放的CO2对岩表水分的酸化过程亦加速岩石矿物的分解;(4)微生物生长过程中从岩石内摄取营养元素和产生复杂的有机配体,能促进矿物元素的释放。文中提出在开展微生物对碳酸盐岩风化过程和机理研究的基础上,有必要引入微生物生物技术来综合开发本地低品位含钾磷矿产资源,加速岩溶地区山地土壤的形成与演化。     

贵州独山中深盆统不整合的发现及其意义

黔南中泥盆统独山组鸡窝寨段底部存在的古风化壳层和其之上的底砾岩,为一次地亮相对上升、海平面下降的上升运动（独山抬升）,表明独山组内存在着沉积间断。建议将此古风化壳之上的原＂独山组鸡窝寨段＂修订为＂鸡窝寨组＂,代表中泥盆世晚期较独山组更大海侵的以碳酸盐岩为主的沉积。