东天山喀尔力克康古尔塔格组火山岩特征

准噶尔板块南缘喀尔力克古生代岛弧带内的中泥盆世火山活动较为频繁,喷发韵律主要为溢流-沉积及爆发-沉积,每次火山活动后均有停歇间断,间歇期沉积火山碎屑沉积岩和正常沉积岩.爆发相中岩石出现较多的熔结凝灰岩,沉积相中出现植物化石,是陆相火山-沉积体系的特点.火山喷发系数由西向东为61.94%~30%,其中具溢流相岩石减少,爆发岩相增多的演变特点,根据岩石化学、地球化学特征综合分析研究,反映火山活动具陆缘弧构造环境的特征.除上述火山岩相外,还存在古火山机构——火山颈相的岩石,具中心式火山喷发的特点.     

长江河流沉积物磁铁矿化学组成及其物源示踪

运用电子探针分析了长江干流和主要支流河漫滩沉积物中磁铁矿的元素组成.磁铁矿中的FeO平均含量稍高于其标准组成,而Fe2O3平均含量则明显低于标准组成;Ti、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Zn等元素在磁铁矿中含量变化大,不同支流的磁铁矿的元素组成不同,同一取样点不同样品磁铁矿的元素组成变化也较大.金沙江、湘江、汉江及长江干流磁铁矿与钛磁铁矿、钛尖晶石、钒钛磁铁矿和铬铁矿等出溶交生,TiO2、Cr2O3和V2O3等元素含量高且变化大.金沙江磁铁矿富Mg、Al和Cr;大渡河、雅砻江和岷江磁铁矿中微量元素含量大多低于0.5%;涪江、汉江磁铁矿富Ti和V,而湘江磁铁矿富Ti和Al;总体上,长江干流上游磁铁矿富Ti,而下游磁铁矿中Ti、Al、Cr、V、Mg和Mn含量低于0.15%.干流磁铁矿的元素组成变化反映主要支流源岩组成及对干流影响程度的差异.     

长江水系河水主要离子化学特征

2007年夏季采集了长江从上游沱沱河至入海口的干流原水样品36个,长江各主要支流水样品40个,分析了江水Ca2+、Mg2+、Na+、K+、HCO3-、SO42-、Cl-离子含量及溶解性SiO2等溶质成分。结果显示,长江流域水系离子化学组成主要受碳酸盐和蒸发岩风化控制,长江上游水离子化学呈现阳离子以K+和Na+为主,阴离子以Cl-和SO42-为主的蒸发岩类风化控制特征,但随着采样点位下移,离子含量逐渐呈现阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主的逐渐向碳酸盐风化过渡的特征;从时间变化上看,与20世纪50年代至1990年长江水离子化学数据相比,以Na+、K+、SO42-和Cl-为代表的所有阴阳离子均有明显增加;从通量上看,洞庭湖和鄱阳湖是长江离子两个最大的输入源,除洞庭湖和鄱阳湖外的其他长江各大支流中,岷江是长江Na+、K+、Ca2+、Mg2+、F-和HCO3-的最大输入源,嘉陵江是SO24-和溶解性SiO2的最大输入源;在几大世界河流中,长江是对海洋Mg2+、SO24-和Cl-的输入通量最大的河流,Ca2+和HCO3-通量仅次于亚马逊河。     

新疆玛纳斯河流域平原地下水水-岩作用模拟

玛纳斯河流域平原区地下水化学演化较为复杂,从上游至下游的变化特点主要以Na+、Ca2+、 HCO3-、SO42-含量和TDS值的高低相间交替演化为主。本文对此演化机理进行了水-岩作用模拟研究,模拟结果表明:①矿物相的溶解、析出和蒸发作用、稀释作用共同控制着地下水水化学的演化;②从研究区上游往下,由于地层岩性颗粒逐渐变细,水中矿物相迁入、迁出的数量逐渐增大,水-岩作用逐渐增强;③研究区上游的水-岩作用主要是地表水或灌溉水入渗补给的影响,研究区中下游的水-岩作用主要受蒸发作用的影响;④由于地表水或灌溉水的大量混入,局部的水化学演化往往不符合一般演化规律,甚至于往相反的方向演化,TDS呈下降趋势,产生复杂的过渡水化学类型。     

水钠锰矿氧化硫化物的过程与动力学研究

水钠锰矿是表生环境中常见的氧化锰矿物之一,影响土壤溶液中硫化物的迁移、转化和归趋。本文考察了酸性水钠锰矿氧化硫化钠溶液的反应过程,采用分光光度法、离子色谱法分析S2-及其氧化产物的浓度和变化趋势,用XRD、SEM表征酸性水钠锰矿粉末反应前后的晶体结构和微观形貌,探讨了温度、pH值、矿物用量对S2-氧化速率的影响。结果表明,S2-的氧化产物主要为单质S,其氧化速率符合准一级动力学规律,且氧化速率随着温度升高、pH值降低和矿物用量增加而增大;酸性水钠锰矿首先被还原生成Mn(OH)2,Mn(OH)2在空气中与O2作用转化成Mn3O4,Mn3O4可进一步转化生成MnOOH。     

地下河出口河流水化学昼夜动态变化——生物地球化学过程的控制

昼夜动态变化的研究有助于揭示水体中相对快速的生物地球化学过程,同时也有助于判别影响水化学变化的主导因子。本文选择由地下水补给且富含水生植物的典型河流,开展高分辨率水文地球化学监测和高频率水样取样工作,分析了水化学的昼夜动态变化特征并对比其沿流程的变化,探讨了水化学昼夜循环产生的生物地球化学控制机理。结果表明,河流水化学离子成分多呈现出昼夜动态变化的特点,Ca2+、DIC白天下降幅度达22.4%,昼夜循环主要受水生植物光合作用控制,但不同成分沿流程具有不同的变化规律,存在Ca2+、DIC和营养元素成分的流失。研究河段硝酸盐含量较高(农业活动产生的面源氮补给),沿流程有减小趋势,受生物同化作用控制,白天小幅升高夜间回落的昼夜动态变化,主要受硝化作用过程控制。DOC与TOC含量小时数据呈现快速波动特点,白天上升夜间下降,受生物代谢活动控制,DOC的日变化幅度可相差1倍。岩溶区地表河流水化学昼夜动态变化规律与生物地球化学过程研究,不仅能揭示水化学无机组分昼夜循环的控制因素,也有助于更好理解岩溶作用过程中无机碳与有机碳的快速转换特性,对提高岩溶碳汇的估算精度有重要意义。     

Numerical integration errors in calculated tropospheric photodissociation rate coefficients

Tropospheric photodissociation rate coefficients (J values) were calculated for NO₂, O₃, HNO₂, CH₂O, and CH₃CHO using high spectral resolution (0.1 mm wavelength increments), and compared to the J values obtained with numerically degraded resolution (=1, 2, 4, 6, 8, and 10 nm, and several commonly used nonuniform grids). Depending on the molecule, substantial errors can be introduced by the larger increments. Thus for =10 nm, errors are less than 1% for NO₂, less than 2% for HNO₂, +6.5% to -16% for CH₂O, -6.9% to +24% for CH₃CHO, and -24% to +110% for O₃. The errors for CH₂O arise from the fine structure of its absorption spectrum, and are prevalently negative (underestimate of J). The errors for O₃, and to a lesser extent for CH₃CHO, arise mainly from under-resolving the overlap of the molecular action spectrum and the tropospheric actinic flux in the wavelength region of stratospheric ozone attenuation. The sign of those errors depends on whether the actinic flux is averaged onto the grid before or after the radiative transfer calculation. In all cases studied, grids with 2 nm produced errors no larger than 5%.     

新矿物彭志忠石-6H的晶体结构和晶体化学研究

彭志忠石(镁尼日利亚石)是一种新矿物,除了Sn、Al外,过去发现的尼日利亚石都是以Fe、Zn为主的,而这次在湖南安化发现的,则是镁的端元矿物。矿物为三方晶系,P_(3m1),a_0=0.5692nm,c_0=1.3782nm。晶体化学式为:Mg_2(Zn,Fe,Al)_2(Sn,Fe)_2(Al,□)_(10)O_(22)(OH)_2。在全自动X射线射仪上,收集了单晶独立衍射强度数据443点进行结构计算,R=0.10。结构中氧沿c轴成…ABCACB…紧密堆积。阳离子充填四面体和八面体部分空隙,形式为…OT_2OT_1OT_0…。最后讨论了尼日利亚石—黑铝镁铁矿—塔菲石系列矿物的晶体结构和晶体化学。     

Evaluation of graphical and multivariate statistical methods for classification of water chemistry data

A robust classification scheme for partitioning water chemistry samples into homogeneous groups is an important tool for the characterization of hydrologic systems. In this paper we test the performance of the many available graphical and statistical methodologies used to classify water samples including: Collins bar diagram, pie diagram, Stiff pattern diagram, Schoeller plot, Piper diagram, Q-mode hierarchical cluster analysis, K-means clustering, principal components analysis, and fuzzy k-means clustering. All the methods are discussed and compared as to their ability to cluster, ease of use, and ease of interpretation. In addition, several issues related to data preparation, database editing, data-gap filling, data screening, and data quality assurance are discussed and a database construction methodology is presented. The use of graphical techniques proved to have limitations compared with the multivariate methods for large data sets. Principal components analysis is useful for data reduction and to assess the continuity/overlap of clusters or clustering/similarities in the data. The most efficient grouping was achieved by statistical clustering techniques. However, these techniques do not provide information on the chemistry of the statistical groups. The combination of graphical and statistical techniques provides a consistent and objective means to classify large numbers of samples while retaining the ease of classic graphical presentations. Electronic Publication