富硫型水库沉积物AVS和SEM空间分布特征及重金属风险评价

随着湖库外源性污染的有效控制,沉积物污染特征成为影响湖库水环境质量的关键因素。本文以富硫型水库——汤河水库为研究对象,分析探讨水库沉积物的理化性质、重金属总量、酸可挥发性硫化物(acid volatile sulfide,AVS)和同步提取重金属(simultaneously extracted metals,SEM)的空间分布特征,采用沉积物基准法(sediment quality guidelines, SQGs)和AVS与SEM关系法对重金属可能诱发的生态风险和毒性效应进行评估。结果表明:汤河水库沉积物中AVS含量在0.03~51.75 μmol/g之间,并呈现坝前深水区>东支流库区>西支流库区的空间分布特征。根据Pearson相关性分析可知,汤河水库沉积物AVS含量与间隙水中SO₄^2-浓度、沉积物烧失量(LOI)含量呈显著正相关,与沉积物间隙水中NO₃^-浓度和沉积物pH呈现显著负相关。间隙水中SO₄^2-浓度和沉积物LOI含量是控制AVS产量的重要因素。水库沉积物中ΣSEM变化范围为0.52~2.75 μmol/g,呈现出东支流库区>坝前深水区>西支流库区的分布规律。水库沉积物中ΣSEM/AVS和ΣSEM-AVS的变化范围分别为0.06~22.73和-49.18~2.44 μmol/g,显示出水库坝前深水区表层0~10 cm沉积物不具有生态风险,而东、西支流库区沉积物中的SEM因为不能完全被AVS所固定而存在潜在生态风险。就单一重金属而言,汤河水库坝前深水区和东西支流中部区域沉积物Ni、Cu、Pb和Zn含量均介于临界效应含量(threshold effects level, TEL)值和可能效应含量(probable effect level, PEL)值之间,可产生低级风险毒性效应,但Ni的毒性效应风险接近中级,今后应予以重点关注。富硫型水库沉积物中容易出现高含量AVS,沉积物间隙水中SO₄^2-和NO₃^-的浓度是决定沉积物AVS净产量的重要因素。流域内重金属土壤背景值以及工业、采矿产业排放的废水类型直接影响着诱发生态风险的重金属种类。     

考虑非达西效应的酸蚀裂缝流场数值模拟

酸压改造后的酸蚀裂缝是储层流体的主要流动通道,研究流体在酸蚀裂缝中的流动规律是十分必要的。本文介绍了目前裂隙流动研究中的4种常用控制方程及各自的适用条件,确定了Navier-Stokes方程为酸蚀裂缝流场数值模拟的控制方程。为了分析酸蚀裂缝流场分布规律以及非达西效应对裂缝导流能力的影响,利用逆向工程技术对两种不同刻蚀形态的酸蚀岩样壁面进行了实体重构,并采用有限元数值模拟方法进行了不同流量下的酸蚀裂缝流动试验。结果表明：酸刻蚀形态和裂缝接触关系对流场分布的影响较大。隙宽分布平滑的均匀刻蚀裂缝,其流态稳定、曲折度低,但由于裂缝开度较窄且比表面较高,边界层效应明显,流体流动时产生的黏滞阻力较高;沟槽裂缝曲面粗糙,隙宽分布复杂,流体流动时流态不稳定,曲折度高,在高流量下会产生明显的涡流流动,增大惯性阻力。裂缝通道存在缩颈现象会引起流体绕流和多次加减速,产生额外的压力损耗。随着模拟流量的增大,压降与流量会逐渐偏离线性关系而呈现出非达西流动现象。酸蚀裂缝壁面越粗糙,产生非达西效应时的临界流量和临界雷诺数就越小,在相同流量下非达西效应就越强烈,导流能力下降速率更快。     

新04号泉溶解气氢气异常特征分析

选取乌鲁木齐周围100 km范围内MS4地震和300 km范围内MS≥5地震,分析新04号泉氢气资料。结果显示,新04号泉对乌鲁木齐周围100 km范围内4级地震无明显震兆异常,对300 km范围内MS≥5地震对应情况较好,对应率为80%。     

大别—苏鲁超高压榴辉岩中高钛石榴子石的成分特征及其与金红石包裹体的成因联系

石榴子石是榴辉岩中的基本造岩矿物。本文对苏鲁地体中的毛北榴辉岩和大别地体中的双河榴辉岩中的石榴子石进行了研究。结果显示,石榴子石都表现出中心“富”钛特征,即石榴子石颗粒的中心部位的TiO₂含量（0.10%~0.50%）明显高于正常榴辉岩中石榴子石的钛含量(TiO₂ 一般<0.1%)。另外,在石榴子石中心部位含有大量金红石及其它钛矿物包裹体,其定向分布特征揭示其出溶成因模式。计算结果显示,出溶金红石的原始石榴子石大约含1.7% TiO₂,揭示其超深源特征。此外,在石榴子石中发现了一颗TiO₂含量达8%~9%的钙铝榴石,具超深源成因特征。因此,本文认为超钛钙铝榴石也是超高压变质作用的标志矿物。     

广西桂中1井井下油气地球化学特征及其指示意义

长期以来,桂中坳陷以其良好的地质条件为中外地质学家所瞩目,通过对桂中1井纵向上不同层段岩屑样品的油气地球化学特征研究,以典型油气层、生油层、储油层以及盖层化探异常组合、异常形态及其特征为依据,并用烃类比值、甲烷碳同位素、三维荧光等方法进行属性判断,针对桂中1井不同异常区段（不同地层）从化探角度进行评价。并且对桂中凹陷勘探潜力的判断提供地球化学依据。     

缝合线成因新认识

传统观点认为,碳酸盐岩中的缝合线是在岩石负载或构造应力作用下压溶形成的,是一种化学压实作用的产物。对缝合线进行综合研究,发现其具有“四性特征”,即完整性、亲烃性、排孔性及胀裂汇聚性。综合以上“四性”认为,缝合线主要是岩石在负重或构造应力作用下烃类（或泥质）使岩石发生胀裂形成的一种锯齿状裂缝,是烃类（或泥质）开辟的排烃通道,压溶作用对缝合线的贡献还有待研究。与碳酸盐岩相比,泥岩不发育缝合线,主要在于泥岩优势孔隙半径较大,烃类可以通过微孔以渗透方式向外排放,不需要形成缝合线。通过缝合线形成机理探讨,查明了碳酸盐岩与泥岩排烃方式的区别,进而对碳酸盐岩与泥岩封盖性进行对比。     

城市热岛效应下浅层土中混凝土的酸腐蚀试验研究

针对城市热岛效应引起城区浅层土地温场升高这一观测结果,采用室内快速模拟试验方法,对城区酸性土壤腐蚀混凝土材料的温度效应开展了试验研究。试验研究了在温度为5℃、20℃和40℃条件下,混凝土试样在酸浓度分别为0%、5%和10%的沙土介质中放置30d、90d后的抗压强度变化规律,并对混凝土试样在腐蚀过程中的腐蚀系数变化规律和微观机理进行了分析;最后,对南京城区热岛效应环境下浅层土中混凝土材料酸腐蚀的强度变化规律进行了分析。试验结果表明,在同一腐蚀浓度下,混凝土试样抗压强度的下降速度随着温度的升高而不断加快,其腐蚀系数也随着温度的升高而不断增大;腐蚀介质的浓度越大,环境温度对混凝土腐蚀系数的影响就越明显;在温度为40℃、硫酸浓度为10%的沙土中放置30 d后,混凝土的腐蚀系数K达到45.21%,约是在5℃条件下腐蚀系数的2倍,相当于环境温度每上升1℃,混凝土腐蚀系数平均增加0.64%。该研究成果对于减轻城市热岛效应对岩土工程的影响具有重要意义。     

封闭压力酸溶-电感耦合等离子体质谱法同时测定电气石中29种元素

电气石是一种含硼的铝硅酸盐矿物,是重要的非金属矿产资源和成岩成矿作用的灵敏示踪剂,因类质同象置换普遍使其组成成分多变,主量元素为Si、B、Al、Fe和Mg,微量元素有稀土元素、Cu、Pb、Zn、Sn、Ag和Sr等。电气石的化学性质非常稳定,不能被一般的酸或碱完全溶解,本文采用硝酸-氢氟酸封闭压力溶矿,50%王水封闭压力复溶进行样品前处理,建立了电感耦合等离子体质谱法测定电气石中稀有轻金属、重金属、放射性金属、稀土元素等29种元素的分析方法。方法检出限为0.003~0.4μg/g,精密度(RSD,n=12)为0.9%~9.2%;国家标准物质的测定值与标准值基本相符,各元素的加标回收率为95%~105%。本方法解决了电气石样品难分解、复溶时易出现氢氧化铝微细残渣的问题,样品试液中B、Al、Fe等主要共存离子的干扰小,各待测元素测定结果准确、可靠。     

相山铀矿田矿石有用共生组分研究

相山铀矿田是我国目前规模最大的火山岩型热液铀矿田,其发育碱交代型铀矿化和酸交代型铀矿化两种矿床类型。笔者通过对该矿田主要酸交代型铀矿床的物质组分研究,发现其矿石中富含Th、Mo、HREE、Y等多种有用组分,且含量普遍可达综合利用品位;有用组分主要以独立矿物、类质同像形式存在,主要赋存于铀矿体的矿化中心带富矿石中,与铀为同空间富集。因此认为,相山铀矿田酸交代型矿床的矿石中,Th、Mo、HREE、Y与铀密切相关,矿物具有共生关系;应重视Th、Mo、HREE、Y等有用组分的综合利用评价。     

某钒矿石提钒工艺试验的比较研究

对某地钒矿石进行了成份分析、赋存状态的分析,证实了该矿石含20%以上的钒云母。为了提高该矿钒的浸出率,研究了盐酸浸取、硫酸浸取、未经焙烧样品的浸取、焙烧后样品的浸取、添加剂的用量对浸出的影响、焙烧温度及浸取时间等对浸出率的影响。建立了无盐焙烧、稀硫酸浸取,使浸出率达90%以上,为后续工业设计和生产提供了可靠的数据和依据。