高温下非传统稳定同位素分馏

过去十几年来,非传统稳定同位素地球化学在高温地质过程的研究中取得了的重大进展。多接收诱导耦合等离子质谱(MC-ICP-MS)的应用引发了稳定同位素分析方法的重大突破,使得精确测定重元素的同位素比值成为可能。本文总结了以Li、Fe和Mg同位素为代表的非传统稳定同位素在岩石地球化学研究中的应用。Li同位素目前被广泛地用于地幔地球化学、俯冲带物质再循环和变质作用的研究中,可以用来示踪岩浆的源区性质和扩散等动力学过程。不同价态的Fe在矿物熔体相之间的分配可以产生Fe同位素分馏,可以发生在地幔交代、部分熔融、分离结晶等过程中。岩浆岩的Mg同位素则大致反映其源区的特征,地幔的Mg同位素组成比较均一,这为研究低温地球化学过程中Mg同位素的分馏提供一个均一的背景。此外,Cl,Si,Cu,Ca,U等等同位素体系也具有广阔的应用前景。对同位素分馏机制的实验研究和理论模拟为理解非传统稳定同位素数据提供了必要的指导。实验表明,高温下具有不同的迁移速度的轻、重同位素可以产生显著的动力学同位素分馏,这一分馏可以在化学扩散、蒸发和凝华等过程中发生;同位素在矿物和熔体以及流体相中化学环境的差异使得不同相之间可以发生平衡分馏。而最近的硅酸盐岩浆的热扩散和热迁移实验则揭示了一种"新"的岩浆分异和同位素分馏机制。沿着温度梯度,硅酸盐岩浆可以发生显著的元素和同位素分异,湿的安山岩可以通过这种方式演变成花岗质成分,因此这个过程可能对陆壳的产生和演化有重大影响。如果温度梯度在岩浆作用中能长期存在,热扩散就可以产生稳定同位素的分馏,这一机制有别于传统的平衡和动力学同位素分馏。 而多个稳定同位素体系的正相关关系是示踪热迁移过程的最有力证据。在热扩散过程中,流体承载的物质的浓度和它的索瑞系数有关。但是这个系数对体系的很多参数非常敏感,变化极大,因此对热扩散效应的研究产生极大的困难。对热扩散实验的镁、钙和铁同位素测量表明,同位素比值的变化与体系的化学组成以及总温度无关,只和温度变化的幅度有关,这意味着即使元素的索瑞系数变化多端,某一元素的同位素之间的索瑞系数的差别总为常数。这一发现有助于简化对热扩散和索瑞系数这一基础物理问题的研究 。     

地下水系统中胶体的形成机理及其对污染物迁移的影响

胶体能有效地吸附地下水中的污染物并对其迁移距离及速度产生显著的影响 ,因此 ,研究胶体在地下水中的性质具有重要的意义。鉴于这一研究工作所存在的困难 ,叙述了在地下水中胶体的取样方法及分析技术 ,且以分析胶体在地下水系统中的形成机理为基础 ,对胶体的迁移与富集规律的定量模拟预测作了简要的介绍。     

污染在过滤场下的迁移

前言 在所有城市和近郊辖区，均设有用于储集城市污水沉淀物（OCB）的过滤场。城市污水沉淀物是地下水的污染源，其主要污染物是：尿素分解时产生的铵以及腐殖族的有机物。当地下水水位高出城市污水沉淀物的底面时，在大面积过滤场下形成厌氧条件。     

岩土非饱和性对毒性金属镉在包气带中迁移转化的影响

本文在大量实验研究基础上，揭示了岩土非饱和性对毒性金属镉在包气带中迁移转化的影响特征，阐述了产生这种特征的作用机理，提出了岩土处于亏缺水分状态下和非亏缺水分状态下吸附作用机理不同的观点，指出了这一研究成果的应用前景。     

华中地区几种土壤铁锰胶膜及其基质中某些元素的地球化学特点

通过对华北地区几种土壤和胶膜中某些性质及元素的相关分析和因子分析。比较了铁锰胶膜和基质土壤的性质及元素含量之间的关系。研究表明，（1）铁锰胶膜的pH值，粘粒含量，K2O,Na2O,MnO2，非晶质铁，铁的活化度，微量元素等的含量均比基质土壤的高，且差异显著；（2）铁锰胶膜富集重金属元素，Co,Ni,Cu和Zn等元素主要富集于胶膜的氧化锰矿物中，而Pb主要富集在氧化铁矿物中；（3）Mg在铁锰胶膜的形成过程中进一步淋溶，以致含量减少。     

喀斯特洞穴体系元素迁移及环境指示研究进展

洞穴滴水与沉积物中的元素作为环境替代指标,在反映其物质来源以及反演古环境气候的研究中有着重要的作用,已受到国内外学者的广泛关注。本文在总结前人研究成果的基础上,概述了喀斯特洞穴体系中的元素迁移机理,重点对土壤、基岩、滴水中Ca、Mg、Sr、Ba四种元素的迁移变化机制进行了系统归纳;结合环境影响因素,分析了各元素的来源与特性,进而对滴水与沉积物中元素比值所反映的环境指示意义进行了综述。同时提出,应深入探究洞穴体系的元素迁移机制;结合洞穴环境体系的自身特点,区分元素指标在不同环境中的信息指示特征,提高沉积物中元素指示古气候环境信息的精准性;结合石漠化地表环境特征,从洞穴滴水的降雨响应研究入手,建立石漠化环境地下监测指标体系。      

广东惠东地区离子吸附型稀土矿床地球化学特征

摘要：运用岩石地球化学方法,对广东惠东地区离子吸附型稀土矿床的地球化学特征进行研究。结果显示,风化壳中元素含量及配分特点总体上取决于母岩,但稀土元素在继承母岩稀土元素的基础上含量进一步富集,且各风化层中元素含量变化与风化作用之间具有一定相关性。WIG指数相较于CIA指数能更有效地描述风化壳风化强度,风化壳中稀土元素迁出富集与WIG指数及元素迁移系数具有一定规律性,轻稀土元素多在全风化层上部富集,而重稀土元素在全风化层下部及半风化层明显迁入富集,Ce、Eu均具明显负异常。     

花岗岩类与构造迁移

研究表明,花岗岩类表现了在时间上、空间上,及地质性状上的构造迁移特征,具有清晰的侧向、走向迁移规律。构造迁移的产生是由于板块构造运动在时间上、空间上作用强度、俯冲角度等的差异所致。所以,构造迁移是板块构造运动作用不平衡性的一种标志。花岗岩类岩浆作用迁移的运动轨迹,反映了板块构造运动的这一特征。     

安徽沿江地区燕山期火成岩成岩成矿地质背景

安徽沿江地区位于长江中下游Cu,Fe成矿带的中段。通过区内变质基底类型、时代和地球物理、地球化学资料等综合研究,证明该区存在一元古宙基底缝合带,即“古岩石圈尺度不连续”,燕山期的强烈构造-岩浆-成矿活动是“古岩石圈尺度不连续”的“再活化”的表现。燕山期火成岩岩石构造组合以及岩浆作用有关的矿种组合表征它也是深达地幔的岩石圈尺度不连续,实质上岩石圈尺度不连续为区内的重要控岩、控矿构造,而燕山期挤压加厚环境中形成的高钾钙碱性系列火成岩及对应的Cu,Au组合、橄榄安粗岩系列火成岩及对应的Fe,S组合是岩浆成矿受壳幔相互作用和幔源物质贡献等因素控制的直接反映。同时,文中还利用了Nd-Sr同位素示踪体系对区内中、新生代地幔类型进行了初步研究,论证了中-新生代岩石圈/软流圈发生了灾变事件,区内晚中生代属富集型地幔(EMⅡ),火成岩为富集型地幔(EMⅡ)与亏损地幔(DM)或下地壳(IC)相互作用的结果,新生代则成为亏损型地幔(DM),这种地幔类型的变化是导致中国东部燕山期大规模岩浆成矿作用和岩石圈减薄的     

安徽马头斑岩型钼铜矿床蚀变带常量元素迁移规律及其定量计算

文章对安徽马头斑岩型钼铜矿床花岗闪长斑岩体和粉砂岩在矿化蚀变过程中常量元素的迁移规律进行了探讨。马头矿床元素质量迁移计算结果表明,在钼铜矿化蚀变过程中常量元素均发生不同程度的带入带出,迁移规律明显。在花岗闪长斑岩中,从钾化带、绢英岩化带到青磐岩化带,均为带入的常量元素有K₂O、CaO、SiO₂、H₂O⁺,而Na₂O明显带出,说明矿化与去钠化、钾长石化等蚀变密切相关。在粉砂岩中,蚀变岩明显带出的有Na₂O、CaO、MgO、Fe₂O₃、H₂O⁺等,而且黄铁辉钼矿化粉砂岩在常量元素的迁移程度远比青磐岩化粉砂岩大。马头矿床成矿系统质量变化定量计算结果表明,花岗闪长斑岩和粉砂岩系统的质量变化整体上表现为净带入与净带出,且净带出量大于净带入量,因此马头矿床成矿系统总体上是净带出的,即马头矿床钼铜矿化产出在元素总体负异常体系中。该项研究成果为揭示矿化蚀变过程中元素的作用机制提供了线索,并且可能成为深部成矿潜力定量评价的有效途径之一。