新技术新方法——多孔介质渗透率及其在金属成矿研究中的意义

渗透率是确定多孔介质传输流体能力或容量的一个重要流体动力学参数。多孔介质中的流体运动，当其流速不很大即为层流（1aminar flow）时可用Darcy定律来描述流体通量：     

Mobility of heavy metals from tailings to stream waters in local zinc smelting activities contaminated site

It has been found that stream waters were severely contaminated with wastes from a long-time smelting factory in Hezhang, Guizhou, China. The main sources of contamination are the smelting wastes stored in the open air and abandoned in the vicinity of stream. A method of lead isotope was adopted in order to identify relations between tailings and water contamination. Representative samples of tailings and stream sediments were collected. Mineralogical characterizations were conducted using XRD and TEM/SEM, while acid digestion was carried out for determining metal contents. BCR sequential leaching tests were performed in order to assess metal mobility. The tremendous ‘actual＇ and ‘potential＇ mobility of heavy metals indicates that the smelting waste and stream sediments present a considerable threat to the environment. Besides the chemical remobilization of heavy metals from the sediments and the reworking of riverbed sediments act as a secondary source of pollution. Also groundwater and stream water were sampled in specific locations and were measured.     

Analysis of the effect of geology, soil properties, and land use on groundwater quality using multivariate statistical and GIS methods

The regional survey of groundwater used as a small water supply system was performed to know the effect of geology, soil properties and land use on groundwater quality at Nonsan City, Korea. A total of 126 groundwater samples were collected and analyzed at the study area. The multivariate statistical methods, principal components analysis and discriminant analysis, and GIS technique were used for the quantitative interpretation of groundwater quality. The study area is mainly composed of Precambrian gneiss, Jurassic granite, and Cretaceous volcanics, and metasedimentary rocks of the Ogcheon zone. The land use was grouped as paddy, upland, grassland, resident, point source, industrial area, and water system. The soil properties were classified as 4 major groups, Entisols, Alfisols, Inceptisols, and Ultisols, by the degree of development, and reclassified as 11 subgroups. The modified and simplified geologic map, soil map, and land use map were made by using ARCGIS soft-ware. The area of geology, soil property, and land use affecting the groundwater quality for each well were also calculated by ARCGIS soft-ware to acquire the quantitative parameters for multivariate statistical analysis. The monitoring results of groundwater in the study area showed that 13%-21% of the groundwater samples exceeded the portable water guideline and the main causes were turbidity, bacteria, arsenic and nitrate-N. The spatial distribution of each component showed the close relationship between groundwater quality and geology reflecting the topography, land use.     

三江平原旱田耕作对湿地土壤理化性质的累积影响初探

在中国科学院三江平原湿地生态试验站综合实验场,对不同耕作年限的湿地土壤(0~20 cm)进行环境累积效应分析。结果表明,随着开垦时间的增加,土壤的理化性质发生渐变,物理性质方面,土壤容重和比重逐渐增大,而孔隙度和田间持水量逐年减少;化学性质方面,土壤pH值随开垦时间的增加而增加,有机质和其他养分则随开垦时间的增加而逐年降低。弃耕后土壤性质有所恢复。土壤性质在开垦初期变化较明显,而后逐渐变缓。     

下庄铀矿田337矿床成矿流体稀土元素示踪

337铀矿床位于下庄矿田东缘,区内发育近EW向、NNE向构造裂隙群及NW向辉绿岩和正长岩脉体,发育以碱性为主的多种围岩蚀变。区内矿床主要赋矿围岩的稀土元素特征属壳源型。矿石内金属矿物以沥青铀矿为主,矿石的LREE/HREE比值为3.25,Sm/Nd比值平均为0.307,Ce/Yb比值为7.127,这些数据都显示出成矿流体具有较深来源。矿石较围岩亏损稀土元素尤其是轻稀土元素,稀土元素分布模式平缓,与幔源辉绿岩特别是与正长岩的稀土元素分布模式相近,负铕异常比围岩更为强烈,反映成矿流体的来源具有幔源性。结合区域地质特征,可以认为337矿床成矿流体来源具有幔源性质。     

青藏高原东缘缅萨洼金矿成矿流体地质地球化学特征

缅萨洼金矿位于中国中轴构造带的中南段,青藏高原的东缘,赋存于金河-箐河断裂带次级断裂羊坪子韧性剪切带中本文根据对该矿床硫化物流体包裹体的氦氩同位素、硫化物的硫同位素以及与硫化物共生的石英的流体包裹体特征、成分以及氢氧同位素组成的测定,讨论了缅萨洼金矿的成矿流体来源及其矿床成因。结果显示,该矿床硫化物流体包裹体中的3He/4He变化较小,为0.69-0.82,显示了地幔流体参与成矿作用的可能性。而4He的含量变化范围较大,一般在2.19-10.62×10-6cm3STP/g(方铅矿除外)与3He/4He相比,40Ar/36Ar的比值则变化较小,一般为251-509。而硫化物的δ34S同位素变化范围在-1.8-2.2‰,平均值为0.5‰,说明硫的地幔来源。与硫化物共生的石英的流体包裹体的类型主要有富液相的盐水溶液包裹体、富气相的盐水溶液包裹体、三相CO2包裹体、纯液相CO2包裹体以及有机流体包裹体。成矿流体的氢氧同位素则显示成矿流体来源于岩浆水(或地幔流体)与大气降水的混合流体,本文认为,缅萨洼金矿的成矿流体为地幔流体与大气降水的混合流体,是渐新世印度大陆与亚洲大陆碰撞之后,该地区大规模走滑与剪切作用过程中,局部伸展作用的产物。     

超临界流体中MoO3与WO3溶解度实验探讨

超临界地质流体以其独特的性质对金属成矿元素具有超强的萃取、层析和搬运能力,在热液矿床成矿机制研究中对揭示成矿物质的源、流和汇起着特殊和重要作用。本文利用分析纯H2MoO4在高温下脱水制备了MoO3(白色斜方晶系),在冷封式高压釜中实验测定了417℃超临界条件下,MoO3在纯水中的溶解度分别为7.3(29MPa)、14.2(45MPa)、21.6(55MPa)、27.7(78MPa)、32.5(100MPa)、和34.2(150MPa)mmol/l,热液中钼的存在形式为H2MoO4。依据前人的实验方案,补充测定了WO3在4.0%NaCl水溶液中于450%条件下的溶解度,其值分别为27.51(50MPa)和30.52(100MPa)mmol/l。结合前人研究结果发现,MoO3、WO3的溶解度在临界区域内具有超临界现象,在超临界条件下其溶解度与石英的超临界溶解度行为基本相似,表现为溶解度随体系温度和压力的升高而增大,这对揭示岩浆热液型和石英脉型钨、钼矿床的形成机制具有重要指导作用。     

中酸性岩浆体系成矿流体及微量元素地球化学特征

从流体成矿作用角度出发，与酸性岩浆体系有关的成矿流体可以分为：酸性岩浆硅酸盐熔融体，岩浆一热液过渡阶段硅酸盐熔融体及其分异的流体，酸性岩浆熔体分异形成的热水成矿溶液。酸性岩浆体系主要提供热源和部分矿质，其提供的热源驱动地下水淋滤、萃取围岩中的成矿物质形成地下水热液成矿流体。变质岩混合岩化形成花岗质岩浆过程中所形成的混合岩化成矿流体。在此基础上，讨论了上述不同成矿流体的微量元素地球化学特征及其对成矿的控制作用。     

CCSD在线流体监测捕获的气体地球化学异常与2004年9．3级苏门答腊地震可能的超远程关系

中国大陆科学钻探工程在线流体地球化学监测在2004年12月10至2005年1月10日之间捕获到一段重要的气体地球化学异常。该异常从2004年12月24日晚上11点半开始到12月29日晚上7点半结束,其中在12月26日早上7点半到29日晚7点半这段异常非常特殊,表现出流体地球化学的剧烈变化。具体表现为流体组分从基本上不含Ar、He及N2跳跃到富含Ar、但亏损He和N2。该异常发生在2004年9.3级苏门答腊地震前1个半小时。由于CCSD现场离苏门答腊地震震中距离大于4170公里,大于该地震破裂长度1200公理的3倍,该地震在CCSD现场产生的静态应力变化微乎其微,不足以导致CCSD现场深部岩石或封闭破裂的岩石物理性质剧烈变化,因而可以排除静态激发效应的作用。在我国的云南和广东等地所观测到的地震异常和地下水位变化等表明2004年苏门答腊地震的动态激发效应主要沿东北方向,这和大地震的动态激发具有方向性一致。而CCSD现场就位于该方向上。我们推测2004年苏门答腊地震所产生的面波在CCSD现场激发的动态效应,导致库仑型失稳,增进深部岩石或破裂带的渗透率,释放富含Ar但亏损He和N2的流体,产生CCSD所观测到的气体异常。     

新疆准噶尔地区富硫型与贫硫型浅成低温热液金矿床成矿流体与碳、硫、铅同位素

对新疆准噶尔地区浅成低温热液型金矿床中富硫型的阔尔真阔腊金矿、贫硫型的石英滩金矿进行了流依包裹体的均一温度、爆裂温度、包裹体气液相成分、H、O 同位素、矿体围岩及脉石英包裹体 C 同位素、矿体中黄铁矿等 S、Ph 同位素等系统地进行了研究,综合研究表明,本区该类型金矿成矿流体一般温度低、盐度低,来源主要为循环的大气水、矿石中黄铁矿的 S、Pb 同位素均为深源,暗示金的深部来源:矿体石英包裹体中 CO_2的δ~(13)C 为低于-10‰的有机碳,反映了本区年轻的富含有机质的沉积地层参与了金的成矿。此外,本文首次提出了富硫型阔尔真阔腊金矿床成矿流体中有侵入岩浆热液参与,深部有多金属成矿远景;贫硫型石英滩金矿没有侵入岩浆热液的参与,成矿仅与火山古热液活动有关,其成矿较单一。此外,阔尔真阔腊金矿中低温流体活动较强,金矿化也较强:石英滩金矿低温流体活动相对较弱,金矿化也较弱,也体现了该类型金矿床低温流体活动的越强烈,金矿化越强的规律。