墨西哥湾GC238区冷泉碳酸盐岩的微结构与石化微生物特征

采于墨西哥湾GC238海底天然气渗漏区浅表层的冷泉碳酸盐岩呈结核状产出,由方解石微晶和胶结物及少量的黄铁矿构成。胶结物由直径为0.1～0.5m的方解石化的球体、卵形体、棒状体组成,充填于方解石晶体之间。冷泉碳酸盐岩结核下表面发育有由方解石化的球体、卵形体、棒状体组成的薄层,其中的一些球状集合体(约5m)断面显示发育有核和外壳的层圈结构。黄铁矿呈草莓状,也具有相似的层圈结构。这种层状结构与活体古细菌被硫酸盐还原细菌包裹的层圈结构相似。样品中所保存的球体、卵形体、棒状体及其所组成的层圈结构可能是石化的甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原细菌。     

四川盆地彭水地区五峰组黑色页岩中硫酸盐热化学还原反应矿物学研究

对四川盆地彭水地区奥陶系五峰组剖面黑色页岩中的硬石膏、黄铁矿、方解石脉进行了矿物学分析,结果显示,脉体中硬石膏为溶蚀残余,黄铁矿平行于脉体两边对称分布,从中心至边缘,晶体大小和完整性不断变化,方解石为次生自形晶,这些特征都表明该矿物组合是黑色页岩中发生过TSR的特色矿物组合。溶蚀硬石膏能提供反应所需的硫酸根离子,黑色页岩中有机质及其演化产物提供了还原剂,TSR形成的硫化氢与铁形成的黄铁矿沿脉体分布,方解石主要为成矿流体沉淀所致。这一特征拓宽了高演化阶段成烃流体TSR发生的范畴,证明了TSR在地质条件下的广泛发育,有利于对海相层系油气形成的认识。     

基于硫酸盐还原菌作用的油菜秆固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水

探讨了固定床除Cr工艺以油菜秆为微生物生长的缓释碳源,含SRB的混合微生物和油菜秆对Cr（Ⅵ）的还原和固定的共同作用。动态实验分2阶段开展：初始2周的驯化阶段和梯度增加Cr（Ⅵ）浓度的除Cr实验阶段。除Cr实验中,间歇对固定床出水pH、氧化还原电位、SO42-及硫化物浓度、DOC、Cr（Ⅵ）浓度进行测试,实验结束后对固定床中固体产物进行SEM、EDS和XPS等分析。结果表明,油菜秆固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水效果明显。当进水Cr（Ⅵ）浓度ρ[Cr（Ⅵ）]〈19.52 mg/L时,出水Cr（Ⅵ）和Cr（Ⅲ）浓度均低于排放标准（0.05 mg/L）;Cr（Ⅵ）被还原为Cr（Ⅲ）,Cr（Ⅲ）以氢氧化物的形式沉淀附着于油菜秆和其它固体物质之上。分析认为,油菜秆在固定床处理模拟含Cr（Ⅵ）废水中所起的作用主要包括3方面（作为微生物生长的缓释碳源;吸附Cr（Ⅵ）,降低其对微生物的毒性;作为Cr（Ⅲ）矿化产物的沉淀附着界面）;Cr（Ⅵ）主要通过SRB的直接作用及H2S的作用被还原为Cr（Ⅲ）;以油菜秆为碳源的固定床处理Cr（Ⅵ）的浓度上限介于15.05～19.52mg/L之间。     

硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器研制

研制了一种新型硫化物及硫酸盐中硫同位素制样装置及其反应器。实验证明,采用该装置及其反应器制样具有真空度好、使用方便、无污染、制样效率高和成本低等优点。所生成的二氧化硫具有纯度高,分析结果准确、可靠等特点,完全能满足硫化物和硫酸盐中硫同位素分析测试的制样要求。     

自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索

描述了自然铜、铜合金矿物及其矿床形成的新机制。在岩浆及热液中，铜及铜合金可呈氢化物、羧基配合物及纳米粒子活性、迁移、富集形成自然铜矿床，或经以后的地质事件，长期、多次迁移富集，叠加形成富而大的自然铜矿床。在表生条件下，铜的硫化矿物被氧化分解，可形成亚铜的硫代硫酸盐及氯配合物，部分可形成铜的硫酸盐配合物迁移，由于硫代硫酸盐被氧化，亚铜岐化可形成高纯度的自然铜，但它易氧化形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石等，因此很难形成自然铜矿床。     

热化学硫酸盐还原作用对碳酸盐岩气藏的化学改造——以川东北地区长兴组-飞仙关组气藏为例

目前在川东北地区长兴组—飞仙关组已发现普光、渡口河、铁山坡、罗家寨等多个高含H2S的大、中型气田。通过天然气地球化学特征、流体包裹体盐度和岩心及薄片的镜下详细观察后认为,川东北地区长兴组—飞仙关组的大多数气藏遭受了热化学硫酸盐还原作用(TSR)的化学改造,TSR的改造主要表现在3个方面:1使C2 重烃相对于CH4、12C相对于13C优先被消耗,造成天然气干燥系数变大和碳同位素变重;2由于TSR产生的大量淡水的加入,使气藏的原生地层水被稀释,造成地层水盐度降低;3TSR相关流体(烃类和H2S等)与储层岩石之间的相互作用使储层被溶蚀和硬石膏发生蚀变,造成储层孔隙度增大,从而对改善其物性具有重要意义。     

中国内陆干旱、半干旱区苦咸水分布特征

通过大量野外调查、水样采集和化验分析,对中国内陆干旱、半干旱区的苦咸水和高氟水分布特征进行了初步研究。采集到的地表和地下水样中,分别有51.0%和41.5%属于苦咸水;55%和59%水样氟化物含量超标,属于高氟水。研究区的苦咸水以Cl^--Na⁺和HCO₃^--Na⁺为主要离子类型,SO₄^2--Mg²⁺和SO₄^2--Ca²⁺为次要离子类型。苦咸水和高氟水主要分布在内陆河流域下游尾闾、封闭内流区低洼湖盆低地、北部准平原化干燥剥蚀低山残丘间冲积洼地、沙漠低洼湖盆和黄土高原中西部径流系数较小的河流及部分露头潜水等区域,并具有区域富集性分布特点。季节性降水、季节性河流或渠系灌溉对苦咸水的季节性或年际间变化和空间分布有较大影响。较高浓度基质含盐量、水文地质结构、气候条件和特定的水文地球化学环境是苦咸水和高氟水形成与富集分布的主要原因。     

流体烃的他地迁移、生物降解及生物成矿——以西班牙拉·弗罗里达铅锌矿床为例

原生有机质及沥青的有机地球化学研究结果表明矿区存在微弱的热异常，地层中原生有机质含量极低，沥青是成矿过程中由含矿热液从他地带来的迁移型流体烃。流体烃在迁移时发生轻烃组分的分馏。在成矿部位，含有硫酸盐、铅锌和流体烃的深源热液（温度６０一］００℃）与携带硫酸盐还原细菌的大气降水汇合，流体烃发生生物降解和水洗溶解并引起硫酸盐的生物还原，生成硫化氢，导致铅锌硫化物沉淀，形成矿床。     

塔中地区古生界热化学硫酸盐还原作用与原油中硫的成因

用氧气燃烧弹将原油和干酪根氧化后,分析了δ34S值,并与伴生的H2S、自生黄铁矿、硬石膏和重晶石脉δ34S值进行了对比。结果显示,奥陶系原油相对贫硫,δ34S值为13.6‰~19.9‰,接近于伴生的H2S和黄铁矿的δ34S值15‰~18.5‰;石炭系-志留系原油相对富硫,δ34S值为20‰~25.8‰,伴生黄铁矿的δ34S值为9.5‰~34‰。有意义的是,奥陶系溶扩缝的硬石膏和重晶石脉δ34S值为44.2‰~46.6‰,远高于显生宙的海水,被认为是热化学硫酸盐还原作用(TSR)的残余。研究还表明,原油中硫含量的增高可能与后期无机硫并入有关,而奥陶系低硫原油δ34S值比寒武系源岩低2.5‰~7.5‰,可能来自寒武系干酪根的裂解作用。因而,低硫原油δ34S值可用于油-源对比。     

硫酸盐还原菌及异化铁还原菌对 黄钾铁矾还原作用的对比

选取酸性矿坑水环境中常见的次生含铁硫酸盐矿物———黄钾铁矾[KFe3(SO4)2(OH)6]为研究对象,用硫酸盐还原菌 Desulfovibriovulgaris 和异化铁还原菌Shewanellaputrefaciens CN32对其进行还原实验,探讨作为重金属治理潜在材料的 黄钾铁矾的微生物稳定性.实验采用非增长型培养基,在中性、厌氧、30℃的条件下进行.采用湿化学方法测量水溶液及还原产 生的总Fe2+ ,利用X射线衍射(X-raydiffraction,简称XRD)来分析反应后残余固体物质的矿物组成,用扫描电镜(scanning electronicmicroscopy,简称SEM)观察固体残余物的形貌特征.结果表明,没有微生物的参与,黄钾铁矾的稳定性较好.异化铁 还原菌S.putrefaciens CN32和硫酸还原菌D .vulgaris 在营养极其匮乏的中性厌氧条件下均能还原黄钾铁矾晶格中的 Fe3+ ,显示出黄钾铁矾被微生物还原的可能性.S.putrefaciens CN32还原黄钾铁矾晶格中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为0.001mmol·L-1·h-1和0.37%.与S.putrefaciens CN32不同,D .vulgaris 对黄钾铁矾的还原能力较强,不 含有电子穿梭体(Anthraquinone-2,6-disulfonate,简称AQDS)的实验体系中Fe3+ 的最大还原速率和最终Fe3+ 还原率分别为 0.017mmol·L-1·h-1和16.80%,而添加了AQDS的实验体系的则分别达到了0.026mmol·L-1·h-1和24.30%,这可能与 黄钾铁矾中含有SO42- 有关.D .vulgaris 优先还原黄钾铁矾晶格中的SO42- 产生的H2S是强还原剂,也可促进Fe3+ 的还原, 微生物以及H2S的双重作用可能是导致D .vulgaris 体系中Fe3+ 还原率较高的原因.XRD分析表明,黄钾铁矾经过S.putrefaciens CN32的作用,物相没有发生变化;而经过D .vulgaris 作用后,黄钾铁矾的特征峰消失,固相残余物中出现了菱铁 矿(FeCO3)、蓝铁矿[Fe3(PO4)2·8H2O]等次生矿物.由于培养基中没有添加任何的磷酸盐,因此蓝铁矿的出现可能是由于培 养基中添加的少量酵母浸膏降解后产生的磷酸根与D .vulgaris 还原黄钾铁矾产生的Fe2+ 相互作用的结果.这些认识对深入 理解地球表层铁的生物地球化学循环具有重要意义,为矿山环境重金属的污染治理提供了实验依据.