固体直接进样-电热蒸发电感耦合等离子体质谱联用分析土壤中的重金属元素

为解决高基质土壤样品中痕量重金属元素检测前处理操作繁琐、样品易二次污染或损失等问题,本文建立了采用固体直接进样-电热蒸发-车载电感耦合等离子体质谱定量分析环境现场土壤样品中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb元素的分析方法。该方法采用高温电热蒸发石墨炉作为原子化器,样品称量后经梯度升温选择性蒸发,再结合双通道伴热传输石英管、两路氩气在线稀释、ICP-MS瞬时扫描、基体匹配外部校正等策略,有效解决了土壤直接进样过程中传输效率低、基体效应大的问题。在优化的仪器条件下,按照实验方法称取20mg土壤标准物质GBW07401、GBW07406、GBW07407、GBW07430和GBW07456建立外部校正曲线,样品中7种元素的标准曲线线性相关系数≥0.999;并按照实验方法测定了杭州市滨江区两处田间土壤样品中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb,相对标准偏差(RSD)7%,相对误差5%,检出限为1.2～32.0ng/g,回收率为91.0%～113.0%。该方法是一种有实用价值的现场样品分析技术,适合现场中大批量土壤样品的分析监测。     

基于探针气体吸附等温线的矿物岩石表征技术IV:比表面积的测定和应用

矿物的比表面积是决定矿物表面反应能力和吸附容量的重要参数,但因其测定方法多样、分析结果受多种因素影响,致使分析结果有时会偏离实际值.为全面认识和更好地利用比表面积数据,本文在对比表征矿物材料比表面积的几种常用技术的基础上,重点介绍了基于探针气体吸附等温线的比表面积测定方法.以方解石粉体、石英粉体、蒙脱石等常见矿物材料和铁锰结壳为例,根据各类材料的比表面积测定数据,研究了探针气体种类、脱气温度和吸附平衡时问等测试条件的影响.并从表面能量非均质性和孔隙结构的角度,提出了在应用测定结果时需要注意的问题.     

腾冲火山区的现代幔源氦释放:构造和岩浆活动意义

深地震测深(DSS)和大地电磁测深(MT)都表明腾冲火山区现今仍存在壳内岩浆囊,但对其数量和空间分布还存在分歧并缺乏全貌性认识。MT探测认为腾冲火山区是一个软流圈上涌和岩石圈减薄区,但对这一减薄区的空间范围还缺乏充分的约束。通过对腾冲火山区及外围大范围温泉逸出气体的分析测试,我们共获得了75个温泉逸出气体的氦同位素³He/⁴He比值数据(部分为前人资料)。利用氦同位素示踪原理,我们研究了腾冲火山区幔源氦释放强度空间分布和时间变化特征,结果发现:腾冲火山区的幔源挥发份释放呈1带3区分布。以³He/⁴He≥1 Ra,幔源氦比例≥15%为界,腾冲火山区的幔源挥发份释放异常区呈整片分布,为一南北走向的条带,南北长100km,东西宽50km。在整片异常区的内部,腾冲火山区的幔源挥发份释放又有强度不同的3个区域:① 中部腾冲县城-热海一带,³He/⁴He比值达到5.5 Ra以上,幔源氦比例达到70%以上,释放强度最强。② 北部曲石一带,³He/⁴He比值达4.5 Ra以上,幔源氦比例达到50%以上,释放强度次之。③ 南部五合-蒲川-新华一带,³He/⁴He比值达2Ra以上,幔源氦比例达到25%以上,释放强度最弱;腾冲火山区幔源挥发份释放强度在不断升高,其中第3个释放区的³He/⁴He比值(Ra)升高速率比前两者明显要大。我们认为:腾冲火山区现今幔源挥发份释放强度的空间分布图象就是该地区软流圈上涌和岩石圈减薄区空间尺度和上涌强度的最直接反映,上涌区(减薄区)的大小大致为南北长100km,东西宽50km;腾冲火山区现今存在3个壳内岩浆囊。第1个岩浆囊位于腾冲县城-热海一带,第2个岩浆囊位于马站-曲石一带,第3个岩浆囊位于五合-龙江-团田-蒲川-新华一带;腾冲火山区3个岩浆囊都在不断受到幔源岩浆的持续补充;第1个岩浆囊集幔源挥发份释放、相对地热梯度、地壳形变和地震活动等异常于一身,活动性最强,是未来腾冲火山最可能喷发的地点,需重点监视。第2个岩浆囊的幔源挥发份释放强度也引人注目,需加强监测。第3个岩浆囊规模大,埋深较浅,幔源挥发份释放增加较快,需引起注意。     

桂林地区岩溶水中矿物和气体溶解量计算

本文在对桂林地区７４个岩溶水水样化学分析结果进行综合、归纳和分析之后认为，该区岩溶水化学成分是在当地雨水化学成分的基础上，经过水对岩石中的石膏、方解石及白云石和大气中的ＣＯ２发生溶解作用而形成的。为了验证这一推论，笔者还运用质量守恒计算法，对上述水化学分析结果相对于当地雨水的矿物和ＣＯ２气体溶解量进行了计算。文中还对岩溶水形成环境进行了分析和讨论。     

燕辽地区中生代火山活动对古环境的影响

采用红外光谱和电子探针分析方法,开展对华北克拉通北缘燕辽地区中生代火山岩中斑晶矿物包裹体地球化学成分研究,并具体分析了燕辽地区中生代火山活动对古环境所造成的重大影响。研究表明,从中生代早期至晚期,燕辽地区火山活动喷出气体及其气溶胶对古环境造成的影响具有明显不同的演化特征。从早到晚表现为：（1）南大岭期玄武质火山喷出的剧毒气体富集S与Cl,它们导致火山区附近地表温度下降和酸雨形成;（2）髫髻山期安山质-粗面安山质火山喷发形成的气体以高含量的H2O和CO2为特征,其对周围环境造成的影响是引起地表温度上升;（3）张家口期粗面质和流纹质火山作用喷出的剧毒气体富集Cl和F两组分,它们主要是破坏大气臭氧层和形成酸雨;（4）辽西义县期和九佛堂期中酸性火山活动喷入大气圈剧毒火山气体的S、Cl和F含量均较高,火山喷出的大量气体及其气溶胶与火山灰一起导致辽西中生代大量带毛恐龙和孔子鸟等脊椎动物集群死亡,并形成化石层。本文从火山气体及其气溶胶对古环境影响的角度初步分析了辽西地区出露大量中生代脊椎动物化石的原因。     

甲烷氧化与氨氧化微生物及其耦合功能

甲烷氧化与氨氧化过程分别对控制温室气体甲烷和氧化亚氮方面有着特殊作用,土壤及湿地等环境中的甲烷氧化菌和氨氧化菌在生态系统碳、氮生物循环中扮演着重要的角色。论述了甲烷氧化与氨氧化过程的微生物学机制,甲烷氧化菌和氨氧化菌的群落结构变化,分析了甲烷氧化菌和氨氧化菌在碳、氮循环以及它们在控制重要温室气体排放中的环境功能,阐述了甲烷氧化菌和氨氧化菌的关联作用机制。以期深入揭示甲烷氧化菌与氨氧化菌的空间分异与耦合机制,为深入探讨这类微生物的生态机制和环境功能提供科学线索。     

新疆页岩气调查井准页2井钻井施工技术及问题探讨

准页2井是新疆国土资源系统首批施工的页岩气调查井之一。该井设计井深1700 m,实际完钻井深1617.18 m,取心井段岩心采取率达到100%,工程质量完全满足地质要求。该井出气情况良好,钻井施工技术较为成功。从钻井设备的选择依据,井身结构,取心钻具、钻头的选择使用情况,钻进技术参数,钻井液的使用情况等方面详细介绍了准页2井的钻井施工技术。同时,对施工中存在的技术和安全施工的问题进行了必要的分析探讨。     

简易可燃气体浓度测试仪设计

氧化锡气体传感器吸附可燃性气体可使其电导率发生变化,这种电导率的变化以输出电压的形式取样,就可检测出探测气体的类型和浓度。采用TGS813气体传感器,利用自制的气体浓度配制器得到不同浓度的不同气体,将传感器闭封于待测气体中由测试电路得到感器的响应特性和温度特性。依据传感器的响应特性设计合适的传感器调理电路,应用高性能单片机P89LPC938实现对可燃性气体浓度的测量和温度显示。     

赣南河草坑地区铀矿床流体包裹体特征研究

河草坑地区铀矿床的流体包裹体类型复杂,有气体包裹体、气液包裹体、液体包裹体和含CO2包裹体4种类型.成矿期前流体包裹体均一温度为231.8～357.8℃,成矿期为163.4～300.3℃,成矿期后为125.4～190.9 ℃.从成矿期前-成矿期-成矿期后均一温度逐渐降低,但盐度变化不大(均＜7%).成矿期流体根据均一温度可以划分为3个阶段,148.7～180℃、180～260℃和260～328.1℃,并于370.1℃至438.7℃期间发生过减压沸腾作用,流体中CO2气体的逸出,导致成矿流体中铀的沉淀、富集.河草坑地区铀矿床成矿期流体包裹体的均一温度与盐度均非常相近,可能为同一来源,与赋矿围岩没有必然联系.     

黔北牛蹄塘组页岩气组成特征及富氮机理

贵州黔北地区页岩气资源储量丰富,主要目的层为牛蹄塘组和龙马溪组两套富有机质烃源岩,具有良好的生烃物质基础及潜力,但气井测试显示牛蹄塘组页岩气中氮气含量普遍超过80%,甲烷含量低。针对这一现象,开展了页岩气气体组分和碳氢同位素测试,分析了页岩气井中CH4、CO2和N2的来源;结合页岩地球化学特征、区域地质背景和构造特征、岩芯裂缝分布、深部岩浆热液活动以及典型页岩气井解剖,探讨了黔北牛蹄塘组页岩气井富氮机理。研究发现：黔北地区区域地质构造复杂,储层受多期次构造运动影响,断层和裂缝发育;牛蹄塘组页岩岩芯裂缝多被方解石充填,说明该地区曾经岩浆热液活动较为频繁;不同构造带页岩含气量差异明显,氮气含量高,甲烷含量低,具有一定的区域普遍性;页岩气中的CH4属于有机成因热裂解气,CO2是有机质热转化过程中形成的,N2的来源与成熟(特别是高成熟)阶段有机质热氨化作用和深部地壳、上地幔岩浆热液沿着断裂带入有关。构造相对稳定、断层裂缝不发育和岩浆热液活动不频繁的古隆起区域为页岩气开发的优选方向,研究成果可以为牛蹄塘组页岩气成藏机理及后续的资源评价和勘探部署提供理论指导。