基于透钙磷石向磷灰石转化的除氟过程及其机理

磷灰石的沉淀可以影响矿物相-水相之间氟化物的分配,在饮用水除氟以及延缓土壤中氟的迁移过程中扮演着重要角色。本研究通过共沉淀法制备了磷灰石的前驱体矿物透钙磷石,并将其转化为溶解度更低的磷灰石,以研究其转化过程中矿物相的演变及对氟的固定能力,并探讨了氟的固定机理。结果表明,溶液中的氟伴随着磷灰石的沉淀由液相转移至固相中,此过程对氟的固定量高达21.8 mg/g,是羟基磷灰石对氟吸附量的2.2倍。透钙磷石转化为磷灰石的过程为溶解-沉淀过程,氟在磷灰石的生长过程中进入磷灰石的结构中。此外,透钙磷石向磷灰石的转化过程对氟的去除具有高度选择性,溶液中共存的Cl^-、CO₃^2-、NO₃^-和SO₄^2-等阴离子几乎不影响其氟去除能力。研究结果表明,通过透钙磷石-磷灰石的转化可以将氟固定到磷灰石中,从而降低氟的可迁移性和渗入地下水造成的环境风险。     

MICP技术联合多孔硅吸附材料对锌铅复合污染土固化/稳定化修复的试验研究

近年来,工业和科技的快速发展使得重金属污染土固化/稳定化的修复研究成为热点。运用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术联合吸附材料对锌铅复合重金属污染土进行固化/稳定化的修复,通过无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验,评价处理前后污染土的固化效果与重金属的稳定化效果,结合扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等检测手段,揭示MICP技术处理锌铅重金属污染土的修复机制。研究结果表明,采用MICP技术对锌铅重金属污染土进行固化/稳定化之后,可以有效降低污染土中有害重金属的浸出性。当矿化时间为10d时,试样无侧限抗压强度为942.5k Pa;铅的浸出浓度为4.20mg/L,比未处理时降低了44.81%;锌的浸出浓度为4.31mg/L,比未处理时降低了46.19%,效果显著。在此基础上,添加10%的多孔硅吸附材料后,试样无侧限抗压强度可达到1 021 kPa,强度提高了8.3%;铅的浸出浓度为2.45mg/L,与未经处理时相比,降幅达到了67.81%,与单纯MICP方法处理时相比,铅浸出浓度被二次降低了41.67%;锌的浸出浓度仅为2.93 mg/L,与未经处理时相比,降幅达到了63.4%,与单纯...     

沿海地区气溶胶硅的组成、来源及其生态效应研究进展

作为地壳中第二大元素,硅对土壤形成、陆生高等植物和水生浮游植物生长发育以及碳循环有着重要的影响。在气候变化加剧的背景下,硅生物地球化学循环研究变得格外重要。近年来关于陆地和海洋系统的硅循环研究相对成熟,而大气系统中的硅研究明显缺乏。气溶胶是大气中的活跃组分和元素地球化学循环的重要载体。目前关于气溶胶中硅的组成、来源以及部分地区硅沉降负荷的重要程度的认识还不够,制约了对表层地球系统中硅循环的认知。基于当前国内外的研究成果,总结了气溶胶硅的组成及其与其他元素间的耦合关系,综述了新兴的硅同位素在大气颗粒物溯源方面的应用,分析了沿海地区硅长距离传输的生态效应以及硅纳米颗粒对公共健康的影响。总体来说,气溶胶中硅以无机硅为主,部分近海海域气溶胶硅的沉降对于浮游植物生长具有控制作用。未来需要针对气溶胶硅的产生和转化机理、硅沉降及其对生物地球化学循环关键过程的影响以及硅纳米颗粒的毒理效应等方面开展进一步研究。     

全球海洋硅循环及研究中面临的主要挑战

海洋硅循环是海洋生物地球化学循环的关键过程之一,对调控全球二氧化碳浓度、海洋酸碱度和多种元素(氮、磷、铁、铝等)的循环具有重要作用。在当今气候变化和人类活动影响日益增强的背景下,硅循环与“生物泵”及碳循环的紧密联系,是其成为地球科学领域研究热点的主要原因。海洋中硅的外部来源主要为河流、地下水、大气沉降、海底玄武岩风化作用和海底热液输送5个途径,在全球气温变暖趋势的影响下,极地冰川融化成为高纬度海域不可忽视的硅源。生物硅在沉积物中的埋藏、硅质海绵和生物硅的反风化作用是重要的海洋硅移除过程。海洋硅循环过程复杂,受生物(生物吸收、降解)、物理(吸附、溶解)和化学(矿化分解和反风化作用)多重因素的影响,针对海洋硅循环关键过程的研究有助于综合评估海洋硅的“源-汇”和收支。本文总结了海洋硅循环的主要过程及海洋硅的收支,根据国际和国内研究现状讨论了当前海洋硅循环研究中面临的主要问题和挑战。现有研究成果显示,海洋硅的外源输入和输出通量比以往的评估分别增加了2.4和2.2倍。在短时间尺度内(<8 ka),全球海洋中硅的收支大致平衡,海洋硅循环基本处于稳定状态。气候变化和人类活动导致河流输送至陆架边缘海的硅通量发生变化,可能影响硅藻等海洋浮游植物种群结构,是未来海洋硅循环研究需要关注的问题之一。陆架边缘海较高沉积速率和强烈的反风化作用提高了该区域生物硅的埋藏效率,准确评估该区域生物硅的埋藏通量仍是亟须解决的难题。目前的研究评估了全球海洋浮游硅藻、硅质海绵以及放射虫生产力,而海洋底栖硅藻生产力的贡献受到忽视,未来需要关注底栖硅藻对生物硅的贡献及其在海洋硅的生物地球化学过程中的作用。     

从石峁遗址出土植物遗存看夏时代早期榆林地区先民的生存策略选择

石峁遗址是新石器时代晚期至夏时代早期榆林地区农牧交错带中的超大型中心聚落,产生于聚落林立、社会等级分化明显的社会复杂化进程中。文章通过鉴定与分析石峁遗址核心区皇城台地点东护墙北段上部、门址及大台基等区域浮选所获样品,结合已公布的外城东门、后阳湾等地点的植物遗存鉴定数据,对石峁遗址夏时代早期样品中出土的植物遗存进行综合研究。通过2012~2019年的浮选工作,共获得了187份夏时代早期样品,出土炭化植物遗存共计17816粒,其中农作物遗存8905粒,包括粟、黍、水稻及大豆;非农作物遗存包括非农作物种子和植物果核等共计61种植物,总数为8911粒,分属于禾本科、藜科、豆科、蔷薇科、菊科、蓼科等。结果显示,石峁先民夏时代早期的生业模式以农牧业并重为主、采集狩猎为补充。其中,农业结构以粟黍种植为主,还首次发现了少量水稻、大豆等可能为上层先民与周边地区交流获得的稀有食物;畜牧业中,主要利用胡枝子、草木犀、委陵菜属、冷蒿等饲草喂养黄牛、羊等主要家畜;同时,还存在采集果实等行为。石峁先民生业模式的选择是其人群受所处的农牧交错带环境影响产生的结果,"舍不得农业,离不开牧业"即是石峁先民及地区其他同时期人群的真实写照。多样化的生存策略、周边聚落的粮食输入及与其他区域中心的文化交流,保障和巩固了社会复杂化进程中石峁遗址的核心地位,并推动了地区早期国家的产生与发展。     

柴达木盆地别勒滩杂卤石矿床特征及其沉积环境研究

别勒滩是青海察尔汗盐湖固体钾矿的主要分布区段,也是企业固转液开采和生产钾盐的主要矿区,该区段分布着大面积的杂卤石矿(K₂Ca₂Mg[SO₄]₄2H₂O)。文章利用2022年察尔汗盐湖储量核查项目获得的岩芯样品和钻孔资料,通过系统的分析测试,开展别勒滩杂卤石成矿特征及沉积环境研究。文章首次查明别勒滩区段杂卤石矿床分布面积超过150 km²,平均厚度0.8 m,w(K₂SO₄)平均大于5%,计算获得K₂SO₄资源量2089.79×10⁴t。研究认为,别勒滩杂卤石形成于钾石盐、光卤石析出阶段的高浓缩盐湖相沉积环境,周期性淡化带入的大量Ca²⁺和SO₄^2-与卤水中含量较高的K⁺、Mg²⁺离子反应形成了杂卤石矿层。别勒滩杂卤石矿层具有较好渗透性和给水...     

赣粤界山发现花岗伟晶岩型铍多金属矿

花岗伟晶岩型稀有金属矿床主要产出于后碰撞到非造山构造背景,同期多阶段复式岩体中,侧向侵位的晚阶段高分异花岗岩是有利的成矿母岩。南岭成矿带发育稀有金属矿化的花岗岩很多,花岗伟晶岩型稀有金属矿床却较罕见。贵东岩体具备花岗伟晶岩型稀有金属的成矿条件,“界山”有利于矿体保存。笔者通过野外查证,在贵东岩体赣粤界山附近的龟尾山和牛牯石地段均发现含绿柱石花岗伟晶岩,该花岗伟晶岩脉铍矿化强烈,脉体规模和矿物分带性特征表明其找矿潜力大,综合利用价值高。此发现不仅补充了南岭成矿带的稀有金属成矿类型,还表明二（白）云母花岗岩的小岩体周边也有可能发现花岗伟晶岩型铍多金属矿床。     

Migration-circulation processes and enrichment-mineralization mechanism of lithium-beryllium elements in the continental crust.SCIEI北大核心CSCD

锂铍金属是世界关键金属资源,矿床类型多样,成矿作用发生在大陆地壳。但大陆地壳中锂铍元素的迁移-循环规律及不同锂铍矿床间的成因联系尚不清楚。本文系统地总结与梳理了大陆地壳结构与物质循环特征和不同类型锂铍金属矿床间的成因联系,提出大陆地壳锂铍循环-成矿系统的概念与模型,并将大陆地壳锂铍的迁移与循环划分为四个过程:变质过程、深熔过程、花岗岩浆过程、花岗质岩浆岩风化、淋滤与蚀变的浅-表生过程。沉积岩中锂铍元素在变质过程中可富集到一些变质矿物中,一些富锂铍黏土矿物也在变质过程转变成新的富锂铍变质矿物(如绿泥石、云母与堇青石);地壳深熔过程使得锂铍元素从变质矿物中释放出来并聚集在花岗岩浆中,麻粒岩相深熔(如黑云母脱水熔融与堇青石分解熔融)可能是锂铍大规模成矿的主要熔融方式;绝大多数锂铍矿床与花岗岩浆及其岩浆岩有关,是花岗岩浆与花岗质岩浆岩在不同演化阶段与不同方式富集成矿的结果;浅-表生过程对锂铍花岗岩-伟晶岩和流纹岩与流纹质凝灰岩的物理化学改造,可形成盐湖卤水型锂矿床、黏土型锂矿床以及各种次生锂铍矿床。变质过程中锂铍的迁移与富集机制,大型-超大型花岗岩-伟晶岩型锂铍矿床形成条件与关键控制因素等问题,是亟待研究与思考的科学问题。     

内蒙古大青山侏罗纪沉积盆地充填和构造古地貌重建

石拐盆地是阴山地区保存最完整的侏罗纪盆地,其沉积充填过程和碎屑物质组成为正确认识大青山侏罗纪构造地貌演化提供了重要约束。石拐盆地形成于伸展断陷环境,依次充填了下侏罗统五当沟组和中侏罗统召沟组。断陷初期,南部地貌陡峭,控制发育了冲积扇沉积体系,碎屑组分记录了近源高级变质地体的剥露过程;晚期以坳陷为主,在召沟组末期形成最大湖泛面,碎屑组分中沉积岩岩屑和砾石明显增多,指示构造平静阶段的地貌夷平。至中—晚侏罗世,大青山地区构造属性发生反转,断陷盆地南部开始卷入挤压变形,形成大青山褶皱—逆冲系统雏形。然而,这些新生的挤压构造似乎未能引起地表地形的剧烈起伏,它们主要表现为隐伏状态。相反,该时期北部地貌抬升最为显著,不仅体现在中侏罗统长汉沟组和上侏罗统大青山组边缘相沉积均分布在盆地北部,更体现在阴山地体中浅层次盖层、火山物质与深层次TTG岩套的的反复剥露抬升。这种“北高南低”地貌特征的形成与阴山地体持续抬升及其两侧先存断裂活化密切相关,也是对周缘板块向东亚大陆俯冲汇聚的远程响应。