Biomineralization of Uranium: A Simulated Experiment and Its Significance

A simulated experimental reduction of U^v1 and the synthesis of uraninite by a sulfate-reducing bacteria,Desulfovibrio desulfuricans DSM 642, are first reported. The simulated physicochemical experimental conditions were:35℃, pH=7.0-7.4, corresponding to the environments of formation of the sandstone-hosted interlayer oxidation-zone type uranium deposits in Xinjiang, NW China. Uraninite was formed on the surface of the host bacteria after a one-week‘s incubation. Therefore, sulfate-reducing bacteria, which existed extensively in Jurassic sandstone-producing environments,might have participated in the biomineralization of this uranium deposit. There is an important difference in the orderdisorder of the crystalline structure between the uraninite produced by Desulfovibrio desulfuricans and naturally occurring uraninite. Long time and slow precipitation and growth of uraninite in the geological environment might have resulted in larger uraninite crystals, with uraninite nanocrystals arranged in order, whereas the experimentally produced uraninite is composed of unordered uraninite nanocrystals which, in contrast, result from the short time span of formation and rapid precipitation and growth of uraninite. The discovery has important implications for understanding genetic significance in mineralogy, and also indicates that in-situ bioremediation of U-contaminated environments and use of biotechnology in the treatment of radioactive liquid waste is being contemplated.     

CGD-1型大口径全套管冲击抓斗的设计和应用

CGD－1型大口径全套管冲击抓斗主要是配套全套管钻机施工而研制的。该抓斗主要适用于复杂地层的施工。介绍了该抓斗的技术参数、性能特点、主要结构及试验情况。     

我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题

作为一种重要的国家战略资源,砂岩型铀矿床是当今世界上最重要的铀矿床类型之一。本文详细地介绍了砂岩型铀矿在国内外的分布特征及占比情况,并对外生地质作用矿床类型中表生流体作用形成的层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床进行了讨论,发现层间渗透砂岩型铀矿床在外表颜色、矿物组合以及地球化学等方面均具有明显的氧化-还原分带现象,此外,矿床内部还具有细菌分带现象。颜色分带在氧化带、氧化-还原过渡带以及还原带之间具有明显不同的特征;矿物组合在不同分带之间各不相同;地球化学分带表现为U、TOC含量以及Fe~(2+)/Fe~(3+)、Th/U比值在各分带之间差异较大。此外,硫酸盐还原菌、硫杆菌、铁细菌及硝化菌等细菌在不同分带之间的数量相差悬殊,而且硫酸盐还原菌数量与TOC呈明显正相关性。通过矿化带内的碳、硫同位素分析,发现硫酸盐还原菌参与了成矿过程,推测其可能是导致碳、硫同位素分馏的主要因素。总体来看,颜色分带、矿物分带、地球化学分带以及细菌分带均与氧化-还原分带呈耦合关系。本文通过总结层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床的成矿模式和当前分带研究中存在的问题,提出了由细菌、地球化学反应参与的砂岩型铀矿床成矿机理,以及未来亟需解决的若干关键科学问题。典型砂岩型铀矿床的分带现象在物、化、探、遥等领域的异常响应对寻找砂岩型铀矿床具有重要的指导意义。     

深海嗜热异化铁还原菌Caloranaerobacter ferrireducens DY22619T对不同铁氧化物的铁还原特性

异化铁还原微生物在铁元素的地球化学循环中具有重要意义。深海热液活动是大洋铁元素的重要来源,目前深海热液环境中铁代谢相关微生物研究很少。本文对一株分离自深海热液区的嗜热异化铁还原菌新种Caloranaerobacter ferrireducens DY22619T的铁还原特性进行分析,比较了该菌对无定形羟基氧化铁、无定形铁氧化物和针铁矿3种不同铁氧化物的铁还原速率;并利用透射电镜对矿化产物进行矿物形貌、组成元素和晶型的分析。研究发现该菌生长在指数期至稳定期时,铁还原速率最快,其中对无定形羟基氧化铁和无定形铁氧化物的还原速率较高,达2.82 μmol/h和2.15 μmol/h;透射电镜结果表明,该菌可将3种不同胞外铁氧化物均还原矿化形成颗粒状磁铁矿,由针铁矿矿化形成的磁铁矿少但粒径最大,而由无定形铁氧化物形成的磁铁矿晶面不同于另外两种铁氧化物。结果表明,该菌有很强的铁还原和矿化能力,能厌氧呼吸还原三价铁氧化物,但是铁氧化物的性质对该菌胞外铁还原能力和矿化形成的磁铁矿的性质有重要影响。本研究为认识深海热液环境中异化铁还原菌在铁元素的地球化学循环和生物成矿过程提供了参考。     

四川盆地东部垫江凹陷三叠系嘉陵江组岩盐氯同位素特征与成钾指标研究

垫江凹陷位于四川盆地东部,是四川盆地三叠纪时期重要的成盐凹陷之一,但当时古卤水是否达到钾盐沉积阶段,是否具备形成海相钾盐的良好条件,一直存在争议。本文通过对垫江凹陷长平3井、高探1井和ZK001井嘉陵江组岩盐样品进行化学成分分析,以及对长平3井典型岩盐样品进行氯同位素分析来判断古卤水沉积阶段和成钾条件。结果发现垫江凹陷三叠系嘉陵江组岩盐δ37 Cl值均为负值,均小于-0.32‰,最低达到-1.18‰,绝大部分岩盐样品溴氯系数大于0.31,有很大一部分样品溴氯系数超过0.45,进一步表明垫江凹陷在嘉陵江期古卤水浓缩已达到钾石盐析出阶段,与岩盐包裹体成分分析结果一致。综合气候-物源-构造因素,认为垫江凹陷三叠纪嘉陵江期气候条件炎热,物质来源丰富,存在次级凹陷,古构造条件优越,具备良好的成钾潜力。     

中亚造山带伊犁北缘早古生代海相斑脱岩地质意义

伊犁地块位于西天山北部,通常认为其北缘经历了晚古生代活动陆缘的演化,但对其早古生代构造沉积演化（尤其是同位素定年）的研究仍较为薄弱.在伊犁北缘果子沟地区的奥陶系黑色硅质页岩中发现多层斑脱岩（蚀变凝灰岩）夹层,奥陶系发生了强烈褶皱变形,在其中一个倒转向斜的核部和翼部选取两层斑脱岩进行了锆石U-Pb测年.2个斑脱岩样品中的锆石显示岩浆锆石的特征,其加权平均年龄分别为458±2 Ma和460±2 Ma.结合前人研究成果,认为该斑脱岩的沉积时代为中奥陶世末期（达瑞威尔阶顶部）,该时代与温泉地区大陆弧岩浆岩年龄基本一致,是准噶尔洋在中-晚奥陶世向伊犁地块之下俯冲的又一证据;该斑脱岩与全球范围内的大规模火山活动时代一致,该期火山活动可能是中-晚奥陶世全球气候变化与生物大灭绝的重要原因.      

铀"稳定"同位素分馏及其在地球科学中的应用

铀“稳定”同位素（238U/235U,通常记为δ238U）目前已经成为非传统稳定同位素领域的研究热点.20世纪人们曾经认为铀同位素不存在分馏,因而铀同位素研究发展缓慢.然而随着分析技术的发展,人们发现自然界中铀同位素238U和235U存在显著的分馏,可以作为良好的示踪工具.迄今为止,已经有大量铀同位素作为古氧化还原指标的研究发表,比如用铀同位素示踪地球近地表环境氧含量随时间的演化以及生物大灭绝与海洋氧化还原状态之间的潜在关系.尽管铀同位素在水圈和生物圈协同演化领域取得了丰硕的研究成果,但仍有不少问题亟待深入解决.例如,生物和非生物还原高价铀的微观反应过程对铀同位素分馏的影响,以及铀同位素如何示踪铀矿物质来源等.系统总结了铀同位素地球化学最近十年的研究进展,希望将来铀同位素在铀多金属矿床成因和高温地球化学领域能有所突破.      

广西岛坪磷氯铅矿的谱学特征

磷氯铅矿(Pyromorphite)在我国比较罕见,2001年在广西岛坪发现的磷氯铅矿结晶较好,运用XRD、XRFI、R和UV/Vis等分析方法对黄色和绿色样品进行了研究。结果表明,二者XRD谱只是峰强有所不同。在它们的红外吸收谱带中,除了标准的PO43-吸收峰外,在670~800 cm-1之间和430 cm-1左右出现的两组肩峰为SiO44-振动峰。黄色样品的振动频率偏高、半峰宽偏窄、透射率与绿色样品相比较高。通过XRF分析发现黄色晶体比绿色晶体含有更多的Fe3 ,而Fe3 常使矿物呈现黄色,同时证实了黄色磷氯铅矿的红外吸收峰频率偏高是因为它的铅含量低于绿色矿。UV/Vis进一步说明在可见光区的吸收不同是使二者颜色差异的主要原因,Fe离子含量较大使磷氯铅矿呈现黄色。     

铝片还原-硫酸铁铵容量法测定钛铁矿中高含量

试样经碱熔,盐酸提取的钛,在以盐酸、硫酸、磷酸组成的强酸性溶液体系中,利用铝片的强还原性,还原四价钛为三价钛。再用三价铁氧化三价钛为四价钛,过量的三价铁离子与硫氢酸根离子生成血红色络合物,根据此原理测定高含量钛。实验证明,溶液在此强酸性体系中,隔绝空气和控制时间的条件下,其含量范围在0.13%～100%内,测定结果准确度高。     

含氯消毒剂在水环境中的次生产物及其致突变性研究

通过ＧＣ／ＭＳ法对池塘在用含氯消毒剂前后水体中有机物的鉴定比较,发现含氯消毒剂在水环境中的主要次生产物为三氯甲烷,其生成量与消毒剂的用量、作用时间、反应温度、ｐＨ及光照等有关。这种次生产物具有一定的致突变活性,因此在养殖生产中必须严格控制消毒的使用量和使用条件,尽可能消除其不利影响。