控制砂岩型铀矿床中铀迁移转化的主要水文地球化学作用实验

采集中国北方某砂岩型铀矿床中的含铀矿石样品,共进行7组土柱模拟实验,分别探究氧化-还原条件、HCO-3浓度、有机质和微生物对铀迁移转化的影响。结果表明:氧化-还原条件改变对铀迁移转化会产生重要影响,含氧入渗水带来的氧化环境使含水介质中沉淀态铀大量氧化溶解;HCO-3的促解吸作用及铀酰络合物的强迁移能力对地下水中铀迁移转化影响较大;有机质会参与含水介质中矿物吸附点位竞争,从而造成铀的解吸;微生物作为氧化-还原反应的催化剂,在氧化剂氧化沉淀态铀的反应中起重要作用;氧化作用、解吸作用和溶解作用对地下水中铀迁移转化的贡献比例分别为65.28%、23.91%和10.81%。     

浸矿开采对离子型稀土基岩力学特性的影响研究

为研究原地浸矿母液对离子型稀土矿收液底板的侵蚀影响,以离子型稀土矿基岩（半/弱风化花岗岩）为研究对象,开展了室内浸矿模拟试验。对比分析了不同浸矿时间岩样的应力−应变曲线、峰值应力、峰值应变和弹性模量,获取了不同浸矿历时岩样的孔隙度和细观形貌特征,并运用盒维法对岩样的非线性裂纹特征进行了定量化描述。结果表明：浸矿侵蚀作用对离子型稀土矿底板基岩力学性质的影响主要表现在前150 d,破坏形式由贯穿破坏转变为贯穿破坏与片状剥落并存;浸矿母液侵蚀作用下,基岩力学特性呈现先大幅减小后大幅回升,其后在小范围波动现象,浸矿约60 d对基岩力学特性的影响程度最大;浸矿母液侵蚀造成基岩内小孔隙增长,导致表面出现腐蚀及孔洞现象;浸矿时间不同将造成岩石不同的微观结构变化。     

淋溶时间对红黏土物理力学特性的影响

以湖北省鄂州市庙岭镇的红黏土为研究对象,以化学选择溶解法结合淋溶作用为处理手段,将原状土样中的游离氧化铁按梯度去除,获得连二亚硫酸钠-柠檬酸钠-碳酸氢钠(DCB)溶液淋溶时间与除铁率的关系,并分析了不同淋溶时间对红黏土物理力学特性及微观孔隙结构的影响。试验结果表明,DCB溶液淋溶时间与除铁率相关性较强,除铁率与时间呈先快速增长后逐渐稳定的关系。由于游离氧化铁在土颗粒间主要起胶结作用,故淋溶时间对红黏土的物理力学特性有较大影响。随着淋溶时间的增长,黏粒与胶粒含量逐渐增大,耐热性小幅提升,无侧限抗压强度显著减小,且无侧限抗压强度变化整体趋势为前期急剧降低至后期趋于平稳。核磁共振、差热分析和电镜扫描的结果表明,随着淋溶时间的增大,庙岭红黏土内部孔隙增大,自由水减少,结合水增多,微观形态上团粒结构遭到破坏,胶结物质明显减少,结构形式从紧凑的粒团堆叠结构逐渐转化为聚集体-松散颗粒状结构。     

沉积型铝土矿原位溶浸技术可行性分析及开采设想

沉积型铝土矿是我国主要的铝土矿类型,经过几十年的开发,储采比逐渐下降,深部难动用资源的绿色开发迫在眉睫. 通过开展静态溶浸实验和电极加热仿真模拟,结合原位溶浸技术在铀矿和稀土矿开采中的成功经验,总结出该技术在固体矿产开采中应用的适用条件包括:矿物可溶性、矿体分布稳定性、顶底板条件、矿体渗透性. 我国北方铝土矿资源与以上条件切合程度高,适合采用原位溶浸技术进行开采. 本次研究还提出了沉积型铝土矿原位溶浸开采的工艺方案,为下一步开展先导试验提供了设计思路.     

Discovery of the Late Carboniferous alkaline volcanic rocks in the Guyang area,eastern Yinshan Block,and its geological implicationsSCIEI北大核心CSCD

在华北克拉通北缘阴山地块东部固阳地区发现了假白榴石粗面玄武岩和钾质粗面岩两种高钾准铝质碱性火山岩。地质年代学数据显示,假白榴石粗面玄武岩的磷灰石U-Pb年龄为322±14Ma,钾质粗面岩的锆石U-Pb年龄为315.6±7.5Ma,说明其形成时代均为晚石炭世。岩石地球化学特征显示,二者均富Al、Fe,贫Mg;富集大离子亲石元素(如Rb、Ba和K),相对亏损高场强元素(如Ta、Nb和Ti),轻重稀土分异明显,富集轻稀土,相对亏损重稀土,Eu异常不明显;高(87Sr/86Sr)i比值(0.710028~0.714745),低εNd(t)值(-9.0~-17.2),表现出相似的交代岩石圈地幔源区和地壳混染特征。将该碱性火山岩与兴蒙造山带晚石炭世-早二叠世中基性火山岩和阴山地块白垩纪中基性火山岩进行岩石类型对比,发现华北克拉通北缘产出的火山岩多为高钾碱性系列,而兴蒙造山带中产出的火山岩则多为钙碱性系列;与兴蒙造山带晚石炭世-早二叠世中基性火山岩进行岩石成因对比,发现它们的岩浆源区和混染程度并不相同,即固阳地区碱性火山岩为受到早古生代俯冲沉积物交代的岩石圈地幔部分熔融所形成的岩浆在上升过程中混染华北克拉通TTG片麻岩后喷发的产物,而兴蒙造山带中火山岩的产出则多为亏损地幔部分熔融所形成的岩浆在上升过程中轻度混染地壳物质后喷发的结果。在固阳地区发现晚石炭世碱性火山岩,代表着古亚洲洋在该时期的后造山伸展作用范围已延伸至华北克拉通北缘。     

温度和盐度对华贵栉孔扇贝免疫相关酶的联合效应

为研究温度和盐度对华贵栉孔扇贝免疫相关酶活力的联合效应,采用中心复合设计(CCD)和响应曲面分析法(RSM)进行试验,在实验室条件下研究了温度(19~31℃),盐度(22~38)对华贵栉孔扇贝酸性磷酸酶(ACP)、碱性磷酸酶(AKP)、谷胱甘肽还原酶(GR)三种免疫相关酶活性的联合效应,旨在考察温度与盐度对ACP,AKP和GR活性的影响及华贵栉孔扇贝免疫水平较高时的最佳温度和盐度组合,为华贵栉孔扇贝人工养殖所需条件提供理论基础。结果表明:温度的一次效应和二次效应对ACP,AKP和GR活力影响显著(P0.05);盐度的一次效应和二次效应对ACP,AKP和GR的活力影响显著(P0.05);温度和盐度的交互作用对ACP,AKP和GR活力的影响显著(P0.05)。采用响应曲面法,建立了温度和盐度对华贵栉孔扇贝ACP,AKP和GR活性影响的模型方程,该模型方程决定系数分别为0.986 6,0.981 3和0.957 6(P0.01),预测系数分别为0.934 5,0.888 0和0.738 4,表明该模型可以用于预测华贵栉孔扇贝ACP,AKP和GR活力变化。通过模型优化和验证实验,得到在温度24.30℃、盐度30.55时,ACP和AKP活力达到最小值,分别为170.43,181.74U/mg,而GR活力最大为0.34U/mg,满意度达0.95。     

云南鸡街碱性超基性岩铂族元素地球化学特征

本文首次报道了攀西裂谷南段云南省鸡街碱性超基性岩中铂族元素(PGE)的地球化学特征。采用改进的Carius管法测定了霞霓钠辉岩、霓霞岩和磷霞岩中的低含量PGE。PPGE与IPGE呈现强烈分馏,推断幔源岩在低程度部分熔融过程中Pt、Pd表现为相似的不相容性,而Ir、Ru表现为相容性,这种分馏效应随着结晶分异作用的进行而逐渐增强。3种岩石均出现Ru的负异常及Pt、Pd的解耦,说明母岩浆经历了早期的橄榄石晶出,在结晶分异过程中Pd较Pt更不相容。由于岩浆上升过程中的压力减小和结晶分异作用导致的成份变化使岩浆可以达到硫的局部饱和而熔离,表现为部分样品中Cu/Pd远高于原始地幔值。本文通过碱性超基性岩与金伯利岩、煌斑岩和邻区碱性、过碱性玄武岩PGE特征的对比,探讨了其岩浆源区及演化特征。     

南天山川乌鲁碱性杂岩体的岩石学和地球化学特征及其岩石成因

位于中国南天山西侧阔克萨彦岭一带的川乌鲁碱性杂岩体,与该区川乌鲁铜金多金属矿床有着直接的成因联系,该杂岩体由早期的辉长岩—闪长岩岩、主期的二长岩—正长岩和晚期的正长花岗斑岩脉组成,各期岩石在矿物组成和化学成分上有明显的变化。从早到晚,SiO2含量增加,变化范围是50.52%～70.64%;全碱含量先增后减,在SiO2含量小于61.69%时,随SiO2含量增加而增加,而当SiO2含量大于61.69%时,与SiO2含量负相关。在AR-SiO2图解上,大多样品落入碱性区间,在A/CNK-A/NK图解上表现出由准铝质向过碱性演化的趋势。微量元素表现为大离子亲石元素相对高场强元素富集,Rb、Ba、Th、Sr等元素的相对富集和Nb、Ta、P、Ti等元素的负异常。稀土元素表现为轻稀土相对富集的特征,其(La/Yb)N为14.13～25.09,具有Eu的正异常或极微弱的Eu负异常。一些元素比值的线性关系暗示了该杂岩体为岩浆混合成因,基性岩浆的源区为富水的岩石圈地幔,而酸性岩浆是中下地壳中性火成岩在含饱和水条件下部分熔融的产物。这些性质指示川乌鲁杂岩体是在后碰撞拉张环境中由岩石圈地幔熔融的基性岩浆的底侵作用导致地壳的熔融以及后期的岩浆混合作用有关。     

松辽盆地长岭断陷营城组火山岩储集空间特征及演化

通过对长岭断陷营城组火山岩岩心、铸体薄片的详细观察和物性资料的统计分析认为,该区储层岩石类型多样,主要有流纹岩、流纹质晶屑凝灰岩和原地自碎角砾化熔岩等,不同岩石类型其储集空间发育特征不同,但主要由原生气孔、次生溶孔和裂缝组合构成储集空间。储集空间演化过程可分为三个阶段:原生储集空间形成阶段、表生淋滤作用阶段和埋藏成岩作用阶段,在以上演化过程中,储集性能受岩性岩相、构造运动和风化淋滤溶蚀作用的共同影响,在受深大断裂控制的火山机构近火山口相带、古构造高部位的溶蚀岩相带,裂缝及后期溶蚀孔隙发育,是优质储层分布区。     

Highly alkaline,high-temperature hydrothermal fluids in the early Archean ocean

Based on the petrology of hydrothermally altered Archean basaltic greenstones, thermodynamic calculations of phase equilibria were conducted to estimate the composition of a high-temperature (∼350 °C) hydrothermal fluid in an Archean subseafloor basalt-hosted hydrothermal system. The results indicate that the hydrothermal fluid was highly alkaline attributed to the presence of calcite in the alteration minerals under a high-CO₂ condition, and predict a generation of SiO₂-rich, Fe-poor hydrothermal fluids in the Archean subseafloor hydrothermal system. The chemically reactive mixing zones between alkaline hydrothermal fluids and slightly acidic-neutral seawater are characterized by inverse pH and chemical polarity to modern hydrothermal systems, leading to extensive precipitation of silica and iron oxyhydroxides on/under the seafloor. Such processes can be responsible for the abiotic formation of voluminous chert and subseafloor silica dike, the mechanism of silicification, and the pH-controlled generation of banded iron formation that has been arising mainly from the redox chemistry in the Archean ocean. Such high-temperature alkaline fluids could have had a significant role not only in the early ocean geochemical processes but also in the early evolution of life.