醇羟基对碳酸钙矿物成核物相及界面能影响研究

文章通过对醇类物质参与下的碳酸钙成核过程进行研究,探讨生物流体中常见的羟基对矿物物相以及界面能的影响。研究结果表明多羟基醇有利于亚稳定球文石的形成,醇的加入会增加方解石和球文石的界面能,醇的羟基定向吸附造成的吸附位密度降低是提升矿物界面能最可能的机制,而溶剂氢键数量决定了碳酸根的自由度,有利于对称度低且CO₃^{2 -} 不平行的球文石形成。水和乙醇—水体系氢键作用弱,界面能低的方解石物相成为热力学优势物相。研究结果凸显了生物成矿流体受羟基影响强烈,通过控制流体中羟基物质含量,生物体可以完全掌控碳酸钙物相的形成部位,加深了对生物成因碳酸钙形成过程的理解。     

Organic matters and acid‐sulfate alteration in Itomuka mercury mine,Hokkaido, Japan: Implications for the transportation and deposition mechanisms of Hg

In order to examine the transportation and deposition mechanisms of Hg, we investigated the ore and hydrothermal alteration minerals and solid organic matters from Itomuka mercury mine located in the eastern part of central Hokkaido. In addition to the ore minerals, native mercury and cinnabar, quartz, marcasite, alunite, kaolinite, and minor amounts of pyrite and smectite were identified in the Hg ore by powder X‐ray diffraction (XRD) analysis. This mineral assemblage of acid sulfate alteration was likely developed under the conditions of low temperature (≤100°C) and low pH (≤2) in the steam‐heated environment. The H₂SO₄ was produced above the water table by the oxidation of H₂S separated from deep, near‐neutral fluids by boiling. The dominance of native mercury over cinnabar in Hg ore indicates that the greater part of mineralized Hg was transported as Hg⁰ in aqueous solution and vapor with low sulfur fugacity. The solid organic matters found in the Hg ore were analyzed with SEM‐EDS, micro‐XRD, and micro‐Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, and these results suggest that the organic matters contributed to keeping the low fO₂ of the Hg‐bearing fluid and transportation of Hg as Hg⁰ in S‐poor condition. Because the solubility of Hg in acidic fluid is low, neutral to alkaline fluid seems to have leached Hg from the basement sedimentary rocks of Hidaka Group which also supplied the organic matters to the fluid. The oxidation and cooling of Hg‐bearing solution and vapor triggered the deposition of liquid Hg as a primary phase.     

钙离子添加对沉水植物菹草(Potamogeton crispus L.)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum L.)富集水体磷的影响

沉水植物光合作用形成的微环境有利于水体中钙和磷形成CaCO_3-P共沉淀,从而将水体中的磷永久性去除,避免植物腐烂后的二次污染但不同的沉水植物种类形成CaCO_3-P共沉淀的能力不同本文以沉水植物菹草(Potamogeton crispus L)和金鱼藻(Ceratophyllum demersum L)为实验对象,研究水体中添加钙离子(0、100 mg/L)对水体磷(磷浓度:0、0.2、2 mg/L)的去除和植物富集磷的差异,并通过植物灰分磷的组分分析,聚焦植物钙磷的变化,为生态修复中沉水植物的选择提供理论依据结果表明:(1)菹草和金鱼藻体系中总磷(TP)和溶解性反应磷(SRP)浓度显著下降,添加钙离子使降幅升高,且菹草体系中水体TP和SRP降幅均高于金鱼藻TP和SRP降幅;(2)菹草的干重全磷在高磷低钙(2-0)水平最高,灰分总磷在高磷高钙(2-100)水平最高,而金鱼藻干重全磷在高磷高钙(2-100)水平最高,灰分总磷在中等磷低钙(0.2-0)水平最高;(3)在2 mg/L的磷浓度下,添加钙离子使菹草的钙磷(HCl-P)和水溶性磷(H_2O-P)含量升高,有机磷(NaOH-P)含量降低,结果使灰分总磷含量升高,而金鱼藻NaOH-P升高,HCl-P和H_2O-P含量均降低,结果使灰分总磷降低这表明菹草通过提高吸附性磷和钙磷含量增强磷的富集,而金鱼藻则只显著升高了灰分中有机磷的含量显然,水体富营养化背景下,相较于金鱼藻,菹草具有更强的形成CaCO_3-P共沉淀的能力,具备竞争优势.     

贵阳市"两湖一库"不同季节硫酸盐还原菌分布变化

基于MPN法对贵阳市"两湖一库"——阿哈水库、红枫湖、百花湖不同季节沉积物中硫酸盐还原菌(SRB)分布规律及其影响因素进行了研究.结果表明,"两湖一库"SRB含量及分布季节差异显著,冬季SRB含量明显低于夏、秋季节.冬季,SRB含量峰值主要集中在沉积物中部,而在夏、秋季节,SRB含量峰值主要集中在沉积物上部.在受到酸性矿山废水污染的阿哈水库,硫酸根含量远高于红枫湖和百花湖,但沉积物中的SRB含量整体上和其它2个未受硫酸盐影响的湖泊差异不大,仅在夏、秋季节表层沉积物中明显升高,表明"两湖一库"丰富的有机质及适宜的pH为硫酸盐还原菌提供了良好的生长环境,硫酸根含量没有成为SRB含量的主要限制因素.     

九龙绿柱石晶体形貌研究

四川九龙绿柱石晶体形态有短柱状、板柱状、扁平板状以及板锥状晶体,晶体上出现的单形有平行双面c｜0001｜、六方双锥p｜10^-11｜、s｜11^-21｜、六方柱m｜10^-10｜、a｜11^-20｜以及复六方双锥v｜21^-31｜、n｜31^-41｜。利用微分干涉显微镜等手段,对九龙绿柱石晶体进行了形貌研究,发现｜0001｜、｜11^-21｜和｜10^-10｜面上具有丰富的表面微形貌。晶面上的六边形溶蚀丘、六边形生长丘、拉长六边形螺旋生长纹和三角生长丘体现了相应面网结构的对称性,螺旋生长纹发生束合、三角形圆化等现象均反映了环境条件的变化。     

腾格里沙漠油蒿群落土壤水分与碳酸钙淀积关系分析

为了阐明干旱区土壤含水量和土壤碳酸钙含量之间的关系,选择腾格里沙漠油蒿群落为研究对象,对80m×80m样地内400个4m×4m样方的土壤水分和碳酸钙的分布状况及二者含量之间的关系、空间异质性进行了研究。结果表明:腾格里沙漠油蒿群落土壤含水量呈均匀分布,碳酸钙含量呈小斑块分布;土壤含水量与碳酸钙含量之间存在显著的线性正相关关系,表明碳酸钙含量随着土壤含水量的增加而增加;土壤碳酸钙含量和土壤含水量空间异质性之间呈显著单调递增的幂函数关系。可见,干旱区土壤含水量和碳酸钙含量之间具有密切的关系,土壤含水量越高,碳酸钙淋溶和淀积作用加强,土壤碳酸钙含量也就随之升高。因而,土壤含水量是影响土壤碳酸钙形成的一个重要因素。     

中国区域气溶胶对东亚夏季风的可能影响(Ⅱ)：黑碳气溶胶及其与硫酸盐气溶胶的综合影响

利用NCAR的新一代GCM CAM3.0模式耦合一个气溶胶同化系统,研究了中国区域黑碳气溶胶的直接气候效应。结果显示,中国区域黑碳气溶胶引起全球平均辐射强迫为0.13 W/m2,导致除了青藏高原和广西以外的中国大部分地区降温,其中东北、四川和内蒙古中北部降温最显著。由此造成海陆温差缩小,气压差降低,从而总体上使东亚夏季风减弱。但与硫酸盐气溶胶的影响相比,黑碳气溶胶使季风减弱的程度较小,长江中下游地区的降水有所增加。黑碳气溶胶加强了中国东南部地区的对流活动,这与硫酸盐气溶胶的作用相反。同时,探讨了中国区域硫酸盐和黑碳气溶胶的综合直接气候效应。结果表明,硫酸盐和黑碳气溶胶的综合作用与仅有硫酸盐气溶胶的情形十分相似,降水变化的区域也和硫酸盐的保持一致。     

中国区域气溶胶对东亚夏季风的可能影响（I）：硫酸盐气溶胶的影响

利用NCAR的新一代GCM CAM3.0模式离线耦合一个气溶胶同化系统,模拟研究了中国区域硫酸盐气溶胶的直接气候效应对东亚夏季风及其降水的影响。结果显示：中国区域硫酸盐气溶胶引起全球平均的直接辐射强迫为-0.25 W/m²,中国内陆约25°N以北普遍降温,而海表温度升高。由此导致海陆温差缩小,东亚夏季风强度减弱,中国地区季风降水明显减少,而尤以积云降水减少起主要作用。硫酸盐气溶胶对中国地区的对流活动起抑制作用。     

四川平武雪宝顶绿柱石的振动光谱

自然界中绿柱石晶体多为柱状,具板状晶形的绿柱石非常少见。对产 于四川雪宝顶 云英岩晶洞中的无色透明板状绿柱石及产于雪宝顶蒲口坡石英脉中的绿柱石进行了红外和拉 曼光谱分析,并与产于阿尔泰三号伟晶岩脉中的柱状绿柱石进行了比较。雪宝顶两个绿柱 石的结构通道中的水以II型水为主,而阿尔泰绿柱石结构通道中的水以I型水为主。雪宝顶 绿柱石中Li对Be的替换也对它的红外及拉曼光谱造成了影响。     

雪宝顶绿柱石的谱学研究

本文对雪宝顶绿柱石的晶体化学、矿物谱学、热释光和流体包裹体特征等进行了分析讨论。结果表明,雪宝顶绿柱石化学成分具有富碱、富水、过渡金属离子以Ｆｅ＾３＋、Ｆｅ＾２＋为主的特点。碱金属离子,水和Ｆ＾２＋存在于绿柱石结构隧道中,隧道水分为Ⅰ型和Ⅱ型两类,Ⅰ型水可以进一步区分为Ⅰ１和Ⅰ２两亚类,Ｆｅ＾２＋主要与隧道水结合形成水合离子「Ｆｅ＾２＋（Ｈ２Ｏ）」。Ｆｅ＾３＋主要占位于绿柱石ＡｌＯ６八面体中的Ａｌ