火山玻璃风化层的透射电镜研究

利用透射电镜(TEM)和X射线能谱(EDX)研究了长白山天池火山1000年和4000年前两次大喷发产生的火山玻璃风化层特征.TEM分析显示,4000年前大喷发浮岩中的火山玻璃风化层平均厚度3.7 mm,1000年前大喷发浮岩中的火山玻璃风化层平均厚度为1.0 mm.EDX分析显示,两次大喷发浮岩中的火山玻璃风化层化学组成与火山玻璃相比富Al、Fe,而si减少.火山玻璃风化层富Al发生在Al的浓度较高的中到弱酸溶液中(pH=5～6),火山玻璃表面形成含有少量的非晶质的Al、Si、Fe物质,这些非品质的次生物质是火山玻璃风化早期阶段形成的.天池火山喷发物中火山玻璃的微观特征的差异可能与火山喷发年代和喷发后的环境有关,研究天池火山不同期次喷发物中火山玻璃的微观特征具有一定的理论和实际应用价值.     

用化学地层学研究新元古代地层划分和对比

随着传统地层学向多学科相互渗透的综合地层学方向的发展,笔者开展了湖北峡东地区新元古界震旦系和南华系的化学地层学研究。分别介绍了碳酸盐岩地层的稳定同位素和碎屑岩化学蚀变指数的研究方法和成果并依此提出新元古界划分和对比方案。震旦系碳酸盐岩中所获得的δ13C变化曲线和87Sr/86Sr比值与世界诸多剖面的变化曲线基本一致。南华系碎屑岩的化学蚀变指数(CIA)的特征是莲沱组下部CIA值为55~65(代表寒冷环境的CIA值),莲沱组上部CIA值则增至65~75(代表温湿环境),而莲沱组顶部两个样品的CIA值再次降为寒冷指数60~65;南沱组CIA值均为60~65,除了顶部(接近震旦系)的两个样品分别为69·4和70·9。上述CIA值的变化表明南华系以寒冷气侯为主,并且经历过“寒冷—温湿—寒冷”气候的演变条件下的沉积物。沉积相的多样性说明即使在“冰期”期间古构造、古地理环境对沉积物特征的影响依然存在。     

氧化锰矿物的生物成因及其性质的研究进展

土壤中的氧化锰矿物是原生矿物风化和成土过程的产物,是最具反应活性的一类矿物,决定着环境中许多物质的形态、迁移和转化,在元素生物地球化学循环中起着重要的作用,其形成机制和环境效应备受关注。已有的研究表明,环境中氧化锰的形成与微生物作用紧密相关,微生物作用可使自然环境中的Mn(Ⅱ)氧化速率提高105倍。参与Mn(Ⅱ)氧化的微生物在环境中广泛存在,已知的典型锰氧化细菌分布在变形菌门、放线菌门或厚壁菌门,它们均通过胞外聚合物中的多铜氧化酶来催化氧化Mn(Ⅱ)。细菌氧化Mn(II)成Mn(Ⅳ)是酶催化的两个连续的快速单电子传递过程,Mn(Ⅲ)在溶液中以与酶结合的瞬时中间态出现。生物形成氧化锰的最初形态为层状锰矿物,与δ-MnO2或酸性水钠锰矿很类似,且结晶弱,粒径小,锰氧化度高,结构中的八面体空穴多,因而比化学形成的氧化锰具有更强的吸附、氧化等表面活性。环境中Mn(Ⅱ)微生物氧化及形成的Mn(Ⅲ)中间体与碳、氮、硫等生命元素的地球化学循环的关系令人关注。     

黄土醋酸淋溶实验及其碳酸盐组分的地球化学特征

选择性的化学淋溶实验 ,广泛用于沉积物的地球化学研究中。通过对比 1mol/L的盐酸和醋酸两种溶剂对黄土和古土壤的淋溶效果 ,发现 1mol/L的醋酸能选择性淋溶黄土和古土壤中碳酸盐组分 ,对硅酸盐、铁的氧化物等影响很小。在确定溶剂后 ,以 1mol/L醋酸溶液选择性淋溶了洛川剖面 4 3个黄土和古土壤样品 ,通过分析淋溶液的组成 ,得出黄土和古土壤中碳酸盐组分的平均成分 (wB)为 :MgO 1.71% ,MnO 670× 10 - 6 ,Sr 4 90× 10 - 6 。淋溶结果较好地反映了黄土-古土壤剖面的风化成壤程度 ,其中醋酸淋溶液中MnO含量能更好地反映当时的古气候信息。     

Contrasting mineral parageneses in high-temperature calc-silicate granulites: examples from the Eastern Ghats, India

Abstract Three types of mineral associations are described from calc-silicate granulites from the Eastern Ghats, India, where geothermobarometry in associated rocks suggests extremely high P–T conditions of metamorphism ( c . 9 ± 1 kbar, 950° C). These mineral associations are: (i) calcite + quartz + scapolite + plagioclase, (ii) calcite + scapolite + wollastonite + porphyroblastic garnet + coronal garnet and (iii) calcite + quartz + wollastonite + scapolite + porphyroblastic garnet + coronal garnet, all coexisting with K-feldspar, titanite and clinopyroxene. The first two associations evolved through nearly isobaric cooling retrograde paths, whereas the third evolved through a nearly isothermal decompression path followed by an isobaric cooling retrograde path. Textural and compositional characteristics suggest the following mineral reactions in the calc-silicate granulites: calcite + quartz = wollastonite + CO₂, calcite + plagioclase = scapolite, calcite + scapolite + wollastonite = porphyroblastic garnet ± quartz + CO₂, CaTs + wollastonite = coronal garnet (association ii) and wollastonite + scapolite = coronal garnet (association iii) + quartz + CO₂. Andradite content in garnet was buffered by the redox equilibria wollastonite + hedenbergite + O₂= andradite + quartz (association iii) and wollastonite + andradite + CaTs + scapolite = hedenbergite + calcite + grossular + O₂ (association ii). The contrasting mineral parageneses have been ascribed to interplay of variables such as X _CO2, f _O2, f _HCl in the fluid, bulk Na content and the nature of the retrograde P–T–X _CO2 paths through which the rocks evolved.     

罕见的蓝色饵-纳透闪石研究

尽管角闪石在地壳中大量存在 ,但是蓝色钾 钠透闪石却是角闪石中的稀有品种。本文采用X射粉晶线衍射和晶胞参数计算 ,确定该矿物为蓝色的钾 钠透闪石 ,用电子探针 (EMPA)精确分析了它的化学成分 ,确定为钾 钠透闪石 ,而不是蓝色软玉 (即不是透闪石或阳起石 )。     

花岗岩的成岩时代、地球化学特征和成因青海祁漫塔格地区虎头崖矿床Ⅵ矿带

利用 LA ICP MS 锆石 U Pb 法,测得与成矿有关的青海祁漫塔格地区虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩的成岩年龄为(233.6±1.8)Ma(MSWD=1.2,n=17)。地球化学特征显示：花岗岩属高钾钙碱性、弱过铝质花岗岩;样品的稀土元素组成以总体右倾,轻、重稀土分异明显和具明显的负铕异常为特征;微量元素具有富集 Rb、Th、U、La、Nd 等大离子亲石元素,亏损 Ba、Sr、Nb、P、Ti 等元素的特点。Sr Nd 同位素组成特征显示,花岗岩的源区可能是富集岩石圈地幔。初步研究认为,虎头崖矿床Ⅵ矿带花岗岩可能形成于中、晚三叠世碰撞后碰撞的构造背景下。     

陕西穆家庄铜矿床后生成矿作用的流体地球化学证据

尽管秦岭泥盆系铅锌金多金属成矿带成矿作用均与热水喷流沉积作用有关，柞山地区却有别于风太地区，具有独特的铜矿成矿背景。流体包裹体研究揭示了后生成矿流体的两阶段流体演化过程：第一阶段的成矿流体为中温，中高盐度岩浆热液含CO2的NaCl—H2O流体。均一温度为190-265℃，盐度12．5～35．34(w1％NaCl)，压力12．8～21．3MPa，在同地寄主矿物中均一温度变化小，而盐度变化极大，是岩浆流体沸腾的产物；第二阶段成矿流体为中高温，中高盐度岩浆期后热液NaCl-H2O流体。均一温度为300～350℃，盐度7．4～41．59(w1％NaCl)，压力10．8～19．3MPa。反映了岩浆期后热液流体的二次沸腾。应用流体地球化学的综合方法(包裹体流体组成、演化)识别出后生交代流体性质。穆家庄铜矿的成矿流体第一阶段为岩浆水，第二阶段的成矿流体为岩浆水加部分地层水(建造水)。氢氧同位素分析也支持上述结论。     

由电子探针分析数据估算角闪石、黑云母中的Fe~（3＋）、Fe~（2＋）

待定矿物化学式中阳离子数法是由电子探针分析值求矿物中Ｆｅ￣（３＋）、Ｆｅ￣（２＋）的新方法。在该方法中，矿物化学式中的阴离子数是唯一已知条件，阳离子数未知，通过本文给出的一系列步骤可以得出实际阳离子数的可能估计。进而求出Ｆｅ＿２Ｏ＿２、ＦｅＯ。该法对Ｆｅ＿２Ｏ＿３、ＦｅＯ的计算结果避免了出现负值，在总体上，该方法的计算结果较其它方法更接近其化学分析值。     

天然磁铁矿化学改性及其在水体除砷中的应用

铁氧化物及其复合氧化物(如菱铁矿、水铁矿)的表面电荷高、比表面积大,在特定条件下对亚砷酸盐和砷酸盐有较强的结合能力和亲和性,以铁氧化物作为吸附剂处理高砷水已经成为研究热点之一。天然磁铁矿的主要成分为Fe_3O_4,但其本身活性较弱,直接应用于处理高砷水的除砷率低。本文对天然磁铁矿采取酸化、碱化、不同温度灼烧、不同灼烧时间等简易的方法进行改性,达到有效去除水中砷的目的。实验结果表明:经0.5 mol/L盐酸浸泡、150℃灼烧10 min的改性磁铁矿分别处理As(Ⅲ)溶液和As(Ⅴ)溶液时,As(Ⅴ)去除率达98%,吸附能力显著增强,达到预期目标;溶液中As(Ⅲ)浓度从1000μg/L下降到250μg/L,去除率达75%,即As吸附能力明显优于未改性的天然磁铁矿,与其他改性铁矿除砷能力相近,而改性方法更加简便、易行。本文研究的改性天然磁铁矿吸附剂为控制高砷水的砷含量提供了一种切实可用的吸附材料。