微波等离子体炬质谱技术快速鉴别天然石材与人造石材

天然石材主要有大理石、花岗岩等;人造石材多以不饱和聚酯树脂为基料,添加适量的无机物粉料和添加剂固化制成。由于石材种类繁多,并且各种石材的岩体所含矿物成分也有差异,当前很少应用化学成分分析方法准确、快速鉴别天然和人造石材,仅有的红外光谱法由于对待测物纯度的要求较高而具局限性。本文基于微波等离子体炬源(MPT)同时具有热解吸与强电离能力,能在短时间内离子化待测物的特点,采用微波等离子体炬质谱(MPT-MS)技术,无需样品复杂预处理直接对天然与人造石材进行分析,获得正离子检测模式下在m/z 50~1000之间的石材的指纹谱图,并运用化学计量学的主成分分析(PCA)方法处理所获取的数据,实现了不同建筑石材的区分。结果表明,MPT-MS能够获得石材丰富的指纹谱图,结合PCA方法能够快速鉴别天然石材与人造石材,天然石材中解吸出的物质主要为CO₂和H₂O的团簇分子;而人造石材中解吸出的主要成分为有机物(人为添加的黏合剂等)。本研究采用的MPT-MS技术无需采用喷雾、激光、基质和加热等方法辅助,并且无需对石材进行任何复杂的处理即可进行质谱分析,从而获取石材表面及内部物质的质谱信息,为快速直接鉴定石材样品提供了一种新的质谱分析方法。     

云南中三叠世罗平生物群产出地层的 地球化学特征和沉积环境

为了研究安尼期罗平生物群产出地层的沉积环境,从云南罗平地区关岭组二段大凹子精测剖面采集50件样品进行了主量、稀土、微量元素分析。分析结果表明,所有灰岩样品的K、Na含量较低,Mg/Ca比值也较低,反映罗平地区在中三叠世安尼期为温暖潮湿的气候条件;Sr/Ba比值(1.22~68.96,平均值为24.35)较高,m值(=100×MgO/Al2O3)为27.22~27400,平均值达到1432,稀土元素较低的Y/Ho比值,表现出平缓或者微弱的LREE亏损,以及与近岸河口沉积物相似的稀土配分曲线特征,指示其属于近岸的碳酸盐台地内部盆地沉积。从剖面底部到顶部,Al、K、V、Ti和P等元素含量以及Co/Ti、Ni/Ti比值具有多个变化旋回,反映海平面升降变化频繁,总体发生了两次较大规模的海平面相对上升活动。所有样品的V/(V+Ni)、V/Cr、Ni/Co、U/Th等元素比值、δU、lg(Ce/Ce*)等参数值都较高,反映沉积水体为相对低能、缺氧的环境。氧化还原敏感元素V、U、Co、Ni、Zn和Cr等呈现出锯齿状曲线特征,表明水体并不完全处于缺氧环境,而是随着海平面周期性升降活动,底部水体表现为间歇性缺氧。结合地球化学及地层学资料,认为中三叠世安尼期罗平地区处于温暖潮湿、还原、低能的离岸较近台内盆地,这一时期海平面升降频繁,底部水体为间歇性缺氧环境。     

贵州晴隆中二叠统大厂层砾岩成因研究

贵州晴隆中二叠统大厂层中—上部产出一套呈囊状、透镜状分布的砾岩层。对大厂层砾岩沉积序列、结构、构造特征和矿物组合进行研究,结果表明:沉积序列为"反粒序",砾岩成分单一,基本为玄武质,是由峨眉山玄武岩直接改造而成,未发育河道相沉积特征;大厂层砾石具特殊的"泥化边"构造,是玄武岩在海水中大量水解的直接证据,填隙物中的青磐岩化矿物组合表明砾岩遭受了低温热液的改造。填隙物具有接近凝灰岩的Zr/Hf(30.7~43.4,均值38.0),揭示玄武岩在改造形成砾石的过程中有火山碎屑(火山灰)参与成岩;砾石和填隙物相对玄武岩贫Na(Na2O)富K(K2O),三者具有相似的稀土配分模式,其中∑REE呈规律性变化(玄武岩最高,砾石次之,填隙物中最低)。沉积背景分析认为,峨眉地幔柱作用使地壳发生了差异抬升,抬升一侧暴露遭受剥蚀形成不整合面,相对沉降一侧继续接受沉积,大厂层正是峨眉山玄武岩前锋带在局限海盆边缘(沉降侧),于茅口灰岩之上继续沉积的产物。大厂层砾岩形成机制是:炽热玄武岩流在海水中急剧爆裂,同时火山碎屑参与沉积,形成的玄武岩前积层(淬碎熔岩角砾)及凝灰岩,沉积在茅口组灰岩之上;在后期的演化过程中,炽热玄武岩冷凝收缩,柱状节理发育,在潮汐流和沿岸流的相互作用下不断磨蚀形成大厂层砾岩。     

TTG岩套的成因及其形成环境

TTG岩套是一类包含了三种岩性的岩石组合,即英云闪长岩(tonalite)—奥长花岗岩(trondhjemite)—花岗闪长岩(granodiorite)。TTG岩套的规模在太古宙最大,是早期陆壳的主体且在各地质历史时期均有发育。该岩石组合是岩石学定名,多数样品的地球化学特征相似:富Na,高Al2O3(平均15%),低Mg、Ni、Cr,富集LREE、亏损HREE、高Sr、低Y、低Yb且无明显的负Eu异常。其微量元素特征与Adakite(高锶低钇中酸性岩,"埃达克岩")类似。目前多数学者认同其为变玄武质岩石部分熔融后的熔体,主要争论在于其源岩的变质程度。笔者认为TTG岩套的源区不应局限于某个变质相,而是涵盖了较大的P—T范围。对于其形成环境的探讨,笔者认为应该以地球演化不同时期的地球动力学背景为前提,盲目地"将今论古"是不合理的。本文在总结前人研究成果的基础上提出3.8Ga之前的TTG岩套可能是在板块构造未启动的非俯冲条件下形成的;3.8~1.9Ga的TTG岩套产生在发育俯冲式板块构造且板块构造具有间歇式特点的背景下,此时可能既存在非俯冲环境下产出的TTG岩套也存在俯冲环境下产出的TTG岩套,而且其产出应该具有幕式特征;古元古代之后的TTG岩套可能无一例外均是俯冲板片熔融的产物。     

生物降解作用对烷基萘异构体分布的影响及其控制因素

在受到溢油污染的海滩上采集不同时间序列的石油样品,对芳烃组分烷基萘中的三甲基萘和四甲基萘各异构体的生物降解过程响应进行了详细分析。研究揭示,三甲基萘比四甲基萘更易被生物降解,其中1,2,7-三甲基萘、2,3,6-三甲基萘、2,3,6,7-四甲基萘、1,2,3,7-四甲基萘和1,3,5,7-四甲基萘等异构体具有相对较高的生物降解效率,与最近 Ostojié等利用理论模型计算所给出的降解序列十分一致,进一步证实了烷基萘在表生环境中的降解主要受控于异构体萘环上取代基的数量和位置。研究结果对于表生环境中萘系物类多环芳烃污染的生物修复评价具有重要指导意义。     

胶东新城金矿床控矿构造变形环境：显微构造和EBSD组构约束

新城金矿床是典型的"焦家式"破碎带蚀变岩型金矿,矿体形态和规模都严格受到断裂破碎带控制,是探讨复杂构造-流体耦合成矿系统控矿构造变形环境研究的理想选区。断裂破碎带中构造岩既是构造变形行为的载体,也是相应变形环境的受体。论文在新城金矿详细露头构造解析的基础上,系统采集该矿床控矿断裂破碎带定向构造岩样品,进行显微构造和EBSD组构分析。研究区构造岩显微构造特征主要表现为韧性变形和脆性变形。韧性变形有波状消光、带状消光、亚晶粒、动态重结晶、核幔构造、丝带构造、碎(残)斑系、扭折带、变形纹、机械双晶、蠕英结构、云母鱼等;脆性变形有书斜构造和显微裂隙等。长石(残)斑系、扭折带、变形纹、蠕英结构和石英颗粒边界迁移动态重结晶、丝带构造等矿物变形特征表明断裂带成矿前以高温韧性变形为主;石英波状消光、亚晶粒、亚颗粒旋转和膨凸动态重结晶、方解石机械双晶、长石显微裂隙充填物等矿物变形反映成矿期兼有中低温韧性变形和脆性变形;压剪性穿晶裂隙则反映出成矿后主要是低温脆性变形。根据差应力、应变测量和EBSD组构分析,将新城金矿床控矿构造变形环境可以分为3个构造期:成矿前在NW-SE向挤压作用下发生韧-脆性左行剪切变形,600~700℃,差应力61.37~111.09MPa,应变测量轴比a/c为2.295~3.978,动态重结晶石英颗粒边界分维值为1.466~1.599,反映矿区为高温中高压高应变带变形环境,应变速率较大;成矿期为NW-SE向逐渐NEE-SWW向转变的挤压作用,发生压剪性脆性变形,200~500℃,差应力65.91~135.68MPa,应变测量轴比a/c为1.403~2.204,动态重结晶石英颗粒边界分维值为1.321~1.378,反映矿区成矿期为中低温中高压低应变带变形环境,反应速率较小;成矿后在NWW-SEE向挤压作用下发生压剪变形,150~300℃,反映低温低压脆性变形环境。     

松嫩平原东部浅层地下水水化学特征及水质评价

针对松嫩平原东部浅层地下水环境特征及存在的问题,利用该区地下水水质检测数据进行了水化学特征分析,利用1983年、1993年、2003年及2012年四个时段的地下水水质资料进行了对比分析,水质出现了明显的变化,在此基础上采用支持向量机法进行了水质现状评价。结果表明:第四系潜水及承压水中Fe、Mn含量较高,总硬度最大值1321.12mg/L,溶解性总固体最大值2214.45mg/L,水化学类型均为矿化度不大于1.5g/L的HCO3-Ca型水。NO3-、NH4+、Cl-、SO42-的含量呈现逐年增加的趋势,同时也出现了原来没有的酚、Cr6+等有毒物质。潜水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水样点占总样本的12.03%,Ⅳ、Ⅴ类水占总样本的87.97%。承压水Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类水占总样本的10.83%,Ⅳ、Ⅴ类水占总样本的89.17%。该方法评价结果与综合指数法结果一致率达95%,因此,评价结果可为该区水资源管理提供科学指导。     

江西萍乐坳陷带西段早三叠世地层划分与对比及沉积环境分析

萍乡—宜春一带地处萍乐坳陷带西段,早三叠世地层广泛发育,长期以来对其地层单元划分、时代归属、分布范围、名称使用均不统一,给萍乐坳陷西段的研究工作带来诸多问题。笔者通过萍乐坳陷带西段萍乡—宜春一带1∶5万区域地质调查,首次系统地从岩石地层、生物地层方面对早三叠世地层进行了划分与对比,将该地区早三叠世地层自下而上划分为:殷坑组、青龙组、周冲村组,又将周冲村组进一步划分为四个段,并依据牙形石成果资料,将殷坑组、青龙组、周冲村组一段定为印度阶,周冲村组二段至四段定为奥伦尼克阶。同时根据岩性组合及沉积相特征对其沉积环境进行了分析,认为该地区早三叠世沉积环境为"台-坡-盆"古地貌结构的"陆缘海"。     

新疆哈拉奇地区泥盆纪层序地层学特征及沉积环境

通过对哈拉奇地区泥盆系岩石学特征、层序地层格架、岩石地球化学特征和沉积构造的研究,对研究区泥盆纪地层进行了层序地层划分和沉积环境的恢复。研究区泥盆系划分为4个三级层序,沉积物源区主要为被动大陆边缘的再旋回造山带物源区,研究区泥盆系为无障壁滨浅海沉积环境。构造运动和海平面升降系该区泥盆系三级层序及其内部体系域形成的主要控制因素。     

Preservation of diagenetic products of β-carotene in sedimentary rocks from the Lopare Basin (Bosnia and Herzegovina)

Sedimentary rocks from the saline formation of the Lopare Basin were investigated. Sediments contain a moderate amount of immature to marginally mature algal organic matter deposited under slightly reducing to anoxic and slightly saline to hypersaline conditions. Almost all of the samples contain β-carotane in a relatively high quantity, and in some, it represents the most abundant compound in the total distribution of hydrocarbons. The objective of the study was to determine the conditions that are favourable to precursors of β-carotene and/or the preservation of the carotenoid hydrocarbon skeleton. Moreover, the dominant transformation pathways of β-carotene under different redox and salinity conditions, which lead to the formation of aromatic carotenoids were defined.