地下水曝气-砂滤处理产生的废弃石英砂中铁砷含量与形态分布

高铁高砷地下水严重威胁饮水质量,曝气-砂滤法因处理效果好且成本低在农村地区得到广泛应用。砂滤过程石英砂表面富集铁和砷后需定期更换,然而废弃石英砂堆置具有砷释放风险。本文以江汉平原某水厂砂滤池废弃石英砂为研究对象,采用激光剥蚀-等离子体质谱(LA-ICP-MS)、拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)和分步化学提取等手段,研究了砂样中的Fe和As含量及形态分布。结果表明,砂粒表面形成了一层厚度为20100 μm的高铁砷薄层,薄层内部Fe和As含量显著高于两侧,Fe和As分布高度相关(R²=0.985)。砂样表面铁矿物以无定型/弱结晶型为主,同时检出赤铁矿和臭葱石等矿物。砂样中Fe和As总含量分别为20.1 mg/g和53.4 μg/g。砂样表面铁主要以易溶解态、碳酸盐结合态和易还原态为主,As主要吸附在铁矿物上。研究区降雨充沛,当废弃石英砂遭遇雨水冲刷或淹没时,可能导致铁砷薄层中As解吸或随Fe矿物还原溶解而释放。     

蒸发岩非传统稳定同位素研究综述

蒸发岩是海水/卤水蒸发浓缩的产物,不同的水化学环境下析出的蒸发岩类型不同,其在不同的地质历史时期都有分布,是重要的古海水和古环境记录载体。蒸发岩研究的主要问题包括:蒸发岩的物质来源、形成时代、蒸发盆地和卤水的演化历史、蒸发岩矿物所记录的环境变化。一些矿物、元素及同位素指标可用于解决这些问题,其中稳定同位素对于示踪蒸发岩的物质来源与形成过程具有不可替代的作用。近20年来,非传统稳定同位素地球化学获得快速发展,并在蒸发岩研究中获得成功应用,这些同位素体系包括阴离子元素B、Cl和Br,以及阳离子元素Mg、K和Ca。本文综述了多个非传统稳定同位素在蒸发岩领域的研究,主要包括:蒸发岩矿物与溶液之间的同位素分馏系数、蒸发岩的同位素信息重建古海水同位素组成及示踪蒸发岩成因和时代等。     

第四纪黄土物源的时空差异研究现状及展望*

黄土物源研究对揭示第四纪以来东亚大气环流格局的演化和构造—气候之间的相互作用具有重要意义。目前已应用多种物源示踪方法对黄土物源开展了大量研究,但对黄土物源时空差异规律及其动力学机制尚未取得较为一致的认识。在综合分析黄土物源研究现状的基础上,重点从影响⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值组成及单颗粒碎屑锆石U-Pb年龄谱构成的因素角度,分析了第四纪黄土的物源及可能变化,获得以下认识: (1)第四纪黄土沉积物的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值变化幅度可达0.002 580~0.004 949,远远超出实验室分析测试误差(<0.000 018)或由Sr同位素衰变带来的影响(2.6 Ma时段小于0.000 026,1个冰期旋回小于0.000 001); ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值亦发生了较显著变化(0.000 095~0.000 240),其变化幅度远大于实验室的分析测试误差(<0.000 010)及衰变导致的 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值(<0.000 013)变化。因此,在黄土中检测到的Sr-Nd同位素组成的变化应具有较明确的地质意义。(2)第四纪黄土沉积物中无论全岩还是主要粒径组分的⁸⁷Sr/⁸⁶Sr值和 ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd 值的变化都与气候代用指标变化不同步,难以从气候变化角度进行解释,可能更多地反映了源区的变化。(3)与Sr-Nd同位素示踪体系相比,单矿物或单颗粒的物源示踪体系对物源区变化的响应更为敏感,在追踪第四纪黄土沉积物源区时空差异方面具有较明显的优势。(4)基于碎屑锆石U-Pb年龄谱对黄土物源的有限研究揭示黄土高原的黄土在地质历史时期可能发生了原始物源区显著的时空分异,特别是不同剖面都反映出了1.2 Ma前后黄土主要源区的变化,表明通过锆石U-Pb年龄谱研究黄土物源时空差异规律具有揭示岩石圈、大气圈、水圈耦合作用过程及历史的巨大潜力。     

克拉玛依油田二厂八区套管破损机制研究

克拉玛依油田二厂八区井区经过长期开采出现了大量的套管破损问题。对套管破损位置进行总结归纳发现,套管破损主要存在于白垩系吐谷鲁群、侏罗系齐古组、二叠系乌尔禾组等地层中。对研究区连井进行地层对比、地震数据体进行波阻抗反演和砂体分析,发现研究区内白垩系吐谷鲁群和侏罗系齐古组的砂体十分发育,广泛存在于整套地层中。砂体中流体的渗流作用对套管的腐蚀为套管破损的主要因素。泥岩吸水蠕变膨胀、油层出砂和固井质量不合格为套管破损的其他因素。     

洞庭湖砂纹淤泥质土固结过程微观结构变化

砂纹淤泥质土是一种特殊的夹有微薄层粉细砂的洞庭湖湖相沉积软土,具有独特的薄砂层构造。该软土固结过程中的微观结构变化,对解释宏观的工程现象、揭示土体变形的本质和采取合理的地基处理措施具有重要意义。本文利用X射线微区衍射试验和扫描电子显微镜试验,研究洞庭湖砂纹淤泥质土的矿物成分和微观结构,同时结合固结试验探讨砂纹淤泥质土微观孔隙与结构单元体参数变化特征。研究结果表明:洞庭湖砂纹淤泥质土主要矿物成分为绿泥石、白云母和石英,微观结构为片状或板状聚体结构;随着固结压力增加,等效粒径增长呈先快速后放缓的规律,结构单元体形态参数则先增大后减小;砂纹淤泥质土压缩系数与竖直切面结构单元体定向概率熵呈明显负相关关系。     

白云岩喀斯特侵蚀坡地的~(137)Cs法研究

在黔南峰丛洼地区林间白云岩坡地应用137Cs法研究土壤侵蚀。4个坡面采样样方的137Cs面积浓度都低于137Cs本底值浓度;表土样137Cs浓度随着坡长增加而增大,全样137Cs面积浓度的顺坡变化呈逐步下降趋势;应用137Cs农耕地侵蚀模型计算获得样点土壤侵蚀量后,加以坡长加权平均计算获得的坡长权重土壤位移量为2.045 t/(km2·a)。同时在坡脚的土壤分层剖面中的137Cs浓度峰值在土壤次表层出现,随着深度增加呈指数递减变化,属于未受耕作扰动的无侵蚀非农耕地,但表层含有相对低浓度137Cs是坡面侵蚀泥沙的搬运堆积结果,估算距1963年以来侵蚀泥沙年平均堆积厚度为0.0682~0.1364 cm/a。坡地土壤侵蚀速率远小于以往贵州喀斯特地区典型喀斯特小流域和坡地的观测结果,但坡脚泥沙堆积速率远大于坡地土壤侵蚀速率。表明季节性暴雨、坡面降雨汇流和耕作侵蚀等侵蚀作用使喀斯特坡地土壤颗粒出现微距离位移,长期则在坡脚出现显著的侵蚀泥沙堆积。     

江苏宁芜北段自然重砂异常特征及其对铜金矿的响应

宁芜火山岩盆地是长江中下游成矿带中重要的铁、硫、铜、金成矿区。基于宁芜北段自然重砂建库数据,通过ZSAPS2.0软件GIS平台,选择与火山热液充填型铜金矿相关的特征矿物,圈定了自然重砂组合异常。通过自然重砂组合异常特征发现,铜矿物(黄铜矿、斑铜矿、蓝铜矿、辉铜矿、孔雀石)、自然金、黄铁矿、重晶石等重矿物组合对火山热液充填型铜金矿响应明显。在组合异常的基础上,圈定自然重砂综合异常,以成矿地质条件、与已知矿床的对应关系、异常强度、异常规模、重砂异常套合程度等为指标,对综合异常进行评价,从而为宁芜火山岩盆地北段铜金矿找矿远景区的划定提供依据。     

豫西南矿集区锡石重砂异常及其找矿指示

通过对河南省1∶20万自然重砂数据库的重新处理,在豫西南矿集区圈定了11处锡石自然重砂异常,集中分布于卢氏县官坡—兰草、卢氏县冯家岭和嵩县车村—木植街3个地区。通过锡石异常特征分析,并采用聚类分析方法对这3个异常区带中的自然重砂矿物组合进行分类,探讨了与锡石相关矿物组合的成因,认为它们分别形成于花岗伟晶岩、锡石硫化物脉和锡石—石英脉型矿化。结合异常区地质矿产背景及锡化探异常讨论了3个锡石异常带锡矿的找矿前景和找矿方向,对豫西南矿集区锡矿的找矿勘查具有一定的指导意义。     

卡林型金矿自然重砂特征及其找矿意义——以黔西南地区为例

黔西南地区是中国西南低温成矿域中卡林型金矿最重要的矿化集中区,由于该地区金的粒径极小,难以构成自然重砂异常,故不能直接运用自然金矿物来指示寻找黔西南的卡林型金矿。在贵州省矿产资源潜力评价项目的工作过程中,对黔西南地区的自然重砂矿物特征进行了较为系统的研究,发现采用细粒黄铁矿(载金矿物)、砷矿物(伴生矿物)、锑矿物和汞矿物的自然重砂组(综)合异常对寻找黔西南地区的卡林型金矿具有一定的指导作用和找矿意义。     

铬铁矿自然重砂组合特征及其找矿意义

为探究与基性—超基性岩有关的铬铁矿床所体现的重砂矿物类型及其组合特征,在西藏、新疆、甘肃、青海、内蒙古、河北和陕西7个省(自治区)共选择14个典型铬铁矿床(点),对所响应的自然重砂矿物进行统计。研究表明,这些矿床(点)中所响应的矿物主要为铬铁矿及铬尖晶石,计算出所涉及重砂矿物的报出频数及报出率,并通过图解直观地表现出与基性—超基性岩有关的铬铁矿床的自然重砂矿物组合,为与基性—超基性岩有关的铬铁矿找矿勘查提供了重要的矿物学依据。