中太平洋地区两个铁锰结壳的生长幕研究

通过对3块中太平洋铁锰结壳样品进行的生物地层学及其结构构造、元素地球化学剖面的综合研究发现,铁锰结壳的生长主要集中于两个形成环境存在差异分别由不同因素控制的形成阶段,一个是约25Ma以来其形成环境氧化程度由南极底层流(AABW)控制的对应于结壳新壳层的生长幕,另一个是渐新世之前其形成环境氧化程度由环赤道表中层洋流和高密度温盐表层水下沉控制的对应于结壳老壳层的生长幕,而在早、中渐新世处于两种环境的转换期,也正好是海退期、大洋低生产力期、低CCD和生物碳酸盐低产率期,形成结壳生长的主要生长间断。该研究成果对于进一步了解太平洋的古海洋、古环境演变有一定意义。     

西太平洋海底海山富钴结壳惰性气体同位素组成及其来源

采用高真空气体质谱系统测定了西太平洋麦哲伦海山富钴结壳不同层圈及其基岩的惰性气体丰度和同位素组成,结果显示:(1)西太平洋富钴结壳主要是水成成因,其中惰性气体来源不同,He 绝大多数来自宇宙尘(IDPs),少量来自陆源风成微粒;Ar 主要来自海水溶解的大气,少量来自陆源风成微粒或沉积岩建造水;Ne 和 Xe 主要来自海水中溶解大气, 少量来自宇宙尘;(2)在具三层结构的结壳中,亮煤层(致密层)的惰性气体同位素相对外层和疏松层有较大的不同,显示大洋磷酸岩化对早期沉积的结壳惰性气体组成有较大的影响,如导致~4He 的升高和~3He/~4He 的显著降低;(3)太平洋富钴结壳玄武岩基岩的~3He/~4He 非常低,为0.0095～0.074Ra,与本区磷块岩基岩(0.087Ra)相似,而远低于正常海底玄武岩的~3He/~4He 比值,显示这些基岩曾与富含放射性成因~4He 和 P 的上升洋流或沉积物中建造水发生过水/岩反应,这个过程将释放出较多的成矿元素,有利于富钴结壳的形成,海底海山玄武岩中较低的 He 同位素组成可作为富钴结壳的找矿标志之一。     

太平洋海山富钴结壳铂族元素（PGE）和Os同位素地球化学及其成因意义

本文分析了中西太平洋海山富钴结壳及其各主要层圈(外层、疏松层、亮煤层)和玄武岩基岩的铂族元素(PGE)和Au含量以及Os同位素组成,发现富钴结壳中PGE和Au含量均较高,且变化很大,∑PGE为(70.09～629.26)×10-9,平均289.48×10-9,Au为(0.60～26900)×10-9.具三层结构的富钴结壳中,疏松层(∑PGE=(339.37～545.82)×10-9)和亮煤层(∑PGE=(280.09～629.26)×10-9)的∑PGE明显高于外层((70.09～133.27)×10-9.单层结壳的∑PGE为(83.94～479.75)×10-9,Au含量普遍高于具三层结构者.结壳的∑PGE和Au含量远高于太平洋多金属结核(分别为(101.57～155.83)×10-9和(1～4)×10.沉积深度和海水氧逸度的不同是导致结壳和结核中PGE含量明显差异的主导因素.富钴结壳∑PGE和Pt与Mn(%)之间呈明显的正相关关系,而与Fe(%)具负相关性,与多金属结核正好相反,显示结壳中的PGE主要赋存在水羟锰矿(8-MnO2)等锰矿物相中,与针铁矿(FeOOH·nH2O)等铁矿物相关系不大,而结核中的PGE主要赋存在铁矿物相中.PGE球粒陨石标准化曲线和各项参数显示富钴结壳的PGE和Au主要来自海底玄武岩的蚀变释放,部分来自铁陨石微粒等地外物质,而与海底热水活动无关.计算显示西太平洋结壳距今42.5 Ma左右开始生长,生长过程中分别在8.OMa和21.8Ma处出现间断,相应形成外层、疏松层和亮煤层,其各自沉积速率为2.64 mm/Ma,1.45 mm/Ma和1.06 mm/Ma,相应海水的187Os/188Os分别为0.948～0.953,0.599～0.673和0.425～0.536,显示外层含有较多的大陆风化尘,而疏松层和亮煤层的沉积物主要来自海底洋壳蚀变和陨石碎屑或宇宙尘等地外物质.     

上杭县铁东水库铁锰超标的地球化学作用机理及防治建议

在野外调查及采样分析的基础上,通过综合研究已有资料,对上杭县旧县镇铁东水库中的铁锰质超标原因进行了分析,认为水库中由于残留的有机质与库区内软锰矿层、黄铁矿化岩石在水介质的参与下,发生氧化-还原反应和酸碱反应等一系列现代地球化学作用,形成了一个酸性递增、铁锰离子加快析出的递进的地球化学过程,从而导致水库水中铁锰质超标。     

冷水坑银矿田成矿条件及矿床特征

冷水坑中生代陆相火山-次火山岩型银矿田的成矿地质条件,着重论述矿田层控叠加型、斑岩型矿床的分布规律、物质组分、矿化分带等基本地质特征。     

滇西沘江流域水体中重金属元素的地球化学特征

通过测定流经兰坪金顸铅锌矿区的沘江水体中Pb、Zn、Cd、As的含量和底泥中重金属元素的化学形态的含量,分析了重金属元素的分布和化学形态的变化。结果表明,沘江水遭到了Cd污染,底泥已经成为重金属元素的蓄积库,以国家土壤环境质量标准（Ⅲ级）衡量,Pb、Zn、Cd和舡分别超标3．4倍、15．8倍、106倍和2．6倍。沘江水中重金属元素含量的峰值在矿山附近的下游,而底泥中重金属元素的峰值在矿山下游30-50km的地方,矿业活动、水流变缓、pH等水体环境条件的变化都能影响水和底泥中重金属元素的含量。底泥中的Pb以碳酸盐结合态为主,Zn和Cd以铁锰氧化物结合态为主,而As以残渣态为主。Pb、Cd、Zn三种元素的环境有效态含量比较高,对沘江流域生态环境具有潜在的巨大的危害。     

麦哲伦戈沃罗夫盖特平顶海山钴结壳资源评价

为能科学、快速量化地圈定出大洋海山钴结壳优质矿区,笔者基于国际海底管理局提出的矿区选取模型,利用我国西太平洋海山钴结壳资源调查的公开的拖网采样资料,综合钴结壳的分布规律和证据权法所得海山钴结壳资源预测后验概率图,将西太平洋麦哲伦海山区戈沃罗夫盖特平顶海山圈定为钴结壳资源前景较好的远景区,并采用人机交互式的矿区圈定方法圈定出符合国际海底管理局规章要求的7个群组共100个钴结壳矿块。据此估算出戈沃罗夫盖特平顶海山湿结壳资源量为69 487.6×10⁴ t;圈定的100个矿块主要分布在2 000~3 000 m斜坡上,湿结壳资源量为14 092×10⁴ t,干结壳资源量为9 789.35×10⁴ t;锰金属量为1 961.3×10⁴ t,铜金属量为10.17×10⁴ t,钴金属量为54.06×10⁴ t,镍金属量为34.87×10⁴ t。这些数据表明,戈沃罗夫盖特平顶海山规模较大,钴结壳资源前景潜力大,可作为钴结壳深入调查和矿区申请备选海山。     

碲的地球化学与碲资源研究现状

碲是战略性关键矿产。碲独特的地球化学性质,使碲元素及其同位素有望为多种地球化学和宇宙化学过程提供重要信息。本文综述了碲的物理和化学性质、碲矿物学、各储库碲含量、陆地和海洋碲资源以及碲同位素地球化学等方面的研究现状。地壳中碲丰度很低,但碲矿物数量多,主要为自然碲、碲化物、碲硫(硒)化物、碲氧化物和含氧盐。碲在大洋结核和结壳、陆地富碲矿床及富有机质沉积物中含量较高。浅成低温热液矿床、造山型金矿、火山成因块状硫化物矿床等热液成因矿床和岩浆铜镍铂族硫化物矿床是重要的陆地富碲矿床类型。大洋结核和结壳中的碲达到了碲矿床的富集程度,且蕴含的碲资源量远超过陆地碲资源量。与球粒陨石相比,地球物质也存在显著的碲同位素分馏,碲同位素地球化学在陆地和海洋碲资源研究中已得到初步应用。     

铁锰氧化物在污染土壤修复中的作用

矿物学在环境科学中的应用将是21世纪矿物学研究的一个主要方面。土壤污染作为一个制约人类社会可持续发展的基本问题正受到日益广泛的关注，污染土壤的修复已成为环境科学研究的一个重点。污染土壤的修复技术主要有物理、化学、生物等方法，但是，它们都不同程度地存在着缺陷。众所周知，铁和锰是自然界中少数但常见的变价元素。含有变价元素和带有表面电荷的铁锰氧化物具有良好的表面活性，不仅对有毒有害的无机污染物具有良好的净化功能，而且对土壤中有机污染物具有氧化降解作用。利用这些矿物来修复污染土壤，具有成本低、无二次污染等优点，体现出天然净化作用的特色，展现出广阔的环境矿物学应用前景。