锂同位素在环境地球化学研究中的新进展

锂的两个稳定同位素(6Li和7Li)相对质量差较大,因此易产生明显的同位素分馏。业已查明,自然界中δ7Li值的变化在-40‰和 50‰之间。其中较小的δ7Li值见于海相生物碳酸盐样品,较大的δ7Li值见于某些盐湖卤水以及有孔虫的样品。由于明显的同位素分馏和不同地质体中截然不同的δ7Li值,锂同位素应用十分广泛,且在壳-幔演化、陆壳风化、卤水和污染水体示踪等研究领域取得显著成效。     

Geothermal-type Lithium Resources in Southern Xizang, China

High-temperature geothermal water has abundant lithium (Li) resources, and research on the development and utilization of geothermal-type lithium resources around the world are increasing. The Qinghai–Tibetan Plateau contains huge geothermal resources; especially, Li-rich geothermal resources in southern Xizang, southwestern China, are widely developed. The Li-rich geothermal spots in Xizang are mainly distributed on both sides and to the south of the Yarlung Zangbo suture zone. Such resources are often found in the intensely active high-temperature Li-rich geothermal fields and, compared with other Li-rich geothermal fields around the world, the Li-rich geothermal fluid in the Xizang Plateau, southern Xizang is characterized by good quality: the highest reported Li concentration is up to 239 mg/L; the Mg/Li ratio is extremely low and ranges from 0.03 to 1.48 for most of the Li-rich geothermal fluid; the Li/TDS value is relatively high and ranges from 0.25–1.14% compared to Zhabuye Li-rich salt lake (0.19%) and Salar de Uyuni (Bolivia) (0.08–0.31%). Continuous discharge has been stable for at least several decades, and some of them reach industrial grades of salt lake brine (32.74 mg/L). In addition, elements such as boron (B), caesium (Cs), and rubidium (Rb) are rich and can be comprehensively utilized. Based on still-incomplete statistics, there are at least 16 large-scale Li-rich hot springs with lithium concentration of 20 mg/L or more. The total discharge of lithium metal is about 4300 tons per year, equivalent to 25,686 tons of lithium carbonate. Drilling data has shown that the depth is promising and there is a lack of volcanism (non-volcanic geothermal system). With a background of the partial-melting lower crust caused by the collision of the Indo-Asia continent and based on a comprehensive analysis of the tectonic background of southern Xizang and previous geological, geophysical, and geothermal research, deep molten magma seems to provide a stable heat source for the high-temperature Li-rich geothermal field. The Li-rich parent geothermal fluid rushes to the surface to form hot springs along the extensively developed tectonic fault zones in southern Xizang; some of the Li-rich fluid flows in to form Li-rich salt lakes. However, most of the Li-rich geothermal fluid is remitted to seasonal rivers and has not been effectively exploited, resulting in great waste. With the continuous advance of lithium extraction technologies in Li-rich geothermal fluid, the lithium resource in geothermal water is promising as a new geothermal type of mineral deposit, which can be effectively exploited. This is the first study to undertake a longitudinal analysis on the characteristics, distribution and scale, origin and utilization prospects of Li-rich geothermal resources in southern Xizang, research that will contribute to a deeper understanding of Li-rich geothermal resources in the area and attract attention to these resources in China.     

东亚地区降水离子成分时空分布及其特征分析

利用东亚酸沉降监测网(EANET)观测资料,对2001年东亚地区降水成分的时空分布特征进行了分析,通过与过去的观测进行对比,揭示东亚各地酸雨分布情况及降水化学特性差异,为东亚酸沉降长距离输送模式比较计划提供前期分析资料.分析结果表明:(1)东亚地区降水化学成分表现出明显的地域特征,滨海地区的日本降水含量中Na+、Cl-分别为219、208μmol·L-1居东亚地区之首,而中国西北地区Ca2+、NO-3、NH4+、SO24-、Mg2+、K+含量最高各为755、168、260、768、59.3、53.6 μmol·L-1;降水酸度主要受阳离子Ca2+、NH4+和阴离子SO24-、NO3-的影响.(2)东亚地区降水化学成分季节变化明显,除部分源自人为或工业排放源影响外(如北部地区冬季取暖),东亚地区气候呈季节变化也是影响的主要因子之一.春季沙尘源区沙尘、扬沙频繁,其上空存在较强的西风带,在天气系统冷锋影响下,沙尘粒子易随大风扬起而由锋前强烈抬升气流输送到对流层中层,在高空西风急流作用下输送到下游地区.(3)东亚地区酸雨区降水与以往主要以硫酸型酸雨为主的降水性质不同,除中国西南工业欠发达地区仍为硫酸型外,其他酸雨区均为硫酸和硝酸混合型.表征酸雨类型的特征参量[SO24-]/[NO3-]的比值在中国西南地区为3～5,东南和华南地区为0.5～3;其他各国均在0.5～3之间.     

离子色谱法测定土壤中有效氟

利用离子交换-电导检测离子色谱法对土壤中有效氟进行测定。选用30 mmol/L氢氧化钾溶液作为淋洗液,流速1.20 mL/min,准确测定有效态(可提取态)氟含量。方法加标回收率为95%~108%,精密度好,检出限低,操作简单,对环境无污染,适合于土壤污染状况的调查。     

硫化物吸附金属离子的实验研究──Ⅰ类型

合成ＰｂＳ、ＺｎＳ对金属离子Ａｇ＋、Ｃｕ（２＋）、Ｃｄ（２＋）、Ｚｎ（２＋）、Ｆｅ（２＋）、Ｍｎ（２＋）、Ｍｇ（２＋）、Ｓｂ（３＋）和Ｂｉ（３＋）的吸附等温线（５０℃）研究表明，其可分为Ａ、Ｂ、Ｃ三类：Ａ类，线性型，即吸附量随吸附离子浓度增加而呈线性上升，并表现出百分之百吸附，属于此类的吸附有ＰｂＳ对Ａｇ＋、Ｃｕ（２＋）离子吸附和ＺｎＳ对Ａｇ＋、Ｃｕ（２＋）、Ｃｄ（２＋）离子的吸附；Ｂ类，朗谬尔型，即随吸附离子的浓度增加，吸附量逐趋向一饱和值，属于此类的有ＰｂＳ对Ｆｅ（２＋）、Ｓｂ（３＋）、Ｂｉ（３＋）等离子及ＺｎＳ对Ｆｅ（２＋）、Ｍｎ（２＋）、Ｍｇ（２＋）等离子的吸附；Ｃ类，反朗谬尔型，即吸附量随吸附离子浓度增加而呈非线性增加。属此类吸附的有ＰｂＳ对Ｚｎ（２＋）、Ｃｄ（２＋）等离子的吸附。合成ＰｂＳ、ＺｎＳ对金属离子的吸附量与天然方铅矿和闪锌矿中微量元素含量可类比，这意味着吸附作用可能在硫化物矿物微量元素形成过程中起着重要的作用。     

花岗岩风化壳中Ce地球化学特征及其找矿意义——以滇西岔河离子吸附型稀土矿床为例

近年来,临沧花岗岩体风化壳内离子吸附型稀土(IREE)矿床的找矿勘查取得重要进展,岔河IREE矿床是该区新发现的中大型矿床之一,为IREE矿床成矿预测提供了研究实例.文章对岔河IREE矿床11个探矿工程风化剖面样品和1370件土壤地球化学样品的稀土元素,以及Ce异常分布、迁移及富集等表生地球化学特征和规律进行研究,结合前人研究成果总结出该区找矿模型,实施工程验证并取得了找矿发现.研究表明,风化花岗岩稀土元素配分模式与母岩相似,风化过程中REE发生淋滤、富集作用(全风化层富集程度最高),LREE和HREE发生了分异作用(LREE分异程度相对较高).在风化过程中,Ce异常与稀土元素氧化物总量(ΣREO)呈负相关,且Ce异常存在明显的分异作用,如风化剖面中黏土层Ce正异常(1.69)与全风化层上部Ce负异常(0.75)数值具有明显差异,为Ce异常用于IREE矿床成矿预测成为可能(见矿率达90％).该研究不仅能定位、定量的圈定IREE矿床成矿预测区,而且完善了IREE矿床找矿模型,具有重要的推广和应用价值.     

Eu3+水合离子在纳米二氧化硅表面的吸附与结构

采用发射光谱研究了不同pH和不同Eu初始浓度条件下,Eu在纳米二氧化硅-水界面的吸附特征。研究发现,当pH低时,Eu在纳米二氧化硅表面的吸附很少,随着pH的增加,Eu在纳米二氧化硅表面的吸附急剧增加,当出〉6时,几乎所有Eu都被吸附。研究同时表明,吸附在纳米二氧化硅与水界面的Eu离子种类也取决于pH值：当pH〈5时,吸附的Eu主要为Eu^3＋水合离子,当pH〉5时,吸附的Eu主要为Eu（CO3）^＋,甚至Eu（CO3）2^-离子。吸附的机理除了静电吸引外,更重要的是这些离子与纳米二氧化硅表面形成化学键,即表面化学吸附。     

羟基磷灰石吸附水溶液中Cd~(2 )的影响因素的研究

对羟基磷灰石 (Hap)固定水溶性Cd2 的影响因素进行了较为系统的实验研究。实验表明 :去除率与Cd2 初始浓度呈负相关 ,在Cd2 初始浓度 <10mg/L时 ,与作用时间、pH值、Hap用量呈正相关 ,温度对去除率的影响较小。通过正交实验确定了最佳吸附条件 :Hap用量为 5g/L ,pH值为 6 ,作用时间 5min。     

江西龙源坝地区花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿成矿条件与分布特征

对龙源坝地区南西部山间小盆地周围的花岗岩风化壳进行踏勘调查发现,区内山形地势受燕山期NE向良伞寨断裂带和喜山期新构造的双重影响,盆地周缘多为低缓山丘,风化壳厚度大,壳层结构发育完整,是离子型稀土矿理想的赋存场所。基岩岩性主要为燕山早期粗中粒似斑状黑云母花岗岩,次为燕山晚期细粒二云母花岗岩、煌斑岩,是离子型稀土矿的成矿物质来源。研究区处于赣南粤北(稀土矿)成矿亚区,属亚热带气候,温热多雨,利于离子型稀土矿的形成。认为该区具有探寻中―小型花岗岩风化壳离子吸附型稀土矿的找矿潜力。     

珠江流域的化学侵蚀

是流域化学侵蚀过程的主要输出物质。在珠江的马口站、河口站两个断面进行了一个完整水文年(包括4个水文季节)的采样,用容量法对78组样品进行了含量分析。结果表明,珠江径流的含量在一个水文年中发生约36%的变化,汛期含量大于枯水期含量。径流含量与悬浮物含量之间存在相同的变化趋势。在同一水文季节,西江马口站断面径流含量较为均一,而北江河口站断面各采样点的含量相差较大。西江和北江流域侵蚀通量分别为1103×103mol/km2·a和1289×103mol/km2·a。影响珠江流域侵蚀通量的主要因素是流域内碳酸盐岩的出露面积和径流深度过度的土地开垦和酸雨等现代环境问题也是造成流域化学侵蚀强度增加的主要原因。