利用碳酸盐岩的Fe/Mn比值恢复海洋的氧化还原状态

碳酸盐岩的Fe/Mn元素比值,作为一项新的地球化学指标,可以用于恢复海洋的氧化还原状态.在氧化条件下,Fe3+和Mn4+均不可溶,因此氧化海水中的溶解Fe和Mn的含量均很低.Fe3+和Mn4+在还原条件下可以被细菌还原为可溶的Fe2+和Mn2+,而氧化还原电位的计算表明,Mn4+的还原要早于Fe3+的还原,因此细菌的Mn还原过程发生在沉积物的更浅层.可溶的Fe2+和Mn2+向上扩散到海水中,替代碳酸盐岩晶格里的Ca2+,因此碳酸盐岩晶格中的Fe2+和Mn2+的含量受控于来自沉积物孔隙水的扩散,而后者又与水岩界面的氧化还原状态相关.因此可以预测,随着海水变得逐渐缺氧,碳酸盐岩中的Fe/Mn比值会逐渐增高.为了验证这一假说,我们分析了中元古代高于庄组白云岩的Fe/Mn比值.研究发现,几乎所有的样品的Fe/Mn比值介于20~30之间,显著高于泥盆纪末期深水碳酸盐岩和浅水台地碳酸盐岩的Fe/Mn比值.高于庄组碳酸盐岩高的Fe/Mn比值一方面可能指示了中元古代低的大气氧气浓度和海洋的广泛缺氧,也可能反映了白云岩形成于缺氧的沉积物空隙水里.     

卢旺达Gatumba地区花岗伟晶岩的地质、地球化学特征及其成因研究综述

Gatumba花岗伟晶岩矿区位于卢旺达西部,在约150 km2的范围内出露130多条大型伟晶岩脉,它是卢旺达目前最重要的稀有金属矿产地.该地区的花岗伟晶岩具有完整的区域分带,从内到外(以Gitarama岩基为中心)依次为:黑云母伟晶岩、二云母伟晶岩、白云母伟晶岩及矿化伟晶岩,其中矿化伟晶岩属于LCT(Lithium-Caesium-Tantalum)型伟晶岩.从区域上看,这些花岗伟晶岩与强过铝质的G4花岗岩(Generation 4th,时代约为986±10 Ma)在时空上密切相关,其形成时代约为950~980 Ma,普遍认为G4花岗岩是Gatumba地区花岗伟晶岩的母岩.不同分带伟晶岩中的单矿物(如:黑云母、钾长石、电气石)化学成分分析的结果显示,从靠近岩体的贫矿伟晶岩到远端的矿化伟晶岩呈现出一种岩浆连续分离结晶演化的趋势.此外,利用瑞利分离结晶模型进行岩浆演化过程模拟的结果表明(以G4花岗岩为起始点),从黑云母伟晶岩到矿化伟晶岩演化程度越来越高,它们分别代表G4花岗岩母岩浆发生0~69%(F=0~69)、69%~92%(F=69~92)、92%~98%(F=92~98)及98%(F≥98)分离结晶作用的产物.综合现有认识可知,花岗岩结晶分异成因模式是Gatumba地区花岗伟晶岩出现不同区域分带的最合理解释.     

西北地区东部5级以上地震序列统计研究

对1970年1月至2012年12月西北地区东部51次5级以上地震序列进行统计研究,其中走滑型占58.8%,逆断和逆冲型占19.6%,正断型占11.8%。在相同破裂类型和序列类型下,主震与最大余震的震级关系线性较好,主震与最大余震时间间隔之间的线性关系较差。走滑型和逆断型地震的60%以上主震后1天内发生最大余震,正断型地震中16.7%主震后1天内发生最大余震。若序列不属双震多震类型,分析最大余震时,可利用经验公式ΔM=1.54×M-6.53。     

区域化探异常评价标志（以金矿床为例）

以金矿为例探讨了区域化探异常评价标志,提出筛选评价主要准则是异常面积、强度和元素组合。收集了中国金矿不同比例尺的区域化探成果８０个、水系沉积物测量成果５２个、土壤测量成果４６个,提出一个有经济价值金矿异常面积为：１：５万〉２ｋｍ＾２,１：１万～１：２．５万〉０．２ｋｍ＾２。认为金异常强弱不影响找矿,但必须有浓集中心才能找到矿。同时提出Ａｕ矿元素组合主要为Ａｕ、Ａｓ、Ｓｂ、Ａｇ、Ｐｂ,其次为Ｃｕ、Ｈｇ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｂｉ、Ｗ、Ｃｄ、Ｓｎ。金元素浓度分带,元素套合关系是判别金矿剥蚀程度的主要标志。     

茶尖岭矿区M28异常分布区银多金属矿源条件浅析

茶尖岭矿区M28异常分布区银多金属矿的形成与燕山期中酸性浅成岩浆岩有空间、成因联系,属于浅成热液矿床中的矽卡岩型成因。银多金属的成矿是热液活动、构造作用的产物,根据地层中元素的初始含量及矿源岩来阐明该异常分布区银多金属矿源条件。初步分析认为,板岩类及闪长玢岩为M28异常分布区的矿源岩,该异常分布区地层中银多金属元素的初始含量较高,该异常分布区银多金属成矿的矿源条件比较好。     

泥河湾层的研究现状和展望

泥河湾层是我国北方著名的第四纪河湖相地层,它以巨厚的沉积、丰富的哺乳动物化石和人类遗存为世人所瞩目.经过几代人近80年的努力,泥河湾层在地层学、古生物学、沉积学、古地理学和古人类学等方面的研究上都取得了丰硕的成果,被誉为我国研究程度最高的第四纪地层之一.近年来,随着第四纪学科的发展和全球变化研究的深入,加大泥河湾层研究力度,提高"泥河湾层”研究水平的呼声日趋高涨.预计在新的世纪,泥河湾层研究将成为我国第四纪工作的热点,它将对第四纪科学和全球变化研究做出重大的贡献.     

华北平原高氟地下水中稀土元素分布和分异特征

高氟地下水是世界各国研究者广泛关注的重大环境问题。尽管对高氟地下水的化学特征、形成机理和扩散机制等已有不少研究,但其稀土元素(REE)的含量和分异特征以及这些特征能否反映高氟地下水的形成和分布尚不清楚,这在一定程度上限制了REE在高氟地下水中的运用。本研究以地下水氟离子异常严重地区——华北平原为研究区,沿地下水流向采集浅层和深层地下水样,研究分析了水中氟离子和REE的地球化学特征。浓度分析结果表明地下水氟离子浓度介于0.28 mg/L和9.33 mg/L之间,其中55%超出我国饮用水标准规定值1.0 mg/L;PHREEQC计算结果反映地下水中氟以NaF、CaF⁺、MgF⁺和自由态F^-形式存在,其中自由态F^-含量占主导(85.42%99.39%);高氟地下水主要分布于中部冲积湖积平原以及东部冲积海积平原,60%高氟地下水样分布在180 m深度以下;水化学图件分析结果指示浅层高氟地下水的形成主要受蒸发浓缩作用的控制,而深层高氟地下水是水岩相互作用下的矿物溶解和离子竞争吸附共同作用的结果。研究区地下水REE含量处于pmol/L至nmol/L级别,PHREEQC模拟计算结果表明REE主要以碳酸络合物( {\mathrm{REECO}}_3^{+}和$REE(CO_{3})_{2}^{-})$的形式存在,与氟离子络合的稀土元素(REEF²⁺和 {\mathrm{REEF}}_2^{+})占01.18%;上陆壳(UCC)标准化结果显示,所有地下水均呈重REE(HREE)和中REE(MREE)相对于轻REE(LREE)富集的模式,且具有显著Ce负异常(0.11* = Ce_UCC/(La_UCC×Pr_UCC)^0.5<2.29)特性;地下水富HREE主要归因于HREE比LREE优先与碳酸根络合,并且形成更加稳定的碳酸络合物。沿地下水流向,深层地下水中总REE含量与地下水中氟浓度均呈现不断上升的变化趋势,同时高氟地下水比低氟地下水更易富集重稀土元素,说明稀土元素对深层含水层富氟行为具有一定的指示作用。     

贵州黑色岩系金-铂族元素地球化学特征及成因分析

为探讨贵州下寒武统黑色岩系中铂族元素物质来源及钼-镍、钒多金属形成的沉积环境与成矿作用,在钼-镍、钒多金属层及其顶底页岩、底部硅质岩中采集样品测试分析。通过对样品中金、铂族元素含量(质量分数)及其地球化学特征值研究,结果表明：黑色岩系中金及铂族元素含量显示协同变化特征;Pd富集,Ru、Ir亏损明显,Pt、Rh、Os基本持平或略有变化;样品的原始地幔标准值标准化模式配分曲线从Os、Ru、Rh、Ir、Pt到Pd大致呈“W”型,配分曲线略呈左倾,总体上呈现w(Pd)>w(Pt)>w(Os)>w(Rh)>w(Ru)>w(Ir)的变化关系;黑色岩系铂族元素来源与正常海水及海底热水喷流作用关系密切,地外来源可能性极小;黑色岩系钼-镍、钒多金属层中铂族元素的富集存在单独成矿作用或成矿作用的叠加,而且在钒多金属层内局部存在分层或条带分异。     

龙门山地区磷矿开采和加工过程中放射性环境问题探讨

磷矿开发利用在促进了工农业的发展同时,与之伴随的环境污染问题日趋突出。由于大多数磷矿都伴有高含量的放射性铀、钍等元素,通过加工,会转移至磷肥及副产品中,通过施肥、淋滤、风化、氧化等作用进入环境中,不仅会导致土壤环境中放射性元素含量增加,而且可以通过食物链转移至人体,导致公众内照射剂量增加。     

我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题

作为一种重要的国家战略资源,砂岩型铀矿床是当今世界上最重要的铀矿床类型之一。本文详细地介绍了砂岩型铀矿在国内外的分布特征及占比情况,并对外生地质作用矿床类型中表生流体作用形成的层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床进行了讨论,发现层间渗透砂岩型铀矿床在外表颜色、矿物组合以及地球化学等方面均具有明显的氧化-还原分带现象,此外,矿床内部还具有细菌分带现象。颜色分带在氧化带、氧化-还原过渡带以及还原带之间具有明显不同的特征;矿物组合在不同分带之间各不相同;地球化学分带表现为U、TOC含量以及Fe~(2+)/Fe~(3+)、Th/U比值在各分带之间差异较大。此外,硫酸盐还原菌、硫杆菌、铁细菌及硝化菌等细菌在不同分带之间的数量相差悬殊,而且硫酸盐还原菌数量与TOC呈明显正相关性。通过矿化带内的碳、硫同位素分析,发现硫酸盐还原菌参与了成矿过程,推测其可能是导致碳、硫同位素分馏的主要因素。总体来看,颜色分带、矿物分带、地球化学分带以及细菌分带均与氧化-还原分带呈耦合关系。本文通过总结层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床的成矿模式和当前分带研究中存在的问题,提出了由细菌、地球化学反应参与的砂岩型铀矿床成矿机理,以及未来亟需解决的若干关键科学问题。典型砂岩型铀矿床的分带现象在物、化、探、遥等领域的异常响应对寻找砂岩型铀矿床具有重要的指导意义。