Geochemistry of trace and rare earth elements during weathering of black shale profiles in Northeast Chongqing,Southwestern China: Their mobilization,redistribution, and fractionation

In this study, the mobilization, redistribution, and fractionation of trace and rare earth elements (REE) during chemical weathering in mid-ridge (A), near mountaintop (B), and valley (C) profiles (weak, weak to moderate, and moderate to intense chemical weathering stage, respectively), are characterized. Among the trace elements, U and V were depleted in the regolith in all three profiles, Sr, Nb, Ta, Zr, and Hf displayed slight gains or losses, and Th, Rb, Cs, and Sc remained immobile. Mn, Ba, Zn, Cu, and Cr were enriched at the regolith in profiles A and B, but depleted in profile C. Mn, Pb, and Co were also depleted in the saprock and fractured shale zones in profiles A and B and enriched in profile C. REEs were enriched in the regolith and depleted at the saprock zone in profiles A and B and depleted along profile C. Mobility of trace and REEs increased with increasing weathering intensity. Normalized REE patterns based on the parent shale revealed light REE (LREE) enrichment, middle REE (MREE), and heavy REE (HREE) depletion patterns. LREEs were less mobile compared with MREEs and HREEs, and this differentiation increased with increasing weathering degree. Positive Ce anomalies were higher in profile C than in profiles A and B. The Ce fractionated from other REE showed that Ce changed from trivalent to tetravalent (as CeO₂) under oxidizing conditions. Minimal REE fractionation was observed in the saprock zone in profiles A and B. In contrast, more intense weathering in profile C resulted in preferential retention of LREE (especially Ce), leading to considerable LREE/MREE and LREE/HREE fractionation. (La/Yb)_N and (La/Sm)_N ratios displayed maximum values in the saprock zone within low pH values. Findings demonstrate that acidic solutions can mobilize REEs and result in leaching of REEs out of the highly acidic portions of the saprock material and transport downward into fractured shale. The overall behavior of elements in the three profiles suggests that solution pH, as well as the presence of primary and secondary minerals, play important roles in the mobilization and redistribution of trace elements and REEs during black shale chemical weathering.     

论南极多年冻土区的化学风化作用——以中国长城站、澳大利亚凯西站和戴维斯站地区为例

通过研究寒冻化学风化作用下的元素地球化学性状,包括化学元素的相关性分析,元素的集散特征,稀土元素的分布模式以及粒级对元素迁移的影响,粘土矿物对痕量元素的吸附作用等,得出不同地区风化壳的类型:长城站地区(西南极亚南极地区)形成碳酸盐层状风化壳;戴维斯站所在的维斯特福尔德丘陵区基岩上发育了弱风化碎屑的碳酸盐裂隙型风化壳;在凯西站地区,基岩的寒冻风化过程尚未进入最低风化度形成的碳酸钙壳阶段,而是完全处于风化最初始的碎屑型阶段.     

东天山雅满苏北岩体的年代学、地球化学及其构造意义

雅满苏北岩体位于新疆东天山地区的觉罗塔格晚古生代构造带.岩性为钾长花岗岩,主要矿物成分为石英(25％～40％)、条纹长石(40％ ～70％)、斜长石(10％ ～ 25％,An18 ～30)和黑云母(2％～5％).LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果表明,该岩体侵位于中三叠世(227.90±0.47Ma),为印支中期产物.该岩体的主量元素以高硅(SiO2为74.27％～ 75.99％)、富碱(ALK为7.64％ ～8.29％)、高钾(K2O为4.37％ ～4.79％)和准铝质(A/CNK为0.96 ～ 1.00)以及较低的Ti,Ca,Fe和Mg含量为特征,属于高钾钙碱性岩花岗岩.岩体的微量元素总体富集大离子亲石元素(LILE)K、Rb和Cs等和高场强元素(HFSE)Th、U、Zr和Hf,贫大离子亲石元素Ba、Sr和高场强元素Nb、Ta及Y.稀土元素的球粒陨石标准化配分曲线呈右倾型,轻重稀土分馏明显,轻稀土分异明显,而重稀土分异并不显著,Eu呈现弱负异常(δEu =0.48 ～0.86).来自岩体的锆石原位Hf同位素测定结果表明,εHf(t)值变化于8.60～11.31,加权平均值为9.96±0.53(n =8),二阶段Hf模式年龄(tDM2)变化于538～711Ma.通过该岩体岩相学、地球化学及Hf同位素特征的综合研究以及该区区域构造演化表明,雅满苏北岩体是幔源岩浆底侵带来的大量热能使得新元古代新生的下地壳物质发生部分熔融的产物.结合前人的研究,笔者认为,东天山地区的印支期岩浆活动的动力来源可能与中-晚石炭世天山陆壳整体化进入板内阶段后又受到特提斯构造体制显著影响有关.     

酶分析法评价粗饲料纤维素化学成分的研究

应用"酶”分析法对几种粗饲料和不同精、粗饲料比的3种日粮的化学成分进行了分析,并利用低消化性纤维(Ob)含量不同的日粮进行了饲养和消化试验.结果表明细胞内容物有机物部分(OCC)含量花生藤最高,稻杆含量最低;细胞壁物质有机物部分(OCW)中的Ob含量以稻杆最高,花生藤含量最低;日粮中精料比例每提高10%,Ob含量减少约2.3%;山羊的日增重以精、粗饲料比23,Ob含量37.75%的效果最好,日粮中Ob含量过多或过少,都将影响山羊的日增重;OCW中的高消化性纤维(Oa)的消化率为63.38%,Ob的消化率为19.21%.     

考洲洋化学耗氧量(COD)的含量特征

1999年2月和8月对考洲洋海水、表层沉积物COD含量进行了调查研究.结果表明考洲洋海水COD含量为0.82～2.71 mg·L-1,表层沉积物COD含量为0.44～10.45 mg·L-1,其水质质量达到我国国家二类海水水质标准(COD＜3 mg·L-1).海水与表层沉积物COD含量平面分布总的呈西北部水域和湾中部水域向湾口降低的趋势.表层沉积物COD含量与有机质、硫化物含量呈显著的正相关(P＜0.05).与粤东邻近的网箱养殖水域比较,海水COD含量居中,表层沉积物COD含量较低.     

热解——动力学法测定岩石和化探样品中痕量碘

以五氧化二钒和三氧化二铋为熔剂,研究了分离富集痕量碘的最佳条性,以及影响催化反应速度的因素。用改变温度和时间的方法提高测定方法的灵敏度和扩大碘的测定范围。本方法具有灵敏度高、选择性好、操作简便、快速和经济的特点,最低检出限为0.033ppm碘,标准偏差为4.45％。     

玄武岩标准样品铁铜锌同位素组成

报道了三种玄武岩标准样品(BCR-2、BIR-1a和GBW 07105)的铁铜锌同位素数据。实验使用HNO3-HF混合酸消解玄武岩标准样品;AGMP-1阴离子交换树脂分离提纯样品中的铜铁锌,利用多接收等离子体质谱仪(MC-ICPMS)测定铁铜锌同位素比值,分析过程中使用样品-标准-样品交叉法校正仪器的质量分馏。实验得到BCR-2、BIR-1a和GBW 07105标准样品的高精度铁铜锌同位素组成(95%置信水平的不确定度)分别为:δ56FeBCR-2-IRMM014=0.070‰±0.018‰(2SD),δ65 CuBCR-2-SRM976=0.16‰±0.04‰(2SD),δ66 ZnBCR-2-IRMM3702=-0.072‰±0.020‰(2SD);δ56 FeBIR-1a-IRMM014=0.044‰±0.026‰(2SD),δ65CuBIR-1a-SRM976=0.027‰±0.019‰(2SD),δ66 ZnBIR-1a-IRMM3702=0.085‰±0.032‰(2SD);δ56FeGBW 07105-IRMM014=0.126‰±0.039‰(2SD),δ65 CuGBW 07105-SRM976=0.12‰±0.01‰(2SD),δ66ZnGBW 07105-IRMM3702=0.22‰±0.03‰(2SD)。这些数据在误差(不确定度)范围内与国际上已发表的数据是一致的。三个玄武岩标准样品的铁铜锌同位素组成数据的发表为铁铜锌同位素研究提供了统一的标准,使地质样品的铁铜锌同位素数据的质量监控成为可能。     

湿地松新梢化学成分与粉蚧为害关系初步研究

用五点法进行抽样调查并探讨了湿地松粉蚧（Ｏｒａｃｅｌｌａ ａｃｕｔａ Ｌｏｂｄｅｌｌ）侵入后,湿地松（Ｐｉｎｕｓｅｌｌｉｏｔｉｉ）新植树皮化学成分与粉蚧为害的关系。结果表明：均衡、协调的营养对粉蚧生长和繁殖有利;粉蚧为害主要导致新梢树皮蛋白质、粗灰分含量明显增加,还原糖含量明显减少;粉蚧发生高峰期,新梢树皮蛋白质含量与与粉蚧虫口密度呈显著正相关。     

一次罕见的辐射-平流雾研究(Ⅱ)——雾水化学性质分析

利用2006年12月24-27日南京市持续浓雾的雾水样品资料,结合雾滴谱仪观测的雾的微物理结构和系留气球探测的边界层资料,分析了本次浓雾雾水的化学特征.结果表明:酸雾的频率达61.5%,平均pH值为5.63;雾水中主要阳离子是NH+4、Na+、Ca2+,主要阴离子是SO42-、NO-3,其次是Cl-;雾水中总离子和SO2-4浓度水平较高,说明本次过程大气污染比较严重;雾水的Na+/Cl-为3.09,明显高于其它地区,Cl-亏损严重,主要是因为此次雾是辐射-平流雾,受到东南海面上吹来的暖湿平流的影响;雾水中的离子浓度远高于雨水中的浓度,但雨水比雾水更酸;雾水离子总浓度与雾滴粒径呈反相关趋势(r=-0.71);浓雾发展过程中,pH值先升后降,前后出现三次起伏,其趋势与各离子和总离子浓度的变化大体相反.     

新疆石河子城区道路尘土的铅污染和铅同位素示踪研究

城市道路尘土中重金属污染已成为当前重大的环境问题之一.本文对我国西部石河子市城区道路尘土的重金属污染进行评价,利用电感耦合等离子体质谱法测定铅的含量及铅同位素组成,采用地积累指数法评价铅的污染程度.结果显示,石河子市城区道路尘土中重金属铅的含量范围为19.36 ～ 84.63 mg/kg,平均含量为37.85 mg/kg,高于当地土壤背景值,但明显低于我国其他大中型城市,表明当前石河子市的环境质量已经受到人为活动的干扰;尘土中铅的地积累指数在-0.59～1.54之间,平均值为0.30,属于轻度污染水平.利用铅同位素示踪法识别铅污染的来源,206pb/207Pb比值的范围是1.159 ～ 1.182,208 pb/207 Pb比值的范围是2.391 ～2.457,均接近于煤炭和建筑材料的铅同位素比值,初步判断石河子道路尘土的铅污染主要受到煤炭燃烧和城市建设的影响.