滇西南沧源岩溶洞穴硝洞堆积物来源分析

岩溶洞穴是第四纪时期古人类活动的重要场所。开展岩溶洞穴碎屑沉积物的沉积特征及物质来源分析,对其沉积环境演变历史及古人类活动研究都具有重要意义。本文在了解硝洞洞穴及其周围不同沉积物黏土矿物特征的基础上,结合硝洞洞穴沉积物的粒度和矿物学等特征对其物质来源进行了分析。结果表明:硝洞洞穴沉积物的主要来源为洞穴外地表较高处的沉积物,其通过片流作用被带入洞穴内进行堆积。其次,还同时堆积有少量灰岩不溶性物质及其经历进一步风化成壤作用后形成的物质,总体可能存在4次进一步的风化成壤作用。此外,也有洞壁崩塌的石灰岩角砾和岩块参与堆积,总体存在4次大量灰岩角砾或岩块参与堆积过程,而最近一次的堆积作用,显然受到了人类活动的影响。

真菌促进硅酸盐矿物风化的速率、机制以及地质、地球化学效应

真菌分布广泛,从地球表层到深达1.4 km的陆壳都可以找到它们的存在。根据它们的生态习性和营养方式,真菌可分为腐生、共生和寄生真菌。菌丝是真菌的基本结构单位。真菌的菌丝通过其顶端延长的生长方式和强大的代谢能力,在硅酸盐矿物的风化过程中发挥独特的作用,尤其是对含有营养元素的硅酸盐矿物。这一过程调控着成壤、成矿,以及元素的生物地球化学循环等重要地质与地球化学过程。但是,真菌在硅酸盐自然风化过程中发挥的作用一直没有受到足够的重视。本文首先梳理了真菌的生长方式,旨在阐明其促进硅酸盐矿物风化的速率、机制以及对硅酸盐矿物自然风化的贡献。通过文献回顾并结合全球变化的背景,本文提出了未来相关工作重点攻关方向;(1)进一步限定真菌在自然环境中对硅酸盐矿物风化的贡献;(2)阐明真菌促进的硅酸盐矿物风化与地质、地球化学过程的偶联;(3)应用功能真菌提高陆地增强硅酸盐风化(enhanced silicate weathering)的碳去除效率。这些研究将深化对真菌在地表关键过程中扮演角色的认识,为地球系统模型(GEOCARB、COPSE和SCION)提供重要信息,提高不同圈层相互作用预测的准确性,并为增强硅酸盐风化实现高效固碳提供新途径和科学依据。

黄土醋酸淋溶实验及其碳酸盐组分的地球化学特征

选择性的化学淋溶实验 ,广泛用于沉积物的地球化学研究中。通过对比 1mol/L的盐酸和醋酸两种溶剂对黄土和古土壤的淋溶效果 ,发现 1mol/L的醋酸能选择性淋溶黄土和古土壤中碳酸盐组分 ,对硅酸盐、铁的氧化物等影响很小。在确定溶剂后 ,以 1mol/L醋酸溶液选择性淋溶了洛川剖面 4 3个黄土和古土壤样品 ,通过分析淋溶液的组成 ,得出黄土和古土壤中碳酸盐组分的平均成分 (wB)为 :MgO 1.71% ,MnO 670× 10 - 6 ,Sr 4 90× 10 - 6 。淋溶结果较好地反映了黄土-古土壤剖面的风化成壤程度 ,其中醋酸淋溶液中MnO含量能更好地反映当时的古气候信息。

陕西洛川黄土的粒度分维值及其意义

对陕西洛川剖面 15 80个黄土样品的粒度数据分析表明 ,黄土的基本粒级 ,即在 2～ 5 0 μm的标度范围内 ,粒度分布具有分形特征。黄土的粒度分维值在 2 16～ 2 5 1之间 ,平均值为 2 32 ;而古土壤的粒度分维值在 2 2 3～ 2 5 1之间 ,平均值为 2 41;粒度分维值对黄土与古土壤的形成环境的演变 ,有良好的指示意义。粒度分维值显示 ,2 5 0万年以来 ,东亚季风不断增强 ,变化周期和变化幅度逐渐变大。在早更新世 ,季风较弱 ,变化周期短 ,变化幅度小 ,表现为 2～ 4万年的周期 ;而在晚更新世 ,季风较强 ,冬季风和夏季风相互消长 ,变化周期长且明显 ,变化幅度大 ,表现出 10万年的变化周期。

黄土的连续提取实验及Rb/Sr值意义

通过连续提取实验 ,将黄土和古土壤中元素的赋存状态分成六种形态 :水可溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态和残留态。结果表明 ,K和Rb等元素 ,主要赋存于残留态中 ,而Ca、Sr等元素主要赋存于碳酸盐结合态和残留态中。Sr在黄土和古土壤中的赋存状态明显与Ca的分布有关。在风化成壤作用中 ,碳酸盐的淋溶和含Ca硅酸盐矿物的分解 ,引起Sr的淋失 ,而Rb保持稳定。因此 ,Rb Sr值指示了黄土和古土壤遭受的淋溶程度 ,反映了黄土高原的降雨量 。

南海沉积物漫反射光谱反映的220ka以来东亚夏季风变迁

对南海越南岸外“太阳号”95航次17954孔220ka以来的沉积样品进行了漫反射光谱分析,并从中提取F1和F2两个主因子及亮度和红度等漫反射光谱特征值,发现漫反射光谱F1值和亮度反映了沉积物中的碳酸盐含量,而漫反射光谱F2值和红度反映了沉积物中的铁氧化物含量,后者可用作东亚夏季风的替代性指标.17954孔沉积物的漫反射光谱F2值显示,倒数第二次冰消期东亚夏季风快速增长时间约在129ka;本次工作还发现东亚夏季风在两次冰消期前的氧同位素2阶段和6阶段晚期各有一个异常强盛的时期.漫反射分析结果显示东亚夏季风主要受控于太阳辐射强度变化,并明显地受低纬地区气候的影响.

中国黄土地层Rb和Sr地球化学特征及其古季风气候意义

本文详细研究了陕西洛川黄土剖面中Rb,Sr的含量变化及其在不同粒级与不同相态中的分布特征。结果表明Rb在粘粒中含量高,基本只存在于残留态中,而Sr则主要分布于砂和粉砂粒级中,并以残留态与碳酸盐结合态为主要赋存相态,因此黄土和古土壤中Rb、Sr含量的差异应与冬季风驱动的粒度分选作用引起的物质组成变化及夏季风驱动的风化成壤强度密切相关。Rb/Sr值变化实际上反映了东亚季风系统的两个相互消长因子——冬季风与夏季风在轨道时间尺度上的循环交互特征。洛川剖面2.6Ma以来Sr含量总体演化趋势与北半球冰量变化模式的相似性验证了高纬度冰盖生长与东亚季风强度之间存在着耦合关系,而Rb含量与磁化率之间极佳的正相关关系为今后用Rb来评估成壤作用对磁化率的贡献成为可能。

黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的定量分析与气候干湿变化研究

为了了解黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的分布特征,文章采用对铁氧化物矿物灵敏的漫反射光谱法(DRS),开展了赤铁矿和针铁矿的鉴定和测定研究,提出了定量分析赤铁矿和针铁矿含量的DRS新方法。选择天然典型黄土和古土壤样品,首先采用柠檬酸盐-重碳酸盐-连二亚硫酸盐(CBD)方法去除其中成壤成因的铁氧化物矿物,以其为基体配制含不同赤铁矿和针铁矿的系列标样,然后进行DRS测试和多元逐步回归分析,分别建立测定赤铁矿和针铁矿含量的校准方程并加以检验。利用DRS方法,分析了多个黄土剖面的赤铁矿和针铁矿含量,发现黄土-古土壤剖面的赤铁矿/针铁矿比值可作为东亚季风干/湿变化的敏感指标。该比值较高时反映了干燥土壤环境,而较低时指示了潮湿土壤环境。对灵台和洛川剖面中赤铁矿/针铁矿比值的分析,初步揭示了2.6Ma年以来黄土高原东亚季风阶段性变强的特征。

陕西洛川黄土剖面的白度参数及其古气候意义

对陕西洛川黄土剖面的白度研究表明,黄土和古土壤存在明显的白度差别,表现为黄土的白度值较高,而古土壤的白度值较低,依据白度值可以清晰地区别出剖面中的黄土层和古土壤层。化学处理以及分粒级实验结果表明风化成壤作用造成细粒级铁氧化物的含量增高是古土壤中白度值降低的主要因素。洛川剖面白度值的变化与第四纪冰期—间冰期旋回的波动特征相一致,其逐渐增高的趋势与全球气候变冷总体趋势相吻合,表明白度在反映夏季风环流强度变化,以及对全球气候变化的响应问题上具有广阔的应用前景。

KIDD机组3#机器人J3轴减速机损坏率高原因分析

文章介绍了造成KIDD机组3#机器人J3轴减速机损坏率高的原因,并进行了分析,及时调整机器人的轨迹、物料的定位,防止机器人碰撞现象发生,提高3#机器人J3轴减速机使用寿命。

江西银山多金属矿床伊利石的形成与流体成矿作用的初步研究

江西银山多金属矿床的热液蚀变粘土矿物主要由伊利石组成 ,伊利石主要由流体作用过程中长石的伊利石化形成 ,其结晶度与成矿流体作用密切相关。银山第 1期铅锌银成矿作用 ,水 岩比相对较低 ,成矿流体以孔隙渗透为主 ,溶质迁移慢 ,形成含有少量膨胀层的伊利石 ;第 2期铜金成矿作用 ,水 岩比相对较高 ,流体的运移方式以通道式或裂隙式为主 ,溶质迁移的速度快 ,形成不含膨胀层的伊利石。研究表明成矿作用过程中的伊利石化主要与铅锌银矿化有关 。

越南岸外夏季上升流区22万年来东亚季风的沉积与地球化学记录

对中德合作“太阳号”95航次的17954柱状样上部11.2m的沉积物样品进行了粒度与化学元素分析,获取了大约22万年来东亚季风在南海越南岸外上升流区演变的沉积与地球化学记录。结果显示,该站位沉积物颗粒较细,为典型的半深海型沉积,颗粒大小主要为2～8μm,几乎没有大于63μm的颗粒。不同粒径的沉积物含量及中值粒径大小呈现出明显的冰期间冰期旋回:冰期时,中值粒径较大,介于8～63μm间的颗粒明显增多,指示了干而冷的冬季风加强;间冰期时,2～8μm的细颗粒为主要成分,反映冬季风减弱而夏季风加强。研究认为沉积物粒度的变化与冰期间冰期旋回的海面变化有关。与生产力有关的Sr和Ba两个元素的含量总体在间冰期时增加,Ba/(Zr+Rb)可以指示生产力变化,Sr/(Zr+Rb)反映了碳酸盐含量变化。在间冰期Ba/(Zr+Rb)值较高,显示了海洋生产力较高,指示了较强的夏季风。17954孔的Ba/(Zr+Rb)呈现较强的2万年岁差周期变化,在氧同位素3期呈现最大值,指示了该时期夏季风特强。

甘肃西峰晚第三纪红粘土的化学组成及化学风化特征

通过对甘肃西峰红粘土样品的地球化学研究 ,发现其碳酸盐含量较高 ,而Si、Al、Fe等元素含量相对较低。为消除碳酸盐的影响 ,样品经酸溶处理后其化学组成十分均一 ,反映物质来源的一致性。稀土元素以及微量元素分布形式揭示出红粘土与第四纪黄土 -古土壤风成成因的相似性。研究表明 ,红粘土的化学风化尚处于脱Ca、Na为主的早期阶段 ;CIA值和酸不溶物中的Na K比及Rb Sr比参数一致地指示了红粘土化学风化程度高于第四纪的黄土和古土壤 ,反映出晚第三纪以来黄土高原的气候由相对温暖湿润向第四纪逐渐变干变冷演化的总趋势。

最近13万年来黄土高原黄土剖面中绿泥石的化学风化与古气候变迁

对黄土高原不同纬度地区的 4个黄土 古土壤剖面和 1 0个现代土壤样品中绿泥石的化学风化进行研究 ,发现黄土 古土壤剖面中的绿泥石在最近 1 3万年发生了明显的化学风化 ,其风化程度受剖面位置和气候控制 ;黄土 古土壤剖面中w(绿泥石 +高岭石 ) /w(伊利石 )的比值与磁化率之间具有良好的负相关关系 ,绿泥石的化学风化与古土壤中铁氧化物矿物的形成和磁化率的增强之间有成因联系 ;黄土高原现代地表样品中w(绿泥石 +高岭石 ) /w(伊利石 )比值与现代年平均温度和年平均降水量有着良好的相关关系。认为w(绿泥石 +高岭石 ) /w(伊利石 )的比值可作为新的指示夏季风变化的替代性指标 ,对于定量重建古气候的变迁历史具有重要意义。

2.5Ma以来黄土高原灵台剖面黄土-古土壤^(87)Sr/^(86)Sr比值的变化

研究提出了2.5MaB.P.以来黄土高原灵台剖面黄土-古土壤序列的酸不溶物87Sr/86Sr、Rb/Sr、Zr/Rb、平均粒径和磁化率的变化曲线.黄土和古土壤酸不溶物87Sr/86Sr、Rb/Sr、Zr/Rb和磁化率的变化具有类似的阶段性.研究证明,黄土和古土壤酸不溶物87Sr/86Sr比值是化学风化强度的替代指标,Zr/Rb是物理风化强度的替代指标.自2.5MaB.P.以来大陆化学风化强度在总体上呈下降趋势,而物理风化强度呈上升趋势.

蒙脱石降氟作用的实验研究

实验表明蒙脱石吸附氟的能力与溶液的pH值呈显著的负相关关系 :在较低 pH值条件下 ,蒙脱石的吸氟量较大 ,具有显著的降氟作用 ;而对中性 -碱性溶液来说 ,蒙脱石对氟的吸附能力则大大降低 ,基本不具吸氟能力。蒙脱石的吸氟量还与其用量及含氟溶液的浓度有关。吸附原因一方面是由于体系 pH值降低 ,导致其表面带正电荷而吸附F- ;另一方面 ,随着NaF浓度升高 ,蒙脱石的双电层变薄 ,体系 ζ电势减少 ,发生絮凝作用 ,并携带F- 沉淀下来。另外 ,F- 与OH-

围岩蚀变过程中地球化学组分质量迁移计算——以湖南沃溪金锑钨矿床为例

在以往围岩蚀变的质量迁移研究基础上,本文提出了一种判定惰性元素的方法,同时结合等浓度线和加权最小二乘法;给出研究热液围岩蚀变中组分质量迁移的计算方法。在判定惰性元素时,更多地应用了线性回归分析中的方差分析和回归诊断参数与计算方法。这一系列的参数与方法被用于评述湖南沃溪金锑钨矿床褪色化围岩蚀变质量迁移,取得了较好的效果。研究表明.在沃溪矿床围岩蚀变过程中,Ti表现出了一定的活动性。

高岭石胶体的降氟作用机理

含氟溶液的高岭石吸附实验表明,其吸附能力与溶液的pH值呈现显著的负相关关系.在酸性条件下,高岭石的吸氟量较大,降氟率较高;随着pH值的增大,其吸氟能力大大降低;而在碱性条件下,高岭石基本不具有吸氟能力.高岭石的吸氟量还受高岭石用量和含氟溶液浓度的影响.高岭石吸附氟主要是由于体系pH值降低,高岭石表面带正电荷而吸附F-离子;另外,随着NaF浓度的提高,体系ξ电势减小,发生絮凝作用,高岭石携带F-离子沉淀下来.

洛川黄土中绿泥石的化学风化与磁化率增强

对最近130ka来,洛川黄土-古土壤剖面中绿泥石和云母的分布特征及其与磁化率的关系进行了研究。发现在黄土和古土壤中,云母/绿泥石比值随粒级的减小而增大;在大于8μm粒级部分,黄土和古土壤样品的云母/绿泥石比值相近,而在小于8μm的各粒级中,古土壤样品的云母/绿泥石比值较同粒级黄土样品为高,并且这种差别随粒级的减小而加大;洛川黄土剖面中云母/绿泥石比值曲线与磁化率分布曲线十分相似,两者之间存在密切的线性相关关系。认为洛川黄土剖面中绿泥石发生了明显的化学风化,并为成土自生磁性矿物的发育提供了物质基础;黄土剖面中云母/绿泥石比值是判别黄土高原夏季风场强变化的又一代用指标。

应用超基性岩尾矿封存CO_2——以金川铜镍矿尾矿为例

通过CO2矿物封存可以降低人类活动产生的温室气体的排放，富镁硅酸盐矿物经碳酸盐化作用转化为镁碳酸盐矿物可以实现CO2的封存，而超基性岩尾矿是CO2矿物封存的理想原料。我国可用于封存CO2的超基性岩尾矿包括铜镍矿尾矿、石棉尾矿、蛇纹石尾矿以及钒钛磁铁矿尾矿等。本文重点介绍金川铜镍矿尾矿的粒度、矿物组成、常量和微量元素，以及其自然风化固碳能力和CO2封存潜力。该研究通过对金川铜镍矿1号尾矿坝和2号尾矿坝样品的粒度、元素、红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射以及选择性淋溶结果分析，发现1号尾矿坝和2号尾矿坝中五水菱镁矿（lansfordite）的平均含量分别为4．19wt％和1．95wt％，初步估算出金川铜镍矿尾矿自然风化固定大气中CO2的量高达70．68×10^4t。对尾矿中所含有价金属进行综合利用可以极大的降低CO2矿物封存成本。