污染土壤中含锌矿物—溶液之间的同位素平衡分馏效应

表生环境中,复杂的物理化学过程导致的锌(Zn)同位素分馏严重干扰了污染物的源解析。利用同位素手段示踪重金属污染的前提是精确确定污染土壤中典型含Zn矿物—水溶液之间的Zn同位素分馏系数。该研究基于密度泛函理论的第一性原理计算,探索了水合Zn^(2+),含Zn层间羟基物矿物、含Zn层状双金属氢氧化物、含Zn三八面体型黏土矿物,和高岭石(010)面及铁锰(氢)氧化物表面吸附态Zn^(2+)的最稳定几何结构,及不同形态Zn与水溶液相的Zn^(2+)之间的同位素平衡分馏系数。结果表明,六配位表面吸附态略微富集^(64)Zn(Δ^(66/64)Zn=-0.29‰~-0.20‰),而四配位表面吸附态富集66Zn(Δ^(66/64)Zn=0.45‰~0.73‰)。当Zn转变为更稳定的晶质沉淀物时,次生矿物显著富集^(66)Zn(Δ^(66/64)Zn=0.51‰~1.11‰)。基于获得的不同形态Zn与水溶液之间的同位素分馏系数,成功地模拟出平衡分馏和动力学分馏模式下电镀废弃物、铅锌矿石、熔炼烟气和冶金污泥等单一污染源影响下的土壤Zn同位素组成演化趋势,通过对比已知Zn同位素比值甄别出了污染土壤中Zn的主要来源。

土壤中有机质镉的同位素组成特征:来自第一性原理计算的约束

基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法来精确量化有机质表面配合物(OSCs)和金属-有机框架(MOFs)形成过程中产生的镉(Cd)同位素平衡分馏。计算结果表明,25℃下OSCs和水溶液之间的Cd同位素平衡分馏较小且无明显的选择性,Δ114/110 Cd_(OSCs-Cd(aq))=-0.34‰~0.02‰。相反,Cd^(2+)一旦从OSCs转换为MOFs时,Cd同位素将产生极大的分馏,Δ114/110 Cd_(MOFs-Cd(aq))=-1.92‰~-0.29‰。此外,Cd的第一配位层中出现的N和S原子越多,MOFs与水溶液之间的Cd同位素平衡分馏越大。计算结果范围覆盖了实验测定的表层土壤Cd同位素分馏,表明土壤有机质中Cd的不同赋存状态控制着其同位素组成。最后,这些分馏数据丰富了Cd同位素数据库,便于学者们定量地使用Cd同位素手段来限定Cd的迁移转化过程。

梅树村第五层凝灰岩铂族元素地球化学探讨

云南梅树村剖面位于昆明西南方向的昆阳磷矿矿区,是我国西南地区下寒武统划分对比的标准剖面(罗惠麟等,1984),曾被推选为前寒武系-寒武系界线标准层行候选剖面(罗惠麟等,1982,1984,1994;Cowie et al.,1985;Shields etal.,1999)。

贵州罗甸玉的矿物学及矿床学初步研究

罗甸玉的主要组成矿物为透闪石,具有典型的毛毡状纤维交织结构,次要矿物为透辉石和滑石,次要矿物的含量及结构是影响玉石质量的主要因素。罗甸玉微量元素中Cr-Ni-Co的含量远低于交代蛇纹岩型软玉,与交代白云岩型软玉相当。球粒陨石均一化的稀土元素配分模式为右倾型,具有强烈的Ce负异常(δCe=0.21~0.34)和弱Eu负异常,与我国典型的新疆和田玉、岫岩玉差别非常明显。罗甸玉、矿区辉绿岩、地层硅质岩的地球化学特征对比发现,辉绿岩的侵入主要提供了热源,罗甸玉形成过程中大量的Mg可能来源于海水循环,稀土元素主要继承了地层中二叠系硅质岩的特征,并在蚀变过程中进一步叠加了热循环海水的信息。综合区域地质、矿物学及地球化学的研究成果,我们认为在约255 Ma时黔南辉绿岩岩床侵入,上覆海水通过断裂体系形成大规模的热传导循环,形成厚大的外接触蚀变带,同时不断将海水中的Mg循环输送到下部,通过白云岩化、透辉石化、透闪石化及滑石化等蚀变反应,最终形成罗甸透闪石玉矿床。

邯郸梧桐庄矿煤中硅化木地球化学特征研究

对邯郸梧桐庄矿二叠系山西组2号煤层中硅化木进行薄片光学显微镜观察,分别使用X射线荧光法和电感耦合等离子质谱法分析其主量和微量元素。结果表明:(1)硅化木主要由结构镜质体和玉髓组成,发育后生方解石微脉;(2)相对于大陆上地壳,硅化木相对富集Sr、Zr、Nb、Mo、Cd,相对亏损Li、Rb、Cs、Co、La、Ce、Pr、T1、Bi、Th,特征元素对分异明显;对球粒陨石标准化Ce无异常、Eu中等负异常、上凸型稀土元素配分曲线表明其稀土元素主要由成煤期低温热水活动有关的硅化作用控制。

邯郸石盒子组黏土岩矿物学与地球化学特征

对邯郸三陵地区二叠系石盒子组黏土岩进行薄片光学显微镜和电子探针分析,利用X射线荧光法测试其主量元素,利用电感耦合等离子体质谱法分析其微量元素。结果表明:(1)黏土岩主要矿物是伊利石、石英、叶蜡石、鲕绿泥石和钠长石,类似青磐岩矿物组合,副矿物有黄铜矿和微量的闪锌矿、独居石及锆石;(2)黏土岩稀土元素异常富集,以轻和部分中稀土元素富集最为强烈,可能是热液流体改造的结果;(3)黏土岩具有潜在的资源化利用价值。

广西平果上二叠统合山组铝土矿中铌的赋存状态

广西平果地区上二叠统合山组铝土矿中富集关键金属铌(Nb),全岩w(Nb_(2)O_(5))为0.025%~0.04%,平均0.035%,超过风化壳沉积型铌矿的最低工业品位,资源潜力巨大。之前的研究认为锐钛矿可能是Nb的主要载体矿物。然而,锐钛矿在铝土矿中含量较低(平均4.55%),其能否提供足够的Nb来源尚未明确。此外,是否所有锐钛矿均富Nb、是否有其他富Nb矿物存在等问题也未解决,阻碍了对该类型Nb资源的评价和综合开发利用。针对以上问题,本文采用电子探针对典型样品进行富Nb矿物鉴定和Nb含量分析,以期评估锐钛矿对全岩Nb的贡献,查明Nb的赋存状态,并探讨Nb的来源。研究显示,铝土矿中含丰富的锐钛矿,电子探针分析获得锐钛矿w(Nb_(2)O_(5))为0.28%~0.73%(平均0.45%),结合锐钛矿总量进行计算,获得全岩w(Nb_(2)O_(5))为0.012%~0.032%,平均0.02%,接近但低于全岩ICP-MS分析结果(0.036%),表明铝土矿中Nb主要赋存于锐钛矿中,其余少部分可能赋存于金红石中或被粘土矿物吸附。铝土矿中富Nb锐钛矿的大量出现,表明铝土矿及Nb的物源主要来自富Nb的峨眉山大火成岩省相关碱性长英质岩类。本研究获得的认识对川—滇—黔地区宣威组及龙潭组等富Nb地层的研究提供一定的参考,也可为该类型Nb资源的评价预测及开发利用提供科学依据。

地质类专业增开《宝石学》课程的意义

随着人们生活水平的不断提高,对宝石的需求不断增大,社会对宝石鉴赏人才的需求也随之增加。宝石最基本的属性是其矿物岩石学属性,而矿物岩石学是地质学研究的主要内容,因此宝石学与地质学有着千丝万缕的联系。在高校地质类专业中增开《宝石学》课程,不单可以提高学生们的学习兴趣,而且拓宽了他们的就业和考研渠道,具有重要的现实意义。

浅谈高校专业课程试卷的出题原则与技巧——以“矿物岩石学”为例

课程考试是学校检验和评价教师教学质量和学生学习效果的主要形式。教师在出题过程中只有遵循一定的原则和技巧才能充分发挥考试的作用,是高等学校提高教学质量重要环节。本文以"矿物岩石学"课程为例,探讨了试卷的出题方法和分值设置技巧,并提出了可行性建议。

特色鲜明的“高等地球化学”课程建设探索--以河北工程大学为例

在河北省研究生示范课的立项建设过程中,尝试探索出一条适合河北工程大学地质资源与地质工程专业“高等地球化学”课程的建设思路,是提高研究生培养质量的重要前提条件。基于学科特色和研究生的研究背景,只有“依托学科特色,兼顾前沿领域”的课程建设思路才适合“高等地球化学”研究生课程。在课程内容上重点突出黑色岩系涉及的地球化学问题,基于地球化学领域权威期刊的最新论文和国内外学术会议报告,自编讲义,授课团队建设注重年轻化、最优化,灵活安排授课及考核方式,注意引导学生从地球化学角度思考资源环境问题,培养学生的地球化学思维。

贵州江口平引老堡组顶部的锆石SHRIMP年龄与对比意义

华南扬子地台下寒武统(相当于寒武系新划分方案的纽芬兰统和第二统)对于揭示早期生命演化、全球生物地球化学循环以及古海洋环境变化等一系列全球性的重大科学问题具有重要研究价值.其中,对该区下寒武统进行精确的绝对年龄标定是多学科交叉研究中至关重要的一个方面.对最近于贵州江口平引剖面老堡组顶部发现的钾质斑脱岩中锆石进行SHRIMPU-Pb年代学研究,其年龄结果为(536±5)Ma(MSWD=0.75),初步认为该钾质斑脱岩可以与前人集中研究的云南梅树村剖面朱家菁组中谊村段中部(第5层)钾质斑脱岩进行区域对比,这一对比结果显示过去仅发现于内部台地浅水环境的第5层钾质斑脱岩在扬子地台较深水环境亦存在沉积记录.平引剖面老堡组顶部钾质斑脱岩的年龄结果直接约束了该剖面牛蹄塘组底部Ni-Mo多金属层的绝对年龄应年轻于(536±5)Ma,表明将Ni-Mo多金属层作为前寒武系-寒武系界线是不适宜的.结合区域对比及碳同位素化学地层学全球对比研究成果,认为朱家菁组中谊村段中部(第5层)及其相当层位的钾质斑脱岩、石岩头组底部及其可对比层位的钾质斑脱岩以及Ni-Mo多金属层可作为扬子地台区域地层对比的三个重要标志层,它们相互一致的绝对年龄初步构建了华南下寒武统的时间框架.