Depth profiling of arsenian pyrite in Carlin-type ores through wet chemistry

Enrichment of As and Au at the overgrowth rims of arsenian pyrite is a distinctive feature of Carlin-type gold ores.Revealing distribution of such key elements in high resolution is of fundamental importance yet often proves challenging.In this study,repeated non-oxidative acid etching of ore samples from Shuiyindong gold deposit was applied to enable elemental depth profiling of goldbearing arsenian pyrite grains.ICP-OES and AAS were used to determine the dissolved Fe,As,and Au concentrations in each of the etching solutions,and XPS was carried out to exam the etched mineral surfaces.In contrast to conventional ion beam etching that may cause substantial sample damage,our acid etching method does not seem to significantly alter the composition and chemical state of the samples.The etched depths directly converted from the measured elemental concentrations can reproducibly reach a very high resolution of~1 nm,and can be conveniently controlled through varying the etching time.While the Fe and As depth profiles consistently reflect the surface oxidation property of arsenian pyrite,the Au profile displaying an obvious upward trend reveals the ore fluid evolution at the late stage of mineralization.Based on our experimental results,we demonstrate that our wet chemistry method is capable of effective depth profiling of gold ore and perhaps other geological samples,with advantages surpassing many instrumental techniques including negligible sample damage,nanoscale resolution as well as isotropic etching.

亚热带森林植物的叶片和根系功能性状部分耦合但具有不同的群落性状分布格局

植物的生态过程依赖于叶片和根系的功能运行,但少有研究同时关注这两类性状在群落中的分布格局(CTD)。本文测定了广东亚热带森林44种共生木本植物的16个叶片和根系性状,旨在检验类比的叶片和根系性状是否耦合,是否沿类似的功能性状谱变异,是否表现出类似的CTD,其CTD和群落加权平均性状值(CWM)是否沿环境梯度表现出类似的响应。研究结果表明,叶片和根系性状变异的第一轴均呈显出由资源获取向资源保守变异的经济学谱,但叶片变异的第二轴主要由叶片碳含量表征,而根系变异的第二轴主要由反映菌根协作程度的根系粗细表征。类比的叶片和根系化学性状整体正相关,但形态性状的耦合程度较低。在群落水平上,叶片和根系性状第一轴的CWM均随海拔升高而变得更保守,而第二轴的变化则不一致。随土壤磷含量的降低或钾含量的升高,根系变得更细和在养分性状上更保守,而叶片性状无显著变化。当整合多维性状轴时,叶片性状呈发散格局,且随海拔、土壤磷和钾含量的增加呈收敛趋势;而根系性状呈收敛格局,但沿上述环境梯度呈发散趋势。该研究强调,叶片和根系性状与环境互作的差异可能导致不同的性状分布格局;植物可通过多样的地上和地下功能设计应对环境异质性。

从功能性状的种内变异和环境因子的角度理解局域森林群落嵌套格局的成因

生态学中“嵌套”的概念源于生物地理学,指的是物种较少的斑块为物种较多斑块的嵌套子集,在集合群落和生物互作网络中得到了广泛应用,嵌套格局的存在往往被认为有利于物种多样性的维持和保证了网络结构的稳定性。目前,针对局域植物群落嵌套格局的研究较少,相关研究也很少将功能性状和环境因子同时纳入考虑以探讨格局成因。本研究依托位于中国南部的黑石顶50公顷森林大样地,将样地植物普查数据和位置信息转换为物种-样方矩阵,对该矩阵重排寻找到矩阵的最大嵌套结构。针对最大嵌套结构,使用零模型方法验证嵌套结构的显著性;根据物种和样方在最大嵌套结构内的排序,划定物种和样方的嵌套等级。随后,使用回归树方法分别确定物种和样方嵌套等级与功能性状和环境因子的联系,物种功能性状数据包括性状均值与性状种内变异。研究结果表明,黑石顶植物群落存在显著的嵌套格局,回归树结果发现,样方嵌套等级与土壤速效磷、土壤水分含量、土壤有机质含量和土壤pH相关,以上因子共解释了32%的样方嵌套等级变异;物种嵌套等级主要受物种功能性状的种内变异而非性状均值影响,其中叶片碳含量、叶片pH、叶片干物质含量和最大光合速率的种内变异是主导因素,它们共解释了物种嵌套等级变异的49%。以上结果说明,关键性的环境因子与物种对环境的适应能力共同作用,使局域植物群落形成了嵌套格局。本研究从样方嵌套等级和物种嵌套等级的角度探讨嵌套格局成因,为理解嵌套格局提供了新的角度,加深了研究者对于局域植物群落构建机制的理解。