生物-有机质与金属矿床成矿作用研究进展

对国内外生物-有机质与金属矿床成矿作用的研究现状进行了分析,总结了有机包裹体、硫碳同位素以及试验模拟等研究方法,重点讨论了生物-有机质对金属元素的富集、迁移及沉淀的方式,指出了目前研究工作中存在的问题。

激光-热力耦合作用引起颗粒增强金属基复合材料的损伤与断裂

用激光热冲击作为实验手段 ,研究了颗粒增强金属基复合材料在热 力耦合作用下的损伤与断裂 .在宏观上发现了这种复合材料的破坏效应是热 力耦合的非线性效应 .在微观上观察到了微观破坏的三种模式及微观结构对其热冲击性能的影响 ,同时定量测定了其在不同热 力耦合作用下的损伤程度 .

成矿流体的流动-反应-输运耦合与金属成矿

中国著名的铜官山、冬瓜山、新桥等铜、金和硫化物矿床均赋存于上泥盆统五通组砂岩、石英砂岩和中、上石炭统的黄龙组碳酸盐岩不整合面或假整合面邻近。研究表明两个地质事件引发该区形成成因相同或相似的金属矿床。该区具有特定的岩性和地层组合 ;岩浆侵入到该地层组合的同时带进成矿物质和热能 ,热能又驱动成矿流体在岩体周边循环流动。文中对流体从含黄铁矿砂岩流到不整合面时产生的流体流动矿物溶解物质输运沉淀堆积的成矿过程进行了研究和分析 ,提出了一套用于描述热液成矿流动扩散反应过程耦合的偏微分方程组 。

金属-水界面催化的分子机制:加氢与氧化反应

固-水界面及相关现象(吸附、成核、腐蚀、催化等)存在于各类化学、物理和生物体系中.就多相催化的分子机制而言,长期以来主要的研究对象是固-气界面催化,对于催化剂与液体相接触时的固-液界面结构及固-液界面催化(尤其是催化动力学与机理中的溶剂效应的本质)的理解则显著滞后.金属-水界面的催化加氢和氧化反应不仅在化学工业的绿色可持续发展中发挥着关键作用,也会对诸多生物体系的功能产生重要影响.然而,水所特有的理化性质使得固-水界面在催化过程中容易呈现丰富且复杂多变的特性,认识其中的微观机制具有挑战性.本文针对几类重要且典型的催化加氢和催化氧化反应(例如双氧水直接合成、生物质分子加氢脱氧、一氧化碳和醇类分子的氧化等),通过遴选近十年左右的代表性文献,总结并剖析了水分子(作为溶剂和添加剂)以及由水导致的溶解、表面基团电离、分子活化/钝化与解离等衍生形成的中性或离子化物种对表界面催化反应行为、机理和构效关系的影响方式与机制.这些实例共同揭示了氢键相互作用、表面基团的离子化、极性环境中化学键的异裂以及质子耦合电子转移等在调控金属-水界面的催化加氢和催化氧化反应中发挥着重要作用.在总结普遍规律和原理的基础上,还针对不同催化反应体系的特异性(例如除反应物外的界面共吸附物种与溶剂水和/或催化剂表面之间的相互作用对反应物分子的活泼性和反应机理的影响)进行了细致剖析.此外,越来越多的实验证据表明,金属-水界面的热催化加氢和热催化氧化与相应的电催化加氢和电催化氧化在反应机理等方面存在诸多相似性,预示着将两种长期分立的多相催化方法相结合,对多相催化反应中的金属-水界面进行系统深入的研究,有望更全面地理解金属-水界面催化的分子机制.本文的展望部分提出了一些亟待解决的重要科学问题和未来研究发展的核心任务,包括界面水分子和溶剂化物种的原位动态检测与结构解析、热催化加氢和热催化氧化反应的电化学本质等.这些研究目标的达成有赖于缜密的实验设计和准确严谨的(包括动力学同位素效应在内)测定与分析,以及先进的原位/工况表征技术和更完善的理论模拟方法的灵活应用.

稀土金属中s-f交换效应对电子─声子耦合的影响

本文根据文献[1]、[2]讨论了在稀土金属中S-f交换作用与传导电子间交换作用对电子─声子耦合的影响，并且定量地讨论了β-Ce金属中准电子的情况。

我国地洼型造山-造盆作用与硅藻土成矿

本文从盆-山体系演化的角度,探讨了我国地洼型造山-造盆作用与硅藻土成矿关系。研1)硅藻对成矿盆地表现出了一定的选择性,通常只有侧生或伴生型微型地洼盆地才2)地洼期盆-山耦合过程引起的气候效应对我国陆相硅藻土成矿起着积极;3)地洼期盆-山活动性直接控制着硅藻土成矿,盆-山体系的相对稳定有利于高质量硅藻;4)盆-山转换过程中,成矿期后的盆地抬升对硅藻土矿层的保存是相对有利的。

s-f交换作用和s-s电子交换作用对热导率和热电势的影响

考虑4f壳层未填满的稀土金属的s-f交换作用,利用Feynman图方法.讨论了传统的电子-声子耦合s-f 交换作用和电子交换作用的影响,并定量估计了s-f交换作用与电子-电子交换作用对热导率和热电势的影响.

第一过渡系金属-镝单分子磁体研究进展与展望

第一过渡系中的顺磁性离子Cr^Ⅲ、Mn^Ⅱ/Mn^Ⅲ、Fe^Ⅱ/Fe^Ⅲ、Co^Ⅱ、Ni^Ⅱ和Cu^Ⅱ及抗磁性离子CoⅢ和Zn^Ⅱ均可与Dy^Ⅲ在多齿螯合配体配位下形成单分子磁体配合物。在本文中,我们阐述或汇总了几乎所有的第一过渡系金属-镝单分子磁体。对于由顺磁性第一过渡金属离子和Dy^Ⅲ离子形成的配合物,有2个有趣的现象需要引起人们的注意:一是一些Cr-Dy配合物具有较高的阻塞温度和较大的矫顽场,这可归功于配合物内Cr^Ⅲ离子和Dy^Ⅲ离子之间较强的磁耦合作用(|J|>10 cm^-1)。二是报道的Fe2^Ⅱ-Dy配合物的能垒可达到319 cm^-1(459 K),这在第一过渡系金属-镝单分子磁体中也是比较高的。这可能与Fe2^Ⅱ-Dy中Dy^Ⅲ具有较高的轴向对称性(D5h)有关,且从头计算表明该配合物中Dy的第一激发态也具有较高的轴向对称性。除了部分Cr-Dy和Fe^Ⅱ-Dy配合物外,其他顺磁性第一过渡金属-Dy的能垒较低,这可能由配合物内顺磁离子间弱的磁耦合造成的。为了消除磁耦合对磁弛豫行为影响,近年来人们关注于使用抗磁性第一过渡金属离子与DyⅢ构建单分子磁体配合物。相比其他核数的Zn-Dy配合物,三核Zn2Dy配合物被报道的数目最多且研究得最为深入,这可能与较易调控Zn2Dy中Dy配位几何对称性有关。最后,我们提出了几点关于进一步提升第一过渡系金属-镝单分子磁体的磁性能的建议,其中最为重要的是控制Dy配位几何的轴向对称性及Dy的基态mJ的电荷分布。对于第一过渡系金属-镝单分子磁体中的Dy^Ⅲ离子,Dy^Ⅲ基态mJ的电荷与配体的电荷之间的静电排斥应该降到最低。

锗、银、金大型超大型矿床的有机地球化学研究

锗、银、金大型超大型矿床的有机地球化学研究庄汉平（中国科学院地球化学研究所，贵阳５５０００２）关键词有机质—金属相互作用褐煤型超大型锗矿床黑色页岩型银钒矿床卡林型金矿床有机地球化学有机质—金属相互作用是有关超大型矿床基础理论研究的重要内容之一。在以往...

我国非传统矿产资源的实例及其所涉及的科学问题

传统矿产资源随着开采年限的增长而日益减少 ,寻求新的、非传统的接替资源 ,是解决人类矿产资源短缺的根本出路 ,是地球科学家长期肩负的战略性、前瞻性历史使命 .我国有许多已经显示出巨大的资源潜力、但传统的矿床学、资源学、矿业技术的理论和方法难以实现其资源价值的地球物质堆积体 ,可视为典型的非传统矿产资源 ,包括 :1)华南巨量堆积的天然纳米非金属矿物 ;2 )华南微细浸染型金矿床原生矿石中的微粒金 ;3)西藏冈底斯中段北麓热泉泉华蛋白石中的微粒铯 ;4 )白云鄂博等超大型矿床开采尾矿和选矿尾矿 (所谓的“人工堆积矿床”) ;5 )部分原油和油田水中富集的金和其它金属元素 ;6 )我国南方黑色岩系中特殊赋存状态的贵金属 重金属元素 ;7)我国西部陆相盆地中的可地浸砂岩型铀矿 ;8)我国南海和东海海域的天然气水合物 ;9)我国西南的分散元素矿床 .由于非传统矿产资源是受目前理论、技术、经济以及环境等因素的限制尚未被认识或未能开发利用的矿产资源或潜在矿产资源 ,其所涉及的科学问题往往都具有显著的创新性和前沿性 .对我国上述重要的非传统矿产资源而言 ,其所涉及的关键科学问题包括 ,天然纳 -微米矿物及其特殊性能的成因机制 ,有机质与金属元素的耦合作用及其对金属富集的宏观与微观控制 。

沉积盆地成藏(矿)系统

沉积盆地集有机和无机、金属与非金属矿产于一盆,构成了相对独立的矿产赋存单元和成藏(矿)大环境;称之为沉积盆地成藏(矿)系统。盆地成矿系统一般处于低温、低压环境和开放体系中;成矿流体、生物-有机质(流体)在其中起着极为重要的作用,且常受温度变化的明显影响;成矿作用一般与岩浆活动无直接成因联系。形成沉积矿产的成矿物质,初始赋存大多呈分散状;从其初始聚集到成矿作用发生和矿藏形成,所处环境发生了显著的变化;一般都经历了原始成矿物质聚集→转化成矿→富集成藏及改造定位3个阶段。成矿物质运移的动力主要来自压实作用和异常压力、构造作用、渗流携带作用、分子扩散、挥发作用和浮力等;运移的途径主要为孔隙、构造作用形成的断裂和非构造产生的微裂隙及不整合面等。矿源岩与储集层的关系多样,可有自生自储、新生古储、古生新储等组合。沉积矿产的聚集成矿场所,一般为由渗透性差的泥岩、膏盐层等封盖的圈闭构造(背斜、断层、岩性等),或处于地球化学环境、构造特征、岩性-岩相等突变的边界-转化带。原始成矿物质聚集与矿藏形成—定位之间间隔的时间一般可较长,时差可达几亿年。沉积矿藏形成通常具动态成矿过程,一般成矿期次多和后期改造明显:既可使已形成的矿藏多期叠加进一步富集,也可使其遭受改造而发生改变或形成次生矿藏。以上特点决定了沉积矿藏的形成,特别是其定位时代相对较晚。同盆共存的各类沉积矿产资源丰富、特征多样;其成矿作用和分布组合关系复杂,具有共存多样性、共荣亲和性和排他性等特征。以上特征在不同类型沉积矿产似不尽相同,各自还有其个性特点。根据地球构造动力学环境的不同,可将盆地成矿系统分为裂陷伸展、聚敛、转换、克拉通等类型;各类环境中矿产的成矿特点、类型和分布组合等有别。受地史上地球表层水圈、大气圈和生物圈演化及其不可逆性的明显影响,盆地外生沉积矿藏的形成及特征一般具有明显的阶段性和随时间发展,矿种更为复杂多样等特征。盆地系统沉积矿产的富集成矿同时也具有明显的空间分区性及偏富极的特点。沉积盆地成藏(矿)系统有其自身的成矿特点和成藏(矿)环境,应将其作为一种独立的成矿系统提出,以与造山带和地盾等成矿系统相并列和区别。对其专门研究,必将揭示各种沉积矿藏同盆共存的内在联系、成藏模式和分布规律,丰富和发展已有成矿理论体系,为盆地内多种矿产兼顾,科学高效勘探和综合预测奠定理论基础。