太湖表层沉积物重金属元素的来源分析

根据太湖MS岩芯重金属元素与Al的线性回归分析及元素/Al、V/Al比率散点图变化规律,讨论了太湖沉积物中重金属元素的来源特征。结果表明:20世纪20年代中期以前,重金属元素主要为自然来源;20年代中期—70年代中期,尽管沉积物中Al、Fe、Zn、Mn、V、Cr等重金属元素含量随沉积物粒度变粗而明显下降,但除Hg受到一定程度的人为污染之外,其它重金属元素仍以自然来源为主,物源有所变化;70年代末期以来,沉积物中重金属元素人为污染逐渐加重,Pb、Cu、Zn、Hg、As等元素既有流域母质来源,又受到一定程度的人为污染。     

汶川地震断裂带水岩相互作用及其对断裂带演化影响

汶川地震断层岩的矿物学和地球化学特征揭示出地震断层经历了漫长时间演化和复杂的水岩相互作用.间震期水岩相互作用导致断层岩中的破碎矿物蚀变，尤其是长石等矿物含量渐渐减少甚至消失，而黏土矿物（蒙脱石、伊利石、伊/蒙混层、绿泥石等）含量逐渐增高，以及如黄铁矿、石膏、重晶石、坡缕石等热液系统中常见的矿物大量出现；Mg、P、Ti、Mn、Fe等元素倾向富集在断层带中，而Si、K和Na等出现明显的亏损；元素的大量迁移导致断层带的体积巨量亏损.实验结果表明，黏土矿物的亲水性引起水渗透率比干燥气体渗透率明显偏低，并且二者偏差无法通过Klinkenberg校正消除.蒙脱石吸水膨胀和黏土矿物颗粒表面吸附孔隙流体造成孔隙度降低是导致水渗透率偏低的重要原因.断层岩碎屑结构使得其中的孔隙可能在600 MPa围压下得以保存，从而有助于流体沿断层带下渗，并在断层带深部形成高流体孔隙压.地震断层的主要矿物学及粒度分布特征并非在地震破裂过程中形成，因此利用断层岩粒度分布资料估算地震破裂能并不合适.     

铝硅酸盐粘土矿物对形成过渡带气的催化作用研究

通过成岩作用研究查明了生物-热催化过渡带烃源岩中的粘土矿物主要为蒙脱石、伊/蒙间层矿物、伊利石、高岭石、绿泥石.在过渡带深度范围内,蒙脱石经伊/蒙无序间层向伊/蒙有序间层演化,转化的实质是在蒙脱石晶层间发生大量的铝替代硅,从而导致其表面电荷不平衡而形成酸性.用吡啶解析法测定了铝硅酸盐粘土矿物的表面酸性,它们均具有路易斯和布朗酸位,而且蒙脱石的酸性最强.并在差热-色谱连机仪上模拟了铝硅酸盐蒙脱石、伊利石、高岭石粘土矿物对过渡带有机质热解生气的催化作用,通过粘土催化醇脱水反应讨论了铝硅酸盐粘土矿物对过渡带有机质成烃的催化机理.实验分析发现蒙脱石是形成过渡带气的主要催化剂,且能使有机质热降解温度降低50℃.     

鄱阳湖及周边经济区农业地球化学环境评价

文章以《江西省鄱阳湖及周边经济区1：25万多目标地球化学调查》资料为基础,详细论述了植物所需的C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Cu、Zn、Fe、Mn、B、Mo、Cl共16种营养元素的分布特征。利用8843件表层土壤样品中Cd、Hg、As、Pb、Cr等重金属元素含量及其土壤pH值,采用内梅罗指数法对区内元公害水稻产地土壤环境质量、无公害蔬菜产地土壤环境质量以及绿色食品产地土壤环境质量进行综合评价。在此基础上,对鄱阳湖及周边经济区表层土壤生态地球化学环境质量进行了综合评价。     

泥炭沼泽不同植物群落中地表糙度变化及其影响机制

对藏南沉错CCl孔216个沉积物样品进行了15种金属元素含量的测试,研究金属元素含量的分布特征,以及与粒度参数的变化关系．结果显示：金属元素的分布特征可分为三组,K、Na、Mg、Al、Ti、Ba、Cu、Zn、Fe、Pb、Cr、V等12种元素具有较为相似的变化趋势;Ca和Sr变化趋势相同;而Mn与其他任何一种元素都不相似．元素分布与粒度参数的相关分析结果表明,Ca、Ti、Pb的变化与沉积物粒度没有明显的关系;K、Na、Al、Ba、Cu、Fe、Cr、V等8种元素与沉积物粘土含量（〈4um）呈正相关关系;Mg、Zn、Mn与粉砂含量（4—63μm）呈正相关关系;而Sr与砂含量（〉63gm）呈正相关关系本研究中大部分元素的粒度效应与其他湖泊、海洋等水体沉积物中元素的粒度效应具有一致的结果．与本岩芯已有的过去1400年来的环境重建资料对比可以发现,在不同的环境变化阶段,元素组合特征都与湖区环境状况具有较好的对应性．其中大部分元素的含量变化受物源条件即流域风化侵蚀程度的影响,而Ca含量不受沉积物粒度变化影响,且与沉积物中碳酸盐含量、Sr／Ba具有很好的相关性,说明其变化受物源条件影响小,而主要与湖水理化性质、蒸发强度以及湖泊沉积过程有关．     

构造煤中敏感元素迁移、聚集规律及地质控制因素——以淮北海孜矿为例

构造煤是煤层在构造应力作用下发生变形变质的产物,煤中元素在变形变质过程的迁移、聚集在很大程度上是对应力。应变环境的响应。基于安徽淮北海孜矿中不同变形序列构造煤样,利用XRF和ICP—MS方法测定了煤中49种元素的含量,结合煤的显微分析,探讨了不同类型构造煤中敏感元素迁移、聚集规律及其地质控制。结果表明,煤中矿物的分布和形态与构造煤变形程度有关,从弱脆性变形煤中的有序分布向韧性变形煤的无序结构演化。依据煤中元素分布特征,将构造煤中元素迁移模式分为稳定型、聚集型、散失型和复杂型等4类,元素迁移模式与构造煤类型密切相关。研究发现,构造煤的变质变形作用并未改变稀土元素（REE）的整体分布形态,但稀土元素分布随构造煤变形出现明显的动力分异现象。由此可以认为,成煤期后的构造作用、构造煤的脆性和韧性变形机制及其伴随的动热效应是影响构造煤中元素重新分配的主要因素,构造运动为元素的再次迁移提供了动力和基础,变质变形过程决控制了元素迁移的方式和途径,动热效应是煤变质作用发生的重要原因,构造应力加速了元素迁移、聚集的速率,从而使元素随煤体变形发生动力分异。     

鄱阳湖流域赣江水系溶解态金属元素空间分布特征及污染来源

于2015年1月和7月在赣江干流和主要支流37个采样点共采集74个水样,分析赣江水系15种溶解态金属元素(Be、Al、V、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、As、Mo、Cd、Sb、Tl、Pb、U)的空间分布特征和污染来源的贡献率.结果表明:多数水样的溶解态金属元素浓度符合水质标准,主要的超标元素是Fe,样品超标率为21.60%,其次为As(8.10%)、Mn(4.05%)、Tl(4.05%)和Al(1.35%).Be、Al、V、Fe、Co、Ni、Cu、U浓度在枯水期显著高于丰水期,其他元素差异不显著.依据溶解态金属元素的空间分布特征,赣江流域可分为3个区域:湘水、章水和赣江赣州市段(C1),桃江、袁水和锦江(C2),其他区域(C3);溶解态金属元素水平大小排序为C1C2C3,其中Be、Al、Cu、Mo、Sb、As浓度在C1最高,V、Mn、Fe、Ni、Cd浓度在C2最高.采矿废水、矿渣和农田土壤降雨淋滤、钢铁冶炼废水是赣江溶解金属元素的主要来源;Be、Al、Cu、Pb、U的污染源超过40%来自采矿废水,Cu、As、Mo、Cd的污染源超过35%来自矿渣和农田土壤降雨淋滤,V、Mn、Co、Ni的污染源超过41%来自钢铁冶炼废水.     

首钢工业区土壤剖面重金属含量及其结合态的磁指示作用的研究

对取自首都钢铁厂附近的土壤样芯进行了重金属含量、形态分析和的磁学测量.探讨了利用磁参数追踪和指示重金属污染和有机结合态和铁锰氧化结合态重金属的可行性.结果表明:土壤样芯中Cu、Pb、Zn、Fe和Mn的含量与χ、SIRM和ARM存在着十分相似的垂向变化特征,且相关关系显著(0.98>R>0.86).进一步对磁化率和Cu、Pb、Zn、Fe和Mn各结合态进行相关分析表明:五种元素的有机结合态与铁锰结合态和磁化率呈显著相关关系(0.98>R>0.56),而交换态和残渣态重金属与磁化率基本不存在相关关系.反映了磁性矿物和和重金属在赋存状态的本质联系.表明了磁性测量可作为工业区土壤重金属污染及有机结合态与铁锰结合态重金属记录信息提取的辅助手段.     

Distributional characteristics and sources of elements in soil from typical area of Pearl River Delta economic zone,Guangdong Province,China

Dongguan City, located in the Pearl River Delta economic zone of China, is famous for its rapid developing township-enterprises in the past 30 years. A total of 759 composite soil samples, including 606 surface soil samples and 153 deep soil samples, have been collected in the city. These samples have been analyzed for 13elements(Al, As, Cu, Cd, Co, Cr, Fe, Hg, Mn, Ni, Pb, Si,and Zn) and other parameters(p H values and organic matter) to evaluate the influence of anthropic activities on the soil environmental quality and to identify the spatial distribution of heavy metals and their possible sources. The results indicate that the average concentrations of heavy metals in soil were significantly lower than the threshold of the second grade of the Soil Environment Quality Standard in China(GB15618-1995) and the soil environmental quality in this area is comparatively good. But in comparison with local soil geochemical baseline values, As,Cd, Cu, Hg, Pb, and Zn have accumulated remarkably.Specifically, the average concentrations of As, Cd, Cu, and Hg in the small part samples of the west plain and central areas are higher than the national second-grade quality standard, indicating some level of contamination. Multivariate and geostatistical methods have been applied to differentiate the influences of natural processes and human activities on the concentration of heavy metals in surface soils in the study area. Cluster and factor analyses result in the grouping of Al, As, Cr, Cu, Fe, Ni, and Si into factor F1; Co, Mn, Pb, and Zn into F2; and Cd and Hg into F3.The spatial pattern of the three factors may be well demonstrated by geostatistical analysis. It is shown that the first factor could be considered as a natural source controlled by parent material. The second factor could be referred to as ‘‘industrial and traffic pollution sources' '. The source of the third factor is mainly controlled by long-term anthropic activities, including agricultural activities, fossil fuel consumption, and atmospheric deposition.     

北京下古生界碳酸盐岩地层中微量元素迁移富集规律

北京下古生界碳酸盐岩地层微量元素分析表明, 从碳酸盐岩原岩到其风化岩、从碳酸盐岩原岩到覆盖在其上的共生土壤, 微量元素As, Hg, F表现出富集趋势, 而S分布的规律性则不明显. 显微镜下鉴定并结合相关性研究发现, 在不同风化阶段, Fe₂O₃都是As的主要吸附剂. 土壤中Fe₂O₃对Hg的富集起重要作用; 风化样品和原岩中, Hg富集与Fe₂O₃无关, 原岩中Hg的赋存主要与碳酸盐岩吸附作用有关, 碳酸盐岩表面与Hg间可能存在简单物理吸附, 共沉淀和假同晶形式. 土壤中Fe₂O₃、硫化物对F富集起一定作用, 但不具主导性; 原岩中F的富集与硫化物、黏土矿物等有密切关系. 研究的风化样品与原岩具有更近的亲缘关系, 因此, 其中As, Hg, F的赋存方式应与原岩中更为接近. 在原岩中FeS₂, FeS应是S赋存的主要形式, 硫化物在碳酸盐岩原岩中对部分重金属元素具有富集作用, 在土壤和风化样品中这种富集作用则减弱.     

冲绳海槽Jade热液区热液硫化物的元素富集与铀系同位素组成

测定了冲绳海槽Jade热液区（127°04．5′E,27°15′N,水深1300～1450m）热液硫化物的元素和铀系同位素组成．结果表明,含硫酸盐矿物的热液硫化物（样品HOK1和HOK2）具有LREEs相对富集的特点,所研究的热液硫化物样品（除样品HOK1外）属富Zn型热液硫化物．与其他海区的富Zn热液硫化物相比,具有高Zn,Pb,Ag,Cd,Au和Hg含量,低Fe,Al,Cr,Co,Ni,Sr．Te,Cs,T1和U含量,以及极低的210Pb放射性比度值和210Pb／Pb比值的特点．在以闪锌矿为主的热液硫化物中,稀有元素Hf与U,Mn元素之间以及分散元素Ga与Zn之间均存在显著的正相关关系,且Au,Ag与Fe．硫化物有关,低温阶段有利于Au,Ag的富集．同时,Fe-Bi之间和Zn-Cd之间的正相关关系,不受矿物组合变化的影响．根据热液硫化物中210Pb／Pb比值（3．99×10^-5～5．42×10^-5）,结合其具有U同位素（^238U含量1．15×10^-6～2．53×10^-6。^238U放射性比度值1．07～1．87dpm／g,^234U放射性比度值1．15～2．09dpm／g,234U／^238U比值1．07～1．14）存在,而^232Th和230Th均处于背景水平的事实,得到冲绳海槽Jade热液区热液硫化物样品的形成年龄在0．2～2ka之间．     

云南阳宗海沉积物重金属污染时空特征及潜在生态风险

分析了阳宗海柱状及表层沉积物中Al、Fe、Mn、Zn、Cr、Co、Ni、Cu、As、Cd、Pb等金属元素的含量,结合沉积年代学,研究了沉积物重金属污染的时空变化和潜在生态风险特征.结果表明,表层沉积物中重金属含量具有一定的空间差异性,As、Cd、Cu、Pb和Zn在中东部湖区含量较高,而Cr、Co、Ni含量高值位于南、北湖区的近岸区域;柱状沉积物中,1990s之前As、Cd、Cu、Pb和Zn含量较为稳定,1990s中后期以来,其含量逐渐增加,并在2009-2010年前后达到最大值,此后逐渐下降;而柱状沉积物中Cr、Co、Ni含量变化趋势与Al、Fe相似,总体上由下向上逐渐降低,这主要与沉积物质地(粒度)逐渐变粗有关.重金属富集系数表明,阳宗海沉积物中主要污染元素为As、Cd、Cu、Pb和Zn,1990s中后期污染程度快速增加,2009-2010年前后达到峰值,此后污染程度逐渐降低;表层沉积物中Cu为未污染至"弱"污染水平;Zn、Pb为"弱-中等"污染水平,As为"中等-强"污染水平,Cd为"弱-强"污染水平,中东部湖区污染程度高于其他湖区,这可能与该湖区缺少入湖径流、自然碎屑物质沉积速率较低以及砷污染事件等人为源的重金属贡献影响更为显著有关.生态风险评价结果表明,在2002-2010年前后沉积物重金属达到"中等-强"潜在生态危害,主要贡献因子是Cd和As,近年来其生态风险等级逐渐降低;表层沉积物中重金属在中东部湖区具有"中等"程度潜在生态危害,而其他湖区表层沉积物重金属具有较低程度的潜在生态风险.     

湖泊沉积物中元素相态的连续提取分析—以岱海为例

如何利用湖泊/海洋沉积物地球化学代用指标有效地指示环境很大程度取决于元素的来源及其在沉积物中赋存形态的确定.对位于半干旱区的内蒙古岱海14个沉积物样品的连续提取实验及18个元素在水可溶态、可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机物结合态及残留态等六种赋存相态中含量变化进行了测试和研究,结合沉积物的矿物组成,结果表明在岱海流域内只经历了较弱的化学风化过程,除了Ca和Sr外,其他元素主要赋存于残留态中,只发生了很小程度的活化溶解.受元素亲合性和湖水物理化学状态的制约,出溶的Sr与Ca的赋存相态基本一致,而出溶的Pb、Be、Co、Cu、K、Mn、Fe等元素则与自生碳酸盐、有机质表现出一定的亲合性.元素在不同赋存相态中分布为地球化学环境代用指标的提取和解释提供了机理性的实验依据.     

大别山南、北坡花岗岩风化作用的差异及其构造、气候环境意义

对大别山南、北坡燕山期花岗岩风化壳研究表明: 南坡司空山黑云母二长花岗岩风化壳为剥蚀型风化壳, 在水解作用以及酸性介质条件下脱碱、钙、硅和富铝, 主要矿物学演化是长石、黑云母风化蚀变为伊利石→(蛭石→1.4 nm过渡矿物)→高岭石→多水高岭石. 北坡河棚黑云母正长花岗岩风化壳为稳定型风化壳, 在氧化作用以及弱酸偏中性介质条件下无硅的淋失、富铁和非晶化作用显著, 主要矿物学演化是长石、黑云母转变为蒙脱石、多水高岭石→非晶质. 这些结果显示, 大别山南、北坡风化作用的差异可能与气候条件和构造运动的差异有关, 即, 南坡高温多雨, 淋溶强烈, 土壤处于酸性环境, 经历过构造抬升; 北坡高温少雨, 淋溶较弱, 土壤处于弱酸偏中性环境.     

风浪扰动对太湖水体悬浮物重金属含量的影响

通过离心浓缩的方法,获取太湖梅梁湾口东岸处(即梅梁湾与贡湖湾的交界处)不同风浪条件下的悬浮颗粒物．冷冻干燥,微波消解,ICP-AES的方法测定了其中Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn等重金属元素及Al、Ca、Fe、Mn等相关金属元素的含量．结果发现,小风浪(2 m/s)、中风浪(7 m/s)和大风浪(11 m/s)下：①水体总悬浮颗粒态金属的量依次大幅度增加;②单位悬浮颗粒物中各金属元素的含量在不同风浪下变化不同．Ca在小、中、大风浪下含量依次增大;Zn在小、中、大风浪下含量依次减少;Mn和Cu的含量变化趋势相同：与小风浪相比,中风浪下Mn、Cu的含量显著增大;与中风浪相比,大风浪下含量显著减少;其它元素Al、Fe、Ni、Pb、Co、Cr等在单位悬浮物中,中风浪与小风浪相比含量减少,大风浪与中风浪相比含量略微增加．研究表明：①金属元素在水体总悬浮物中的含量主要受风浪影响,但风浪对单位悬浮物中金属含量的影响则因元素而异;②除Cu、Mn、Zn外,悬浮物中重金属含量随粒径增大含量减少．     

东太平洋海隆13°N附近热液硫化物中的元素、同位素组成及其变化

测定了东太平洋海隆13°N附近1个站位（103°54．48′W,12°42．30′N,水深2655m）热液硫化物的矿物、元素和同位素组成．热液硫化物主要由闪锌矿、黄铜矿和黄铁矿等组成,且在ep—s—1层含有次生氧化形成的针铁矿,为富Zn型硫化物,其稀有元素Li（0．15×10^-6～0．30×10^-6）,Be（0．01×10^-6～0．05×10^-6）,Zr（73．8×10^-9～134.4×10^-9）,Nb（8．14×10^-9～64．7×10^-9）,Hf（2．54×10^-9～28．0×10^-9）和Ta（0．203×10^-9～1．21×10^-9）含量远低于洋壳,具有相对高Au含量,低Co,Ni,Sr,Cs,Ba,Bi和U含量的特点．热液硫化物中Zn．Cr,Cd-Ga,Cu-P和P—In之间均存在显著的正相关关系（R^2〉0.8）,而Zn—Fe和Cu—Ba之间均存在显著的负相关关系（R^2〉0．8）．从低温矿物组合到高温矿物组合,热液硫化物中的分散和稀有元素（In,Li,Cs等）含量在空间上的分布也发生了相应的变化,且热液硫化物中锌、铁和铜硫化物分别控制了Cd,Cs和P等元素含量的变化．由于海底风化作用,使得含次生氧化矿物的红褐色硫化物氧化层中V,Mn和REE等元素相对富集,使ep-s-1层具有与海水一致的REE配分模式,并对热液硫化物中元素比值之间的相关性产生明显的影响．同时,从高温矿物组合到低温矿物组合,热液硫化物中Fe含量和矿δ^34S值逐渐增加,Zn含量和铅同位素比值逐渐减小,反映出海水对热液硫化物形成过程中的元素和硫、铅同位素组成的影响逐渐增加．     

华北平原北部全新世沉积中某些元素的分布规律

本文根据钻孔岩芯化学分析资料,研究了华北平原北部全新世沉积地层中化学元素Fe、Mn、Ca、Mg、Cu、Ni、Zn、B等以及CaCO_3的分布,它们的迁移和积累受制于气候条件,沉积环境以及海洋等多种因素的控制。在全新世早、中、晚三个沉积阶段中,元素Ca、Mg以及CaCO_3的含量具有高—低—高的分布特征,而元素Fe、Mu、Cu、Ni、Zn和B则表现出低—高—低的变化趋势     

察尔汗盐湖91-Ⅳ_4孔沉积地层元素地球化学的研究

首次利用6步连续化学提取法,探讨和研究了察尔汗盐湖91—Ⅳ_4孔沉积物中16种元素在不同地球化学相中的结合形态和赋存状态。结果表明:碱金属K存在于可交换部分中;碱土金属Mg、Ba存在于碳酸盐相中,Mn在碳酸盐相中的含量也较高;B、P存在于有机质部分中;痕量金属大多存在于易还原相、中等还原相和硅酸盐矿物晶格的残渣部分中。     

莫桑比克东部滨海砂矿矿物组成及特征

滨海砂矿是目前全球最大的潜在矿产资源之一。以莫桑比克的滨海砂矿作为研究对象,利用光学显微镜、X射线衍射、扫描电镜、等离子体质谱（ICP-MS）等手段对莫桑比克东部滨海砂矿的矿物组成及特征进行了研究。并用数理统计方法讨论了重砂矿的元素赋存状态及其载体矿物。研究结果表明：（1）砂矿的矿石矿物主要为钛铁矿、金红石和锆石,脉石矿物主要为石英和长石。（2）重砂矿的主要化学组分为Ti和zr;Hf及REE为次要组分;而主要有害元素组分Th和U,其总体含量低,故重砂矿对采选加工和产品利用均无明显环境危害。（3）重砂矿中元素含量与粒度之间呈一定相关性,显示zr、Hf、U、Cr、Ta的载体矿物的粒度相对较细;Ti、Fe、V、Nb的载体矿物的粒度相对较粗。     

重庆松藻矿区晚二叠世煤的地球化学和矿物学特征及其成因

运用电离耦合等离子体质谱（ICP-MS）、X射线荧光光谱（XRF）、冷原子吸收光谱（AAS）、离子选择性电极（ISE）、带能谱仪的扫描电镜（SEM-EDX）、X射线衍射分析（XRD）等方法对重庆松藻矿区4个主要煤层6、7、8和11号煤的地球化学和矿物学特征进行了研究。研究发现，松藻矿区8号主采煤层（其储量占松藻矿区总储量的60%）没有明显富集有害微量元素；而11号煤层明显富集的微量元素有碱金属元素、Be (9.14μg/g)、Sc (12.9μg/g)、Ti (9508μg/g)、Mn (397μg/g)、Co (23.7μg/g)、Cu (108μg/g)、Zn (123μg/g)、Ga (32μg/g)、Zr (1304μg/g)、Nb (169μg/g)、Hf (32.7μg/g)、Ta (11.4μg/g)、W (24.8μg/g)、Hg (2.8μg/g)、Pb (28.1μg/g)、Th (24.1μg/g)和稀土元素(509.62μg/g)，其中Nb和Ta的含量之高，非常罕见。Nb和Ga已经超过了工业品位，其工业利用价值值得关注。除黄铁矿、石英、方解石、高岭石外，在11号煤层中发现的痕量矿物有黄铜矿、白铁矿、菱铁矿、钠长石、伊蒙混层矿物、独居石、磷灰石、锐钛矿、绿泥石和石膏等，并首次报道了煤中的热液成因的硫锰矿和胶态状的锐钛矿。在11号煤层中发现了由碱性火山灰蚀变形成的粘土质微层，其主要成分为伊蒙混层矿物，并和有机质相间排列、重复出