三峡库区滑坡地带岩石特性的研究

针对三峡库区组成滑坡岩层的主要岩石——泥质岩、灰岩、砂岩,通过显微镜观察、X射线分析显微镜的定量分析及室内岩石力学强度试验,对各岩石的特性进行了分析。显微镜及X射线定量分析结果表明风化较弱的泥质岩基本上含有石英与钙质矿物,后者由于易溶于水而导致岩石的孔隙率增加。孔隙的一部分连接形成了裂缝, 从而使岩石的强度下降。各岩石的单轴压缩试验结果表明砂岩的强度最高,发生了风化的泥质砂岩的强度最低。在饱和状态下紫红色泥岩及风化了的泥质砂岩的单轴压缩强度降低最显著,比自然干燥状态下降低了大约50%, 推测是受粘土矿物含量的影响。所有岩石都表现出在峰值强度之前应力与应变几乎呈线性关系,而峰值强度之后应力急剧下降的脆性特征。这种在饱和状态下岩石强度大幅度下降与脆性特征表明在治理滑坡时需要采取十分周密及复杂的预防措施。     

湖南下寒武统黑色页岩风化释Si的机制与潜力

岩石风化释Si的机制和潜力是Si全球生物地球化学循环研究的重要问题。在湖南安化、洞口、桃江和望城等地采集了下寒武统黑色页岩样品,并选取了麻田（MT）、桃花江（TH）和廖家坪（LJ）等3条风化剖面,运用R型聚类分析和质量平衡计算等方法,研究了黑色页岩风化释Si的机制与潜力。结果表明,湖南下寒武统黑色页岩SiO2含量平均63.4%,略高于上陆壳（62.6%）。MT剖面中Si的释放、淀积行为与磷酸盐矿物和含铁矿物（或铁氢氧化物等）的溶解、沉淀有关,LJ剖面Si的释放、淀积行为与含K硅酸盐矿物和有机质的溶解、沉淀有关。TH剖面Si表现出的强淋溶行为,则与上述组分的关系不显著。湖南地区每风化1 kg下寒武统黑色页岩至少可释放12 g-252 g活动态Si,风化释Si的潜力巨大。     

花岗岩质岩石风化过程中影响主要元素、次要元素和微量元素活动性的化学过程

本研究对葡萄牙某些花岗岩质岩石中发育的10个风化剖面中的38种主要元素和微量元素的行为以及矿物学方面的变化,进行了调查研究。 根据用新鲜母岩中的Ti进行了标准化的地球化学资料,计算了元素的活动性。基于元素在风化过程中的地球化学分布,将化学元素分为两类:不活动元素和活动元素,前者包括Zr、Hf、Fe、Th、Al、Nb、Sc和REE,后者包括Ca、Na、P、K、Sr、Ba、Pb、Mg和Si。活动元素主要来自可淋滤矿物(如长石、云母和磷灰石等),而不活动元素则或者富集在残积相中,或者被次生矿物强烈吸附。 Mn、Cr、V、Fe和Ce的地球化学行为,完全取决于氧化还原条件,这些元素的氧化还原变化可用来确定风化序列氧化态的界限。 在风化作用后期阶段,REE都发生活化或分馏,但在风化作用中期阶段REE却没有发生什么变化。这种分馏作用是由于含REE的稳定和不稳定矿物岩石的选择性淋滤所致。     

乌江流域沉积岩风化过程中铀的富集与释放

以乌江流域石灰岩、白云质灰岩、白云岩、硅质岩、黑色页岩和紫色砂岩等典型岩石的13条风化剖面为对象,运用相关分析和质量平衡计算方法,研究了这些岩石风化过程中铀(U)的富集与释放及其对河水U分布的影响,旨在增进对U生物地球化学循环的了解,也为流域U污染防治提供依据.结果表明,①乌江流域风化物和土壤中U的富集程度基本上高于上陆壳(upper continental crust,UCC)、中国土壤(China soil,CS)和世界土壤(world soil,WS);②U的富集和释放能力与母岩U含量以及风化剖面中粘土矿物和铁氧化物/氢氧化物含量及吸附能力有关;③石灰岩以及少量白云岩和碎屑岩风化过程中U的释放对河水U的分布特征具有重要的控制作用.     

常见金属硫化物电化学反应环境效应及其影响因素分析

金属硫化物矿物作为重要的金属矿产资源之一,在自然界广泛分布并易氧化(电化学反应)引起重金属离子和酸性矿山废水污染的环境效应。本文以黄铁矿和黄铜矿为例全面分析了金属硫化物矿物环境效应产生机制,以及影响金属硫化物矿物电化学反应的各种因素,指出了当前研究存在的不足。这对金属硫化物矿区环境污染的源头控制与修复具有重要的指导意义。     

云母石英片岩强度的各向异性特征研究

通过对厦沙高速公路边坡云母石英片岩的矿物成分、微观结构、强度测试以及数值模拟分析,研究了不同风化程度的云母石英片岩在结构和强度上的各向异性特征,分析了云母石英片岩强度的变化规律。结果表明:在漫长地质历史过程中经历多种地质作用,云母石英片岩的矿物形成了独特的定向排列结构,使岩石具有明显的片状构造,从而也导致岩石在物理力学性质上具有明显的各向异性;在不同方向荷载作用下,云母石英片岩的抗压强度和剪切强度均表现出一定的各向异性,尤其是抗剪强度更为明显,反映出片理面对于其剪切破坏的控制作用更为强烈;不同风化程度的云母石英片岩的抗压强度均具有明显的各向异性,随片理面倾角的变化,其抗压强度呈"U"字形的变化趋势,表现为先减小后增大,且随岩石风化程度的加深,"U"字形曲线越来越开敞,云母石英片岩的抗压强度的各向异性程度有所减弱。     

我国广东省发现外生霓石

<正> 一九七六年我们在鉴定广东省加禾龙归地区的溶性盐类矿物时,在盐类矿物溶解后形成的空洞中发现一种淡兰色、毛发状、放射状产出的矿物,后经鉴定为霓石。 霓石产出的岩层是一套含方解石膏盐泥岩互层的岩石,主要的伴生矿物有石膏、硬石膏、方解石、无水芒硝、石盐和粘土矿物,其次有微量的重晶石、电气石和绿泥石等。霓石见于井深503米左右的黑色含石盐钙质泥岩中,在该岩石内见有断续微层状的石盐薄层和方斛石的集合体,有的方解石可能交代了钙芒硝。     

津巴布韦绿岩带中构造型铁矿成矿特征

津巴布韦铁矿层分布普遍,是组成太古界津巴布韦克拉通绿岩带地层常见岩性单元,其岩石特征类似于"硫化物相"含铁建造层,实际上是一种伴有硅化和硫化物矿化的剪切带.过去这种构造成因的铁矿层被认为是一种原始沉积岩层,但从野外露头上可明显辨别出呈交织状分布的片理化带、褶皱变形带、石香肠构造和糜棱岩带;区域上铁矿层与层理或片理相交切,岩层呈交织状分布,同一岩层单元会重复出现.在花岗岩底辟上升作用导致岩石发生变形之前,一系列逆推断层使得原始火山沉积岩单元层产生水平伸展、叠瓦状构造推覆以及岩层重复出现.因此绿岩带地层中这种包含有构造型铁矿层的"馅饼状"岩层模式,愈来愈成为地质工作者研究的焦点.     

西江上游河水悬浮物中稀土元素的地球化学特征

采用改进的BCR逐级提取法和ICP-MS测试技术,对西江上游河流悬浮物中稀土元素进行了研究。结果表明:河流悬浮物稀土元素总量的含量变化范围在188～402mg/kg之间,并主要来源于流域内岩石的风化,反映了源区的物质特征。西江上游河水悬浮物中三种非稳定态(即酸可提取态、铁锰氧化物结合态和有机物硫化物结合态)稀土元素页岩(PAAS)标准化配分模式均显示出中稀土富集的特征。这种配分模式可能是由于流域内广布的海相沉积岩中磷酸盐矿物的风化所造成的。稳定态(即残渣态)的配分曲线较为平直,没有体现出明显的稀土分异。悬浮态稀土各赋存形态含量的顺序为:残渣态有机物硫化物结合态、铁锰氧化物结合态酸可提取态。中稀土元素Sm、Eu、Gd相对于轻、重稀土元素的稳定态所占比例偏低,而相对于三种非稳定态所占比例偏高,反映了其潜在的地球化学活性。     

碳酸盐岩风化和成土过程的重金属迁移富集机理初探及环境风险评价

为了探究碳酸盐岩在风化和成土过程中重金属元素迁移规律及重金属的富集机理,本次研究以贵州省都匀市及其周边地区寒武纪地层出露的碳酸盐岩风化剖面为研究对象,采用碳酸盐岩酸不溶物的提取试验研究重金属在基岩中的赋存特征,并结合质量平衡法探索重金属的迁移特征,初步讨论了土壤中重金属的富集机制及其环境影响.研究结果表明:碳酸盐岩风化...     

贵州开阳地区富硒地层及风化土壤地球化学特征

通过对开阳地层和土壤调查,发现灯影组、牛蹄塘组等地层富集硒元素,由其风化而来的土壤也富硒。富硒地层同时还富集Mo、As、Cd、Sb、Ba、Co、Ni、Tl、V、Zn等元素,而相对缺Ag、Bi、Cr、Ga、Rb、Sr、Ta、Zr等元素;富硒地层风化形成的土壤中As、Ba、Cd、Co、Mo、Ni、Sb、Se、Tl等元素对基岩有明显的继承而富集;Pb元素则在基岩风化过程中流失而亏损;Cu、Sc、V、Zn元素在基岩风化后明显富集;而Ni、Co、Cd则具有对基岩的继承和后期风化富集的双重特征。研究表明该地区硒的富集是热水沉积、深部物质沿白马洞深大断裂迁移、热卤水的迁移混合,铀矿化以及大量硫化物的存在共同作用的结果。开阳富硒地层及风化土壤中稀土元素总量∑REE为66.61～609.13×10-6,LREE/HREE比值为1.17～5.40,(La/Yb)N=5.08～15.72>1,REE分布模式为右倾型,轻稀土段右倾明显,(La/Sm)N=1.43～7.44>1,为LREE富集型,重稀土段则相对平缓,(Tb/Yb)N=1.01～2.39。通过对微量、稀土元素的分析表明,富硒的黑色岩系形成于缺氧条件下的低温热水沉积环境。     

湘西北黑色泥灰岩风化剖面重金属富集的地球化学机制

通过对湘西北地区黑色泥灰岩风化剖面（DM剖面）中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Th、U 8种重金属元素地球化学特征的研究,并与区域上发育于黑色页岩的2条风化剖面的对比分析,初步揭示了黑色泥灰岩风化剖面中重金属富集的地球化学机制。结果表明：（1）与黑色页岩相比,黑色泥灰岩风化成土过程中重金属元素普遍呈现出低背景、高富集的地球化学特征。（2）黑色泥灰岩风化剖面的形成,是在基岩中碳酸盐快速溶蚀的基础上（基岩的酸溶相含量为78.57%）,由酸不溶相进一步演化的结果。在此过程中,对于无明显外源输入的元素Cr、Ni、Cu、Zn、Pb、Th、U,一方面,赋存在酸溶相的部分随碳酸盐的淋失而亏损甚至强烈亏损（其中Th相对惰性）;另一方面,残余在酸不溶相的部分因基岩中大量碳酸盐的淋失而显著富集,且随风化剖面的演化未显示出进一步的亏损。因此,这些元素在风化剖面中的富集是绝对（强烈）亏损和显著相对富集的综合结果。对于Cd,存在明显的外源输入,可能主要以水溶态形式带入并大量淀积在剖面下部。（3）在黑色泥灰岩风化剖面,有机质（OM）不是重金属元素的主要赋存介质,其对重金属元素地球化学行为的影响有限。（4）黑色泥灰岩发育的土壤中,Cu和Cd的平均含量分别为54.58 mg/kg和0.58 mg/kg,高于农用地土壤污染风险筛选值,特别是Cd,对土壤生态环境可能形成不利影响,应引起关注。     

韩江流域河水地球化学特征与硅酸盐岩风化——风化过程硫酸作用

流域岩石化学风化是全球碳循环的重要环节之一,硅酸盐岩风化过程消耗大气CO_2,是在地质时间尺度上调节大气CO_2浓度的重要机制。本工作在对我国东南花岗岩地区流经典型的硅酸盐岩地质背景河流——韩江流域河流水化学组成研究的基础上,分析和定量计算了河流水体主要物质来源,并对硫酸参与岩石风化和碳循环过程的作用进行了分析,进而对韩江流域岩石风化速率及其大气CO_2消耗通量进行了估算。结果表明,韩江流域河流主离子组成主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩风化,并计算得出约41%的硫酸根离子来自于大气降水;流域碳酸盐岩的风化速率为21.7 t/(km~2·a),硅酸盐岩为18.9 t/(km~2·a)。硫酸参与岩石风化提供的离子贡献占流域岩石风化提供总离子量的65.9%;流域风化带来的CO_2消耗速率被高估了约61%。     

喀斯特地区典型风化剖面重金属超标程度及元素迁移特征研究

我国西南喀斯特地区是著名的重金属元素地球化学异常区。除了人类活动所导致的土壤污染问题以外,地质背景很可能是造成土壤重金属超标的重要因素。为了弄清岩石风化和成土过程中重金属的释放规律及其环境效应,本次研究以贵州省罗甸县典型的碳酸盐岩和碎屑岩风化剖面为载体,采用实地调查、地球化学测试分析等手段,结合质量平衡系数的计算方法对研究剖面的重金属元素超标程度及元素迁移规律展开调查。研究结果表明:碳酸盐岩比泥质岩具有更高的重金属元素释放潜能,其风化和成土过程向环境中释放重金属的量与风化壳的发育程度有关。研究区石灰土剖面重金属元素超标程度严重,且以Cd和As的超标程度最大。地带性黄壤中Cr、Ni元素的富集很可能与剖面发育过程中铁氧化物的沉淀富集有关。综合分析认为岩性不同所导致的风化速率的差异很可能是造成碳酸盐岩和泥质岩剖面重金属淋失程度差异的主要原因。而且,重金属元素在风化剖面中的迁移规律受元素自身地球化学性质、母岩类型和风化壳发育程度等多重因素控制。     

陕西略阳高山金矿床成矿流体特征

产于“勉略宁”三角成矿带的高山金矿床由 5个金矿体组成 ,该矿床的形成受区域构造活动所控制 ,其成矿作用可分为三个成矿期 :早期金的初始矿化、中期金的二次富集和晚期金的表生富集。中期成矿期为金的主要富集期 ,但晚期的表生氧化和风化淋滤作用对金的再次富集起了非常重要的作用。矿床流体包裹体以纯液态包裹体为主 ,成矿流体的温度介于 15 0℃～ 30 0℃之间。成矿流体很可能来源于中酸性钠长斑岩脉 ,但又不是典型的岩浆热液 ,具有多成因性。金的沉淀富集是在弱 -中等碱性热液、相对还原的环境中进行的。金矿的物质来源与矿区的超基性岩体、钠长斑岩脉、厚层状白云岩及各类碎屑沉积岩有密切的关系。     

康滇地轴东缘岩石与铅锌矿石稀土元素地球化学研究

本文系统地研究了康滇地轴东缘不同时代岩石及不同含矿层位铅锌矿石的稀土元素地球化学特征 ,并加以对比。认为本区地壳演化的不均一性及多期构造岩浆活动反映在不同时代岩石其稀土元素地球化学特征也不相同 ,继承性差。本区矿石的稀土元素分布模式不同于以前报道过的呈W型 ,而是一种新的稀土元素分布模式。不同含矿层位铅锌矿石稀土元素分布模式及其参数类似 ,与岩石差异明显 ,说明主要成矿物质不来自基底及盖层岩石 ,而来自深部 (上地幔 ) ,并且是在同一个成矿期形成的。     

秦岭穆家庄铜矿地球化学特征

位于秦岭造山带东部柞山热水盆地中南部的穆家庄铜矿床由 7个矿体组成 ,赋矿地层为中泥盆统一套浅变质的具韵律特征的复理石沉积建造 ,矿床产出与地层层位、区域构造和NWW向断裂破碎带密切相关。矿石及其围岩的矿物组成、结构构造、化学成分、流体包裹体和氧、碳同位素地球化学研究表明 ,成矿温度为15 0～ 330℃ ,盐度 5 .8～ 2 3% ,矿石及围岩均以富SiO2 、TFe、Cu、Mn、Ba、Ca、Zn、Pb、Mg、As、Sb、S、C、B、K等元素为特征 ,成矿元素Cu、Zn、Pb等主要来源于前泥盆纪地层 ,成矿流体的O、C主要来自海水 ,铜矿床成因属于弱改造的海底喷流沉积型     

天水地区新近纪沉积物地球化学特征及其意义

通过对天水盆地新近纪沉积物地化特征的研究表明:(1)天水盆地下山剖面泥岩富MgO、CaO、Nb、Sr、Th,贫SiO2、Al2O3、Ba、Cr、Ni、Rb,高Al2O3/TiO2、Cr/Zr、Cr/Th、Th/Sc,结合盆地的平面展布特征和地层厚度变化规律及沉积相的横向变化,初步认为盆地南区西秦岭北缘各时代花岗闪长岩和偏中性岩主要控制着该区的沉积物地球化学组成,而古秦岭洋闭合期蛇绿岩套中的基性-超基性岩有很大的影响,其结果是它们高度混合的物质给盆地提供物源,泥岩样品中K2O的含量随时间增长而增高,说明物源区在溯源侵蚀的过程中富钾值岩大量出现;(2)CIA和ICV值指示天水盆地碎屑沉积物的物源区古风化程度较强,沉积物成熟度较低,源区沉积再循环的物质很少或几乎不存在,在上新世到更新世之间存在化学风化作用减弱的趋势;(3)天水盆地从西秦岭山麓到华家岭地层沉积厚度越来越薄,从湖相逐渐过渡为湖泛平原相,结合主、微量元素构造判别图解,认为下山剖面沉积物是在压扭作用下的山前凹陷盆地构造环境中形成。