氢氧同位素交换动力学及其地质意义

氢氧同位素交换动力学是同位素地球化学学科的前沿。它使同位素地球化学的研究由静态向动态、定性向定量、封闭体系向开放体系发展 ;为各种天然地质过程的研究定量提供有关的时间、温度、作用机制、演化途径及地质体的冷却史等重要信息。本文概述了氢氧同位素交换动力学参数、同位素交换动力学模式、在地学研究中的应用及实验测试新技术等。     

稳定同位素的动力学分馏——2.固体矿物-流体间的同位素动力学分馏

<正> 在地球化学研究中,由固相矿物和流体(特别是含水流体)组成的体系具有特别重要意义。岩浆热液过程、沉积过程以及风化过程都与固相矿物-含水流体体系有关。虽然目前已发表了一些关于重要造岩矿物与水之间的同位素平衡分馏方程,但有关它们的同位素动力学分馏性质的研究工作却做得不多,这主要     

合浦盆地西部地区地下水水化学特征及形成机制

北海市是地下水支撑社会经济发展的典型滨海城市,研究该区水化学特征及形成机制,对服务水资源科学管理和海岸带生态环境保护具有重要意义.通过北海市合浦盆地西部地区地下水调查、水样采集与分析,综合运用水化学和同位素理论和方法揭示了控制地下水水质的主要水文地球化学过程.结果表明,地下水具有低pH值和低矿化度的显著特征.孔隙水水化学类型以硝酸型水为主,Na⁺和Cl^-浓度沿径流方向明显增加;裂隙水以Ca-HCO₃、 Ca-Cl·HCO₃、 Ca·Na-HCO₃和Na-Cl·HCO₃型为主.地下水受大气降水补给,水文地球化学过程主要受到水岩相互作用、阳离子交换作用和人类活动的综合影响.Na⁺、 K⁺和Cl^-主要来源于蒸发盐岩和硅酸盐岩,Ca²⁺、 Mg²⁺、 HCO₃^-和SO₄^2-     

二氧化钛-水体系氧同位素分馏系数的实验研究

对TiO2的两种常见同质多像变体金红石和锐钛矿与水之间的氧同位素分馈系数的实验研究进行了系统的总结和评述。水热品化法（575～775℃）和水热氧化法（300～700℃）以及低温水解（22～50℃）获得的实验金红石－水体系分馏系数与增量方法理论计算结果相一致。低温水对法获得的锐钛矿－水体系分馏可能是一种不平衡分馏，其分馏系数的大小决定于锐钛矿的形成机制。同时，低温水解实验还揭示．在低温矿物形成和同质多像转变过程中可能存在氧同位素继承性，这对解释低温环境氧同位素数据具有重要的地球化学意义。     

淮南新集矿区主要充水含水层水化学特征及成因

为探明新集矿区深层地下水离子组成及其演化特征,采集了研究区砂岩水和太灰水等共20个水样,测试分析常规离子和氢氧同位素数据,采用Piper三线图、相关性分析、离子比例系数与饱和指数等方法,探讨了研究区深层地下水水化学特征及其成因。结果表明:(1)研究区砂岩水为高矿化度水,平均矿化度为2 743. 73mg/L,水化学类型主要为Cl-Na型,太灰水多为中矿化度水,平均矿化度为1 468. 33mg/L,水化学类型主要为HCO3·Cl-Na型和Cl-Na型;(2)研究区地下水的补给不仅有大气降水和地表水,还有古气候条件下形成的古溶滤-渗入水,且由于矿物质与深层地下水的水岩作用使得氧同位素发生漂移;(3)含水层中主要发生的水岩相互作用有硅酸盐和蒸发盐岩的溶解及阳离子交替吸附作用,盐岩和石膏在研究区地下水中是反应性矿物,白云石和方解石的溶解在矿区地下水中呈过饱和状态。     

某些同生硫化物矿床与海水硫酸根之间同位素交换的证据

在简单二元系中,有关硫化物与硫酸根之间的硫同位素交换效应还知道得不多。然而,最近对比较复杂的热液系统的实验指出;可能在有些化学环境下,会比较迅速达到同位素交换平衡。如果有些层状硫化物矿床来自海底火山     

水岩交换作用对矿物Rb-Sr体系的影响:北疆祖鲁洪花岗岩质杂岩体的研究

海西期祖鲁洪花岗岩质杂岩体的氧同位素分析及矿物Rb－Sr等时线年龄测定结果表明，该岩体在220～230Ma以前曾在高温下与大气降水发生过相互作用。由花岗岩和闪长岩的单矿物氧同位素分析得知，其石英与长石之间的氧同位素比值之差分别达0．83‰～2．63‰和11．34‰；理论计算得出花岗岩和闪长岩在热液蚀变时的水岩比分别为0．07～0．15和1．04。该岩体任位于渗透性良好的围岩（断层、节理和裂隙在其中都十分发育）中，因而有利于大气水热液循环系统的形成。在这种大气水热液的对流循环过程中，岩体不断地与大气降水发生同位素交换，从而导致了该岩体的矿物Rb－Sr和氧同位素体系发生变化。这种热液活动可能是形成该岩体南侧的W、Cu矿床的原因。     

水─岩系统演化发展过程中的成矿作用(摘要)

本文所阐述的水-岩系统平衡-不平衡状态的概念指出，水-岩系统有使化学元素富集和分散的诗性，这种特性确保了深刻的地球化学分异能力和地质上的自动调节能力。它决定着一定成分的次生相的长期形成、成矿元素富集到成矿过程所必需的含量水平，并在很长的地质时期中保持这一水平。水一岩系统的所有上述特点决定着它的成矿特性，其成矿特性又决定于其状态和演化发展的下列特点：1．水一岩系统的平衡一不平衡状态决定着物理化学条件和地质连续发展的过程及新矿物相（包括金属矿物相）和水文地球化学类型的形成。2．次生矿物相和水的地球化学类…     

四川西北部漳腊盆地地下水化学特征研究

在大量的实测资科和参考资料的基础上,运用地球水化学分析、地质构造理论和同位素方法。探讨了该地区地下水化学组分的特征以及矿化度与各组分含量之间的相互关系,并时其水化学特征的形成机理进行了深入分析。认为该地区地下水有深部构造水和浅层地下水两种类型。这种组成特点与区内地质构造存在必然联系;地下水同位素等分析显示,该地区地下水的补给主要为现代大气降水及雪山融水．浅层水为就地补给．深部构造水为高山远距离运移补给;地下水化学组分的成因主要是溶滤作用和蒸发作用。     

四川西北部漳腊盆地地下水化学特征研究

在大量的实测资科和参考资料的基础上,运用地球水化学分析、地质构造理论和同位素方法,探讨了该地区地下水化学组分的特征以及矿化度与各组分含量之间的相互关系,并对其水化学特征的形成机理进行了深入分析,认为该地区地下水有深部构造水和浅层地下水两种类型,这种组成特点与区内地质构造存在必然联系;地下水同位素等分析显示,该地区地下水的补给主要为现代大气降水及雪山融水,浅层水为就地补给,深部构造水为高山远距离运移补给;地下水化学组分的成因主要是溶滤作用和蒸发作用。     

黄河季节性河水化学揭示温度对Li同位素变化的控制

正硅酸盐岩风化被认为是维持地质时间尺度地球宜居性和碳循环的关键过程之一,也是地球关键带的核心过程,是驱动物质循环和气候变化的重要因子,成为系统地球科学和地表地球动力学领域研究的重大基础理论前沿之一。然而,硅酸盐岩风化的控制机理一直存在争论,现有风化动力学无法解释大陆风化与受气候和构造抬升制约的剥蚀之间的复杂关系。因此,开发示踪硅酸盐风化新手段,评估化学风化     

四川西北部漳腊盆地地下水化学特征研究

在大量的实测资科和参考资料的基础上,运用地球水化学分析、地质构造理论和同位素方法,探讨了该地区地下水化学组分的特征以及矿化度与各组分含量之间的相互关系,并对其水化学特征的形成机理进行了深入分析,认为该地区地下水有深部构造水和浅层地下水两种类型,这种组成特点与区内地质构造存在必然联系;地下水同位素等分析显示,该地区地下水的补给主要为现代大气降水及雪山融水,浅层水为就地补给,深部构造水为高山远距离运移补给;地下水化学组分的成因主要是溶滤作用和蒸发作用.     

地球演化的非均一、非均变理论模式──地质、地球化学研究的若干问题

本文阐述了非均一、非均交的理论模式，概要性地指出当代地质、地球化学研究中存在的若干问题。越来越多的资料证明，地球的演化是一个非均交的过程，地球从初始态到现代．在化学上是不均一的，在动力学上是不平衡的。地质学研究，不能以局部的有限时空模式推向整体时空，否则不可避免地会出现对真实过程的误解并进而影响当代地球科学理论的进展。本文所涉及的一般模式是本文集的思想总纲。     

凡口铅锌矿床地球化学特征及成矿作用分析

凡口铅锌矿床是发育于碳酸盐岩建造中的海底热泉喷溢沉积矿床,以“一大二富三集中”的特点和典型的地质地球化学特征吸引着中外矿床地质工作者。常量元素和矿化元素的分布、矿物包裹体特征、稀土元素组成和硫同位素组成反映出该矿床与外生作用有关。铅同位素组成具有壳源和下地壳来源铅的特征,矿物包裹体水氢、氧同位素组成表明,成矿溶液可能与深层建造水有关,后期与大气降水有关。矿区主要矿层经历海底热泉喷溢沉积-成岩的演化。     

地球热力学及其应用

<正> 地球热力学(Geothermodynamics)是介于地球科学与热力学之间的一门边缘学科,它用热力学的理论、实验和方法研究地球科学(主要是地球化学、矿物学、岩石学和矿床学)中化学平衡和相平衡的有关问题。在研究矿物、岩石和矿床形成的物理化学条件方面,以及在研究元素迁移、富集和同位素分馏机制方面,     

水化学和环境同位素对济南东源饮用水源地地下水演化过程的指示

济南东源水源地属于岩溶裂隙水,是济南市的主要供水水源.以济南市东源水源地为研究区,通过对研究区地下水和地表水的主要离子含量、氢氧同位素比值分析,揭示了东源饮用水源地地下水的补给来源、地表水的影响及水岩作用过程.结果表明,区内地下水水化学类型相似,阳离子以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO_3~-和SO_4~(2-)离子为主;大气降水是该地区地下水和河水的主要补给来源,且经历了不同程度的蒸发作用.地下水化学组分主要受水-岩作用的控制,方解石和石膏等贫镁矿物的溶解沉淀以及上覆第四系地层硅酸盐矿物的水解是区内地下水水化学组分的主要来源;部分地段河水污染渗漏补给地下水,造成地下水污染,主要超标指标为总硬度、NO_3~-、NH_4~+、SO_4~(2-)、Fe和Mn.     

福建浦城一三都澳铜金银多金属成矿带成矿地球化学研究

本文校系统地研究了成矿元素及微星元素．稀土元素和铅、硫、氢、氧同位素等成矿地球化学特征．研究结果表明，研究区内成矿物质来源是多方面的；成矿过程中的介质水在成矿主要阶段是大气降水与再平衡岩浆水的混会，在成矿晚期则主要来自大气降水；成矿是多阶段的，可依据各阶段的矿化程度来确定今后应侧重的矿种．     

板块与地幔的相互作用—板块内岩浆的成因和上地幔的构造(Ⅲ)

在世界范围内,板块内岩浆所表现出的系列地球化学和同位素特征看来都是通过一个与大洋岩石圈俯冲作用有关的共同成因过程所形成的。据发现,板块内岩浆的源区在大陆下岩石圈和大洋下岩石圈中的位置是截然不同的,而且在地幔中的深度也要大得多。然而,少量元素的配分关系表明,产生板块内岩浆源区的过程并非发生于下地幔中钙钛矿相条件下,而几乎可以肯定是限制在地幔内。有人提出板块内岩浆的源区最初形成于上地幔内的两个主要位置。其中一个位于俯冲岩石圈和上覆地幔的界面附近,是由于板块和地幔的相互作用(主要在150—300km深处)而形成的。在这一源区内板块的榴辉质洋壳的部分熔融是由于俯冲的前蛇纹岩体释放水所致。熔体迁移到邻近的难熔橄榄岩中,与之混染变富。这实质上是形成钙碱性源区的同一过程的延伸,并可解释这两种组合在地球化学和同位素特征方面的相似性。钙碱性组合相对贫Ti、Nb和Ta,这是因为俯冲榴辉质洋壳的上层在80—100km深处发生部分熔融时使这些元素滞留在残留金红石中所致。而在更深处(150—300km),当俯冲洋壳的下层发生部分熔融时,金红石不再是残留相,因此,Ti、Nb和Ta成为高度不相容元素,从而有效地从俯冲板块迁移到板块内岩浆源区。俯冲作用的角度可能很小,因而在大陆下延伸的水平距离     

硅酸盐熔体的结构

<正> 硅酸盐熔体结构是了解熔体的物理、化学和热性质与结构之间关系的基础,是确定地球和类地行星的岩浆形成和演化条件所必需的资料。在火成作用中,熔体-矿物-蒸气体系的相     

长江口溶解无机碳循环的地球化学研究

于2005年6月对长江口23个站点的溶解性无机碳及其同位素组成进行了采样调查。结果发现长江河流区水体的pCO2均处于过饱和状态,但在进入河口区后发生大幅度的下降;δ13CDIC为-10.0‰～-0.9‰,且随盐度发生梯度性变化;DIC和δ13CDIC值偏离河水、海水混合线,显示了长江河口碳的复杂生物地球化学过程,包括内部碳酸盐岩体系及外部生物的作用:河流区主要受水-气界面CO2逸散的影响;河口区主要受光合作用的影响;海岸区则主要受碳酸盐类矿物沉淀作用的影响。