伊利石矿物中不同部位氧的同位素分馏:一种潜在的单矿物温度计

Hamza和Epstein的实验结果表明,含水硅酸盐内部的氧同位素分馏可作为一种潜在的单矿物温度计。本文介绍了测定硅酸盐矿物中羟基组分氧同位素比例的方法研究。用真空提取法和改进的、Hamza和Epstein首次介绍的氟化技术对参考物质商品高岭石进行了检验,结果的一致性证明,在脱羟基过程中不存在氧同位素分馏。因此真空析出法可用于测量不含亚铁矿物的内部分馏。为了标定内部同位素分馏,对加拿大隆格尔(Lone Gull)铀矿床和瑞士洛伊格尔恩(Leuggern)勘探钴孔中热液成因的伊利石进行了研究。热液矿化的形成温度可由矿物共生组合、伊利石的结晶程度及共生矿物相中氧同位素分馏来确定。对从这两个地区挑选出的几个伊利石样品中不同部位氧的同位素分馏进行了分析,结果表明,伊利石-OH间的氧同位素分馏与温度存在线性关系,并可用下述方程来表示: 1000lnα(伊利石-OH)=-0.076t+30.42(t为温度,℃)。 利用这个第一次标定的伊利石-OH分馏,可确定热液矿物集合体的形成温度。为了检验该标定曲线,测量了纳米比亚纳马(Nama)统伊利石样品的内部分馏。据测定出的分馏计算出的温度与根据矿物共生顺序和伊利石结晶度估计的温度是一致的。用Schütze的增长法也计算出了相似的伊利石-OH分馏。     

高温高压条件下白云母-钠云母固溶体的热力学混合特性及其地质应用

在Redlich-Kister方程的基础上,云母和2m(Na,K)Cl水流体之间的Na-K逆向交换数据,已用来模拟白云母-钠云母固溶体的热力学混合特性。对这种二元云母,G_m~(ex)可表示为: G_m~(ex)=(1-X_(ms))X_(ms)[A+B(1-2X_(ms))+C(1-2X_(ms))~2] 式中A=11222+1.389T+0.2359P B=-1134+6.806T-0.0840P C=-7305+9.043T T以K为单位,P以bar为单位,G_m~(ex)、A、B和C以J/mol为单位。 G_m~(ex)在450℃和620℃之间计算结果最可靠,但也可以谨慎地外推超出该温度范围。计算出的“溶隙”钠云母端员偏斜。当压力达到15kbar时,临界温度(T_c)和临界成分(X_c)可表示为P的函数,其方程式为 T_c(以K表示)=977.68+7.53×10~(-2)P+2.45×10~(-7)P~2 X_c(以X_(ms)表示)=0.2624-2.34×10~(-6)P式中P以bar为单位。 根据KAlSi_3O_8-NaAlSi_3O_8-Al_2O-3-SiO_2-H_2O体系描述了计算出的白云母-钠云母固溶体的相关系。这些数据可适用于包括云母、碱性长石、一种Al_2SiO_5多形体和石英的特定组合,通过这种组合可以计算出它们平衡时的P、T和α_(H_2O)。原则上,该溶离线的白云母一侧可用于获得共存白云母-钠云母对的地热温度测量数据,只要平衡压力是单独知道的即可。但是,这种用法目前必须局限于理想的白云母-钠云母连接线上的云母。如果平衡的P和T都?     

脱硫浆液中组分扩散及SO2溶解的分子动力学研究

采用分子动力学方法,从分子尺度研究了钙基湿法脱硫工艺中浆液组分的扩散动力学及SO2的溶解机制.同时,计算得到了20~70℃(293.15~343.15 K)温度范围内H2O、SO2、Ca2+、CO2-34种粒子的扩散系数随温度的变化及扩散活化能.最后,进一步运用径向分布函数等分析手段,研究了SO2在浆液中的水化结构、配位数及温度对SO2溶解结构的影响规律.研究结果表明:40℃(313.15 K)与50℃(323.15 K)两个温度下SO2与周围H2O作用最强,最利于SO2吸收.进一步的相互作用能分析也表明,50℃(323.15 K)左右浆液对SO2的捕集能力最强.     

三氧化二铁的氧同位素:矿物-水的分馏系数

在本实验室中获得的实验数据表明,平衡时针铁矿和赤铁矿在同位素特征上是相似的。根据25—120℃范围内5个温度条件下的合成实验得出赤铁矿(针铁矿)-水的氧同位素分馏的表达式为:1000ln~(18)α_(矿物-水)=1.63×10~6T~(-2)-12.3这个方程预示了在91℃处通过“转换点”。本次工作的赤铁矿(针铁矿)-水曲线与Blattner等≤200℃温度下的磁铁矿-水曲线大致平行。而且,赤铁矿(针铁矿)-水的曲线表明,按Blattner等的曲线,赤铁矿比共沉淀的磁铁矿多富集约2.5‰—3.0‰的~(18)O。这预示着赤铁矿-磁铁矿间的氧同位素分馏对温度不灵敏,而且赤铁矿相对富集~(18)O一般来说与以前Clayton和Epstein从天然样品中观察到的赤铁矿-磁铁矿氧同位素分馏特征是一致的。     

毒砂和闪锌矿是瑞典北部硫化物矿床的温度-压力指示剂

<正> 根据Kretschmar和Scott(1976)以及Scott(1973)所说的方法来看,瑞典5个变质Cu、Zn-硫化物矿床中的毒砂和闪锌矿,其成分与温度和压力有关。毒砂的As/S比值表明,研究过的所有矿床,其平衡温度都在400℃左右,而闪锌矿压力计表明压力在5—7千巴之间。基岩的矿物组合表明温度是近似的,但压力要低一些。在所研究过的样品中,常数f_(s2)可能只有在几毫米或几厘米的距离内才有效。周围岩石中的f_(s2)总是     

几种天然多孔矿物对钾肥的吸附及缓释效果

以KCl为钾源、斜发沸石、膨润土和凹凸棒石粘土3种天然多孔矿物为缓释载体,进行矿物对钾肥的吸附性能和缓释效果研究。探讨了吸附时间、K+初始浓度与吸附量的关系,确定出K+吸附量最大时的K+初始浓度。用pH=5的HCl溶液和(Ca2++Mg2+)浓度为1.6、3.2、6.4、12.8、19.2、25.6 mmol/L的混合溶液对各矿物缓释肥进行解吸。结果表明:各矿物对K+的吸附在30 min内达到平衡。斜发沸石、膨润土和凹凸棒石粘土对K+的饱和吸附量分别为44.53 mg/g、21.38 mg/g和13.97 mg/g。斜发沸石和膨润土对K+的吸附曲线符合Langmuir吸附等温式,凹凸棒石粘土对K+的吸附曲线总体符合Freundlich等温式。pH=5的HCl溶液对K+的解吸量最小,随解吸溶液中(Ca2++Mg2+)浓度增加,解吸量增大,解吸速率远小于吸附速率。斜发沸石的固钾能力最强,凹凸棒石粘土次之,膨润土相对最弱。     

含氯有机污染物中氯同位素测定方法及应用进展

本文综述了四种稳定氯同位素的测定方法。重点比较了当前使用最为广泛的两种测定方法,基于CH3Cl+离子的正电离气体质谱法(PEIMS)和基于Cs2Cl+离子的正热电离质谱法(PTIMS)。论述了稳定氯同位素体系(37Cl/35Cl)在含氯有机污染物来源、迁移及转换过程中的应用研究。     

闪锌矿和方铅矿硫同位素地质温度计简介

闪锌矿和方铅矿是金属硫化物矿床中常见的矿物。根据实验地球化学的研究,在闪锌矿和方铅矿紧密共生的条件下,上述两个矿物中硫同位素(S~(34))的差值,即△S_(SPb-G1)~(34)(Sph 为闪锌矿,G1为方铅矿,下同)与温度是一直线关系。因此,只要测出上述两矿物的 S~(34)值,即可求出该矿物形成的温度,因此它可以作为地质温度计。     

Mn~(2+)-WO_3-TiO_2光催化降解甲基橙的研究

溶胶-凝胶和浸渍相结合的方法制备Mn2+-WO3-TiO2光催化剂,进行甲基橙的光催化降解实验,考察WO3和Mn2+掺入量、焙烧温度及时间对光催化性能的影响。结果表明,500℃焙烧2h,掺杂量n(Mn2+)∶n(WO3)∶n(TiO2)=0.8∶1∶100时,光催化活性最高,光催化降解甲基橙溶液,120min后,降解率达84%,比单纯TiO2的光催化活性提高83%。     

地壳演化——一种同位素地球化学模式

<正> 一、 引言 联系Taylor和Epstein(1962a、b)的研究,Garlik(1964)证实,岩浆岩、变质岩和矿物中的氧同位素组成首先与岩石和矿物的化学成分及形成温度有关。Wetzel等(1979)指出,这个论断似乎也符合于沉积岩类。通过应用由Schütze(1980)制定的计算同位素热力学效应的增量法,比过去在经验和半凭经验基础上所作的计算,已经能够比较准确地抓住硅酸     

温度和pH对生物成因羟基硫酸铁矿物的综合影响研究

在酸性矿山废水中,氧化亚铁硫杆菌(A.ferrooxidans)氧化Fe~(2+)过程中常常伴随着次生矿物的生成.为研究温度和pH对A.ferrooxidans氧化Fe~(2+)及Fe3+水解成矿的综合影响,考察了初始pH为1.5、2.0、2.5、3.0,温度为8、18、28、38℃时体系中Fe~(2+)、总Fe、次生矿物的变化情况.结果表明,在改良9K培养基中,温度和pH均影响Fe~(2+)生物氧化和Fe~(3+)水解成矿.A.ferrooxidans最佳适宜生长环境为温度28℃,pH=2.0~3.0,其它条件均不利于其生长繁殖,导致Fe~(2+)氧化速度明显变慢.起始pH=1.5时,不同温度处理均未发现有矿物生成,pH越高,收集矿物量越多.次生铁矿物XRD图谱表明,反应温度为28℃时,pH=2.0~2.5条件下次生铁矿物主要为黄铁矾和施氏矿物的混合物,而pH=3.0时则更有利于施氏矿物的形成.该现象对有效调控次生矿物的形成具有潜在意义.     

生物催化合成的施氏矿物对废水中Cr(VI)的吸附

在模拟多种金属离子[Cr(VI),Cu²⁺,Zn²⁺和Cd²⁺共存的电镀废水中,采用新型生物催化合成矿物无定型羟基硫酸高铁(Schwertmannite,施氏矿物)去除废水中的Cr(VI).实验结果表明,施氏矿物对Cr(VI)络阴离子具有很强的选择性吸附,整个吸附过程符合Langmiur方程.吸附的最佳pH值为6.0～7.0,最大吸附量为55mg/g,且当Cr(VI)初始浓度≤100mg/L时,去除率达90%以上.在温度20～50℃范围内,温度变化对吸附的影响较小.一价阴离子(如Cl^-和NO₃^-)对Cr(VI)的去除干扰极小,而仅当介质中SO₄^2-和PO₄^3-与Cr(VI)的摩尔比分别超过5:1和1:5时,2种无机阴离子才影响施氏矿物对Cr(VI)的吸附.     

氧、氢同位素数据的标准化

为了消除不同实验室无相关尺度同位素数据表示所产生的混乱,所有物质的氧同位素分析数据都可按δ~(18)O_(SLAP/VSMOW)=-55.5‰标准化过的尺度,用相对于VSMOW或VPDB来表示。氢同位素比值分析中H_3~+的贡献,利用氘含量差异较大的两个气体参考样品可很容易测定。     

东南沿海火山岩基底杂岩角闪石形成条件模拟实验研究

通过高温高压模拟实验,确定陈蔡群斜长角闪岩变质作用的压力2000—4000×10~5Pa,温度500—700℃,f_(o_2)=10~(-14)-10~(-17)Pa。实验结果有助于探讨沿海基底地层的构造-岩石-变质作用-地球化学演化相互关系。     

川西前陆盆地流体的跨层流动

本文讨论了川西前陆盆地气田区上三叠统和侏罗系地层水K+ +Na+ 、Ca2 + 、Mg2 + 、Br-与Cl-离子、矿物 (胶结物和充填物 )碳氧同位素和水的氢氧同位素成分组成以及相互关系。气田区上三叠统流体来源以地层海陆相沉积物质为主 ,并与渗流水混合 ,形成“下部流体”。有气藏的侏罗系内流体 (称“上部流体”)与“下部流体”的水化学和同位素组成相近 ,且具有同一演化趋势 ,表明它来源于下部流体并与侏罗系层内的渗流水发生过混合作用。本文提出该气田流体具跨层流动、二次混合演化特征 ,认为大规模的流体对流混合促进了上三叠统内天然气的运移聚积 ,在三叠系内有利构造圈闭中形成原生或残留气藏并向上运移 ,在侏罗系内有利圈闭中形成“次生”气藏。     

城市化对甘肃省牛谷河沉积物氮磷分布的影响

人类活动往往伴随着不同程度的水体污染物排放,对当地河流存在较大影响。为探究城市化发展差异对流经河流沉积物营养盐的分布影响,文章沿甘肃省牛谷河布设了42个断面,根据城市化程度差异划分了村落、乡镇和县城3种不同的区域,并分析了河流沉积物中营养盐含量特征及牛谷河营养盐与城市化之间的关系,结果表明:(1)牛谷河总氮总磷含量(ρ_(TN)、ρ_(TP))在不同城市化水平区段存在显著差异,p<0.05差异系数为0.673,ρ_(TN)和ρ_(TP)皆呈村落段<县城段<乡镇段态势;(2)从离岸关系看,牛谷河沉积物中ρ_(TN)和ρ_(TP)分布呈明显的两岸低于河心的特征;(3)垂直分布角度分析发现,牛谷河沿岸城市化起步时间上表现为县城段早于村落段早于乡镇段,还表现出了城市化程度越高垂直分布离散性越大的特征;(4)Spearman相关性检验表明,在0.01水平上牛谷河沉积物ρ_(TN)和ρ_(TP)在全空间分布上呈显著相关,二者具有高度的同源性;(5)表层沉积物中ρ_(TN)和ρ_(TP)的蓄积与城市化水平相关,且同特征指标满足y(TP)=9.146×10~(-7)x~2+0.012x+722.578、y(TN)=2.434×10~(-9)x~2+4.135×10~(-6)+0.425的关系,R~2(TP)=0.787、R~2(TN)=0.954。综合来看,不同城市化水平决定了河流ρ_(TN)、ρ_(TP)的分布差异,且沉积物中ρ_(TN)和ρ_(TP)的蓄积与城市化人口参数存在高度的关联性,在营养盐输入以外源为主的流域这种类似的规律可能普遍存在。     

渗入加拿大艾-达什瓦湖深成侵入体中的地下水的~(87)Sr/~(86)Sr 比值:斜长石-水反应的证据

艾-达什瓦湖深成侵入体位于加拿大地盾苏必利尔构造区安大略省西北部,为一方辉安山岩套富锶长英质侵入体。较深部的Ca-Na-Cl型地下盐水的~(87)Sr/~(86)Sr比值的变化范围较窄,在0.7057～0.7070之间,与斜长石的~(87)Sr/~(86)Sr比值类似,但不同于钾长石、黑云母和全岩的~(87)Sr/~(86)Sr比值。这表明水的锶同位素组成是斜长石与水相互作用的结果。裂隙矿物石膏和方解石有相似的~(87)Sr/~(86)Sr比值,说明这两种矿物是由类似于现存深部地下水溶液晶出的。浅层Ca-HCO_3型地下淡水的锶同位素比值的变化范围较大(0.7065～0.7228),表明它们来自上覆土壤中的矿物。该地下盐水的研究结果与热力学和动力学模型是一致的,表明斜长石比其他硅盐酸造岩矿物溶解得快。这些结果可用来研究大多数位于硅酸盐母岩中的卤水。     

矿物尘粒与人体正常细菌相互作用的机制

研究了4种天然及4种人工硅酸盐尘粒与人体的正常细菌大肠埃希菌及表皮葡萄球菌相互作用的机制.测定了矿物粉尘与大肠埃希菌及表皮葡萄球菌作用后的细菌数量、葡萄糖(GLU)消耗量及14种主要阳离子的浓度变化.结果表明,各种粉尘的主要化学组成各不相同,含钙的水泥尘粒以及含镁高的水镁石均能引起大肠埃希菌及表皮葡萄球菌的细菌数量、葡萄糖消耗量增加;各矿物粉尘均不能引起培养基Ti⁴⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、K+、Na+、Ba²⁺、P⁵⁺浓度的变化,而能引起Mn²⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Si⁴⁺、Fe³⁺、Al³⁺、Ni³⁺浓度不同的变化;含Ca²⁺或Mg²⁺高的碱性矿物尘粒能促进细菌的生长代谢.     

FeSO_4-K_2SO_4-H_2O体系中Fe/K摩尔比对生物成因羟基硫酸铁矿物质量的影响及环境意义

在FeSO4-K2SO4-H2O的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌催化氧化体系中,当起始Fe2+浓度分别为20、40、80和160mmol.L-1时,通过设定系列Fe/K摩尔比(3~200)来调控溶液的K+含量,合成得到次生羟基硫酸铁矿物,主要包括施威特曼石、黄钾铁矾以及两者的混合物.结果表明,当起始Fe2+浓度较低,如20mmol.L-1和40mmol.L-1时,72h反应后,不同Fe/K摩尔比处理所得矿物质量很少,最大只有0.38g.而随着Fe2+浓度增大,Fe/K摩尔比例的减小,矿物质量明显增加,例如在Fe2+=160mmo.lL-1、Fe/K=3时,250mL体系中矿物质量达到了4.48g,同时矿物相由结晶度差的施威特曼石逐渐过渡到结晶度好的黄钾铁矾.笔者发现矿物质量与矿物相有非常密切的关系,当产物为晶型黄钾铁矾时,其对应的矿物质量也更多.因此,微生物成因羟基硫酸铁矿物质量在很大程度上取决于起始Fe2+浓度和Fe/K摩尔比,该现象对去除酸性矿山废水中可溶性Fe和SO24-有潜在意义.     

BOD_5分析计算中的倍比换算

在BOD_5的测定中,关于水样稀释的计算,《水和废水监测分析方法》中提供的计算公式为:BOD_5(mg/l)=(C_1-C_2)-(B_1-B_2)f_1╱(f_2) (1) 式(1)中,C_1、C_2和B_1、B_2分别为水样和稀释水(或接种稀释水)培养前后的溶解氧浓度,意义明确,计算简单。其中,f_1和f_2分别为稀释水(或接种稀释水)和水样在培养液中所占的比例。即用的是稀释比的概念。但,在实际工作中,用稀释比进行稀释不方便。因此,在日常工作中,一般使用“稀释倍数”进行稀释。在计算BOD_5结果时,必然遇到“倍”与“比”的换算问题。