硅酸盐熔/流共存体系中元素分配系数研究的几个问题

随着实验地球化学的快速发展,元素在熔/流体系中的分配行为引起研究者的广泛关注。自二十世纪70年代以来,研究者对元素在硅酸盐熔/流体系中的分配行为进行了大量研究,并取得了一些重要成果。本文对近30年来国内外在该领域的研究现状进行了归纳、总结,探讨了固相组成、金属元素本身的物理化学性质、流体组分中阴、阳离子对硅酸盐熔/流体系中元素分配行为的影响,并指出了当前研究中存在的主要问题,希望对今后的实验研究起到一定的借鉴作用。     

浙闽裂谷带的成矿意义

浙闽裂谷带为金银铅锌铜钼金属矿床及萤石、高岭土等非金属矿床的重要成矿域,其代表性矿床有治岭头金银矿床、梅仙式块状硫化物多金属矿床、银坑斑岩型钼矿床、湖山萤石矿田、武义萤石矿田等。裂谷带活动具两个旋回,第一旋回与超大陆解体相当,始于新元古代,闭合于加里东期,代表性地层标志为中元古代地层。第二旋回始于燕山早期,止于燕山晚期,代表性地层标志为下侏罗统枫坪组地层及白垩纪断陷盆地沉积地层。第一旋回相对应区域变质、混合岩化、韧性剪切活动及岩浆岩侵位等地质作用。第二旋回相对应大规模火山喷发、岩浆侵位、断陷盆地等地质作用。第一旋回裂谷环境中,形成治岭头式金银矿和梅仙式铅锌多金属矿床的初胚或金属矿床的初始矿体;在第二旋回后期大规模火山热液的成矿作用中,使前者叠加富集,形成了巨大资源量的工业矿体,而岩体侵位形成了一系列斑岩铜矿和浙闽地区极富特色非金属矿、萤石矿成矿带。     

长江中下游燕山期火山岩地质特征及其与成矿的关系

笔者根据长江中下游基底构造特征、火山岩时空分布及其相互关系,对该区火山岩盆地进行了重新认定,划分出三个受北东-北北东向和近东西向两组岩石圈断裂控制的断陷火山盆地.在此基础上,依据火山活动特点及其与壳断裂的关系又将其划分为若干个亚盆地.本文系统论述了各盆地的火山岩演化、岩石组合及其地球化学特征;对内生金属矿床与火山岩的关系作了探讨,认为成岩物质主要来源于上地幔,成矿作用是火山活动的一部分,成矿物质主要来源于岩浆.     

关于成矿流体地球化学研究的几个问题

成矿流体地球化学是当前正蓬勃发展的流体地质学研究的一个重要分支。本文对八十年代以来国际上关于成矿流体地球化学研究的几个问题做了阐述，涉及到元素在熔体－溶液平衡体系中的分配、热水溶液系统中成矿元素的配合物形式及其主要影响因素，金属从成矿流体中沉淀机理研究等。提出了在成矿流体地球化学研究方面应重视的问题。     

腐植酸和黑炭的提取及其对菲和芘的吸附行为

从河水沉积物中提取腐植酸和黑炭,通过元素分析仪、总有机碳仪、扫描电子显微镜和Zeta电位仪对其进行表征分析。研究了多环芳烃（PAHs）的代表物质菲和芘分别在腐植酸和黑炭上的分配行为并测定其分配系数,以及Ca2+浓度对菲、芘吸附的影响。结果表明:河水沉积物中提取的腐植酸和黑炭的主要元素组成是碳和氧,两者含有较多的芳香烃组分;水生植物是腐植酸和黑炭来源的主要贡献者;腐植酸呈发泡絮状结构,黑炭具有微孔结构;黑炭颗粒表面带有的负电荷明显少于腐植酸,其分子间的斥力作用较小。基于以上结果,认为黑炭的吸附能力高于腐植酸。菲和芘在腐植酸上分配系数的对数值（lg K_d）分别为3.55和4.55,在黑炭上分配系数的对数值（lg K_d）分别为4.57和5.35,这说明单位质量腐植酸和黑炭上芘的吸取量高于菲;菲和芘在腐植酸和黑炭上的吸附量随着Ca2+浓度的增加而呈先增加后减少的趋势。     

初论元素富集成矿的地球化学机理—以岩浆热液矿床的形成为例

元素富集成矿的过程实质上是元素在地球不同圈层和不同相以及不同集合体之间分配的结果。元素的富集起始于地球形成的初期。对于大多数金属成矿元素 ,地壳特别是上地壳是大多数矿石和矿胎的储库 ,地壳丰度是元素富集成矿的物质基础。元素在地质体系演化共存相间的分配是元素富集成矿的关键过程。对于以侵入体为中心的热液矿床的形成 ,岩浆部分熔融、结晶分异、液态分离、挥发分分离以及气液相不混溶等过程能够导致金属元素最终达到矿石级的富集。挥发分则是元素富集成矿的重要制约因素     

重金属在灰尘及其水溶解相中的分布特征及其影响因素——以南昌市为例

以南昌市为例,分析了不同功能区和公交车站降尘及其水溶解相中重金属浓度的空间分布特征.同时结合多种分析技术,探究降尘及其水溶解相理化性质对降尘重金属在固-液相中分配行为的影响.结果表明:南昌市降尘及其水溶解相中总重金属浓度范围分别为310~4393μg/g和2.17~55.62μg/g.两相中重金属的空间分布可能受到车流量较大的交通干线和汽车轮胎零件磨损的影响,其高值区主要分布于南昌县政府、部分高校以及客运站、驾校附近.风险评价的结果表明,南昌市降尘重金属综合生态风险总体处于中等水平,且Cr和As具有一定的致癌风险.溶解态中重金属所占百分比(K值)的排序为:Ni>Mn>Cu>As>Cr>Zn>Pb,K值的空间分布高值区多分布于人口密集地区、交通道路以及汽车客运站附近.大部分降尘及其水溶解相的理化性质与Pb、As、Mn具有显著正相关关系,降尘溶解相中较高的溶解性有机碳和腐殖化程度对重金属向溶解相中的释放具有重要作用.     

有机污染物在多组份有机相与水相之间分配规律的研究

本文测定了几种芳烃污染物在多组份有机相与水相之间的分配系数,发现污染物在这种多组份两相体系的分配系数与组成有机相的各种有机溶剂对污染物的萃取常数及其体积分数有关,并提出了相应的定量关系式。      

LDPE膜被动采样技术预测模型的建立及其应用

选用3种厚度的低密度聚乙烯(LDPE)膜(76,56和25μm)作为研究对象,对辛醇-水分配系数的对数(logKow)>2的有机污染物采用被动采样技术进行膜-水分配系数(Kpew)实测实验和动力学实验,首次建立考虑时间(t),膜厚度(d)和动力学3个因素的LDPE膜 Kpew预测模型.实验结果表明,预测模型得到的Kpew与实测Kpew的相对误差为±0.03,证明了预测模型的准确性和可靠性.Kpew预测模型的建立避免了实验监测Kpew的繁琐实验过程,从而极大地提高了有机污染物的监测效率.将预测模型Kpew值应用于浑河与东洲河有机污染物质的监测,监测结果进一步表明了预测模型的准确性和实用性.此外本文首次提出了苯系物的Kpew值,对LDPE膜被动采样技术应用的延伸属于突破性进展.     

大气中多环芳烃气固相分配与颗粒物粒径的关系

采集了2005年5月16日～6月3日上海市桃浦地区气相样品、TSP样品及不同粒径的颗粒物样品.用GC-MS对各样品中美国EPA规定优先控制的16种多环芳烃(PAHs)做了定量分析.结果表明,大气中PAHs的气固相分配系数(KP)和各物质的过冷饱和蒸气压(pl⁰)呈良好的线性相关.多元线性回归分析表明,PAHs的气固相分配受颗粒物粒径大小的影响,粒径越大,对PAHs的气固相分配影响越大;过冷饱和蒸气压越高,气固相分配越易受到粒径大小的影响.     

粤西残斑岩的锆石U-Pb年龄及其地质意义

粤西残斑岩脉是由花岗斑岩脉遭受后期地质作用改造而成的 ,具有片状构造 ,片理产状与地层围岩一致。通过对该残斑岩的颗粒锆石U -Pb年龄测定 ,莸得两条不一致线 ,它们的下交点年龄分别为 40 4±6Ma和 42 8± 17Ma ,从而确定残斑岩脉的侵入年龄为 40 4～ 42 8Ma ,属加里东期。根据上交点年龄和2 0 7Pb/2 0 6Pb年龄推断 ,其源区物质较复杂 ,包含有 1737Ma、2 16 5Ma和 2 494Ma的物质 ,暗示粤西云开隆起区存在中、古元古代以及太古宙基底。     

黄旗海湖泊沉积物醋酸淋溶液的元素组成及其环境意义

黄旗海HJC剖面是氧同位素三阶段晚期(MIS3a)与现代间冰期的堆积,包括深湖相、浅湖相、冲洪积相与风成沉积。为研究各沉积相湖泊碳酸盐沉积中元素地球化学特点,对沉积物用醋酸溶液进行了选择性化学淋溶,并分析了淋溶液的元素组成。结果显示:淋溶实验较好地揭示了各沉积相的环境特点,对早、中全新世环境变化有敏感的响应;湖泊自生碳酸盐过程存在自身的元素组合特点,但在一定程度上也继承了外源组分的特点。     

金属矿床的卤素元素异常及其形成机理——以粤西茶洞银金矿床为例

金属矿床中卤素元素参与了金属元素的活化、迁移到沉淀成矿的全过程。然而 ,除F能作为萤石和云母类矿物的组成部分有时富集于矿石中外 ,Cl、Br、I很难在矿石中富集。在成矿过程中尤其在成矿的后期 ,它们能在矿体上部形成范围较广的卤素扩散晕。在茶洞矿床 ,这种上部扩散晕范围可达 2 0 0m。其中以I扩散范围最大 ,Br扩散晕在距矿体 5 0m～ 130m的范围内最明显 ,Cl扩散晕在距矿体 30m～ 110m范围内最明显。卤素元素的这种变化特点 ,一方面可用来解释成矿热液的演化过程 ,另一方面可用来作为勘查深部隐伏矿体的地球化学标志。成矿流体中卤素元素与金属元素的配合物随着成矿条件的改变而不断被破坏 ,金属元素作为硫化物等矿物的组成部分沉淀下来 ,随着热液蚀变的发生和进行 ,部分卤素元素被带入蚀变带 ,大部分仍残留在流体相 ,在成矿的后期 ,和残余热液一道 ,以排泄和渗透等方式 ,在矿体上方或残余热液流经的途中形成大范围的异常     

甘肃寒山金矿区黄钾铁矾的形成机制及其地质意义

在分析寒山金矿区原生矿物和氧化矿物组合的基础上，通过对黄钾铁钒的热力学计算分析得出：在常温条件下，黄铁矿要形成黄钾铁钒，所需的氧逸度较低，但需要有一个较高的碱性、富钾、富Fe2＋以及富水的环境，这一条件暗示了围岩为富铁的基性火山岩在湿润的气候条件下有利于形成黄钾铁钒，同时也表明寒山金矿区氧化带的形成过程中，其气侯环境不是现在的沙漠干旱气候，而是湿润动植物繁盛的大陆性气候。结合区域地质特征，可以得出寒山金矿的氧化带可能形成于早侏罗世-中侏罗世。     

中国东南沿海大(中)型浅成中低温热液矿床—斑岩型矿床评价的地质准则、成矿模式及其找矿意义

本文总结中国东南沿海高钾钙碱性—双峰式火山岩带中已勘查大中型矿床成矿环境的共性：矿床所处区域构造的部位、成岩与成矿时代、矿床与岩浆成因类型、火山构造及其基底构造控矿性、矿床与爆发角砾岩、矿床与矿化类型叠加与共生、矿化与蚀变的分带往、矿床定位深度与剥蚀深度。作者认为这八点可作为找寻与评价大（中）型矿床的地质准则。通过火山地质与矿床地质统一的研究提出本区晚中生代以火山为中心地热体系的成矿模式。并就三个方面作类比：①与现代火山地热体系成矿作用类比；②以紫金山高硫型浅成低温热液矿床与世界同类型矿床作比较；③与环太平洋其他火山岩带同类型矿床模式作类比．通过建立本区的模式与类比获得进一步找矿中值得重视的一些思路．     

大厂锡石多金属硫化物矿床铅同位素演化及其矿床成因的意义

大厂锡石多金属硫化物矿床由两类 4形矿化组成 ,一类为层状及似层状矿化 ;另一类为不规则脉状矿化 ,包括大脉状、细网脉状和囊状 (块状 ) 3种不同形态的矿化。这两类矿化在铅同位素的组成上有比较明显的差异 ,而相同形态的矿化之间大致相同。层状矿化2 0 7Pb/ 2 0 4 Pb和2 0 6 Pb/ 2 0 4 Pb的比值较低 ,在同位素比值图上的数据点比较分散 ,且放射性同位素的含量随生成时代的变新而呈规律性的增加。不规则脉状矿化2 0 7Pb/ 2 0 4 Pb和2 0 6Pb/ 2 0 4 Pb的比值较高 ,数据点比较集中 ,不随埋藏深度的增大而改变 ,并大致与矿区花岗岩相当。同位素组成的特征表明 ,层状矿化的成矿作用与泥盆纪海底热水活动有直接的关系 ,成矿作用与地层同期 ,并受到后期岩浆热液的叠加和改造。不规则脉状矿化与燕山期花岗岩的侵入活动直接相关。     

长江口滨岸潮滩无齿相手蟹体内重金属元素的时空分布及其在环境监测中的指示作用

对长江口滨岸带无齿相手蟹体内的重金属元素分析表明:无齿相手蟹体内的Zn、Cr、Ni三种元素季节分布的总体趋势是夏季>春季>秋季。无齿相手蟹对重金属元素的累积也存在着地点间的差异。青龙港、浒浦两地的无齿相手蟹对Cu、Pb、Cr、Ni的累积量都很高,东海农场和崇明东滩的无齿相手蟹对Zn的累积量较高。对无齿相手蟹、沉积物、悬浮颗粒物中的重金属含量分析表明,无齿相手蟹对重金属Cu有一定的富集能力,适于做长江口滨岸带Cu的指示生物。     

坩埚炉二次熔炼铜、铅、铝烟气中粉尘及其主要金属的排放系数

本文阐述了铜、铅、铝三种金属二次熔炼中埃埚法溶炼过程的烟气排放系数的研究与测试方法,提出了用埃埚炉熔炼不同铜、铅、铝原料时排烟中粉尘和主要金属的排放系数及粉尘的粒度分布数据,并对采样方法的可靠性及结果误差的摈除方法作了讨论.     

分散元素镉的资源概况及其研究意义──来自牛角塘铅锌矿的线索

镉是一种分散元素，不易高度富集成矿，主要作为铅锌矿的伴生组分产出。我国拥有丰富的镉矿资源。牛角塘铅锌矿床高度富镉，矿石中的镉含量很少低于300×10－6，最高可达14300×10－6．闪锌矿中一般大干5000×10－6。镉的高度富集表明了镉在该矿区有着独特的地球化学行为，因而牛角也铅锌矿床是研究分散元素镉的地球化学行为的理想矿床。但是，镉的高度富集也是牛角塘地区环境的隐患（镉有剧毒）。故应采取合理的措施，以达到既充分利用矿产资源又不造成环境污染的目的。     

碘酸根在磁铁矿及铝硅酸钠表面的吸附行为及其甲状腺疾病防治意义

碘是人体必需的微量营养元素,其摄入量过多或不足均对会甲状腺产生不利的影响。世界范围内多个国家和地区的居民因碘的长期不当摄入而产生健康威胁。碘在地下水系统中主要以碘离子(I^-)和碘酸根离子(IO^-₃)两种无机碘的形态存在,但在土壤沉积物等固相介质中无机碘主要以碘酸根为主。与I^-相比,天然固相载体对IO^-₃的吸附能力较强,但目前对IO^-₃在多种天然矿物表面的吸附行为仍未可知。选取磁铁矿和弱结晶的铝硅酸钠作为吸附载体,借用扩展三层模型(Extended Three-layer Model, ETLM),研究了在不同电解质浓度(Na-Cl溶液)、pH值及固液比条件下IO^-₃的吸附行为及微观吸附机理。结果表明：(1)IO^-₃在两种矿物表面的吸附行为符合准二级吸附动力学模型,说明吸附主要以化学吸附为主;(2)ETLM可较好地拟合试验数据,...