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。     

对岩石风化程度敏感的化学风化指数研究

风化是引起岩石力学性能劣化的重要因素,风化敏感性指数是对岩石风化程度进行定量评价和较准确地确定岩石风化深度的基础。本文在大量不同风化等级、时间及不同深度下岩样化学测试资料的基础上对风化敏感性化学风化指数进行了研究,研究表明：在前人提出的化学风化指数中,WI、WPI和LOI这三个指数对风化程度、时间和深度的变化都显示出明...     

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。     

北江流域水化学时空变化及化学风化特征

为了研究我国南方湿润地区河流水化学时空变化特征及控制因素,选择珠江流域第二大水系的北江为研究对象,通过分析2015年6月（汛期）和12月（非汛期）干流和支流河水基本水质参数及主量离子,利用化学计量法及质量守恒法定量评估了自然过程及人类活动共同影响下的流域化学风化特征及其通量.结果表明:①北江河水主量离子浓度非汛期高于汛期.岩石的区域分布和矿山活动构成了河水离子浓度和水化学类型的空间异质性,其中北江干流和支流连江为Ca-HCO₃型,而支流滃江则以Ca-SO₄型为主.②岩石对北江流域化学风化贡献率依次为碳酸岩（78.44%）>硅酸岩（14.43%）>降水源（5.42%）>蒸发岩（1.71%）.基于碳酸岩是北江径流水化学的主要控制因素,滃江流域的矿山开采活动加速了碳酸岩的风化,其对北江流域化学风化的贡献为7%.③汛期与非汛期的碳酸岩风化速率分别为7.49和5.29 t/（km2·月）,年化学风化速率为87.63 t/（km2·a）.研究显示,由于受水热条件、流域面积以及岩性的影响,北江流域年化学风化速率略大于西江流域,远高于东江以及全球流域化学风化平均值,北江对整个珠江流域的风化贡献较大.      

镁同位素示踪大陆风化：进展与挑战

大陆风化制约着地表物质循环及其从陆地向湖泊/海洋的迁移,并通过消耗大气CO2调节不同时间尺度的全球碳循环和气候变化,因此如何有效示踪大陆风化是地球表生过程研究的重要科学问题之一。镁（Mg）无化合价变化,不涉及氧化还原作用,主要赋存于硅酸盐岩和碳酸盐岩中,并且在表生地质过程中Mg同位素通常会发生显著的同位素分馏,这些优势赋予Mg同位素体系具备示踪大陆风化的广阔潜力。随着质谱技术的不断提高,高精度Mg同位素分析技术经历了快速且成熟的发展,并在示踪大陆风化作用研究中得到了广泛的应用。然而,风化体系中Mg的来源和同位素分馏的制约要素争议颇多,尚未达成共识。本文从Mg的储库、风化壳、流域体系、室内实验和模型模拟等方面综述了目前Mg同位素示踪大陆风化的研究进展与存在的挑战。最后指出,在示踪大陆风化方面,Mg同位素提供了独特的视角,建议细化岩石/矿物溶解及形成实验、大小流域相结合、加强多同位素体系联用并相互补充与验证,以及加强计算模型模拟,以此来约束Mg同位素示踪大陆风化的不确定性。     

清水江流域岩石风化特征及其碳汇效应

岩石风化产生的碳汇是全球碳循环的重要组成部分,文中对清水江流域主要离子组成进行分析测定,通过主成分分析、化学物质平衡法和扣除法估算流域岩石风化速率及对大气CO_2的消耗量.结果表明,流域河水溶质主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩风化,并以碳酸盐岩风化为主.碳酸盐、硅酸盐、大气CO_2对河水溶质的贡献率分别为58.28%、17.38%、17.74%.流域岩石化学风化速率为109.97 t·(km~2·a)~(-1),与乌江接近,高于全球流域均值.流域岩石风化对大气CO_2的消耗通量为7.25×10~5mol·(km~2·a)~(-1),岩石风化对大气CO_2的消耗量为12.45×10~9mol·a~(-1),其中,碳酸盐岩风化消耗量占63.13%,为7.86×10~9mol·a~(-1),硅酸盐岩风化消耗量占36.87%,为4.59×10~9mol·a~(-1).SO_4~(2-)、F~-、NO_3~-的相关分析及空间分布特征表明,人为活动对清水江流域河水溶质的影响不容忽视,其贡献率为4.87%.     

溢油在海洋环境中的风化过程

本文详尽地介绍了石油进入海洋环境后受风、浪、流、光照、环境条件和生物活动等因素的影响。其物理性质和化学性质由于风化作用都随时间不断地发生变化。引起这些变化的主要过程是溢油的蒸发过程，溶解过程，乳化过程，吸附沉淀过程，光氧经和生物降解过程。溢油的蒸发速率与环境温度、风速、光照、溢油的面积以及溢油本身的性质有着密切的关系。蒸发速率大约是溶解速率的６０倍。乳化过程与风浪、涡动和湍流等因素有关。吸附沉淀过     

岩石风化对三峡库区农业小流域水化学特征的影响

通过对三峡库区典型农业小流域-重庆涪陵王家沟小流域为期一年的水质系统监测,明确了流域主要离子组成,分析了小流域的水化学特征和主要离子来源.结果表明,该流域水化学类型为Cl-—Ca2+型;大多数离子的含量随采样点、季节、水体类型的不同而有显著性差异;Gibbs图、阴阳离子三角图分析结果表明,该流域水体离子组成受岩石风化的影响比较显著,且阴离子可能主要来自于岩盐溶解和碳酸盐的风化,而岩盐溶解也是控制流域阳离子的主要机制,硅酸盐矿物的风化侵蚀作用也存在一定影响;主成分分析得出对该流域水体离子组成影响最大的可能是碳酸盐(其中H2CO3风化碳酸盐岩过程比H2SO4风化作用更为显著),其次是岩盐、硅酸盐,农业活动和居民生活也有一定影响.     

青藏高原尼洋河流域化学风化的季节变化特征和影响因素

流域风化是理解大陆岩石化学风化对全球气候变化的反馈机制的重要途径,目前的研究集中在大河流域,小流域特别是高寒地区流域化学风化的影响因素尚不确定。本文选择岩性相对单一、人为活动干扰少的青藏高原尼洋河流域为研究对象,开展一个水文年的采样分析,阐明高寒地区流域岩石化学风化的季节变化特征及其影响因素。研究结果显示：尼洋河河水离子主要来源于碳酸盐岩风化和硅酸盐岩风化,对河水中阳离子贡献量分别达到60%和29%,风化速率分别为0.20—19.00 t?km^?2?month^?1和0.09—0.80 t?km^?2?month^?1,年平均值分别为11.90 t?km^?2?a^?1和4.38 t?km^?2?a^?1。在一个水文年内,碳酸盐岩风化明显受到季节变化的影响,而硅酸盐岩风化对季节变化的响应不明显,总体表现为雨季风化速率增加,旱季风化速率降低。地表径流是控制尼洋河流域化学风化的重要因素,径流增大,促进碳酸盐岩和硅酸盐岩风化,但岩石的溶解动力特征会限制径流对风化速率的促进作用。碳酸盐岩溶解速率大,径流增大能持续有效促进碳酸盐岩风化;而硅酸盐岩溶解速率小,随着径流量增大,风化速率增速降低。温度升高能有效促进尼洋河流域的岩石风化,提高岩石矿物的溶解速率。温度也能通过影响径流变化,间接影响流域的风化。位于高寒地区的尼洋河流域气候因素之间相互影响,也影响着物理风化和化学风化。为此,在高寒地区流域展开监测周期更长、采样密度更高的工作,将有助于更好地理解气候因素对风化作用的影响规律。     

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%。     

土壤对酸沉降的缓冲能力与土壤矿物的风化特征

在土壤的模拟酸雨淋溶实验基础上,对不同地区不同层次土壤的缓冲能力进行了探讨;用硅作为指示性元素,研究了酸沉降作用下土壤矿物的风化特征;根据实验结果,对土壤中存在的两个缓冲体系进行了讨论。     

碳黑中致突变物研究

用高分辨质谱检出了墨水碳黑有机溶剂提取物中的六种硝基取代多环芳烃化合物,高效液相色谱的保留时间和紫外光谱确证了提取物中的二硝基芘和3-硝基芴酮,根据定量测定结果表明:二硝基芘是提取物中直接致突变活性的主要来源.     

酸化法提取木素在造纸黑液治理中的应用探析

提出了采用酸化法从造纸黑液中提取木素的最佳工艺条件,并结合生产实际进行了分析.黑液经酸化后,能去除大量有机物,对减轻黑液污染具有明显的效果,同时回收木素创造了较好的经济效益.     

黑碳气溶胶的测量方法对比研究

大气黑碳气溶胶主要有光学分析法、热学分析法以及热光结合分析法。利用苏州南门国控子站的碳分析数据,对三种黑碳浓度测量方法进行对比并分析其差异来源。主要得出以下结论:黑碳仪衰减系数无普适标准,热学分析法使有机碳碳化、元素碳不完全分离,TOT法协议设置存在争议是三种方法存在差异的主要原因。     

与黑色岩系有关矿床研究进展

与黑色岩系有关矿床近年来在国内外研究中都取得了重要进展。黑色岩系不但是许多金属元素的重要来源，而且其本身也具有经济价值，但在开采利用中应注意环境保护。黑色岩系可以形成于还原环境，也可以形成于较为氧化的环境。黑色岩系中的矿床有些与生物作用有关，有些属于后生矿床，有些则与海相火山-喷气活动有关。除了本身含矿外，黑色岩系还可为其它类型金属矿床提供成矿物质或提供有利的成矿条件。     

选煤厂煤泥水澄清处理技术研究进展

煤泥水是选煤过程重要的工作介质．同时也是煤炭湿法加工过程产生的工业废水。煤泥水外排会严重破坏矿区生态环境,因此必须澄清处理后循环使用。分别从处理工艺、絮凝药剂和系统控制三个方面综述了国内外煤泥水处理相关技术研究进展,并总结了目前存在的问题,提出了一些建议。     

星星峡地区构造地球化学特征的初步研究

对位于板块构造边缘的星星峡地区的基本构造单元进行了构造地球化学分带，研究了该地区不同类型岩浆岩微量元素的演化规律和所展构遣对元素空间分布的控制，发现矿床规模与断裂构造复合组数具有正相关关系。     

黔东八克金矿地质地球化学特征研究

在黔东众多的石英脉型金矿床（点）中，八克金矿具有非常独特的地质和地球化学特征。文章在总结了八克金矿地质特征的基础上，采用电子探针、矿物包襄体、均一测温、稳定同位素、微金分析等方法，对该矿的地球化学特征进行了研究。结果表明：八克金矿的二十多条石英脉普遍金矿化，多在1g／t以上；脉中的石英及毒砂矿物颗粒普遍较大，毒砂在富矿包内可呈大的团块状、似层状产出；矿区围岩蚀变广泛而强烈；石英包襄体中普遍含CO2、硫同位素具陨石硫。上述特点均可与黔东其他脉型金矿相区别。     

富含黄铁矿的煤矸石中碳酸盐影响其风化淋溶性质的研究

富含黄铁矿的煤矸石在风化淋溶过程中，碳酸盐含量不仅控制其风化程度，而且控制淋溶液的酸度。风化淋溶实验结果表明，Ｆｅ的淋溶量主要受控于酸度，而Ｍｎ＾２＋与ＳＯ４＾２－的淋溶量主要取决于其风化程度。