- 李雄耀;李阳;唐红;于雯;甘红;
月球在停止强烈地质活动后,持续了30多亿年的月面环境过程,虽破坏了月球早期岩浆洋演化和撞击事件的原始信息,但也很好地将这一过程信息刻录到了月表物质和月面环境现象中。一方面,长期的太空风化过程形成了月壤颗粒特有的表层微观结构、np Fe0、Fe-Si化合物及矿物水等;另一方面,这些特性又是影响月球表面热环境及尘埃环境的重要因素。在当前月球探测快速推进的形势下,工程实施迫切需要更系统地认识月面环境过程,而我国嫦娥五号任务将实现月球采样返回,也将是开展月面环境过程研究的重要契机。为此,本文总结了月面环境过程研究的现状,分析了存在的主要问题和未来研究的方向。
2019年03期 v.38 443-458+438-439页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K] - 陈仁旭;尹壮壮;夏春鹏;
地壳交代作用是洋壳俯冲带板片-地幔界面的普遍现象,由于地幔楔样品的缺乏,其识别存在困难。而碰撞造山带广泛出露的地幔楔来源的造山带橄榄岩则是理想的研究对象。本文对大别-苏鲁造山带橄榄岩的已有研究成果进行了系统总结。这些成果表明这些橄榄岩在大洋俯冲向大陆碰撞转换的不同阶段经历了多期地壳来源流体的交代作用。地壳交代作用不仅改变了地幔楔橄榄岩的地球化学成分,而且导致了交代矿物的生长以及超镁铁质交代体的形成。这些交代体或作为同碰撞和碰撞后镁铁质火成岩的地幔源区,或将地壳组分传输到深部地幔,或释放流体交代大陆俯冲隧道中的俯冲陆壳。本文对地壳交代作用研究中存在的重要问题和解决思路提出了建议。
2019年03期 v.38 459-484+438页 [查看摘要][在线阅读][下载 1985K] - 袁松虎;姚炜钰;张鹏;刘细祥;
近期见有含二价铁矿物可活化分子氧产生羟自由基而氧化污染物的报道。本文选用土壤/沉积物中的常见组分蒙脱石(含铁约2%),研究了还原态蒙脱石在不同条件下活化分子氧降解苯酚的效果。结果表明,20 g/L还原态蒙脱石(还原程度为30%)在p H=6和有氧条件下,可通过产生羟自由基使11μM苯酚的降解率在6 h内持续增加至59. 1%。苯酚降解率对应的最佳p H为5,当p H>6时降解率则随着p H的升高而急剧降低;苯酚降解效果还随还原态蒙脱石剂量(0～40 g/L)增加而提高;苯酚初始浓度为11μM降解率最高,增加或者降低初始浓度均使降解率降低。还原态蒙脱石铁含量低,活化分子氧时其八面体边缘配位和结构内部二价铁共同起作用,而受八面体层Al、Mg等惰性组分阻碍,其结构二价铁难以向边缘位置传递电子,这与前期报道的还原态绿脱石(含铁约20%)不同。
2019年03期 v.38 485-489+439页 [查看摘要][在线阅读][下载 248K] - 陈意;
板块俯冲起始是俯冲带最不为人知的关键过程之一,对理解全球板块构造如何启动有重要意义。本文综合了最新的数值模拟、变质岩石学和年代学研究结果,探讨板块俯冲起始到成熟阶段的热结构和变质作用差异。从俯冲起始到成熟阶段,俯冲带热结构由"热"变"冷",初始俯冲更可能形成的是角闪岩或麻粒岩,形成于热俯冲环境,以逆时针p-t轨迹为主,通常伴随板块部分熔融过程;而成熟阶段形成的主要是低温蓝片岩和榴辉岩,形成于冷俯冲环境,具有典型的顺时针p-t轨迹,以板块变质脱水为主。对俯冲带高t/p变质岩(如变质底板)的进变质过程、时间以及构造背景等方面需进一步加强研究,以获取更详实的现代板块俯冲起始阶段的地质过程。
2019年03期 v.38 490-498+438页 [查看摘要][在线阅读][下载 499K] - 李思亮;钟君;李彩;刘静;岳甫均;任奕蒙;徐森;
流域碳、氮的生物地球化学循环过程关联着区域/全球尺度的气候变化,同时受到气候条件变化的影响。本次研究以我国西南喀斯特地区的西江为例,通过时间序列的高频次样品采集和分析,揭示水文条件变化对河流碳、氮动态变化的影响及其控制机制。结果表明,在高流量条件下,化学风化的加速、土壤CO_2的汇入及流域内有机质的降解导致了水体δ13CDIC偏负,碳酸盐矿物的快速风化致使河水HCO_3~-浓度表现出强烈的"化学稳定性";对DIC、δ13CDIC、流量、温度的联合分析表明,矿物溶解、土壤CO_2的汇入与河流中有机质降解的共同作用导致了西江河水碳动态的季节变化;河水NO_3~-浓度在高流量条件下并未表现出明显的稀释效应,反应了人为输入和化学转化过程对NO_3~-浓度的影响;硝酸盐氮、氧同位素的分析结果表明,西江NO_3~-来源受人为活动影响较大,主要转化过程为硝化作用;同位素和水化学证据表明碳酸、硫酸、硝酸共同参与流域岩石化学风化,雨季外源酸参与风化的减弱是河流中HCO_3~-稀释的重要原因。
2019年03期 v.38 499-507+438页 [查看摘要][在线阅读][下载 556K] - 夏琼霞;
地壳深熔作用有两种形式,即流体相缺乏的脱水熔融和流体相存在的加水熔融。由于地壳岩石中水含量的差异(岩石中含水矿物的丰度和外来水的加入量),岩石发生不同形式的部分熔融所需要的温度和压力条件有很大差异。转熔矿物是岩石发生不一致熔融的产物,在形成过程中携带了地壳深熔源区物质和熔体的大量信息,是追溯高温变质岩石经历深熔作用的最可靠依据。它们与高级变质岩中残留的变质矿物和岩浆或熔体中结晶的岩浆矿物具有明显不同的来源,分别代表了岩石曾经历的不同演化历史。通过对不同成因的矿物进行矿物结构、包裹体、主量元素、微量元素和同位素以及共生矿物组合等多方面的综合考察,可以有效识别出高级变质岩中的转熔矿物、变质残余矿物和岩浆矿物。准确识别高温-超高温变质岩以及花岗岩中不同成因的矿物相,是研究高温变质作用的前提条件,对研究混合岩和S型花岗岩的成因都起着非常重要的作用。
2019年03期 v.38 508-521+439页 [查看摘要][在线阅读][下载 1042K] - 赵晓丽;王珺瑜;方蕾;汤智;吴爱明;赵天慧;
随着纳米科技的快速发展,纳米材料的种类和数量呈指数增长。人工纳米材料不可避免地进入水环境并发生复杂的环境行为,可能在水中分散悬浮,也可能发生团聚和沉降,从而影响其迁移、转化和归趋。本文综述了近年来有关人工合成纳米材料在水环境中聚沉行为的研究进展,分析了影响纳米材料团聚与沉降的两个主要因素:自身理化性质(材料形态、颗粒尺寸、化学组成、晶体结构、表面修饰等)和水环境要素(p H、离子种类和离子强度、天然有机质等)及相应的作用机理,剖析了当前研究中存在的问题,指出有关纳米材料与无机胶体等物质间的异团聚、各环境要素间的交互作用、以及纳米材料在接近自然环境的低浓度(<1 mg/L)条件下的聚沉行为研究仍需进一步完善。
2019年03期 v.38 522-533+439页 [查看摘要][在线阅读][下载 322K]
- 庞绪成;司媛媛;刘纪峰;董文超;梁贞;
河南嵩县康达萤石矿位于华北地台南缘,为秦岭多金属和非金属成矿带嵩县西南部车村萤石矿集区。为确定该矿床的成矿时代,为矿床成因研究和找矿勘探提供依据,采用MC-ICP-MS对矿床主成矿期的萤石进行了Sm-Nd同位素测年。结果表明,萤石样品的等时线年龄为(123±9. 1) Ma,表明矿床形成于早白垩世,该年龄与合峪复式岩体的末次侵位年龄(127±14)Ma接近;萤石的εNd(t)为-15. 9,与合峪岩体的εNd(t)为-17. 4～-11. 2也相近,暗示矿床与合峪岩体的密切成因联系,并与这一时期区域上发生的大规模成矿时代及燕山期岩浆侵入事件相一致。
2019年03期 v.38 534-538页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K] - 刘小洪;李宁辛;冯明友;石章俊;黄伟林;
为研究克拉美丽气田滴西地区石炭系巴塔玛依内山组火山岩储集层的流体演化过程,对储集层裂缝中的石英、方解石、黄铁矿等自生矿物进行了电子探针、流体包裹体及同位素分析研究。结果表明,Si O2主要来自深部热液流体,CO2来源具有深部热液、烃类流体混合改造的特征。在压力梯度与浮力驱使下,富含SO2等挥发分的含硅热液沿断层向上及两侧运移,分别形成具拱张-高温特征以及具隐爆-低温特征的石英脉。伴随深部流体由酸性向弱碱性的演化、压力的降低、CO2含量和盐度降低、温度变化,在收缩缝中沉淀出早期方解石。在岩体顶部长期暴露出地表地质背景下,当大气淡水与偏碱性盆地流体相遇时,在风化缝中形成保留渗流环境特征的方解石胶结物。埋藏期构造作用形成构造裂缝,烃类的充注-漏失使孔隙流体再次由酸性变为碱性,并在溶蚀孔缝中沉淀出晚期亮晶方解石。晚期热液作用的叠加形成磷灰石、方解石及黄铁矿矿物组合。石英、方解石等的充填作用使裂缝由开启变为闭合,对储层物性主要起破坏作用。
2019年03期 v.38 539-548页 [查看摘要][在线阅读][下载 1266K] - 孙君一;白志达;唐新舒;
梅勒图组火山岩是大兴安岭中生代火山活动的主要产物之一,是确定大兴安岭地区白垩纪构造环境的重要岩石组合。本文以牙克石地区出露的梅勒图组火山岩为对象,重新厘定了该组火山岩的岩石组合类型,并结合火山岩岩相与火山机构特征,反演了火山岩形成的构造环境。结果表明,该组火山岩的岩石类型主要为安粗岩和橄榄玄武粗安岩,少量粗安质火山碎屑岩;其锆石U-Pb(LA-ICPMS)年龄为(114. 25±0. 5) Ma;火山岩相以溢流相为主,局部有爆发相和潜火山岩相;火山机构类型为裂隙式,晚期收缩为点式喷发,火山活动受控于海拉尔河北东向断裂,早期沿断裂发生溢流式火山作用,形成溢流相熔岩,随后收缩为点式喷发,形成了牙克石农场等处的坠落-溅落火山锥,晚期潜玄武粗安岩沿火山通道的充填,标志着火山活动的结束。火山岩形成于造山作用后期向伸展作用转化的构造环境,岩浆来源于壳幔边界,且幔源组分的贡献较大。
2019年03期 v.38 549-558页 [查看摘要][在线阅读][下载 1024K] - 闫岩;彭润民;陈思雨;陆彬;
石榴子石变斑晶微结构和成分特征对构造和变质作用研究有重要作用。本文以华北克拉通北缘西段宝音图群石榴子石云母片岩中的石榴子石变斑晶为研究对象,通过扫描电子显微镜搭载的二次电子(SE)显微结构形貌观测,背散射电子(BSE)成分分析、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)分析,得到石榴子石变斑晶组构和化学成分信息,揭示出石榴子石晶界具有化学非均质性。在MnNCFMASHO体系下采用石榴子石云母石英片岩的全岩成分计算的锰铝榴石、钙铝榴石等值线图基础上,建立了石榴子石变斑晶的p-t轨迹,反映出石榴子石变斑晶在变质峰期后经历了一个近等温降压的地质动力学过程。
2019年03期 v.38 559-571页 [查看摘要][在线阅读][下载 3023K] - 徐增连;张博;里宏亮;李建国;曾辉;朱强;曹民强;魏佳林;
为了开展钱家店铀矿床砂岩型铀矿的进一步找矿工作,对采集到的上白垩统姚家组19件砂岩样品进行了主、微量和稀土元素分析,并结合前人成果,对姚家组的沉积物源及源岩构造背景进行了探讨。结果表明,姚家组砂岩主要为长石砂岩,矿物成分主要为石英、钾长石和斜长石等;其轻重稀土比为6. 96～14. 66,均值为10. 17; LaN/YbN为7. 58～20. 95,均值为11. 74,说明轻稀土元素相对重稀土元素明显富集,分馏明显。稀土元素配分模式曲线高度一致,也表明姚家组砂岩具有同源性;其ICV值为0. 86～2. 78,平均值1. 34,大部分大于1,表现为未成熟的性质,为初次旋回的沉积物;修正后的CIA均值62. 5,暗示源岩经历中等化学风化作用;砂岩碎屑为近源的第一次旋回沉积物,受沉积分选和再循环作用影响不大;姚家组源岩以火山弧物质和大陆上地壳长英质物质为主,源岩主要形成于大陆边缘和大陆岛弧环境;开鲁坳陷形成于早白垩世随着古太平洋板块向欧亚板块俯冲速度的减小而在东北地区出现的北西-南东向拉张构造环境中,并接受盆地西部大兴安岭南段海西期和燕山期岩浆岩、火山岩沉积。
2019年03期 v.38 572-586页 [查看摘要][在线阅读][下载 1447K] - 邓倩;廖泽文;徐建兵;程斌;梁允干;韦志伟;
古海洋微量元素地球化学循环、沉积环境和生物发育之间发生着复杂的相互作用,对重要地质事件具有指示意义。为加深对这一领域的认识,本文综述了微量元素在古环境重建及在关键地质事件的地球化学应用研究进展。以我国华南地区震旦系-下寒武统为例,阐述了关键地质事件时期古海洋中微量元素变化、沉积环境演变和生物演化之间的协同机制。指出今后值得进一步从微量元素同位素以及不同盆地乃至全球尺度上对比探讨震旦系-早寒武世沉积地层中微量元素分布特征及其在寒武纪生物大爆发中的响应。
2019年03期 v.38 587-594页 [查看摘要][在线阅读][下载 257K] - 程焰;王亚;周永章;顾涛;
于2016年12月到次年1月采集了珠海市及周边的26个地下水样并测定了常规物化指标,以及样品中的Cu、As、Cd、Pb、Zn等重金属和类金属浓度。结果表明,随着取样深度的增加,地下水的p H、NH+4和总溶剂固体(TDS)呈逐渐上升趋势,深层地下水的水化学类型趋向于与海水相似的Na-Cl型,并且基岩出露区地下水的重金属和类金属浓度较低,而平原区地下水的重金属和类金属存在超标现象,且具有p H较低、TDS高于基岩出露区地下水的特点。研究区地下水中重金属Cd的污染程度最高,污染程度为Cd>Pb>As>Cu。从来源上看,地下水中污染重金属和类金属主要是由于沉积有机质在沉积古海水存在的环境中发生矿化引发的还原释放、岩石风化及人为污染等。
2019年03期 v.38 595-603页 [查看摘要][在线阅读][下载 443K] - 陈雅茹;尼加提·阿布都逊;木合塔尔·扎日;古再丽努尔·甫拉提;王晓丹;董国胜;刘凯旋;
彩霞山花岗岩体位于中天山南缘的卡瓦布拉克地区,由糜棱岩化二长花岗岩和斑状钾长花岗岩组成,其LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分别为(330. 0±3. 6) Ma、(333. 3±3. 6) Ma;其锆石εHf(t)分别为5. 23～0. 87和10. 85～-5. 81,tDM2分别为1. 28～1. 00 Ga和1. 7～0. 65 Ga。地球化学分析结果显示,二长花岗岩和斑状钾长花岗岩的A/CNK、Na2O+K2O值分别为6. 40、45. 91和4. 17、33. 19,均属于高钾钙碱性过铝质I型花岗岩。富集轻稀土元素,具有强烈的铕负异常(δEu=2. 76～4. 14)。糜棱岩化二长花岗岩同构造侵位的显微构造特征揭示卡瓦布拉克韧性剪切带至少在早石炭世晚期处于活动状态。结合区域地质资料,认为彩霞山花岗岩体形成于南天山洋向北俯冲的活动大陆边缘环境,代表中天山南缘晚古生代岩浆弧的一部分。
2019年03期 v.38 604-615页 [查看摘要][在线阅读][下载 1001K] - 曹丽娜;苟习颖;陈炳辉;
粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)中形成了呈独特梯田状构造的沉积物,其中的次生矿物可以吸持AMD中的重金属离子,对减少矿山环境的重金属污染有重要意义。本文采集了大宝山AMD中呈梯田状构造中的沉积物,利用多种手段分析了其主要矿物组成以及主要次生矿物的表面形貌特征,探究梯田状沉积物的成因。结果表明,梯田状沉积物的次生矿物以针铁矿、施威特曼石、黄钾铁矾为主,含少量石膏、斜方钙沸石等。针铁矿呈针状、球刺状集合体;施威特曼石呈海胆状、鳞片状,粒度为微米级,海胆状施威特曼石与球刺状针铁矿共生;黄钾铁矾呈不规则的球粒状、片状,与施威特曼石共生。研究表明微生物作用可能是形成铁质梯田状构造的关键因素。
2019年03期 v.38 616-622页 [查看摘要][在线阅读][下载 510K] - 董诗绘;周瑶琪;梁钊;周腾飞;安阳;辜洋建;
山东东部灵山岛地区发育一套火山碎屑岩、硅质岩、火山碎屑岩夹火山弹的特殊沉积层,为查明这套地层中硅质岩的形成原因及其大地构造背景,对硅质岩进行岩相学和地球化学分析。结果表明,研究区SiO_2平均含量为70. 08%,Fe/Ti、(Fe+Mn)/Ti、δEu、Ba/Sr、Ni/Co及地球化学示踪投影指示其为热水成因; Al/(Al+Fe+Mn)、Al_2O_3/(Al_2O_3+Fe2O3)、MnO/TiO_2、V/Cr、Ni/Co、Th/Sc、U/Th、δCe、(La/Ce)N表明其形成于大陆边缘环境; K2O/Na2O、Al_2O_3/TiO_2、SiO_2/Al_2O_3、SiO_2/MgO、Ni/Co值暗示其形成与火山作用有关。研究区硅质岩应为热水成因,且形成过程中受到陆源物质和火山作用的双重影响,形成于大陆边缘裂谷沉积环境。
2019年03期 v.38 623-633页 [查看摘要][在线阅读][下载 1140K]