宜兴市近郊土壤重金属来源与空间分布研究

以宜兴市近郊为研究区域,以频数分布函数为工具,将该区域的重金属来源分为自然背景组分与人为强干扰组分,并采用空间分析方法对区域元素含量的分布特征及格局成因进行了解释.研究结果发现,Hg,Pb和Cu元素的人为强干扰组分分别占元素含量的36.9%,26.7%及23.3%,表明城市郊区人类活动产生的来源对研究区的重金属含量已经产生了重要的影响.受人为影响作用最大Hg和Pb元素含量的空间变异性最大,人类活动的叠加强化了Hg和Pb元素空间分布的异质性.各向异性分析表明Hg和Zn元素在城乡方向上表现出较强的结构性,说明Hg和Zn有沿着城乡变化方向空间扩散的特征.Pb元素在城乡变化的垂直方向上表现显出较强的结构性,这主要受到该方向上交通干线的分布控制.水田利用方式下Cu元素含量明显高于其他土地利用方式,农业的面源污染对Cu元素分布格局起着重要的作用.     

核爆炸坑岩石熔体的元素地球化学特征

里斯(Ries)、拉普佩贾维(Lappajrvi)等地球上的冲击坑,在其周围广布着玻璃状的熔体。这些熔体有着共同特点:1.化学成份分布均匀;2.化学组成反映出靶岩性质;3.有些亲铁元素如Ir,Os和Re相对富集。核爆炸坑与冲击坑的成坑过程十分类似。因此,研究核爆炸熔体,玻璃体的元素地球化学特征,建立熔体母岩模式,对月球高地,月海熔岩进行分类来研究月壳演化过程,以及研究玻璃陨石母岩模型等具有重要意义。     

范式革命:玄武岩记录有喷发时岩石圈厚度的信息,没有地幔潜在温度的记忆

玄武岩是地球上最丰富的岩浆岩,人们通过对玄武岩的岩石学和地球化学研究来推演地幔的热结构和地幔元素及同位素组成,并探讨局部和整个地球的化学分异过程.在20世纪60年代以前人们还不清楚地幔是由橄榄岩组成的,其部分熔融产生玄武岩岩浆.我们今天对地幔及地幔熔融的认识要归功于实验岩石学研究[1～5].然而,有关地幔部分熔融的机制...     

橄榄岩包体结构和化学组成之间的关系及其意义——以吉林汪清为例

橄榄岩包体的结构反映了上地幔的变形历史,其地球化学组成则记录了地幔所经历的亏损和富集过程以及亚固相再平衡过程,而已有的工作通常只强调其中的某一方面.事实上,上地幔的各种地质作用是橄榄岩结构和化学组成之间形成特殊关系的控制因素.因此,综合考察橄榄岩结构和地球化学性质能更好地剖析和反演上地慢的演化历史.为此,我们对产于吉林汪清新生代碱性玄武岩中的尖晶石橄榄岩包体进行了研究.所研究的包体结构类型包括原生粗粒结构(颗粒直径>4mm)、介于粗粒和残斑结构之间的过渡型结构以及等粒变晶结构(约1mm).工作中首先随机挑出20个样品进行了详细的电子探针分析,然后再对其中的10个样品进行了全岩主量元素成分、单斜辉石稀土元素(REE)含量和Sr-Nd同位素分析.表1列出了所分析样品的主要岩石学、地球化学特征.     

橄榄岩包体结构和化学组成之间的关系及其意义——以吉林汪清为例

<正>橄榄岩包体的结构反映了上地幔的变形历史,其地球化学组成则记录了地幔所经历的亏损和富集过程以及亚固相再平衡过程,而已有的工作通常只强调其中的某一方面.事实上,上地幔的各种地质作用是橄榄岩结构和化学组成之间形成特殊关系的控制因素.因此,综合考察橄榄岩结构和地球化学性质能更好地剖析和反演上地慢的演化历史.为此,我们对产于吉林汪清新生代碱性玄武岩中的尖晶石橄榄岩包体进行了研究.所研究的包体结构类型包括原生粗粒结构(颗粒直径>4mm)、介于粗粒和残斑结构之间的过渡型结构以及等粒变晶结构(约1mm).工作中首先随机挑出20个样品进行了详细的电子探针分析,然后再对其中的10个样品进行了全岩主量元素成分、单斜辉石稀土元素(REE)含量和Sr-Nd同位素分析.表1列出了所分析样品的主要岩石学、地球化学特征.     

铈异常——一个寻迹古海洋氧化还原条件变化的化学示踪剂

稀土元素是一个具有特殊地球化学性能的元素家族,它们在地质作用过程中往往相互共生,并特征地反映了各原始来源物质的本性,为此,人们常常利用稀土元素组成模式来探寻各种不同地质体的物质来源。然而由于在这个元素族中存在着两个特殊成员:变价元素铈和铕,在沉积作用过程中,稀土组成的变化又或多或少地打上了沉积环境的烙印,因而有可能利用这两个元素的某些地球化学参数来探讨古沉积环境。本文所要讨论的正是利用海相沉积地     

化学风化作用中的微量元素地球化学——以江西龙南黑云母花岗岩风化壳为例

对江西龙南黑云母花岗岩风化壳中常量元素、微量元素和REE的含量、分布及迁移规律的研究发现: 风化过程中的主要矿物学变化为长石→蒙脱石,伊利石→高岭石,埃洛石→硅铝土. 活动性元素为Na, Ca, Si, P, V, U, Sr, 而Ti, Al, Fe, Sc, Th, Zr, Hf保持稳定. 除Zr/Hf, Nb/Ta, Th/Sc, Zr/Nb和Sm/Nd外,其他微量元素比值都发生了变化. REE和Y在剖面内重新分布,风化样品稀土配分模型在继承母岩特征的同时,发生了一系列分异. 总体而言,化学风化程度是影响风化剖面中矿物成分、主要和微量元素含量、分布的关键因素,在根据沉积物矿物和微量元素分布研究源区特征时,应充分考虑到源岩化学风化的程度.     

化学风化作用中的微量元素地球化学--以江西龙南黑云母花岗岩风化壳为例

对江西龙南黑云母花岗岩风化壳中常量元素、微量元素和REE的含量、分布及迁移规律的研究发现: 风化过程中的主要矿物学变化为长石→蒙脱石,伊利石→高岭石,埃洛石→硅铝土. 活动性元素为Na, Ca, Si, P, V, U, Sr, 而Ti, Al, Fe, Sc, Th, Zr, Hf保持稳定. 除Zr/Hf, Nb/Ta, Th/Sc, Zr/Nb和Sm/Nd外,其他微量元素比值都发生了变化. REE和Y在剖面内重新分布,风化样品稀土配分模型在继承母岩特征的同时,发生了一系列分异. 总体而言,化学风化程度是影响风化剖面中矿物成分、主要和微量元素含量、分布的关键因素,在根据沉积物矿物和微量元素分布研究源区特征时,应充分考虑到源岩化学风化的程度.     

元素的宇宙丰度与起源

元素的宇宙丰度是指各种化学元素及其同位素(核素)在宇宙的相对含量。元素的起源则是指各种核素生成的条件、过程和场所。测定各类天体的元素丰度,研究元素的分布规律,是建立元素起源理论的依据,也是探讨天体演化的基础。     

地球化学演化作用过程中的辩证关系

一地球化学的发展目前在地球化学方面,有两个主要学派:一个是流行于资本主义国家的經驗統計学派,另外一个是在苏联成长壮大起来的原子历史学派。前者以研究地壳中元素的分布为主要任务,而后者則主要研究在自然界各种不同的热动力和物理化学条件下,原子的活动历史和富集規律。显然,以形而上学的唯心主义观点     

红枫湖沉积物—水界面Fe、Mn的分布和迁移特征

沉积物—水界面是天然水体中物质输送和交换的重要边界之一,对这一界面及其附近发生的各种物理、化学及生物等地球化学过程的研究已列入地球科学的前沿课题之一。在水环境中,Fe、Mn是典型的氧化还原敏感性元素,对其它微量元素及核素的地球化学循环起着一定的控制作用。一般认为,湖水中的Fe、Mn受氧化还原边界层的控制。但是,迄今为止,对于Fe、Mn在沉积物—水界面及其附近的地球化学行为所知甚少。为此,本文根据贵     

白垩纪-第三纪界线事件地外成因新证据——钌的丰度及其与铱的相关性

1980年,Alvarez根据白垩纪-第三纪K/T界线铱的异常富集提出小行星撞击地球导致生物灭绝的假说.其后的研究表明在全球范围内该地质界线广泛分布着铱异常点.这些研究主要集中于铱的含量分析,而对其它铂族元素的研究很少.钌难熔,化学性质不活泼,在地质界线样品中含量很低,对界线样品钌含量的分析困难很大.由于铂族元素在地幔物质中含量较高,火山喷发也可能导致这些元素在界线层的富集,因而研究它们之间的相关性对于进一步探讨生物灭绝的成因具有重要意义.1991年,中国科学院高能物理研究所运用中子活化     

高层大气建模:从地球到行星

地球和行星的高层大气作为大气圈与空间环境的过渡区,是大气科学和空间科学的交叉研究领域.高层大气理论模式及其数值模拟可以突破实验观测的限制,又能够比理论分析更为全面细致地重现高层大气的各种物理和化学过程,在高层大气的研究中表现出独特的优势,也一直是国际高层大气研究热点之一.虽然地球高层大气和其他行星高层大气存在差异,但它们之间有着密切的联系,因此大多数的行星高层大气理论模式都是以地球高层大气理论模式为基础开发的.本文聚焦于地球和行星高层大气理论模式,对目前国内外主流的地球和行星高层大气理论模式的发展历史及其性能进行了系统介绍.     

阿哈湖沉积物-水界面Fe,Mn的季节性释放特征

已经归宿于沉积物的各种有毒、有害元素经由孔隙水向上覆湖水的再次释放,是影响和制约湖泊水质的地球化学过程之一,研究和认识这一过程的基本特征及其发生机制,对淡水湖泊的水质保护和污染治理具有重要的理论和现实意义。Fe,Mn均是地表水环境中典型的氧化还原敏感性元素,因在其他微量元素及核素表生循环过程中所起的关键作用而引人瞩目。本文以阿哈湖为例,根据湖水和沉积物孔隙水Fe,Mn及其相关组分高分辨浓度-深度剖面的季节性动态分析,揭示含氧条件下沉积物-水界面Fe,Mn的季节性释放特征,并初步探讨有关的影响和控制因素。     

地磁倒转的原因是什么?

地磁倒转是地球演化史上的全球性重大事件.由于对地球内部物质和运动的认识不足,目前我们尚不清楚地磁倒转的确切原因.不过,相关研究也取得了明显的进展,现在已经知道地磁场是由地球外核的磁流体发电机过程所产生,数值模拟和实验已能再现一个与地磁场时空特征相似的磁场,并从中发现了磁场的自发倒转现象.由于数值模拟和实验的近似程度远未达到地球的真实情况,地磁倒转的自发性目前还不能予以确认.近年来的研究发现,虽然地磁场起源于地球外核,但其他圈层的物性参数分布和运动,如下地幔和地核的电导率分布、地幔对流、板块运动、内核生长等因素都影响或控制着地磁倒转的过程和频率,这些外部因素是否是引起地磁倒转的原因需要进一步的研究.本文简要介绍了地磁场的时空特征和形成机制,评述了地磁倒转的研究进展,并指出在深入探知地球内部信息的基础上,将地球各圈层的相互作用等因素进行统一考虑,构建综合性模型,是未来地磁场及其倒转机制研究的方向.     

现代体视学方法

医学研究的重要方向之一就是对各种生物结构进行形态学研究,尤其是定量形态学研究.定量形态学研究主要有两方面内容,一是在正常情况下,某一器官、某一组织或构成某一组织结构的各种超微结构的几何形态与几何特征,并探讨其与功能的关系;二是在各种实验条件下或病理情况下,所研究对象的几何形态与几何特征的改变情况,并探讨这些实验条件对结构的影响及在病理状态下的结构改变.     

GIS支持下的降雨型滑坡危险性空间分析预测

基于GIS的滑坡分析模型的基础上, 针对现有模型的优势和不足, 提出了改进的SINMAP模型. 该模型将滑坡确定性模型与基于DEM的水文分布模型进行有效的集成, 考虑了由于降雨引起的地下水的不同分布, 所造成的静水压力及地下水渗流过程中产生的动水压力对滑坡稳定性的影响. 以中国西南典型的降雨型滑坡分布区—— 云南小江流域为例, 探讨了模型应用的有效性, 详细研究分析了小江流域滑坡危险性在不同降雨条件下的空间分布规律, 特别是随降雨条件的变化、滑坡变形失稳区域的扩展趋势以及失稳位置、失稳面积等的空间变化特征, 给出了滑坡发生与降雨、地形坡度、集水区面积等因素之间的定量关系. 在此基础上, 推算出小江流域滑坡失稳的降雨量阈值, 对区域性降雨型滑坡危险性进行快速有效的分析和预测.     

沈丘陨石热试验的穆斯堡尔谱研究

穆斯堡尔谱(以下简称穆谱)作为一种指纹技术可以准确地测定铁元素在陨石各物相中的分布、价态以及辉石中铁的有序-无序程度,从而可对陨石进行分类.尤其是研究在氧化和还原气氛下试烧陨石所发生的相变,可以探讨陨石的变质历史、陨落过程中的氧化作用和地球上的风化作用,进而为研究陨石甚至太阳系的形成和演化提供了有力证据.     

三元系Tl—Hg—S和赝二元系Tl2S—HgS 200℃相图

铊是典型的低温成矿金属元素。在成矿地球化学过程中,它与贵金属Au,Ag以及Hg,As,Sb元素和有机质有着密切的联系,尤其在低温热液浸染型金矿中(如美国卡林金矿、麦克劳林金矿,以及我国西南滇、黔、桂及其邻省地区产出的金矿)普遍含有较高的Tl,Hg,As,Sb等元素的富集异常。电子探针分析表明,黔西南单矿物辰矿中铊含量可达质量分数为0.617(6170×10~(-6)),局部地段见有铊汞硫盐矿物及与汞矿共生的富铊矿体产出。研究表明Tl,Hg,As,Sb等元素的共存特征及其相应的矿物组合是寻找勘探浸染型贵金属矿床的最佳指示标志。因此加强Hg,Tl,As,Sb体系的矿物学和地球化学行为的基础研究,具有十分重要的现实意义。     

流体地球化学进展及其在地震预测研究中的应用

地震预测是仍未解决的世界性难题.流体地球化学是地震预测的潜在手段之一,近年来得到了较为广泛的认可与运用.地震的孕育和发生过程始终伴随着地下物质运移、能量传输和条件改变,从而导致流体中元素和同位素的迁移与演化,进而形成地表可观测到的流体地球化学异常.活动断裂带是地震多发区,同时也是深部流体运移和释放的有利通道.活动断裂带流体的地球化学特征对地壳应力、温压条件和渗透率的变化极其敏感,可以作为指示构造或地震活动的良好指标.流体地球化学与断裂活动的密切关系使得流体地球化学不仅在地震预报中发挥着重要作用,也是解释地震过程中物质来源、能量交换和条件变化的有效手段.此外,新的地球化学分析技术的迅速发展,使其在研究地震前兆机理和地震物理过程中发挥越来越重要的作用.本文在综述近年来流体地球化学在地震预测领域研究进展的基础上,结合自身团队的研究结果和认识,提出未来地震地球化学研究的发展方向.