地衣和地衣酸与岩石矿物风化及其机制研究进展

岩石矿物风化是地球表面发生的最重要化学现象之一,其中生物风化备受关注。对地衣及地衣真菌分泌的地衣酸类物质(简称地衣酸)在岩石矿物风化中的作用及机制进行综合述评,从而为科学评价地衣和地衣酸在森林(特别是寒温带)生态系统中的作用提供理论依据。地衣通过物理和化学方式显著诱导并加速岩石矿物的风化进程,即同时具有生物物理风化和生物化学风化两方面作用,而后者更为重要。在地衣诱导的岩石矿物风化过程中,地衣依其共生真菌/藻类特异性分泌的地衣酸起主导作用,无论是在野外还是实验室条件下,地衣酸都是岩石矿物生物风化的主要作用力。地衣酸对岩石矿物的风化机制包括质子促进效应和络合促进效应两方面,特别是地衣酸能与岩石矿物中的盐基离子形成可溶性螯合物,从而引起岩石矿物的强烈溶蚀。     

《中国学术期刊文摘》综述文摘选登

微生物对硅酸盐矿物风化作用研究进展吴涛(南京大学地球科学系内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室,南京210093)微生物对硅酸盐矿物风化影响研究取得了一系列重要进展。在贫营养环境中,微生物风化硅酸盐矿物获取营养物质,加速了硅酸盐矿物的风化;由于微生物的作用,矿物的风化会不遵循正常的矿物化学风化序列,表现出稳定矿物比不稳定矿物更易发生     

化学风化研究的进展

化学风化是联系陆地与海洋、流域与湖泊、反演气候及环境的重要纽带.硅酸盐岩化学风化过程中造成的大气CO2净消耗在物质的地球化学循环尤其是地球长期碳循环中发挥着极其重要的作用.本文综述了化学风化作用与全球碳循环的研究现状,着重介绍了化学风化作用与碳循环的特征之间的相互作用关系,详细阐明了在二者的影响下国内外河流水化学的研究成果.提出了化学风化作用影响的长期碳循环将可能是未来的研究热点.     

地表典型铁锰沉积物岩石漆的研究历程与展望

岩石漆是地表风化环境中最具代表性的铁锰质沉积物,一直以来在学界广受关注.近几十年来,随着表征技术的不断发展,岩石漆的研究也取得了显著成果.简述了岩石漆的研究历程,着重介绍了岩石漆的形貌特征、地球化学特征、矿物组成和成因机制.产于地表暴露环境中的岩石漆是地表关键带的重要组成部分,是各种物质发生交互作用的关键性场所.因此,...     

漳浦沿海新生代玄武岩的风化成矿作用

玄武岩红土壳具帝状结构。本文叙述了红土壳各带的岩石、矿物特征,风化过程中元素的迁移和聚散,硅铝分离、铁铝分离在铝土矿形成上的重要意义;用扫描电镜和能谱仪对各带样品作了系统观测;探讨了矿物的风化和演变;认为三水铝石可通过多种方式形成于风化作用的不同阶段。     

关于秀山大塘坡式锰矿风化淋滤作用的探讨

地壳表面的岩石和矿石,在大气、水、生物等营力的机械和化学作用影响下,发生物理的、化学的以及生物化学的变化,原岩中活动性较大的物质,经过风化淋滤被地下水带至邻近的岩石中富集,这种地质作用称为风化淋滤作用。风化淋滤作用除由成矿元素的地球化学性质决定外,还需要有明显的地球化学屏障,主要是潜水运动的阻滞和物理化学环境的急剧改变。     

峨眉山玄武岩岩体风化分带量化研究

通过对玄武岩的表观特征、矿物特征、化学特征的研究,发现峨眉山玄武岩的风化作用以物理风化为主,化学风化不明显;运用岩体波速比、岩体的完整性系数、岩石质量指标分别对岩体风化进行了分带;在对岩体分带量化指标研究的基础上,综合确定了峨眉山玄武岩岩体风化分带的量化标准;并以某水电工程边坡为例,运用该标准划分了岩体风化带,总结了斜坡岩体的风化规律.图9,表2,参7.     

嫦娥五号月壤的表面特征研究

嫦娥五号月壤是迄今为止人类采集返回最年轻的月球样品,记录了采样区的太空风化改造历史.研究发现,嫦娥五号月壤颗粒的表面广泛分布有微撞击坑、矿物解理面、气化沉积物、覆盖的玻璃质等典型的形貌特征,反映了在以陨石、微陨石轰击为主的太空风化改造过程中,冲击破碎、熔融溅射、气化沉积等作用对月壤颗粒形貌特征的改造.该结果梳理了月壤颗粒中太空风化作用的典型形貌改造特征,从而帮助我们更好地理解月壤的形成与演化过程.     

金鼎寺水利工程坝址岩体风化特征研究

水电工程建设中,坝址区岩体风化特征是最受关注的问题之一。一般情况下,大坝建基面的选择取决于岩体风化程度。而岩体风化作用受岩体结构控制,岩体的风化首先是沿各类结构面开始,逐渐向岩体内部发展。以西金鼎寺水利工程为例,通过对坝址区岩体风化的表观特征、矿物特征、化学特征进行了研究,结果表明:岩体的风化以物理风化作用为主,化学风化作用不明显;断层及层间、层内错动带对岩体的化学风化作用无显著影响,现场判定岩体风化界限应重点依据岩体的表观特征,从而为风化界限的现场判定提供了依据。     

武广高速铁路风化花岗岩微观变化特征研究

结合工程实例,研究了风化过程中花岗岩的微观变化特征,采用光学显微镜、扫描电镜等测试手段,以风化剖面上的钻孔岩心为样本来源,揭示了花岗岩从弱风化演变为强风化过程中,微结构由粒状堆砌微结构演变为粒状架空微结构,粒间联结力由紧密演变为疏松,微裂隙由不发育演变为很发育,蚀变产物增多,粘土矿物大量增加,表明风化作用正是通过在改变了岩石的矿物成分、化学成分的基础上改变了岩石的微观结构特征,才最终改变了岩石的宏观力学性能.     

浙江新昌丹霞岩壁风化特征的微观研究

利用野外调查、偏光显微镜和扫描电子显微镜观察及能散X射线光谱分析等手段对浙江新昌丹霞岩壁风化性质和特征的研究结果显示,风化作用在纳米-微米尺度上化学过程特征明显,沿整个岩面以及与外部环境相通的裂隙面持久地进行着(并有生物作用的广泛参与),局部形成微细裂隙,推测其成因与风化过程中矿物体积胀缩引起的局部应力变化有关.在肉眼可见的毫米-厘米尺度上,风化作用主要表现为岩面的片状剥离和粒状崩解.推测其机理与微观风化作用形成的物质结构破坏和微细裂隙拓展有关.在米级和更大的空间尺度上,重力过程特征明显.但其作用机理仍与微观风化过程沿裂隙向岩石内部的穿插有关,后者导致裂隙不断展宽和加深.崩塌等重力过程可以理解为微观风化效应长期积累达到一定极限后的突变产物.微观风化研究把人类对风化作用的认识和理解扩展到微米-纳米尺度,在理论(如中小尺度地貌的成因机制)和应用(如建筑物防腐和文物保护)两方面均具有重要意义.     

埋藏风化壳结构的矿物学与地球化学特征及其控藏作用

通过岩心观察、矿物及元素分析等手段,分析了济阳坳陷义和庄凸起前第三系埋藏风化壳结构的矿物学与元素地球化学特征.结果表明:义和庄凸起前第三系坶藏风化壳具有风化黏土层和半风化岩石的二层结构;由半风化岩石到风化黏土层,抗风化能力弱的长石等原生矿物逐渐减少,次生黏土矿物逐渐富集,半风化岩石上部与风化黏土层为Fe,Al元素的富集带,Ca,Na元素大量流失,K,Mg元素由于交代作用变化较复杂;义和庄凸起埋藏风化壳结构在油气成藏过程中起主要作用的是半风化岩层中部的孔缝连通体,它既为油气运移的良好通道,也可成为有效储层;风化黏土层与上覆岩层一起形成了复合型盖层.     

第三系粉砂质泥岩风化特性

 为研究第三系粉砂质泥岩的风化特性,通过不同的试验,对不同风化程度的粉砂质泥岩岩体分别进行工程特性、风化耐久性和风化速度研究。通过测试风化岩体的矿物成分、化学成分及物理力学性质来对其工程特性进行研究;通过抗压强度试验、软化崩解性试验对其风化耐久性进行研究;通过对所处4种不同环境的风化岩石的观测试验来对其风化速度进行研究。试验结果表明：随着岩体风化程度的加深,岩石中黏土矿物含量增加,活动性强的化学成分相对减少,岩石干密度降低、总孔隙度和吸水率增大,力学性能降低,岩体更容易软化崩解。岩石的风化速率与自身的风化状态和暴露的面积有关。     

铀系不平衡在粤北花岗岩风化速率研究中的应用

为探讨粤北花岗岩化学风化过程中所表征的地貌演化和气候环境变化，选取锦江流域为研究区，运用铀系不平衡方法，测试流域内河流水中铀的质量浓度、风化壳及岩石中铀的质量分数、234U与238U的放射性活度比，计算流域中花岗岩的化学风化速率.结果显示:在当前水热条件下，本流域中平均CIA值为86.84的花岗岩风化壳的化学风化速率为0.038 mm/a，即风化1 m厚的花岗岩需要约26 000年；在热带亚热带地区，控制岩石风化的主要因素是高温潮湿的气候条件；铀系同位素之间产生的不平衡适用于量化评估风化作用下水-土-岩三者间的相互作用，也为岩石风化及地表过程的相关研究提供了一种新的示踪手段.     

河水化学离子成因及影响因素的因子分析探讨

因子分析通过提取影响水化学场形成的主要因素,定量研究流域内岩石风化等对河水化学离子的影响程度,从而对河水溶解质综合分析,反映水化学形成及变化规律。对朝鲜半岛汉江流域前人已发表的数据进行因子分析,研究南北支流水化学的主控因素及其影响程度,结果显示:岩溶作用是汉江流域重要的风化过程,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为41.83%和43.15%;硅酸岩类的风化作用较弱,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为13.94%和12.12%;人类活动和大气沉降对汉江水化学贡献较大,对南北汉江河水溶解质贡献率分别为29.37%和37.14%。硫酸对南北汉江岩石风化的贡献分别为68%和95%,硝酸参与了南汉江流域的岩石风化。硫酸和硝酸在岩石风化吸收大气CO2中的作用及其对通量计算的影响应引起注意。综合因子得分和总溶解固体浓度有很好相关性,因子分析结果很好地反映了研究区的实际情况。汉江河水离子在空间分布上受地质背景控制,在时间上受降雨等气候变化影响。     

冻融循环作用下岩石的损伤研究

处于不同环境下的岩石在经过不同类型的风化作用之后会呈现不同程度的破坏;而在高寒地区修建工程冻融破坏是不可忽视的灾害之一,所以对于高寒地区的岩石的物理力学性质的研究有重大的意义。将采自中巴公路的砂岩、花岗岩、千枚岩来模拟冻融循环下的岩石风化,经过不同次冻融循环,测量解冻后的质量、波速、干燥质量、饱水质量。结合X射线光粉晶衍射试验、波速变化、干燥质量变化、含水率变化等分析冻融循环对岩石内部矿物质的影响。实验结果表明随着冻融时间的延长,岩石的力学性质逐渐下降,岩石内部发生着矿物成分的转化,实验可以为寒区修建工程提供一定的依据。     

陨石坑及其判别标志

陨石坑是固体星球表面最常见的地质构造.陨石坑在厘定星体表面年龄、地球地质历史上的灾变事件、矿物岩石冲击变质等研究中具有不可替代的作用.陨石撞击过程具有高温高压的特点,能在矿物岩石中留下独特的标志,从而为判定陨石坑提供依据.地球上识别陨石坑的线索可以分为地貌标志、矿物岩石标志和地球化学标志3大类,但只有矿物岩石中的冲击变...     

济阳坳陷第三系不整合结构矿物学与元素地球化学特征

不整合是由多个结构层组成的地质体,不同结构层具有不同的矿物学和地球化学特征,不整合结构层特征对地层油气藏的形成具有重要作用。根据济阳坳陷部分第三系不整合结构层的岩心观察、矿物及元素分析等,将不整合风化带划分为3类结构：I1型结构,I2型结构和Ⅱ型结构。系统分析了不同风化带结构层的矿物学、元素地球化学特征,结合化学风化指标对风化壳岩石风化程度进行了研究。结果表明,风化壳岩石风化程度的差异,导致不整合不同结构层呈现不同的矿物学特征,不整合结构层风化岩石相比未风化岩石具有富Al,Fe,Mn,Ti而贫Ca,Mg等特点。     

不同地质环境下忠县土壤重金属元素的分布特征

土壤是在岩石风化后的母质上发育起来的自然体,其化学成分的本源是岩石中的矿物及其化学成分。不同地层时代母岩化学成分上的差异,导致相应土壤化学成分上的差异。本文描述了忠县土壤重金属元素在不同母岩区、不同地层区的地球化学特征,并分析了其在不同地质时代下的变化特征。     

倾听“月壤”的诉说

正""土地"吐生万物者也,在月球上亦是如此,或许在未来的某一天,人类真的可以利用月壤,在月球上建造一座"广寒宫"。""土地"吐生万物者也。不论是青松翠柏,还是绿草红花,都是土壤孕育的绚烂生命。从高山到平原,从陆地到海洋,土壤在地球上随处可见。它们是由地球表层岩石矿物在大气、水以及生物的作用下,发生物理