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关键词： 元素化学   基础理论   无机化学   变化规律  

摘要： 化学元素与基础理论的化学知识是无机化学的重要内容,在无机化学的教学过程中,如何将基础理论部分与元素的化学知识部分有机地结合起来,是提高元素化学教学质量的关键。

关键词： 钾玄质岩石   元素地球化学   西山头组火山岩   潜火山岩   沐尘岩体   梧村地区   浙江  

摘要： 野外地质、岩石学、元素地球化学研究表明，以往被认为是钙碱性系列岩石的浙江梧村地区西山头组火山岩、潜火山岩与沐尘岩体应为典型的钾玄质岩石。这套岩石富碱（w（Na2O＋K2O）=7．80％～11．48％）、高钾（w（K2O）／w（Na2O）=1．10—1．67）、贫钛（w（TiO2）=0．22％-0．88％）、低铁（w（FeO＋Fe2O3）=2．91％-6．36％）、铝含量较高（w（Al2O3）=15．39％～18．24％）、SiO2含量中等（w（SiO2）=56．96％-69．02％），富集大离子亲石元素和轻稀土元素，且w（Ce）／w（Yb）（27．29—38．19）、w（Ta）／w（Yb）（0．32—0．74）和w（Th）／w（Yb）（4．76—7．72）比值高，具有钾玄质系列的岩石地球化学特征。梧村地区矿产资源丰富，矿床在时间和空间上与钾玄质岩浆岩密切共生，钾玄质岩浆岩为成矿母岩，是重要的找矿岩石学标志。

关键词： 元素地球化学   Sr-Nd-Hf同位素示踪   LA   ICPMS锆石U-Pb定年   古田-小陶花岗质杂岩体  

摘要： 古田-小陶花岗质杂岩体是由小陶、古田、华家、蛟洋和姑田等单元组成。小陶、古田和华家单元为含黑云母二长花岗岩,蛟洋和姑田单元是含角闪石黑云母石英二长岩。小陶和古田花岗岩以高 SiO_2(>71.77%)、K_2O(>4.67%)和低 CaO(<1.71%)为特征,属于弱过铝-强过铝花岗岩;它们含高的 Rb、Nh、Ta、Th、U 和低的 Sr、Ba 含量;稀土(REE)含量和轻重稀土分异((La/Yb)_N)变化大,分别变化于143×10^(-6)～548×10^(-6),和3.3～26.5,Eu 亏损中等到强。姑田和蛟洋单元都以低SiO_2(62.88%～66.38%)和高 Al_2O_3(15.44%～16.51%)为特征。姑田单元的 REE 总量低而蛟洋单元的 REE 总量高,但两者的 Eu 负异常都不明显。华家单元花岗岩的地球化学特征介于上述两组花岗岩之间。LA-ICPMS 锆石 U-Pb 定年显示小陶花岗岩形成于222±3Ma,而古田花岗岩形成于161±1Ma。小陶、古田和姑田花岗岩具有相似的^(87)Sr/^(86)Sr 初始比值(0.7089～0.7099)和ε_(Nd)(t)值(-11.1～-11.5),而且古田和小陶花岗岩的锆石 Hf 同位素组成也相似,表明它们起源于相同的源区。地球化学和 Sr-Nd-Hf 同位素指示它们的源区物质是具有1.73～1.5Ga 平均地壳存留年龄的变质沉积岩。而位于杂岩体南部的华家花岗岩显示明显高的^(87)Sr/^(86)Sr 初始比值(0.7310)和更低的ε_(Nd)(t)值(-16.4),指示它的母岩浆起源于古元古代壳源物质,暗示杂岩体南北基底组成可能不同。古田花岗岩形成于燕山早期的板内伸展构造背景,而小陶花岗岩形成于印支晚期,地球化学特征以及同时代岩石组合以及构造应力场分析表明其最可能形成于后造山构造背景。

关键词： 76种元素   地球化学填图   分析方法   成矿区带  

摘要： 人类生活的地球是由元素周期表中的所有元素构成的,了解所有元素在地球的分布规律对于人类认识自然以及资源与环境研究,具有十分重要的作用。利用西南地区区域化探扫面的副样,采用1∶50000图幅一个组合成一个分析样的方式,收集水系沉积物样品,研制开发了76种元素分析方案,特别是对一些困难元素进行重点研究,使得所有元素的分析检出限低于地壳丰度值。编制完成76种元素的地球化学图,利用地球化学资料进行资源远景的初步评价,区域成矿的划分等基础性研究工作。

关键词： 古海洋   古环境   深海沉积   粒度   元素地球化学   南海  

摘要： 作为亚洲大陆和西太平洋之间的半封闭海盆，南海保存有连续的深海沉积物，是开展东亚古海洋和古环境研究的理想材料。在这些沉积物中以陆源碎屑物质最多，它们均来自周缘陆地，记录了丰富的陆地气候及环境变化信息。但相较于对微体古生物化石等海洋生源物质的研究，目前对南海深海沉积中的陆源物质的研究程度尚不高，与陆地黄土/古土壤的研究程度相比，更显薄弱。但随着南海研究的深入，以及人类对气候环境变化的日益重视，必须要加强对陆源沉积物质的研究，这需要从译解其沉积的组成、机理等着手，破解隐含其中的陆地古气候和古环境变迁信息。而粒度、元素地球化学等研究方法正可应用在这一研究领域。作者博士后期间的工作，即是探索上述方法在南海研究中的进一步应用，并建立新的元素地球化学测试手段。\n 由于物源和动力条件的复杂变化，南海的深海沉积物具有复杂的粒度特征。这首先需要根据研究目的确定合适、规范的粒度测试预处理方法，以保证粒度数据的可靠性和可对比性。实验表明，分别采用合适剂量的醋酸和NaOH，可有效地去除南海沉积物中的碳酸盐和生物硅这两种最主要的生源组分，且可不损坏陆源碎屑物质，保障了粒度测试的准确性。其次，要选择合适的数据处理方法，才能从庞杂的粒度数据中提取信息量高的粒度变化特征。对南海北部晚第四纪的深海沉积样品，计算和比较了它们在冰期和间冰期的各种基本粒度参数，并用粒级-标准偏差法分选出粗沉积组分和细沉积组分，并认为冰期/间冰期旋回中海平面的升降使得河流入海口与沉积地点的距离发生变化，引起粗沉积组分的输入有大幅增减，从而造成陆源碎屑物质输入量在冰期/间冰期旋回中发生明显变化。\n 元素地球化学工作已在南海研究中得到开展，但传统的测试方法只能使研究的尺度达到千年级别，且分析成本高，耗时长。XRF Core Scanner。的问世使得这一瓶颈得到了突破，该仪器是专门用于对各种岩芯样品进行高分辨率、无损、快速测试，可极大拓展元素地球化学方法在古海洋、古环境研究领域的应用。作者根据海洋地质国家重点实验室建设的部署，协助相关负责人，引进并建立了XRFCore Scanner实验室。经调试和一系列实验验证工作，目前仪器已可投入正常使用，并正在为南海的深入研究作出贡献。

关键词： 辉绿岩   过渡元素   地球化学   惠民凹陷  

摘要： 测定了胜利油田惠民凹陷14件辉绿岩的过渡元素（Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu和Zn）含量。结果显示岩石中Cr和Ni含量具有很宽的范围（分别为76．9×10^-6～1049×10^-6和56．7×10^-6～495×10^-6），样品商745．2出现异常高的Cr和Ni含量，分别为8718×10^-6和4530×10^-6；Cu和Zn含量高且变化范围大，半数以上样品的Cu和Zn含量分别大于1000×10^-6（1082×10^-6～8111×10^-6）和500×10^-6（634×10^-6～2198×10^-6）。分析认为，本区辉绿岩Cr和Ni含量变化范围宽与岩浆结晶分异作用有关，具异常高Cr和Ni含量样品可能为岩浆演化相对后期，有大量铬铁矿结晶的产物；岩石富集Cu和Zn可能与岩浆上升过程中遭受地壳物质混染作用有关。

关键词： 苏南沿江地区   镉生态地球化学   反射光谱   化学形态   元素地球化学   土壤沉积物  

摘要： 改革开放使中国生产力获得了解放，现代工农业迅速发展，但是在经济建设取得巨大进步的同时，大量重金属等化学污染物通过各种途径进入河流、农田和城市等各类生态系统，使环境污染呈日益加剧趋势。为了摸清江苏省环境质量的家底，江苏省地调院2004年起开展了“江苏省国土生态地球化学调查”大型项目，该项目通过系统采样和分析，获取了当前各种重金属元素在江苏省土壤、沉积物、农田作物等环境介质中的总量分布状况。结果显示，重金属污染在江苏省，尤其苏南地区呈日益严重的趋势，其中镉(Cd)是最突出的污染元素之一。因此，本文在国土生态地球化学调查获取的各重金属总量分布状况的基础上，选择重点元素(以Cd为代表)和重点区域(苏南长江沿江区域)，进一步研究重金属元素的化学形态，土壤和沉积物中重金属向农田作物迁移转化的规律，研究化学定时炸弹可能的引爆机制，并在此基础上，建立土壤重点污染元素的生态地球化学评价模型，以便进一步开展土壤重金属的生态地球化学评价和预警。土壤和沉积物的反射光谱包含了丰富的地球化学信息，这给生态地球化学研究提供了一种新的并且是廉价分析手段。寻找沉积物和土壤重要生态地球化学参数的光谱反应，建立其光谱预测模型，并耦合入生态地球化学评价模型，可以为生态地球化学研究开辟新的路径和方法。由于土壤和沉积物光谱亦可通过遥感手段大面积快速探测，开展针对生态地球化学参数的光谱学研究，可为今后使用遥感方法动态监测生态地球化学参数，进行大面积动态生态地球化学监测和实时评价奠定理论基础。\n 本文选择了长江下游(江苏段)不同空间尺度的研究区(江苏省、长江水系悬浮物和沉积物、沿江县级区域江都市、南京城区及周边地区、长江冲积岛屿八卦洲)，1)通过元素地球化学总量测试和GIS空间分析方法研究研究区土壤或沉积物中典型重 金属和其它重要生态地球化学元素含量的空间分布特征及其来源及影响；2)通过化学序列提取研究重点危险重金属元素的化学形态分布特征；3)通过化学测试、数据统计分析和数学建模方法，研究蔬菜和水稻等作物中危险重金属元素的含量水平，并在分析重点重金属元素生物有效性及元素作物吸收影响因子的基础上，探讨土壤重金属元素生态地球化学评价方法模型；4)通过研究区土壤和沉积物光谱测试、数据统计分析和化学实验，确定土壤和沉积外物粘土矿物含量、铁氧化物含量、有机质含量、CEC、重金属元素含量等重要生态地球化学参数的光谱定量或示踪方法。本文主要研究结论如下：\n (1)从区域上讲，江苏南部重金属污染等生态地球化学问题比江苏北部地区突出；从类型上看，Cd是首要潜在危险重金属元素之一。Cd异常的分布和来源可以分为两种类型：1)长江沉积物和沿江土壤Cd高含量带，是上游输入和本地污染排放的共同结果；2)苏南城市及周围地区Cd污染带，主要是城市和工业污染所致。\n (2)从20世纪80年代开始，长江悬浮物中Cd含量逐渐增加，现已经增加到原来的3倍。80年代悬浮物Cd含量为0.30 mg/kg，接近世界其它无污染大河水平(如南美洲亚玛逊河，奥里诺科河)，目前(2006年)达到～1.0 mg/kg，已与欧美发达地区河流含量达到同一水平(如多瑙河)。长江沉积物中的Cd含量在0.17-1.57mg/kg之间，其含量主要受沉积物粒径分布控制，Cd主要集中于粒径在0.50-25 μm的颗粒物中。各介质中，长江悬浮物Cd含量(～1.0 mg/kg)大于沉积物(～0.65 mg/kg)，沉积物含量大于近岸土壤(～0.3 mg/kg)，近岸土壤大于远岸土壤(0.1-0.2 mg/kg)，一般随江岸远近由Cd含量高到低变化，多数地段沿江Cd异常在2 km内。\n (3)化学序列提取进行的形态分析显示，长江悬浮物、沉积物和土壤中Cd的C1态(弱酸提取态)和C2态(还原态)部分决定了Cd总量。一般Cd总量越大的样品，C1态和C2态部分含量越高，残渣态含量比较稳定，C3态(氧化态)含量也不大。这说明长江沉积物Cd是通过高度活性形式输入的，遇到酸性环境，Cd会大量释放。由于沿江土壤和沉积物pH值为碱性，暂时这些Cd释放不明显，因此，蔬菜和水稻等作物含量一般没有超过环境标准。但是一旦土壤酸化，吸附形式的Cd离子会大量释放出来，进入作物和食物链。\n (4)沿江作物中，芦蒿比其它植物容易吸收土壤中的Cd，因此可以作物长江沿\n 岸Cd风险的指示植物。在各土壤环境参数中，土壤pH，阳离子交换量(CEC)，以及总有机碳含量(TOC)是影响作物对重金属吸收的主要因素。本文根据Cd的生态有效性，发展了沿江土壤Cd的生物迁移模型，利用土壤Cd含量，土壤CEC和土壤pH，预测Cd向水稻作物迁移量：log(Cdrice)=A×log((Cdsoil-P)/CEC)+B×pH+C。 (5)土壤生态

关键词： 风化剥蚀   元素迁移   河流悬浮物   沉积矿物学  

摘要： 为了研究金沙江流域河流物质组成和表生风化特征，本研究系统采集了金沙江流域及岷江的16个点的河流悬浮物和沉积物样品。其中金沙江主河道采样点8个；金沙江5条支流巴塘河、夕河、定曲河、雅砻江、黑水河各1个采样点；岷江流域采样点3个。此外，又各采集了澜沧江、怒江和黄河的样品，以和金沙江样品进行对比分析。对河流悬浮物和沉积物进行粉晶X—射线衍射实验，结果表明不同江段河流悬浮物、沉积物的矿物组成大致相同，以石英、方解石、钠长石、粘土矿物为主，局部见有白云石、钾长石、角闪石等，粘土矿物有伊利石、绿泥石、高岭石、蒙脱石。河床沉积物中非粘土矿物碎屑(岩屑)含量明显高于悬浮物。矿物组成与流域内出露的碎屑岩、砂板岩、火成岩、碳酸盐岩等的分布有较好的对应关系。金沙江及岷江沉积物与悬浮物中伊利石为铁镁质，且Kubler指数在轻微变质范围内，主要受流域内微变质碎屑岩、砂板岩影响。河流悬浮物和沉积物的矿物组成及伊利石结晶指数特征表明流域以物理风化为主。澜沧江、怒江、黄河流域沉积物与悬浮物矿物组成与金沙江类似。\n 本研究提取金沙江主河道上沉积物中的粘土矿物，进行自然定向片和乙二醇饱和定向片实验，结果表明金沙江粘土矿物组合为伊利石+绿泥石，蒙脱石、高岭石含量很少。岷江(乐山)、澜沧江、怒江粘土矿物组合与金沙江上游类似，以伊利石和绿泥石为主。黄河沉积物中粘土矿物与黄土组成一致，粘土矿物组合为伊利石+绿泥石+高岭石+蒙脱石，蒙脱石含量大于金沙江、怒江和澜沧江沉积物。金沙江中游树底桥和攀枝花沉积物中蒙脱石和高岭石的含量高于上游和下游。对树底桥、华弹点沉积物非矿物定量计算结果表明，非粘土矿物含量小于50％，矿物组合以伊利石、绿泥石、石英为主，方解石、白云石、钾长石、钠长石、蒙脱石、高岭石等较少。系统测定了这批悬浮物样品中稀土元素和微量元素含量。金沙江流域稀土元素球粒陨石标准化模式与世界其他河流大致相同，轻重稀土分异程度较低。金沙江主河道(Eu/Eu*)N在0.67～0.78之间，略高于北美页岩。巴塘河、夕河、雅砻江、黑水河等支流悬浮物中稀土元素特征参数(La/Yb)N、(Eu/Eu*)N等相差较大，与金沙江主河道有较大差别。金沙江、澜沧江、怒江、黄河悬浮物稀土元素球粒陨石标准化模式大致相同，黄河悬浮物中稀土元素含量较少。上地壳标准化图解表明，受金沙江区域元素富集带的影响，悬浮物的Cs、Cu、Pb、Bi、Sn、Ti、V、Cu、Cr、Co等显著正异常；活泼元素Ba、Rb等的亏损不明显，表明金沙江河流悬浮物化学风化程度较弱；sr在金沙江中上游富集，下游亏损：攀枝花江段区域采矿输入，造成Ti、V、Cu、Cr、Co等元素含量增高。三江源岩标准化图解表明，金沙江主河道悬浮物物质组成大体一致，支流则各有不同。zr在主河道中富集程度明显高于支流。利用相关性分析、因子地质统计学方法，发现金沙江及岷江悬浮物中微量元素地球化学行为受到以源岩为主的多个因素的影响。利用元素判别图可将金沙江流域的采样点分成三组：金沙江支流、上游从通天河到树地桥、下游攀枝花到水富。其中支流点物源判别参数较为分散，且差别较大。岷江及其支流大渡河点样品与金沙江主河道差别不大。悬浮物和沉积物的物质组成受源岩、气候带和构造作用为主的多重因素综合影响。在中国西部气候条件下，金沙江、澜沧江、怒江、黄河上游沉积物和悬浮物主要来源于源岩的物理风化。

关键词： 高分辨率层序地层学   浅水三角洲   黄河口凹陷   沉积相建模   构造沉积演化   元素地球化学  

摘要： BZ34油区位于渤中坳陷南部的黄河口凹陷中部，新近系沉积了覆盖整个凹陷的馆陶组和明化镇组地层，本次研究的目的层段是明化镇组下段地层。从构造—沉积演化角度，它处于盆地发育的坳陷充填阶段。钻井和取心资料反映出目的层段是一套砂泥互层的碎屑岩地层，砂质含量较低。虽然该区的勘探历史较长，但由于探井数量少，且已有井的分布极为不均，所以目的层段的勘探程度还不高。此次研究工作的重点在于预测有利的勘探区，搞清如何滚动勘探，潜力在哪里的问题。\n 本文以高分辨率层序地层学及沉积学原理为指导，通过区域地质资料、地震资料、元素地球化学资料及微体古生物资料的综合分析，确定研究区的沉积背景特征。根据取心资料和对应测井值的交汇关系选择最能反映地层岩性特征的测井系列，并应用神经网络的方法建立全区岩电关系。以岩心相标志对所选择的测井曲线进行标定，建立BZ34油区的测井一沉积相图版，据此从测井资料出发对各井单井相进行划分。在取得了研究区沉积背景特征和单井相特征的认识后，建立沉积相概念模型用以指导高分辨率层序的划分和沉积相随机模拟。\n 高分辨率层序地层格架的建立是在沉积相研究的基础上进行的。首先，在理论上确定层序界面的成因类型、识别标志及旋回级次的划分标准和控制因素。在此基础上，根据单井的层序界面特征、沉积相分异、地层旋回对称性和地层叠加样式分析单井的层序特征，并总结各级高分辨率层序的构成特征。之后，从所建立高分辨率层序对比骨干剖面出发，以从低级到高级的顺序对各井的高分辨率层序进行对比。最终，建立起以长期基准面旋回层序为格架，以中期基准面旋回层序为对比单元的高分辨率层序框架。\n 沉积相随机建模是对研究区沉积相特征和高分辨率层序特征的综合表达，本次研究建立的相模型不同于常规根据地层厚度图和砂岩百分含量图而勾绘的沉积相图，是根据各中期旋回层序内部沉积微相变量的空间结构完成对相态三维展布的模拟。根据研究区处于勘探初期、井点少、井距大的实际情况，结合对BZ34油区沉积特征和层序构成的认识，选用序贯指示算法对各中期旋回层序分别进行沉积相随机建模，建立了层序格架内部的相模型。\n 本论文通过上述研究内容，取得了以下一些新的认识：\n BZ34油区是在地形平缓、水域广大、水体较浅、河流能量较强的沉积背景特征下，发育的湖泊枝状浅水三角洲前缘—前三角洲沉积。发育的微相有：水下分流河道、天然堤、水下分支流河道间、前三角洲泥和席状砂，河口坝微相和远砂坝微相在研究区没有出现。\n 研究区长9000m，宽4000m，面积为36km<\'2>，在规模上与之对应可能是三角洲的一只朵叶体或其中的一部分。研究区明下段地层划分为一个长期基准面旋回(LSC1)，其中包含五个中期基准面旋回(MSC1、MSC2、MSC3、MSC4、MSC5)，每个中期基准面旋回中又由数目不尽相同的若干个短期基准面旋回组成。中期基准面旋回层序的底部大多以细一中砂岩为底界，顶部以泥质岩与下一旋回呈冲刷一侵蚀接触，表现为向上变深不对称型旋回或对称型旋回。明化镇组下段的MSC1、MSC4和MSC5层序以偏砂相为主， MSC2、MSC3层序以偏泥相沉积为主，明下段自下向上中期旋回的对称性由差变好在转差，从不对称型旋回转化为对称型旋回再在转化为不对称型旋回。长期旋回表现为对称型旋回，处于长期旋回层序中部的MSC2、MSC3中都发育有遍及整个研究区的巨厚前三角洲泥沉积。

关键词： 煤—锗矿床   地球化学   胜利煤田   乌兰图嘎   锗  

摘要： 锗的亲有机性，主要表现在与煤的共生，国内外的某些煤产地已成为特大特富煤共生锗矿床，而许多国家的煤已成为工业提取锗的重要原料。内蒙古自治区胜利煤田煤—锗矿是新近发现的特大型锗矿床，作为一种战略和经济资源，此锗矿的发现无疑具有重大意义。而在内蒙古众多中生代盆地中目前仅见两个盆地发现富锗煤的报道，即二连—海拉尔盆地群中的胜利煤田和伊敏煤田。\n 本文目的便是以二连盆地群中锗矿床为主要研究目标，运用地质学、地球化学、煤岩学等理论，对内蒙古自治区胜利煤田的乌兰图嘎特大型煤共生锗矿的地质背景、富集规律、赋存状态，以及元素地球化学性质等方面进行研究。以便为找到特大型锗矿床成矿机理和模式提供-理论指导。\n 内蒙古胜利煤田盆地形成于中生代晚侏罗世-早白垩世燕山运动期，中生代火山、沉积地层普遍发育，煤-锗矿床位于此断陷盆地边缘，盆缘断裂活动性大，控制了盆地的沉积和聚煤作用，同时控制了煤—锗矿床的发育。\n 本次对胜利煤田共生锗矿20个钻孔以及露采坑中煤样进行了分析。其中锗含量在煤层平面走向上主要富集于胜利煤田西南隅，在垂向上锗含量变化并无明显规律可循，主要在煤层的顶部、中部、底部同时或单个出现高值，其中80%以上钻孔在中部出现高值。胜利煤田锗矿床锗在煤层中主要与有机质结合（螯合或络合）。锗含量与煤的灰分呈负相关关系，而与挥发分和总硫分正相关，与有机硫(So，d)正相关，此均说明了锗的在煤层中的亲有机性。\n 对于研究区锗含量与稀土元素地球化学参数的关系表现为：随锗含量的递增，轻稀土元素由富集逐渐减弱，重稀土元素逐渐出现较弱富集；锗含量与REE、LREE负相关，与LREE/REE、δEu正相关，与La/Yb、La/Sm比值、(La/Yb)n、(La/Sm)n、δCe均是负相关关系；而锗含量与灰分指数呈负相关关系，与碱性元素Na、K、Mg、A1、Ca等呈正相关关系。由此说明其成矿环境是弱碱性和还原性较强的环境。