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关键词： 铁陨石   矿物岩石学   微量元素   地球化学  

摘要： 陨石作为来自外太空的岩石具有较高的科学价值，它不仅记录了太阳系的演化历史，也是了解太阳系中行星、小行星等天体的形成机制以及核合成等化学演化信息的重要手段。陨石落入地球的几率并不是很高，而且会经历风化、蚀变等地质过程，并不容易被发现。因此陨石是稀少而且珍贵的。\n 对陨石分类的研究一直是陨石学中最基本的问题。若以铁镍金属和硅酸盐含量来分类，可以将陨石分为石陨石、石铁陨石和铁陨石。随着科学研究的深入，陨石的划分更加复杂。根据陨石中是否有球粒结构将陨石分为球粒陨石和非球粒陨石。球粒陨石又可以根据化学组成、氧同位素组成等，分为顽辉球粒陨石、普通球粒陨石、碳质球粒陨石、K球粒陨石和R球粒陨石。非球粒陨石则可分为分异的陨石和原始无球粒陨石，分异的陨石又包括了铁陨石、石铁陨石和无球粒陨石。在这些分类的基础上还有进行细分，而且用这种分类方法分类的陨石类别在不断细化、增多。\n 铁陨石主要由铁纹石、镍纹石组成，含少量的硫化物、磷化物和碳化物，少数铁陨石中还包含有硅酸盐包体。根据铁陨石中的铁纹石条带宽度，可分为:六面体、八面体、和富镍无结构铁陨石。根据化学组成成分又可分为ⅠAB、ⅠC、ⅡAB、ⅡC、ⅡD、ⅡE、ⅡF、ⅡG、ⅢAB、ⅢE、ⅢF、ⅣA、ⅣB和ungrouped。铁陨石的成因主要分为两类，第一类为岩浆分异成因，大多数化学群的铁陨石属于这一成因，而且这一成因的过程受到大多数人的认同。第二类为非岩浆分异成因，这一成因的形成过程受到广泛的争议，而ⅡE和ⅠAB铁陨石群被认为是由非岩浆分异形成的。\n 本文研究的主要对象是元阳铁陨石。主要工作是对元阳铁陨石的矿物和微量元素进行分析，并对元阳铁陨石进行分类。元阳铁陨石是2010年在云南省元阳县山区发现的，其内部的主要矿物为铁纹石和镍纹石，铁纹石的含量很高(约占80％)，镍纹石的含量较低。铁纹石中Ni含量为4.88-6.21wt％，镍纹石中Ni含量为26.13-50.27wt％。副矿物有陨磷铁镍石、闪锌矿和铬铁矿。陨磷铁镍石存在大、小两种颗粒，具有颗粒越大Ni含量越低的特点。元阳铁陨石中没有发现硅酸盐包体。由于经受了地表风化蚀变作用，样品边缘以及铁纹石裂隙间都发生了氧化。元阳铁陨石中铁纹石的条带宽度较粗，属于粗粒八面体结构。中子活化分析结果显示元阳铁陨石的Ni(7wt％)和Au(1.565ppm)的含量都相对较低，和ⅠAB-MG群的铁陨石在化学成分上具有相似性，属于ⅠAB-MG群。元阳铁陨石的Ir(1.00ppm)含量相对于其他ⅠAB-MG群铁陨石偏低,可能是由于其母体中富含Ir的矿相在冲击作用下没有完全熔融。

关键词： 元素化合物   知识教学   逻辑思维方法   元素周期律   教学效果   认知过程   电子排布   认知发展规律   学习方法   物质结构  

摘要： 一、问题的提出化学教学一般是从学生已有的知识和经验出发,引导学生观察具体物质和现象,先从感性认识到理性认识,再通过实践活动去运用化学知识,解决认知矛盾,发展认识能力。在这个认知过程中,需要逻辑思维方法的指导进而得出结论。分析和综合是思维的基本过程[1]。

关键词： 无机化学   元素化学   教学  

摘要： 无机化学系统讲授元素及其化合物的组成、结构、性质、用途及变化规律,是高等院校化学化工类专业学生的第一门基础课。元素部分是无机化学的重要组成部分,是无机化学的核心。无机化学元素部分内容零散,教师教学方法单一,学生学习不得要领,历来是无机化学课程教学中的难点。潜心研究教材,抓住重点和难点,运用适当的教学方法,讲够重点、讲透难点,是攻克无机化学元素部分教学难题的方法和途径。

关键词： 化学元素   书写   核素   论文   国家标准   元素符号  

摘要： 根据国家标准GB3100～3102．1993《量和单位》，本刊对论文中化学元素与核素符号的书写规定如下。（1）化学元素符号使用罗马（正）体，首字母大写，在符号后不加圆点。

关键词： 草原植物   化学元素   生态化学计量学   内稳性  

摘要： 人类活动极大地增加了生态系统中N的可利用性，然而其它元素的可利用性并没有随着N的增加而同步增长，这导致化学计量平衡被破坏并进一步造成生态系统生产力、养分循环及生物多样性的改变。环境中这种N含量的相对变化增加了其它元素成为生态系统限制因子的可能性。因此维持各种元素的浓度和化学计量平衡对生态系统功能非常重要。由于N沉降对生态系统的显著影响，各个生态系统的野外试验多关注于N添加的生态效应，而对P添加的影响（尤其是在草原生态系统中）研究比较少。而与C、N、P元素相比，有关其它元素的生态化学计量学研究更是鲜见报道。为研究草原植物中各物种的多元素化学计量学特征，本研究选择了内蒙古温带半干旱草原的三个代表性物种羊草（Leymus chinensis）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）和灰绿藜（Chenopodium glaucum）作为研究对象进行盆栽试验，分析了这些植物叶片中N、K、P、S、Fe、Zn、B、Mo、Cd、Pb等十种元素的化学计量学特征及物种间差异，并探讨了各元素的化学计量内稳性规律。此外，在内蒙古草原生态系统中进行了N、P添加试验，探讨了植物在群落和物种水平上对N添加、尤其是P添加和N+P同时添加的化学计量学响应，研究结果发现:\n 除了大量元素以外，微量元素和非必需元素也可能对草原植物的总生物量、根冠比和叶片的叶绿素含量产生影响。随着环境中元素（包括大量元素、微量元素和非必需元素）浓度的增加，羊草的各项指标大都呈抛物线变化趋势;而糙隐子草的生物量和根冠比多数是下降的;灰绿藜中各指标则只对大量元素和Cd有响应，对微量元素的添加没有显著响应:这种物种间差异反映了不同物种的养分需求量和养分吸收策略的不同。N沉降等全球变化因子导致了土壤中N:养的失衡，它们引起的土壤养分改变对植物生长甚至群落中物种组成的影响可能不止是N可利用性变化的结果，还包括微量元素变化对植被产生的效应。\n 内蒙古温带半干旱草原植物叶片的元素间浓度变异很大:三个物种叶片N的平均浓度(3.21×104mg kg-1)比Pb（0.42mg kg-1）高出五个数量级。N、K、P、S、Fe、Zn、B、Mo、Cd和Pb等元素在草原植物叶片中的浓度依次降低，这一趋势与地壳和土壤中的元素浓度规律基本一致。各元素浓度具有显著的物种间差异，羊草叶片的元素浓度一般较低，而灰绿藜的元素浓度较高。此外，单个元素的浓度在物种之间的分异规律容易因环境元素浓度变化而改变，但植物的多元素化学组成则在各物种之间有很大差别，因此植物的多元素组成比单一元素浓度的物种鉴别能力更强。而多元素化学组成的物种间差异也表明，这些物种在草原生态系统中占据着不同的生物地球化学生态位。这种生态位的变化可能是群落结构发生转变的一个潜在因子。\n 三种草原植物具有相同的多元素化学计量内稳性规律，即大量元素的化学计量内稳性高于微量元素高于非必需元素。回归分析也表明，叶片浓度越高的元素，植物对它们的生理需求浓度越高，它们的化学计量内稳性也越强。另外，草原植物化学计量内稳性的物种间差异主要体现在大量元素上:羊草的大量元素化学计量内稳性高于糙隐子草高于灰绿藜。因此物种在群落中的地位可能更多地受到大量元素（而不是痕量元素）的化学计量内稳性控制。本研究首次通过控制试验探讨了陆地植物中多种元素的化学计量内稳性规律，将生态化学计量学的研究内容从C、N、P拓展到了多种元素，具有较大的理论意义。\n 无论是群落水平还是物种水平，N或P单独添加时，植物的N、P和N∶P都没有显著性的改变。但当N和P同时添加时，在物种水平上，四种优势植物（除了2006年的糙隐子草和2007年的羊草）的N浓度和几乎所有物种的P浓度都显著增加，很多物种的叶片N∶P也显著降低;在群落水平上，地上生物量中的N库和P库（除了2006年的N库）都显著增大，N∶P显著减小。也就是说，在不添加N的条件下，P添加没有增加植物的P浓度，但是在有N添加时，添加P则显著增加了植物对P的吸收。因此，对于温带半干旱草原植物P肥的吸收来说，N沉降可能是个有利因素，因N沉降增加导致的P限制对植物生长的影响也可能没有预期的严重。

关键词： 奥氏体不锈钢   抗氧化性   抗腐蚀性能   力学性能   电化学性能  

摘要： 奥氏体不锈钢因具有全面的和良好的综合性能，在不锈钢中一直扮演着最重要的角色，其生产量和使用量约占钢总量及用量的70%，在各行各业中获得了广泛的应用。当今大部分所使用的奥氏体不锈钢的成分是在最经济的18-8型不锈钢的成分基础上演变而来，以满足不同应用的不同性能要求。例如，加Mo改善点蚀和耐缝隙腐蚀，降C或加Ti、Nb，减少晶间腐蚀倾向，加Ni和Cr改善高温抗氧化性和强度，加Ni改善抗应力腐蚀性能，加S、Se改善切削性和构件表面精度等。可见合金或杂质元素会对奥氏体钢的性能有很大影响，在其诸多众多性质中，耐蚀性和力学性能无疑是最重要的。\n 鉴于大量的实验研究结果，本文将通过密度泛函理论计算方法，从原子层次研究合金元素对奥氏体不锈钢表面电化学性能及杂质原子引起的晶界界面特性变化的影响及作用机理，以期为设计新的高强度耐腐蚀奥氏体钢提供理论指导。通过构建γ-Fe(111)表面模型来模拟奥氏体钢的表面，我们首先从间隙原子N，C对Cr在不锈钢中的占位及稳定性来研究N和C对γ-Fe(111)表面耐蚀性的影响规律。计算表明，N和C没有掺杂于γ-Fe(111)表面时，Cr会随着其浓度的增加而向该表面最表层扩散偏聚，而当N或C掺杂于表面时，将有助于Cr向表面的扩散偏聚；同时，N能降低Cr向表面扩散偏聚时的能垒，从而促进表面自钝化过程，而C则提高了该能垒，抑制了表面自钝化过程；Cr在向表面扩散偏聚过程中会向间隙原子N或C靠近，它们会相互影响而削弱各自单独存在时提高表面电化学稳定性的效果；N与Cr结合而导致表面贫Cr及降低表面电化学稳定性的程度比C轻，因而合理的加入N可作为提高奥氏体不锈钢综合性能的有效方法。接着从常见合金元素在表面的偏聚行为及对O和H2O在表面吸附的影响方面，我们研究在表面钝化膜被破坏的情形下，合金元素对抑制γ-Fe(111)表面的氧化性腐蚀及溶解性腐蚀的作用，以找到减缓表面腐蚀的可行方法。计算结果表明，所有的十种合金元素（Cr，Si，Cu，Al，Ni，Nb，Co，Mo，Mn，Ti）都有向表面偏聚的倾向，综合考虑这些合金元素对表面O和H2O的吸附及对整个吸附体系电化学稳定性的影响，我们发现它们（尤其是Cr，Si，Cu）均能抑制该表面的氧化性腐蚀；除了Ti和Nb之外，它们（尤其是Cr，Mo，Si）均能缓解表面的溶解性腐蚀。\n 此外，通过构建γ-FeΣ5[001](210)晶界模型，分析溶质和杂质原子（B，S）对晶界结合稳定性的影响，我们研究了它们在对奥氏体钢热塑性的影响及作用机理，从而通过合金化来改善杂质原子引起的对强韧性不利影响。研究发现，B和S均会在晶界处偏聚，并且B可以强化晶界结合而S会降低晶界结合强度。合金元素Cr，Mn，Ni，Mo，Co均抑制B在晶界处的偏聚并削弱B加强晶界结合的作用。单独的Mn或Ni的存在，尤其是Mn，会进一步恶化S减弱晶界结合强度的程度，而Mo则可以削弱S对晶界结合的不利影响，但当Mn或Ni与Cr一起作用时(即在Fe-Cr-Mn或Fe-Cr-Ni合金中)，则削弱了S降低晶界结合稳定性的程度。杂质或溶质原子对晶界结合稳定性的影响取决于晶界处原子之间的纵向引力与外来原子引起的晶格畸变的强弱对比。

关键词： 采煤层   微量元素   砷元素   氟元素   汞元素   含量分析   赋存特征   地球化学特征  

摘要： 为了研究攀枝花大宝顶煤矿主采煤层砷、氟、汞元素的含量分布和赋存状态，对15-3#和18#煤层进行刻槽取样，共选取了25个煤岩样，分别进行工业分析、全硫测试、砷氟汞元素含量测试和常量元素分析，再进行相关、聚类和因子分析。\n 采用ICP-MS检测煤样中砷的含量，采用ISE检测煤样中氟的含量，采用AMA254汞分析仪检测煤样中汞的含量，计算得出大宝顶煤中砷元素含量变化范围是0.16～9.38μg/g，平均含量是2.58μg/g，氟元素含量变化范围是17.79～354.20μg/g，平均含量是130.43μg/g，汞元素含量变化范围是0.01～0.79μg/g，平均含量是0.08μg/g。同时无论是15-3#、18#还是整个煤矿，煤中氟元素含量均远高于砷和汞元素，砷元素含量又略高于汞元素。与世界煤中砷、氟、汞元素含量比较后发现，大宝顶煤中砷、氟、汞元素的质量分数水平均为正常。对富集系数计算后发现，大宝顶煤中砷元素按照Filippidids分类标准属于正常富集，按照Gluskoter分类标准属于不富集，氟和汞元素按照两种分类标准均属于不富集。与长河碥矿、四川、重庆、贵州、云南、中国、美国、澳大利亚、苏联、希腊、世界煤中砷、氟、汞元素含量比较后发现:大宝顶煤中砷元素含量只高于澳大利亚煤，低于国内外其他地区煤;大宝顶煤中氟元素含量高于贵州、云南、美国、澳大利亚、苏联、希腊煤，而低于其他地区煤;大宝顶煤中汞元素含量均低于所选取的国内外煤。\n 15-3#煤中氟元素含量分布和18#煤中砷、氟、汞元素含量分布规律大致相同，都是在煤层顶底板和中部夹矸中较为富集，而在煤层中则含量较低甚至出现波谷值;15-3#煤中砷元素和汞元素的含量分布在煤层顶底板和夹矸中并无异常，而在靠近顶底板和夹矸的煤层中出现波峰值。\n 通过对工业分析、全硫测试、砷氟汞元素含量测试和常量元素分析的数据进行相关分析、聚类分析和因子分析，并结合相关文献可推测:大宝顶煤中砷元素主要赋存于粘土矿物、硅酸盐和硅铝酸盐等无机物中，但也不排除可能会存在以化学键结合的有机形态砷或吸附在有机质表面的砷;大宝顶煤中氟元素可能赋存于粘土矿物中;大宝顶煤中汞元素可能赋存于粘土矿物和有机物中。

关键词： 化学元素   书写   核素   论文   国家标准   元素符号  

摘要： 根据国家标准GB3100—3102—1993《量和单位》，本刊对论文中化学元素与核素符号的书写规定如下： 1．化学元素符号应当用罗马（正）体排印，首字母大写，在符号后不加圆点。

关键词： 中新世   地球化学   代用指标   古气候变化  

摘要： 随着科学技术的发展，全球气候变化研究越来越多的受到国际社会和科学界的关注，国际地圈—生物圈计划（IGBP）和世界气候研究计划(WCRP)的实施将全球气候变化研究推向科学研究领域的最前沿，一系列的全球性重大环境问题给人类社会的发展造成了重大影响。新生代是一个与人类社会发展密切相关的时期，已成为研究过去气候变化的重要阶段，研究其气候环境变化情况对预测未来的气候环境变化具有非常重要的指示意义。运用地球化学元素及特殊元素比值的变化特征来研究湖泊等沉积连续完整地质体的气候环境变化已成为古气候研究的有效手段，得到广泛的应用。位于山东临朐的山旺盆地地质年代处于中中新世，因其富含丰富的动植物化石而闻名于世，沉积物记录了沉积时期丰富的气候环境变化信息，山旺盆地具有沉积物连续完整、分辨率高、人类活动影响小等特点，是反演古气候变化的良好载体，国内外学者对山旺盆地的研究工作已有八十年的历史，积累了大量的资料和丰富的研究成果，尚缺乏地球化学方面的研究。\n 本文以山旺盆地硅藻土层为研究对象，通过多次野外取样、数据测量及室内数据处理工作，对地球化学元素Al、Ti、Zr、Rb、Nb、Ca、Sr及具有气候指示意义的元素比值Rb/Sr、Fe/Mn、Sr/Ba、Ca/K进行分析，在明确了各元素及元素比值环境指示意义的前提下，结合剖面岩性变化特征，综合对比各元素含量在剖面中的垂向变化规律及元素比值的垂向变化特征，分析其古气候变化过程，重建山旺盆地中新世古气候演化历史，地层由老到新共划分出五个气候变化阶段：\n 第Ⅰ阶段(20.56—19.06m)，为山旺盆地早期形成阶段，湖水较浅，湖泊面积小，盐度高，生产力较低，湖泊周围植被覆盖率低，沉积物主要来源于陆源碎屑组分，物理风化作用强，化学风化作用弱，降雨量少，温度低；第Ⅱ阶段(19.06—17.61m)，湖泊面积小，湖水较浅，蒸发量大于降水量，盐度较高，湖泊生产力高，湖泊周围植被覆盖率高，沉积物主要为内源物质，降水量少，温暖；第Ⅲ阶段(17.61—16.15m)：岩性主要为泥岩，湖泊面积小，湖水浅，盐度高，湖泊生产力低，沉积物主要为外源碎屑物质，物理搬运为主，化学风化作用弱，降水量少，寒冷；第Ⅳ阶段(16.15—6.11m):为剖面主体部分，以硅藻土泥页岩为主，化学风化作用强，沉积物主要为内源物质，湖泊扩大，湖水加深，温暖湿润的气候特征；第Ⅴ阶段(6.11—0.41m):气候逐渐转冷，降水量减少，湖泊逐渐萎缩，湖水变浅，盐度增大，生产力降低，沉积物来源由内源物质逐渐向外源物质转变。

关键词： Alkaline and carbonatite magmas   Fractional crystallization and metasomatism   Magmatic-hydrothermal evolution   Mantle pulses   Rare earth element and Nb deposits   Sm–Nd isotopes  

摘要： Magmatic volatiles are critically important in the petrogenesis of igneous rocks but their inherent transience hampers the identification of their role in magmatic and metasomatic processes. For example, while the role of magmatic volatiles in porphyry copper systems is relatively well understood, the behavior of volatiles and metasomatic fluids in mantle and crustal magmatic-hydrothermal systems remains a work in progress. Alkaline-carbonatite complexes usually originate from the mantle and typically host REE deposits which are thought to be almost always of a hydrothermal origin. The question thus arises as to the origin of the REE and fluids and if the alkaline and carbonatite magmas are accompanied by fluids from the mantle up and through the crust. This study presents the results of whole rock trace elements and Sm–Nd isotopes analyses of clinopyroxenites, melteigites, ijolites, melanosyenites, leucosyenites, granites, silicocarbonatites, magnesiocarbonatites, calciocarbonatites, ferrocarbonatites and polygenic breccias from the 1894 Ma Paleoproterozoic alkaline-carbonatite complex of Montviel, Abitibi, Canada. The metasomatic rocks range in REE concentrations from 100 ppm to 3.54 wt.% and show ε Nd values ranging from + 6.8 to − 7.2. Based on these results it is demonstrated that volatile-saturated magmas at Montviel were injected through 4 distinct mantle pulses which evolved by fractional crystallization, mixing of depleted mantle and crustal fluids and metasomatism. [ABSTRACT FROM AUTHOR]