教学课程资源库 更多>>

关键词： 学习进阶   单元教学   元素周期律   硫及其化合物  

摘要： 《普通高中化学课程标准(2017年版2022年修订)》明确指出引导学生学习化学基本原理和方法、形成化学学科核心观念、培养学生化学学科核心素养的重要性。新课标以学习进阶的方式描述了学生对各个核心素养的认知发展情况,明确指出要发挥核心概念对化学学习的指导性作用。元素周期律核心概念涵盖了原子结构、元素周期律以及元素化合物等内容,并贯穿于高中化学学习的各个阶段。本论文以学习进阶理论为基础,建构了元素周期律学习进阶模型并用于指导必修一“元素周期律”、必修二“硫及其化合物”、选择性必修二“元素周期律”的教学设计,旨在帮助解决教学中存在的重视分数、忽略素养、教学实践与评价衔接不紧密的问题,以促进学生认知发展,落实教学评一体化的要求,培养学生的化学学科核心素养。主要研究内容与结论如下: (1)通过查阅和研究学习进阶相关的文献,结合课标、教材、学生情况,通过拆分核心概念、确立进阶变量、划分进阶维度,构建了元素周期律的学习进阶框架。 (2)基于元素周期律学习进阶框架,构建了学习进阶教学设计模型,并将其应用于必修一“元素周期律”、必修二“硫及其化合物”、选择性必修二“元素周期律”的教学设计中。教学设计以元素周期律学习进阶为依据,关注了学生的认知水平,并根据学生的现有认知状态、中间认知状态和预期认知状态进行了教学设计和教学评价。 (3)选取“硫及其化合物”单元的学习进阶教学设计在东莞市某高中进行单元教学实践,结合教学评价的测试题收集了教学实践数据。通过对比实验班和对照班,基于学习进阶的单元教学能够有效地提高学生的应用元素周期律认识元素性质的能力,发展学生的认知水平,能够帮助学生解决对知识的组织程度低、对元素周期律相关内容的应用能力差的问题,在此基础上有效地提升学生的问题解决能力,促进学生化学学科核心素养的发展。

关键词： 支架式教学   元素化合物   高中化学  

摘要： 《普通高中化学课程标准》(2017年版2020年修订)确立了培养学生化学学科核心素养的教育理念,旨在全面提升学生的科学素养,倡导培育学生的科学精神和责任感。为实现这些目标,需要对现有的教学模式进行创新与改革。支架式教学,一种以学生为中心的教学模式,与课程标准理念相契合,强调在学生的最近发展区内设置支架,助力学生系统知识结构的构建,以促进学生自主学习能力的提升和科学思维的发展。本文基于建构主义学习理论、最近发展区理论和认知发展理论,探讨高中化学元素化合物支架式教学的应用和实际教学效果,主要工作如下: 1.通过教师访谈和学生问卷调查,对某高中元素化合物的教学现状进行调研,了解师生对元素化合物和支架式教学模式的认知情况。通过分析教师访谈的调查结果,发现教师普遍认为元素化合物是高中化学学习的基础,需要加强学习与练习,同时也意识到学生在学习元素化合物知识面对的困难与挑战。通过分析学生问卷,结果显示48.9%的学生认为元素化合物的学习比较困难,存在畏惧心理;53.8%的学生只偶尔会主动探讨不懂的元素化合物知识,学习主动性并不高。调查结果表明,在高中元素化合物教学中学生正面临着学习方法和课堂参与度方面的挑战,而教师也需要根据学生的需求和偏好去调整教学策略,提高课堂教学质量。 2.探讨了高中化学元素化合物支架式教学的基本环节与设计原则,以及如何将支架式教学的理念应用于高中元素化合物的教学中。教师要遵循以学生为中心原则、情境化原则、以问题为导向原则、有效性原则和及时评价原则,按照创设情境、搭建支架、独立探索、协作学习、效果评价五个环节开展教学活动。 3.根据高中化学元素化合物支架式教学的设计原则和思路,以鲁科版高中化学必修1第3章“物质的性质与转化”为主要内容,设计了“亚铁盐和铁盐”、“自然界中的硫”、“硝酸”三个教学案例,并选择实验班和对照班进行高中化学元素化合物支架式教学的教学实践。从学生成绩、课堂行为观察量表、教师评价、学生访谈四个方面对高中化学元素化合物支架式教学的实践效果进行评价,采用SPSS软件对学生测试成绩进行分析。在教学实践前,对实验班和对照班进行前测成绩分析,在独立样本t检验中,P=0.931>0.05,表明实验班和对照班的成绩无显著性差异,可进行教学实践研究。教学实践后,发现实验班与对照班的平均分差值较大,且实验班的成绩明显优于对照班,在独立样本t检验中,P=0.035<0.05,表明实验班和对照班的成绩存在显著性差异。结合课堂行为观察量表、教师评价和学生访谈,进一步表明在高中元素化合物的课堂上运用支架式教学模式可以有效激发学生的学习积极性,提升学生的学习兴趣和课堂参与度,帮助学生理解和记忆元素化合物知识,促使知识网络化、系统化。 综上所述,在高中元素化合物的课堂上运用支架式教学模式进行教学,能有效提升学生的学习主动性和学习效果,帮助构建元素化合物知识框架,提高学生的化学素养和综合能力。

关键词： 多孔Ti-Nb-Mo合金   相组成   组织演化   弹性模量   抗压强度  

摘要： Ti及Ti合金因具有高的比强度和抗疲劳强度,较低的弹性模量,优异的生物相容性及良好的耐腐蚀性等特点,被广泛应用于船舶领域、航空航天、生物医用、化学化工等领域。然而,Ti及Ti合金长期在人体环境内服役易出现与人体天然骨组织力学性能不匹配的情况,进而引发“应力屏蔽”效应,并且,目前大多研究均集中在Nb或Mo元素对致密钛合金微观组织及力学性能的影响,针对多孔Ti-Nb-Mo合金显微组织、力学性能以及耐蚀性能的研究较少。因此,本研究以粉末冶金技术路线制备出多孔Ti-Nb-Mo系列合金样品,研究了Nb或Mo元素以及Nb和Mo元素协同作用对于多孔Ti合金的微观组织演化规律;研究了Nb或Mo元素以及Nb和Mo元素协同作用对于多孔Ti合金的力学性能的影响,明确了孔隙结构、微观组织与多孔Ti合金的力学性能的内在联系;研究了Nb或Mo元素以及Nb和Mo元素协同作用对于多孔Ti合金的电化学性能的影响。 在显微组织方面,Nb和Mo元素的加入对于多孔Ti-Nb-Mo合金的孔隙大小和孔隙度有明显影响。随着Nb和Mo元素含量的增加,多孔Ti合金的孔隙率和孔隙大小呈现逐渐增大的趋势,且Nb和Mo元素的加入形成的小孔隙逐渐增加,相互结合形成三维的网状联通结构。由此可见,可以通过对于Nb和Mo元素的添加来调配出一个满足人体需求的孔隙大小和孔隙率,更加适合人体骨组织长入的孔隙结构。此外,Nb和Mo元素是β相的稳定元素,可以促进α相向β相转变,Mo元素对于合金微观组织的影响更为明显。随着Nb和Mo元素含量的增加,多孔Ti合金的显微组织逐渐由α相和β相的双相组织转变为单一β相。随着Nb和Mo元素含量的增加,弥散在晶粒内部的板条状α相逐渐变细变小,成为在晶界上的针状α相,最后逐渐消失,只留下极其细小微量的晶界α相。 在力学性能方面,Nb和Mo元素可以促进β相形成降低弹性模量。随着Mo元素含量增加至20at.%,合金极限抗压强度从360.27MPa下降到216.52MPa,下降了40.0%。弹性模量从8.056GPa下降到5.345GPa,下降了33.65%。随着Nb元素含量增加至20at.%,合金极限抗压强度从331.246MPa下降到185.499MPa,下降了44.0%。弹性模量从9.451GPa下降到5.160GPa,下降了45.4%。在模拟人体服役环境的循环压缩过程中,随着Nb和Mo元素的添加多孔Ti-Nb-Mo合金弹性模量逐渐降低,而适合兼容的弹性模量(接近人骨)是硬组织修复替代材料选择的必要条件。天然骨的抗压强度为100～230 MPa,弹性模量为(0.1GPa-30GPa)。因此,通过对Nb和Mo元素含量的优化调控,能够制备出接近天然骨力学性能的多孔Ti-Nb-Mo合金。 在电化学性能方面,对于双相组织的多孔Ti-Mo合金与多孔Ti-Nb合金而言,α相在晶粒内部的析出会导致其与β相组织形成腐蚀微电池,产生腐蚀电偶,进一步降低合金的耐腐蚀性能。随着Mo元素或Nb元素含量的增加合金形成近β相组织,但由于其孔隙度与孔隙大小的增加,使得更多的电解液可以进入三维联通的网状结构内部,导致合金整体腐蚀表面积增加,腐蚀也更易在多孔合金孔洞处发生,最终导致合金耐腐蚀性能下降。随着Mo元素含量的增加,合金的自腐蚀电位由-281.8mv上升到-225.8mv再降至-287.7mv,多孔Ti-Mo合金的耐腐蚀性能会先上升再下降。其中Ti-10Mo合金有更好的耐腐蚀性能。随着Nb元素含量的增加,合金的自腐蚀电位由-230.9mv上升到-181.1mv再降至-291.3mv,多孔Ti-Nb合金的耐腐蚀性能会先上升再下降。其中Ti-10Nb合金有更好的耐腐蚀性能。在多孔Ti-Nb-Mo系列合金中Ti-10Nb-10Mo合金有着更好的耐腐蚀性能。

关键词： 高中   元素化学   能力   测评  

摘要： 文章基于高中化学教学中元素教学的重要性，确定了元素化学学习能力结构，并以此能力结构设计测验卷及相关问卷进行实证研究，得到了不同层次学生学习元素化学时体现出的能力结构差异，然后分析原因并提出教学建议，从而提高学生的化学核心素养。

关键词： 遥感-地球化学   反演   卷积神经网络   随机森林   因子分析  

摘要： 在矿产勘查中,地球化学勘查占据着重要地位,是不可或缺的找矿方法,其运用地球化学方法分析化学元素含量,发现与矿产有关的地球化学异常,为矿产勘查工作提供指导方向。然而,实地勘查工作常常会受到一些客观条件的限制,可能会面临沙漠、高山等恶劣环境,不易对地球化学数据样本进行采集。随着遥感技术的不断发展,遥感技术在矿产勘探领域得到了广泛应用,其中,遥感影像技术与地球化学相结合,根据遥感光谱特征和化学元素含量之间的相关性,可以间接获得地球化学数据。所以本文拟建立一种基于Landsat遥感影像的地球化学元素反演模型,来获取地球化学数据。 考虑到地球化学元素具有共生组合特征,通过因子分析方法分析地球化学元素之间的相关关系以及共生组合规律,提取出反映原始地球化学元素变量的公共信息和特性的因子,建立地球化学元素组合。对遥感影像的波段进行比值处理,以增强矿物的蚀变信息。根据地球化学数据所涵盖的范围以及遥感影像的分辨率,建立了一种局部对应模式,并基于遥感数据和地球化学数据的匹配构建出了作为反演模型数据集的遥感数据块,此模式兼顾了两种数据的特性和组织结构,是一种比传统点对点匹配更加细致、科学而合理的对应模式。鉴于卷积神经网络(Convolutional Neural Networks,CNN)在提取遥感图像的光谱特征方面具有显著优势,以及地球化学异常呈现出非线性分布的特征。本文将卷积神经网络和随机森林(Random Forest,RF)模型相结合,运用卷积神经网络(CNN)从遥感影像中提取光谱空间特征,然后将这些特征输入到随机森林(RF)模型进行训练。这样可以充分利用CNN自动提取特征的优势,同时结合RF回归模型的非线性、高准确性、鲁棒性强的特点,获得更加有效和可靠的预测结果。 本文选择甘肃省寨上-马坞整装勘查区为研究区,并使用该研究区1:50000水系沉积物的地球化学数据以及Landsat7 ETM+多光谱遥感影像作为研究数据,构建反演模型。根据遥感影像数据,运用建立的反演模型预测该地区的Au元素和Au相关元素组合含量。最后,对本文建立的模型进行评价。在实验验证方面,运用CNN-RF模型建立遥感-地球化学元素反演模型,并与线性回归模型、k-近邻回归模型、弹性网络回归模型、随机森林模型的预测结果进行对比,CNN-RF模型的平均绝对预测误差较小,然后分析预测值与真实值的对比图、模型预测的误差图,CNN-RF模型效果较好,所以,CNN-RF模型预测精度较高。在实际应用方面,根据原始数据和反演数据分别对异常区进行圈定,我们发现,反演数据圈定的地化元素异常区与原始数据圈定的地化元素异常区分布基本一致,反演数据圈定的地化元素异常区基本能涵盖原始数据圈定的地化元素异常区。反演数据圈定的地化元素异常区与矿点的对应度更好,并能增强与矿点密切相关的区域的异常强度。证明了本文建立的CNN-RF模型可以建立遥感数据与地球化学数据之间的关系,有效地补充原始地球化学数据,能够为矿产勘查、资源评估等领域提供更加准确和可靠的数据支持。

关键词： 鲁科版高中化学教材   新旧教材比较   无机元素化合物  

摘要： 为适应社会需要、完善课程体系、紧跟学科发展,我国的基础教育课程改革工作一直在不断的进行中。2016年,中国学生发展核心素养研究成果发布,2018年1月,以学科素养为导向的《普通高中化学课程标准(2017年版)》颁布,使我国基础教育课程改革进入了新阶段。课程标准的更新,必将带来教材的改变,进而影响到一线高中教师的教学实践。相较于旧教材,依据新课标编写、于2019出版的普通高中化学教材在形式和内容上都有不小的变化,其中的无机元素化合物相关内容属于高中化学必修课程,在整个高中化学的学习中占有重要地位。在教学过程中,分析比较新旧教材的差异、不断总结新教材的特点、发挥新教材的优势,提高无机元素化合物的教学效果,是一线化学教师需要持续不断面临的工作。 本研究以建构主义学习理论、多元智能理论为基础,查阅了高中化学教材比较、化学教材研究等方面的文献,综合使用文献研究法、比较研究法、文本研究法、问卷调查法等,从结构和内容两方面,对鲁科版高中化学新旧教材中无机元素化合物部分进行了比较研究。结构比较包括课程标准的比较、章节编排的比较、呈现方式的比较,内容比较包括知识点、组织编排、实验、素材等方面的比较,进而分析总结了新教材的变化和优势。通过问卷调查了解了一线化学教师对新旧教材的认知情况,从实践层面比较了新旧教材。通过这些比较研究,得到如下结论:(1)2017版课标整合了三维目标,基于学科本质凝练出了化学学科核心素养,并制定评价标准,教学目标及教学内容的设定更符合当今时代的发展需要。(2)在章节编排上,新旧教材都采用“章—节”的编排方式,整体框架相似,但新教材的调整更有利于学生核心素养能力的提升。(3)在呈现方式上,新旧教材都设置了丰富的栏目、图表和习题,但新教材优化了图表和习题,且栏目设置更合理。(4)在知识内容方面,新教材降低了对Al、Si等元素的要求,但在其他元素化合物方面,新教材知识体系更完善,对学生的素养要求更高。(5)在知识点的组织编排上,新旧教材呈现思路大致相同,但新教材更符合学生认知发展规律。(6)在实验设置方面,新旧教材都有较为丰富的实验,但新教材更强调学生的自主性、更能发挥实验活动的价值。(7)在素材选择方面,新教材素材与时俱进,更贴近生活生产实际,更能激发学生的兴趣。 通过对新旧教材无机元素化合物内容的文本比较研究,基于对高中化学教师新旧教材认识情况的问卷调查,在使用新教材进行教学时,需要把控的关键是:(1)明确无机元素化合物内容的两大基本任务:探寻“物质及其转化”的基本规律,建构“物质及其转化”的科学理论。(2)认识到无机元素化合物内容的螺旋上升。(3)以核心素养为导向,实现从知识教学到素养教学的转变。由此,建议在教学实施过程中,应该注重:(1)深入分析课程标准,正确把握知识的深广度。(2)善于利用教材的栏目、图表和习题,精心设计教学活动。(3)充分发挥化学实验和探究活动的作用。(4)精心创设情境。

关键词： 乏燃料干法后处理   低温熔盐   电化学行为   种态信息   分离回收  

摘要： 核能作为一种新型清洁能源正在迅猛发展中。为了核能的可持续发展,乏燃料需要安全处置。熔盐电解精炼技术因其耐辐照、放射性废水排放少等优势是乏燃料干法后处理的理想技术之一。在电解分离提取U的过程中由于裂变产物镧系元素（Ln）会在熔盐中不断积累改变熔盐的性质并影响铀的回收,因此Ln需要从熔盐中分离。由于变价镧系元素Ln（III）在电还原的过程中会生成中间价态的Ln（Ⅱ）难以被还原为金属,无法分离回收,并且存在电解电流空耗等问题。目前熔盐电解所使用的熔盐介质熔点较高（如Li Cl-KCl熔点352°C）消耗能源较多,并且对设备材料的耐高温、耐腐蚀性能要求较高。因此,为了降低熔盐电解精炼的操作温度,实现熔盐中变价镧系元素的分离并回收,本工作选择AlCl3-Na Cl熔盐为介质,在175°C温度下研究了变价Ln（Ⅱ）(Ln=Sm、Eu和Yb)在熔盐中的种态及其电化学提取与分离。具体研究内容如下: 采用光谱结合电化学的方法研究不同路易斯酸碱性AlCl3-Na Cl熔盐中铝酸根阴离子的组成及电化学行为。通过熔盐原位光谱研究了Sm金属在AlCl3-Na Cl熔盐中与AlCl3反应生成Sm Cl2和Al金属的机理,并通过电化学方法制备了Sm Cl2,确定了Sm（Ⅱ）在不同路易斯酸碱性AlCl3-Na Cl熔盐中的络合情况与电化学行为。在路易斯酸性熔盐中Sm（Ⅱ）的络合阴离子主要是Al2Cl7-,Sm（Ⅱ）/Sm（III）电极反应可逆;在路易斯中性盐中,Sm（Ⅱ）主要与AlCl4-络合,电极反应是可逆的;在路易斯碱性熔盐中,Sm（Ⅱ）的络合阴离子包含有自由Cl-,Sm（III）在熔盐中的溶解度低,Sm（Ⅱ）发生电氧化后无法被全部还原,Sm（Ⅱ）/Sm（III）的电化学反应不再可逆。测定了Sm（Ⅱ）在不同酸碱性熔盐中的扩散系数,发现Sm（Ⅱ）的扩散系数随熔盐的酸性、中性和碱性变化而减小,扩散活化能增大。 通过熔盐原位光谱研究了Eu金属在AlCl3-Na Cl熔盐中与AlCl3的反应,发现除了生成Eu Cl2和Al金属之外还会释放氯气,在熔盐中对Eu金属进行电氧化可以获得Eu Cl2。采用原位紫外吸收光谱研究了Eu（Ⅱ）在熔盐中的络合结构,发现在路易斯酸性熔盐中,Eu（Ⅱ）第二配位层中的Al（III）含量较高,第一配位层的Eu-Cl键强度较弱;在路易斯中性熔盐中,Eu-Cl键强度随Al（III）含量减少而增强;在路易斯碱性盐中,Al（III）含量最低,Eu（Ⅱ）键合强度最强。测定了Eu（Ⅱ）在不同酸碱性熔盐中的扩散系数,发现Eu（Ⅱ）的扩散系数随熔盐的酸性、中性和碱性的改变而逐渐减小,扩散活化能增大。同时路易斯酸性和中性AlCl3-Na Cl熔盐中Eu（Ⅱ）的循环伏安表明Eu（Ⅱ）/Eu（III）电极反应是可溶-可溶可逆的。在路易斯碱性AlCl3-Na Cl熔盐中,由于Eu（Ⅱ）电氧化生成的Eu（III）溶解度低,Eu（Ⅱ）/Eu（III）反应的电极反应是不可逆的。 通过熔盐原位光谱确定了Yb金属在AlCl3-Na Cl熔盐中反应生成Yb Cl2和Al金属的反应机理,并电氧化制备了Yb Cl2。通过光谱结合电化学的方法观察了不同路易斯酸性的AlCl3-Na Cl熔盐中,络合结构对Yb（Ⅱ）电化学性质的影响。在酸性较强的熔盐中,循环伏安测试确定Yb（Ⅱ）/Yb（III）是可溶-可溶可逆的电化学反应;而在酸性较弱的熔盐中,Yb（Ⅱ）/Yb（III）电化学反应是不可逆的,发现Yb（Ⅱ）的电氧化过程中会生成固体Yb Cl3层导致惰性钨电极钝化的现象。从中性熔盐到酸性较弱的熔盐,Yb（Ⅱ）的络合阴离子由AlCl4-转变为Al2Cl7-,Yb（Ⅱ）扩散能力随之增强;然而在酸性较强熔盐中,由于熔盐粘度增加,Yb（Ⅱ）的扩散能力则会降低。 在175°C的AlCl3-Na Cl低温熔盐中,选用钼网工作电极,采用恒电位的方法实现了熔盐中混合存在的Ln（Ⅱ）(Ln=Sm、Yb和Eu)的选择性高效分离。通过电化学结合光谱的方法监测了熔盐中混合Ln（Ⅱ）的电化学分离进程。熔盐中混合的Ln（Ⅱ）在特定的氧化电位下被逐次转化为对应的Ln Cl3沉淀产物实现分离并回收。实验结果表明,通过间歇式恒电位电解可以促进混合Ln（Ⅱ）的电氧化分离进程。在路易斯碱性AlCl3-Na Cl熔盐中,Ln（Ⅱ）的去除率最高可以达到99%以上。Ln（Ⅱ）电氧化为Ln Cl3沉淀产物进行分离过程的电流效率最高可以达到90%以上,Sm（Ⅱ）与Eu（Ⅱ）、Sm（Ⅱ）与Yb（Ⅱ）以及Yb（Ⅱ）与Eu（Ⅱ）的分离因子均超过10～3。

关键词： 南秦岭地块   早古生代   基性岩墙   元素地球化学   Sr-Nd-Hf同位素   岩石成因   成矿启示   地球动力学背景  

摘要： 研究区紫阳位于南秦岭地块中部,地处由商丹缝合带、勉略缝合带和华北地块南缘、南秦岭地块及扬子地块北缘所组成的复合构造区,经历了太古代陆壳生长、古元古宙裂解、晚古生代地壳收缩和中生代碰撞造山等一系列构造过程的地壳演化;除发育前寒武纪基底变质岩系（表壳岩/地层和古深成岩）外,还广泛发育古生代地层、中生代地层和侵入岩;其中以发育古生代基性岩墙（脉）为特色,备受国内外学者的关注和研究。目前,前人研究揭示了南秦岭早古生代时期基性岩墙主要集中侵位于志留纪（410～440 Ma）,并指出自寒武纪开始到志留纪南秦岭处于地壳伸展背景下,但是前人对于该时段基性岩墙的成因、地球动力学背景存在争议并缺乏对成矿潜力的研究。鉴于此,本论文选择紫阳大坝村地区出露的基性岩墙群作为主要研究对象,在野外地质调查和岩石学岩相学、LA-ICPMS锆石U-Pb同位素测年的基础上,选择性地开展了全岩主微量元素、Sr-Nd同位素测试和锆石矿物原位Hf同位素、造岩矿物原位主量微量元素分析;从元素-多元同位素地球化学角度探讨了岩石成因和地球动力学背景,并对钒钛磁铁矿成矿的可能性进行了分析。 取得的成果与进展如下: （1）该区发育的基性岩墙/脉呈NWW向产出,岩性以辉绿岩、辉绿玢岩为主,主要矿物为斜长石（An50～70）(45%～55%)、普通辉石（35%～45%）和普通角闪石（5%）,钛铁矿（10%）以及副矿物磷灰石、榍石等（<1%）。 （2）锆石U-Pb同位素定年结果揭示,其成岩时代变化范围为475.8±3.5 Ma～487.2±3.8 Ma,为早奥陶世岩浆活动的产物,综合本文研究与前人研究将研究区基性岩墙的成岩时代约束为早奥陶世—晚志留世较为合理,作为典型加里东中晚期构造岩浆活动的响应。 （3）元素地球化学特征揭示,其Si O2含量为41.72～45.27 wt.%,Al2O3含量为12.26～18.52 wt.%,Ti O2含量为3.02～5.52 wt.%,Fe2O3含量为12.13～15.56 wt.%,Mg O含量（3.27～5.98 wt.%<7.0 wt.%）和Mg#值（36～48,平均值42）指示岩浆不具备原生岩浆的特征,整体为钠质碱性系列。哈克图解指示单斜辉石在分离结晶的过程中作为主要的分离结晶相,Ca O随Si O2增大而表现出上升趋势,但由于Eu几乎不存在负异常（δEu均>1.0）,说明尽管存在斜长石的分离结晶,但分离结晶作用不强烈。富集Rb、Ba、Sr、Ti、Nb、Ta等元素,亏损Zr、Hf、Th、U元素,Ti/Y均值为1297.9,与峨眉山地幔柱成因的高钛玄武岩地球化学特征相似;原始地幔标准化微量元素蛛网图与球粒陨石标准化稀土元素配分图中,研究区基性岩墙样品呈右倾谱型与OIB近乎一致指示其来自与OIB相同的源区,均落入峨眉山地幔柱源高Ti玄武岩区域,指示形成研究区基性岩墙的岩浆活动与地幔柱有关。 （4）Sr-Nd同位素组成揭示,(87Sr/86Sr)i变化范围为0.7044～0.7050,εNd（t）值为3.1～3.6,与洋岛玄武岩（OIB）的Sr-Nd同位素组成以及地幔源区特征相似,指示研究区基性岩墙可能来自与OIB相同地幔源区物质部分熔融岩浆的产物,与南秦岭其它早古生代基性岩墙类似;锆石εHf（t）变化范围为4.44～12.16,176Hf/177Hf变化范围为0.282634～0.282846。本文中基性岩墙样品指示源区的同位素是亏损的,而微量元素实际上是富集的,这说明交代作用发生的时间不久,同位素还没有足够的时间演化去显示出富集的特征。 （5）研究区基性岩墙并未受到地壳混染的影响,熔融程度约为10%～20%左右的岩浆在上侵岩浆房的过程中经历单斜辉石为主的分离结晶,在Ta/Hf-Th/Hf和Nb/Zr-Th/Zr判别图解中,样品点全部落于地幔热柱玄武岩区域,进一步说明基性岩墙成岩过程受地幔亚热柱尾柱或热点系统控制,其平行于区域主要断裂的NWW向成岩,与区域早古生代时期的地幔柱活动相一致。 （6）前人已在周边查明一系列与辉绿岩存在密切的成因联系的志留纪钛磁铁矿床（点）,而这类矿化与辉绿岩存在密切成因联系,且研究区基性岩墙成岩时代、主微量成矿元素地球化学特征、较低的部分熔融程度、温压条件、地壳混染程度都与南秦岭钒钛磁铁矿成矿岩体相似且存在相同的矿化蚀变,仅就位深度不同。另外研究区基性岩墙样品中具有10%左右的钛铁矿,成矿元素分析结果揭示起具有较高的V、较低的Cr、Ni等亲铁元素以及相对较高的钛铁矿伴生元素Ga、Sc,结合辉绿岩与钒钛磁铁矿成矿体系的成矿特点,推测研究区基性岩墙成岩系统的深部中深成岩体应具有寻找钒钛磁铁矿矿床的潜力。

关键词： 黄河三角洲   粒度特征   端元分析   地球化学元素   沉积环境  

摘要： 1885年黄河由肖神庙入渤海形成现代黄河三角洲,是中国大河三角洲中海陆变迁最活跃的地区,黄河三角洲沉积物记录了长时间尺度黄河流域环境变化,还敏感响应于流域河流改道与沉积环境演变。本文以现代黄河三角洲清8汊南部附近（YDC、YDG钻孔）与邻近海域表层沉积物（S、H）为研究对象,系统研究了沉积物粒度组分、地球化学元素以及粒度端元特征。基于历史资料以及前人研究结果,系统探讨了黄河入海口及其邻近海域沉积动力特征和沉积环境演变,揭示了黄河口沉积物粒度对河道变迁及人类活动的响应。研究结果对黄河三角洲河口治理和沿岸工程建设具有重要现实意义,并可为黄河流域生态保护与高质量发展提供科学依据。 （1）黄河三角洲入海口钻孔处沉积物主要为粉砂和黏土质粉砂,YDC、YDG钻孔沉积物均以粉砂为主。S、H海洋表层沉积物样品显示,H样品沉积物以粉砂、砂为主,粒度较粗;S样品沉积物样品以黏土、粉砂为主,粒度偏细,沉积物表现为由河口向海细化趋势。YDC与YDG钻孔地球化学元素随深度变化显示,Si O2,Ba元素属于降低趋势、Ga,Cu,K2O属于稳定趋势,Zn,Rb,Fe2O3,Ca O,Mn,Cl属于增加趋势。 （2）YDC与YDG钻孔粒度端元模型（End-member analysis model）与传统粒度参数相关性分析表明:EM1（End member 1）(0.05μm,0.04μm)和EM2（9.9μm,8.68μm）物质来源及影响因素存在一致性,EM3（40.14μm,31.1μm）和EM4（66.89μm,45.61μm）存在一致性。粒度端元EM1和EM2为黄河长距离搬运弱水动力条件下沉积,EM3和EM4为较强水动力波浪和潮流作用下近源沉积物。根据粒度和岩性显著变化的界面,可以作为1976年以来黄河河口附近钻孔沉积物的年代参考点,主要包括1976、1986、1996左右3个年代参考点。由此判定Unit 1（90-102 cm）阶段年代为1976年以前,Unit 2（60-90 cm）阶段年代范围为1976-1986年,Unit 3（28-60 cm）阶段年代范围为1986-1996年,Unit 4（0-28 cm）阶段年代范围为1996-2018年。YDC钻孔粒度参数较好地记录了黄河改道和人类活动等信息。1976-1996年,YDC钻孔为三角洲前缘河口沙坝沉积环境。沉积物中黏土和细粉砂含量较高、EM1和EM2组分较高,反映了黄河泥沙输入丰富。1986年之后,黏土含量降低,粉砂含量升高,EM1组分降低,而EM2组分升高,推测与龙羊峡水库建成后水库调节作用有关。1996年之后,沉积物中黏土和细粉砂含量进一步减少,粗粉砂和砂的含量增加,代表粗颗粒组分的EM3和EM4迅速升高,代表细颗粒组分的EM1和EM2组分迅速减少,表明:1996年黄河改道至清8汊,沉积物来源由黄河泥沙变为近岸沉积体的侵蚀再悬浮,沉积环境由淤积状态变为侵蚀状态。 （3）YDC与YDG钻孔沉积物化学元素R型因子分析结果表明,沉积物化学元素受物源、粒度、海洋等因素控制,物源控制元素包括Ca O和Mn,粒度控制元素以Si O2、K2O、Fe2O3、Cu、Zn、Ba为代表,包含了Ga和Rb元素,海水控制元素有Cl元素。根据YDC与YDG两钻孔的粒度与岩性变化,推测YDC与YDG钻孔分别属于平原沉积相与三角洲前缘相,将28cm作为1996年参考点,1996年黄河改道至清8汊之前,YDC与YDG钻孔为三角洲前缘河口沙坝沉积环境,沉积物中黏土和细粉砂含量较高、EM1和EM2组分较高,反映了黄河泥沙输入丰富,作为黄河物源控制因素的Ca O含量也明显较高,粒度控制率代表元素Si O2随粒度变细而减少,受地下返盐影响,YDC钻孔的Cl元素含量明显高于YDG钻孔。1996年黄河改道至清8汊,YDC钻孔,黏土含量减少,粉砂和砂的含量增加,代表粗颗粒组分的EM3和EM4迅速升高,代表细颗粒组分的EM1和EM2组分迅速减少,但YDG钻孔黏土含量迅速升高,粉砂和砂的含量减少,代表细粒组分的EM1、EM2迅速增加,K2O、Fe2O3、Cu、Zn元素含量随之减少,而Si O2与Ba含量随之增加。因受到潮流、波浪动力影响的近岸细沙悬浮扩散作用,位于三角洲前缘相的YDG钻孔黏土含量迅速增加,Ca O和Mn元素含量迅速增加,Si O2含量迅速减少,受海水浸渍、地下返盐作用影响,地表Cl元素含量远高于其他部位 （4）S、H表层沉积物粒度端元与传统粒度参数相关性分析表明,EM1（0.03μm）和EM2（25.68μm）由粒径较细的黏土和细粉砂组成,为黄河长距离搬运弱水动力条件下沉积,EM3（92.36μm）为粗粉砂组分,为较强动力条件下波浪和潮流作用沉积。H与S样品沉积物粒度参数反映的沉积物运输特征信息显示:在黄河河口