吉林庥安铅锌矿地球化学与分散元素

吉林集安铅锌矿床是我国最早报道的少数几个典型低温铅锌矿床之一。矿化具有多期次特点，富矿体都是多期次矿化叠加的产物。根据矿化先后和矿物生成顺序将矿化分为五个阶段；①石英－黄铁矿矿化阶段；②重晶石－闪锌矿矿化阶段；③石英－方铅矿矿化阶段；④石英－黄铁矿矿化阶段；⑤碳酸盐－氧化矿物矿化阶段。用均一法和爆裂法测得石英、重晶石、闪锌矿包裹体成矿温度变化在110℃-197℃之间，矿床中除含铅锌矿外，还有微量的Pt和Pd，并普遍含分散元素Cd,Gs,Tl,In,Se,Ge,Te，其中以Cd含量最高，闪锌矿中Cd含量最高可达7155×10^-6。分散元素主要呈象形式赋存在各种矿物之中，未发现独立矿物。通过矿床地质和硫铅同位素研究表明该铅锌矿床属低温沉积－改造型层控矿床。

中国煤中22种环境敏感微量元素的地球化学研究

本论文按照统一的采样和统一的分析测试方法对全国煤中22种环境敏感微量元素及全硫含量进行了系统的研究。通过统计学的方法不仅给出了中国煤炭部分环境敏感微量元素的分布范围、算术均值、标准差、几何均值、几何偏差，中位数，而且首次给出了95％置信度下算术均值、几何均值以及元素含量分布的置信区间等，并与前人大量样品的统计结果进行比较。还通过统计分析了部分环境敏感微量元素在我国煤中的主要赋存状态，以及选煤对这部分微量元素的脱除机理和脱除效果等，得到以下几点认识： 1. 通过与前人大量样品统计所得到的结果进行比较，进一步证明了论文中使用的这批样品是中国煤炭平均化学成分的良好代表。本次所分析的23种元素中，As、Be、Co、Cr、Cu、Hg、Pb、Se、Th、Tl、U、F、S等13元素与前人数10年研究的统计结果在分布范围、均值含量等上非常一致，但本次的结果更为可信，更接近中国煤炭平均化学成分的真实状况。此外，本次对这B、Sn这2种元素的分析数据也是目前反映我国煤中分布最具有代表性的数据。 2. 根据样品的无偏性，对平均值的置信区间进行计算。首次给出了全国煤中各元素在95％置信度下的算术均值的置信区间、几何均值的置信区间以及元素含量分布的置信区间等。可以为后人研究各元素在绝大多数煤中的含量及均值情况时作为参考。同时统计分析表明，按照95％置信度计算，16元素的真实平均值在我们所得到的平均值±11％范围之内，最大偏差为硒，在±20％之间。 3. 平均值作为最常用的统计量之一，中国煤中不同元素的不同均值之间有一定的差异，反映了元素在煤中不同的分布状态。论文中通过对23种元素在全国煤中的5种不同的均值比较，一般元素的产量加权均值与总体样品均值之间都比较接近；绝大多数元素的储量加权均值比较低，这与西北、华北地区未开采利用的煤炭资源量大，煤质好有关。 4. 通过与Swaine（1990）给出世界煤中元素的分布范围进行比较，22种环境敏感微量元素在我国煤中的分布处于世界煤的有限范围之内。其中，Cr、Cu、Mn、Mo、Se、Sn、Th、Tl、U、V、F等微量元素在我国煤中的分布与世界煤比较接近，而As、B、Ba、Be、Cd、Co、Cl、Hg、Ni、Pb、Sb等微量元素在我国煤中较世界煤低很多。 5. 与世界主要煤炭资源大国和Swaine（1990）给出的世界煤元素均值含量的比较显示，大部分环境敏感微量元素在我国煤中的均值含量与世界主要煤炭资源大国煤中的均值含量也比较接近。其中，我国煤中B、Co、Cu、Hg、Pb、U等6种元素含量均值与美国煤比较接近，As、Cd、Sb、Tl等4种元素含量均值与澳大利亚煤比较接近，Ba、Cr、Mo、Ni、V等4种元素含量均值与前苏联煤比较接近，Be、Mn、Se、Th、F等5种元素含量均值与世界煤比较接近。 6. 随着煤炭变质程度的增高，各元素均值含量没有表现出明显规律性的增高或降低。但22种环境敏感微量元素在褐煤、弱粘煤、不粘煤、气煤等较低变质程度煤中的含量整体水平不高，绝大多数微量元素主要在中高变质程度煤中较为更为富集。不同成煤时期以及不同聚煤区煤中各种环境敏感微量元素不同的富集程度，从总体上反应了绝大部分环境敏感微量元素在华南煤中更为富集，而占全国储量3/4的华北和西北煤中的总体水平相对较低。 7. 通过对环境敏感微量元素与灰分及主要灰成分之间的关系进行分析，初步了解了它们在煤中的主要赋存状态。煤中绝大部分环境敏感微量元素还是具有非常明显的无机亲和性，在煤中主要以矿物无机形态存在。主要与粘土矿物、黄铁矿及硫化物相结合，而与碳酸盐矿物关系不大。 8. 脱除率的分析显示，15种元素的脱除率与灰分的脱除率之间具有显著的正相关性，说明煤中绝大部分环境敏感微量元素主要以无机形态存在，因此提高原煤入洗率，降低原煤灰分的同时也可以在很大程度上降低环境敏感微量元素的燃煤排放。 9. 部分环境敏感元素的脱除率受到其在煤中的赋存状态、矿物形态、煤级以及选煤厂洗选工艺等诸多因素的影响，在不同样品中脱除率的差异较大。某些样品中微量元素的脱除率较高，最高脱除率可达到70％以上。从平均脱除率来看，灰分、硫分及绝大多数环境敏感微量元素处于30％－70％之间，只有少数几个元素不到20％。

黔西南滥木厂铊矿化区河流沉积物重金属环境地球化学及环境效应研究

矿山环境重金属污染及其生态效应研究是环境地球化学研究的热点问题之一，其中水环境生态系统中的沉积物重金属污染由于可能影响流域水环境安全而备受关注。贵州矿产资源丰富，其开采利用过程中的重金属元素污染十分严重，尤其是Tl、As和Hg的污染备受关注。本研究选择黔西南滥木厂铊矿化区为研究对象，通过分析该地区河流沉积物中铊、砷、汞等重金属元素的环境地球化学分布特征，对重金属污染状况进行评价，并探讨其对环境的生态危害，得到以下几点认识： 1. 滥木厂铊矿化区河流沉积物中重金属Tl、Hg、As和Cd的含量相对很高。其中，Tl、Hg和As在矿山影响区河流沉积物中平均含量分别为23.3 mg/kg、46.8 mg/kg 和97.3 mg/kg，比页岩平均含量高几十倍至上百倍，而矿山未影响区及对照区河流沉积物中含量都相对较低。Cd在矿渣以及清水河矿山影响区、矿山未影响区和对照区河流沉积物中的平均含量都相对较高，分别为0.97 mg/kg、1.31 mg/kg、1.17 mg/kg和1.21 mg/kg，约为页岩平均含量的2～5倍，且变化不明显。重金属环境地球化学分析表明，Tl、Hg和As为同源污染物质，主要来自矿山硫化物的风化淋漓；Cd的高含量与矿山联系不明显，可能是由于地域上的Cd异常所致。Cu、Cr、Zn和Pb的含量都相对较低，只略高于页岩平均含量。 2. 地质累积指数（Igeo）和潜在生态危害系数（RI）分析评价结果显示，滥木厂清水河沉积物主要受到Hg、Tl、As以及Cd的污染。受矿山影响的河流沉积物中Hg和Tl的污染很严重，具有很强的潜在生态危害；As和Cd次之；Zn、Cu、Cr和Pb的污染不明显，潜在生态危害很小。 3. 沉积物中重金属各形态分级提取分析（BCR）表明，受矿山影响的滥木厂清水河沉积物及剖面沉积物中：不但总Tl含量很高，有效态Tl含量也高，平均分别为6.0 mg/kg 和5.9 mg/kg，对环境的生态危害很大；Hg虽然总含量非常高，但其酸可提取态含量都低于仪器的检测下限，可还原态含量也不高，平均分别只为0.46 mg/kg 和1.53 mg/kg，主要集中在不易释放的可氧化态和非常稳定的残余态，对环境的生态危害一般；As的总含量较高，但有效态平均含量只为6.51 mg/kg和1.58 mg/kg，对环境的生态危害较小；Cd的总含量也相对较高，有效态平均含量也分别达0.55 mg/kg和0.52 mg/kg，对环境的危害可能较大；Cr、Cu、Zn及Pb的总含量和有效态含量都较低，对环境的生态危害较小。 4. 滥木厂铊矿化区河流沉积物中Tl、Hg和Cd的重金属污染的生态危害性主要表现为Tl、Hg和Cd对食物链的直接或间接污染。Tl和Cd易在农作物中富集，Hg甲基化后也可以在农作物中富集，其人体健康危害性较大。

内蒙古乌兰图嘎超大型锗矿床含锗煤的地球化学

乌兰图嘎锗矿是我国近年来发现的产在煤层中的超大型锗矿床，锗金属储量达1600吨，其成矿地质条件与成矿模式不同于临沧锗矿和俄罗斯远东地区的锗矿。本文以乌兰图嘎含锗煤的地球化学特征为重点，利用X射线衍射、扫描电镜、电子探针、ICP-MS和数理统计等多种分析方法，系统研究了乌兰图嘎含锗煤的矿物学、微量元素和稀土元素地球化学特征，结合与其他地区含锗煤地球化学特征的对比，初步探讨了乌兰图嘎锗矿的成因。论文获得以下几点主要认识： 1. 乌兰图嘎含锗煤中的主要矿物包括石英、蒙脱石；次要矿物包括长石、高岭石、伊利石；另含少量三水铝石、角闪石、叶蜡石、石膏、绿泥石、锐钛矿、黄铁矿、方解石、白云石和草酸钙石。扫描电镜和电子探针分析表明，乌兰图嘎含锗煤中还存在锆石、闪锌矿、白钨矿、重晶石、黄铜矿、卤化物、磷酸盐以及含Pb、Bi、Cr、As和Sb矿物。未发现含锗矿物。首次在乌兰图嘎含锗煤和红旗煤矿的无矿煤中发现含Ag矿物。 2. 与上地壳平均组成相比，乌兰图嘎锗矿褐煤明显富集Be、Ge、Sb、W和U，亏损Rb、Nb、Sn和Ta。乌兰图嘎锗矿褐煤中Be、Ge、Sb、W和U的平均含量明显高于乌兰图嘎砂岩和红旗煤矿褐煤，以及美国煤和世界煤的平均组成。乌兰图嘎锗矿含矿煤的稀土元素平均含量略高于美国煤或世界煤的平均组成、乌兰图嘎砂岩以及同时代的红旗煤矿无锗煤中的稀土元素含量。稀土元素与锗含量无明显的相关性。 3. 按元素组合不同，煤中微量元素可划分为4个组：Ge-Mo，Tl-Ga-Zn-Co，Rb-Cs和W-U-Cd-Y-Pb-Cu-Hf-Zr-Th-Sn-Nb-Ta-Ti-Sb-Ba-Sr-Mn-Be组合。第一组合包括与灰分呈负相关的元素，它们主要表现出有机亲合性。 剩下三组包括与灰分呈负-较高相关的元素，其主要与硫化物或铝硅酸盐矿物结合。大多数含锗煤的稀土元素含量与灰分呈高度正相关，表明含锗煤中的稀土元素主要来自陆源碎屑并主要与同沉积矿物相结合。稀土元素在少数高锗煤中的富集与存在独居石有关。 4. Ge和Mo富集在不同剖面的不同部位，其余微量元素和稀土元素或多或少地跟随灰分的分布。TiO2标准化的元素剖面揭示乌兰图嘎褐煤样品中的Be/TiO2、Ge/TiO2、W/TiO2、U/TiO2、Mo/TiO2、Sb/TiO2、Tl/TiO2和Sr/TiO2比值较乌兰图嘎砂岩和红旗煤矿褐煤中的参考值高出许多。这些元素（Be、Ge、W、U、Mo、Sb、Tl和Sr）的大部分(>90%) 可能由溶液带入煤层。稀土元素与TiO2的比值总体接近矿区砂岩以及红旗煤矿无矿煤中的对应比值。 5. 乌兰图嘎含锗煤具有与矿区砂岩和红旗煤矿无矿煤类似的、页岩式的球粒陨石或北美页岩标准化稀土元素分配模式；与上覆砂岩的稀土元素组成相比，少量含锗煤表现出轻微但明显的中-重稀土富集，表明少量的中-重稀土在后生作用中被叠加或保留在乌兰图嘎含锗煤中。乌兰图嘎锗矿的含锗煤以较高的LREE/HREE和Eu/Eu*比值以及平坦的北美页岩标准化稀土元素分配模式为特征，明显区别于临沧锗矿和俄罗斯远东地区锗矿中的含矿煤。 6. 乌兰图嘎锗矿含锗煤中大多数的微量元素和稀土元素可能来源于花岗岩源区，Be、Ge、Sb、W和U的富集可能与后生的、侧向迁移的含锗溶液有关。含锗溶液自花岗岩源区淋滤出这些元素并将其搬运至褐煤中，煤中有机质将溶液中的锗固定而聚集成矿。

贵州遵义地区早寒武世黑色岩系中镍钼多金属富集层的矿物学和地球化学研究

在新元古代-寒武纪交替阶段（~544Ma）的短短几百万年间，生物种类和数量剧增，这一事件被称之为“寒武纪生物大爆发”（Cambrian Exploration），同时在这一时期，也发生了全球的海洋缺氧事件（Ocean Anoxic Event，OAE）。这些事件造成了在世界范围内的寒武系底部普遍发育了一套富有机质的黑色岩系。在中国南方，从皖南、浙江经赣北、湘西北、贵州至云南一线，下寒武统黑色岩系的分布近2000公里。这些黑色岩系的发育程度在全球背景中很具特色，是全球背景中研究黑色岩系及其相关科学问题的理想场所。 我国南方大陆早寒武世黑色岩系广泛分布且层位稳定，并伴有Mo、Ni、Se、V、Ag、Au、PGE等多种元素富集层。由于其处在特殊的地球演化背景及地质条件，成为目前国内外研究的一个热点区域。基于此，本文在前人工作的基础上，以贵州遵义地区早寒武世黑色岩系中镍钼多金属富集层为研究对象，通过矿物学、元素地球化学、同位素地球化学等研究手段，探讨中国南方早寒武世黑色岩系中镍钼多金属富集层的成因机制。通过研究，取得以下几点认识： (1) 下寒武统镍钼多金属富集层中SiO2含量较低，MgO、Na2O、K2O、MnO、TiO2在炭质页岩和镍钼层中含量差别不大。镍钼多金属富集层中Fe、Ca、P的含量明显高于碳质页岩，这与镍钼层中硫化物、方解石和磷质的显著增加有关。 (2) 镍钼多金属富集层中微量元素Se、Mo、Cd、Ag、Tl、U、Ni，、Bi、Zn、Cu、V等均有较大富集，富集系数为n到n×103。其中尤以Se、Mo最为富集，两者的富集系数均超过30000，其中Mo元素的富集系数大于50000。 (3)通过多种地球化学指标判别，如Se在黑色岩系中超常赋存，U/Th比值远大于1，黑色页岩和镍钼多金属富集层的Ce具有负异常、Eu有微弱的正异常，多种成矿元素的相关关系等这些特征，都暗示了海底喷流热液和生物的共同作用。此外，黑色岩系中V/(V+Ni)的比值反映了它的沉积环境为缺氧环境。 (4)研究区下寒武统黑色岩系中镍钼多金属富集层的矿物组合以黄铁矿、白铁矿、针镍矿、辉砷镍矿、铁辉砷镍矿、紫硫镍矿、赫硫镍矿和碳硫钼矿为主。 矿物生成大多经历了两个成矿阶段：沉积－早期热液阶段和热液－生物阶段。 (5)根据电子探针分析，对于主要富集元素Ni、Mo而言，Ni以出现大量的镍矿物为特征。镍钼多金属富集层中Mo元素主要以“碳硫钼矿”（MoSC）的形式赋存。Se与As元素在硫化物中含量变化十分特征，如在黄铁矿中Se元素较少而As元素含量较高，在碳硫钼矿中情况相反，推测这是由于Se与As元素不同的地球化学性质以及上述两种矿物不同的形成期次造成的。 (6)同位素研究表明，镍钼多金属富集层的硒同位素的分布范围较窄，δ82/76Se范围为-1.56‰- +1.85‰,平均值+0.25‰。根据目前所测得的硒同位素数据，不支持从海水中还原金属元素沉积富集的机制。我们认为当硒通过海底喷流作用释放后，首先以类质同象的方式结合到硫化物相中，这一过程不会造成硒同位素的大的分馏。流体中剩余的少部分硒与海水混合，并且为藻类吸附而沉淀下来，这一过程会造成约1-2‰的硒同位素分馏。这一模式可较好的解释遵义地区下寒武统Ni-Mo-Se富集层的硒同位素组成特征和硒在不同物相中的分配形式。 (7) 镍钼多金属富集层和围岩的有机碳含量为1.75%～13.9%，平均9.16%，有机碳同位素组成为（δ13Corg）-30.6‰～-32.2‰,这一负偏移可能是由于寒武纪早期的海侵作用造成的。

贵州水银洞卡林型金矿床含金硫化物地球化学与金的赋存状态研究

　　以沉积岩为主要容矿岩石的卡林型金矿，是目前世界上储量最大的金矿类型之一，金“不可见”或其颗粒极细（纳米级）是该类型金矿最重要的特点之一。国内外大量研究已经证实，金主要赋存在含砷黄铁矿中，但金的赋存形式仍然是目前争论的焦点和研究的热点。贵州水银洞金矿床位于灰家堡背斜Au-Hg-Tl矿田的东段，是黔西南地区发现较晚、品位较富（6～18 g/t）的大型（55 t）隐伏卡林型金矿床，并已大规模开采利用，结束了我国卡林型金矿原生矿石不能开发利用的历史。 　　本次研究在系统显微岩相学研究的基础上，采用电子探针（EMPA）背散射电子图像（BSE）、波谱（WDS）和能谱（EDS）分析技术，对水银洞卡林型金矿床原生富矿石中不同类型含砷黄铁矿和毒砂的矿物学、地球化学以及金的赋存状态等进行了较系统的研究，取得的主要认识如下： 1. 水银洞金矿床原生矿石具有去碳酸盐化（Decarbonation）、硅化、硫化物化（Sulfidation）等典型卡林型金矿的热液蚀变特征。原生矿石中的主要载金矿物为含砷黄铁矿，其次为毒砂。 2. 根据含砷黄铁矿和毒砂的形态和结构特征，将含砷黄铁矿分为生物碎屑状含砷黄铁矿、细粒含砷黄铁矿、环带状含砷黄铁矿和细脉状含砷黄铁矿四种类型；毒砂分为板状毒砂和针状毒砂两种类型。毒砂晚于含砷黄铁矿的形成。 3. 电子探针分析表明，含砷黄铁矿中含有较高的Au，一般为300×10-6～3800×10-6，含有As 0.65～14.11 wt%、Sb 0.03～0.12 wt%、Co 0.03～0.08 wt%等元素。毒砂含Au较低，一般为300×10-6～1500 ×10-6。 4. 研究表明，含砷黄铁矿中的As与S含量具有明显的负相关关系，认为As替代S进入含砷黄铁矿和毒砂的结构；Au与As之间不是一种简单的线形正相关关系，而是分布在一个的楔形空间。结合前人的研究结果，认为含砷黄铁矿中的“不可见金”，可能主要以化学结合态金（Au1+）的形式进入含砷黄铁矿和毒砂结构。 5. 金的赋存状态研究表明，水银洞卡林型金矿床发现有两种金的赋存形式：（1）“不可见金”，主要赋存在黄铁矿的含砷环带之中；（2）次显微—显微自然金颗粒（0.1～6μm），主要见于含砷黄铁矿细脉或其集合体。这些自然金颗粒也有两种赋存形式：① 粗粒自然金颗粒（1～6μm），主要分布于早世代粗粒含砷黄铁矿颗粒的表面或晚世代细粒含砷黄铁矿颗粒的边缘，偶见于含Fe碳酸盐矿物的溶蚀空洞中，被解释为热液中的Au局部过饱和的产物；②细粒自然金颗粒（0.1～0.2μm），偶见于早世代粗粒含砷黄铁矿的含砷环带或其溶蚀空洞的边缘，被解释为黄铁矿含砷环带中的Au再溶解过饱和沉淀的产物。 6. 根据原生矿石显微岩相学结构、含砷黄铁矿矿物学与地球化学特征，探讨了含金—砷黄铁矿的形成过程，认为含砷黄铁矿中的Fe，可能主要来源于赋矿围岩中的含Fe碳酸盐矿物（方解石和白云石）溶解而释放的Fe，溶解Fe的硫化物化过程是水银洞卡林型金矿富集成矿的重要机制之一。 7. 结合野外地质观察，认为含Fe碳酸盐赋矿围岩是形成高品位、大型卡林型金矿床最有利的岩性，并提出了与去碳酸盐化有关的碳酸盐脉，是寻找深部隐伏卡林型金矿体的重要找矿标志之一。

甘蓝(Brassica oleracea L. var. capitata L.)富集铊的环境地球化学研究

通过对甘蓝进行品种差异、亚细胞分析、根际分泌物提取污染土壤中的铊、营养元素添加以及野外甘蓝样品采集分析，结合地球化学理论。分析了甘蓝对铊吸收富集的机理，并得出以下几点结论： (1) 甘蓝叶、根及茎对铊的吸收存在着明显差异，表明在面临土壤铊胁迫时，叶是铊的主要储存部位，而根和茎主要起到了转运作用。甘蓝中铊含量的升高导致了对钙和镁吸收能力的提高。不同品种甘蓝之间的吸收能力差别不大，通过选择种植对铊吸收能力小的甘蓝来控制铊的食物链危害是不可行的。此外，还应该避免在高铊土壤地区种植甘蓝。 (2) 高达92%的铊存在于甘蓝叶细胞液组分中，表明细胞液组分是铊在甘蓝叶细胞中的一个重要储存部位。但是在不同品种甘蓝叶中，铊的亚细胞分布形态没有显著差异，在甘蓝面对铊胁迫时，其叶细胞器组分中铊含量始终维持很低的含量。甘蓝对铊的解毒机制很可能就是通过在细胞内的区隔化作用(compartmentalization)，把进入体内的铊结合到细胞液组分以及细胞壁上，从而减少了铊对重要细胞器官的损伤。铊在甘蓝叶各亚细胞组分中的分配与常量元素存在一定的关系。在甘蓝叶细胞内，Tl+往细胞液组分中的传输很有可能是通过Na+/K+/2Cl–联合传输机制、Ca2+活化的钾离子通道以及一些需Mg2+或Mn2+的K+活化酶完成的。需要Mn2+参与的K+活化酶可能对于铊往细胞器中的转移起到了主导作用。在细胞壁中，很可能Ca2+活化的K+通道或者是某些特定的需要Mn2+的K+活化酶对铊的迁移或固定起了影响作用。 (3) 随着氮、磷、钾营养元素的加入，甘蓝地上部的生物量有一定程度的上升。影响主次因素依次均为氮>磷>钾。随着氮、磷、钾营养元素的加入，甘蓝地上部和地下部的铊含量并没有上升，而是有一定程度的下降。甘蓝地上部中铊含量的影响主次因素依次为磷>氮>钾，甘蓝地下部中铊含量的影响主次因素依次为氮>磷>钾。氮、磷、钾营养元素的加入都提高了甘蓝对铊的吸收量。甘蓝对铊吸收量的影响主次因素依次均为氮>磷>钾。因此我们认为，氮，磷，钾的加入显著提高了甘蓝生物量和铊的吸收量，但是随之而来的生物稀释效应，导致了甘蓝地上部和地下部含量的降低。运用铊累积量来判断营养元素对甘蓝吸收铊的影响更为客观和可靠。 (4) 通过对比蒸馏水和根际分泌物提取液对污染土壤中铊的提取能力，发现甘蓝根际分泌物提取液(root exudates)对污染土壤中的铊具有明显的活化作用。提取液的pH和土壤铊的提取率存在一定的正相关(R2=0.1659)，也就是说提取液的pH与其对污染土壤中铊的提取能力成正比。但是甘蓝体内各部分铊含量与其根际分泌物提取液对土壤铊的提取率没有任何关系，表明大量的植物非必需元素铊进入甘蓝后，并没有对其根际分泌物的产生任何影响。土壤pH越高，生长的甘蓝的根际分泌物提取液对土壤提取率就越高，甘蓝分泌物提取液对铊的提取率升高可以补偿由于土壤pH升高而造成的水溶态存在的铊减少。 (5) 铊在甘蓝叶片和叶柄中的分布状况为老叶叶片>新叶叶片>老叶叶柄>新叶叶柄，表明叶柄也是运输铊的一个重要器官。但是叶柄对铊的转运能力并没有茎那么强烈，而叶片才是甘蓝中最主要的铊储存部位。铊在根、茎、老叶和新叶中亚细胞的分布均为细胞液>>细胞壁>细胞器，这和前期室内温室培养甘蓝叶片中的分布结果是一致的。根据植物采矿经济理论的计算结果，很显然甘蓝可以成为土壤铊污染的植物修复和采矿的备选对象。

微生物——铊相互作用的生物地球化学研究——以真菌（Fungus）为例

铊是一种有毒有害的重金属元素，已经引起了广泛的关注。本论文通过对黔西南铊矿区土壤和沉积物样品的菌株分离、铊高耐受性菌株的筛选、胞外吸附、富集、亚细胞水平区系分布、絮凝实验及ITS序列等实验研究分析，并结合铊的地球化学相关研究，较系统地阐述了真菌--铊的生物地球化学过程机理，得出以下结论： 1、与环境背景区相比，黔西南滥木厂铊矿区内的河流、土壤中铊的已有不同程度的积累，直接导致了当地微生物生物量在很大程度上的降低，微生物生物量与铊含量间有显著的负相关关系。研究区内的沉积物、土壤中的微生物区系结构和数量发生了明显变化，细菌、真菌及放线菌数量均出现显著降低，而且三大微生物对重金属污染的敏感性大小也不一样，即放线菌>细菌>真菌。从土壤样品中分离到的主要菌群仍为常见种属，如青霉属（Penicillium）、木霉属（Trichoderma）、拟青霉（Paecilomyces）等。 2、经过初筛菌株的铊耐受性实验，在1000 mg/L水平筛选得到九株高耐受性菌株。吸附实验表明：微生物菌株对铊的吸附效率在4.63～16.89%，且随着环境中铊浓度的上升而降低，这可能是因为铊浓度的升高加大了对微生物生长的抑制作用，所形成的菌丝体（或菌丝球）减少，表面积也相应减少，从而导致了吸附效率的下降。各种常量元素和铊的关系呈显著相关性，钙、钾和钠等常量元素也是微生物赖以维持生存的因子，可能由于微生物细胞对钙、钾的吸附方式与对铊的吸附方式类似。因此，随着铊处理浓度的上升，钙和钾的吸附量也随之减少，而钠则呈现相反的趋势。 3、富集实验表明，九株菌株对铊的富集量随着铊处理浓度上升而降低，其影响趋势与对生物量的影响趋势基本一致，最高可达到7189 mg/kg，最大富集系数为7.2。九株菌株对常量元素的富集与对铊的富集并无明显的相关性，但在考察铊处理浓度对常量元素的富集影响时发现，铊处理浓度的上升与对钙的富集量表现出较强的正相关；而对钾、钠、镁的富集影响并不明显。 4、亚细胞水平上的铊分布研究表明，铊的富集优先顺序为：细胞质>细胞壁>细胞器。亚细胞水平的区隔化作用是微生物对铊的主要耐受机制，细胞质是赋存铊的主要场所（53.83～79.45 %）。结合各亚细胞组分中常量元素与铊之间的相关性，并联系前人的研究，Tl+主要是通过细胞壁的Na+ -K+ ATPase和K+ -电位门通道进入细胞内的从而影响细胞的正常代谢的，而Ca2+的活化更有助于这一过程。 5、絮凝实验表明，培养三天后的发酵液对矿区废水中铊的去除率最高可达到70.49 %，最佳影响因子组合为：pH=8，温度为16℃，搅拌时间为4分钟。菌株的絮凝活性最高可达到57.32%，最佳影响因子组合为：pH=8，温度为14℃，搅拌时间为4分钟。 6、通过对九株铊高耐受性菌株的ITS序列分析及其在Gene Bank中的BLAST比对结果表明，五株菌株同属于木霉属（Trichoderma），两株菌株同属于青霉属（Penicillium）。这表明这两类真菌对铊的适应性较强，为以后寻找铊高耐受性菌株及其资源化利用提供了理论基础。

表生条件下铊矿物的氧化溶解动力学及其反应性迁移实验研究

贵州省兴仁县滥木厂铭矿床是世界上唯一的铭的独立矿床。多年来，由于对蛇矿产资源的开发，大量未及时提取和利用的含佗矿石堆积于地表，经过风化淋滤作用，进入当地的水源和土壤，并通过食物链进入人体。20世纪60-70年代，滥木厂地区有近1000名村民患有不同程度的铂中毒，轻者脱发、视力减退，重者失明、丧失劳动力，至今在该地区仍可见到铭中毒患者。该区成为世界上唯一爆发过大规模馆中毒的病发区。馆又是人体的非必需元素，体内任何含量的馆都会对人体造成危害。饮用水的安全标准中，铭的含量不得超过1μg／L。因此对表生条件下，含铂矿物的氧化溶解动力学以及反应性迁移的实验研究具有重要的现实意义。通过对滥木厂铭矿床中的主要含铭矿物（红铭矿）在酸性矿水条件下的氧化溶解过程、光照旧光照射和汞弧灯照射）对铭价态改变的影响，以及酸性矿水条件下铁对蛇吸附的实验研究，得到如下几点认识：1．红铭矿的氧化溶解动力学实验表明：红铂矿的氧化溶解速率受到温度、氧化剂中阴离子种类及氧化剂浓度的影响。随着温度的升高，红蛇矿的氧化速率增高；Cl-离子的存在更有助于红锭矿的氧化溶解，表现为氧化溶解速率的增高；随着氧化剂浓度的升高，红铭矿的氧化速率逐渐降低，这主要是由于高铁浓度下，红佗矿表面形成了一层厚约2nm的铁硫化合物的膜，减缓了红铭矿进一步溶解。红铭矿表面形态和成分的电镜分析表明，红铭矿表面具有较多的活性点，因此含铭矿石在初露地表时对环境的污染比较强烈，经过风化淋滤作用后，红铭矿表面的活性点减少，加之硫铁化合物膜的形成，阻止了其对环境的进一步污染。但这并不排除一旦环境介质改变，红铭矿表面氧化形成的膜被破坏，红铭矿的新鲜表面暴露出来，活性点增多，溶解性加强，继续对周围环境造成强烈的污染。从红蛇矿24小时溶解的总馆量来看，酸性矿水条件下红佗矿的氧化溶解是贵州省兴仁县滥木厂地区佗污染的一个重要来源。2．铭的光致氧化实验结果表明：无论日光还是汞弧灯照射，水溶液中的T1（I）均可被氧化成T1（III）。州值越低、光照强度越大，铭的光氧化速率越快，UVB区的紫外光对铭的光氧化起着主要作用，微生物作用在本实验条件下，相对于光氧化作用并不明显。3．铁对铭的吸附实验表明：铁的水合氧化物对水溶液中铭的吸附除受溶液的pH值和吸附剂的阴离子种类的影响外，主要与佗的价态有直接关系。铁的水合氧化物对Tl（I）具有一定的吸附能力，阴离子种类对T1（I）吸附的作用稍有差别，C1-离子存在时，铁对Tl（I）的吸附更强一些吸附率达到50％左右，而S叮一离子存在条件下，铁对Tl（I）的吸附率小于20％。碱性（pH＝10左右）条件下，铁对T1（I）的吸附较中胜条件更明显一些。T1（III）由于自身的水解作用很强，在不同pH值和不同阴离子存在条件下，与Fe（III）均可发生共沉淀作用而被完全从水溶液中脱除。利用光照将Tl（I）氧化成Tl（III），再利用T1（III）易被沉淀或共沉淀吸附的特性，将Tl以Tl（OH）3，的形式吸附固定下来，降低了铭的活动性，进而可以减少铭对环境的影响，为锭污染的环境治理提供了重要的理论依据。

贵州贞丰县水银洞金矿床成矿特征和金的超常富集机制研究

黔西南地区是我国最重要的卡林型金矿床集中区，在该区卡林型金矿床具有断裂型和层控型两大类。断裂型金矿床产于高角度压扭性断裂中，赋矿层位一般为中、下三叠统地层，容矿岩石主要是泥质粉砂岩和粉砂质泥岩。层控型金矿床主要产于上二叠统地层中，容矿岩石主要是不纯的生物碎屑灰岩，背斜控矿明显。由于目前断裂型金矿一研究程度高，而层控型金矿研究程度低．近年来在层控型金矿床中一些大型和特大型矿床以及富矿体和高拮位矿石的新发现，使层控型金矿床成为黔西南卡林型金矿床的重要和具有特征的类型。因此，作者选择了水银洞金矿床这个大型较富的一卜林型金矿床进行系统研究，对其成矿特征和金的超常富集机制获得以下认识：1．金矿床受构造与有利岩性组合的双重控制。金矿床位于灰家堡背斜核部，矿体产在粘土岩叶灰岩一粘土岩组合之灰岩中，以层状·似层状为主。一些低角度的断层控制了少量的断裂型金矿体。2．金矿床具有低温成矿特征，主成矿期流体包裹体的均一温度2约℃士，出现硅化、白云右化、黄铁矿化和粘土化等围岩蚀变，特征的Au-As-11g-Tl元素组合。矿石中Au主要不均匀分布在富砷环带中。纳米金可能是水银洞金矿床金的主要存在形式，并且快速沉淀在几个微米宽的细小黄铁矿中的砷黄铁矿环带和几一卜微米小的热液毒砂中。成矿条件的骤变和黄铁矿的吸附是重要因素。3．成矿流体具有低温低盐度和较高压力和富挥发份的特点，均一温度在220 ℃士，盐度在6士W七％NoCI、，压力为1．6士0．4Kbal＂s，在Vc，I4＋限川j』包裹体中Cll。含量高达63mole％、N：为18nlole％、C0；为19mole％。高压和富挥发份促使成矿流体从深部迁移至控矿背斜核部，并由于断层的作用挥发份的快速逃逸，压力骤降，促使流体快速卸载，一形成金的快速沉淀，形成微细浸染壮的原生金矿石：4．成矿物质主要来自深部。系卿勺岩矿地球化学研究和同位素示踪显示断，成矿一物质可能是燕山期构造岩浆活动形成的成矿流体（慢源铅）上升溶解地壳铅和混入地壳淋滤错大而形成的壳物质的混合；容矿地层均为正常沉积作用形成，． 没有发现具有特殊意义的沉积层（矿源层）；成矿特征元素Au、As、51。、Tl和伴生的其他热液活动元素来自热液的带入，没有证据显示出地层岩石中有大规模的成矿元素迁出。5．区域＿日也壳的活动性，长时期的热状态，有利于大范围内形成超压成矿流体。而地壳的伸展拉张促使了基底早己有的断裂再度复活，并与成矿期断裂一起切穿地壳，为深部超压成矿流体涌入成矿体系提供了必要的通道和热动力条件，使断裂系统就象抽水泵一样，汇聚成矿流体进入地壳上部成矿体系。由于本地区浅层构造的复杂性，导致成矿现象复杂多样，常形成而状矿化，大区域上呈“金三角”。不象羊国西部地区卡林型金矿产出区，金矿在区域上呈线形分布,众多超大型金矿被发现。

黔滇地区富（含）铊矿床的低温地球化学及其环境效应研究

铊是一种低温元素，可形成富铊矿床。主要呈独立矿物红铊矿、斜硫砷系铊矿、Imhofite等形式存在。在卡林型金矿中Aa-Tl关系密切。流体包裹体、稳定同位素稀土元素地球化学，成矿模拟实验研究表明：富铊矿床的成矿流体主要来自大气降水和地层中的热卤水，成矿物质主要来源于地层，部分可能来自深部。从而建立了富（含）铊矿床形成的三阶段成矿模式。铊的环境地球化学研究表明，富铊矿床的开发利用是导致环境铊污染和地方性锭中毒的原因。

On the evaluation of diffusivities in gels using the diffusion cell technique

Modeling of the gel-immobilized cell system requires accurate measurement of diffusion coefficients. Three methods of the quasi-steady-state (QSS) method, the time-lag (TL) method and a variant quasi-steady-state (VQSS) method were critically assessed and compared for the evaluation of diffusivities using the diffusion cell technique. Experimental data from our laboratory were used for the analysis of the influence of crucial theoretical assumptions not being fulfilled in each method. The results highlighted a risk in obtaining highly variable diffusion coefficients by not validating the QSS and the accuracy of the measurements. In the TL method, the estimation of diffusivities based on the plot intercept that was mostly used in the literature, results in a many fold lower value when compared to that based on the plot slope. The comparison with the QSS and VQSS methods confirmed similar diffusivity obtained by the TL method based on the plot slope. It thus suggested that the correct estimation of diffusivities by the TL method could be based on the plot slope only. Furthermore, the errors associated with the solute mass in the gel, the sample withdrawal and the non-negligible concentration changes in the chambers were also discussed. It is concluded that diffusion cell technique has to be employed cautiously for a correct evaluation of diffusivities. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.