粤北石英脉型钨多金属矿床中钨锡铋银钼的赋存状态研究

本文对粤北红岭、石人嶂、梅子窝、锯板坑等四个石英脉型钨矿的矿石样品进行了详细的矿相学和电子探针分析,在红岭钨矿中观察到黑钨矿与白钨矿共生或交代现象,并发现铌锰矿、(含)钨铌锰矿晶体。在石人嶂、梅子窝、锯板坑钨矿中发现较多黝锡矿,分布在黄铜矿、闪锌矿边缘,或呈乳滴状分布在黄铜矿中,部分黝锡矿中包裹锡石。红岭、石人嶂、梅子窝钨矿床中有不同程度的银矿化,根据(含)银矿物的能谱成分分析,区分出富硫铋铅矿、块辉铋铅银矿(第1、2、3亚种)、硫银铋矿、淡红银矿、脆银矿、硫铜银矿,并有含银4.78%～13.25%的硫铅铋盐、含银2.9%～12.19%的硫铜银盐、含银71.01%～90.74%的硫砷银盐及含银9.3%的硫氯铅铜盐等多种未定名矿物。红岭钨矿中含银矿物多以不规则粒状分散在铁闪锌矿、硅酸盐矿物中,含银矿物与主硫化物同时形成;石人嶂钨矿床中含银矿物主要为含银硫铜盐、硫铜银盐,在黄铜矿边缘形成含银矿物-闪锌矿的交代反应边,局部有含银硫铅铋盐、硫铋银盐;梅子窝钨矿床中主要为独立银矿物和少量自然银,多分布在方铅矿中或充填在硫化物裂隙中,含银硫铅铋盐、硫铋盐、硫砷铅银矿物较少。石人嶂、梅子窝钨矿床中银矿物种类丰富且含量较高,具有综合利用前景,两矿床部分样品中发育细脉型或边缘交代型的(含)银矿物,表明晚期热液叠加银矿化作用较强。四个矿床中的铋矿物主要为辉铋矿和自然铋,部分矿床中多含银铅铋硫盐类,在红岭钨矿中发现与辉铋矿共生的楚碲铋矿,石人嶂钨矿中有细脉状未定名铋铜硫盐。四个矿床的闪锌矿成分不同,石人嶂、梅子窝钨矿的含较高Cd,红岭、锯板坑钨矿的基本不含Cd,红岭钨矿闪锌矿中Fe含量变化较大.

不同尺度下喀斯特石漠化的景观格局与空间因子分析

喀斯特石漠化是我国喀斯特地区所面临的严峻生态问题，目前对石漠化发生机制的研究主要集中在宏观调查与状态的描述，因此所提出的是总体的生态恢复治理模式。但石漠化的发生发展在喀斯特地区存在着显著的内部差异性，需缩小石漠化研究的空间范围，考虑石漠化发生的不同背景，发现差异存在的规律性，才能有针对性地找到石漠化治理的普遍适用的模式。 本文以遥感与地理信息系统相结合的研究手段，从全省到小流域的不同研究尺度下，以景观生态学的研究方法为思路，深入分析了不同自然条件下石漠化景观的生态分异规律，并以此提出喀斯特地区小流域生态治理的不同对策。 在研究中取得了以下几点认识： （1）贵州省景观在空间上存在地域分异，整体景观退化，其中西部和西南部地区的退化更严重，黔东区和黔北区生态环境最好；类型上以林地退化差异较大、草地退化较一致。全省景观在时间上体现出波动特征，类型间转换关系复杂，景观具有不稳定性；生态系统服务功能价值总体下降，生态退化在局部地区加重。 （2）连续性碳酸盐岩地区一致性表现为以灌木林地为优势景观、林地和草地以次生景观为主，景观中大多数为偏小斑块，斑块形状趋于规则，人为干扰大的景观中斑块的破碎化更加明显。与连续性白云岩相比，连续性石灰岩地区空间异质性强、分割破碎、稳定性差、水资源利用率低下、抗干扰能力弱 ，退化更严重、更易发生逆向演替。 （3）连续性碳酸盐岩地区中灌木林地也是最不稳定的类型，并同时存在正向和逆向的双向演替。此外，连续性白云岩地区的中覆盖度荒草地、连续性石灰岩地区的疏林地为易受干扰景观。连续性石灰岩地区的景观变化率高于连续性白云岩地区，变化幅度较大，变化类型集中。 （4）连续性白云岩小流域中石漠化形成的人为作用明显，带有低坡度特征。斜坡区石漠化景观发生频率高且强度大，处于不稳定状态；峡谷区石漠化面积虽大但不严重；高原区景观稳定，生态环境最优。连续性石灰岩小流域的生态环境对地貌区带变化敏感，随着高原区到峡谷区的过渡，石漠化发生愈频繁兼强度加大，但主要驱动力的人为因素逐渐减少、自然营力作用逐步加强。 （5）通过研究区域间在相同岩性和地貌条件下的坡向和石漠化的对比，可以认为坡向对石漠化的发生并无直接影响。 （6）在高程因子的作用下，连续性碳酸盐岩地区的石漠化发生既有差异性又有着一定的相似性。连续性白云岩的峡谷区中随着高程的增加，石漠化发生面积愈大。连续性石灰岩小流域的较高海拔上高原区和峡谷区的强度石漠化较易发生，且石漠化现象较普遍。其它的情况下，强度石漠化在偏低海拔上较易发生；在流域中部的海拔范围内石漠化的发生总体上以轻度、中度石漠化为主。 （7）在石漠化小流域恢复中提出了以空间地域分异为指导的分级治理原则。首先以岩性作为分级指标，连续性石灰岩优先于连续性白云岩地区。石灰岩地区中以高原区为生态恢复的首选，其次是峡谷区。白云岩的斜坡区是治理重点，高原区随后。

阿哈水库中不同形态汞迁移转化规律的初步研究

阿哈水库是贵阳市集中式生活饮用水源地一级保护区，具有极为重要的社会和经济功能。长久以来阿哈水库流域内乡镇煤矿、个体煤窑矿采严重，大量酸性矿山废水未经处理直接入库以及近几年来的人工石灰投放使阿哈水库水体成为罕见的高铁锰含量的硫酸盐型水体。本研究于同一水文年的枯水期（2005年3月）和丰水期（2005年8月）分别对水库不同深度分层水体、沉积物间隙水、沉积柱剖面、阿哈水库所有支流水体中不同形态汞的含量、分布特征以及迁移转化规律进行了详细的研究。研究结果发现： 1. 阿哈水库水体中各种形态汞浓度均出现季节性变化。总汞(HgT)浓度变化范围为2.1~19.5 ng•L-1，平均为9.3ng•L-1；溶解态汞(HgD)浓度变化范围为1.7~ 9.0 ng•L-1，平均为4.1ng•L-1；颗粒态汞(HgP)浓度范围为0.3~14.8 ng•L-1，平均5.2 ng•L-1；活性汞(HgR)浓度范围为0.1~ 4.5 ng•L-1，平均1.7 ng•L-1； 2. 阿哈水库水体颗粒态汞与总汞呈极显著相关，说明阿哈水库水体的颗粒态汞强烈影响着总汞迁移和分布。水库水体甲基汞与溶解态汞之间存在极显著正线性相关，证明水库水体中的甲基汞的产生和迁移与溶解态汞有着密切的关系，但是，水体甲基汞与总汞之间并不存在相关性。 3.阿哈水库水体丰水期溶解态汞、活性汞、溶解态甲基汞浓度均远高于枯水期浓度，除了外源径流输入的影响外，很大程度与丰水期水库底部缺氧，氧化还原界面由沉积物-水界面进入水体密不可分。较大表面积铁锰氧化物还原为可溶态的铁锰离子，使沉积物释放大量被吸附的汞进入水体，造成水体溶解态汞、活性汞、溶解态甲基汞的升高。 4. 阿哈水库沉积物间隙水中总汞和甲基汞浓度出现明显的季节性变化，丰水期〉枯水期。间隙水中甲基汞浓度与沉积物中甲基汞含量呈极显著性相关。阿哈水库沉积物间隙水中甲基汞的浓度除了沉积物表层0cm到表层下8cm出现峰值外，在表层10cm以下仍然发现有浓度波动，两者可能归因于汞的甲基化进程受硫酸盐还原菌和铁还原菌的双重影响。 5. 阿哈水库沉积物总汞含量在枯水期和丰水期基本没有变化，变化范围为160-252 ng•g-1，平均为209 ng•g-1，大大高于其他未受污染地区水库沉积物中总汞含量。甲基汞含量变化范围为0.22-7.21 ng•g-1，平均为1.76 ng•g-1。 6. 阿哈水库入库河流pH为7.5-8.5，总汞浓度为7.1-47.9 ng•L-1；甲基汞浓度为0.16-2.50 ng•L-1；活性汞浓度为0.25-2.43ng•L-1，且随季节变化明显，枯水期<丰水期。阿哈水库入库河流汞的主要存在形态为颗粒态汞，总汞与颗粒态汞呈显著正相关。九十年代末期至今，矿山煤窑废水经集中治理，阿哈水库流域的煤窑废水污染状况得到很大改善。目前，阿哈水库汞的主要来源为未经处理直接排入水库中的生活污水和其它工业废水。阿哈水库唯一的出湖河流－小车河中，各种形态的汞均较入湖河流中的汞含量大大减少，这表明水库的沉淀和拦截净化作用相当显著。

浙江省矾山明矾石矿床地球化学特征兼论中生代成矿体系

矾山明矾石矿床位于江山－绍兴深断裂南东侧，海西印支褶皱带的南东侧，中国板块东南构造区与太平洋板块的交接处，属于中国板块东南构造区。该矿床产在矾山破火山口内，是一个超大型明矾石矿床，同时矿床中的钒、镓含量也达到了综合利用的品位。该矿床研究程度低，缺少地球化学特征研究。因此，本次工作系统研究了该矿床常量元素、微量元素、稀土元素、硫和铅同位素地球化学特征。本次对明矾石矿床的研究获得以下几点初步认识： 1：成矿物质来源于火山岩。矿区火山岩中的K、Al、Na等矿石元素含量明显比其他地区高，并且从围岩→矿化围岩→矿石呈明显的富集趋势。稀土资料和铅同位素资料也都表明成矿物质来源于中生代火山岩。 2：V、Ga含量达到了综合利用的品位。微量元素资料表明，矿石中V平均含量为211.6ppm，Ga平均含量为16.78ppm，都大于地壳丰度，尤其是V远大于地壳丰度；同时发现，成矿时V以V¬5＋形式通过与Al3＋发生类质同像进入明矾石晶格，而矿石中Ga含量除与Al3＋外还与Fe3＋含量有关。 3：明矾石的稀土元素地球化学特征比较复杂。根据δEu值不同可分为三类： Eu弱负异常型，Eu弱正异常型和Eu强正异常型。影响稀土元素分布的因素主要为成矿原岩中富含碱性长石和成矿时的氧逸度和温度，另外矿石结构（如孔隙度）对稀土元素分布也有影响。研究表明，矿石稀土配分模式为轻稀土富集型，与火山岩基本一致。 4：硫同位素研究发现，黄铁矿的δ34S值为1.9～3.2‰，明矾石的δ34S值为13.62～16.02‰，后者明显大于前者。本次研究认为黄铁矿的δ34S值代表当时的岩浆源硫，而明矾石较大的δ34S值为岩浆硫经过同位素分馏的结果。铅同位素研究发现，明矾石矿石的206Pb/204Pb＝17.963～18.606，207Pb/204Pb＝15.439～15.672，208Pb/204Pb＝38.405～38.796。通过与中生代火山岩和基底变质岩的对比，本次研究认为明矾石的铅源为中生代火山岩来源，与基底变质岩并无直接的来源关系。 5：通过明矾石矿床的地球化学特征研究，结合实际地质特征和前人研究成果，本次研究提出了以下矿床成因：明矾石矿床形成环境为浅成低温氧化环境；成矿物质来源于围岩，成矿所需的硫源为分馏的岩浆硫；矿床形成时期为73～95Ma，比围岩晚10～20Ma；矿床成因为火山热液交代成因。 浙江省中生代火山岩成矿体系主要指受浙江省中生代火山构造、岩浆活动控制的一系列不同类型的矿床组合。成矿体系主要受江绍深断裂带和中生代陆相火山岩控制。前人对成矿体系中的单一矿床研究较多，但是缺少横向对比研究。本次工作主要通过对成矿体系中的两类矿床（金属矿床和非金属矿床）进行对比研究，结合中生代火山岩演化过程，初步探索成矿体系中各类矿床间的联系以及成矿体系与火山岩演变的关系。本次工作取得以下几点初步认识： 1：成矿体系中各类矿床的整体分布受江绍深断裂、温州－镇海大断裂等一些深大断裂控制。各矿床的具体控（容）矿构造都为次级压－压扭性断裂和破火山口构造，其中破火山口构造在成矿过程中占非常重要的作用。 2：成矿体系中各类矿床的成矿温度低，深度浅，为典型的浅成低温矿床。 3：铅同位素资料表明，矿床的铅源为中生代火山岩来源，与基底并无直接联系。氢氧同位素资料表明，各类矿床的成矿流体以中生代大气降水为主，岩浆水占很少部分或并无参与成矿。 4：成矿体系存在明显的成矿成岩时差，金属矿床在12.44～45.6Ma，萤石矿床为25～75Ma，其他非金属矿床为10～20Ma；铅锌（银）金等金属矿床为具有明显的两期成矿特征。

贵州红枫湖汞的生物地球化学循环

上世纪八十年代，科学家们发现在北美和北欧一些远离汞污染源的湖泊中，某些鱼汞含量远远超过了世界卫生组织建议的食用水产品汞含量标准，这一现象引起了人们对水环境系统中汞的生物地球化学循环的极大关注。因此本论文对贵州红枫湖和加拿大安大略省3个小湖中汞的形态与分布特征进行了详细的研究，并对红枫湖整个汞的生物地球化学循环做了较为完整深入的探讨。本论文主要包括以下4方面的研究内容：（1）沉积物甲基汞分析方法的建立；（2）红枫湖水体、沉积物、鱼体中各种汞形态的含量、分布特征以及水体富营养化对其影响的研究；（3）红枫湖汞形态转化、输入输出通量及其质量平衡的估算；（4）红枫湖的对比研究点—加拿大安大略省的Mary、St. George和Philips湖中不同形态汞分布特征的初步研究。通过本论文的研究，得出以下主要结论： 1. 建立了硝酸和硫酸铜溶液浸提，CH2Cl2萃取并结合水相乙基化和GC-CVAFS测定沉积物及土壤中甲基汞的方法。该方法平均回收率为 97.8%，相对标准偏差≤10.2%，方法检出限为0.6pg/g，具有所需试剂少、不用连续萃取、简捷易行、回收率高以及精密度好等特点。 2． 2004年红枫湖湖水总汞浓度在2.5-14 ng/L之间，平均值为6.9 ng/L；溶解态汞浓度范围在1.2-8.0 ng/L之间，平均为3.9 ng/L。不管是红枫湖水体汞浓度的空间分布，还是季节变化都严重受到人为污染源的干扰。湖水汞在颗粒态和溶解态之间的分配，主要受内源有机质以及氧化还原条件的影响。2004年春季后五由于水华现象大量繁殖的藻类，吸附了大量的汞，从而改变了汞在水库中的分配和迁移。这些藻类的生长对水体中溶解气态汞浓度分布也有显著的影响。湖水中活性汞分布特征主要受Hg2+的光致还原过程、Hg2+的甲基化过程以及人为源的输入等过程控制。 3. 红枫湖夏季下层滞水带中，甲基汞含量显著升高，特别是在后五缺氧层，最高值达0.92ng/L。夏季总甲基汞和溶解态甲基汞在水体剖面上的分布表明：在富营养化较严重的后五，水体中升高的甲基汞主要来自水体中汞的甲基化过程；而在富营养化特征不明显的大坝，水体中升高的甲基汞主要来自沉积物甲基汞的释放。红枫湖水体中各种汞形态的分布特征表明，富营养化对汞的迁移转化影响显著，尤其是汞的甲基化过程。水体富营养化为汞的甲基化提供了有利条件，给水生生态环境及人体健康带来了潜在的威胁。 4. 红枫湖沉积物总汞浓度为0.392 ± 0.070 μg/g，高于世界其它背景区汞浓度，也高于处于同一流域的乌江渡水库和东风水库，表明红枫湖受到了一定程度的汞污染。两个采样点总汞无明显的季节变化，但其剖面分布都有在上层富集的趋势。沉积物甲基汞浓度的季节变化和剖面最大峰值分布，主要受氧化还原带的季节性迁移所控制。沉积物甲基汞浓度在春季最高，其余季节则没有明显差异，甲基汞峰值出现在表层0～8cm以内，与红枫湖沉积物中硫酸盐还原菌活动区域一致。 5. 红枫湖总汞在孔隙水中的浓度及在固/液之间的分配系数主要和温度有关，与沉积物中总汞相关性不大，而孔隙水中甲基汞浓度则和沉积物甲基汞浓度存在着极显著的相关性（r=0.70, p<0.001）。沉积物和孔隙水甲基汞浓度除受到固/液分配系数影响外，主要还受到甲基汞产生过程控制。 6. 由于本次研究所采集的鱼类多为红枫湖人工饲养鱼，生长速度快，食物链短，故总汞含量（32ng/g）和甲基汞含量(12ng/g)都远远低于国家食用标准。汞含量在不同鱼种中的分布趋势为：肉食性鱼类>杂食性鱼类>草食性鱼类，这表明鱼体中汞含量主要和鱼的摄食习惯有关。 7． 红枫湖总汞质量平衡模型的估算结果表明，红枫湖水体中汞的总源为30066 g.a-1，总汇为31010g.a-1。水体中总汞最大的源来自于河流输入（82%），而最大的汇是水体颗粒态汞的沉降（78%）。甲基汞质量平衡模型的估算结果表明河流输出是水体甲基汞一个重要的汇，占总汇的45%, 比河流输入占总源的比例高30%，表明水库是下游水体甲基汞的源。 8. 红枫湖汞在水-沉积物界面的迁移通量表明，沉积物是水体中汞和甲基汞一个巨大的汇，而沉积物对上覆水体总汞和甲基汞的贡献却很有限。红枫湖汞在水-气界面的迁移通量表明，大气汞沉降特别是干沉降是红枫湖水体总汞一个重要的污染源，其对红枫湖汞的贡献远大于水体向大气释放的汞，大气沉降每年向红枫湖净贡献汞量为3364 g.a-1。 9. 在对比研究的湖泊中，水体中甲基汞的剖面分布表明，斜温层颗粒态甲基汞的沉降、沉积物甲基汞的释放以及水体汞的甲基化过程都是下层水体高甲基汞的重要来源。在这些湖泊中近代汞的沉积通量为22.1 μg m-2 a-1，远低于红枫湖中汞的沉积通量（714 μg m-2 a-1）。与红枫湖以及一些典型的沉积物甲基汞的垂直剖面分布相比，这些小湖中甲基汞的产生不仅发生在沉积物表层，在较深的沉积物中可能也有汞的甲基化过程，而且这个过程和有机质的含量密切相关。

热带亚热带季风气候条件下表生成矿地球化学－以个旧和老挝Nameung、Boloven地区为例

在前人对热带亚热带季风型气候条件下云南个旧砂矿、老挝Xaymomboun特区Ban Nameung铜多金属矿和Champasak省Boloven高原玄武岩等研究成果基础上，采用典型表生矿床实证解剖思路，选择个旧白云岩风化剖面、锡铅砂矿、锰结核、砂矿重选流程、Ban Nameung硫化氧化矿和Boloven玄武岩风化壳等对象，通过岩矿鉴定、主量微量元素地球化学、稀土元素地球化学、人工重砂、化学物相和微区分析等研究手段，研究这些矿床表生成矿物质来源、成矿机理、矿床地球化学特征和矿物工业可利用性等内容，并探索热带亚热带季风型气候条件下典型矿床表生成矿三个问题：（1）Sn、Pb、Mn、Ag、REE、Nb、Ta、Ga和Cd等元素表生富集成矿（矿化）规律；（2）上述元素成矿机理和工业利用可能性；（3）典型矿床其他20几种元素表生贫化与富集规律。研究获得如下主要认识： 1. 个旧地区燕山期以来持续抬升和亚热带季雨林的表生环境，使个旧地区大面积出露的碳酸盐岩风化形成强烈岩溶地貌，碳酸盐岩风化过程中CaO和MgO大量淋失，为砂矿提供了巨大容矿空间，同时碳酸盐地区碱性环境有利于原生硫化矿分解。含矿或不含矿白云岩、花岗岩、玄武岩、夕卡岩和原生硫化矿石等风化形成粘土矿物和铁锰氧化物，释放出Sn、Pb、Mn、Ga、Cd、Ag、In、Cu和Zn等元素，难风化重矿物如锡石表生残留富集，而粘土矿物和铁锰氧化物对成矿元素吸附是砂矿表生成因机理之一。 2. 个旧地区岩溶型砂矿形成机理为：（1）原生重矿物残留富集成矿，如锡石、磁铁矿。（2）金属硫化物残留成矿，如砂矿中残存大量方铅矿、黄铜矿、黄铁矿，是原生硫化物残留结果。（3）表生矿物富集成矿，如白铅矿、孔雀石、自然铅和自然铜等富集。（4）铁锰氧化物吸附和包裹成矿，如铁锰氧化物吸附Pb和Ga等元素，包裹含Pb和Zn微粒矿物。（5）锰结核吸附包裹成矿，锰结核吸附和包裹Sn、Pb和Cu等元素和微粒矿物。（6）类质同象成矿，如Ga和Al类质同象，Cd和Zn等类质同象成矿。（7）岩溶作用成矿，岩溶落水洞或溶洞内水流冲刷使锡石等重矿物富集成矿。元素表生成矿不仅是单一成矿作用结果，而是综合作用结果，如Pb有表生矿物富集成矿，也有铁锰氧化物吸附成矿。 3. 砂矿中锰结核是锰铁结核，主要成分为Fe2O3 、Al2O3、SiO2和MnO等，包裹了赤铁矿、方解石、云母、石英、蒙脱石、高岭石、白云石、钾长石等和锡石、白铅矿等矿物。锰结核中Mn、Sn、Pb、Ag、Ga、Cd和In富集成矿，Cu和Zn富集矿化，锰结核比砂矿更富集Mn、Pb和REE，其成矿机理应是吸附和包裹成矿元素或矿物使其富集成矿。 4. 个旧表生砂矿共生伴生组分复杂，有用矿物有锡石、方铅矿、白铅矿、黄铜矿、自然铅、自然铜、孔雀石、软锰矿、白钨矿、磁铁矿和褐铁矿等。模拟岩溶作用自然过程中砂矿矿物流向的源兴采选车间砂矿重选流程结果表明，锡铅精矿中Pb、Ga、Mo、Cd、In、Cu和Zn等金属总实收率仅为3.03％～6.44％，绝大部分金属留在了尾矿中。一段床和矿泥床分析中，Ag和Mn回收率低于0.66％～0.29％，Ag富集在硫化物态中，没有富集在铁锰氧化物态中；Mn富集在碳酸盐态中，没有铁锰氧化物态中。整个流程中Pb、Mn、Cu和Zn等富集在碳酸盐态矿物中，没有富集在硫化物态中。选矿流程没有利用具有潜在利用价值矿物如磁铁矿。重选流程解释了岩溶过程能富集Pb、Mn、Cu和Zn的碳酸盐矿物，不能富集这些元素的硫化矿物。 5. 老挝Ban Nameung硫化矿氧化初期，风化产物中Ag、Pb、Zn和Cu淋失，SiO2、K2O和CaO富集，风化后期Ag、Fe和Mn富集。硫化矿风化过程中，Au硫化物态部分变为有机态和铁锰氧化物态；Ag硫化物态部分变为铁锰氧化物态和有机态；Cu硫化物态部分变为铁锰氧化物态和碳酸盐态；Pb硫化物态、吸附态、碳酸盐态和铁锰氧化物态部分变为铁锰氧化物态、碳酸盐态和有机态；Zn硫化物态变为部分铁锰氧化物态、有机态、碳酸盐态和吸附态矿物。随着风化作用加强，上述几种相态比例还会改变。 6. 老挝Boloven新生代亚碱性玄武岩富Nb、Ta和Ga等微量元素，风化壳中REE、Nb、Ta和Ga已富集成矿，∑REE最高775×10-6～1003×10-6，（Nb2O5＋Ta2O5）最高642×10-6~656×10-6，Ga最高81.6 ×10-6。风化壳中达到边界品位的（Nb2O5＋Ta2O5）厚度有2m以上。REE可能存在于含P和Ti矿物中，也可能形成REE独立矿物。Nb、Ta和Ga应赋存在Ti、U、Zr和Th矿物中，其成矿应是重矿物表生残留富集结果，与粘土矿物吸附和三水铝石关系不紧密。

乌江流域普定、东风水库汞的分布与质量平衡研究

本论文选择乌江流域普定水库、东风水库作为研究对象，对两个水库系统中汞的环境地球化学循环做了较为完整深入的探讨。具体来说本论文包括以下几方面的工作：（1）揭示普定和东风水库水体各种形态汞的含量、时空分布规律。（2）水库水体水质参数的分布机制研究，明确与水质参数相联系的流域环境对水库水体汞分布的影响。（3）弄清普定水库、东风水库沉积物以及孔隙水各种汞形态的含量、分布规律。（4）建立普定水库、东风水库水体汞循环的质量平衡模型，对水体中汞形态的源、汇及其迁移通量进行定量研究。（5）分析了水库对河流甲基汞输送的源效应产生原因，以理解水库-河流系统中汞的环境地球化学循环的作用。通过本论文的研究，取得以下成果： 1、普定、东风水库水库各形态汞丰水期（夏季）普遍高于枯水期（冬、春季）。普定水库夏季总汞、总甲基汞平均浓度分别为4.48和0.32 ng/L，分别是其它两季平均浓度的2.53倍和3.05倍。东风水库夏季总汞、总甲基汞平均浓度分别为2.94和0.33ng/L，分别是其它两季平均浓度的2.53倍和2.64倍。夏季地表径流带来的汞的输入是引起这种季节差异的重要原因。 2、空间分布表明，普定、东风水库无机汞在由河流输入后经过水库系统内的迁移转化，在水库下游段其浓度已有所下降，表现了水库对于无机汞的 “清除”能力。甲基汞浓度在河流经水库蓄水后，在水库库体内得到升高和“蓄集”，并且峡谷型水库在丰水期水流输送作用下库体内的下游段水体具有更强的甲基汞“蓄集”能力。 3、相关矩阵分析表明，两个水库的水质参数悬浮颗粒物（SPM）、水温（T）和硝酸盐（NO3-）与各形态汞之间普遍存在显著的正相关关系，表明这些参数对于各形态汞的季节分布起着重要作用。夏季丰水期，河流由于雨水带进大量的农田和土壤颗粒，而成为普定、东风水库水体汞的一个重要输入源，同时夏季流域相对活跃的农业耕作活动可能是引起普定、东风水库水体汞水平升高的一个重要原因。 4、普定水库、东风水库沉积物总汞全年平均分别为0.198mg/kg和0.204mg/kg，两者没有显著差异，但明显的高于其它没有污染的水体沉积物，低于处于同一流域的红枫湖水库。沉积物甲基汞浓度峰值主要出现在硫酸盐还原细菌活动区域，有机质含量在某种程度上也影响着甲基汞浓度和分布。 5、两个水库沉积物孔隙水中溶解态无机汞、溶解态甲基汞含量明显大于上覆水体。普定水库沉积物4个剖面孔隙水中溶解态总汞向上扩散对上覆水体的影响程度均为夏季>冬季，而溶解态甲基汞向上扩散对水体的影响程度是冬季>夏季。东风水库沉积物溶解态总汞、溶解态甲基汞扩散对上覆水体的影响程度的季节变化没有规律。 6、水库水体总汞质量平衡模型的估算结果表明，普定水库水体的汞总源为19088.2 g.a-1，总汇为19087.4g.a-1。东风水库水体的汞总源为17116.5 g.a-1，总汇为22562.9g.a-1。河流输入都是两个水库总汞最大的源，普定水库最大的汇是水体是向沉积物的沉降，东风水库最大的汇下泄河流总汞的输出。 7、对水库在河流甲基汞输送过程中的“源”效应分析表明沉积物孔隙水向水体释放甲基汞是水库内部甲基汞产生的重要环节，是水库对河流形成甲基汞源效应的重要原因。

伽马射线谱仪探测月球表面元素的分布——以“嫦娥一号”伽马射线谱仪为例

Apollo和Lunar Prospector(LP) 携带的伽马射线谱仪探测了月球表面的氧（O）、硅（Si）、铝（Al）、铁（Fe）、钛（Ti）、钙（Ca）、钾（K）、镁（Mg）、钍（Th）和铀（U）等10种元素的全球分布，对于了解月球的形成与演化有重要的意义。在我国首颗月球探测卫星“嫦娥一号”上搭载了伽马射线谱仪将进一步探测月球表面14种元素的分布特征。本论文的选题紧密结合“嫦娥一号”伽马射线谱仪数据处理和科学反演工作的工程需求，系统研究了伽马射线谱仪探测数据的处理流程和反演方法，并利用LP的数据开展了月球元素、岩石类型及其分布特征的反演工作，为嫦娥一号卫星伽马射线谱仪的数据处理和反演奠定了技术基础。论文主要包括如下几个方面的内容： （1）概述了伽马射线谱仪探测月球表面元素的发展历程，特别是阐述了伽马射线产生的机理和伽马射线谱仪元素探测的原理； （2）讨论了伽马射线谱仪数据反演及其模型，以及在“嫦娥一号”伽马射线谱仪数据反演中的应用； （3）阐述了“嫦娥一号”伽马射线谱仪性能指标，数据处理流程，地面验证实验（模拟月壤的研制及其试验）和初步的探测成果； （4）以LP伽马射线谱仪探测数据为例，讨论了伽马射线谱仪探测数据科学反演工作，阐述了全球Th的分布特征以及月球化学不均一性的相关性；用LP探测数据首次划分出月球岩石类型的分布，探讨了月球演化对岩石类型分布特征的影响。

湖南麻阳砂岩型自然铜矿床地质及地球化学研究

麻阳铜矿有着悠久的开采历史，被誉为“江南第一古矿”，该矿不仅为古人提供了大量的铜资源，也是现今湖南省最大的铜矿。麻阳铜矿床位于麻阳县与辰溪县交界处，地处沅麻盆地中段，南部接近雪峰山，矿体赋存于白垩系红层砂岩中，严格受地层控制。 长期以来，雪峰山地区一直是地学界研究华南构造格局的重点地区，但沅麻盆地作为雪峰山构造带的次级构造单元受关注程度相对较低。20世纪60年代，多家单位在沅麻盆地开展铜、石油、煤、石膏普查和区域地质测量工作，先后在发现了麻阳(九曲湾)、黄双、杉木溪等12处自然铜/辉铜矿矿床(矿化点)。麻阳铜矿正式投产后，对铜矿床乃至沅麻盆地地质研究工作几乎处于停滞状态。20世纪90年代，开展的区域基础地质填图和麻阳铜矿床储量扩大的相关研究，对矿床地质描述、沉积相分析等做了进一步的工作，但对矿床地球化学所做工作甚少，对麻阳铜矿中自然铜矿化形成机理的认识还存在较大的分歧。本文在深入的野外地质工作基础上，对矿区及雪峰山地区岩石、矿石进行了细致的显微鉴定，并对矿石中各类矿物进行了详细的电子探针分析；系统分析了矿区及雪峰山地区各地质单元(地质体)的主量元素、微量元素、稀土元素、同位素等地球化学特征，结合前人研究主要取得如下结论性成果： (1) 通过主、微量元素地球化学分析，确定区域上沅麻盆地及其源区沉积岩、岩浆岩都具有壳源特征，碎屑物源为活动大陆边缘及岛弧区；矿区碎屑物源区主要经历基性斜长石风化阶段，风化程度不高。 (2) 麻阳铜矿床以及盆地内其他自然铜/辉铜矿矿化点大体都产在盆地靠近雪峰山一侧，赋矿地层为晚白垩系红层，矿体具有多层性的，但严格受透水性较好的灰白色-灰绿色砂岩控制，产状与砂岩乃至红色围岩产状完全一致，无穿插现象。横向上变化沿走向发育短，倾向长且可呈树枝(鸟足)状，但矿体消失部位多为河道相砂岩相变带。矿区发育褶皱构造和同沉积以及后期与褶皱有关的多组断裂，对矿体有破坏和再富集双重作用，但地层对矿化制约更明显。 (3) 麻阳铜矿床矿区碎屑物质来源于雪峰山地区，在矿石中发现的大量原生含自然铜矿化硅质碎屑是铜的最终来源。从碎屑结构上看，这种含铜碎屑与沉积硅质岩相似，但自然铜的铅同位素组成暗示铜的来源与白马山岩体印支期花岗岩、花岗闪长岩关系密切，而明显不同于雪峰山地区出露的前寒武系变质岩以及寒武系黑色页岩(二者都含有硅质岩夹层)，因此推断，含铜碎屑可能是与白马山岩体印支期花岗岩、花岗闪长岩活动有关的热水或热液产物。盆地成矿的铜，少部分由机械搬运以碎屑形式搬运至沉积区，并受原地淋滤；绝大部分可能是在风化区溶解由流水(地表水或地下水)带入沉积盆地。 (4) 外来的铜在生物硫富集的层位，与硫结合形成辉铜矿矿化。绝大部分铜在缺硫环境下，因成矿流体物化条件的变化快速沉积形成自然铜矿化。主矿化期发生在沉积期，成矿环境为低温、弱还原条件，流体为含硫酸根、氯离子的高盐度流体，有机质在成矿过程中可能起到一定的作用。 (5) 麻阳铜矿床主成矿期矿化形成后，矿体受同沉积及后期断裂的改造，在断裂附近形成矿化再富集，同沉积及后期断裂中都发现热液特征的石膏、自然铜脉，说明断裂活动时的热液作用对矿床有改造作用。 (6) 虽然麻阳铜矿床具有矿物组合、矿物产出的特殊性，但其成矿过程可能是特定的物化条件下的简单模式：风化-搬运-沉淀-改造。

拜耳法赤泥放射性特征及应用途径研究

赤泥是氧化铝生产过程中的工业固体废弃物,具有强碱性和高放射性两个特点。目前赤泥的处置方法主要是建设赤泥堆场，供长期堆放，尚没有对其进行大规模利用的成熟技术。 随着铝工业的发展，亟需开发赤泥处置与资源化利用的新工艺技术。本论文运用环境地球化学的理论方法，采用化学分析、选矿分离、放射性测试等技术手段，对贵州铝厂拜耳法赤泥的放射性特征进行了矿物学研究，并利用铁钛着色机理生产赤泥墙体装修材料进行了应用试验研究，指明了赤泥规模化综合利用的途径。 通过研究，得到以下主要结论： 1）初步确定了赤泥放射性元素主要来源于铝土矿原矿，并赋存于原矿残留的锆石和独居石中。 2) 贵州铝厂拜耳法赤泥所含放射性偏高，倘若利用赤泥制作建筑主体材料，需要慎重考虑。 3）探讨了不同选矿方法对赤泥放射性强度的变化情况，重选、磁选、加磁粉磁选所得赤泥组分与赤泥原样放射性相比较，没有显著性差异。采用现有选矿技术，难以达到分离富集赤泥中含放射性组分。 4）利用拜耳法赤泥中富含Fe2O3和TiO2的着色机理，加入一定量的页岩可以制得金红-褐色系列颜色的彩色墙体装修材料。采用现有烧结砖厂一般生产工艺，利用拜耳法赤泥生产烧结制品，是规模化处理赤泥的一条可行途径。 本论文的研究结果指明了赤泥可行的利用途径是用于建材领域，为制定赤泥大规模资源化利用的技术路线提供了一定的理论基础。

硅酸盐细菌（GY92菌株）对两种含钾硅酸盐矿物的解钾作用研究

本文以研究硅酸盐细菌解钾作用为目的，介绍了微生物矿物学研究与应用概况、微生物与矿物的相互作用、土壤中钾的利用、土壤钾的主要状态及其相互转化，作者用矿物学与微生物学相结合的方法，分析了几种典型土壤的含钾矿物类型、试验用矿物材料的矿物学特征，细菌－矿物复合体的形成与特性，以及硅酸盐细菌GY92菌株的生物学特性，借助X－射线衍射、电子显微镜观察及化学分析手段，探讨了硅酸盐细菌GY92菌株对钾长石、伊利石的解钾作用机理等问题。全文主要内容包括：1．讨论微生物与矿物之间的关系；简述微生物矿物学的研究内容及发展概况，介绍有关微生物矿物学的部分应用成果；2．利用X－射线衍射手段分析几种典型土壤的含钾矿物类型及含量，并对所选矿物试样的矿物学特征进行了分析；3．采用微生物学试验方法研究硅酸盐细菌GY92菌株的生物学特性以及细菌－矿物复合体的形成及特性，通过这项研究为细菌对矿物的解钾作用分析选定和设计了恰当的实验手段及分析方法；4．采用高分辨电子显微镜（配备能谱仪）观察GY92菌株对钾长石，伊利石试样表面的溶蚀作用，并用X－射线衍射分析以及化学分析手段检测GY92菌株对具不同晶体结构矿物的作用效果；5．作者在附件1中采用GY92菌剂进行了初步的田间对比实验，在附件2中研究了GY92菌株产生的结瘤因子类似物。本项研究所取得的主要成果和认识如下：1．选择土壤中常见的矿物钾长石和伊利石作为实验对象，采用矿物学与微生物学相结合的手段来研究硅酸盐细菌的解钾作用机理问题，这种思路和所选用的研究方法在目前尚未见报道，作者在该项研究中的思路和所选用的研究方法对一些涉及有关细菌与矿物相互作用等问题（如细菌冶金等）的解决具有借鉴意义；2．提出细菌－矿物复合体的概念，并证明该复合体对无机离子及有机酸具有较强的吸附作用，从而为解释硅酸盐细菌对矿物的破坏作用奠定了基础；3．作者在该项研究中设计了一种分析方法，即硅酸盐细菌解钾后，如何处理培养液以便正确测定其中钾离子的浓度；4．采用高分辨电子显微镜（配备能谱仪）首次观察到细菌对矿物试样表面的溶蚀作用，用X－射线衍射分析以及化学分析手段检测GY92菌株对具不同晶体结构矿物的作用效果，并提出硅酸盐细菌对具不同晶体结构的矿物表现出作用强弱或快慢的明显差异上；5．提出硅酸盐细菌对含钾硅酸盐矿物解钾作用的综合效应的看法，从而从微生物矿物学的角度解释了硅酸盐细菌的解钾作用问题；6．作者以初步的田间对比证实GY92菌剂对农作物生长的有益作用（见附件1），并得出GY92菌株可产生结瘤因子类似物的证据（见附件2）。显然，本文的结论为硅酸盐细菌菌剂在农业生产上的利用以及硅酸盐细菌与其他有益微生物混和制成复合生物肥料的使用提供了理论依据。

贵州岩溶区红色风化壳物源及稀土元素地球化学研究

该论文在贵州及其相邻湖南吉首地区选取了十多个有代表性的碳酸盐红色风化壳,在野外仔细观察的基础上,运用矿物学、土壤物理学及地球化学等研究方法,首次较为系统地阐述了它们的物质来源及成因、矿物学及地球演化特征、稀土元素的超常富集及分异、稀土元素赋存状态等.取得了如下几点认识：1.系统论述了贵州岩溶区红色风化壳的主要物质来源,证实了碳酸盐岩上覆红色风化壳主要物质来源于碳酸盐岩中的酸不溶物,是碳酸盐岩风化后酸不溶物原地残余堆积的结果.2.系统阐述了碳酸盐岩风化壳形成过程中的矿物学与主量元素的演化特征,发现风化作用主要集中于岩-土界面附近进行.3.分析了导致剖面风化强度均匀的原因.4.提出了碳酸盐岩风化壳正反层序的判别方法.5.明确了碳酸盐岩风化壳发育的两阶段模式.6.详细研究了碳酸盐岩风化前缘地球化学碱性障的形成机理.7.初步揭示了岩-土界面稀土元素超常富集和Ce强烈亏损的地球化学机理.8.查明了稀土超常富集层中及剖面中上部稀土元素的赋存状态.9.风化前缘MREE富集现象及其形成机理.

河流相砂岩油藏剩余油分布预测方法和富集规律研究

针对我国中、新生代陆相已开发油藏特点，选择非均质性严重的注水开发河流相砂岩油藏作为研究对象，结合胜利油区主力油田孤东油田七区西馆陶组的实例，着重油藏地质精细研究，采用动静态相结合的方法，研究特高含水期剩余油分布的预测方法，准确确定剩余油的相对富集部位。分布规律及控制因素，为高含水后期油田调整开发方案。制定挖潜增产措施、控水稳油。提高采收率提供科学依据。该论文取得以下主要研究成果：1。以油藏地质精细研究为基础，形成了利用开发地质学、水淹层测井评价、生产动态分析、油藏数值模拟及油藏工程等多种方法对剩余油进行综合预测的方法和技术，其中流动单元约束下的测井评价和油藏数值模拟技术是综合预测剩余油分布的新的方法和技术。2。在纵向上从层间至层内，对储层开展多层次逐级细分研究，精细至流体流动单元，为细致地揭示平面上，垂向上层间及层内剩余油的不均一分布创造了条件。3。引人流体流动单元新概念，提出了非均质综合指数法和岩性单元流动分层指标法识别流体流动单元的新方法，通过流动单元的识别和划分，揭示了油藏非均质性，开展了从流动单元角度进行剩余油的预测方法与富集规律研究。4。在理论上阐明特高含水期河流相储层剩余油形成机理、分布规律和控制因素，提出特高含水期强非均质性河流相砂岩油藏，剩余油储量主要富集在主力相带边滩微相的新观点和新认识，改变了以往剩余油主要富集在非主力相带的观点和认识。5、研究得到的剩余油富集规律新观点和新认识，在实际应用中得到验证，取得了显著的经济效益和社会效益。

万洋山－诸广山花岗岩复式岩基的地球化学研究及地壳形成演化历史

本文将在前人大量研究工作的基础上，以多种同位不素地质年代学方法。多元同位素体系制约关系和最新的同位素示踪理论，并结合岩石化学、微量元素、稀土元素地球化学，对以下几个问题进行重点研究：1、万洋山－诸广山复式岩基，特别是岩基北段花岗岩的内位素地质年代学；2、花苋岩的物质来源、形成方式和演化历史；3、花岗岩源岩的物质组成及其年龄；4、区域地壳的形成演化历史。

江西西华山—漂塘地区花岗岩外接触带元素地球化学

本文研究范围包括西华山、荡坪半边山、木梓园、大龙山和漂塘五个钨矿床，研究内容着重于花岗岩外接触带微量元素的地球化学特点，试图把内外接触带的研究结合起来，完善本地区的成岩矿理论，并为进一步找矿提供依据。1. 西华山—漂塘地区内外接触带的成矿物质主要来自花岗岩浆。2. 在岩化浆演化过程中，存在着对流分异作用，对流分异作用促使成矿元素向岩体顶部（或边部）富集。3. 角岩化带由隆起的花岗岩体所形成。花岗岩浆和围岩直接的物质交换很少，物质交换主要通过石英脉贯入围岩裂隙，并对围岩扩散交代。4. 在花岗岩或围岩中，石英脉中钨等元素向脉旁运移，而铁、锰质从脉旁向脉中运移，当条件适当时，在脉中沉淀出钨锰铁矿。5. 无论是岩石的矿物含量、结构和构造，还是元素含量，外接触带都没有出现明显分带，其原因主要是受石英脉成分和形态的影响。6. 在本区成矿作用中，氟与钨、锡关系密切，可能氟是主要的矿化剂。7. 外接触带矿床的富贫与相对于花岗岩体的位置有关，花岗岩体上方（或边缘位置较高）的变质岩中含矿较多，相对于花岗岩体位置较低的变质岩中含矿较少。