高压密闭罐溶样-氢化物原子荧光法测定环境样品中的硒

使用浓HNO，＋HF混合液和浓HNO，液分别在高压密闭罐中消解土壤、沉积物、岩石和植物样品，6mol／LHCL加热还原样品后用氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）测定样品中的硒。使用该法对土壤标准参考物质GSS-4、GSS-5、GSS-6、GSS-7和植物标准GSV-1、GSV-3进行了分析，硒的测定结果与推荐值一致。加标回收实验的回收率在98．0％～101．4％，平均为99．8％。实测样品中的硒与中子活化分析（NAA）和氢化物-多接受杯质谱计（HG-MC-ICP-Ms）的分析结果基本一致，表明该法平行样的重现性好，分析速度快，提高了硒分析的准确度和分析精度。

贵州修文小山坝铝土矿中镓等伴生元素分布规律研究

通过ICP-MS等分析方法对贵州小山坝铝土矿中伴生元素的研究，发现该矿床TiO2、Ga、Ge、Sc、Nb、Li和REE等有用伴生元素在铝土矿矿体中均有较高富集，其含量大多接近或超过了工业综合利用标准，具有较大的经济价值，特别是矿区富铁铝土矿石中Ga和Sc等含量异常高。贵州铝土矿资源丰富，其伴生元素在铝土矿冶炼过程中所产生的赤泥中更为富集，因此，贵州铝土矿综合利用前景十分巨大，这些元素潜在的经济价值，在某种程度上，甚至会超过主导产品氧化铝的价值。开展铝土矿中镓等伴生有用元素的分布及赋存状态的研究，对于镓等稀散元素在特殊地质地球化学环境中超常富集机制、矿产资源综合价值的重新认识评估和矿产资源的综合利用将十分重要，不仅可为铝工业注入新的活力，增加新的经济增长点，而且还可以解决大量赤泥堆放和利用问题，同时获得较大的社会效益与环境效益。

贵州修文小山坝铝土矿中稀土元素地球化学特征

前人已经积累了大量贵州铝土矿的研究成果,但关于铝土矿与其中稀土元素的关系至今不清。本研究以修文小山坝铝土矿为例,通过ICP-MS分析测试,研究了矿石和围岩的稀土元素组成。结果表明,矿石中稀土配分模式为轻稀土富集向右倾斜型,具明显Eu负异常,与下寒武统娄山关群含泥质白云岩稀土特征参数和配分模式相似,指出该矿床成矿物质来源以下寒武统娄山关群含泥质白云岩为主,在相对氧化环境下经风化作用成矿。矿床中稀土元素主要富集于矿体及其周围,与Al2O3含量具正相关关系。矿石中稀土元素含量大多达到或超过综合利用标准,具有巨大的潜在经济价值。

贵州遵义早寒武黑色岩系底部Se的超常富集

对遵义松林下寒武统牛蹄塘组黑色岩系部分样品的对比分析表明，应用不同光度法测定的硒和应用ICP-MS分析的硒之间存在良好的相关性，表明应用ICP-MS可以快速批量分析黑色岩系样品中的硒，提出用于推导硒含量的经验公式。利用该经验公式对遵义松林牛蹄塘组黑色岩系底部钾质斑脱岩段和中部镍钼金属层段的硒进行了计算，表明在这两个岩性段存在硒的超常富集，局部都达到了工业品位。钾质斑脱岩中硒与铜具有良好的相关性，表明硒可能存在于含铜硫化物中；在镍钼层中硒与镍、铜具有较好的相关性，表明硒主要存在于镍和铜的硫化物中。根据硒的亲硫性，进一步揭示了遵义钾质斑脱岩的原始岩浆可能为含黝方石和（或）钙霞石的粗安岩、粗面岩、响岩；在镍钼富集层中铜镍、铜硒及镍硒之间都具有良好的相关性，表明镍、铜、硒富集的原始物源与超基性岩浆铜镍硫化物的分离富集有关；根据钾质斑脱岩层与多金属富集层的空间相关性及微量元素组合特征．认为在遵义松林地区早寒武世时期深部存在碱性-超基性岩浆活动。

黔西南卡林型金矿床流体包裹体中微量元素研究

用ICP－MS测定了黔西南烂泥沟和丫他卡林型金矿床石英流体包裹体中的Co、Ni、Cu、Pb、Zn和Pt等元素的含量。结果显示，不同成矿阶段石英流体包裹体中均有较高的Co、Ni、Cu、Pb和Zn含量，并首次发现卡林型金矿床成矿流体中富含Pt。据此认为基性火山岩可能是卡林金矿床成矿物质的重要来源之一。

Mo稳定同位素研究进展

随着表面热离子质谱（TIMS）和多接收器电感耦合等离子体质谱（MC-ICP-MS）的广泛应用以及同位素分析方法的改进,近10年来非传统稳定同位素（Cu、Zn、Fe、Se、Mo、Cr、Hg等）的研究得到迅速发展。其中,由于Mo同位素的分馏明显受氧化还原条件的控制,使其在指示古环境及古气候的变化方面有独特的地球化学指示意义。同时,Mo同位素在指示成矿物质来源和海洋Mo循环等方面也取得较大成果。因此,Mo同位素地球化学研究已成为国际地学领域的一个前沿和热点。本文综合前人的研究成果,结合近期自己的工作,论述了Mo同位素地球化学研究领域的一些重要进展,详细介绍了Mo同位素的化学分离、提纯和质谱分析技术,并对其应用前景进行了展望.

黔西地区峨眉山玄武岩（东岩区）铂族元素地球化学特征

利用同位素稀释-等离子体质谱(ICP-MS)方法测定了黔西水域、威宁等地的东岩区峨眉山玄武岩的铂族元素含量。结果表明，相对于原始地幔，东岩区峨眉山玄武岩的铂族元素发生了较强的分异作用，Os、Ir、Ru、Rh亏损，Pd、Pt发生富集，相对配分模式为Pd-Pt富集型；经球粒陨石及原始地幔标准化的铂族元素配分模式为向左陡倾斜型，具有陡的正斜率，Pd／Ir显著高于原始地幔、球粒陨石、原始上地幔等，而与地幔低度熔融形成的N-MORB、大陆拉斑玄武岩等接近，表明峨眉山玄武岩的物质来源为上地幔熔融程度偏低的玄武岩浆。

个旧岩浆杂岩地质地球化学及成因研究

燕山中晚期，个旧岩浆活动强烈，并形成基性、中性、酸性及碱性杂岩体。对此前人已做过很多工作，但对其成因机制并未做详细探讨。本文以神仙水花岗岩、卡房花岗岩及贾沙辉长-二长岩为研究对象采用XRF、ICP-MS、EMPA-1600等分析测试方法，对个旧岩浆杂岩体的元素地球化学特征做了详细的分析和总结，并初步得出以下结论： 1、贾沙辉长-二长岩富集LILE、LREE，相对亏损HREE，并具有富碱特征和Eu的弱负异常，说明其为富集地幔来源；但与OIB相比，具有Nb、Ta、Ti等元素的亏损，说明其受到地壳混染作用。 2、个旧花岗岩普遍具有高硅、高铝、富碱（尤其富钾）等特征。随着SiO2含量的增加，Al2O3、Fe2O3T、MgO、CaO、TiO2、P2O5的含量呈线性降低；当SiO2含量大于70%时，Na2O和K2O含量变化不大。 3、岩石类型上，个旧各花岗岩体的铝质系数A/CNK值为0.92～1.08，属于I型花岗岩；构造环境上，个旧花岗岩形成于大陆碰撞环境，为碰撞晚期或后碰撞构造环境；其主要成分来源于地壳，并有基性成分和酸性成分的混合特征。 4、初步研究表明，个旧花岗岩形成于与玄武质岩浆底侵有关的下部大陆壳重熔作用。

矿物的微生物风化地球化学研究－－以磷矿石和方解石为例

微生物与矿物间的相互作用是自然界中广泛发生的一种地质作用，微生物直接参与了自然界的物质循环，微生物对矿物风化作用的过程和机理与矿物种类、菌种及环境条件密切相关。目前还缺乏对矿物风化微观过程及风化过程中微生物生理生化特征的研究资料，随着分子生物学理论与技术的快速发展，用地球化学结合微生物学与分子生物学的理论和方法来综合研究微生物的矿物风化过程已成为可能。从分子水平和微观作用过程研究其风化过程与机理，理解微生物与矿物界面之间的相互作用及其反馈机制，是表生作用过程中生物地球化学的重要研究内容。 选用胶质芽孢杆菌（Bacillus mucilaginosus）、黑曲霉（Aspergillus niger）和青霉（Penicillium sp.），以磷矿石和方解石为例，探讨实验条件下微生物对矿物的风化作用过程与机理。微生物对矿物风化作用具有能耗低、污染小和流程短等特点，充分利用这些特点是解决土壤中无效磷的有效利用、磷矿资源的开发以及减少环境污染等问题的有效途径，对矿产资源的可持续利用和建立健康的生态环境具有十分重要的意义。采用离子色谱、ICP-OES、XRD、TEM、EDS、2-DE、电子探针和MC-ICP-MS等分析测试手段，研究微生物对矿物的风化过程与机理，得到如下结果： (1) 在黑曲霉对磷矿石风化过程中，由黑曲霉生长引发的生物机械破坏作用和生物化学降解作用是对磷矿石风化的主要趋动力，包括菌丝生长对矿物的穿插作用以及机械剥蚀作用；此外，菌体及生物大分子形成生物膜覆盖在矿物表面形成易于发生生化降解的微环境，有机酸络合Ca生成次生矿物草酸钙促进了磷矿石的风化。磷矿石直接与菌体接触所发生的风化作用强于磷矿石装入透析袋中的间接风化作用。 (2) 在胶质芽孢杆菌对磷矿石的风化过程中，菌体及其胞外多糖类物质在矿粉表面形成生物膜、菌体生长、代谢产物及有机物的机械剥蚀破碎作用等是造成矿物风化的重要原因；磷矿石直接与菌体接触进行的风化作用强于磷矿石装入透析袋中的间接风化作用。 (3) 黑曲霉对磷矿石的风化作用强于胶质芽孢杆菌，两者对磷矿石进行风化时，生物物理风化作用是导致矿物风化的主要因素；胶质芽孢杆菌风化磷矿石的过程中没有草酸钙的产生。 (4) 胶质芽孢杆菌对磷矿石的风化过程中，菌体蛋白质的表达发生变化，蛋白质的量与质的变化与磷矿石的风化密切有关。磷矿石的加入导致菌体生理代谢途径改变以适应环境的变化，并分泌相关的蛋白质导致矿物的风化。 (5) 采用Sr同位素示踪研究黑曲霉与青霉对磷灰石和方解石混合物的风化差异。黑曲霉作用混合矿物的初期，培养液pH值相对较低，对其中方解石有风化作用；中后期由于pH值升高，对磷灰石有较强的风化作用,对磷灰石的风化是由黑曲霉产生的大分子有机物对磷灰石中Ca络合的结果。青霉与混合矿物发生相互作用时，在最初的很短时间内青霉对磷灰石有风化作用，但对方解石的风化作用却表现在整个风化作用时间段，相比而言，青霉对磷灰石的风化作用不明显。这种风化差异与真菌的生物学特性有关，并表现为微生物对矿物风化的选择性。 本项研究对进一步认识土壤植被生态系统中的磷循环规律和循环过程中微生物所起的作用，以及用微生物风化作用的方式促进磷矿资源开发利用具有重要理论和实际意义。

运用硼同位素示踪贵阳市地下水污染

由于硼化合物的可溶性使水系中的硼污染日趋严重，我们运用选取了贵阳市地下水19个点，分别测定了12个月的硼浓度和硼同位素组成来指示贵阳市地下水的污染程度和污染来源。运用87Sr/86Sr及水化学特征辅助判断地层的岩性和地层的连通情况。通过本项研究，我们得到以下认识： 1.在国内首先用MC-ICP-MS测定低含量硼同位素组成； 2.提出硼浓度和硼同位素组成分别指示地下水的污染程度和污染来源； 3.87Sr/86Sr表明地下水受以碳酸盐岩为主的储水层岩性控制，局部有少量硅酸盐影响； 4. 水化学指标研究显示本地区岩溶作用发育，地下水与地表水的连通条件好，大多数地下水系统已经受到地表水的混合影响，部分水质已经受到较严重的污染； 5. 根据硼同位素研究结果并与水化学等指标相结合，可以将研究区地下水的主要污染源划分为农业污染和城市综合排放污染两大类； 6.本区岩石以碳酸盐岩为主，也有部分硅酸盐组分，二者明显不同的成因及化学组成导致不同的硼含量及硼同位素组成背景，水/岩作用后进入水体的硼同位素组成也不同。 在研究过程中，有以下思考，需要通过实验来验证： 1.改变树脂的粒度和用量会有何效果？ 2. 肖应凯等(1997)详细研究了溶液pH对Amberlite IRA-743树脂吸附硼的影响，结果表明pH在2~13的范围内，小体积(10ml)交换溶液中硼的回收率没有明显变化。pH的改变对大体积交换溶液中硼的回收率是否会有明显变化？ 3.地表水和地下水混合模型能否通过模拟实验来建立？ 4.对于文中的关于岩性影响硼的浓度和硼同位素组成的假想和推测需要通过实验验证。

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。

地外物质中铂族等亲铁元素的分析及应用

长久以来，对于陨石金属相的全岩研究主要使用中子活化分析方法（INAA），该方法具有灵敏度高、无损样品及制样简单等优点，但它无法测定所有铂族元素（PGEs）。随着分析技术的发展，电感耦合等离子质谱（ICP-MS）越来越广泛地应用于地质学领域，但在地外物质的应用中研究较少。 本论文在分析方法上，首先在国内开展了球粒陨石金属相和铁陨石的主、微量元素的ICP-AES和ICP-MS实验分析方法研究，对四块球粒陨石的金属相以及四块铁陨石进行了分析，初步讨论了星云凝聚和小行星热变质中亲铁元素的变化特征，进一步揭示了星云的凝聚过程、以及铁陨石的结晶过程。对新发现的乌拉斯台铁陨石所做的研究表明，该陨石和新疆陨石可能为成对陨石。并将研究延伸到地外撞击事件的研究中，通过对浙江煤山P/T界线层的样品进行分析，对当时的生物大灭绝事件给出了合理解释。 乌拉斯台铁陨石是在我国新疆新发现的一块铁陨石，其发现地点距离新疆铁陨石（Armanty）约130公里。我们应用ICP-MS分析了乌拉斯台铁陨石（IIIE），以及新疆铁陨石（IIIE）、南丹铁陨石（IIICD）和Mundrabilla铁陨石（IIICD）的全岩组成，结果显示和参考文献有很好的一致性，证明了该分析方法的可行性。我们对乌拉斯台铁陨石进行了系统的岩石学、矿物学、以及微量元素分析，该陨石的岩石结构属于粗粒八面体，铁纹石带宽为1.2  0.2 mm。合纹石以各种微观结构大量存在于该陨石中。陨磷镍铁矿以富镍（30.5-55.5%）的形式出现在合纹石中，或者与陨硫铁，陨硫铬铁矿等共生。并通过计算获知该陨石的冷却速率约为20℃/Myr。其岩石矿物学特征和全岩组成和新疆铁陨石相似，二者都落在IIIE化学群的范围，因此，我们将乌拉斯台铁陨石划分为IIIE化学群，并初步认为和新疆铁陨石是成对陨石。同时，对吉林球粒陨石（H5）、安龙球粒陨石（H5）、以及南极陨石GRV 9919（L3）和GRV 021603（H3）四块球粒陨石金属相进行的研究显示，球粒陨石金属相的亲铁元素配分模式主要与元素的挥发性相关，具有难熔元素基本上平坦分布，而中等和强挥发性元素随其挥性的增高而趋于贫化的特征。 铂族元素的研究不仅在讨论星云凝聚过程中亲铁元素的分异、金属-硅酸盐分异与核-幔的形成，以及金属熔体的结晶分异方面有着重要的意义，对于讨论地外物质的示踪也有着重要的作用。铂族元素在地壳中高度亏损，但在大部分地外物质中富集，因此通常将Ir的异常已否作为是否有地外物质加入的重要依据之一。距今2.51亿年前的二叠纪-三叠纪（P/T界线）时期，发生了地质历史上最大规模的生物灭绝事件，然而对于该事件的诱因却一直存有争议，主要存在两种观点：“地外撞击”和“火山喷发”。我们使用锍镍火试金和同位素稀释法，结合Te共沉淀， 应用ICP-MS分析技术，对我国煤山二叠纪-三叠纪界线层的样品进行了Ir、Ru、Rh、Pt和Pd的测定。火试金方法结果显示Ir的含量为0.053 ng/g，而同位素稀释法对P/T界线事件层样品的分析结果显示，Ir的含量在0.005-0.028 ng/g，两种分析方法的结果均显示没有Ir的正异常。将PGE使用碳质球粒陨石标准化后，整个配分模式呈现出高度分异，Ir/Pd的比值为0.02-0.03CI，明显不同于各类陨石。相反，该界线层样品的PGE配分模式和西伯利亚玄武岩（甚至也可能和峨眉山玄武岩）相似，证明了该界线层样品中的PGE可能来源于玄武岩。P/T界线层样品中PGE的含量从富含黄铁矿的壳层24f向26层呈上升趋势，且在26层为最大值，然后在28层回落，这种趋势可能暗示了玄武岩最大规模的喷发可能出现在26层。该结果有力地证明了P/T界线时期的生物灭绝事件与火山喷发的相关性，给一直存有争议的二叠纪-三叠纪生物灭绝事件提供了新的证据。

中国南方含硒建造中硒稳定同位素与化学形态的地质意义

氧化还原敏感元素硒的地球化学循环非常复杂, 它的循环主要受氧化还原势、酸碱度、温度、压力等条件的控制。长期以来，关于硒的主要研究集中在环境生物地球化学领域。对于硒的地质地球化学行为的研究，学者们认为硒不可能独立形成矿床,它主要以伴生元素的形式赋存于一些热液矿床（如，拉尔玛硒-金热液矿床等）。 二十世纪末, 我国学者开始关注硒的矿床地球化学行为, 发现了目前唯一的渔塘坝沉积型的独立硒矿床。另外，下寒武统底部黑色岩系（如，遵义牛蹄塘组）处于地球发展演化的关键时期且富集了众多的有用金属元素, 因此它引起了全世界广大地质学家的普遍关注和重视。这些黑色岩系的共同特点是含有大量的有机质和丰富的金属元素(PGE，Cu，Ni，Mo，Au，U，V，Mn，Fe，Co，Bi，Cr，Se等)。但遵义牛蹄塘组中Ni-Mo多金属层的成因一直争论不休。 本文以拉尔玛硒-金热液矿床、渔塘坝独立硒矿床、遵义黄家湾含Ni-Mo-Se多金属层剖面为研究对象，主要通过硒稳定同位素的测试和不同化学形态的分析结合其他的地球化学参数（如，C-S-Fe体系，氧化还原敏感元素），示踪富硒地层的沉积环境，研究不同地质体系中硒稳定同位素的组成，进而完善硒同位素的理论体系，探讨硒富集过程中的形态迁移途径，并为矿床的形成提供更完善的地球化学证据。通过一系列的研究工作，我们取得了以下几点认识： (1) 通过不同的消解方法准确测定了低硒,高硒样品的总硒含量,相对标准偏差小于10%，而且不同的消解方法测得同样的结果, 满足了地质样品中微量元素的测试要求。由于不同消解方式存在自身的优缺点,我们建议根据不同的样品类型,不同的研究目的选取合适的消解方法。 (2) 通过巯基棉吸附装置达到了纯化富集样品硒的目的, 硒的回收率一般大于90%, 满足同位素测试的需要。应用自制的氢化物发生器与Nu-MC-ICP-MS联用,实现了在线气体进样测试硒稳定同位素的目的。 采用标准样品匹配测试方法校正仪器测试过程中的质量分馏。 硒稳定同位素的测试精度为2δ=0.30‰, 标准NIST SRM 3149采用与样品同样的处理方法,没有发现前处理过程的同位素分馏。 (3) 传统地球化学参数对沉积环境的指示意义。通过氧化还原敏感微量元素及其与TOC的关系和C-S-Fe体系的分析，对渔塘坝独立硒矿床的多元素富集及沉积环境, 遵义黑色岩系沉积环境进行了详细的解释。TS-TFe的关系表明样品中有过量的硫存在，可能为有机硫或为其他亲硫元素提供有利的沉淀条件。C-S-Fe体系及微量元素指数V/(V + Ni) 说明渔塘坝矿区的硅质岩和页岩的沉积环境为缺氧到静海环境， Ni/Co、V/Cr几乎不能作为该区缺氧环境的指示参数, 后者可能由于Cr的外源输入（碎屑、热液等）所致。 C-S-Fe体系及微量元素指数V/(V + Ni)体系指示遵义黑色岩系的沉积环境为微含氧到缺氧的条件, 但对于Ni-Mo矿而言, V/(V + Ni)体系指示其为含氧条件沉积，这可能与Ni-Mo多金属层的成因有关。但铁的硫化度可以指示Ni-Mo多金属层极端的缺氧还原环境。 (4) 硒的形态对古氧化还原条件和矿物质来源的示踪意义。黑色岩系的硒形态分布不同于海洋沉积物，体现了成岩作用对硒形态分布的改变。黑色岩系中硒的主要形态为有机结合态和硫化物/硒化物结合态。硫化物/硒化物结合态比例与铁的硫化程度（DOS）之间明显的相关关系说明在海洋环境中硒主要通过氧化还原反应富集在富有机质的沉积物与沉积岩中。这种相关关系与岩石类型没有关系，这使得将硫化物、硒化物结合的Se（-II）比例作为一个氧化还原条件示踪剂更加可行。DOS与硫化物/硒化物结合态硒的关系，及Se（IV）与Se（-II）的关系均说明遵义牛蹄塘组的K-斑脱岩形成于碱性的氧化环境，Ni-Mo多金属层沉积于微酸性的极端还原环境，而渔塘坝矿床形成于微碱性的还原缺氧环境。生物的同化作用与异化作用之间本身存在互补关系，但这种互补关系却存在不同的转化趋势。不同的转化趋势可能主要受氧化还原反应和酸碱度的控制，其他的地质作用也可能起着重要作用（如，硅酸盐、Fe（II）的含量，硫化物、有机质含量，风化程度等）。同时我们发现相同的氧化还原条件下可能存在不同的富集途径。Ni-Mo多金属层中极少的有机结合态硒暗示海洋同生沉积主要被生物异化还原控制，而沉积物从海洋富集硒的途径主要为直接由Se（VI）和Se（IV）到Se（-II）的还原途径，从高价态到元素态的还原途径可能偶有发生但强度很小。 (5) 硒稳定同位素对矿床成因及物质来源的示踪意义。热液或表生环境中,硒的再次活化迁移对硒同位素的大范围分馏是很重要的。较少的硫化物结合态硒和较大范围的硒同位素组成说明渔塘坝矿床形成时经历了多次氧化还原过程。干酪根硒同位素组成与全岩相似, 而且样品富集轻同位素暗示该矿床硒来的富集主要通过海洋硒的生物吸收同化异化还原与多次无机氧化还原实现。对于拉尔玛金硒矿床而言，未蚀变岩体的硫化物结合态硒富集轻同位素，而后期低温流体的蚀变作用导致蚀变岩体中硫化物结合态硒富集重同位素。干酪根的硒同位素组成暗示热液输入的硒为该矿床硒的主要来源，硒从热液直接进入干酪根的机制是一致的。随着硫含量的增加岩石和矿体中的硒逐渐富集重同位素, 说明海水对矿床富集的贡献是很有限的。遵义黑色岩系中硒同位素组成与Se（-II）之间的关系, 单质硒的缺乏，硒的富集与同位素的关系说明，热液为主要的硒来源，而早寒武世海水中的硒主要通过Se（VI）和Se（IV）到Se（-II）的直接生物还原实现。三个区域的S/Se比值综合说明硫与硒的共同沉降过程中不存在硒的同位素分馏。不同化学形态的分布与不同形态中硒稳定同位素的结合可能会更好的解释硒的全球地球化学循环。 (6) 根据目前硒的同位素分馏体系及所测得的数据,我们初步建立了不同时代、不同成因黑色岩系中硒稳定同位素的分馏模式。

贵州喀斯特高原湖泊物质循环过程中的铜锌同位素地球化学－以红枫湖、阿哈湖为例

近年来铜、锌同位素地球化学研究已经进入了快速发展时期。作为新兴的同位素技术手段，铜锌同位素工具已普遍应用于地球化学、矿床学、古海洋学和生物学等多种领域，然而铜、锌同位素在湖泊生态系统中的研究却相对较少。湖泊生态系统中，重金属的迁移、循环与转化一直是地球科学家们关注的焦点，但研究手段仅局限于含量与形态的测定。因此本论文旨在通过对湖泊生态系统中铜、锌同位素的研究，揭示影响铜、锌同位素组成的主要因素，为铜、锌同位素成为湖泊系统中新的重金属示踪工具奠定基础。 本论文通过一系列条件实验，确定了用于MC-ICP-MS测定环境样品中铜、锌同位素时最佳的化学分离条件。随后选取红枫湖和阿哈湖为主要研究对象，用此实验流程对湖泊水体及其主要支流悬浮物中的铜、锌同位素的季节及剖面变化进行了初步研究。除此之外，对水体中重金属如Cu、Zn、Mn、Ni、Co、Cr、Cd和Pb的形态分布特征及物质循环进行了研究。主要得出以下几点认识： 1、环境样品中铜锌的最佳分离条件是，采用AG MP-1(100-200目)阴离子交换树脂，分别以7 mol/L HCl + 0.001% H2O2，2 mol/L HCl+ 0.001% H2O2，0.5 mol/L HNO3作为淋洗液，并分别在适当的体积接收淋洗液，可以有效地分离沉积物、植物和悬浮物等样品中的铜和锌。化学分离过程中回收率接近100％，同位素比值的变化均在误差范围以内。 2、红枫湖、阿哈湖水体及主要支流悬浮物和红枫湖生物样品中的δ65Cu分布范围为-2.64‰~1.11‰，可达到3.75‰的变化。红枫湖夏季水体悬浮物的δ65Cu变化为-0.08‰~0.25‰，入湖河流水体悬浮物δ65Cu的变化范围为0.13‰~ 1.11‰；阿哈湖夏季水体悬浮物δ65Cu的变化范围为-0.62‰~0.37‰，入湖河流水体悬浮物δ65Cu的变化范围为-1.08‰~0.60‰。两湖冬季水体悬浮物的δ65Cu值均较负。红枫湖生物样品中δ65Cu较负（-1.54‰~ 0.03‰）。 红枫湖水体悬浮物中δ65Cu的随水深的变化趋势主要受到藻类吸收作用的控制，而阿哈湖δ65Cu的随水深的变化趋势主要受到其物源的控制。说明在贫营养化湖泊中，铜同位素组成可以示踪物源；而在富营养化湖泊中，铜同位素组成则可以示踪生物活动。同时水温的垂直变化也可能是其影响因素之一。 3、红枫湖水体及其主要支流水体悬浮物中的δ66Zn变化范围分别为-0.29‰~0.26‰和-0.04‰~0.48‰，阿哈湖水体及其主要支流水体悬浮物中的δ66Zn变化范围分别为-0.18‰~0.27‰和-0.17‰~0.46‰，均表现出支流中的锌同位素组成较重的趋势。而生物样品中的δ66Zn变化范围较大，为-0.35‰~0.57‰。说明湖泊生态系统中各端元的锌同位素组成存在明显差异。 红枫湖夏季δ66Zn随着湖水深度的变化，与Chla（叶绿素）呈极显著的正相关(R=0.97)。说明锌同位素组成与藻类生物量有一定的响应关系，主要是藻类对锌的有机吸附或是吸收过程改变了锌同位素组成。阿哈湖的锌同位素组成主要受到其源区的控制作用，从而可利用锌同位素示踪源区；此外，红枫湖和阿哈湖悬浮物中的锌同位素比值均表现出夏季小于冬季，说明大气的干湿沉降可能是一个较负的锌同位素源。生物样品中的δ66Zn变化范围较大，说明由于生物作用过程导致的锌同位素分馏大于非生物过程。 4、红枫湖重金属Mn、Ni、Co、Cr、Cd和Pb的含量在南湖高于北湖，主要是羊昌湖的输入所导致；重金属入湖通量的季节性变化，直接导致了重金属含量的季节性变化。沉积物－水界面在冬夏季节，由于“富氧”和“贫氧”状态的改变，导致了溶解态Mn、Ni和Cr的季节性变化；水粒相互作用过程中，溶解有机碳（DOC）、氧化铁胶体、氧化锰胶体和水生藻类的生长繁殖，影响了重金属不同结合形态的变化。

华北北缘斜长角闪岩的部分熔融实验及其地质意义

基性岩类的（脱水）部分熔融实验是研究地球内部中酸性岩浆（熔体）形成的重要实验方法，自二十世纪70年代以来越来越受到地质学家的高度重视。华北北缘广泛分布的中生代埃达克质岩石的成因，十几年来引起国内外学者的激烈争论，至今仍没有定论。近年来的研究表明张家口地区同时出露的古老太古宙中基性下地壳岩石、中生代中酸性埃达克质岩浆岩以及汉诺坝基性麻粒岩包体等可能反映了源岩和熔融产物的综合信息，这为我们运用实验岩石学手段研究华北北缘埃达克质岩石成因提供了非常理想的条件。 本文在1.5-2.0GPa，800-1000℃条件下，对采自华北北缘的斜长角闪岩同时进行了块状与粉末状两种样品的部分熔融实验研究，利用电子探针对各实验产物进行了主量元素分析以及利用LA-ICP-MS对部分熔体进行了微量元素测试，进而比较了相同条件下块状和粉末状样品的熔融特征，并对比了实验获得的熔体与华北北缘中生代埃达克质岩石的地球化学特征，同时也将实验获得的残留体与汉诺坝基性麻粒岩包体进行了比较。获得以下主要认识： （1）相同的温度、压力和恒温时间条件下块状样品的熔融温度比粉末样品的更低。在1.5-2.0GPa，800℃时块状斜长角闪岩样品已经发生部分融融，而相同条件下粉末样品中没有观察到熔体，粉末样品的部分熔融发生在850℃左右。在850-1000℃温度范围内，相同条件下块状样品的熔体含量比粉末样品的熔体含量高出5-17vol.％，即相同条件下块状样品比粉末样品的熔融程度更高，说明块状样品更容易达到可以分凝形成岩浆的临界熔体分数（CMF），这可能暗示着自然界中的岩浆形成可能比以往通过粉末实验结果推测的更容易发生。此外，在较高的温度条件下（950-1000℃），块状样品与粉末样品的熔体在主量和微量元素上都具有大致相同的地球化学特征，可以认为二者在在岩石学应用上是等效的。 （2）1.5GPa下实验获得的熔体为花岗质－花岗闪长质熔体，850-1000℃熔体的主-微量元素的地球化学特征与华北北缘中生代埃达克质岩石的整体特征具有很好的相似性，并与实验原岩产地张家口地区的三个典型中酸性埃达克质岩体的地球化学特征类似。可以认为实验的斜长角闪岩在1.5GPa下部分熔融能够形成华北北缘中生代埃达克质岩石。2.0GPa下的实验熔体为花岗质－奥长花岗质成分，其主量和微量元素特征均与华北北缘埃达克质岩石存在较大的差别，说明该压力下不能够形成华北北缘埃达克质岩石。 （3）实验残留相主要组成为Hb+Cpx+Gt±Pl，相当于麻粒岩相或榴辉岩相的矿物组合。与汉诺坝基性麻粒岩包体的典型矿物组合Cpx+Opx+Pl存在较大差别，在化学成分上，残留相比麻粒岩包体也整体上富Fe、Al，而贫Mg、Ca。综合来看汉诺坝基性麻粒岩包体可能是多种源岩在相对低压的条件下经过多期部分熔融综合作用的结果，本次实验的原岩及条件难以完全解释其复杂的成因。 另外，针对实验熔体和华北北缘埃达克质岩石之间的一些差异，不排除可能同时存在其他与之类似的源岩，成分上具有相对富Mg、Ca而贫Fe、Al，以及不同程度的Th、U、Zr、Hf富集等特征，与斜长角闪岩一起部分熔融，共同形成中生代华北北缘的中酸性埃达克质岩石。