喀斯特流域硫同位素地球化学与碳酸盐岩侵蚀

贵州的乌江流域属典型的喀斯特地貌，也是我国严重的酸雨区之一。酸沉降可以导致土壤中盐基离子的流失并释放出具有植物毒性的元素，对植被和生态造成破坏。即使在酸沉降停止后，土壤的退化也会持续，pH值仍可继续降低。因此，加强乌江流域的酸沉降对土壤及生态系统破坏的研究十分必要。乌江中上游地区广泛分布高硫煤和矿床硫化物，煤中的还原态硫化物（主要是黄铁矿）和矿床硫化物经过氧化风化会产生大量的溶解态金属和H2SO4，在污染环境的同时会大大加速碳酸盐岩的化学侵蚀。 本研究在导师刘丛强研究员主持的中国科学院知识创新工程重要方向重大项目（喀斯特地区（贵州乌江流域）物质的水文地球化学循环及其环境效应，批准号：KZCX2-105；乌江流域典型喀斯特土壤－植被生态系统生源要素生物地球化学研究，批准号：KZCX3-SW-140）课题的支持下，选择贵州喀斯特地区的典型河流为研究对象，利用化学质量平衡、同位素地球化学研究手段，探讨了硫酸风化碳酸盐岩对河水化学组成的影响，溶解硫酸盐的来源及硫同位素组成的时空变化，定量计算了丰水期乌江流域硫酸风化碳酸盐岩的侵蚀速率及其对大气CO2释放的影响，并对土壤总硫和硫酸盐的生物地球化学循环进行了同位素示踪研究。获得的主要结论揭示了水－岩作用和人类活动对硫的生物地球化学循环的控制机理，以及硫循环在碳酸盐岩化学风化中的作用，为了解喀斯特地区硫的循环演化及其环境效应提供了重要的基础科学依据。主要结论如下： 硫酸侵蚀碳酸盐岩对河水化学组成的影响 乌江枯、丰水期河水SO42−平均浓度分别为0.65mmol/L和0.48mmol/L，占阴离子总量的25%以上。干流河水SO42−浓度具有从上游到下游逐渐降低的趋势，支流河水SO42−浓度具有明显的区域性差异特征，枯水期上游和下游地区支流的SO42−平均浓度分别为0.80mmol/L和0.26mmol/L，丰水期河水也有类似的特征。SO42−、NO3−、Cl−与Na+浓度比值的相互关系表明河水SO42−具有人为来源。沅江水系河水SO42−含量远低于乌江河水，枯水期平均浓度0.22mmol/L，丰水期平均0.14mmol/L。 乌江流域不同来源H2SO4参与下的碳酸盐岩风化是影响河水化学组成最主要的因素。舞阳河水中的溶质主要来自H2CO3风化白云岩，不存在硫酸风化碳酸盐岩的迹象。清水江河水离子组成则同时受到H2CO3、H2SO4风化碳酸盐岩和H2CO3风化硅酸盐的影响。由此可见，喀斯特地区不同河流的河水化学组成受H2SO4风化碳酸盐岩的影响是不同的。 水－岩作用模拟表明：乌江枯水期河水的CSI在−0.2 ~ 1之间，绝大多数河水处于对CaCO3过饱和状态，丰水期河水的CSI较枯水期平均高0.3，CaCO3全部过饱和。河水PCO2,river相对大气PCO2,atm一般是过饱和的。因此，喀斯特地区河水即具有沉积性又具有向大气释放CO2的趋势。舞阳河水方解石和白云石在枯、丰水期全部过饱和，DSI平均值在两季均远高于CSI，这与舞阳河流域分布着大量的白云岩有关。而清水江大部分河水的方解石和白云石处于不饱和状态。流域不同的地质背景决定了河水中方解石和白云石的饱和状态，在同一地质背景条件下又取决于河水中的CO2分压。 扣除乌江丰水期河水化学组成中H2SO4溶解碳酸盐岩的贡献之后，部分河水由对方解石和白云石过饱和变为不饱和，溶解沉淀性质发生了根本的改变。由此可见，H2SO4风化碳酸盐岩通过改变河水的化学组成，对河水的化学稳定性也存在很大影响。 河水硫同位素地球化学与碳酸盐岩侵蚀 枯水期乌江河水硫同位素δ34S值的变化范围为−15.7‰ 到18.9‰，宽广的δ34S值范围反映了不同河段汇入的SO42−来源于流经具有不同同位素组成特征地质背景的支流。丰水期δ34S值的变化范围小于枯水期，在−11.5‰ 到8.3‰之间。两个季节河水SO42−的δ34S值均随着SO42−浓度的增加而降低。乌江硫酸盐的硫同位素组成具有明显的季节性变化，丰水期干流河水的δ34S值在−6.7‰ ~ −3.9‰之间，平均值较枯水期低3‰。支流河水的硫同位素组成具有明显的区域性差异。舞阳河河水富集34S，清水江河水富集32S，硫同位素组成的季节变化和支流差异远不如乌江明显。 硫同位素示踪显示：乌江上游河水硫酸盐主要来自煤中黄铁矿的氧化、矿床硫化物氧化及雨水；下游河水硫酸盐的硫同位素组成主要介于雨水和蒸发岩端元之间，煤中黄铁矿氧化的贡献较少。不同端元的硫同位素组成表明：丰水期水量增加时，煤中黄铁矿氧化来源的硫酸盐的贡献增加，导致了乌江河水δ34S值的降低。雨水δ34S值季节性变化对河水硫同位素组成的季节性变化的影响是次要的。 乌江河水向贵州省外输出的SO42−通量为170×1010g/a，丰水期占全年SO42−输出总量的72%，上游地区输出的SO42−占年输出总量的80%。煤中黄铁矿风化、雨水、矿床硫化物风化、蒸发岩溶解对丰水期乌江河水SO42-的贡献分别为45%、27%、24%和4%。硫化物氧化产生H2SO4，而后H2SO4侵蚀碳酸盐岩，这是研究区内两个非常重要的硫循环过程。丰水期H2SO4侵蚀碳酸盐岩的速率为35.1t/ (km2•a)，约合17.5mm/ka。总的CO2释放通量约为8.1 t/ (km2•a)。通过推导丰水期乌江流域碳酸盐岩侵蚀方程可知，丰水期乌江流域碳酸盐岩的侵蚀有52%是由H2SO4风化造成的。 喀斯特流域土壤硫的生物地球化学 黄壤的总硫含量一般小于0.1%，而石灰土的总硫含量全部大于0.1%, 同一剖面同样深度黄壤总硫含量夏季生长期高于冬季休眠期，但是石灰土则恰恰相反。一般情况下，土壤总硫含量首先与土壤类型有关，其次可能受到植被的影响。即使是同一土壤类型，随着剖面深度的增加总硫含量变化趋势也并不一致。 土壤无机硫酸盐的含量与土壤类型密切相关，黄壤SO42−含量明显高于石灰土。黄壤表层土硫酸盐形态硫占总硫的2.4% ~ 6.4%，随着剖面加深土壤硫酸盐形态硫的含量出现先增加后降低的趋势，最高可占总硫的20%以上，这种现象应该是铁、铝氧化物或氢氧化物对硫酸盐的吸附造成的。同样是黄壤，也可能由于上覆植被的不同造成不同剖面土壤硫酸盐在含量上的差异，或同一剖面不同季节含量上的差异。石灰土硫酸盐形态硫在总硫中的百分含量不超过3%，而且易受淋溶而流失，即使在有植被覆盖的情况下也是如此。 所有样品总硫的δ34S值均为正值且总是大于同层SO42−的δ34S值。随着黄壤剖面的加深δ34S值呈逐渐增加的趋势，有机硫循环过程不断富集34S可能是产生这种现象的原因。 硫同位素组成表明黄壤剖面表层土SO42−应来源于大气沉降。夏季表层土SO42−的δ34S值稍高于冬季，明显高于贵阳夏季大气降水的硫同位素组成，可能是大气总沉降的反映，也可能是不同季节土壤有机硫的矿化水平的不同造成的。黄壤剖面无论冬季还是夏季SO42−均随剖面的加深逐渐富集34S。在剖面上层SO42−的δ34S值与SO42−含量正相关，可能是有机硫矿化生成的SO42−加入的结果。下层土壤硫酸盐δ34S值与含量明显反相关，可能是硫酸盐还原菌发生作用导致了较大的同位素分馏。 从乌江上游至下游，石灰土表层土壤SO42−的硫同位素逐渐富集32S。硫同位素组成表明中、下游石灰土SO42−的来源很可能是大气降水，而上游样品还存在矿山硫的来源。 土壤无机硫酸盐对乌江河水硫酸盐的贡献还不明确，但它不应是乌江河水硫酸盐的主要来源。

城市生活垃圾填埋场向大气释放汞的通量及形态研究——以贵阳市和武汉市为例

城市生活垃圾填埋场作为大多数国家生活垃圾的主要处理场所，也常常成为一些有毒有害元素的最终归宿地。很多含汞的废弃产品，如荧光灯管、电池、水银温度计、压力计、电开关、恒温器等，在缺乏分类回收的情况下，大多混入城市生活垃圾并最终进入垃圾填埋场。在填埋场这一特殊场合，汞可以通过物理途径、化学途径、生物途径或不同途径的结合而向大气释放，并且还可能在填埋场内形成毒性很高的甲基形态汞而释放到大气中。国外对垃圾的焚烧处理已经造成了严重的大气汞污染，但是目前对垃圾填埋场向大气释放汞的研究在国内外还不多见，我国几乎还是空白。作为城市生活垃圾的生产大国，我国每年的生活垃圾产量超过1.5亿吨，占世界的1/4以上，且近九成是以填埋法进行处理的，因此研究垃圾填埋场这一人为源向大气排放汞的通量和形态、排放汞的特点以及相关的影响因素，必将为认识该释放源对大气汞的贡献以及评估其对生态环境的影响程度提供重要的参考依据，并为制定控制垃圾填埋场汞污染的相关措施提供指导，本文在理论上和现实上都具有重要意义。 2003年10月份到2006年1月份，我们对贵阳市和武汉市的5座城市生活垃圾填埋场进行了野外实地研究。这几个填埋场包括贵阳市的高雁、大转弯、仙人脚，以及武汉市的金口和岱山垃圾填埋场，它们采用不同的垃圾填埋方式（卫生填埋和简易填埋）并处于不同的运行阶段（封闭的和运行中的）。本文从两个方面开展研究：（1）垃圾填埋场通过地表向大气释放汞的通量；（2）垃圾填埋场向大气释放汞的形态。前者利用低汞空白的石英玻璃动力学通量箱法，结合高时间分辨率的大气自动测汞仪（Tekran 2537A），现场对填埋场内不同特征的地表区域（绿化区、覆土地表、裸露生活垃圾、工作面等）进行了测定；后者利用不同的捕集材料（金管、稀HCl溶液和CarbotrapTM捕集管），对排气筒垃圾填埋气中的不同形态汞（气态总汞、单甲基汞和二甲基汞）进行预富集，并结合气相色谱、冷原子荧光等检测技术进行测定。根据同步测定的相关参数对垃圾填埋场向大气释放汞的过程和影响机制进行了探讨，对垃圾填埋场向大气的排汞量进行了估算。另外对垃圾填埋场周围环境介质中的汞分布特征进行了探讨。通过两年多的野外工作，得到以下主要结论： （1）垃圾填埋场地表与大气间的汞交换通量主要以向大气的释放为主，少数情况下（如降雨、大气汞浓度较高时）也会出现大气向地表的沉降。地表/大气间的汞交换过程具有明显的日变化特征，一般在白天中午前后达到最高，夜间降至最低，并维持在稳定的水平。汞交换过程主要与光照等气象因子有关，通量强度白天高于夜间、晴天高于阴雨天。另外，通量还与基质中的汞含量密切相关，汞含量越高，排放强度越大，生活垃圾的汞含量一般高于覆盖土壤，因而裸露的生活垃圾或工作面区域汞释放强度明显高于有土壤覆盖的区域。绿化措施（植草和种树）有效的降低了汞的释放。垃圾填埋场地表汞的释放强度暖季节高出冷季节数倍。地表/大气间的汞交换通量特征显示，垃圾填埋场向大气释放汞的主要来源为上层基质，而非填埋场内部，由于覆土隔离层的屏障作用使得填埋场内部的气态汞很难垂直向上迁移和释放。垃圾填埋场的汞释放强度与城市规模以及经济发展水平没有直接相关性。 （2）垃圾填埋场地表/大气间的汞交换通量强度由于以上因素的影响，在不同地表区域以及不同时段内都可能发生很大变化。封闭的垃圾填埋场地表/大气间的汞交换通量最高出现在汞污染的覆土区，其次为未污染的覆土区，最低为绿化区，三种区域平均的汞交换通量分别为112.8~559.1、50.7~53.6、19.7 ng Hg m-2 h-1。运行中的垃圾填埋场地表/大气间的汞交换通量最高为裸露垃圾区和工作面，最高达5609.6 ng Hg m-2 h-1，平均为57.5~664.6 ng Hg m-2 h-1；其次为老的覆土区，平均为19.6~192.5 ng Hg m-2 h-1；新盖覆土区最低，平均为-1.4~27.8 ng Hg m-2 h-1。垃圾填埋场的工作面具有最大的汞释放潜力，但是因大气汞浓度较高以及波动较大等原因，动力学通量箱法无法真实测定该区域的汞释放强度，运用美国环保局提供的面状复合工业污染源模型（ISCST3）对工作面的汞释放强度估算显示，不同天气状况下的平均释汞因子为0.93 mg Hg t-1垃圾。与全球以及区域背景土壤相比，垃圾填埋场向大气的单位面积释汞强度要高出数倍乃至数千倍。因而城市生活填埋场必将对大气汞环境，特别是局域大气汞环境造成一定影响。 （3）垃圾填埋场排气筒释放的垃圾填埋气中不同形态汞的浓度差别很大。高雁、金口和岱山垃圾填埋场排气筒的气态总汞浓度为2.0~1406.0 ng Hg m-3，3座填埋场平均分别为89.8、24.6和14.2 ng Hg m-3。气态总汞浓度主要与排气筒附近的垃圾汞含量有关，并表现出一定的日变化特征，晴天比较稳定，降雨过程中上升很快，降雨过后又恢复到降雨前的水平。这一有趣现象主要与降雨时雨水置换填埋场内的含汞气体、大气压下降、通过地表释放的通道受阻有关。高雁垃圾填埋场垃圾填埋气中的单甲基汞和二甲基汞平均浓度为1.93 ng Hg m-3和9.21 ng Hg m-3，分别占同期气态总汞的0.51％和1.79％。垃圾填埋气中的甲基形态汞浓度高出背景区域大气3个数量级以上，使得垃圾填埋场成为大气甲基汞已知不多的、重要的释放来源之一。 （4）结合垃圾填埋场不同特征地表的面积以及对应的汞交换通量强度、工作面的垃圾处理量以及汞的释放因子，估算本研究的5座垃圾填埋场每年通过地表向大气的释汞量为17~1111 g Hg yr-1，工作面贡献67％~91％，覆土区较少，绿化区最少。根据垃圾填埋气的产量以及其中不同形态汞的含量，估算高雁、金口和岱山垃圾填埋场每年通过排气筒向大气的排汞量在1~2 g Hg yr-1之间；高雁填埋场通过排气筒每年向大气释放的单甲基汞和二甲基汞为20和90 mg Hg yr-1。垃圾填埋场向大气释放汞的通道主要为地表，而排气筒的贡献仅为0.2％左右（地表＋排气筒）。对全国垃圾填埋场进行的初步估算显示，2004年我国这一人为源向大气的排汞量约为600 kg Hg yr-1，占我国大气人为汞释放源的1％以下。 （5）垃圾填埋场大气中的不同形态汞浓度明显高于全球背景值，但与区域大气相当或稍高一点，部分区域有轻微污染，总体而言属于“安全”浓度范围。城市生活垃圾中的汞含量分布极不均匀，浓度为0.170~46.222 mg kg-1，几何均值0.574 mg kg-1，个别异常偏高的样品可能是被含汞的废弃产品污染了，大部分垃圾汞含量低于0.5 mg kg-1。不同垃圾填埋场覆盖土壤的汞含量差异显著，反映了填埋场所在区域的土壤背景值以及垃圾填埋活动对覆盖土壤的污染程度，有时覆土的汞含量超过区域土壤背景值的2~23倍。填埋场生长的植物因生活习性的不同汞含量分布特征也不同。高雁垃圾填埋场产生的渗滤液汞含量较低，为79.4 ng l-1，主要因为垃圾汞含量低、渗滤液呈碱性、难溶硫化物的形成以及有机/无机物对汞的吸附等。以高雁垃圾填埋场为例进行的质量平衡计算显示，每年排向渗滤液和大气的汞分别占每年输入填埋场总量的0.004％和0.3％，其余超过99％的汞仍然保留在垃圾填埋场的固体废物中，这一特点使得垃圾填埋场向大气的排汞量远低于垃圾焚烧法，后者由于高温作用使得垃圾中的汞几乎全部挥发进入大气。 （6）减少垃圾填埋场汞污染的措施包括：从源头上杜绝含汞的进入，如减少含汞产品的生产和使用，对含汞废弃产品进行专门的收集和处理；垃圾填埋以后及时进行覆土和绿化，特别是在工作面，应争取做到每日覆土；垃圾填埋场产生的气体应收集和处理，将其进行焚烧（沼气发电）可以分解其中的甲基形态汞，降低其毒性。

太阳活动驱动气候变化SGC机制的数理研究

十年至百年时间尺度的气候变化与人类社会关系密切。来自现代气候学和古气候学大量统计分析表明，太阳活动和这一时间尺度的气候变化有很好的相关性。据此，不少学者指出太阳活动强度周期性的变化驱动了这一时间尺度的气候变化。然而对这一观点一直存在众多反对意见。一部分认为，来自于统计研究的结果还不足以证明太阳活动是十年～百年时间尺度气候变化的动力源，因为地球气候系统内部海－气交换的周期性变化也能产生类似周期的气候变化。另一部分认为，由于至今没有较为令人信服的机制能够解释太阳活动对气候变化的影响，因此不能断定就是太阳活动驱动了气候变化。研究太阳活动驱动气候变化的机制已成为目前太阳活动与气候变化间关系研究领域最为迫切有待解决的问题。 目前，在太阳活动和气候变化联系机制研究领域主要存在着三类理论：1）太阳总辐射影响机制：该机制认为，太阳活动强度的变化引起了太阳总辐射量的周期性变化，从而导致了地球气候变化；2）太阳紫外辐射变化影响机制：该机制认为，太阳活动周期中占太阳总辐射9％的太阳短波辐射的变化量占太阳总辐射变化量的32％，短波辐射变化将直接影响地球中层大气热平衡和动力状态，中层大气的变化以行星波的形式传递到低层大气，从而影响地球气候；3）空间天气影响机制：该机制认为太阳活动造成空间环境中的各种高能粒子通量发生相应的变化（如银河宇宙射线、太阳宇宙射线、相对论电子等），高能粒子通量影响低空大气中的云量，云量变化改变了气候系统能量平衡，从而驱动气候变化。70年代以来，欧美利用卫星平台对太阳总辐射进行了观测。目前的结果表明，在一个太阳活动周期内太阳总辐射的变化仅有0.1％。根据目前的气候理论如此小的辐射能量变化还不足以引起显著的气候变化。对于紫外辐射变化影响机制，虽然观测到的短波辐射变化足以引起中层大气的热状态和动力状态的变化，但目前对中低层大气的联系机制还缺乏长时间的观测数据支持。20世纪60年代以来，在空间物理学家的努力下，发展了空间天气影响机制（这里简称空间天气机制）。空间天气机制目前主要形成两大次级理论，1）离子诱导成核机制（IMN机制）；2）空间天气－全球电路－静电云微物理机制（SGC机制）。离子诱导成核机制认为银河宇宙射线通量的变化能够通过离子诱导成核过程影响云层中云滴的粒子谱，导致全球的云量变化。然而随着对银河宇宙射线通量变化和全球云量间关系研究的深入人们发现，银河宇宙射线通量的变化不但仅与低层云云量有较好的相关性，而且呈现较强的纬度分异。这些都无法运用离子诱导成核理论来进行解释。空间天气－全球电路－静电云微物理机制（SGC机制），是通过对天际尺度空间天气变化与气象要素间的统计研究而建立起来。在这一时间尺度上，海气作用等因素被排除，太阳活动成为引起天气要素变化唯一的影响因子。该机制不但能有效地解释银河宇宙射线、太阳宇宙射线和相对论电子等引起的低空大气变化，而且更能解释低层大气响应的纬度分异性。同时该机制还有机地将离子诱导成核理论融入。因此，该机制可能是当前最接近太阳活动与气候变化间联系真是面目的理论。然而，该理论目前仅仅完成了理论框架体系，对静电云微物理过程进行了初步探讨，还需进行大量的定量研究。本文主要在该机制的理论框架体系下，初步尝试了定量化研究，主要建立与该机制有关的三个物理模型：1）全球电路模型；2）准静止状态下层云中电荷分布模型；3）较为完善的静电云微物理模型。 1． 全球电路模型 本文的全球电路模型，运用更为精确的银河宇宙射线成因电荷分布模型和放射性成因电荷分布模型模拟全球低空大气电荷分布，并引入了太阳活动对电荷产率的影响，同时采用了更为准确的全球地面高程数据和地表气溶胶数据，并首次引入平流层火山成因的超细气溶胶层，探讨它对全球电路的影响。通过模拟结果表明： 1） 本全球电路模型输出结果与实测数据有较好的对应，能够反映全球电路的基本特征，以及太阳活动对全球电路的影响。 2） 受太阳活动的影响，大气电阻发生明显的变化，各地大气电阻值的变化与当地的地磁纬度密切相关，即太阳活动对全球电路的影响具有很强的纬度效应，在火山活动平静期高低纬度全球电路对太阳活动的响应存在着10％～25％的差异。 3） 火山活动高峰期，高纬度中高平流层中的硫酸在离子诱导成核机制的作用下形成超细气溶胶层，由于该超细气溶胶层的存在造成全球电路对太阳活动响应的纬度效应进一步增大。在火山活动高峰期高低纬度大气柱电阻对太阳活动响应的差异可达45～85％。这造成在太阳活动强度变化过程中高纬度和低纬度地区大气补偿电流出现相反的变化。 2． 准静止状态下层云中电荷分布模型 目前通过飞机平台对非对流云系中电荷分布的观测还刚刚起步（以往的观测均来自对通过山顶观测站云层的观测，观测误差较大；以飞机为平台，穿越云层进行观测，精度较高），而对层云中电荷分布的定量模拟更是鲜见。本文尝试建立了这一模型，结果表明： 1） 本模型的计算结果得到在标准状态下云层上下边界层中云滴带电量为50～100e（e为基本带电单位），这与Beard（2004）进行的野外观测结果对应良好。云层电荷主要集中在云边界层中，在云顶层富集正气溶胶、带正电云滴，在云滴富集负气溶胶与带负电云滴。云滴和气溶胶上吸附的电荷量受大气补偿电流、云滴和气溶胶粒度、云滴和气溶胶浓度、云层高度影响显著。 2） 太阳活动引起的大气补偿电流的变化能造成低层云边界层中云滴带电量发生显著的变化，而对高层云的影响较小。结合静电云微物理过程低层云中得电荷分布将对低层云的理化特性产生较大影响，从而引起天气、气候变化。 3． 静电云微物理模型 Tinsley（2000，2001）的静电云微物理过程模型计算结果表明，带电云滴和气溶胶（包括成冰核、云凝结核），在长程斥力和短程吸引力（无论云滴带电状态如何）的作用下，碰撞过程均会发生相应变化。本文在Tinsley（2000，2001）静电微物理模型的基础上，在模型中引入小颗粒的惯性参量和云滴的重位移参量，采用新的流态模型，将参与碰撞的小颗粒的粒径范围拓展到0.1～10μm。在此基础上，运用导电面方法讨论静电云微物理过程，和原有映射电荷方法结果进行了对比。结果表明： 1） 在考虑了云滴或粒子上所带电荷在另一方上产生的映射电荷的情况下，在低层云中带电云滴与0.1～3.0μm粒径的带电粒子间的碰撞效率与不带电条件下所得的碰撞效率差异明显，随粒子所带电量的增长，碰撞效率逐步增加。而在高层大气中由于梯度力的作用控制了碰撞过程，因此静电力对碰撞过程的影响较小。粒径大于3.0μm的粒子，随着粒子质量的增加碰撞过程将受粒子自身惯性主导，静电力对这一范围内云滴－粒子的碰撞没有影响。 2） 在受静电力主导的粒子粒径范围内，随粒子密度的增大，粒子质量增加，粒子的碰撞效率随粒子的密度增大而减小。 3） 映射电荷方法和导电面方法的差异仅在“Greenfield Gap”区域表现的较为显著。在“Greenfield Gap”区域导电面方法获得的粒子碰撞效率显著高于映射电荷方法所得值。随云滴与小颗粒粒径比增大两种方法所得结果的差异逐步减小。 通过以上三个模型的模拟得到以下推论：1）与高层云相比较低层云更易受到太阳活动引起的空间环境变化的影响。而且低空大气对太阳活动的响应具有纬度效应。这与Svensmark等（2000），Kniveton等（2004）统计研究结果吻合。2）火山活动增强了全球电路对太阳活动响应的纬度差异。3）太阳活动－空间环境变化－全球电路－云静电物理过程能使太阳活动成为“小冰期”主要驱动力，太阳活动的强弱变化控制了小冰期的起止。随着太阳活动减弱，极地降雪、云量和赤道雷暴系统产生的总上升电流构成的正反馈系统加速了“小冰期”的变冷过程。对于更长时间尺度的“Milankovich”周期，受太阳常数和太阳辐射全球分布的变化，总上升电流发生相应的调制，通过SGC机制对气候产生一定影响。

高效液相色谱法分离测定Fe(Ⅱ)和络合物Fe(Ⅱ)-PDT的两种几何异构体

铁在自然界中广泛分布，其环境和生态效应主要取决于它们的理化性质、形态、溶解性以及与溶解有机质的结合程度。氧化还原性敏感元素铁在自然界主要以Fe(Ⅱ) 和Fe(Ⅲ)两种价态存在。铁在水环境中的地球化学循环作用主要通过其自身的各种价态之间转化以及与周围其他物质(微量元素,营养盐,有机质)之间的相互作用来实现的。不同形态的铁具有不同的理化性质，其环境效应和生物有效性都是不同，不同形态的铁还可对其他重金属在水体中的循环迁移、赋存形态和生物有效性等均产生不同程度的一定的影响。因此，为铁的环境地球化学行为提供更为准确的信息，就必须进行铁的形态分析，由于Fe(Ⅱ)的氧化还原敏感性，故对铁进行形态分析的前提就是准确测定Fe(Ⅱ)的含量，用普通分光光度法测定Fe(Ⅱ)特别是低含量的Fe(Ⅱ)时，结果的不准确性以及高检出限等缺点都严重制约了准确测定环境中Fe(Ⅱ)的含量。为克服用普通分光光度法测定Fe(Ⅱ)时易受样品溶液其他组分的基体干扰以及灵敏度低等缺点，我们采用了用3-(2-吡啶基)-5,6-二苯基-1,2,4-三嗪（PDT）作为柱前衍生试剂，反相离子对高效液相色谱法来测定Fe(Ⅱ)。由于络合物Fe(II)-PDT存在两种几何异构体，故在建立反相离子对高效液相色谱法来测定Fe(Ⅱ)的同时，我们进一步研究了PDT及Fe(II)-PDT的两种几何异构体色谱分离与测定的实验研究，取得了如下进展： 1．研究了有机萃取分光光度法测定Fe(Ⅱ)，实验中发现加入离子对试剂四溴酚酞乙酯钾(TPBE-K)，由于TPBE和Fe(Ⅱ)-PDT络合物生成三元离子缔合物，导致最大特征吸收波长红移，由555nm增加至610nm，三元离子缔合物[Fe(PDT)3] [TBPE]2的摩尔吸收系数由2.4×104 l•mol-1•cm-1增加至1.9×105 l•mol-1•cm-1，显著改善了方法的灵敏度，降低了检出限，在Fe(Ⅱ)含量为0~0.3μg/ml范围内，方法的线性关系良好，线性方程为y＝0.3582x＋0.01，R2＝0.9974，检出限为0.96ng/ml(S/N＝3)，达到ng/ml水平，成功应用于测定泉水及表层湖水的Fe(Ⅱ)及总铁含量。 2．将3-(2-吡啶基)-5,6-二苯基-1,2,4-三嗪(PDT)作为衍生显色络合试剂应用于分光光度法来测定Fe(Ⅱ)已得到较为充分的报道。在上述研究基础上，首次研究了将PDT作为柱前衍生络合试剂，应用于反相离子对高效液相色谱法来测定Fe(Ⅱ)，不仅克服了常规络合衍生分光光度法过量络合剂干扰试验结果的缺点，而且进一步优化选择了检测波长，由于HPLC的应用，突破了在分光光度法中只能在可见波长范围内选择检测波长为555nm，将检测波长选择在Fe(Ⅱ)-PDT吸收更强烈的紫外区295nm处，使得灵敏度得到了显著提高。在Fe(Ⅱ)浓度为0～3.5×10-6mol/l时，峰面积A和峰高H均和标准溶液的浓度C(×10-7mol/l)的线性关系良好,线性回归方程分别为：A=7.4951x-0.0785(R2=0.9999) 和H=0.5126x- 0.0915(R2=0.9997)，方法的检测限为0.35ng/ml (S/N＝3)。本方法测定Fe(Ⅱ)时，不需复杂的前处理步骤，如固相萃取、有机溶液萃取等，直接柱前衍生HPLC方法测定，方便、快速且灵敏度高，低于众多分光光度报道的检出限水准7～170ng/ml范围。 3．由于络合物Fe(II)-PDT存在面式和经式两种几何异构体，故在建立起反相离子对高效液相色谱法来测定Fe(Ⅱ)新方法的同时，进一步研究了PDT及Fe(II)-PDT的两种几何异构体色谱分离及测定实验研究，关于这方面的试验研究，目前来说还没有相关的研究报道，所以将反相离子对高效液相色谱法应用到分离及测定PDT及Fe(II)-PDT的两种几何异构体中，这也是本论文的第二个创新之处。在本实验中，所用的色谱固定相为普通的反相键合C8柱，但由于优化选择了最佳流动相条件，使得PDT及Fe(II)-PDT的两种几何异构体直接在C8柱上得到完全的基线分离。讨论了流动相中有机改性剂乙腈不同比例、不同种类的离子对试剂(高氯酸钠和十二烷基硫酸钠)及不同浓度对PDT和Fe(II)-PDT两种几何异构体的色谱行为的影响。根据不同试验条件下，对所获得的色谱参数(容量因子、分离度、选择性因子、保留时间等)进行了较为深入的分析，据此探讨了色谱分离异构体过程的机理。 4．在上述实验的基础之上，引入更能灵活的调节洗脱强度和被分离物质分离度的三元流动相(乙腈/甲醇/水=20/50/30)，优化选择了三元流动相中有机改性剂的比例以及离子对试剂的种类及浓度，使得异构体的分离度和选择性因子均得到满意结果。对一系列不同浓度的Fe(II)-PDT异构体分离，面式和经式异构体的面积和浓度之间的线性关系在4~25×10-7mol/l范围内良好，线性关系分别为：y = 3.6333x - 2.3378(R2 = 0.9957，经式异构体)，y = 1.8219x - 1.0783(R2 = 0.9964, 面式异构体)。面式和经式异构体的检测限分别为4.28ng/ml和3.44ng/ml (S/N＝3)。 5．进一步研究发现Fe(II)-PDT的两种几何异构体之间存在相互转化的动态平衡，故根据异构体含量随时间的变化就可以探讨在转变过程中的动力学和热力学参数。用高效液相色谱法研究了异构体转变过程中色谱峰高和面积随时间的变化，并依此首次得出了两种几何异构体相互转化可逆过程中的热力学和动力学参数，如熵变、焓变、自由能变化、反应速率常数等，对两种几何异构体之间的动力学转变平衡机理进行合理的解释提供了有益的参考。各不同温度下(30℃，35℃，40℃，45℃)，反应时间在3倍半衰期以内，两种几何异构体之间的相互转变平衡均符合动力学一级反应。各不同温度下Xeln[(Xe-X0)/Xe-X)]随时间变化的线性关系良好，分别为：y=0.0821x+0.7288(R2=0.9911,T=45℃)；y = 0.0486x + 0.598(R2 = 0.9987, T=40℃); y = 0.0216x + 0.5861(R2 = 0.9987, T=35℃)；y = 0.0124x + 0.591(R2 = 0.9988, T=30℃)。 首次将PDT作为柱前衍生络合试剂，应用于反相离子对高效液相色谱法来测定环境中的Fe(Ⅱ)，且无需复杂的样品前处理过程(固相萃取，有机溶液萃取等浓缩富积过程)，克服了普通分光光度法检测限高、易受样品基体效应的干扰等缺点；在建立起的高效液相色谱法测定Fe(Ⅱ)的基础上，进一步对络合物Fe(II)-PDT的两种几何异构体色谱分离及动力学转变实验研究，则是对建立起的反相离子对高效液相色谱法测定Fe(Ⅱ)试验研究基础上的进一步延伸和扩展，是对测定Fe(Ⅱ)的高效液相色谱法的机理的进一步认识和探讨。PDT作为柱前衍生络合试剂首次应用于高效液相色谱测定Fe(Ⅱ)为铁的环境地球化学工作者提供了一种灵敏度高的测定Fe(Ⅱ) 的新途径，为环境样品中Fe(Ⅱ)含量的准确测定提供保证，对铁的环境地球化学研究，如铁形态分析、铁的水-沉积物界面行为等提供更翔实可靠的信息。

黔西南与玄武岩有关的铜矿及其表生成矿

摘 要 铜是我国当前紧缺的金属矿产，所以研究铜矿形成的地质规律、寻找铜的矿产基地是地质工作者一项重要的任务。本文以关岭丙坝和盘县黑牛坪地区峨眉山玄武岩底部与二叠系茅口组灰岩接触界面上赋存的铜矿床(点)为例，开展了成矿的模拟实验研究，论述了黔西南地区这一类型铜矿的成矿地质条件。 1. 铜的地球化学特性表明：铜是一种典型的亲硫元素，其外层电子构型为：3d104s1，铜离子(Cu2+)具有较强的极化力，容易被风化淋滤，形成酸根离子，增加铜盐在水中的溶解度，从而使其易于迁移搬运。 2. 分布在贵州西南部的峨眉山玄武岩中的铜矿是近年发现的一种新的铜矿类型。通过野外考察和室内岩矿鉴定，按铜矿化的矿物组合及赋存特点，初步划分为：凝灰角砾岩型黄铜矿化和次生氧化、硫化物铜矿化。其中，次生氧化、硫化物铜矿化类型在区域上的分布更为广泛。通过研究，笔者认为这一新型铜矿很可能具有重要的创新性研究意义和找矿价值。 3. 通过黔西南地区关岭丙坝和盘县黑牛坪铜矿围岩样品的水-岩相互作用模拟实验，探讨峨眉山玄武岩含铜性及与铜矿形成的关系，并研究了铜元素在成矿流体中迁移搬运的物理化学条件。实验研究结果表明，酸雨和酸性水最容易形成高含量的成矿溶液。 4. 通过低温开放体系中纳米级胶体铜的制备实验研究，笔者认为，与金、银等惰性元素不同，制备胶体铜的条件太过苛刻，不能用于地质实验研究。实验结果也表明：纳米铜胶体在没有任何保护剂存在的条件下，在低温开放体系中长期稳定存在不被氧化的可能性不大。 5. 铜离子（Cu2+）与不同矿物和岩石之间的吸附实验表明：不同的矿物和岩石对纳米铜的吸附性能不同。 6. 通过本次研究工作，笔者探讨了该类型铜矿成矿的机制：在表生条件下，富含Cu的峨眉山玄武岩，在雨水及表生循环水的淋滤下将以硫化物形式存在的Cu活化淋滤出来，然后沿岩层运移至峨眉山玄武岩底部及茅口灰岩上部的有利位置上富集。在铜元素迁移过程中，从铜的硫化矿物被氧化分解开始，形成铜的硫酸盐配合物迁移，最后氧化形成孔雀石、蓝铜矿、水胆矾等次生矿物。 关键词：铜 峨眉山玄武岩 风化淋滤实验 铜胶体 表生作用 吸附作用 黔西南

滇黔相邻地区峨眉山玄武岩地球化学特征及其成自然铜矿作用

峨眉山玄武岩分布于云、贵、川三省。在滇黔交界处，二叠世玄武岩因为广泛发育自然铜矿化而具有重要的研究意义。本研究通过地质、地层和地球化学的方法探讨本区出露的峨眉山玄武岩的起源、成因和喷发时代，同时用同位素方法探讨玄武岩铜矿成矿。通过本次研究获得以下成果： 1 探讨了威宁二叠纪玄武岩的成因。通过主量和微量元素地球化学特征研究表明：玄武岩起源于微混染的EMⅡ型富集地幔，岩浆端元矿物为石榴子石二辉橄榄岩。岩浆在上升过程中发生了辉石和橄榄石的分离结晶。微量元素Rb的强烈负异常，表明玄武岩形成后遭到了强烈的热液蚀变。 2 用恢复Rb-Sr古混合线定年方法确定了本区宣威组底部硅质页岩的成岩年龄为255±12 Ma，首次确定了峨眉山玄武岩的喷发上限年龄。 3 玄武岩铜矿石铅同位素组成206Pb/204Pb=18.078~18.923；207Pb/204Pb= 15.463~15.690； 208Pb/204Pb=38.301~39.036。通过Pb同位素比较研究，矿石铅同位素组成与玄武岩岩石铅同位素组成相似，成铜物质可能来源于玄武岩的淋滤。 4 与玄武岩铜矿伴生的沥青和碳质δ13CPDB值变化在－32.3‰ ~－21‰之间，与自然界δC13储库生物成因的碳同位素组成相符，表明其为有机成因。铜矿石中方解石的碳氧同位素表现出明显的特殊性，以富δ18OSMOW和贫δ13CPDB 为特征，δ18OSMOW和δ13CPDB值分别为13.1‰~22.9‰ 和-32.3 ‰ ~ -13．5‰。不同矿床碳同位素组成一致，暗示碳为同一来源，均为有机碳。 5 矿石中石英和方解石中流体包裹体的H-O同位素组成为：δ18O矿物-SMOW，14.3‰ ~18.9‰；δ18O水－SMOW，2.8‰ ~ 7.2‰； δ18D水－SMOW，-63.6‰ ~ -80.6‰。其中流体包裹体均一温度为151 ~ 201℃。研究表明，成矿流体来源于建造水与玄武岩发生强烈的水-岩反应所形成的成矿流体。成矿流体通过对流循环方式从玄武岩中萃取成矿物质,有机质对成矿流体的还原和对成矿物质的吸附作用可能是成矿的重要机制。

我国部分南极陨石的分类和宇宙成因核素10Be和26Al的研究

随着我国南极陨石的大量回收，对陨石的研究也越来越深入。本文主要对我国部分南极陨石和沙漠陨石开展了三方面的工作：（1）我国部分南极陨石的分类；（2）陨石中宇宙成因核素10Be和26Al的化学分离、纯化实验；（3）我国部分南极陨石和沙漠陨石的全岩化学组成分析和宇宙成因核素10Be和26Al的初步研究。 1、我国部分南极陨石的分类研究 通过对我国19次南极科考队回收的4448块陨石中24块南极普通球粒陨石的矿物、岩石分析，将这24块陨石化学－岩石类型进行了划分，分别为1个H3型（GRV 021603）、2个H4型（GRV 020200和GRV 021493）、4个H5型（GRV 020048、GRV 020078、GRV 020129和GRV 020236）、2个H6型（GRV 020075和GRV 020226）、1个L4型（GRV 021563）、8个L5型（GRV 020047、GRV 020283、GRV 020297、GRV 021547、GRV 021547、GRV 021581、GRV 021615和GRV 023771）、5个L6型（GRV 020103、GRV 020155、GRV 021505、GRV 021711和GRV 022171）、1个LL4型（GRV 020029）和1个LL6型（GRV 021496）。在此基础上，将我国的南极陨石和美国的南极陨石进行了类型和质量分布模型的对比。结果表明，我国南极陨石比美国南极陨石具有相对高的L群丰度；我国的南极陨石质量分布模型与美国南极陨石一致。 2、陨石中宇宙成因核素10Be和26Al的化学分离、纯化实验 在前人关于陨石中宇宙成因核素10Be和26Al的分离方法基础上，通过多次模拟样品的分离实验，成功地将陨石中Be和Al进行了分离、纯化。并且进一步改善了前人的分离方法，将Be的淋洗液由原来的120ml减少为90ml。在此基础上，用空白样品和吉林陨石的硅酸盐样品对整个化学分离实验进行了检验，并将所获得的BeO和Al2O3粉末用加速器质谱（AMS）进行了10Be和26Al的测试。根据所测定的10Be和26Al数据，计算得到吉林陨石的暴露年龄为0.52Ma，这一结果与前人所获得的吉林陨石第二阶段的暴露年龄0.4Ma接近。这一结果再次证明了陨石中宇宙成因核素10Be和26Al的分离流程是成功的，同时也说明本次所测的吉林陨石样品为吉林陨石第二阶段暴露辐射的样品。 3、我国部分南极陨石和沙漠陨石的全岩化学组成分析以及宇宙成因核素10Be和26Al的初步研究 对我国13块南极陨石和3块沙漠陨石进行了全岩化学成分的分析，其结果进一步证明了这些陨石由岩石、矿物分析所划分的类型的正确性。在这些陨石类型和全岩分析的基础上，对它们进行了宇宙成因核素10Be和26Al的初步分析。得到其中4块南极陨石和2块沙漠陨石的暴露年龄和居地年龄，这些陨石暴露年龄的范围为2.09－3.05Ma，居地年龄为0－0.23Ma。

黔东南地区花桥金矿金赋存状态研究

随着黄金资源的逐年开采，高品位易选矿石不断减少，低品位难处理矿石所占比例越来越大，如何最大限度地开发利用黄金矿产资源，是我们所面临的实际问题。目前很多的金矿的金矿石类型复杂，金粒度小，富集困难。因此查明金矿中金的赋存状态就显得十分重要。本文以黔东南锦屏花桥金矿为例，开展了一系列溶解实验和物相分析实验研究，并结合物理方法进一步验证，论述了花桥金矿金的赋存状态。 1．金为不活泼金属,在自然界主要呈自然金及金属互化物，金不易被氧化，是唯一在高温下不与氧起化学反应的物质。但金可以Au1+和Au3+氧化态出现，金离子极化能力很强，容易形成稳定的易溶的配位化合物。 2．根据地质踏勘了解到花桥金矿区含矿不均匀性、矿化分散、矿体厚度变化大。矿石中除金矿物外，以黄铁矿、毒砂、闪锌矿、方铅矿为主，而非金属矿物主要是石英。 3．通过对该矿区特征性单矿物溶解实验研究和单矿物金含量实验研究，笔者认为：方解石和菱铁矿极易溶于低浓度盐酸，闪锌矿和方铅矿可溶于40%的盐酸，毒砂和黄铁矿在短时间内不溶于盐酸，高温灼烧过后的毒砂和黄铁矿才能溶于盐酸。该金矿单矿物中除自然金外黄铁矿和毒砂中含金，方解石、菱铁矿和方铅矿等单矿物中不含金。 4、通过对该矿区样品金赋存状态实验研究和电子探针实验研究，认为该金矿金的赋存形式主要是明金和载体金（包裹在其它矿物中的微粒金），从实验室物相分析实验来看载体矿物主要为黄铁矿和毒砂。断层蚀变带样品中载体金所占比例较高，而石英脉中的金则主要以明金为主。 5、在选、冶工艺中要注意对黄铁矿及毒砂包裹微粒金的回收。

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。

中国西南地区大气降水中低分子有机酸研究（以贵阳市和尚重镇为例）

近几年随全球变暖和大气污染的加剧，有机气溶胶对气候和环境的影响引起了广泛的关注。其中低分子有机酸由于易溶于水，易挥发等特性可以改变大气颗粒物吸湿性、粒径分布以及形成云凝结核活性，进而改变全球的水循环和辐射平衡，而日益成为大气化学研究的重要内容。低分子有机酸极强的水溶性使雨水成为研究大气有机酸的理想载体。有机酸进入降水后是降雨的酸度重要贡献者，尤其是边远地区有机酸对降水酸度贡献高达65%。传统的大气降水研究主要侧重无机离子，认为硫酸和硝酸是降水酸度的主要贡献者，而忽略对降水中有机组分的研究。以贵阳和重庆等为代表的西南地区是我国酸雨污染的重灾区，该地区是典型喀斯特地形地貌区，生态环境具有极端的脆弱性和破坏后难以恢复性，在该地区研究酸雨形成和影响因素具有特殊的重要意义。本研究选取典型酸雨区(贵阳市)和人为污染较少黔东南州黎平县尚重镇为研究对象，2006-4～2007-4期间，收集大气降水样品221个，测定了大气降水中7种有机酸和主要阴、阳离子。对有机酸对酸雨的贡献及大气降水中无机离子和有机酸的浓度分布、变化规律、主要来源和沉降通量进行研究。主要得到了以下几点认识： 1、建立了离子色谱同时测定雨水中有机酸和无机酸分析条件。以戴安AS11-HC为分离柱、AG11-HC为保护柱，RFC-30淋洗液发生器在线产生KOH淋洗液，主要梯度条件为1mmol ( 0～6min) 、1mmol～30mmol (6～31min)。淋洗液流速1.5ml/min，柱温39℃。此条件下主要有机酸线性相关系数0.9992~0.9999，RSD%≤5%，精密度RSD%≤5%(丙酮酸RSD%=13.8%)，样品的加标回收率在80~120%之间，满足分析测试要求。 2、 贵阳市降水样品pH值的分布范围为2.49～6.92，年均值为3.28。雨水酸化率为73.8%，其中pH值小于4.0雨水占样品总数42%。尚重镇降水样品pH值的分布范围为5.01～6.50，年均值为5.83，降水的酸雨率为18.4%。贵阳市酸雨污染仍十分严重，重酸雨尤为突出(pH<4.0)，尚重镇酸雨污染较轻。 贵阳市降水样品电导率在10～1028μS/cm之间，平均值为248μS/cm，降水电导率高反映了贵阳市大气污染显著。尚重镇降水样品电导率在2.2～52.8μS/cm之间，平均值为18.1μS/cm，降水电导率低反映大气污染较轻。 3、贵阳市大气降水主要无机离子是SO42-、NO3-、H+、Ca2+、NH4+，雨量加权平均浓度分别为154.1μmol/L、33.9μmol/L、520.7μmol/L、226.4μmol/L和158.3μmol/L。采样期间，贵阳市H+年沉降通量为496.9mmol/m2/yr，夏季H+沉降占全年沉降总量的78%，贵阳市SO42-年沉降通量达到151.5mmol/m2/yr，有195.3mmol/m2/yr的Ca2+沉降。NH4+、Mg2+、Na+、K+、NO3-、Cl-的沉降通量分别为138.7mmol/m2/yr、50.9mmol/m2/yr、26.8mmol/m2/yr、11.4mmol/m2/yr、32.3mmol/m2/yr和12.6mmol/m2/yr。 尚重镇贵阳市大气降水主要无机离子是SO42-、NO3-、Ca2+、NH4+，其雨量加权平均浓度分别为43.1μmol/L、19.3μmol/L、33.0μmol/L和49.5μmol/L。采样期间，尚重镇[H+]年沉降通量为0.5mmol/m2/yr。SO42-、Ca2+和NH4+是发生沉降主要离子，分别为13.9mmol/m2/yr、10.6mmol/m2/yr和15.9mmol/m2/yr。Mg2+、Na+、K+、NO3-、Cl-的沉降通量分别为2.1mmol/m2/yr、5.9mmol/m2/yr、3.0mmol/m2/yr、6.2mmol/m2/yr和3.2mmol/m2/yr。 4、在贵阳市、尚重镇大气降水中共检测出7种低分子有机酸，分别是甲酸、乙酸、草酸、丙酮酸、丙酸、甲烷磺酸和乳酸。其中甲酸、乙酸和草酸是三种主要的有机酸。贵阳市甲酸、乙酸和草酸年平均浓度分别为14.24μmol/L、9.35μmol/L和2.79μmol/L，而在尚重镇它们浓度分别为4.95μmol/L、1.35μmol/L和2.31μmol/L。根据酸平衡常数计算法，贵阳市有机酸对自由酸贡献分别为：甲酸-7.9%，乙酸-4.7%，草酸-6.1%，三种主要有机酸贡献了18.7%的自由酸；尚重镇有机酸对自由酸贡献分别为：甲酸-25.1%，乙酸-7.5%，草酸-25.5%，有机酸对自由酸贡献率为58.1%。贵阳市有机酸占阴离子比值1.7～19.2%，平均值为6.6%。尚重镇有机酸对阴离子的贡献为0.5～92.2%，平均值为13.2%。有机酸对酸雨形成和大气降水化学起不可忽视的重要作用。 采样期间，贵阳市甲酸、乙酸和草酸的湿沉降通量分别为13.5mmol/m2/year 、8.9mmol/m2/year和2.6mmol/m2/year，甲酸和乙酸干沉降通量分别为26.7mmol/m2/year 和14.5mmol/m2/year，干沉降和湿沉降是贵阳市有机酸的主要沉降形式。尚重镇甲酸、乙酸和草酸的湿沉降通量分别为1.59mmol/m2/year 、0.43mmol/m2/year和0.04mmol/m2/year，甲酸和乙酸干沉降通量分别为0.1mmol/m2/year 和0.17mmol/m2/year，湿沉降是尚重镇有机酸的主要沉降形式。 5、尚重镇大气降水有机酸生长季节浓度高于非生长季节浓度，说明生长植物或土壤的释放可能是尚重镇大气有机酸的主要来源。贵阳市大气降水中有机酸非生长季节浓度高于生长季节浓度，主要原因是贵阳市降雨主要发生在夏季，降雨量的增加加大了对大气中微量气体的淋滤作用，降低了大气中有机酸浓度，同时夏季降雨pH值较低也不利于雨水对大气有机酸的溶解吸收。气象条件是影响有机酸浓度的重要因素。贵阳市大气有机酸主要在降雨初期进入降水并被清除的，降雨初期(1～2h)对大气有机酸清除占总清除的50～80%。随降雨的进行雨水中有机酸浓度逐渐降低，降雨后期略有升高，大降雨量对雨水中有机酸浓度起稀释的作用。尚重镇降雨量对有机酸浓度影响作用不明显，说明有机酸浓度不受雨量稀释作用控制，在降雨过程可能存在有机酸的液相来源。不同来源气团对贵阳市雨水中有机酸浓度影响不同，其中以北面方向气团降水中有机酸最高，与我国内陆大气污染较重有关。而源于海洋方向的东南气团雨水中有机酸浓度最低。 6、利用统计分析方法(相关性分析、主成分分析和聚类分析)和有机酸来源判别方法结合不同的来源释放有机酸通量得出：尚重镇大气中有机酸主要来源植物或者土壤直接或间接释放，而贵阳市有机酸来源相对复杂，其中植物的直接释放和机动车辆尾气排放不是大气有机酸的主要来源，生物质燃烧直接释放以及植物和人类活动向大气排放大量的不饱和有机物大气氧化可能是大气有机酸的重要来源。 7、从大气降水的电导率和pH值对比来看，贵阳市大气污染严重，雨水酸化率高，尚重镇大气污染较轻，雨水酸化率低。贵阳市大气降水中水溶性离子浓度是尚重镇的2～5倍左右，尚重镇地区酸沉降只有贵阳市0.1%，酸沉降对尚重镇不会造成太大影响。有机酸占贵阳市大气降水自由酸的19%，而尚重镇有超过1/2的自由酸是来源于低分子有机酸，是边远地区大气降水酸度的主要贡献者。来源分析表明尚重镇有机酸主要为生物源，贵阳市有机酸为人为源和生物源并重。 8、 传统的大气降水化学研究主要侧重于无机离子的研究，而忽略了对大气降水中有机组分的研究。本文第一次较全面、系统的研究了西南典型酸雨污染区大气降水化学组成以及降水酸度的来源，指出有机酸组分是西南地区大气降水化学的重要组成部分，对酸雨形成有不可忽视的影响。

贵州省遵义市大气降水中有机和无机地球化学特征研究

正确认识降水中的化学组分是评价酸雨和大气环境质量的重要途径，降水中低分子有机酸的研究是认识C、H、O等元素生物地球化学循环和酸雨成因的重要内容。贵州省遵义市作为我国酸雨高发地区，是降水化学组成尤其是低分子有机酸地球化学循环研究的典型区域。我们在遵义市进行了为期一年(2006年5月~2007年4月)的降水采集(共76个样品)，对pH值、电导率和主要的阴离子(包括有机和无机)、阳离子进行了测定，并进行了分析和讨论。 (1) pH和电导率的雨量加权平均值分别为4.11(范围：2.30~ 6.04)和62.10 μs•cm-1 (范围：6.60 ~ 1630.00 μs•cm-1)，酸雨频率高达93.2%，pH存在着显著的季节变化，其中冬季pH值最低，表明遵义市酸雨污染较为严重，冬季为最。 (2) 遵义市监测期间离子浓度的大小顺序为SO42-> Ca2+> H+> NH4+> NO3-> Cl-> F->HCOO-> Mg2+> K+> CH3COO-> Na+> (COO)22-> PO43-> NO2-，其中SO42-、Ca2+、H+、NH4+、NO3-是最主要离子，浓度分别为148.15 μmol•L-1、81.89 μmol•L-1、77.74 μmol•L-1、43.80 μmol•L-1和31.50μmol•L-1，它们分别占离子总量的31.97%、17.67%、16.78%、9.45%和6.54%；遵义市大气降水中主要的致酸物质是SO42-和NO3-，主要的缓冲物质是Ca2+和NH4+，大气污染类型属硫酸钙型。相对酸度和中和因子结果表明降水中仅有77%的降水酸度被碱性物质(以Ca2+和NH4+为主)中和；因子分析中H+、NO3-、nss-SO42-(非海源性硫酸根)、NH4+归为一组，再次表明SO42-和NO3-对降水酸度的重要贡献。富集系数和源的贡献分析表明，SO42-和NO3-主要来自人为活动的贡献，SO42-来源主要包括工业、民用的燃煤燃烧释放的SO2，NO3-主要是遵义市电厂和其它工厂向大气中排放的NOx的化学转化而成。Ca2+主要来自于遵义市的土壤及水泥厂等的排放；Mg2+主要来自陆源输入，部分来自海水的贡献。氮肥生产、大面积农田化肥的使用以及生物排放源很可能是该地区降水中NH4+的主要污染源。值得注意的是，作为海盐性离子的Cl-，在遵义市降水中重要的部分还是人为活动，主要是遵义工厂(如碱厂和钛厂)向大气中排放的HCl和Cl2转化而成。无机离子浓度的季节变化表明，对于遵义市，需要逐步改变能源结构尤其是冬季工业、居民燃煤的使用，才能有效地改善遵义市当前的环境污染。 (3) 遵义市降水中含量较高的常见有机酸是[HCOO-]T、[CH3COO-]T和[(COO)22-]T，它们的雨量加权平均值各为9.29 μmol•L -1、6.47 μmol•L-1和5.06 μmol•L-1；遵义市区降水中有机酸总浓度为22.28 μmol•L-1，占阴离子总量的9.39 %；遵义市降水中四季的有机酸浓度由高到低分别为：春季>冬季>秋季>夏季。以上结果表明，遵义市的有机酸是降水中的重要组成部分，其浓度存在明显的季节性变化。在一次降雨事件中，有机酸的浓度一般随降雨时间的延长而降低，但在降雨中后期有时会出现上升的现象，表明有机酸主要来自云下淋滤作用，少数情况下来自大气远距离的传输。 (4) 相关性分析发现甲酸和乙酸具有强烈的正相关(r= 0.86)，表明甲酸和乙酸具有共同的来源。有机酸与降水中的主要无机离子NO3-、nss-SO42-、K+、Na+、Ca2+等存在着中度相关，表明有机酸的来源与人为活动有着重要的关系。应用气液平衡的原理，提出了降水中甲酸、乙酸比值(F/A)aq的有机酸来源判定方法。发现遵义降水中的有机酸春季和冬季主要来自人类活动的释放，其中春季主要来自遵义市南郊的工业污染，由南方水汽(占春季总量的54%)将其污染物传输至遵义市中心城区，冬季主要是大量燃煤的燃烧释放；夏季和秋季则主要来自植物的释放，其中秋季中的部分有机酸也受到华中和华东地区(其气团占秋季总量的45%)的远距离影响。而遵义市区的山间盆地地形、高湿度、高静风率和低风速、以尘埃为主的大气污染物和有机酸的短生命周期(几小时~几天)为有机酸来源于当地创造了有利条件。 (5) 根据热力学平衡计算新方法，发现遵义市pH≤5的降水中甲酸和乙酸对自由酸度的贡献分别为14.79% (范围：0.42~91.14%)、3.66% (范围：0.02~31.55%)。对比显示，遵义市的有机酸贡献量低于边远地区，主要由于遵义市降水的低pH值和高无机酸度所致。在春、夏、秋、冬季节，降水中的有机酸对自由酸度的平均贡献值分别为31.95%、26.16%、8.02%、11.17%，表明有机酸酸度有着明显的季节性差异，春季有机酸的高贡献量主要受降水中的有机酸高含量、低水温和高pH值的共同作用，夏季受高pH值的影响，而秋季和冬季的低贡献量主要受降水的低pH值所控制。 (6) 在遵义市的沉降通量中，无机离子的湿沉降通量占所有离子湿沉降总量的94%，并存在明显的季节性变化。SO42-、Ca2+、H+、NH4+、NO3-为最主要的贡献者，分别为90.1、49.8、47.3、26.0和19.2 mmol•m-2•yr-1。对比显示，SO42-、Ca2+、H+的沉降量均属于我国的高值区，而NO3-的沉降量属于我国中值区，NH4+的沉降量属我国低值水平。营养元素总无机氮TIN(TIN= NH4+ -N+ NO3- -N+ NO2- -N)的湿沉降总量为45.7 mmol•m-2•yr-1，其中NH4+和NO3-分别占TIN的57.0%和41.9%，遵义地区高TIN值当地氮肥的施用量和工业NOx的释放量密不可分；营养元素P的沉降量为1.97 mmol•m-2•yr-1，由于P的来源较少，促使P的湿沉降通量较低。有机酸占湿沉降总量的6%，其四季的湿沉降量顺序由高到低依次为：春>秋>冬>夏，这是有机离子的浓度和四季的降雨量共同作用的结果。根据气液平衡理论可知，挥发性有机酸(HCOO-、CH3COO-和CH3CH2COO-)的干沉降量占总沉降量的47.2%，表明遵义市有机酸沉降方式包括干湿沉降两种。因此在研究遵义市的污染物尤其是有机酸类对生态系统和城市建设的影响时，有必要同时收集气样和水样。

喀斯特石漠化区植物水分利用的时空变化研究----以贵州清镇王家寨小流域为例

本研究以西南喀斯特地区的王家寨小流域为研究对象，以植物叶片δ13C值为植物水分利用效率的指示值，结合利用氢氧同位素对植物的水分来源进行确认，通过研究小流域中不同土壤类型石漠化样地、不同季节、不同等级石漠化样地及喀斯特不同小生境中常见植物种水分利用效率及水分来源的差异，旨在从小生境、植物种、植物群落等不同尺度上探讨石漠化发生过程对植物长期水分利用的影响，了解不同水源的利用对植物水分利用效率的影响，了解喀斯特生态系统特有生境中植物对水分的竞争和利用策略，以加深对生态系统水分平衡的认识。通过研究，得出了以下几点认识： 1 喀斯特石漠化区植物叶片δ13C值的时空变化 （1）在本研究区，不同土壤类型区域植物群落δ13C值均随着石漠化的进行趋正，方差分析结果显示黄壤序列植物群落叶片δ13C值存在显著差异（F（3，80）0.01=2.720.05)。整个生长季中，常见种叶片δ13C值与土壤含水量的相关关系研究表明大多数种在大多数时间随土壤水分的减少其WUE提高。 （4）本研究区小生境类型主要有石面、石沟、石缝、及土面。各小生境内植物叶片δ13C值基本上随石漠化进行趋正，即小生境尺度上植物叶片δ13C值随石漠化进行趋正。基于石漠化梯度和小生境类别的双因素方差分析表明，生长于不同石漠化等级及不同小生境的植物叶片δ13C 值总体差异显著。土面上生长的植株叶片δ13C值最负，说明较厚的土层、较多的土量能供给植物较为充足的水分、养分，避免或减小了植物的水分胁迫。对各小生境植物叶片δ13C值与各小生境主要环境因子进行相关分析，结果表明植物叶片δ13C值与小生境土壤厚度、0-10cm土壤平均含水量以及日均大气相对湿度呈显著负相关，而与日均光照强度呈显著正相关。 （5）石漠化过程中常见植物种叶片解剖结构中的栅栏组织厚度、上角质层厚度、下角质层厚度、最大导管直径均呈现逐渐增大的趋势，而海绵组织厚度则呈现逐渐减少的趋势，方差分析结果显示各解剖结构均呈现显著性差异（p<0.05）。另外，对叶片解剖结构指标与叶片δ13C值的相关分析表明，所研究的植物种叶片上述解剖形态结构中除下角质层厚度与叶片δ13C值相关关系不显著（p>0.05）外，其余指标均与其叶片δ13C值呈现显著的正相关关系（p<0.05），说明植物的WUE与植物叶片解剖结构的变化存在着内在的相关关系。 2 喀斯特石漠化区植物水分来源的时空变化 （1）由于07年降雨丰富，其喀斯特皮下水显著低于06年，但是06年喀斯特皮下水的季节变化却不大，这是由于06年为特大欠水年，观测期内降雨仅721mm，为正常年份的60%，“活塞效应”不明显。2006年对各等级石漠化样地植物水分来源研究结果表明：（12月）土壤水及小枝木质部水分的δD及δ18O值明显高于夏季（7、9月）。降雨较多的7月，强、中度石漠化大多数植物主要利用土壤水，轻、无石漠化样地植物则利用土壤水和喀斯特皮下水。9月，由于干旱严重，各石漠化样地大多数植物均不同程度的利用了喀斯特皮下水。 （2）对研究区各小生境植物水分来源的研究表明：各小生境土壤水分δD、δ18O各不相同，石缝小生境土壤水分δD、δ18O最负，石面土壤水分δD、δ18O最正，土面、石沟居中。强度石漠化土壤剖面水分δD、δ18O值>中度石漠化样地>轻度石漠化样地>无石漠化样地，显示随着石漠化的进行，样地蒸发越强烈。整体上，石缝中植物比其他生境更容易利用喀斯特皮下水，无石漠化样地的植物比石漠化样地的植物更容易利用喀斯特皮下水，常绿植物比落叶植物利用更多的喀斯特皮下水，乔木比灌木利用更多的喀斯特皮下水。 3 植物稳定性氢氧同位素与碳同位素耦合 通过对研究区植物叶片δ13C值和不同水源和植物木质部δD、δ18O值的测定，结果表明无石漠化样地植物具有更负的δ13C值，即其水分利用效率（WUE）低于石漠化样地，这是由于无石漠化样地喀斯特水赋存的二元结构，植物除了可以利用浅薄土层的水分，还拥有稳定的浅层地下水即喀斯特皮下水，这已通过植物木质部水分δD、δ18O值的测定得到佐证。落叶种具有比常绿种更正的δ13C值，即其水分利用效率（WUE）高于常绿种，这是由于常绿种比较稳定的利用了浅层地下水，具有稳定的水分来源，使得常绿种的水分利用效率（WUE）较低。土面生境植物具有比其他生境更负的δ13C值，是因为较大的土面面积、较厚的土厚，较多的土量提够给植物较多的水分，养分，土壤水分较充足，避免或减少了植物的水分胁迫，植物WUE较低。

甘肃金川II号岩体岩浆演化及铜镍硫化物成矿过程探讨

金川矿床是超大型岩浆 Ni-Cu-PGE 硫化物矿床，它赋存有世界第三的镍储量（5.45×106 t，Ni 的平均品位为 1.2%）。该矿床位于华北板块西侧阿拉善地块西南边缘龙首山隆起中。本论文以金川矿区的 II 号岩体为研究对象，在系统整理前人工作的基础上，通过深入细致的野外地质考察和系统采样，选取有代表性的样品，进行详细的显微镜鉴定，并运用元素地球化学等手段，对 II 号岩体的源区特征、岩浆演化过程及其赋存的⑴、⑵号矿体的成矿机制等主要矿床学问题进行了系统成因研究，并尝试提出了二次硫化物熔离成矿模式。本论文主要取得以下几点结论性成果： 1）岩浆起源：起源于上地幔尖晶石－石榴石二辉橄榄岩过渡地带的下部。通过上地幔源岩的柱状部分熔融模式（≥25%）或三角部分熔融模式（10～15%），形成富PGE的S不饱和原始岩浆。 2）地壳同化混染：地壳物质的同化混染主要是由早期下地壳物质的同化混染和晚期上地壳物质的同化混染组成的多阶段同化混染，并且其成分为富钙质围岩。 3）结晶分异演化：金川II号岩体作为橄榄石堆积相，其橄榄石的结晶主要发生在上地壳深部岩浆房，而橄榄石与熔浆的反应及辉石和斜长石的结晶则主要发生在浅部岩浆房，既现今岩体所在位置。 4）S 的饱和机制：岩浆通道内下地壳物质的同化混染，导致岩浆硫饱和，并于岩浆通道中发生了第一次硫化物熔离；上地壳深部岩浆房中地壳物质的同化混染和橄榄石的分离结晶，促使硫饱和的母岩浆发生了第二次硫化物熔离。 5）深部岩浆房的演化：上地壳深部岩浆房中橄榄石分离结晶与硫化物熔离之后，在重力分异作用下，形成了自上而下的硅酸盐岩浆、橄榄石“晶粥”、含硫化物熔体的橄榄石“晶粥”以及矿浆的四层分层格局。同时，底部部分硫化物熔体发生了Pt合金（Pt-Fe）的脱离。 6）侵入期次：上地壳深部岩浆房中，母岩浆分异演化早期，其顶部含有尚未完全成长橄榄石颗粒的“晶粥”在构造应力挤压下首先上侵、成岩形成金川II号岩体顶部、呈“上悬体”的中细粒含辉橄榄岩；分层格局形成之后，橄榄石“晶 VI 粥”、含硫化物熔体的橄榄石“晶粥”以及矿浆依次上侵成岩、成矿，分别形成金川 II 号岩体上部的二辉橄榄岩相、⑴、⑵号矿体的主体以及⑵号矿体底部的块状矿石。

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。

甘肃阳山超大型金矿岩浆岩地球化学特征及成矿机制研究

阳山超大型金矿床位于西秦岭勉略缝合带内，地处陕、甘、川三省交界，是我国近期发现的世界级超大型金矿床。前人对该矿床的研究工作集中于矿床地质、稳定同位素、同位素年代学等方面，但对矿区内岩浆岩的系统研究始终是个空白。阳山金矿矿区内岩浆岩与矿体在时间上和空间上紧密联系，因此深入研究阳山矿区岩浆岩的地球化学特征，同时也对探讨该区构造活动、岩浆活动，揭示成矿过程、建立成矿模型具有重要意义。 本文通过对阳山金矿岩浆岩的研究，结合矿床地质、地球化学特征、大地构造背景等因素，利用主量元素、微量元素、稀土元素系统分析了阳山金矿矿区岩浆岩地球化学特征，获得了以下主要认识： 1 阳山矿区岩浆岩为是钙碱性过铝质花岗岩，岩浆在岩浆房或在侵位过程中，存在岩浆结晶分离演化趋势。 2 安坝矿段305号脉群、311脉群，葛条湾矿段和泥山矿段（除蚀变样品外）出露的岩浆岩具有比较一致的主、微量、稀土元素特征，三者在成因与物质来源上存在紧密的联系。 3 阳山矿区花岗岩的来源主要是地壳组分，同时可能还有早期俯冲带形成物质的参与，在深部地壳物质熔融后，花岗岩在秦岭微板块与扬子板块最终碰撞勉略主缝合带形成之后，于主碰撞晚期应力松弛阶段所形成。碰撞事件诱发了地壳增厚，使页岩或碎屑砂岩质的地壳岩石接近于熔融温度，由于热或水的加入引起部分熔融。 4阳山金矿的成因模型中，变质流体是阳山金矿成矿作用中的主导流体，在不同成矿阶段有少量地表水、岩浆水以及大气水混入。