窝雏数处理对两种雀形目幼鸟生长的影响

基于1997～1999年野外实验，对高寒草甸小云雀和黄嘴朱顶雀两种雀形目鸟的窝雏数进行增减处理。结果表明，对照组的幼鸟生长率和离巢体重都大于增加组，说明窝雏数增加后，幼鸟质量下降。随着窝雏数增加，这两种幼鸟生长率显著下降（小云雀：r = -0.965, P = 0.035 < 0.05；朱顶雀：r = -0.828, P = 0.022 < 0.05）。窝雏数改变对小云雀幼鸟出飞重影响不显著（r = -0.418, P = 0.528 > 0.05），而对黄嘴朱顶雀有显著的影响（r = -0.901，P = 0.014 < 0.05）。

Emodin-induced apoptosis in human breast cancer BCap-37 cells through the mitochondrial signaling pathway

Emodin, a natural anthraquinone compound isolated from the rhizome of rhubarb, is reported to suppress the growth of tumor in many clinical situations. In this study, we focused on the effect of emodin in human breast cancer BCap-37 cells and further understand the underlying molecular mechanism in treating breast cancer. Using MTT assay and flow cytometry, we demonstrated the critical role of emodin in the suppression of the proliferation of BCap-37 cells based on a concentration- and time-dependent manner. The increase of apoptotic rate was also observed after incubation of BCap-37 cells on emodin at 20 mu M and 50 mu M for 48 h. The cells exhibited typical apoptotic features including cellular morphological change, chromatin condensation and membrane blebbing. The results of the study further showed that Bcl-2 level decreased, while Bax and cytosolic cytochrome c levels in sample cells increased after the emodin treatment by using Western blot. The decline in the Bcl-2/Bax ratio and the increase of cytosolic cytochrome c concentration were consistent with the increase of the apoptotic ratio. The results strongly suggest that the disruption of the mitochondrial signaling pathway was involved in emodin-induced apoptosis in BCap-37 cells.

东准噶尔和尔赛斑岩铜矿特征及其形成的构造背景

Hersai porphyry copper deposit(PCD) of eastern junggar, newly discovered copper deposit, is located at the eastern segment of the Xiemisitai-Kulankazigan-Zhifang-Qiongheba Paleozoic island arc, Eastern Junggar. The Hersai PCD is developed in a intrusive complex, characterized by intensive and multiform hydrothermal alteration, including potassic alteration, silification, chloritization，sericitization，kaolinitization and carbonatization. Granodiorite, grandiorite porphyry, granite and concealed explosion breccia are hosts of the ore bodies containing veinlet and disseminated ore. Ore-bearing granite (ZK107-1-9), granodiorite (ZK107-1-9) and Ore-barren granodiorite (HES2-1) are selected to date zircon U-Pb age by SHRIMP method, and have an age of 429.4±6.4Ma ,413.0±3.4Ma and 411.1±4.8Ma, respectively, showing that they were emplaced from Late Silurian to Early Devonian. In addition, sample ZK107-1-9 has some hydrothermal zircons with a weighted mean 206Pb/238U age of 404.9±3.7Ma which is interpreted to be related to the granodiorite porphyry. Re-Os dating of five molybdenite samples yielded a weighted average model age of 408.0±2.9Ma, indicating the metallogenic epoch of the Hersai PCD. The ore-forming age is close to the petrogenic time of garnodiorite (411-413Ma), this suggests the ore-forming porphyry is most possiblely granodiorite porphyry. Systematic major - trace elements and Rb-Sr-Sm-Nd-Pb-Hf isotopic characteristics were studied. Analysis results show that these intrusives have some interesting and special characteristics, as following:1) containing both calc-alkaline rocks and high potassium calc-alkaline rocks ; 2) have some characteristics of adakite, but not totally, such as much lower La/Yb ratios and no Eu anomaly or just faint Eu anomaly; 3) have an initial 87Sr/86Sr ratios(0.703852-0.704565) similar to that of BSE, positive εNd(t) values between 6.1 and 7.4, the initial 206Pb/204Pb values (17.576-17.912), 207Pb/204Pb values (15.400-15.453) , 208Pb/204Pb values (37.252-37.466) , and high εHf(t) values (10.2-15.4) close to the value of depleted mantle. These geochemical features suggest that these igneous rocks in the Hersai area not only have some characteristics of island arc, but also some characteristics that only appear in the continental margin arc. It is suggested that Hersai PCD is formed in the subduction setting by the partial melting of young crust. These works and advancements mentioned in the paper are helpful to understand the deposit geology, geochemistry and metallogenesis of Hersai PCD. It is also significant to understand mineralization and tectonic setting in the Qiongheba area.

针式微萃取结合GC-IRMS测定水溶液中甲酸、乙酸的稳定碳同位素组成

甲酸和乙酸稳定碳同位素组成（δ^13C）的分析对环境、食品、制药和自然产品等的研究具有重要的应用价值。但目前尚缺乏有效的测定方法。本研究利用最近出现的针式固相微萃取技术（NeedlEX），以吹扫．捕集方式对水溶液中的有机酸进行了萃取，然后利用气相色谱．同位素比值质谱联用仪（GC—IRMS）对所萃取的有机酸分子进行了占δ^13C的测定。结果显示，质谱计的信号强度与水溶液中有机酸的浓度存在显著的线性相关关系（R^2〉0．99，P〈0．05），表明Needl EX对水溶液中有机酸具有稳定的萃取能力。在甲酸与乙酸含量分别不低于300μg／mL与200μg／mL的水溶液中，1000mL的吹扫体积可以使两者δ^13C多次分析结果的相对误差分别保持在3％和1％左右，且整个实验流程没有造成可检测的碳同位素分馏作用。低于这两个浓度界线，则分析误差随浓度的降低迅速增加。本研究虽然是针对水溶液中有机酸δ^13C的测定，其萃取方法对其他水溶性挥发和半挥发有机物δ^13C的分析也同样具有应用价值.

贵阳市大气总悬浮颗粒物(TSP)的化学特征及其影响因素研究

气溶胶对气候和人类的健康都有重要影响。因此，研究大气总悬浮颗粒物（TSP）的化学组成和物理特性对更深入地了解气溶胶对气候和人类健康的影响具有重要意义。贵阳是中国受燃煤污染比较严重的城市之一，大气中高含量的SO2是其最明显的特征。尽管最近几年空气质量有所改善，但是该区的大气污染问题还比较严重，空气质量仍然不容乐观。我们于2005年1月1日到2005年12月31日在中科院地球化学研究所内全年采集总悬浮颗粒物（TSP）样品，分析测试了其主要无机离子（F-、Cl-、SO42-、NO3-、NH4+、K+、Na+、Ca2+和Mg2+）的化学性质，并结合当地的气象参数（温度，风速，降雨量和相对湿度）系统地研究了TSP及其水溶性无机离子的季节变化特征。本论文的主要结论有： 1. TSP的浓度变化范围为36.91～313.44µg/m3，年均值106.60µg/m3；各离子摩尔浓度的大小顺序为：SO42-> NH4+> Ca2+ > NO3-> K+ > Na+ > Cl- > Mg2+ > F-；SO42- (23.04±12.16µg/m3)和NH4+(3.05±2.23µg/m3)是最主要的离子，分别占总离子摩尔数的37％和30％。TSP及其组分都有明显的季节变化，TSP、Cl-、SO42-、NO3-、NH4+、K+、Na+、Ca2+和Mg2+浓度的冬/夏比值分别为:1.29、5.23、1.35、2.37、1.73、1.22、1.84、1.23和1.02。 2. 温度对TSP及其水溶性无机组分的影响呈现一定的季节变化模式，冬天随温度的升高TSP及其水溶无机组分的浓度也升高，夏天随温度的升高TSP及其水溶性无机组分的浓度降低。但是从全年来看，温度与TSP及其水溶性无机组分之间有弱的负相关性，即随温度的升高，TSP及其水溶性无机组分的浓度有不同程度的下降。相对湿度与TSP及其水溶性无机组分之间存在明显的负相关关系，即随大气相对湿度的增加，TSP及其水溶性无机组分的浓度下降。在相对湿度与TSP及其水溶性无机组分浓度的日变化图中表现为相对湿度的波谷与TSP及其水溶无机组分的浓度的波峰相对应。风速与TSP及其水溶无机组分的浓度之间呈现弱的负相关性。在贵阳，风速对TSP及其水溶无机组分的影响主要表现为扩散作用和稀释作用，由风速导致的尘土再悬浮作用并不明显。雨量对TSP及其水溶性无机组分的影响主要是湿清除作用，具体表现为无雨天TSP及其水溶性无机组分的浓度较雨天高。影响TSP、Ca2+、Mg2+和F-的主要气象参数是相对湿度(RH)和风速，影响SO42-、NO3-、NH4+和Cl-的主要气象参数是温度。 3. 贵阳大气总悬浮颗粒物（TSP）总体偏酸性，TSP水溶液pH值的年均值为6.27±0.41，与总阴离子与总阳离子的当量比Q的年平均值为0.82一致；TSP中高含量的SO42-是贵阳的TSP显酸性的主要原因。 4. NH4+与SO42-和NO3-的相关系数（R）分别为0.85和0.65，NH4+与SO42-的摩尔比值为0.8，说明贵阳TSP中的NH4+主要以(NH4)2SO4的形式存在。Ca2+和Mg2+有较好的相关性（R=0.72）和相似的变化特征，说明二者可能有共同的来源。 5. 2005年贵阳TSP中SO42-/ Ca2+的平均值为13.64，几乎是干净大陆SO42-/ Ca2+的本底值的20倍，说明贵阳的大气污染主要是人为因素所致。NO3-/SO42-的平均值为0.15，说明固定源对贵阳气溶胶的贡献比移动源（通常指交通工具所排放的尾气）对气溶胶的贡献大；

贵阳城市污水、河流及养鱼水域抗生素的地球化学行为

抗生素是广泛应用于人类和动物疾病治疗的药物，近年来在养殖业中抗生素更是常常作为动物催长剂。这些抗生素会通过人畜排泄物、药品的丢弃、污水排放、农业废物堆积等途径进入到环境中。环境中抗生素的残留会导致细菌耐药性的产生、微生态平衡的破坏，以及对生态环境和人类难以预知的影响。抗生素污染是近十年来才在国际上引起注意的新型环境问题，目前研究非常薄弱，要深入认识抗生素的环境影响特征就迫切需要对抗生素在环境中的迁移、归宿等地球化学行为进行针对性的研究。本文研究了贵阳城市污水、南明河及乌江渡水库中氯霉素（CAP）、土霉素（OTC）、四环素（TC）和金霉素（CTC）的环境地球化学特征，包括抗生素的分布、迁移特征及影响因素，并分析了贵阳市动物源性食品中抗生素的残留特征，探讨了环境因素对抗生素稳定性及吸附/解吸的影响，以期了解抗生素在环境中的降解、迁移等环境行为的特征，并据此评价抗生素的环境影响特点，为认识抗生素的污染特点、发展相应的控制、治理措施提供科学依据。主要内容包括： 1. 对环境样品中CAP和TCs的前处理过程和检测方法进行了优化。对水样的前处理采用固相萃取的方法，对土壤和沉积物的前处理采用EDTA-McIlvaine振荡萃取、SAX-HLB净化富集的方法；选择HPLC-UV作为分析的手段，对样品中的4种抗生素进行了检测，各化合物得到了很好的分离，该方法简便、快捷、重现性好。 2. 证实了抗生素在城市污水中的普遍存在。贵阳城市污水中以CAP的污染最为突出，其含量明显高于广州地区的城市污水；污水中四环素类药物（TCs）的含量和大多数欧美国家及地区城市污水中TCs的含量相当。这一结果证明，污水中抗生素的污染非常严重，对地表水环境形成严重的威胁。污水中抗生素的来源包括：人服用抗生素药物以及食用含有抗生素残留的食品之后的排泄物；食品中残留的抗生素随剩余食品的丢弃而进入污水。污水中抗生素的含量都具有明显的季节变化规律，冬春季含量明显高于夏秋季，我们认为这与各季节用水量和疾病特点有关。污水中抗生素的大量存在说明：1）抗生素存在滥用的现象，特别是CAP可能存在严重的违法使用，这一现象应当重视；2）污水中的抗生素会威胁水环境质量，应加强处理和控制技术。 3. 证明了城市河流受到多种来源的抗生素影响，其中城市污水是最重要的源，而且抗生素在河流中呈现一定的持久性。南明河上游河段中抗生素的来源包括郊区城镇污水、养鱼场、制药厂污水排放及地表垃圾。城市污水是抗生素的一大排放源，受其影响，排污口下游的河段受到的抗生素污染尤为严重，此外还有来自下游郊区城镇和农业污水的影响。对南明河中抗生素的来源及行为特点的剖析表明：1）抗生素在南明河的水和沉积物中具有不同的分布特征：河水中以CAP的污染最为严重，各水样中CAP的含量基本都高于TCs；而大部分沉积物中TCs的含量都高于CAP。CAP和TCs在水－沉积物之间的分布特征表明，它们在水环境中的地球化学行为明显受到吸附/解吸特点的影响，CAP的亲水性强，而TCs的亲粒性强。2）虽然在养殖业中已禁止使用CAP，但河水和污水中CAP的大量存在，这一结果揭露了CAP仍然存在大量违法使用的事实。3）河水中抗生素含量的季节差异明显，冬春季抗生素的含量高于夏秋季，其原因主要是夏秋季河水流量大，对河水中抗生素的稀释作用强。沉积物中抗生素的含量没有明显的季节变化规律，各季节抗生素的平均含量差异较小。4）受污水影响，各季节排污口下游的南明河水受到的抗生素污染尤为严重，污水口上下游之间的含量差异明显。沉积物在冬季受城市污水的影响大，在排污口下游的抗生素的含量明显高于上游，而春、夏、秋季受污水影响不明显。这可能是因为在春、夏和秋季其它污染源的影响较大，因此污水的影响强度减弱。夏季上游沉积物中CAP的含量甚至高于下游，原因一方面是因为夏季城市污水中抗生素含量低，对南明河的影响减小，另一方面可能因为夏季雨水多、水量大，将上游的地表垃圾以及积累在小河沟中的垃圾冲刷到南明河中，而这些工业及生活垃圾通常是抗生素的一大来源。 抗生素在河流中呈现了一定的持久性，在20 km的范围内水和沉积物显示了明显的污染水平，可能会对水生生态以及流域的环境造成一定的影响。此外，贵阳市南明河两岸的农田通常是用河水进行灌溉的，从而可能使抗生素的污染危及到食物链，对人体的健康有潜在的威胁。 4. 由于食品（如鱼肉、猪肉等）中残留的抗生素是污水中抗生素的重要来源，因此我们研究了养殖业（水产养殖区）中抗生素的环境行为特点，还研究了常见动物源性食品中抗生素的残留特点。对养鱼区的研究表明，养鱼饲料中含有大量的抗生素，是养鱼区水环境中抗生素的来源。由于饲料的颗粒大，且河水流速快，因此饲料中的抗生素不会对水体造成很大的影响，但是在网箱区的沉积物中形成了高含量的残留，除此以外，在乌江渡主航道的河心沉积物中抗生素的含量也相当可观。这说明该区水产养殖的抗生素主要影响沉积物，且相应的污染不是局部的，而会影响到整个养鱼区。从沉积物中抗生素平均含量的季节差异来看，各季TCs的用药量可能不同，秋季的用量可能最大，而其它季节用量相当；CAP在每个季节的用量可能相当。尽管分析的饲料中CAP的含量高于TCs，但在各季节乌江渡水库主航道沉积物中TCs的含量几乎都远高于CAP，这是由于TCs比CAP更易存在于沉积物中。乌江渡水库上下游主航道沉积物中抗生素的含量差异日益减小，说明了乌江渡水库的污染已日益严重。这些抗生素虽然暂时被固定在了沉积物中，活性相对较小，但是在外界条件的影响下，它们的吸附/解吸作用是可以改变的。因此，乌江渡沉积物中高含量的抗生素残留对水生生态环境具有潜在的威胁。 对贵阳市动物源性食品（鱼肉、猪肉和牛奶）中抗生素的残留特征的分析表明，这些食品中普遍残留有高含量的抗生素，被人食用后，其中的抗生素也会被人体摄入，一部分抗生素会随着人的排泄物而进入到污水中，并最终进入环境中；另一部分抗生素会积蓄在人体中，到一定浓度后就会对人体造成伤害。鲩鱼、鲫鱼、鲤鱼、鳙鱼和鲢鱼中CAP、OTC、TC和CTC的平均含量范围分别在57.1～365.5 µg/kg、37.0～60.7µg/kg、34.3～72.4 µg/kg和22.3～68.0 µg/kg之间。秋季的长吻鲍、团头鲂、鲈鱼、长江洄鱼、对虾、黄鳝、泥鳅和猪肉中CAP、OTC、TC和CTC的平均含量分别为88.1 µg/kg、76.8 µg/kg、343.7 µg/kg和34.2 µg/kg；牛奶中的含量分别为4.2 µg/L、1.6 µg/L和2.5 µg/L和22.0 µg/L。 5. 确定了抗生素的稳定性、吸附/解吸作用与各因素的关系，据此可以探讨环境中抗生素的行为特点及机理，并为环境中抗生素的污染防治提供依据。在短时的加热中，TCs发生了部分降解，而CAP却几乎没有发生分解，说明烹饪过程中的加热不能去除食品中的抗生素，这些抗生素则会进入到人体和污水中。当pH在2～8之间时，TCs的性质较稳定；CAP在pH＝1～10的范围内性质都比较稳定。地表和地下水体的pH一般为7左右，说明了水环境中TCs受pH的影响小，而CAP几乎不受影响。在6个月的时间内，TCs在3种介质中都发生了不同程度的降解，但仍有大部分残留；CAP几乎没有发生明显的降解，这说明CAP和TCs的污染具有一定的持久性。TCs的吸附/解吸受颗粒物粒径的影响大，粒径越小，吸附越强；CAP不受影响。这证明了在环境中CAP更易以水溶态的形式存在，而TCs更易吸附在沉积物中。颗粒物中CaCO3含量越高，TC和CTC的吸附越强，证明CaCO3可以用来增强TC、CTC的吸附，这为环境中抗生素的治理提供了一条思路。

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。

湘南瑶岗仙钨矿床成矿流体地球化学

瑶岗仙钨矿床位于湘东南后加里东隆起和湘、桂、粤北海西—印支坳陷带的交接部位，是南岭地区最典型的石英脉型钨矿床之一。为了深入研究瑶岗仙钨矿的成矿机制，本文在野外地质工作基础上，选取有代表性的样品，进行了氦、氩同位素以及碳、氧、硫稳定同位素研究，探讨了矿床成矿流体的来源，成岩成矿的关系，并初步讨论了矿床的成因模式。论文主要获得以下认识： （1）对瑶岗仙矿区不同硫化物中流体包裹体的氦、氩同位素系统测定表明，该矿床毒砂流体包裹体中3He/4He比值为0.58~2.60 Ra；黄铁矿和黄铜矿流体包裹体中3He/4He比值分别为0.41~1.26 Ra 和0.37~0.43 Ra，黑钨矿流体包裹体中氦同位素组成相对变化较大，其3He/4He比值为0.05~0.49 Ra，这些He同位素组成均明显高于地壳相应值；毒砂流体包裹体中的40Ar/36Ar变化范围在309.94~454.39；黄铁矿流体包裹体中的40Ar/36Ar变化范围在409.12~1822.31；黄铜矿和黑钨矿流体包裹体中的40Ar/36Ar变化范围分别为673~886和325~903，明显高于饱和大气雨水的40Ar/36Ar值。上述氦、氩同位素组成揭示瑶岗仙钨矿床中的成矿流体具有壳、幔两端元混合的特点。结合区域地质构造演化和成矿年代学的研究成果，本文认为瑶岗仙钨矿床的成矿流体是瑶岗仙花岗岩浆分异出的含有地幔He的岩浆流体与大气成因地下水二端元混合的产物。 （2）层解石和方解石的C、O同位素显示，该矿方解石的13CPDB和18OSMOW的变化范围为-2.2‰~ -7.0‰（均值为-4.8‰）和5.6‰~14.4‰（均值为11.3‰）；层解石的13CPDB和18OSMOW的变化范围为-5.5‰~ -6.3‰（均值为-5.8‰）和12.7‰~14.3‰（均值为13.8‰）；该矿方解石、层解石的C、O同位素组成与赣南西华山钨矿床非常类似。这些C、O同位素指示，该矿的成矿流体主要来自岩浆水，后期有少量大气降水的参与。 （3）对瑶岗仙矿区不同硫化物的硫同位素研究表明，该矿硫化物δ34S值的变化范围很窄，为-2.0‰~1.5‰之间，且具有明显的塔式分布。这些特征暗示，该矿的硫来源单一，主要来自岩浆。 （4）瑶岗仙花岗岩过去被视为典型的S型花岗岩，但本文研究发现该花岗岩普遍含有地幔He。结合区域构造背景的最新研究成果，本文认为，原来被认为“由地壳物质重熔形成的”瑶岗仙S型花岗岩体，实际上也是一种岩石圈伸展背景条件下壳幔相互作用的产物，地幔物质和能量的参与在该花岗岩的形成过程中发挥了重要作用。 （5）瑶岗仙钨矿床与矿区复式花岗岩体具有密切时空关系，而且该矿的主要成矿流体和成矿物质均来自矿区花岗岩，故两者亦应具成因联系。

甘肃阳山金矿同位素地球化学特征及矿床成因

甘肃文县阳山金矿的探明黄金储量已达308t，平均品位4.74g/t，是我国地质勘查储量最大的金矿床。该矿床产于西秦岭造山带，是一个同碰撞形成的类卡林型金矿床，矿体受EW向韧脆性剪切带控制，赋矿围岩为泥盆系碳质千枚岩-板岩-碳酸盐-硅质岩和侵入其中的花岗斑岩脉。流体成矿过程包括：形成石英-绢云母-黄铁矿组合的早阶段，形成石英-黄铁矿-毒砂-方铅矿等多金属组合的主成矿阶段，形成碳酸盐-辉锑矿-石英网脉的晚阶段。 与矿体关系较为密切的花岗斑岩富集LILE 和 LREE, 亏损 Ba, Sr, Nb, Ta, P 和Ti，ΣREE＝54.35～124.01 μg/g ，(La/Yb)N=9.72～27.80，δEu=0.70～0.89， ISr值为0.70806～0.71756，平均0.71107；εNd(t)平均-3.4；Nd模式年龄（T2DM）平均1.34（Ga）。表明花岗斑岩岩浆应源自成熟度较低的中元古代基底地壳物质。花岗斑岩的(206Pb/204Pb)220Ma、(207Pb/204Pb)220Ma和(208Pb/204Pb)220Ma的平均值分别为17.875、15.604和38.296，与秦岭微陆块的中元古代基底和碧口地体碧口群的Pb同位素组成一致。考虑到前人获得碧口群的年龄为1.235～1.367Ga，而秦岭微陆块沿勉略缝合带向南仰冲到碧口地体之上，我们认为由碧口群等组成的俯冲板片的变质脱水熔融作用导致了阳山金矿带花岗斑岩的形成。因此，阳山金矿带的花岗斑岩是扬子与华北大陆中生代碰撞造山过程中形成的同碰撞花岗岩类。 最新的S，Sr和Pb同位素研究表明：热液成矿早阶段的黄铁矿的34S值范围介于-15.5‰~6.59‰之间，总体离散性比较大，显示沉积地层来源的特征，硫同位素组成属离散型，不具有岩浆主导的成矿的塔式效应。花岗岩中黄铁矿硫同位素范围很集中，34S值处于-1.47‰～2.12‰之间，本区花岗斑岩不可能为成矿物质的主要来源。矿石硫化物的初始锶同位素比值范围较大（0.70877～0.71697，平均为0.71258），显示成矿物质并非单一来源，考虑到花岗斑岩先于矿床形成，只在后期构造作用的岩体部分成矿的地质事实，少量矿石中的低锶同位素比值黄铁矿有可能来自作为围岩的花岗斑岩，也可能来自基底物质。矿石硫化物Pb同位素206Pb/204Pb=17.552～18.853，平均18.260；207Pb/204Pb=15.574～15.928，平均15.685；208Pb/204Pb=37.894～39.293，平均38.680，变化范围比较大。μ=9.46~10.06，平均为9.65，ω值介于36.96～42.21，显示了铅源的物质成熟度较高，要求最佳物源是浅变质化学-碎屑沉积建造，恰好与本区泥盆构造层为浅变质细碎屑岩夹薄层灰岩系的特征一致，部分低Sr和Pb同位素比值的成矿物质可能来自于作为围岩的花岗斑岩和/或者基地物质。 总结前人阳山金矿床的H-O-C同位素体系的研究得出，初始成矿流体来源于碳酸盐地层或相似岩石建造的变质或/和改造脱水，成矿流体系统从早到晚、从深到浅，由变质热液演变为大气降水热液。与本文得出的结论一致。 总而言之， 阳山金矿矿成矿流体的来源早期具有变质水特征，应来自赋矿地层或相似岩性组合的改造或变质脱水作用，晚阶段大气水为主的流体性质。成矿物质主要来自于赋矿围岩。流体经过作为部分围岩的花岗斑岩时从中萃取少部分成矿物质，而导致了少部分的低锶、铅同位素的矿石硫化物组成。 在中生代扬子板块北缘（包括碧口地块）向南秦岭陆陆碰撞过程中，扬子北缘板片沿勉略断裂向北俯冲到南秦岭之下，下插板片增温增压，发生变质、脱水和部分熔融。碰撞中期，构造背景由挤压向伸展转变，减压增温的环境导致大量变质流体沿深大断裂向上运移，不断萃取围岩中大量成矿元素，并将成矿元素搬运至有利于流体聚集、成矿物质卸载的空间，使成矿物质富集成矿。阳山金矿床定位于泥盆系构造层中，成矿时代为190Ma左右，紧随花岗斑岩侵入作用（220Ma左右），主成矿作用发生于碰撞作用由挤压-伸展转变期的减压增温环境。成岩、成矿模式与CMF模式吻合。 阳山超大型金矿是世界罕见的碰撞造山带内类卡林型金矿床，其地质地球化学特征复杂、独特，流体性质主要与造山型金矿一致，矿床地质主要与卡林型金矿一致，部分特征兼与造山型和卡林型两类矿床之间，花岗斑岩本身成矿的特点又为阳山所特有，总体具有造山型向卡林型金矿过渡的性质。因此建议以“秦岭式”或“阳山式”类卡林型金矿床代表与阳山金矿具有类似成矿背景及地球化学性质的矿床。

塔里木西南缘塔木铅锌矿矿床特征与成因

作为铅锌金属的主要来源，赋存于沉积岩中的铅锌矿床吸引了全球范围的地质学家和矿床学家。在过去的50年内塔里木西南缘陆续发现了一批赋存于沉积岩中的铅锌矿，并开展相应的研究。但还是存在一些关键问题值得探讨，例如成矿时代、金属及硫的来源，以及成矿机制。 塔木铅锌矿床是塔里木西南缘最为重要的赋存于沉积岩中的铅锌矿床之一，其位于西昆仑和塔里木地块接触带北侧塔里木边缘，区域地层均变形或被错断。矿床赋存于下石炭统碳酸盐岩角砾岩带中，具有经济价值的矿体五个，铅锌资源量约0.2Mt。 自20世纪40年代塔木铅锌矿被发现以来，已陆续开展的研究工作有流体包裹体、铅同位素、硫同位素、碳同位素、氧同位素以及稀土元素等，但矿床成因依然困惑着众多的矿床学家。其中一部分认为矿床属密西西比河谷型，另一部分则认为应属沉积喷流型。但从前人发表的文献看，矿石结构构造、角砾和填隙物等基础研究被普遍忽视了。 在中国科学院知识创新项目(KZCX2-YW-107-6)和科技部国家科技支撑计划(2006BAB07B04-04)的资助下，本次研究以塔木铅锌矿为突破口，运用矿物学、岩石学、矿床学、地球化学方法和手段对其加以研究，以揭示成矿机制及矿床成因。以下就获得的一些新的数据、调查结论、观点作一概述： (1). 在分析矿体形态和与围岩接触关系基础上，提出塔木铅锌矿床为同生断层控制，角砾岩带为断层的组成部分；通过细致的镜下观察，深入探讨了角砾、填隙物及其结构构造，提出填隙物中沥青在成矿中的具有重要作用，并首次发现赋存于填隙物中的钡-钾长石。角砾可根据几何形态特征和角砾间接触关系分为五类：内碎屑角砾(IB)、成岩期角砾(DB)、后生角砾(EB)、崩塌角砾(FB)、断层角砾(DB)，其中断层角砾可以分为矿化断层角砾(MFB)和无矿化断层角砾(WFB)。填隙物可以根据结构划分为三种类型：同沉积-成岩作用填隙物(纹层构造)，溶蚀-交代填隙物(细粒，颗粒边缘具有溶蚀港湾结构)，以及空洞充填填隙物(粗晶结构)。塔木铅锌矿演化具有三个清晰的期次：沉积期、成岩期和后生期。矿化是成岩期和后生期的产物，主要为后生期。矿化可分为两个主要阶段：溶蚀-交代阶段和空洞充填阶段，其中溶蚀-交代阶段是矿化的主要阶段。管/脉状构造是溶蚀-交代阶段最重要的特征，其多见于后生角砾的填隙物中。 (2). 在对角砾(白云石)和填隙物(白云石)的微量元素、稀土元素、C、O同位素以及填隙物白云石流体包裹体研究基础上提出水/岩作用和TSR过程控制着流体的演化。充填阶段流体为低温(119~191°C)，盐度介于10.9~11.4wt% NaCl eq.，压强介于2~39MPa，含有少量H2S，缺乏SO42-的流体。Ca2+和HCO3-为流体主要的阳离子和阴离子。填隙物与角砾具有相似的稀土元素配分模式—海相碳酸盐岩。如果填隙物中混入钡-钾长石，其稀土元素配分模式则发生显著改变。氧同位素和碳同位素显示填隙物较角砾富集轻同位素。由于闪锌矿流体包裹体氧同位素值显著低于角砾，暗示存在大气降水的参与。根据氧同位素质量平衡方程可估计水/岩比值，封闭体系水/岩比值在0.16~0.67(119°C)或0.12~0.43(191°C)，开放体系水/岩比值在0.13~0.37(119°C)或0.10~0.28(191°C)。热化学硫酸盐还原过程(TSR)可能对沥青和H2S的形成起了重要的作用，并影响碳同位素值变化。 (3). 塔木铅锌矿硫可能来自海水或蒸发盐，存在有机物硫的加入，并受TSR过程和硫储库效应的控制，铅可能为来自淋滤结晶基底的产物。 (4). 讨论了闪锌矿流体包裹体Rb-Sr法的理论基础和应用前提，指出对定年闪锌矿必须开展细致的矿物学研究，并进行了该矿床的定年尝试。 (5). 最终得出塔木铅锌矿为赋存于碳酸盐岩受同生断层和热化学硫酸盐还原过程控制的后生铅锌矿床。

河南小秦岭大湖金－钼矿床地球化学及其矿床成因

秦岭造山带是华北与扬子两大古板块的接合带，在空间上，自北而南，秦岭造山带可分为华北板块南缘（华熊地块）、北秦岭造山带、南秦岭造山带和扬子板块北缘等4个构造单元。小秦岭金矿田位于华熊地块北缘，是国内外学者共识的造山型金矿田，河南灵宝大湖金－钼矿床位于小秦岭金矿田，属断控脉状矿床。大湖金－钼矿床最先正是以金矿床进行勘查的，其黄金储量28t，平均品位8.7g/t。随着开采深度的加大，部分含金石英脉向深部转变为辉钼矿－石英脉，目前探明钼资源量已达中型规模。 本论文主要从区域地质背景、矿床地质特征、元素地球化学、同位素地球化学、流体包裹体地球化学、矿床年代学及成矿机理等角度对大湖金－钼矿床进行了较为系统的研究，主要获得如下认识： 成矿过程经历3个阶段：早阶段为黄铁矿-石英脉，遭受变形、破碎，应形成于挤压或压剪过程；中阶段为细粒的辉钼矿-黄铁矿-石英网脉，贯入到早阶段黄铁矿或石英矿物的裂隙（可呈共轭状），应形成于剪切环境；晚阶段石英-碳酸盐细脉具梳状构造，充填于张性或张扭性裂隙。 大湖金-钼矿床的金属硫化物ISr=0.70470-0.71312，平均0.70854；(143Nd/144Nd)i=0.51143-0.51215，平均0.51162；(206Pb/204Pb)i=17.033-17.285，(207Pb/204Pb)i=15.358-15.438，(208Pb/204Pb)i = 37.307-37.582。其围岩太华群样品平均值ISr＝0.72294，(143Nd/144Nd)i=0.51107，(206Pb/204Pb)i=17.127-18.392，(207Pb/204Pb)i =15.416-15.604，(208Pb/204Pb)i=37.498-37.814，它们的平均值分别是17.547，15.470，37.616。通过金属硫化物及围岩太华群的对比，可以看出，成矿物质具有太华群和深部地幔混合的特征。 通过对不同阶段的含矿石英脉中的流体包裹体特征研究表明，早阶段只发育CO2-H2O型流体包裹体；中阶段流体包裹体类型复杂，有纯CO2型、CO2-H2O型、H2O-NaCl型和含子晶包裹体，指示流体沸腾作用强烈；而晚阶段只发育水溶液包裹体。早、中、晚3个阶段的流体包裹体均一温度分别集中在400-500℃、290-470℃、220-260℃；估计的早、中阶段流体的最低捕获压力分别为138-331MPa和78-237MPa，对应于成矿深度分别为13.8-11.0km和7.8-8.0km。早、中阶段的压力反应出静岩压力到静水压力的转变。成矿温度和压力明显高于浅部含金石英脉的成矿温度120-310℃，成矿压力100-150MPa。与野外观察到的“上金下钼”的空间关系一致。 大湖金－钼矿床辉钼矿－石英脉Re-Os同位素模式年龄较集中，介于215.4±5.4－255.6±9.6Ma，Re-0s等时线年龄为218±41Ma(MSWD=38，2σ误差)，表明大湖金－钼矿的辉矿化形成于印支期。 三叠纪末，随着古秦岭洋的逐渐封闭，处在弧后转换带的深部岩石在挤压作用下发生变质脱水而形成初始成矿流体，成矿流体沿断裂带（韧性剪切带）向上迁移而引起大湖钼矿床成矿系统的发育。随着区域构造环境由挤压转为伸展，区域的变质脱水更强，形成大量成矿流体，变质流体上侵为浅层流体循环提供了的热能，而浅层构造也因减压扩容而为流体循环提供了通道，这无疑有利于浅层流体循环和混入成矿系统。同时，增温和减压也有利于成矿流体发生沸腾。因此，充足的流体、热以及强烈的流体沸腾等，势必导致发生最为强烈的成矿物质快速沉淀作用。随着挤压作用的减弱，伸展作用的增强，区域热异常消失，地壳深部组分发生亏损，流体以浅源大气降水占主导，成矿作用迅速衰竭，形成石英-碳酸盐网脉，对成矿作用贡献减弱。总之，通过对大湖金钼矿床研究表明，大湖金钼矿床形成于由挤压转向伸展的构造背景，这与矿床地质的特征一致。

柿竹园钨、锡多金属矿田成矿流体地球化学研究

南岭地区是我国最重要的有色、稀有金属矿产资源产地，尤以钨、锡等金属的大规模爆发式成矿而闻名于世，已发现了一大批大型、超大型稀有和有色金属矿床。近年来的研究发现，这些矿床的形成很可能与华南地区中生代发生的大规模地壳拉张、岩石圈伸展减薄以及壳―幔相互作用的独特地质背景有关。本论文以与千里山花岗岩体密切相关的柿竹园钨锡钼铋铅锌矿田（以下简称柿竹园矿田）为研究对象，运用流体包裹体、稳定同位素和稀有气体同位素地球化学等方法，对其成矿流体的物理化学特征、来源及演化进行了研究，并在此基础上探讨了千里山花岗岩体与柿竹园矿田间的成因联系和矿田的成矿作用机制，获得以下主要研究成果： 1. 利用流体包裹体岩相学、显微测温学以及包裹体成分的激光拉曼分析技术，揭示了矿田中柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体的性质和演化特征。研究表明柿竹园钨锡钼铋矿床成矿流体为中高温、中高盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F体系。成矿流体的均一温度、盐度、密度和压力变化范围均较大，成矿早期夕卡岩阶段和云英岩阶段的流体具有较高的均一温度（239～477℃）和盐度（0～39.08 wt% NaCl eq.），云英岩网脉夕卡岩阶段和后期石英萤石脉阶段均一温度和盐度逐渐降低（分别为160～450℃，1.23～16.53 wt% NaCl eq.和156～340℃，1.23～4.49 wt% NaCl eq.）。夕卡岩阶段发生了流体沸腾作用。流体密度为0.37～1.12 g/cm3，主要集中在0.7～0.9 g/cm3；压力为10～820 bar，一般小于800 bar。野鸡尾锡铜矿床的成矿流体属于中高温度、中等盐度的H2O-NaCl-CaCl2-CO2-CH4-H2S-F型体系，柴山铅锌矿床属中温中等盐度H2O-NaCl-CaCl2-CO2-F体系，其均一温度和压力变化范围也较大。 2. 通过分析主要矿化类型矿石矿物及脉石矿物的C、H、O、S等稳定同位素特征，揭示了柿竹园矿田成矿流体的来源，并对C、O同位素的组成进行了CO2去气、流体混合和水―岩反应的理论模拟。研究表明矿田成矿流体主要来自千里山花岗岩浆，并有大气降水加入。水―岩反应在成矿过程中起着重要作用。 3. 对矿田不同矿化类型矿石矿物黄铁矿、黄铜矿、毒砂、方铅矿等进行了He、Ar同位素研究，其中3He/4He值为0.059～1.662 Ra（Ra为空气的3He/4He值，1 Ra＝1.39×10-6），40Ar/36Ar值为289.8～1071.8，表明矿田成矿流体具有壳-幔两端员混合的特征。壳源组分为获得了大量地壳放射成因4He，但获得放射成因40Ar*较少的经过地下循环的低温饱和大气水。而幔源组分来自千里山花岗岩浆流体，表明千里山花岗岩并非传统的S型花岗岩。 4. 在总结前人研究成果的基础上，结合本次研究，建立了柿竹园矿田成矿作用模式：中生代华南岩石圈发生拉张、伸展作用，地幔物质上涌，发生壳幔相互作用，形成千里山花岗岩浆。花岗岩浆充分分异演化形成富含挥发分和成矿元素的成矿流体，与泥盆系碳酸盐岩发生反应而沉淀成矿。成矿过程有大气降水的加入，并发生了流体沸腾作用。

大气中甲酸和乙酸的碳同位素分析方法及其应用研究

生物有机酸是大气对流层中重要的微量挥发性有机碳组分，它广泛存在于对流层大气中，对气候、环境、生态系统以及人类健康产生了重要影响。探索有机酸碳同位素（δ13C值）的分析测试方法，能够为大气有机酸生物地球化学循环研究开辟一片新的天地，从而使该领域研究向前推进一步。本研究初步建立了以甲酸、乙酸为代表的大气中低分子有机酸的碳同位素测试分析方法，为研究“已知有机酸来源中，不同来源对大气有机酸含量的贡献大小问题”、“人类污染对大气中有机酸的贡献比例问题”以及“是否存在尚未认知的有机酸来源问题”等奠定了方法学基础。 研究工作围绕如下五个方面内容而展开：首先是回顾和总结大气中低分子有机酸的研究沿革，详细摘录了国内外不同站点不同形式的大气样品中有机酸含量水平及其分布情况；其次是回顾和总结了大气中低分子有机酸的含量分析方法，并从中获取适宜于气相色谱/燃烧炉/同位素比值质谱（GC/C/IRMS）接口的样品富集、分离技术；第三是对水溶液中低分子有机酸的固相微萃取研究；第四是对实际大气样品中微量甲酸、乙酸的固相微萃取研究及其碳同位素分析结果的初步分析；第五是对其它天然产物或人为活动排放源所释放的甲酸、乙酸碳同位素进行研究。研究内容的重点是：应用目前对水溶液中痕量有机酸而言最恰当的针阱捕集固相微萃取技术建立有机酸分子碳同位素组成分析方法。在方法建立过程中主要获得了如下成果： 1. 建立了以甲酸、乙酸为代表的液态挥发性有机化合物标准样品的碳同位素组成分析测试方法。 法兰静密封技术与石英管的连接技术可以有效地获得较高真空度的石英管，这使得向低CO2污染的石英管内无损耗地注入挥发性有机物的标准样品成为可能。进一步使用炬枪密闭-石英管燃烧法制备挥发性有机化合物标准同位素样品，可有效避免制备过程中因挥发所导致的同位素分馏和环境CO2对测定值的影响。以市售高纯度的甲酸、乙酸为标准同位素样品，重复制备它们的同位素分析样各5次，并在Finnigan MAT-252气体同位素比值质谱仪上测定其δ13C值。结果显示此法具有极高的重现性，所测δ13C值相对标准偏差仅为0．07％（甲酸，n=5）、0．04％（乙酸，n=5）。与之对比，另一套同位素测定系统GC/C/IRMS对同一标准物质的同位素测定结果并无显著差别，但在精度上却明显不及前者。由于避免了样品制备过程中可能因挥发而导致的同位素分馏以及可能因环境中CO2造成污染等问题，使得该方法可推广应用于其它挥发性有机化合物标准的δ13C标定，为准确测定实际样品中对应挥发性有机化合物δ13C值的准确测定提供基础条件，也为同类物质标准的碳同位素测定提供了准确、廉价、方便的分析手段。 2. 确立了甲酸、乙酸在线分离的气相色谱条件以及同位素分析所需的同位素比值质谱条件。 为了能对非衍生化处理的甲酸、乙酸进行有效分离，我们选取了低吸附性、高样品容量，可直接分析未衍生化游离酸的Stabilwax-DA色谱柱作为分离甲酸、乙酸的分析柱。气相色谱分离过程中He载气均处于恒流模式，进样口施行不分流进样，并进样口温度设置为200℃，采用两阶段程序升温，在此条件下乙酸、甲酸的出峰时间先后相隔了0.79分钟，且多次测定甲、乙酸出峰时间的相对标准偏差不大于0.05分钟，据此可认为甲、乙酸获得了良好的分离。 气相色谱分离出的甲酸、乙酸通过串联接口与燃烧炉 (串联接口与燃烧炉都是加热装置，温度分别设置成350 C和 850C)相接，随后有机物在燃烧炉中被高温焚烧转变为CO2和H2O，再经Nafion半透膜祛除H2O，从而获取纯化干燥的CO2以适宜于同位素比值质谱分析。 3. 确立了水相中甲酸、乙酸的微萃取条件，设计制作了与萃取工作配套固相微萃取装置。 NeedlEx针阱捕集的固相微萃取技术可解决水溶液中低分子有机酸的分离萃取问题，并能与气相色谱接口的兼容，还有集采样、富集、保存、分析为一体的优点。因此探索利用脂肪酸型NeedlEx完成对水溶液相中有机酸的萃取是本文研究的关键所在。为了提高分析效率，降低环境污染，我们设计了一整套吹扫-捕集的动态固相微萃取装置，并对甲酸、乙酸的水溶液实施了萃取研究。 由于实验装置是在吹扫捕集原理的基础上建立起来的，因此随着吹扫捕集气体体积的增加有机酸在萃取针上的对富集量也呈现出一定增长趋势，尤其是在最初的几次循环中，有机酸在萃取针中的总量得到迅速的增加，在萃取气体体积达到400mL后，萃取针中的有机酸含量增加趋于缓慢。为了获得更多物质量的有机酸，实验中我们分别尝试了1000和2000mL的气体吹扫体积，分别对有机酸在色谱上的响应值以及同位素分析结果的统计显示这两种萃取体积并无显著差异，为兼顾工作量我们拟定1000mL吹扫气体体积作为实验条。 由于离子态的有机酸具极强的亲水性，因而很难挥发至顶空或吹扫气体中，只有自由的分子态有机酸方可被萃取针中疏水的固定相所富集。为使的解离反应方向朝着有利于分子态有机酸形成方向发展，我们评估了不同酸化条件对萃取效果的影响。实验中我们普遍采用了500μL 4mol/L的磷酸溶液对样品进行了酸化，结果表明，酸化对提高待测物质的分析量十分有利，以10μg/mL的甲酸、乙酸标准溶液为例，酸化后甲酸萃取率提高了30.12%，乙酸的萃取效率也提高了14.46%。酸化、不酸化处理以及不同浓度有机酸溶液所测定的甲、乙酸碳同位素值在总体上不具备显著性的差异。但是，由于有机酸碳同位素测定精度与待测物物质量具有一定正相关关系，因此酸化后样品中有机酸同位素的分析精度要优于未经酸化样品的同位素的分析精度。 温度的增加可以适量地提高部分有机酸的萃取效率，但温度增加导致水汽进入萃取针，中从阻碍了有机酸的有效萃取，因此本文建议在25℃室温的下进行萃取。此外，在传统的固相微萃取过程，搅动样品溶液常常是作为缩短萃取时间，提高的萃取效率的重要措施。原则上搅拌速度越快越好，但为了不使溅起水花影响到萃取针头，因而选择2000r/min搅拌速度比较适宜。 基于上述实验条件，本文考察了浓度为10~300μg/mL的甲酸、乙酸标准溶液的色谱响应值及其同位素分析结果。结果显示对不低于浓度为10μg/mL标准溶液，其中甲酸、乙酸的δ13C值都可被检测出。只不过浓度过低则响应值信号弱，不能准确计算出各质荷比信号峰面积是低浓度条件下同位素测不准的主要原因。要想使得甲、乙酸同位素测定值的相对标准偏差控制在1以内，则对应有机酸浓度则需达到85μg/mL以上。 4. 克服了实际水相样品中有机酸浓度低，不能直接对其实施NeedlEx萃取的难题，初步实现了对降水中甲酸、乙酸的碳同位素分析。 除了某些有机酸含量水平较高的降雨可以直接运用动态针阱捕集固相微萃取与GC/C/IRMS联用技术直接进行甲酸、乙酸碳同位素的分析外，普通含量水平的有机酸碳同位素测定尚具有一定的难度。研究中我们使用了阴离子交换型固相萃取小柱LC-SAX(规格：500mg/3mL；交换容量：0.2meq/g)对1L浓度为50~2000μg/L甲酸、乙酸标准混合溶液进行了萃取，并对所属浓度条件下δ13C测定值与理论值之间的差异性进行了T检验统计分析，结果表明绝大多数情况（200μg/L乙酸同位素测定值除外）下甲、乙酸的相伴概率分别伴概率大于了显著性水平0.05，表现出有机酸碳同位素测定的均值与离线法测定的甲酸同位素理论值无显著差异。 然而，降水中普遍具有有机酸含量低，其它阴离子含量高，组分复杂特点，严重影响阴离子交换型萃取小柱对有机酸的萃取。为此我们先用离子色谱对降水中阴离子组成及其含量进行分析，了解降水中主要的阴离子构成及其含量，再根据所测定结果再安排对应交换容量萃取小柱实施萃取，而后再进行针阱捕集的萃取及其碳同位素分析。 5. 对以甲酸、乙酸为代表的大气中低分子有机酸碳同位素分析结果的初步研究。 以贵阳为代表的西南城市地区大气中有机酸浓度较高，这为使用本方法研究该地区有机酸的碳同位素分析创造了有利条件。经离子色谱测定，2008年8月下旬至2008年10月中旬贵阳地区6次降水中甲、乙酸浓度范围分别为5.75~22.43μmol/L和5.43~13.09μmol/L。与之对应，六次降水中甲酸δ13C值的范围为-25.72‰至-29.08‰之间，乙酸δ13C值的最大值则为-26.23‰，最小值则为-30.40‰。6次降水中甲酸、乙酸的δ13C值将它们的来源指向了直接或间接的陆源特征。结合离子色谱对降水中甲酸、乙酸浓度分析，利用亨利系数判定法可知，六次降水中间接来源是大气中低分子有机酸的主要来源，通过δ13C值的初步判断，可以看出这些二次来源应该主要由生物质燃烧，C3植物以及人类活动向大气释放的不饱和有机物经二次氧化而形成。 以往甲酸、乙酸同源的依据皆以降水中甲、乙酸浓度具有显著线性相关做为判断指标，本研究中6次降中的甲酸、乙酸浓度亦然呈现出良好的相关性（R2=0.87）而降水中甲、乙酸具有相似的δ13C值，这充分说明降水中甲、乙酸的同源特征。 针阱捕集萃取方式还适宜于对大气中自由有机酸的直接富集。利用这一特性，我们分别对贵阳市市郊森林公园、城市居民区以及交通要塞等三个不同地方大气中的自由有机酸进行了同位素分析，结果发现贵阳市大气中乙酸δ13C值介于-31.03‰至-26.37‰之间，乙酸δ13C值的总体均值等于-28.74‰，与之对应，甲酸的δ13C值范围为-29.42‰至-22.97‰，均值为-27.12‰。贵阳市大气中自由甲酸、乙酸的同位素值与降水中的甲、乙酸同位素值具有类似的变化范围，这表明大气气相中自由有机酸与降水中的甲、乙酸具有大致相同的来源构成。 我们还利用此法对汽车尾气以及蚁酸蚁所释放的甲酸、乙酸δ13C值进行了分析，其中汽车尾气中所含甲酸δ13C值等于-23.25±1.25‰，乙酸δ13C值为-24.55±0.85‰，而蚁酸蚁所释放的甲酸δ13C值则为-22.43±0.43‰。由于汽车尾气以及乙酸蚁释放有机酸的δ13C值要低于大气样品对应有机酸的δ13C值，据此认为汽车尾气和蚁酸蚁不是大气有机酸的主要来源。 6. 有机酸碳同位素分析技术在检验食品参假行为时的扩展应用研究。 由于C3和C4循环会导致植物及其产品的δ13C值不同，因此碳同位素技术在食品控制方面发挥了特别作用，能够解决一些常规分析解决不了的问题。经分析发现，食醋中醋酸的δ13C值与其原材料密切相关，如以麦麸、大米为原材料所生食醋醋酸δ13C值在-27‰左右。而以高粱、大麦、黄豆为生产原料的食醋醋酸δ13C值在-19‰左右，明显高于了以大米、麦麸等为原料所生产的食醋醋酸δ13C值。此外，单纯以大米发酵生产的食醋醋酸δ13C值为-29‰左右。食醋中醋酸δ13C值与生产工艺、原材料高度相关的特征为质检部门更好的识别食醋参假行为提供了良好的解决办法。

地幔副矿物和硫化物的热（PVT）状态方程研究

矿物PVT状态方程是研究矿物在一定温压条件下的晶胞体积与温度、压力之间的关系，依据这个基本关系，可以了解矿物在高温高压下的密度、弹性、热膨胀等性质。矿物PVT状态方程的研究可以了解矿物在地球深部存在的结构状态，为进一步的理论计算提供基础的数据，其结果也可以与天然和人工地震的地震波反演的结果对比，对地球深部的地质作用过程、物质结构状态和组成进行限制。然而，目前矿物PVT状态方程的研究主要集中在氧化物矿物和上地幔主要矿物（橄榄石和辉石）及其高压相（瓦兹利石、林伍德石、方镁铁矿、Majorite、Mg-Perovskite、Ca-Perovskite）的研究上，对石榴石、尖晶石等地幔常见副矿物和硫化物矿物的PVT状态方程的研究很少。 作者在参与搭建并完善金刚石压腔外加温系统的基础上，利用北京同步辐射X射线衍射实验技术结合金刚石压腔外加温技术对天然铁铝榴石、锰铝榴石、铬尖晶石进行了PVT状态方程的研究，同时对闪锌矿、辰砂、方铅矿、辉钼矿、辉锑矿等硫化物矿物进行了相变及状态方程的研究。结合前人研究成果，讨论了类质同象置换对镁铝－铁铝系列石榴石、锰铝－铁铝系列石榴石、尖晶石和硫化物矿物相变及状态方程的影响。获得了以下研究结果： 1）镁铝－铁铝系列石榴石和锰铝－铁铝系列石榴石的体弹模量都随着铁铝榴石组分的增加而增大。其主要原因是在二价阳离子位置上Fe2+取代了Mg2+、Mn2+。在镁铝－铁铝榴石系列中Mg2+的共价键半径（1.36Å）要大于Fe2+的共价键半径（1.17Å），而Mg2+－O键长（2.270Å）与铁铝榴石中的Fe2+－O（2.299Å）键长基本相当。在锰铝－铁铝榴石系列中， 尽管Mn2+的共价键半径（1.17Å）与铁铝榴石中的Fe2+共价键半径（1.17Å）相等，但是Mn2+－O键长（2.326Å）大于Fe2+－O键长（2.299Å）。较小的键长和共价键半径将会增强离子间的结合力，从而具有较强的抗压缩能力，因此随铁铝榴石组分的增加，镁铝－铁铝榴石系列和锰铝－铁铝榴石系列具有较大的体弹模量。 2）首次获得了铬尖晶石（(Mg0.6766Fe0.2808Na0.0073Ti0.0014)0.9661(Cr1.4874Al0.5367)2.0241O4）的体弹模量的温度导数。结合前人关于其他组分尖晶石的实验结果发现，尖晶石中在四面体位置上发生Fe2+－Mg2+置换对体弹模量的影响要大于在八面体位置上发生Cr3+－Al3+置换对体弹模量的影响。而造成铬尖晶石的体弹模量值比其他组分尖晶石的体弹模量值大的主要原因也是四面体位置上的Fe2+－Mg2+的类质置换。 3）依据获得的尖晶石和石榴石的状态方程计算了不同地幔岩模型（橄榄岩和榴辉岩模型）的密度值在上地幔温压条件下的变化情况。结果表明，在尖晶石二辉橄榄岩模型中尖晶石含量的改变（2％－10％）会引起较大的密度变化（2.2％）；在石榴石二辉橄榄岩（石榴石含量14％－20％）和榴辉岩（石榴石含量37％－45％）模型中石榴石含量的变化几乎未引起其密度值的变化，但石榴石是这两种地幔岩模型中的重要组成矿物。 4）首次获得了辰砂的Cinnabar相、方铅矿的B33相、辉钼矿、辉锑矿体弹模量的温度导数和热膨胀系数。讨论了闪锌矿、辰砂、方铅矿的相变情况。 5）总结了锌的、汞的、铅的硫族化合物发生结构相变的规律。认为造成锌的、汞的、铅的硫族化合物的相变压力随阴离子原子序数的增加（S→Se→Te）而逐渐减小的原因是：元素周期表中相对较大原子序数的原子具有更多的核内电子，引起价电子及导带电子的有效位能相对变弱，引起电离能降低，因此在相对较低的压力下就容易发生结构相变。 6）分析了ZnS中Fe2+替代Zn2+、Sb2S3－Bi2S3、MoS2－WS2以及同族相同结构不同组分的简单硫化物矿物的阴、阳离子对体弹模量值的影响。认为简单硫化物矿物的体弹模量值取决于阴、阳离子的离子半径、电负性以及键长。

Computer-assisted automatic peak recognition and result evaluation for analysis of chlorinated hydrocarbons in environmental samples

A data manipulation method has been developed for automatic peak recognition and result evaluation in the analysis of organic chlorinated hydrocarbons with dual-column gas chromatography. Based on the retention times of two internal standards, pentachlorotoluene and decachlorobiphenyl, the retention times of chlorinated hydrocarbons can be calibrated automatically and accurately. It is very convenient to identify the peaks by comparing the retention times of samples with the calibrated retention times calculated from the relative retention indices of standards. Meanwhile, with a suggested two-step evaluation method the evaluation coefficients and the suitable quantitative results of each component can be automatically achieved for practical samples in an analytical system using two columns with different polarities and two internal standards. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.