贵阳市中心城区大气中不同形态汞的研究

汞，是一种人体非必需的有毒重金属元素，一种全球性污染物，其全球生物地球化学循环演化规律的研究是目前环境科学领域的热点问题。汞在大气中的行为对其全球生物地球化学循环起着极其重要的控制作用。因此，关于大气汞循环演化规律的研究已经成为目前汞全球生物地球化学研究的热点问题。大气中的汞主要分为三类，即气态单质汞（GEM）、活性气态汞（RGM）和颗粒态汞（TPM）。各种形态汞的物理化学性质不同，在大气中的行为存在显著的差异。研究大气中不同形态汞的分布特征，对于正确认识汞在大气中的循环演化规律意义重大。目前中国是全球人为活动向大气释汞最多的国家，而城市区域是人为活动的中心地带，城市大气汞污染形势严峻。因此，开展城市大气中不同形态汞的研究对于评价与预测城市环境汞污染特征以及正确认识大气汞的局地、区域、全球循环演化规律具有重要的理论与实际意义。 本论文选取贵州省省会贵阳市的中心城区作为研究区域。贵阳市（东经106º07´~107º17´，北纬26º11´~27º22´）位于中国西南地区正好处在环太平洋汞矿化带中，能源消耗以煤炭为主，大气环境污染属煤烟型污染，常年影响大气环境质量的主要污染物是二氧化硫和可吸入颗粒物。本论文的研究工作包括：⑴2004年4月～12月在中国科学院地球化学研究所建立与完善了大气中气态总汞（TGM）、GEM、RGM、TPM的采集与分析方法，并测定了大气和雨水中不同形态汞的含量，对大气汞的干、湿沉降通量进行了估算；⑵2005年4月～2006年1月在贵阳市中心城区的居民区、商业区、工业区、游览区4个功能区各设1个研究点，农村设1个对照点，按春、夏、冬3个季节研究了大气中GEM、RGM、TPM的分布特征，估算了贵阳市中心城区大气汞的干沉降通量，并利用高分辨透射电子显微镜（HR–TEM）分析技术对冬季各采样点TPM的来源作了定性识别；⑶测量了中心城区表层土壤和某些植物的总汞（THg）含量，探讨了大气汞对中心城区地表生态系统的污染效应。通过本论文的研究，得出以下主要结论： 1.在国内外研究基础上，建立了金捕汞管–冷原子荧光光谱法（CVAFS）测定大气中TGM的方法、微型捕集管–CVAFS测定大气中TPM的方法、镀KCl直形扩散管–金捕汞管串联采集RGM与GEM的方法。每种形态汞的测量技术水平都在pg•m-3量级。并在国内首次实现了对城市大气中GEM、RGM、TPM的同步测量。 2.2005 ~ 2006年间贵阳市中心城区大气中GEM、RGM、TPM的平均浓度分别是9.11 ng•m-3、132.4 pg•m-3、1.02 ng•m-3，均为对照点的1.5倍，都显著高于全球背景参考值1.5 ~ 2.0 ng·m-3、< 10 pg•m-3、1 ~ 86 pg•m-3。3种形态汞的季节、昼夜与空间分布特征如下：⑴GEM：①季节平均浓度表现为冬季＞夏季＞春季，居民采暖燃煤释放是造成冬季GEM浓度高的主要原因。②春、夏非采暖季受释放源及其排放方式、自身物理化学性质与气候条件等因素的影响一般是夜间高于白天；冬季则受居民白天采暖燃煤影响主要表现为白天高于夜间。③年平均浓度，工业区＞居民区＞商业区＞游览区＞对照点。⑵RGM：①季节平均浓度表现为春季＞夏季＞冬季，气候条件对RGM的影响较大。②受白天释放源、自身物理化学性质、大气氧化强度与气候条件等因素的影响，春、夏、冬3季一般都为白天高于夜间。③年平均浓度，商业区＞工业区、居民区＞游览区、对照点。⑶TPM：①季节平均浓度表现为冬季＞夏季＞春季，居民采暖燃煤释放是造成冬季TPM浓度高的主要原因。②受释放源及其排放方式、自身物理化学性质与气候条件等因素的影响，春、夏、冬3季一般都为夜间高于白天。③年平均浓度，工业区＞居民区＞商业区＞对照点＞游览区。④TPM受局地释放源的影响显著，而燃煤释放是其冬季的普遍来源。 3.2005 ~ 2006年间不同形态汞在贵阳市中心城区大气中的含量分布为GEM（89.8 %）> TPM（8.8 %）> RGM（1.5 %），其中（RGM + TPM）占大气总汞（TAM）的比例略高于对照点的10.0 %，但显著高于全球背景参考值1 ~ 5 %，说明贵阳市中心城区大气汞向地表生态系统的沉降通量相对背景区较大。因为尽管RGM、TPM在大气中的含量很低，但正是它们控制了大气汞向地表生态系统的沉降速率。 4.2005 ~ 2006年间贵阳市中心城区各功能区及对照点大气中不同形态汞日均浓度的相关关系大多数都表现为不显著，表明在贵阳市中心城区及对照点大气中不同形态汞的来源可能是多元化的。 5.2005 ~ 2006年间贵阳市中心城区大气中GEM、RGM、TPM的干沉降通量平均值分别为28.7 μg•m-2•yr-1、10.4 μg•m-2•yr-1、160.9 μg•m-2•yr-1，均为对照点的1.5倍，其中TPM控制了大气汞向地表生态系统的干沉降通量；TAM干沉降通量平均值为200.1 μg•m-2•yr-1，其时空差异表现为冬季＞春季＞夏季和工业区＞居民区＞商业区＞对照点＞游览区。 6.经估算，2005 ~ 2006年间在贵阳市中心城区面积范围内大气汞干、湿沉降总量为54.7 kg•yr-1，它仅占燃煤向大气排汞量（以2003年为例，贵阳市中心城区燃煤向大气排汞量为334 kg•yr-1）的16.4 %，说明贵阳市中心城区的大部分大气汞仍然停留在大气中，最终将经由大气进行长距离迁移，散布到更广的区域。 7.在中国科学院地球化学研究所，2000 ~ 2006年间的大气TGM污染程度呈逐年递增趋势；2004年大气汞的干沉降通量为16.5 ng•m-2•h-1，高于湿沉降通量12.2 ng•m-2•h-1。 8.贵阳市中心城区及对照点不同类型土壤THg含量的几何平均值分别是0.370和0.276 mg•kg -1，都高于贵阳市土壤汞背景值0.201 mg•kg -1。土壤释汞是贵阳市大气气态总汞的一个重要自然源，而土壤THg含量是土壤释汞的最主要影响因子。因此，为了提高城乡居民的生活环境质量，更为了保护城乡居民的健康，非常有必要采取防治措施来降低贵阳市中心城区及对照点的土壤汞污染。 9.贵阳市中心城区苔藓THg平均含量为0.258 mg•kg -1，为对照点的1.5倍；中心城区某些常见的木本植物叶片THg含量范围是 0.068 ~ 0.181 mg•kg -1，木本植物叶片吸收大气汞的能力表现为落叶植物＞常绿植物。苔藓、梧桐叶片中的THg含量与其生长时期的大气汞浓度密切相关，能够指示区域大气汞的污染现状与空间分布规律。

贵州赫章土法炼锌地区重金属对植物污染的初步研究

矿山开发造成的生态环境问题是一个世界性的问题，国内外许多学者对此表现出浓厚的兴趣。除矿山开发直接导致的植被破坏和耕地侵蚀等外，研究者更重视有害物质(特别是重金属)释放而导致的环境问题，特别是表生条件下矿山废弃物(矿山尾砂)的堆积，在一系列地球化学因素的作用下：如矿山尾砂的矿物成分 参考、堆积时间、厚度、气候条件及微生物（Rachel，2002）等发生风化作用，从而导致酸性矿山废水(AMD)的产生。蓄纳高浓度的重金属元素，其排放小仅对溪流、河流、湖泊水质及其沉积物产生负而影响，而且有降低土壤环境质量状况的威胁（Barbara Hohn，2005）。 贵州省赫章县是我国著名的土法炼锌集散地，地处贵州西北部，辖内煤炭资源丰富，境内的榨子厂、猫猫厂、天桥铅、锌矿(氧化矿)为“土法炼锌”提供了丰富的原料。其土法炼锌已有300多年的历史，至2000年，已有1000多个土法炼锌“马槽炉”的规模。炼锌中产生的黑色烟尘不仅使周围山坡寸草不生，山坡上、河道边到处倾倒着废渣，而且使许多早作地荒耕。本文试图以该地的土法炼锌为研究对象，探讨土法炼锌中产生的烟尘和废弃物对附近土壤和沉积物的环境影响。 1.1矿山开发中的生态环境影响 矿山的开采在很大程度上改变了矿山原有的环境。矿山开采耗费大量的土地资源，开采后破坏的土地，丧失原有的自然生态系统；废弃物堆置场是周围环境的严重污染源。矿山按其产品性质分类，有冶金矿山(黑色金属、有色金属、稀土元素、放射性元素等)和非金属矿山(煤矿、石料、陶土等)；按其开采方式分类，有露天开采矿山和地下开采矿山。不同性质的矿山和不同的开采方式，其对生态环境破坏的过程和特征有很大差异。 矿山开采引起的生态破坏，主要由以下三个过程导致：(1)开采活动对土地的直接破坏，如露天开采会直接毁坏地表土层和植被，地下开采会导致地层塌陷，从而引起土地和植被的破坏：(2)矿山开采过程中的废弃物(如尾矿、矸石等) 需要大面积的堆置场地，从而导致大量占用土地和对堆置场原有生态系统的破坏；(3)矿山废弃物中的毒性成分，可通过径流和大气飘尘，影响周围的土地、水域和大气质量（Ivanova，2001）。 在生态系统层次上，上述三个过程对采矿地区生态的破坏具有三个特征：(1)景观破坏，主要指对地貌的影响；(2)环境质量退化，对所在地区土质、水质，甚至大气质量的影响；(3)生物多样性退化，对原有生物群落的摧毁，及对当地现有生物群落的严重破坏甚至摧毁。 通常，金属矿山引起的环境质量退化以及由此导致的生物多样性退化要比非金属矿山更严重；露天开采的矿山引起的景观破坏和生物多样性退化，要比地下开采的矿山更严重。矿山开发的生态环境影响突出表现在以下几下方面： 1土地的占用与破坏 矿山开采后，将会产出大量的废石、排土和尾砂，例如露天开采1吨矿石通常削离5-10 t覆盖的岩土，堆存它们将需占用大量的土地。据报道美国的明尼苏达州北部，由于大型露天磁铁矿近半世纪的大量开采，致使当地土壤质地退化，如不进行有效的治理将有沙漠化的危险（Othman，1996）。矿区的建设也将不可避免地改变地形、自然景观和植被状况等。土地破坏的后果是：水土流失加剧，淤塞污染水体，增加扬尘，严重影响生态环境。另外，尾矿坝、废石堆场设置不当或管理不严，会造成严重的滑坡或泥石流事故，使大面积的土地受到破坏，造成水体污染，危及人身和财产的安全。 2水体污染 矿山开采后的废石堆成尾矿库若不妥善处理，可能会成为地下水污染源。废矿堆、尾矿库长期处在氧化、风蚀、溶滤过程中，其中的有毒矿物成份或有害物质可以随水转入地下、地表水体和农田、土壤之中，造成地下、地表水体受到化学污染。 采矿工业用水远远小于选矿工业的用水量，但不论是采矿还是选矿，若不注意处理其废水，会造成严重的后果。据报道，由于采矿对水体的污染，使美国长达20600km的水域和449个天然和人工湖泊不再适于养鱼（Antonio Simonetti，2000）；在国内也不乏其例，如攀枝花选矿厂（曾清如，1997）有部分尾矿废水排入金沙江，对其造成长期的严重污染。又如东鞍山矿（张宝贵，2002）由于外排废水中含有大量的细粒级悬浮物，使杨柳河的河水呈红色，不仅妨碍水生生物的生长，还影响农业灌溉，成为鞍山地区的一大公害。此外开采硫化矿床时，由于伴生的低品位黄铁矿，在自然堆放过程中，经风化、雨水浸蚀可产生有害酸性水。在我国冶金矿山中因酸性水污染造成的危害是十分严重的，如南山铁矿（许步信，1996）的酸性水波及周围1万hm2农田和渔业生产，多年来共赔偿农业损失费累计约百万元。此外，各金属矿山的外排水中浮悬药剂的污染、硝基苯的污染以及其它重金属的污染也屡见不鲜（Sastre，2002）。 井巷开掘、矿床排水疏干所形成的降压漏斗的水力影响半径有时可达数十公里，可能造成区域性水文环境的破坏，使农牧业缺水受损。另外，疏干碳酸盐围岩含水层之后，其岩溶和溶洞会成为地面塌陷下沉，地面设施被破坏的隐患；而当塌陷区或井巷地表贮水体存在水力的沟通时，则会酿成淹没矿井的重大事故；当岩层疏干影响的设计计划不周时，还可导致露天边坡、台阶的滑动和变形，从而出现相应的灾害后果（李小玉，2004） 3大气污染 在矿山生产中，氧化、风蚀作用可使废石堆场、尾矿库形成一个周期性的尘暴源。此外矿石破碎、筛分和选矿等工序也是主要尘源。矿山对大气的污染还包括公路运输过程中形成的大量扬尘。粉尘污染是冶金矿山生产过程中的一种主要污染类型。在我国，由于矿山粉尘污染而使矿区农牧业受害的情况较多。矿山开发引起的环境生态问题是全球性的问题，越来越受到科学界的关注，己成为环境地球化学研究的一个重要领域。随着对矿产资源需求的不断扩大，矿山废物的排放量大幅度增加，环境生态的恢复难度也在不断增大，因此，在科学界关注的同时，政府也要采取一定的措施来给予支持和提供方便（王文，2003）。 1.2矿区重金属污染研究 1.2.1重金属概念及环境化学行为 通常把密度大于5的金属称为重金属，如隔、铬、铜、镍、铅、锌等，砷虽然不属于金属，但由于对环境的影响与重金属类似，通常也称其为重金属。矿产开采过程中所引起的环境问题较多，特别是土壤的重金属污染（Ahmed，1998）。有害重金属通过各种途径进入土壤，不易随水淋溶，微生物难以降解，植物对其有明显的生物富集作用，影响农作物的品质和产量。土壤污染有较长的潜伏期，具有隐蔽性、不可逆性、普遍性、表聚性等特征（Isabelle，2001） 重金属是一类典型的环境污染物，在自然条件下，除了局部范围重金属含量较高之外，一般土壤中有害重金属含量都小于构成污染的临界值。由于受人类生产活动的影响，例如，农业增产措施如农药、化肥的不断使用，加之工业废水、废气、城市生活垃圾、污水及污泥与畜禽粪便等排入环境，都不断污染土壤，使重金属等在环境中的积累不断积聚。特别是最近几十年来，由于土壤环境中污染物含量不断提高，重金属污染问题已经引起学术界、政府和公众的广泛关注。 1.2.2环境中重金属的来源 重金属可以通过废水、废渣的排放，空气悬浮物的携带与运输，水体中的细微尾矿砂颗粒物的运移，食物链的传递等不同途径来引起环境的污染。污染源有以下几个方面： 工业污染源，尤其是基础工业，特别是采矿和冶炼业是向环境中释放重金属的主要污染源。如20世纪60年代，在日本的富山县神通川流域，由于铅锌冶炼厂排放的含锅废水污染水稻田，居民长期食用含偏稻米和饮用含锅水而造成锅中毒，锅进入人体后破坏人体的骨骼系统，使骨质变脆易折，也就是所谓的“骨痛病（Lorenzo，2000）。 生活污染源，主要是生活垃圾，其中含有的重金属能渗到土壤中，影响到地表水和地下水的质量，生活废水中的有机物可以吸收重金属，用这些水灌溉也可导致土壤污染。 农业污染源，主要来自厩肥、污泥、化肥、农药等，有害成分为其释放的重金属，污染物质主要集中于表层或耕层，它的分布比较广泛。污染物的种类和污染的轻重程度与土地的利用方式和耕作制度有关。 交通污染源，主要为含铅汽油的使用，使机动车排放的尾气污染大气。 自然污染源，土壤母质中的重金属本身含量高，还有火山喷发造成的土壤污染。 就矿区来说，以工业污染源为主，其它次之。 1.2.3环境中重金属的危害 尾矿、矿渣是采矿区土壤重金属的主要来源之一。当这些矿山固体垃圾从地下搬运到地表后，由于所处环境的改变，在自然条件下，极易发生风化作用(物理、化学和生物作用)，使大量有毒有害的重金属元素释放出来进入到土壤和水体中，给采矿区及周围环境带来严重的污染。 在雨水等的作用下，地下水和地表水都会受到不同程度的重金属污染。目前世界上受高砷饮水危害的国家和地区包括孟加拉国、印度恒河流域、阿根廷、智利、墨西哥、泰国、美国和中国的台湾、内蒙、山西部分地区。孟加拉国受砷危害人口有35-77百万人，占该国总人口(125百万)的一大半，几十年来联合国投入了大量财力物力进行治理，但收效甚微（Kovalchuk，1996）。有300多年开采历史的我国湖南石门雄黄矿，发生了严重的砷污染，河水砷含量达0.5－14.5 mg•L－1，居民头发砷含量为0.972-2.459ug•L-1。以河水为饮用水源的居民的砷暴露水平达到甚至超过国内外重大慢性砷中毒案例的暴露水平。 有毒气体的排放无疑会直接污染大气。如1996年玻利维亚波托西的波尔科矿山的一座铅锌尾矿坝倒塌，致使大约235，000 t有毒尾矿泥浆(包括砷、氰化物、铅和锌等有害成分)排入皮科马约河的一条支流阿瓜卡斯蒂利亚河中，导致饮用该河水和食用该河水中鱼的3名儿童死亡，其毒性影响到800km的巴拉圭一阿根廷的查科(salomons，1995)。另外，巴西亚马逊河流域附近，约17000km，的大范围金矿开采过程中，汞作为重要提金试剂，易形成合金金齐汞，直接释放进入大气，且向大气的释放量远比向河流和土壤的释放量高，占总释放量的65%-83%( salomons，1995)，对人体危害十分严重。西班牙某重金属冶炼厂尾砂坝的倒塌，使得随后的土地开发过程中大气可吸入颗粒中铜和锰的含量增加了17~36％和59一70％（Querol，2000）。 重金属在土壤中的聚集引起的危害更为严重。其进入土壤后，一方面可在植物体中累积，并通过食物链最终转移到人体内，危害人群健康，致畸致癌；另一方面，还可能导致地下水污染，超过一定限度就会危害生态系统，如上述所说的水体和大气的污染。由于重金属污染的范围广，持续时间长，又不易在生物物质循环和能量交换中分解，所以污染土壤的修复与治理迫在眉睫，也是科学界比较关注的问题之一。就世界范围来看，全世界每年平均排放汞115万t，锰1500万t，铜340万t，铅500万t，镍100万（Jane vacalet，1999）。据估计，我国仅重金属污染的耕地面积就达2000万ha，约占耕地总面积的115 ，每年因土壤污染而减产粮食1000万t；另外还有1200万t粮食重金属超标，二者的直接经济损失达200多亿元（陈同斌，1999）。在金属成矿区周围的自然扩散区域内，环境中一般含有较高浓度的重金属，加上开矿过程中的废矿水和尾矿砂，常造成严重的重金属污染问题。据报道，湖南省郴县东坡铅锌矿自然扩散晕区域内的环境污染是以铅、锌、镉、砷为主的多金属污染复合体，水体内的细微尾矿砂颗粒物是重金属的主要迁移载体，且该区域内作物中的铅、镉残留很高（曾清如，1994）。 土壤中重金属的超标同时也会使农作物和其它生物受到危害。杨居荣（1992）发现耐福的甜菜与胡萝卜在对营养元素的吸收上呈现两种不同的特征，即耐镐的甜菜往往对钙、镁、锌、铁元素的吸收量大，而胡萝卜则相反。土壤中锌/锅比例增大可显著地降低菠菜含镉量（宋菲，1996）。己有证据表明，铜矿的冶炼可以增加周围农业系统中的铜含量，使冶炼厂周围紫花首稽和柏树叶片中的铜含量明显增加。华南某矿区周围农田土壤中锌含量达690~4000 mg.kg－1；华北某污灌区土壤中锌含量超过1500 mg•kg－1，长期施用污泥的土壤中锌含量达370－470 mg•kg－1，受汞污染的面积达3.2 × 104 ha，每年生产汞米1.95×105吨。沈阳张士灌区和江西大余县等地区的粮食己经遭受严重的锡污染，其含镉量己经超过诱发“痛痛病”的标准。龙育堂等（1994）研究芝麻对稻田汞净化效果，结果表明：土壤含汞量在5－130 mg•kg－1，范围内，汞对芝麻产量和品质仍未造成显著影响；改种芝麻，土壤汞的年净化率高达41%，土壤的自净恢复年限比种植水稻缩短。食物链中重金属的高度富集最终将威胁到人类健康。

岩石圈伸展对粤北下庄矿田铀成矿的制约机制研究

地球动力学与成矿关系的研究是地球科学研究的前沿领域，而陆内岩石圈伸展与成矿的关系的研究则是该领域相对比较薄弱的环节。 华南地区于白垩—古近纪发生了岩石圈强烈的伸展减薄事件，且岩石圈伸展减薄与该区同时期形成的众多金属和非金属矿床有密切的成因联系，尤其是华南地区的花岗岩型热液铀矿床，显示了与该区岩石圈伸展作用可能有多方面的成因联系。粤北下庄铀矿田位于位于南岭铀-多金属成矿带的南部，是华南地区典型的花岗岩型热液铀矿区，本次研究在深入细致的野外地质工作的基础上，运用流体包裹体地球化学、元素地球化学、同位素地球化学等方法手段，开展了对下庄铀矿田成矿流体性质、成矿过程中元素的活动规律、成矿流体来源及演化等方面的系统研究，初步探讨了岩石圈伸展对该区铀成矿的制约机制，并建立了可能的矿床成因模式。通过研究，本次工作获得了以下几点主要认识： （1）通过对下庄铀矿田部分铀矿床流体包裹体显微测温、激光拉曼光谱及液相成分分析研究，查明了下庄矿田铀矿床矿前期热液属中高温（200℃~350℃）、低盐度（0.72%~5.95%NaCl）、密度中等（0.703~0.830g/cm3）、活动深度较深（2.29km~5.74km）、富∑CO2、相对还原性质的流体；成矿期热液属中低温（主要为154℃ ~250℃）、低盐度（0~1.83%NaCl）、密度中等（0.628~0.867g/cm3）、活动深度较浅（0.19km~1.62km）、富F-、相对氧化性质的流体。 （2）矿石矿矿物电子探针测试分析及岩、矿石的微量元素地球化学分析研研究表明，本区铀矿床主要的原生铀矿物为沥青铀矿、铀石、钛铀矿，铀矿物的形成与Si、Ca、W等元素有密切的关系，而其它金属元素未显示明显地富集。矿石、脉石矿物部分继承了原岩的稀土元素组成，且在原岩基础上又有高度的演化。 （3）进行了矿区内碳酸盐的C、O同位素和黄铁矿的He、Ar稀有气体同位素的分析研究。研究表明，矿化剂∑CO2主要为幔源，大量的He、Ar等稀有气体也来自于地幔。矿区发育的深大断裂构造可能控制了幔源挥发份的加入。 （4）脉石矿物碳酸盐和萤石的Sr、Nd同位素地球化学研究显示，成矿流体中的这些元素主要源于地壳，南区矿床（338、339）的Sr、Nd组成则为富含壳源Sr、Nd的流体与幔源基性脉岩不同程度的水—岩反应所致。另外，碳酸盐铅同位素研究显示，下庄矿区成矿物质铀可能来自帽峰式后期流体交代的花岗岩体。 （5）岩石圈伸展与下庄矿田铀成矿有关系密切：下庄矿田铀矿床明显受伸展构造控制，伸展构造既为导矿构造，又为储矿构造；岩石圈伸展导致的地温梯度升高，大地热流平均值加大，驱动热液流体的流动，为铀成矿提供了主要的热驱动力；岩石圈伸展产生的深大断裂导通了壳幔间的联系，使幔源脱气成因挥发份（主要为∑CO2）沿断裂上升，加入壳源热水循环系统，从而参与了铀成矿。 （6）初步建立了下庄矿田“岩石圈伸展体系下大陆热水系统铀矿床成因模式”。模式认为，华南地区白垩—古近纪岩石圈伸展作用引发区内热水流体的大规模循环，且伸展引起的幔源脱气作用产生的挥发份（主要为ΣCO2）加入了贫铀、贫矿化剂的循环的地下热水中，形成了富矿化剂热水。富矿化剂热水从富铀花岗岩中浸出铀（氧化作用），变为富矿化剂、富铀热液流体，这种热液流体在伸展引起的热驱动下沿构造上升，热液流体上升到浅部时，由于地球化学障、流体压力释放等因素的影响，U被还原沉淀，并在有利部位富集成矿。

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。

湖北徐家山锑矿床地球化学和成矿机理研究

　　湖北省通山县的徐家山锑矿床赋存于上震旦统灯影组和陡山沱组的海相碳酸盐岩中，该矿床是华南锑矿带内典型代表性锑矿之一，也是湖北最具经济价值的锑矿床。本论文以该矿床为研究对象，在系统整理前人工作的基础上，进行了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，运用流体地球化学、元素地球化学、同位素地球化学（C、O、Sr、S、Pb、Sm-Nd）等方法手段，对其成矿流体来源、成矿物质来源、成矿时代、矿床成因等主要矿床学问题进行了系统研究，探讨了该矿床的成矿机理，并对华南锑矿带内上震旦统锑资源潜力进行了初步评价。本论文主要取得以下几点认识： 1）通过对该矿床成矿期脉石矿物（石英、重晶石和方解石）中包裹体镜下观察、显微测温和激光拉曼探针分析，表明该矿床为典型的中低温（150～200℃）热液锑矿床，其热液属NaCl + H2O + CO2 ± N2型，具低盐度（3～6% NaCl）和中等密度（0.90～0.96 g/cm3）特征。结合氢、氧、锶、铅同位素等研究结果，进一步推断这种成矿流体主要来源于经深部循环演化的大气降水，不支持其主要来源于岩浆期后热液的观点。 2）该矿床成矿前和成矿期方解石碳、氧同位素研究结果，表明成矿流体中的溶解碳以H2CO3为主，该流体与围岩发生水－岩相互作用是导致成矿期方解石和辉锑矿沉淀的主要机制。结合方解石的稀土元素地球化学研究，可推断该矿床的两期方解石为同源不同期的产物。 3）微量元素、碳、氧、硫同位素研究结果，表明徐家山矿床的成矿物质与赋矿围岩具有亲缘性；其中最主要的矿石矿物—辉锑矿，其硫同位素组成（+11.2‰～+14.4‰）相对较高（平均值可能在华南锑矿带内最高）、极其均一，且塔式效应明显等为特征，指示该矿的赋矿围岩—震旦纪海相地层是硫的唯一来源。 4）对徐家山锑矿床首次利用锶、铅同位素示踪其成矿物质来源。利用铅同位素示踪手段，首次明确提出该锑矿床存在两个矿源层，部分成矿物质来自赋矿围岩，部分成矿物质来自下伏基底地层，突破了前人对成矿物质仅来源于赋矿围岩的传统认识；并从锶同位素角度，进一步论证了下伏的中元古界冷家溪群基底是成矿元素锑的重要提供者。 5）首次对徐家山矿区成矿期方解石的Sm-Nd同位素组成进行了测定，并初步获得三条等时线年龄（323Ma、348Ma和402Ma）。结合该矿辉锑矿的正常铅模式年龄及成矿地质背景，可推断出该矿床应形成于加里东期。该结论否定了前人燕山期成矿的观点，为重新认识该矿的矿床成因和成矿机理提供新的契机。 6）徐家山锑矿床的成矿时代与那些江南古陆中赋存于前寒武系的锑（和/或金）矿床一致，其成矿流体特征与华南锑矿带其它典型锑矿床相似，揭示出华南锑矿带内不同地段、不同层位产出的锑矿床存在某种共性，这有助于揭示我国华南锑矿带不同锑矿床之间的内在联系以及该矿带锑大规模成矿的机制。 7）根据前人和本文的研究成果，重新厘定了徐家山锑矿床的成因类型，明确提出该锑矿为沉积－改造型矿床，层控特征非常明显。 8）初步评估华南地区上震旦统中锑矿的找矿潜力。认为华南锑矿床带中上震旦统，尤其是鄂南、赣西北、湘西等地的该套地层，锑资源潜力巨大。华南锑矿带中的上震旦统有可能成为我国将来找锑矿取得突破的重要层位之一。

陕西铜厂铜矿(带)矿床地质和成因类型探讨

陕南勉略宁三角地区是我国西北重要的铜金多金属成矿远景区，已发现多种类型的铜、铁、铅、锌、金和银等多金属矿床（点）多达上百处，除金矿床为大-超大型外（煎茶岭和李家沟金矿床），该区铜金多金属矿床多与中酸性侵入体有关，但规模均不大（中-小型），其中铜厂铜矿床在该区最具找矿前景和代表性，规模也仅为中型，远景储量为大型，可谓是铜金多金属矿床（点）星罗棋布，仅是“只见星星，不见月亮”。多年来，勉略宁地区曾作过大量的基础地质和找矿地质工作，并取得了一定的找矿成果，但九十年代以来，本区的找矿难度越来越大，难以取得突破，寻找大型-超大型铜金多金属矿床一直是地质研究工作的难题。本文选择勉略宁地区最具代表性和找矿前景的铜厂铜金多金属矿床为解剖对象，通过流体地球化学和岩石及硫化物单矿物地球化学等研究，结合矿床的地质特征、地球化学、同位素年代学等详细综合与对比，在前人基础上，取得如下认识： （1） 研究区在震旦纪以后，由于扬子板块的碰撞，隆起形成大陆，根据矿床赋矿围岩的岩石地球化学和矿床地球化学研究，提出陕西铜厂铜矿床的成矿大地构造背景可能为碰撞造山。 （2） 铜厂铜矿床的微量元素对比研究发现，Cu等成矿物质的析出→迁移→富集是形成铜矿化和铜矿体的重要方式之一，稀土元素地球化学表明，矿区中矿石矿物的稀土元素组成特征与铜厂闪长岩、钠长岩和细碧岩既有相似之处，也有不同之处，稀土配分模式的对比说明闪长岩与地层（细碧岩）为成矿作用提供了主要的物质来源； （3） 矿体严格受NWW向与NEE 向两组韧性剪切带控制，主要赋存于闪长岩体北部内外接触带以及岩体内片理化带中； （4） 铜厂铜矿床的成矿流体总体以低温、低盐度为特征，并可能存在富CO2流体，其成矿流体与造山型金矿床成矿流体具有一定相似性； （5） 结合成矿背景和陈矿年代学数据，矿床主成矿时代可能在200-230Ma之间，属于印支期，该期为勉略洋盆闭合的俯冲-碰撞造山作用形成秦岭以挤压作用为特征的造山带时期。 因此，笔者认为，该矿床的成矿大地构造背景应为碰撞造山带，其成矿物质来源以闪长岩和细碧岩为主，成矿流体以低温、低盐度和富CO2为特征，成矿时代以印支期为主，其成矿模式为：印支期，伴随着勉略洋盆闭合俯冲-碰撞形成勉略宁地区复式倒转褶皱及韧-脆性逆冲推覆构造、走滑断层，在矿区发育大量NWW向与NEE 向两组韧性走滑断裂，该期间由于闪长岩体的继续活动，带来了气液和热动力及部分Cu等成矿物质，形成火山变质热液，并与天水混合形成富碱（Na+、K+）和CO2的混合热液，在这种混合热液作用下，使地层细碧岩中Cu等成矿物质大量析出，形成低温、低盐度成矿热液，沿矿区所发育NWW向与NEE 向两组韧性走滑断裂充填沉淀并形成铜矿体。

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。

峨眉山大火成岩省Ni-Cu-PGE矿床矿化类型变异机理研究

在峨眉山大火成岩省（ELIP）产出许多岩浆Cu-Ni-PGE岩浆硫化物矿床，如金宝山、杨柳坪、力马河、白马寨，以及大槽－阿布郎当矿化岩体。根据成矿元素组成特征，这些矿床可以区分为多种不同矿化类型，有以铂族元素为主贫铜镍的矿床，如金宝山Pt-Pd矿床；有含较高铂族元素和铜镍的矿床，如杨柳坪Ni-Cu-PGE矿床；也有贫铂族元素富铜镍的矿床，以力马河和白马寨Ni-Cu矿床最为典型。造成峨眉山大火成岩省中Ni-Cu-PGE岩浆硫化物矿床矿化类型变异的原因是什么？它们的母质岩浆性质如何，产生于怎样的熔融程度？既然能形成岩浆硫化物矿床，造成硫化物熔离的原因有哪些，什么因素起到了关键作用？这些矿化类型多样的Ni-Cu-PGE矿床的成矿岩浆有何差异？产生差异的原因是什么？带着这些疑问，通过借鉴国内外Ni-Cu-PGE岩浆硫化物矿床研究的经验，本文以金宝山铂钯矿、力马河镍矿及大槽－阿布郎当岩体的地球化学研究为基础，结合近几年来前人对杨柳坪，白马寨等矿床的系统研究，本文试图解决上述疑问。现在取得的主要认识有： 1） 根据成矿元素组成特征，可以把峨眉山大火成岩省中（ELIP）存在的Ni-Cu-PGE岩浆硫化物矿床分成多种不同的矿化类型，包括PGE矿床（例如金宝山Pt-Pd矿），Ni-Cu-PGE矿床（例如杨柳坪矿床），Ni-Cu矿床（例如力马河和白马寨矿床），以及弱矿化或不含矿的超镁铁质堆晶岩体（例如大槽－阿布郎当岩体）。通过对ELIP中几种类型Cu-Ni-PGE矿床成矿母岩浆的研究发现，它们均具有类似峨眉山苦橄岩的成分特征，表明母岩浆形成于较高程度的地幔部分熔融，并富集Ni和PGE。 2）硫化物熔离的多阶段性是导致矿床类型变异的一个重要因素。早期结晶矿物的分离结晶导致了金宝山母岩浆出现S的饱和，少量的浸染状硫化物被携带进入岩浆通道中发生了沉淀，继续富集PGE，形成了金宝山矿体。杨柳坪的母岩浆先发生了少量早期硫化物熔离丢失，PGE弱亏损的岩浆在后期上升过程中由于强烈的地壳混染，发生了大量硫化物熔离并发生堆积，形成杨柳坪矿体。力马河和白马寨的母岩浆在早期发生了较多的硫化物丢失，PGE强烈亏损的岩浆发生了二次以上的硫化物熔离，形成了力马河和白马寨矿体。 3） R因子（岩浆与熔离硫化物的比例）是决定ELIP中Cu-Ni-PGE矿床矿化类型变异的重要因素。金宝山矿床具有极高的R值（＞10000），杨柳坪和朱布矿床具有中等的R值（2000~5000），而力马河矿床近似为在经过R=2000的硫化物熔离之后，残余岩浆再经过R=200的硫化物熔离。 4） 地壳混染程度的差异可能是造成ELIP中Ni-Cu-PGE矿床矿化类型发生变异的关键因素。金宝山矿床的地壳混染程度较低，可能主要是早期橄榄石和铬铁矿的分异结晶导致了岩浆中硫化物出现了饱和。对于大槽－阿布郎当矿化岩体，只是在岩体边缘的局部出现了硫化物熔离，可能是围岩混染造成的。对于杨柳坪Ni-Cu-PGE矿床、力马河和白马寨Ni-Cu矿床，从微量元素蛛网中明显的Nb-Ta负异常，高放射成因187Os丰度的初始Os同位素组成（γOs(t)=100~120），S同位素等反映出显著的地壳混染，因而出现大量硫化物熔离。

上芒岗金矿床成矿作用过程研究

上芒岗金矿床位于三江褶皱系怒江大断裂西南段，龙陵～瑞丽大断裂(F_1)南东盘，上芒岗次级断裂(F_4)之中。赋矿地层为下二叠统沙子坡组(P_(1s))和中侏罗统勐嘎组(J_(2m))。矿石主要有两种类型，硅质矿石和粘土质矿石；前者主要由石英和少量黄铁矿所组成，金品位平均为2 * 10~(-6)；后者主要由伊利石、高岭石和黄铁矿所组成，金品位一般为2 * 10~(-6) ～ 4 * 10~(-6)。矿石中金星次显微状态，主要元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Ba。矿床以强烈的黄铁粘土岩化为特征，热液蚀变作用过程即是金矿化作用过程。根据热液蚀变的矿物共生组合及其生成序次，将金矿化作用过程分为五个阶段：黄铁矿-石英阶段(I)；镁贝得-白云石阶段(II)；辉锑矿-石英阶段(IlI)：黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)；网脉状石英阶段(V)。其中黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)是金矿化的主成矿阶段。该矿床属于卡林型金矿床。由石英流体包裹体获得不同成矿阶段的温度为，成矿阶段I：210～170 ℃、成矿阶段III：190～160 ℃、成矿阶段V：173～144 ℃。伊利石-水氢同位素温度计测得成矿阶段IV的温度为165 ℃。石英流体包裹体液相成分以K~+、Na~+和Cl~- (F~-)为主，其次为Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-，由早到晚K~+、Na~+和Cl~-降低，而Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-升高；气相组分以C0_2为主。石英流体包裹体成分富F，其含量高达8.03 * 10~(-3) mol／kg，正是由于成矿热液富含F，Al才可以与F形成络合物进入热液迁移，即Al成为活动组份，从而形成该矿床所独特的强烈粘土岩化蚀变。稀土元素特征方面，矿石和赋矿地层下二叠统沙子坡以及中侏罗统勐嘎组岩石的稀土配分曲线十分相似，均为右倾型，但是两者的稀土元素总量不同，前者的相对较高。矿石和蚀变岩具有相似的稀土元素配分曲线，但是矿石的稀土元素总量相对较高。与勐嘎组泥岩相比，粘土质蚀变岩和矿石更加富集轻稀土元素，并且更富Eu。这些特征表明，粘土质蚀变岩和矿石是由热液作用形成的，而不是风化作用的产物；矿石与赋矿地层在物质来源上有亲缘关系。不同矿段、不同阶段和不同类型矿石和蚀变岩的Au、Ag、As以及Sb的含量同步变化，这表明在整个成矿作用过程中，成矿流体来源统一，且在成矿体系起主导作用。不同类型的矿石及蚀变岩中Au与Al_20_3，和TFe的含量呈正相关，表明黄铁粘土岩化与成矿关系最为密切。矿石铅同位素~(208)Pb／~(204)Pb、~(207)Pb／~(204)Pb和~(206)Pb/~(204)Pb比值分别为39.12～39.54、15.85～15.95、19.75～20.33；沙子坡组(P_(1s))岩石铅同位素比值分别为:38.407～37.868、15.921～15.589、22.685～22.367;孟嘎组(J_(2m))岩石铅同位素比值分别为：39.499～39.222，15.821～15.772、19.207～18.709。在铅同位素组成相关图中矿石与地层铅的投影点分别集中成群分布。矿石铅与地层铅呈线性分布，而且矿石铅的集中区位于沙子坡组铅集中区和勐嘎组铅集中区之间。这些特征表明矿石铅系由沙子坡组铅和勐嘎组铅混合而成。成矿热液的δ~(18)O由早到晚逐渐升高，I、III、IV、V阶段流体的δ~(18)O值分别为-4.2‰，+0.59‰；+0.76‰，+1.98‰，表现出明显的漂移特征；而δD则表现出高度的一致性，变化范围为-82.5 ～ 79.48‰。由此认为成矿热液系大气降水起源。成矿热液氢、氧同位素组成的这种规律性变化还说明，成矿热液的演化具有继承性和连续性。应用CHILLERR软件包，对上芒岗金矿床的成矿作用过程进行化学反应途径数字模拟。所展示的成矿作用过程为：大气降水沿断裂带下渗，加热循环，获取成矿物质(但不排除有深源成矿物质加入的可能性)；形成起始成矿热液：T = 200℃ P = 228.8bar；pH = 4.4；fs_2 = 10~(-9.89); fo_2 = 10~(-41.28)；aAu(HS)_2~- = 10~(-9.64)，aAuCl_2~- = 10~(-17.86);富含F、Al和Au，贫As、Hg、Zn、Cu和Pb。成矿热液在构造作用的驱动下，上升进入上芒岗断裂上部含水构造破碎带，并与下渗雨水混合而淬冷，形成沿上芒岗断裂呈线状分布的早期硅化石英岩(成矿阶段I)，成矿热液与下渗雨水之比为16:l(成矿阶段I)；继而热液扩散进入下盘破碎带，与白云岩反应，形成矿体下盘的白云石化，水:岩比为193:l(成矿阶段II)。此后成矿热液上升充填裂隙空间，由于热传导而缓慢冷却，成矿体系的温度由189 ℃降为165 ℃，形成含辉锑矿的梳状石英脉(成矿阶段1II)。成矿热液继续上升进入上盘碎屑岩破碎带，停积于构造揉皱的泥质岩，并与之反应，形成上芒岗矿床金矿化的主体—粘占土质矿石，水:岩比为29:1(成矿阶段IV)。最后成矿残液逐渐冷却, 同时伴随C0_2的起泡，形成晚期石英网脉(成矿阶段V)，至此热液金矿化过程结束。由上述可见上芒岗金矿床的成矿作用过程经历了：(初始)成矿热液与下渗大气降水混合(I) → 成矿热液与沙子坡组白云岩反应(II) → 成矿热液缓慢冷却(III) → 成矿热液与勐嘎组泥质岩石反应(IV) → 成矿热液冷却沸腾(V)等5个演化阶段。模拟结果进一步证实了上芒岗金矿床的热液成因。上芒岗金矿床成作用过程化学反应途径数字模拟与地质事实高度吻合，与地球化学研究结果相互印证，再现了上芒岗金矿床的成矿作用过程。由矿床的地质地球化学特征及成矿作用过程化学反应途径模拟结果，归纳出上芒岗金矿床成矿作用过程模型。

扬子地块西南缘卡林型金矿床成矿流体地球化学研究

扬子地块西南缘是中国甚至世界上独特的、大面积分布的低温热液矿床矿集区,广泛发育Au、Ag、Hg、Sb、As、U、Cu、Pb-Zn以及重晶石、萤石、冰洲石等低温热液矿床,其中不少矿床属大型-超大型矿床规模.以沉积岩为容矿岩石的卡林型金矿(又称微细浸染型金矿),则是该区重要的矿产类型.目前已发现烂泥沟、紫木凼、戈塘、金牙、高龙等大、中型卡林型金矿床6个,小型矿床、矿点(矿化点)近200余处.主要集中分布在黔西南、滇东南和桂西北的交界地区,周边被深(大)断裂带所限,大体呈三角形,俗称"金三角".首先对该区众多的基性-超基性岩浆岩的同位素年代学及其反映的地质背景进行了较系统的研究,选择革挡和八渡(D)、纳哥(P)、烂泥沟和丫他(T)等代表性金矿床,进行了系统的流体包裹体岩相学、显微测温学、单个包裹体的激光Raman、流体包裹体群中的微量元素以及Rb-Sr、He-Ar、同位素组成等研究,获得了大量数据,并拍摄了大量包裹体照片(约400张).该次对该区卡林型金矿成矿流体地球化学的研究,作者认为在以下方面取得一定进展:(1)发现(或证实)了该区卡林型金矿富含C0<,2>相包裹体,并且种类众多,提出了卡林型金矿的成矿作用,经历了流体不混溶的过程(沸腾作用):(2)进一步证实了有机质参与卡林型金矿的成矿过程:(3)证实了盆地超压流体的存在,并提出了卡林型金矿的大规模成矿作用是"盆地超压流体-矿源岩-盆地伸展"耦合的观点.

植物稳定同位素多尺度、高分辨率古气候信息综合辨识-以安图红松和红原泥炭为例

植物稳定同位素气候学因其具有坚实的理论基础，在古气候研究中倍受关注。同位素“语言”对气候变化的记录是一种“精确”记录。近30多年来，大量科学家不懈努力，提出并完善了植物C、H、O同位素分馏模型，为全球气候变化提供了理想的研究手段。古气候研究面临空前的机遇和挑战；不论是气候规律的发掘以及气候驱动机制的探讨，均需要大力加强。作者利用植物同位素气候学这一理想的研究“工具”，分别选取树轮和泥炭气候历史档案库作为信息载体，开展了中国全新世以来高分辨率、多时间尺度的气候信息综合辨识。我的工作表明：植物稳定同位素组成是理想的气候代用指标。树轮、泥炭档案库相结合，可以获得多尺度（年际、代际、百年以及千年时间尺度）、高分辨率气候信息，对于认识全球气候变化规律以及深入探讨全球气候动力学机制是十分重要的。1、安图红松树轮同位素气候代用记录研究（1）安图红松树轮同位素组成受多种气象因子的联合作用，因而单一地将某一同位素指标与某一气象因子做回归分析所得结果不甚理想。本论文构建了“温度一湿度”复合气候指标，取得了理想的结果。研究发现，不论是树轮δ13C还是δ18O，均与5-8月温湿复合指标显著相关。重建的气候变化与《安图县志》记录的气候变化事件大多吻合。证明这种新的研究方案是可行的，值得在以后的工作中进一步加强。（2）安图红松树轮δ13C灵敏地记录了该区过去200年来5-7月低云量变化。综合分析各种气象要素之间的相关关系以及气象要素与树轮δ13C之间的相关关系，作者认为，低云量对树轮δ13C的影响是一种间接影响。低云量非常显著地影响日照强度以及降雨量等气象因子，进而借助于日照强度及降雨量等气象因子在树轮δ13C中留下自身的变化“印记”。（3）功率谱分析证明，安图红松树轮δ13C、δ18O序列均包含了显著的准2年周期、准4年周期、准10-8年周期。分别是对东亚夏季风准两年振荡（QBO），ENSO准4年周期，太阳活动准11年周期的响应。（4）作者在传统树轮氢、氧同位素分馏模型基础上，同时引入“交换因子”和“蒸腾因子”两个新参数，改进了树轮氢、氧同位素分馏模型。改进的模型能利用树轮H、O同位素组成较准确模拟大气降水H、O同位素组成。改进的模型采用“自适应”方式，具有很大的灵活性，可望用于“用泥炭同位素组成模拟大气降水同位素组成”这项研究中。2、红原泥炭氧同位素气候代用记录研究（1）过去6000年来，红原温度变化趋势与金川、敦德温度变化趋势有很好的相似性，证明中国大多地区温度变化趋势是一致的。6000～4000aBP平均温度水平较低；4000-1500 aBP平均温度水平较高；1500aBP至今平均温度水平相对较低。4000aBP和1500aBP是近6000年温度变化序列中两个显著的转折点。（2）红原温度变化序列中记录到一系列低温突变，这些突变事件与金川、敦德、格陵兰、北大西洋，等等，广泛区域内温度突变事件具有很好的一致性。特别地，每当一次低温突变事件发生，通常有相应的社会结构重整、社会崩溃、古文明坍塌等重大历史事件与之对应。这进一步证实，气候变化（特别是气候突变）对整个社会经济和文明的冲击是十分明显的。（3）近6000年红原、金川温度变化趋势与大气14C变化趋势非常相似，暗示中国地区温度变化的主要驱动力来自太阳活动。功率谱分析进一步证实了这一结论。功率谱分析中最显著的周期信号是88-yr和123-127-yr年周期，体现了一种典型的世纪尺度温度变化特征。3、综合讨论（1）“红原-金川”平均温度变化趋势显示，近千年中国平均温度变化与经典的太阳活动极小期，如Darton极小、Maunder极小、sp6rer极小、oort极小，等等，表现一致。表明中国气温变化主要驱动力来自太阳活动。大约在1050-1250AD期间，中国温度水平较高。而同期大气14C，南极冰心10Be以及模拟的总太阳辐射等均表明太阳活动处于较高水平。大量树轮记录也表明近百年中国并无异常升温。这些资料表明，最近百年气温变化可能并未超出自然变率。（2）提出了“大洋温盐环流一季风”概念模型。这一模型能很好解释北大西洋温度突变与印度洋夏季风突变的一致性、中国东北和西南长期降雨趋势的反相性、北太平洋（温盐环流上翻区）温度记录与北大西洋温度记录的“跷跷板”效应（seesaw effect），等等。大洋温盐环流可能是主宰印度洋夏季风区、东亚夏季风区长期干湿变迁的主要因素。

控制热力学条件下的矿物、岩石电学性质研究

电导率是重要的地球物理参数。模拟地球内部条件下的矿物、岩石电导率测量是了解地球内部物质组成及物理化学性质的有效手段，同时，还可以为野外大地电磁测量结果的解释提供依据。在YJ-紧装式六面顶压机上，对原有的矿物、岩石电性测量系统进行了进一步的改进；建立了一套以Solartron 1260阻抗／增益一相位分析仪为测试仪器，使用Mo电极和Mo盾来控制样品氧逸度的测量系统，该系统的氧逸度环境为Mo-MoO2，接近Iw缓冲对。石英（人造水晶）、橄榄石、纯橄榄岩、辉石岩、二辉橄榄岩、巨晶辉石的电导率测量是在新的测量系统下获得的，而辉长岩的电导率测量是基于LCR仪为测量仪器的测试系统下获得的。在压力为1-3GPa、温度为675K-160OK、频率为106-0.1Hz、氧逸度为Mo-MoO2的条件下，对不同方向石英（人造水晶）的电学性质进行了研究。复阻抗平面上出现了反映样品本身性质的阻抗弧和反映样品与电极之间扩散的直线。石英的电导率随温度增加而增加，随压力的变化比较微弱。石英的导电机制主要为离子导电，载流子可能为碱金属离子和氢离子，这些碱金属离子和氢离子主要在平行于光轴的通道中运动。在相同的温度和压力条件下，a石英的电导率和c轴的夹角有关，石英的电导率随着夹角的增大而减小，表现出了强烈的各向异性。对“各个方向石英在发生了相变前后的电导率进行了研究，发现Q石英转变为p石英后，电导率并没有突变，仍然随着温度的增加而增加。在压力为1-2GP。、温度为563-1173K、频率为12-105Hz的条件下研究了辉长岩的阻抗。结果发现辉长岩复阻抗的实部随频率的增加而减小，而虚部随频率增加先增大后减小；相角随频率增加而减小。在复阻抗平面上出现了反映颗粒内部的阻抗弧，该阻抗弧出现在高频段。实验室获得辉长岩在地壳的压力和温度（1.0GP。和893K）条件下的电导率值为1.77×-4S／m，而高导层的电导率值为0-01-0-15S／m，二者相差了2-3个数量级，推断辉长岩不能在下地壳形成高导层。在压力为3.0GPa、温度为1299-1600K、频率为106-0.1Hz、氧逸度为Mo-MoO2条件下，对不同颗粒粒度的橄榄石电导率进行了测量。在复阻抗平面上均出现了反映颗粒内部电响应的阻抗弧，这些阻抗弧随着温度的增加而减小。而反映颗粒边界导电机制的阻抗弧并不明显，两种阻抗弧出现在不同的频率范围内，反映颗粒内部导电机制的阻抗弧出现在频率较高的范围内，而反映颗粒边界导电机制的阻抗弧出现在频率相对低的范围内。不同粒度橄榄石在3.0GPa条件下的电导率随着温度的增加而增加，它们的激化烩介于1.03-2.11ev之间。在压力为1-3GPa、温度为1282-1544K、频率为0.1-106Hz、氧逸度为MO-MoO2的条件下，对纯橄榄岩的电导率进行了测量。在复阻抗平面上出现了反映颗粒内部电响应和颗粒边界电响应的阻抗弧。反映颗粒内部导电的阻抗弧出现在较高的频率段，随着温度的增加，这些阻抗弧逐渐收缩。颗粒边界的阻抗弧出现在相对低的频率段。纯橄榄岩的电导率随着温度增加而增加，随压力变化比较微弱。对颗粒边界的电导率研究表明，颗粒边界的电导率高于颗粒内部的电导率，总电导率则小于颗粒内部和颗粒边界的电导率，颗粒边界并没有增强总电导率。纯橄榄岩的激化能为1，62eV，而激化体积为0.67cm3／mol，指前因子为5125加。利用实验所获得的拟合参数，建立了地球内部200-40Okm处的电导率模型，并同地球物理模型进行了对比，在温度和氧逸度的合理波动范围内，实验室电导率模型和地球物理模型吻合的很好。在压力为1-2GPa、温度为1228-1584K、频率为0.1-106Hz、氧逸度为MO-MoO2条件下，测量了天然和热压辉石岩、热压巨晶辉石、二辉橄榄岩的电导率。结果发现，在复阻抗平面上出现了反映颗粒内部电响应和颗粒边界电响应的阻抗弧，反映颗粒内部导电的阻抗弧出现在较高的频率段，随着温度的增加，这些阻抗弧逐渐收缩。颗粒边界的阻抗弧出现在相对低的频率段。辉石岩、二辉橄榄岩、巨晶辉石电导率随着温度增加而增加，随压力变化比较微弱。天然辉石岩和热压辉石岩颗粒边界的电导率高于它们各自颗粒内部的电导率，而总电导率则小于颗粒内部和颗粒边界的电导率，颗粒边界并没有增强总电导率。辉石岩一二辉橄榄岩一纯橄榄岩的电导率依次减小，这可能是与它们的铁含量有关。天然辉石岩的电导率与热压辉石岩的电导率的差异可能与样品中的水（氢）含量的不同有关。

广西贺县龙水金矿床的同位素地球化学研究及成因探讨

广西贺县龙水金矿位于湘桂稳定区，桂粤交界山脉的北段，博白-茶陵深断裂的西侧，区内广泛发育加里东期到燕山期的花岗岩，出露的基底地层主要为震旦系到寒武系。本文主要研究龙水金矿II号矿化带。该带位于寒武系水口群清溪亚群和大宁花岗闪长岩体的接触带附近，围岩为寒武系的碳质板岩，矿脉为硫化物石英脉，主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和石英等矿物。金矿化与硫化物密切相关。主要的金矿物为银金矿，少许自然金。确定金矿床的成矿年龄一直是个比较刺手的问题。本文选择矿脉中信为是成矿期的石英作为Rb-Sr等时年龄测定的对象，是基于其纯净和其中的原生气液包体基本可代表成矿热液的特征。结果表明其Rb-Sr等时年龄为120.5Ma，并认为此年龄代表了成矿年龄。有石英Rb-Sr等时线的~(87)Sr/~(86)Sr初始比为0.732089, 与矿脉中碳酸相加矿物的Sr同位素比值（约为0.7337-0.7402）一起，表明Sr应是来自地壳的富Rb盐矿物的Sr源区。另外，为了与围岩的蚀变年龄对比，测定了近矿围岩的Rb、Sr同位素组成，结果形成两条等时线，年龄分别为245.9 Ma和173.6 Ma，表明成矿以前至少发生了两次地质事件，导致了Sr同位素的均一化。这两次地质事件分别与华南的东吴运动及燕山运动第一幕相对应。矿石Pb同位素的~(206)Pb/~(204)Pb、 ~(207)Pb/~(204)Pb 和~(208)Pb/~(204)Pb 分别在18.4-18.9、15.6-16.1和38.4-39.6的范围内，并在~(207)Pb/~(204)Pb vs ~(206)Pb/~(204)Pb坐标图上呈现出斜率为1左右的线性排布。只有个别数据点要以得出依据Doe模式的模式年龄，约为200 Ma。在Zart,am Pb构造模式中，矿石Pb同位素数据大部分位于上地壳Pb线以上，呈现出富放射性成因Pb的特征。为了解释异常Pb的成因，本文进行了定量计算。结果表明矿石Pb为古老的存留地壳Pb与少地幔源Pb的混合，即矿石Pb同位素经历了这样的演化过程：在39-29.8亿年间由地幔分异出的地壳 Pb，未参与壳幔循环作用，一直到燕山期，与少量幔源Pb混合，并加入成矿。混合μ值为9.85-10.22。矿石的地质情况及矿石Pb同位素的Δα-Δβ-Δγ示踪结果均支持这一结论。本文初次研究了脉石英中的U、Pb同位素组成。脉石英中Ｕ含量很低。Pb同位素组成基本可以划分为两组，一组为与方铅矿数据近似的普通Pb组成，另一组则较富放射性成因Pb，并向围岩的Pb同位素组成漂移，可能是随着热液的演化和大气降水的加入，受围岩Pb的影响所致。矿脉中硫化物样品的S同位素比值（加权平均为0.16‰）和碳酸盐矿物样品的C同位素比值（在-0.1～-4.1‰的范围内），表明其应为内生来源。根据脉石英的气液包体均一温度（180-250 ），计算与脉石英存在0同位素平衡的热液的同位素的同位素组成，结果为1.2～-4.8‰，表明有大气降水的参与。石英气液包体水溶液为弱碱性，其成分分析表明其中K_2O/Na_2和CaO/MgO（分别根据K~+/Na~+和Ca~(2+)/Mg~(2+)的换算）与围岩相差很大。另外，矿石中微量元素主要为Au、A2g、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mo、Bi、Ga、As、Sb、和Hg，而围岩中微量元素则主要为Cu、Ni、Mn、V、Zr、Ti、Cr和Ba。因此，热液中成矿元素主要不是来自围岩。黄铁矿的Co/Ni、S/Se/的比值可以指示热液化的来源。龙水金矿矿脉中黄铁矿的Co/Ni > 1，S/Se < 15000，均在与岩浆作用有关的热液范围内。因此，热液活动应主要与岩浆岩有关。矿石、围岩和花岗闪长岩的稀土配分模式相似，均呈现向右倾斜的V字型，并且类似于太古代后沉积岩。结合Pb、Sr同位素的研究，推测花岗闪长岩的源岩主要为古老的地壳物质。概括起来，龙水金矿床为约120.5 Ma形成的中低温热液矿床；热液中成矿物质主要来自花岗闪长岩。由于围岩与矿床紧密的空间联系及围岩中的高Au含量，围岩可能提供了一部分Au及其他成矿物质。

抚顺油页岩长时间成烃热模拟实验研究

本文首次采用长时间热模拟实验的方法，以未成熟的抚顺油页岩作为研究对象，模拟有机质在漫长的地质历史中的演化、成烃规律，重点研究了有机质早期低温成烃特征，探讨未成熟油形成机理，为油气生成理论提供新的信息。抚顺油页岩长时间热模拟实验的主要成果概括如下：1.抚顺油页岩长时间热模拟实验最重要的成晨是，证明了有机质在长时低温条件下能形成一定量的未成熟烃，并观察到干酷根低温成烃的即生即裂特征，从而使200 ℃低温释放了异常低温释放的类脂组分由于结合在干酷根的内部，受到干酷根大结构的保护，未曾受成熟作用的改造，较原样抽提物更能反映油页岩的生物母质来源。抚顺油页岩长时间低温成烃热模拟实验为未成熟油、低成熟油形成的研究提供了实验依据。2.抚顺油页岩干酷根为IIA型，形成于较开放的淡水湖泊相环境，生物来源丰富，以陆相高等植物的类脂组分输入为主，低等生物、微生物和细菌有很大的贡献。油页岩含有丰富的生物标志物，如倍半萜、三环萜、四环萜、4-甲基甾烷等，罕见的高4-甲基甾烷指数等标志物参数更进一步证明了油页岩抚顺生油母质的复杂性与多源性。3.不同温度段长时间热模拟实验证明了时间对温度的补偿作用，Ro、荧光参数、沥青A、族组成、生物标志物等参数都表明了本实验油页岩演化经历了四个阶段：250℃30天加热以前为未成熟阶段，250 ℃30天至300 ℃100小时为低成熟阶段，300 ℃100小时至350 ℃30天为成熟阶段，350 ℃30天以后为高成熟阶段，成熟度的划分不仅仅取决于温度，而是温度与时间的函数，时间对成熟度的影响在门限温度附近最大，时间越长，有机质成熟温度越低。

Direct observation of subsurface oxygen on the defects of Pd(100)

Oxygen adsorption and desorption on a Pd(100) surface with a mesoscopic defect were studied by photoemission electron microscopy (PEEM). The defect surface, with an area of approximately 200 x 60 mu m(2), behaved differently from the perfect Pd(100) surface towards the adsorption of oxygen. When saturated, both surface oxygen and subsurface oxygen coexisted on the defect surface, whereas only surface oxygen was present on the Pd(100) surface. Upon heating, subsurface oxygen diffused back to the surface and desorbed with surface oxygen at the same time. The difference in oxygen adsorption ability between the defect surface and the perfect Pd(100) surface can be attributed to different structures of these two surfaces. (C) 1999 Elsevier Science B.V. All rights reserved.