大麻坪地区二辉橄榄岩的部分熔融实验研究

本文以大麻坪地区二辉橄榄岩为初始物料，在压力为1.0~3.0GPa、温度为1350~1550℃条件下进行了部分熔融实验，对实验产物的岩石化学成分进行了相应的分析和研究，查明了二辉橄榄岩发生部分熔融和结晶分异的条件，揭示了熔融过程中主量元素迁移的趋势，实验中还发现了实验产物的产出形态与压力的关系及成分的变化。本次研究根据大麻坪二辉橄榄岩的部分熔融所得的熔体与该区玄武岩之间的关系，并利用这些关系来初步探讨汉诺坝玄武岩的成因。本次实验得出大麻坪地区二辉橄榄岩部分熔融实验产物的一些规律：MgO的含量随着熔融程度的增加而增加，在熔体中MgO含量较低情况下，特别压力为0.5~1.0GPa的条件下，MgO和SiO2的含量呈负相关函数；初始物料中的Mg#明显地控制着部分熔融产物FeO的含量；随着部分熔融程度增高，部分熔融熔体成分中的CaO/Al2O3值随之增加。大麻坪玄武岩具有单斜辉石分异趋势，而本次利用二辉橄榄岩部分熔融实验的反演也有类似的趋势，这暗示着如果本区玄武岩的原岩为二辉橄榄岩，那么可能存在橄榄玄武岩→玄武岩的演化趋势。

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。

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

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

富磷过铝质岩浆体系的实验研究

富磷过铝质岩浆是过铝质岩浆体系中的一个重要类型，它通常以富P，高ASI[铝饱和指数，Al2O3/(Na2O+K2O+CaO)摩尔比值]，贫Fe、Mg、Ca，强烈亏损REE、Th、Y，与稀有金属(W、Sn、Be、Nb、Ta)矿化具有成因联系为特征。富磷过铝质岩浆体系的性状及其演化的地球化学特征、岩浆液态分离、磷酸盐-硅酸盐矿物对平衡对熔体相中磷的制约以及富磷过铝质岩浆－热液体系中微量元素(包括REE)地球化学行为等科学问题尚未得到系统解决，目前更缺乏实验地球化学的直接证据。对上述科学问题的研究、探索，将有助于了解富磷过铝质岩浆体系形成和演化的地球化学特征，有助于揭示磷对微量元素(包括稀有、稀土元素)地球化学行为的影响，这对于理解过铝质岩浆体系成岩、成矿作用过程具有重要的理论和实际意义。 本文以天然钠长花岗岩为初始物，针对上述内容，开展了不同PTX条件下高温高压下实验研究，获得了如下重要认识： 1) 确定了100 MPa条件下磷对过铝质岩浆液相线温度的影响。随着体系中P2O5的含量增大，液相线温度由1.91 wt%P2O5的780 C降至4.83 wt%P2O5的760C、7.71 wt%P2O5的740 C，即体系中每增加1 wt%P2O5，液相线温度降低约7~10 C； 2) 不同PTX条件下的实验产物中均未见不混溶球粒结构、乳滴结构或流动构造，初步推断富磷过铝质岩浆体系中可能不存在单纯由磷引起的岩浆液态分离现象； 3) 锰铝榴石-磷灰石矿物平衡反应制约着形成过铝质初始岩浆中P2O5含量，熔体相中P2O5含量在750 C的0.47~0.80 wt%、830 C的0.35~2.26 wt%范围内。熔体相中的P2O5含量与ASI之间存在二次函数关系(P2O5 wt%=3.5×ASI2-11.3×ASI+9.5 )。锰铝榴石溶解，促使体系中Al2O3活度增大，含锰氟磷灰石的溶解及其端元磷灰石结晶之间的化学平衡，导致熔体相中P2O5的降低，很可能是熔体中P2O5随体系ASI增大而降低的机制。 4) 不同PTX条件下稀有金属元素(W、Sn、Be、Nb、Ta)在流体/熔体相间的分配系数(Dif/m)<<0.1，预示着W、Sn、Be、Nb、Ta强烈富集在富磷过铝质熔体相中。由此，可推测富P过铝质岩浆体系的演化晚期，不太可能分异出富含上述成矿元素的成矿流体。随着岩浆分异演化的进行，残余熔体相中最终导致绿柱石、锆石、锡石、铌钽矿物等矿物饱和结晶，形成有经济意义的花岗岩型或伟晶岩型稀有金属矿床。 5) 不同PTX条件下REE在流体/熔体间的分配系数(DREE)随REE的原子序数增大而逐渐降低，构成右倾的平滑曲线，不存在在Nd-Pm、Gd、Ho-Er处的拐点；Y与Ho在流体/熔体相间分配系数的比值(DY/DHo)约为1，不受体系温度、压力和P2O5含量变化的影响。上述实验结果揭示，富磷过铝质量岩浆演化至岩浆-热液过渡阶段，熔体-流体作用不会导致Y-Ho间的分异，不会引起REE间的分异，因此，富磷过铝质岩浆演化晚期的熔体-流体作用过程不可能是产生稀土“四分组”效应的根本机理。

长江流域的锂及锂同位素地球化学研究

锂的两个同位素（6Li和7Li）之间相对大的质量差导致它们在自然界的分馏强烈，仅在表生环境就达到了35‰。因而，作为一种有效的示踪剂被广泛地应用于研究宇宙事件、洋壳蚀变及海底热液活动、板块活动、壳幔演化以及示踪卤水来源等地球化学过程。近年来则以大陆风化过程的锂同位素地球化学研究为热点，主要研究方向包括流域尺度大空间范围的总体研究、风化壳剖面的精细研究以及实验室的模拟研究，均涉及水/岩作用过程的锂同位素分馏机理研究。但是，现有的研究结果有的需要进一步论证，有的相互之间存在矛盾，还有部分结论不能自圆其说。 因此，本项论文工作以地表环境过程的锂同位素地球化学研究为切入点，选择长江水系干流和主要支流的地表水、悬浮物和沉积物为研究对象。在低含量样品锂同位素分析方法研究和完善的基础上，就河流体系锂的来源、流域体系的锂同位素组成变化特征及其主要受控因素等方面开展探索性研究。 通过以上研究，本论文得出以下几点认识： 1、采用单一的阳离子树脂柱分离、提纯样品锂，MC-ICP-MS测定其同位素组成。其分析结果的准确度和精确度可以达到现阶段报道的最高水平。海水的锂同位素组成为+31.3±1.0‰（2σ）与前人测定结果的平均值（+31.2‰）接近；样品分析误差约为0.5‰（2σ），与TIMS的分析结果相似。 2、长江水系河水以富含HCO3-、Ca2+为主要特征，两者分别占阴、阳离子总量的70%和50%；其中，以Na+、Cl-含量的变化最大。长江河水的主要离子组成主要受流域岩石风化作用影响，蒸发结晶作用只在少数点起次要作用，而大气沉降的输入十分微弱。岩石风化作用以碳酸盐岩风化的影响最为显著，蒸发盐岩和硅酸岩的影响较小，仅限于长江流域的局部地区。 3、长江水系悬浮物的锂含量及δ7Li值变化较小，分别为41 µg/g~92 µg/g和-4.7‰~+0.7‰。沉积物的锂含量在13.26 µg/g~46.32 µg/g之间，略低于悬浮物的锂含量，而δ7Li较高，在+0.9‰和+9.1‰之间变化。悬浮物和沉积物的锂含量与Al2O3/SiO2、Fe2O3/SiO2、MnO/SiO2及K2O/SiO2等比值之间存在明显的正相关关系，与δ7Li值存在一定的负相关关系，主要表现为粘土矿物对锂的吸附作用，尤其是6Li。 4、长江水系河水的锂含量在1.04 µg/L和31.72 µg/L之间，平均为8.87 µg/L，呈现出从上游至下游逐渐降低的趋势，最高值出现在长江上游的攀枝花段（CJ1）。其锂同位素组成变化也较大，δ7Li值在+7.6‰和+28.1‰之间，但是却呈现出与锂含量变化相反的特征，即从上游至下游逐渐增加，最小值出现在长江上游的攀枝花段(CJ1)。 5、长江干流水体的锂摩尔浓度的倒数（1/Li）和δ7Li值之间存在明显的正相关关系，可能是两个端员组分混合的结果。综合考虑雨水、人为输入和碳酸盐岩对长江干流河水的贡献后，我们认为长江干流河水的锂应该是来自于流域岩石风化的贡献，即蒸发盐岩的溶解和硅酸岩的风化，两者对长江河水锂的贡献在78%和99%之间。 6、悬浮物总是比相应水体富集6Li，导致两者之间的锂同位素分馏明显。悬浮物和河水之间的锂同位素分馏系数（α矿物-流体）在0.976和0.993之间比变化，落在不同粘土矿物吸附产生的分馏范围内。长江上游地区的α矿物-流体落在室温下水铝矿和蒙脱石对锂吸附产生的分馏范围内，下游地区的α矿物-流体则与蛭石和高岭石对水体锂的吸附分馏范围内。除此之外，α矿物-流体还与悬浮物的量密切相关，尤其是在河水进入三峡库区之前。这种相关性同样是粘土矿物对6Li的优先吸附引起的。

高强度瓷绝缘子的矿物组成和显微结构研究

以矿物学理论为基础，采用XRD、AAS、TEM和OM等分析仪器，对国产70kN、日本120kN和210kN高强度瓷绝缘子的化学成分、显微结构等特征进行了分析，找出造成国内外瓷绝缘子性能差异的主要因素。并对贵州地区的高强瓷非金属矿物原料进行了较系统的矿物学研究，确定了6个主要原料基地。在以上研究的基础上，优化设计了420kN和300kN高强度瓷绝缘子的配方及相关生产工艺。并对烧结出420kN高强度瓷绝缘子的化学成分与显微结构进行了研究分析。得到的主要结论如下： （1）对比国内外高强瓷得出，造成国内高强瓷性能差的主要因素是化学成分和显微结构。国内70kN样品含有较高的K2O和TiO2，严重超过了高强瓷标准配方值，而国外配方恰好落在标准值范围内；国内70kN样品晶相含量仅为35%，而国外210kN样品的晶相含量为48%，且晶粒细小分布均匀，玻璃相和气孔相含量也比国内产品少且分布均匀。 （2）采用XRD对贵州地区矿物原料进行分析，最终选定了毕节、大方6个高强瓷原材料产地。这些基地粘土类矿物原料，具有可塑性好，有害矿物含量少，化学成分中Si、Al比适中，Fe、Ti等杂质元素含量低的特点；铝氧类矿物具有含Al2O3含量高且杂质元素少的特点，是制备高强度瓷绝缘子的优质原料。 （3）在主要使用贵州所产的矿物原料基础上，结合国内外高强瓷的性能差异，优化设计了300kN和420kN高强瓷的配方和工艺。其中将坯料的颗粒度组成设定在：≥5µm43-48%，≥10µm25-31%，≥20µm5-12%，并采用合理烧结制度下烧结出420kN高强瓷，其烧结温度范围在13001400℃，最终产品通过IEC检测且显微结构较好。

福建省基性岩的年代学和地球化学：晚中生代以来中国东南部地幔演化

中国东南部地处太平洋板块与欧亚板块的接合部位，其独特的地理位置和构造运动长期以来引起了地质学家的广泛关注。自印支运动以来，板内构造演化复杂而多样。最引人注目的无疑是燕山期广泛而强烈的构造一岩浆热事件。近年来随着研究的深入，逐渐凸显出两个重要的地质问题需要解决：（1）中国东南部晚中生代构造属性的转变时间及地球动力学演化过程；（2）多金属成矿作用与岩石圈伸展减薄及地壳拉张的关系。基于此，本文以中国东南部福建省的基性脉岩、岩体为研究对象，运用系统的矿物学、岩石学、岩石地球化学、同位素地球化学及同位素年代学证据，详细论述了晚中生代中国东南部板块俯冲、地慢演化、壳幔相互作用及岩石圈伸展减薄的地球动力学过程，探讨了地壳拉张期次在福建省区域构造上的响应。本研究主要获得以下几点认识：1、岱前山辉长岩体沿福建长乐一南澳大断裂带分布，侵位于沿海的绿片岩相和角闪岩相的变质岩中及内陆的中生代火山岩中。岩体的微量元素特征表现为与俯冲作用有关的岛弧特点。岱前山岩体由低程度部分熔融形成（约7％），伴有角闪石、单斜辉石的分离结晶作用和斜长石的堆晶作用。时间上与古太平洋板块低角度一歪斜俯冲、晚中生代的变质事件、平潭一东山变质带抬升和长乐一南澳剪切带运动在时间上基本一致。岩体是受俯冲流体交代的上地慢，经部分熔融沿长乐一南澳断裂一应力转换带侵入。它与中国东南部出露的其它基性岩同源，但未受到地壳的混染作用。2、闽南茅坪一晒鞍角基性侵入体具独特的地球化学属性，表现为高Al2O3、CoO、MnO，低FeOT、MgO、TiO2含量，富集轻稀土元素（LREE）和大离子亲石元素（LILE），并具正的Pb异常和负的Ti异常；Sr-Nd-Pb同位素结果显示，该基性岩有EM2组分的参与。模拟计算表明，该基性岩墙群是尖晶石二辉橄榄岩地慢5-15％部分熔融的产物；微量元素配分模式及理论模拟表明茅坪一晒鞍角基性岩体的地慢源区在熔融前曾受到1％俯冲沉积物熔体的源区混染和5％流体交代作用。基性岩浆在上升过程中还受到10％左右的地壳物质的混染作用，导致该区基性岩富放射成因Sr、Pb同位素。3、福建省晚中生代基性脉岩富Al2O3（14.0-20.4 wt%）、CaO（4.09-12.7wt％）。按地球化学特征可分为两组：第一组脉岩具较低稀土总量（53.8-145.5μg／g）和平缓的稀土配分模式L（La/Yb）n=1.68-4.651，而第二组脉岩的稀土总量较高（63-247μg／g），且轻稀土富集［（La/Yb）n＝4.63-19］。在原始地慢标准化图解上，第一组脉岩显示Pb的正异常和Ti负异常，无Nb、Ta异常，而第二组脉岩显示明显的Nb一Ta一Ti负异常和Pb正异常。两组脉岩经历了不同的源区混合和陆壳混染过程，第一组脉岩显示了以陆壳混染为主的地球化学过程，不具有岛弧特点的微量元素配分模式表明该类基性岩的地慢源区可能未受俯冲作用过程影响，第二组脉岩的岛弧地球化学特点暗示该类基性岩地慢源区是经俯冲作用改造过的富集岩石圈地慢。第一组基性脉岩来源于石榴石一尖晶石二辉橄榄岩地慢，而第二组脉岩来源于尖晶石或尖晶石一斜长石二辉橄榄岩地慢。地球化学数据显示，不同类型的地慢存在不均一性，反映了不同程度的交代作用或不同量俯冲沉积物的加入。福建省晚中生代基性脉岩产生于拉张构造背景，与岩石圈的伸展减薄及软流圈的上涌紧密联系；4、福建省基性脉岩的同位素特征显示，第一组脉岩具较高的143Na／144Nd，第二组脉岩的143Nd／144Nd较低；Th/Nd、Ba/La比值及理论模拟结果表明，第二组脉岩可能受到流体交代和俯冲沉积物的源区混合作用，而第一组脉岩基本未受俯冲组分（沉积物＋流体）的改造。地壳混染对两组脉岩可能起着重要的作用。EC-AFC理论模拟表明，福建省基性脉岩在上升过程中受到前寒武纪变质岩的影响，这种混染作用在一定程度上改变了同位素组成。因此，福建省晚中生代基性脉岩的地球化学特点是太平洋板块俯冲与壳慢相互作用共同作用的结果；5、K-Ar年龄结果表明，出露于福建省的基性脉岩年龄具周期性分布，表现为五个周期：70-75Ma士，85 Ma士，105-110Ma，125Ma士和135-140Ma。这与前人的研究结果基本一致，表明福建省与中国东南部区域上有相似的地壳拉张期次。K-Ar年龄主要集中分布在14OMa→65Ma之间，这表明：①140M。限定了中国东南部岩石圈伸展作用开始的下限，也就是说中国东南部晚中生代的岩石圈伸展至少开始于140Ma左 右，而并非90Ma；②标志着中国东南部大规模拉张作用的开始，表明构造属性由令挤压为主转变为以拉张作用为主。

地幔柱与岩浆成矿-峨嵋山大火成岩省地震波速层物相解释及典型PGE矿床成岩成矿机制研究

地幔柱概念在19世纪60至70年代就被提出，但是由于板块构造理论在解释地球上岩浆活动的分布规律时取得了空前的成功，在当时这一理论是被排斥的。板块边界概念可以解释地球上绝大部分的岩浆产出，但在解释板内岩浆的成因时往往显得力不从心，尽管这些岩浆的体积只占地球岩浆总量的2％。地幔柱理论模型发展到现在得到不同学科的支持。地质学、地球化学、地球物理学、古生物学、比较行星学、实验岩石学等等都提供了直接或间接的证据，证明地幔柱几乎存在整个地：质历史时期。当前地幔柱理论中在地球化学领域有两大研究热点：高钦低钦玄武岩的起源以及地幔柱中是否存在循环俯冲洋壳物质。完全解决这些问题才可能深入系统地建立地慢柱成矿作用模型。现在已经建立了一些矿床类型与地慢柱作用的联系：如现在认为赋存在金伯利岩中的金刚石矿床的形成与地慢柱作用密不可分，一些岩浆硫化物矿床和岩浆氧化物矿床很显然是地慢柱岩浆作用形成的，如西伯利亚火成岩省的Noril'sk-Talnakh铜镍铂族元素矿床以及KeweenawaJI大陆裂谷体系的Dultlth杂岩体的Cu-Ni矿床。另外还有赋存在大型基性一超基性层状岩体中的PGE、Ni和cu矿床，如Great Dyke和布什维尔德杂岩体。一些超大型热液矿床也与地慢柱有可能的联系（Pirajno，2000）：如270oMa形成的超大型Kidd Creek火山成因块状硫化物矿床（Bleeker et al.，1 999；Wynan et al.，1999）和南澳大利亚1600Ma形成的超大型olymPicD翻矿床。本文的研究工作包含两方面内容：通过热力学计算峨眉山玄武岩在深部的结晶分异，对峨眉山大火成岩省的岩浆量分布和岩浆氧化物矿床（华Ti磁铁矿矿床）的分布以及下地壳高波速层的物相进行理论解释；对峨眉山大火成岩省金宝山PGE典型矿床进行成岩成矿的地球化学研究，预测整个大火成岩省的岩浆硫化物矿床产出位置。大多数峨眉山玄武岩的 MgO＜7％，Ni为4-232ppm，它们是原始岩浆结晶分异后的产物。峨眉山玄武岩省下地壳和上地幔之间存在厚度为：8-25km1，P彼速为7.1-7.8km／s的附加层（高地震波速层）。滇西地区出露的洲套第三纪富碱斑岩，地球化学和同位素研究表明斑岩的岩浆源是来自“壳一慢混合层”，源区的形成时代为220-25Ma，与峨眉山玄武岩的形成时代一致。所以有理由认为该附加层是由峨眉山玄武岩在此结晶分异形成的。与地慢柱有关的洋岛Hawaii、Marquesas Islands；海底高原Oniong Java、大陆火山岩省ColumbiaRiver Plateaus地震彼研究都表明在上地慢顶部有一高速附加层，Farnetani etal.（1996）的研歼表明高速附加层是由来自地幔柱的岩浆在此结晶分异形成的。玄武岩是一种混合的部分熔融产物，是不同成分的地幔橄榄岩在不同的压力下熔出的。这种降压熔融高温高压实验是做不到的。熔出的熔体成分是温度、压力及橄榄岩成分（源区）的函数，形成的岩浆是一个多压熔融的集合体。热力学计算能够较为精确地计算出生成的岩浆成分和约束岩浆产生的过程。岩浆的结晶分异也是同样的情形，尤其是分离结晶过程，实验岩石学是很精确难模拟其过程的。热力学计算使用的MELTS程序，MELTS适用范围很广，适用于模拟岩石熔融生成岩浆和岩浆的冷却结晶。现今峨眉山大火成岩省的地壳厚度为40恤，这被认为是后期褶皱加厚的缘故。根据峨眉山玄武岩中辉石斑晶成分和玄武岩本身成分计算出分异结晶的压力为6kb，那么当时的地壳厚度约为20km：选择氧逸度为QFM，这一氧逸度范围认为是大多数大陆溢流玄武岩结晶分异时的氧化还原环境。热力学计算结果通过峨眉山玄武岩成分进行约束和验证。Al2O3、NaZO＋K 20、CaO与MgO计算的演化趋势线与实际观察的演化符合较好，橄榄石和斜方辉石的结晶使得CaO随着MgO的降低而增高；当单斜辉石成为液相线矿物时，cao也随着Mgo的降低而降低了。单斜辉石在岩浆演化到MgO＝10．3％时成为液相线矿物。整个计算过程中斜长石未成为液相线矿物，这与大多数玄武岩不具有Eu异常是一致的，并月＿Al2O3随着MgO的减小单调增加也说明了这点。不过大多数峨眉山玄武岩常含有斜长石斑晶，这是低压下结晶分异的结果。由于斜长石密度小，所有很难与高铁玄武岩分离。整个计算的难点也是创新点是波速计算。通过分离的堆晶矿物组合中各种矿物的成分和质量分数计算的附加层波速比观察值高，不过堆积岩体常常会有残留岩浆存在矿物晶粒间，这样会降低岩石的压缩波速。大型基性一超基性岩体常常会残留有或者捕获5-30％的岩浆。假定两个高波速附加层分别捕获7叭，和巧％的残留岩浆，计算的结果就大体等于观察值。热力学和质量平衡计算研究表明：高地震波速层为橄榄辉石岩一辉石岩的巨型侵入岩体；峨眉山中岩区的岩浆量最大也符合含V-Ti磁铁矿矿床只产在中岩区，如太和、白马、攀枝花、红格等岩体；西岩区的岩浆量最小表明几乎没有可能在西岩区形成有规模的V-Ti磁铁矿矿床，实际观察仅仅只见到数量少而小的岩体；东岩区下地壳厚达20灿1的高波速层暗示东岩区上地壳的侵入岩体积也应该具有相当规模，应该是V－Ti磁铁矿矿床成矿区。目前在东岩区很少发现与峨眉山玄武岩有关的岩浆矿床的主要原因是：东岩区的剥蚀深度不够，没有可观的侵入岩体出露，而中岩区侵入岩都侵入在元古代地层中。按照质量平衡的计算方法，最保守的估算整个峨眉地慢柱岩浆事件产生的岩浆量为8.9*106km3，上地壳峨眉山玄武岩和侵入岩体积为3.9*106km3。如果按照初始覆盖面积5x106km2计算（与西伯利亚暗色岩初始覆盖面积相当），喷发高峰期为2Ma，计算的喷发速率为3.9km3／year。这并不亚于西伯利亚暗色岩的喷发速率4km3／year。这对于研究峨眉山大火成岩浆事件与二叠·三叠交界或end-QuadaluPian生物灭绝之间的可能联系具有重要意义。本文另一方面的研究工作是：首先系统地介绍了岩浆硫化物矿床的基本原理，然后通过金宝山PGE矿床实例研究，提出金宝山岩体成岩模式，并且对整个峨眉山大火成岩省的岩浆硫化物矿床产出位置进行理论预测。详细地球化学研究表明金宝山镁铁一超镁铁岩是峨眉山大火成岩省古老火山岩浆房的残留物。岩体主要由底部超镁铁岩和上部镁铁岩组成，两种岩石的质量大致相同。根据超镁铁岩的矿物组合计算的成岩时的氧逸度较高，热力学方法计算的成岩压力为2kb左右。超镁铁岩的包嵌结构和铁铁岩的微晶一细晶结构说明超镁铁岩为镁铁岩结晶的矿物堆积形成的。镁铁一超镁铁岩的蚀变程度不同以及Sc、Sr、Eu等元素在两类岩石中的不同特征指示了整个成岩过程。金宝山岩体的原始岩浆 MgO=8％说明高镁玄武岩并不是形成PGE矿床的必要条件。金宝山的成岩模式是：在火山喷发前，岩浆侵位时橄榄石和少量铬尖晶石先结晶，沉淀在岩浆房底部；随后结晶的是斜方辉石和斜长石，斜方辉石也沉淀在岩浆房底部，斜长石由于密度较小集中中岩浆房上部，岩浆房的中部是：少量的斜长石小斑晶。由于斜方辉石和斜长石的结晶，这样岩浆中的Sc、Sr和Eu就会亏损，也是岩浆房底部堆积岩的原始捕获岩浆。火山喷发后，由于压力的突然降低，岩浆房底部的堆晶会发生再熔融，几乎消耗掉所有的斜方辉石，橄榄石也呈熔蚀状浑圆形态，重新熔融的斜方辉石导致超镁铁岩中残留岩浆比原始捕获岩浆更加富Sc，这种岩浆由于富MgO和在快速冷却的环境下同时结晶，最终形成光性方位一致的单刹辉石。喷发后岩浆房空间的剩余导致围岩-灰岩进入，造成岩浆房中剩余岩浆强烈的碳酸盐化。峨眉山玄武岩Cr-Mg#的相关关系定义一条正常玄武岩演化线。大多数这些玄武岩的Ni也保持了这种演化关系，其中低钦玄武岩和过渡型高钦玄武岩Ni-Mg＃相关关系远离了正常演化线，这些玄武岩的Cu-Mg#相关关系也有类似的情形。峨眉山低钦和过渡类型高钦玄武岩Ni和 Cu的非正常亏损，表明它们在地表下经历了硫饱和事件。金宝山岩浆硫化物矿床成岩模型的建立，为在整个大火成岩省寻找岩浆硫化物矿床提供了一种新认识。低钦和过渡型高钦玄武岩的古老火山口下部是岩浆硫化物矿床的所在地。

贵州碳酸盐岩风化壳形成地球化学过程、对比及年代学研究Geochemical Processes, Comparison and Dating for the Weathering Crusts in Karst Regions of Guizhou Province

由于缺乏相应的沉积地层，贵州新生代地质、环境演化恢复一直是学术界的难点问题。夷平面研究的兴起，为陆地地壳抬升、地貌演变等反演提供了理论基础，而风化壳正是夷平面研究的重要替代对象，尤其是对各类沉积地层不发育的地区。因而，贵州高原各级台地上发育有较为广泛的红色风化壳自然地、就成了主要研究载体。然而一与其它岩类不同，碳酸盐岩风化成土作用过程研究并没有得到同等重视，其研究范围和程度均很不充分。显然，要想利用碳酸盐岩风化壳进行夷平面等地质、地貌意义研究，就必需详细了解贵州或中国南方碳酸盐岩风化成土的基本过程。也只有如此，才能明确各种对比指标的使用条件和范围，才能明确各种测年结果的具体意义，才能真正地通过贵州碳酸盐岩风化壳获取全省地质、环境演化信息。本论文通过对贵州省岩溶台地碳酸盐岩石灰土、红色风化壳剖面形成地球化学过程的剖析，开展石灰土与红色风化壳之间的关联和差异性综合对比、红色风化壳之间发育程度的比较，以及风化壳剖面尝试性的侧年等方面研究，取得了以下儿点认识：1、石灰土形成地球化学过程及对比通过矿物组成、粒度分布特征、地球化学方法判别，确定了本文所选石灰土剖面物质来源于下伏碳酸盐岩中的酸不溶物，是碳酸盐岩风化后酸不溶物原地残余堆积的结果。石灰土形成的地球化学过程都遵循碳酸盐岩风化成土之两阶段模式：母岩－酸不溶物，大量可溶性物质Ca、Mg、Mn、P、Na淋失，而Si、K·Fe、Al、Ti则相对富集。该过程的矿物组成变化表现为，伴随碳酸盐矿物（方解石、白云石等）的溶解、迁移，硅酸盐相矿物（长石、2:1型粘土矿物等）残余、累积。酸不溶物，土层或土层的演化，K、Si（长石、伊利石）不断淋失，而Al（伊利石、高岭石、三水铝石）、Fe（针铁矿、赤铁矿等）逐渐富集，体现出脱硅、富铝（铁）过程。我们强调碳酸盐岩风化成土分为两个阶段，但也认识到风化作用是综合的、复杂的：在碳酸盐矿物大量淋失过程中，同时也进行着酸不溶物的风化。石灰土分为原生和次生两种成因类型。原生石灰土的风化程度总体较低，剖面中还残留一定量的CaCO3，剖面从下到上矿物组成、地球化学各种指标具有逐渐演化的过渡特征。原生石灰上土层演化过程显示出正风化序列，从下到上风化程度逐渐增大、可溶性物质逐渐减少、稳定和相对稳定组分（Al、Fe．、REE）含量不断增大。另外，主量元素的质量迁移系数在剖面中的变化与风化程度呈明显的相关性。而次生石灰土不但具有很高的风化程度，而且剖面无过渡特征，显示可能是由遭受强烈风化作用的物质直接转变形成的。剖面中也含有一定量后期加入的碳酸盐，但与高CIA值特征不相匹配；SiO2、Al2O3、Fe2O3组分具有不同的变化特征，与）成化程度无明显关联；REE在剖面岩一上界面出现富集层。2、碳酸盐岩红色风化壳形成地球化学过程及其与石灰土的对比红色风化壳形成的地球化学过程也遵循碳酸盐岩风化成土之两阶段模式：母岩一酸不溶物，大量可溶性物质Ca、Mg、Mn、P、Na淋失，而Si、K、Fe、Al、Ti则相对富集。该过程的矿物组成变化表现为，伴随碳酸盐矿物（方解石、白云石等）的溶解、迁移，硅酸盆相矿物（长石、2:1型粘土矿物等）残余、累积。酸不济物一土层或上层的演化，K、Si（长石、伊利石）不断淋失，而Al（伊利石、高岭石、三水铝石）、Fe（针铁矿、赤铁矿等）逐渐富集，体现出脱硅、富铝（铁）过程。石灰土与红色风化壳之间既存在共性，又有一定的差异性。红色风化壳与原生石灰土一样都具有过渡特征，但后者仅在剖面下部出现一定的过渡层位；原生石灰士的城化程度远低于红色风化壳，仅与后者底部土层相当；原生石灰土不具有红色风化壳之岩-土REE（超常）富集层。总体上，原生石灰土可以作为红色风化壳的前身。次生石灰土与红色风化壳在矿物组成、风化程度等各种地球化学指标等都十分接近（略低），显示与红色风化壳之间存在某种关联：由红色风化壳物质直接转变，或由酸不溶物已强烈风化的（白云岩）岩粉、碎裂岩风化形成。3、碳酸盐岩风化成土母岩差异性碳酸盐岩风化成土存在母岩差异性，石灰土母岩差异性较为明显，而红色风化壳的母岩差异性较弱，体现出红色风化壳的均一化特征。石灰土母岩差异性体现为：母岩为灰岩的石灰土剖面主量元素含量变化特征较为一致，而白云岩则具有不同的变化；灰岩石灰土Fe3＋、Al具有不同的富集、亏损特征，且具有富集层的补偿亏损层，而白云岩石灰上两组分都呈现无补偿层位的相同富集态势；灰岩石灰土剖面出现负Eu异常和具以Gd为中心的倒“V”型MREE稀土富集特征（母岩标准化），而白云岩石灰土无明显Eu异常和具L既E或HREE稀士．富集特征；灰岩和白云岩石灰土的微量元素富集、亏损特征也有所不同，前者从上到下逐渐富集，而后者无明显变化趋势。红色风化壳形成的基本过程、主量元素地球化学行为无明显的母岩相关性，没有如石灰土剖面灰岩和白云岩之间存在的差异性，显示出红土化作用的均一化过程；微量元素中受重矿物影响的元素与母岩类型有一定的关联，但大多数元素的亏损、富集等与具体剖面的微环境关系密切。4、碳酸盐岩红色风化壳发育程度的对比及意义多利指标对比显示所选红色风化壳的风化程度有一定的强弱差别：平坝剖面＞湖潮剖面＞天龙剖面、大兴剖面＞花溪剖面、新蒲剖面，但这种差异性不足以否定各剖面隶属于贵州山盆期广泛夷平面的基本推测。各剖面之间的微弱差异是红色风化壳形成时纬度分带和垂向分带的体现。低纬度的平坝、湖潮、天龙剖面经历的风化作用强于高纬度的新蒲、大兴剖面；高海拔的新蒲剖面风化程度低于海拔低的大兴剖面。5、红色风化壳次生石英裂变径迹测年红色风化壳次生石英裂变径迹方法测年尝试，得到一定的结果和认识：晶形相对较好的石英，是次生的，与母岩中碎屑及成岩阶段没有关联；各剖面上部与中、下部次生石英的诱发裂变径迹的密度有着明显的区别，可能暗示它们的形成环境不同；名一剖面石英的形成或退火年龄分布较为分散，1.2-25.2Ma，同一剖面的石英年龄也不均一，变化较大；从下到上，年龄值呈现出逐渐减小的规律性，与风化作用的正常序列相反。如果能确切其成因，次生石英裂变径迹年代学研究将是确定风化壳形成时代及揭示主要风化作用信，却钩有利武器。

氟、氯对热液钨、铜成矿的制约-以江西德兴铜矿、大吉山钨矿为例

矿化剂在热液矿床成矿过程中的重要作用一直为人们所关注，矿化剂地球化学行为直接影响成矿元素的富集成矿，不同的矿化剂元素可能对金属成矿具有一定的专属性。本文以著名的江西德兴铜厂超大型斑岩铜矿床和大吉山钨矿床作为研究对象，研究F、Cl与W、Cu成矿的关系。主要的认识如下：（1）F在花岗质岩浆中，可以降低岩浆的粘度、密度、固液相线温度、改变熔体结构，而Cl对熔体结构没有多大的影响。F在流体一花岗质熔体相间，绝大多数配分系数小于1.0，趋向于熔体相中配分，DF随体系中F浓度的升高而增加。Cl在流体一花岗质熔体相间的配分系数均大于1.0，且Dc1 随体系中Cl浓度的升高而增大·Cl强烈地趋向富集于流体相中。（2）Cu在流体一花岗质熔体作用过程中，铜总趋向于流体相中分布（DCu都大于1）。特别是在富Cl流体中Cu浓度较高，说明在富含Cl的热液流体能够从共存的熔体中活化迁移出大量的 Cu，S的加入DCu有降低的趋势。钨趋向于熔体相中富集，其配分系数大多小于1.0。（3）德兴铜厂花岗闪长斑岩属钙碱性系列岩石属I型花岗岩类，具有埃达克岩的特征。岩浆来源于深部，在结晶演化过程中发生了围岩物质的混染，这种高铜含量围岩的混染使成矿物质在岩浆中得到富集，有利于铜的活化、迁移。在铜厂岩体不同的蚀变带中，SiO2、K2O、Cu、Mo等从新鲜斑岩甚至弱蚀变带中带出，而在强蚀变带强烈富集，Cl同样有在强蚀变岩石中富集的趋势；而Na2O、Fe从斑岩体中带出，进入流体相中，流体中大量Fe的存在，有利于铜的沉淀、富集成矿。（4）德兴铜厂斑岩体微量元素和稀土元素地球化学特征表明，该岩体发生了流体一熔体作用，分异出来的流体是一种相对富氯的流体，同时成矿流体的流向是从岩体中心向接触带方向流动。（5）大吉山花岗岩具有高SiO2、A/CNK值，显示过铝质特点。黑云母花岗岩是壳源花岗岩但又受到慢源岩浆或慢源流体的影响。随着花岗岩的演化（从I→II→III）SiO2、K2O＋Na2O逐渐增加，ΣFe、Al2O3、CaO、F含量降低，为成矿提供了大量的矿化剂（F）和沉淀剂（Fe、Ca）。Eu负异常从I至III阶段花岗岩逐渐加强，表明该岩浆经历了高度的分异演化。（6）大吉山花岗岩类稀土元素具有“四重效应”配分的特点以及微量元素对玲Rb、Y/Ho、Zr/Hf以及Nb／Ta发生明显分异，暗示在花岗岩岩浆的演化过程中，经历了充分的流体一熔体作用，同时分异出大量富含F、W等矿化剂元素和成矿元素的热液流体，致使钨矿的形成。大吉山石英脉型钨矿的成矿年龄大约在155 Ma。（7）通过对成矿流体和花岗质岩石黑云母、白云母中卤素相对逸度的研究（log(H2O/fHCl）fluid、log（fHF/fHCl）fluid）发现，铜厂斑岩型铜矿床的成矿体系是相对富氯体系，而大吉山石英脉型钨矿床成矿体系相对富氟，同时氟可能主要迁移W、Sn、Nb、Ta等金属元素。（8）结合斑岩型铜矿床成矿流体特征，铜主要以C1的络合物形式存在和迁移，迁移形式主要是CuCl0、CuCl2等。石英脉型钨矿床中，钨主要以钨酸、钨酸盐及其离解形式存在和迁移，如WO42-、HWO4-、NaHWO4、Naw伍．等；在高度富氟的成矿流体中，钨的氟氧络合物（如WO3F-，WO2F42-等）对钨迁移也具有重要的作用。因此，不同矿化剂类型具有一定的成矿专属性，热液铜矿床主要与Cl、S有 关，而热液钨矿床大多与F有关。

A study on the ignition process for the catalytic partial oxidation of methane to synthesis gas by MS-TPSR technique

The ignition processes for the catalytic partial oxidation of methane (POM) to synthesis gas over oxidic nickel catalyst (NiO/Al2O3), reduced nickel catalyst (Ni-0/Al2O3), and Pt-promoted oxidic nickel catalyst (Pt-NiO/Al2O3) were studied by the temperature-programmed surface reaction (TPSR) technique. The complete oxidation of methane usually took place on the NiO catalyst during the CH4/O-2 reaction, even with a pre-reduced nickel catalyst, and Ni-0 is inevitably first oxidized to NiO if the temperature is below the ignition temperature. It is above a certain temperature that Ni-0 is formed again, which leads to the start of the POM. The POM can be initiated at a much lower temperature on a Pt-NiO catalyst because of Pt promotion of the reduction of NiO. The POM in a fluidized bed can be easily initiated due to the addition of Pt.

A gas chromatographic analysis of light hydrocarbons on a column packed with modified silica gel

A one-meter long column packed with silica gel is used to separate light hydrocarbons. The silica gel has been modified with several kinds of gas chromatography stationary phases. Among these, PEG 2000 shows fairly good effect when using 80-100 meshes silica gel for the separation of mixture of methane, ethane, ethylene, acetylene, propane, propylene and n-, i-butane. The different behavior of silica gel between batch to batch is also found. When silica gel is coated with a small amount of Al2O3 prepared with sol-gel method, better resolution has been observed on a 2-meter column compared with the non-modified silica gel.

Partial oxidation of ethane to syngas in an oxygen-permeable membrane reactor

A perovskite-type oxide of Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-delta (BSCFO) with mixed electronic and oxygen ionic conductivity at high temperatures was used as an oxygen-permeable membrane. A tubular membrane of BSCFO made by extrusion method has been used in the membrane reactor to exclusively transport oxygen for the partial oxidation of ethane (POE) to syngas with catalyst of LiLaNiO/gamma-Al2O3 at temperatures of 800-900 degreesC. After only 30 min POE reaction in the membrane reactor, the oxygen permeation flux reached at 8.2 ml cm(-2) min(-1). After that, the oxygen permeation flux increased slowly and it took 12 h to reach at 11.0 ml cm(-2) min(-1). SEM and EDS analysis showed that Sr and Ba segregations occurred on the used membrane surface exposed to air while Co slightly enriched on the membrane surface exposed to ethane. The oxygen permeation flux increased with increasing of concentration of C2H6, which was attributed to increasing of the driving force resulting from the more reducing conditions produced with an increase of concentration of C2H6 in the feed gas. The tubular membrane reactor was successfully operated for POE reaction at 875 degreesC for more than 100 h without failure, with ethane conversion of similar to 100%, CO selectivity of >91% and oxygen permeation fluxes of 10-11 ml cm(-2) min(-1). (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Preparation and characterization of palladium-based composite membranes by electroless plating and magnetron sputtering

Pd and Pd-Ag (24 wt.%) alloy composite membrane were prepared by electroless plating and magnetron sputtering, respectively. The membranes were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and H-2 permeation measurement. Commercial microfiltration ceramic membrane were coated with gamma-Al2O3-based layer by the sol-gel method and used as substrate of Pd and Pd-Ag alloy film. Both the as-prepared membranes were shown: to be He gas-tight at room temperature with a thickness of <1 mu m. Permeation results showed that H-2 permeation through these composite membranes is mainly dominated by the surface chemistry of H-2 on or/and in the membranes. The membranes exhibited a high permeation rate of H-2 and a H-2/N-2 permselectivity of higher than 60 in the optimized operation conditions. (C) 2000 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Syngas production using an oxygen-permeating membrane reactor with cofeed of methane and carbon dioxide

CH4-CO2-O-2 reforming to syngas in a never Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3.delta oxygen-permeable membrane reactor using LiLaNiO/gamma-Al2O3 as catalyst was successfully reported. Excellent reaction performance was achieved with around 92% methane conversion efficiency, 95% CO2 conversion rate, and nearly 8.5mL/min.cm(2) oxygen permeation flux. In contrast to the oxygen permeation model with the presence of large concentration of CO2 (under such condition the oxygen permeation flux deteriorates with time), the oxygen permeation flux is really stable under the CH4CO2-O-2 reforming condition.