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豫西卢氏五里川地区柳树湾铀矿碱交代成矿作用

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地球科学 2024年第4期49卷 1189-1206页

作者：冯晓曦滕雪明耿建珍中国地质调查局天津地质调查中心天津300170 华北地质科技创新中心天津300170 中国地质调查局铀矿地质重点实验室天津300170

豫西卢氏五里川地区新发现的柳树湾铀矿碱交代成矿作用明显,对于豫西成矿带新一轮找矿战略行动具有直接指示意义.通过岩石学、岩石化学和同位素定年等研究,认为早古生代中期,深源岩浆上侵、熔融、交代中元古代秦岭微陆块,形成富碱含铀... 详细信息

豫西卢氏五里川地区新发现的柳树湾铀矿碱交代成矿作用明显,对于豫西成矿带新一轮找矿战略行动具有直接指示意义.通过岩石学、岩石化学和同位素定年等研究,认为早古生代中期,深源岩浆上侵、熔融、交代中元古代秦岭微陆块,形成富碱含铀的灰池子岩体(429.4±5.3 Ma)和花岗伟晶岩(417.4±2.3 Ma);早古生代晚期,混有幔源成分的含U、Na、Zr、Hf流体和含U、K、Nb、Ta流体富碱流体交代花岗伟晶岩,塑造了柳树湾花岗伟晶岩铀矿床;富碱流体在改变了岩体及伟晶岩的碱质(K+Na)、硅质(SiO_(2))、reE和Zr、Hf、Ti等元素分布环境的过程中,导致锆石U-Pb、白云母Ar-Ar和辉钼矿re-os同位素封闭体系受损.碱交代作用是岩体、花岗伟晶岩成岩以及柳树湾铀成矿的根本原因.

关键词：豫西卢氏柳树湾铀矿岩石化学同位素测年碱交代作用矿床学

典型地质高背景区土壤硒-镉迁移累积特征及其生物有效性

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环境科学 2024年第8期45卷 4860-4869页

作者：周亚龙彭敏杨志斌陈杰王成文韩伟中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所廊坊065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心廊坊065000 中国地质科学院地球表层碳汞地球化学循环重点实验室廊坊065000 云南省地质调查院昆明650216

地质高背景区土壤中普遍存在的硒-镉(Se-Cd)共生现象直接影响富Se土地资源的安全利用.为探究西南地质高背景区土壤-作物系统Se-Cd迁移累积特征及生物有效性,实现地质高背景区天然富Se土地资源的安全利用,系统采集分析84件农作物(玉米)... 详细信息

地质高背景区土壤中普遍存在的硒-镉(Se-Cd)共生现象直接影响富Se土地资源的安全利用.为探究西南地质高背景区土壤-作物系统Se-Cd迁移累积特征及生物有效性,实现地质高背景区天然富Se土地资源的安全利用,系统采集分析84件农作物(玉米)及其配套根系土壤样品中Se-Cd含量及理化性质,采用地统计、生物富集因子及地理探测器等分析方法,开展土壤-作物系统中Se-Cd累积特征、影响因素及生物有效性评价.结果表明,研究区土壤Se-Cd含量显著高于全国和云南省土壤背景值,受地质背景、成土过程中次生富集作用和农业活动的影响呈现不同程度的积累富集特征,根系土壤Se地累积指数等级为无富集到轻微富集等级,赋存形态以残渣态为主;土壤Cd地累积指数等级以中度污染等级为主,赋存形态以残渣态和铁锰结合态为主.作物籽实富Se率达98.8%(DB 50/T 524-2013),生物富集因子均值为5.8%;作物籽实Cd含量超标率仅1.19%(GB 2762-2022),Cd生物富集因子平均值为2.11%,作物籽粒Cd的生态风险相对较低.地质背景成因的Se-Cd共生区,土壤弱碱性环境能有效降低区内作物籽实Cd的生物有效性,土壤富Se对于作物吸收Cd有一定抑制效果.相关分析显示,土壤-作物系统中Se和Cd从土壤向作物籽实的迁移累积受元素赋存形态和土壤理化性质(pH)等因素的影响,同时,土壤-作物系统中Se与Cd相互之间也存在一定的拮抗作用.

关键词：硒-镉(Se-Cd) 土壤-作物系统生物有效性拮抗作用地质高背景

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加强地球系统内外联动的研究

科学通报 2024年第2期69卷 146-148页

作者：徐义刚谢树成中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室地球科学学院武汉430074

地球科学在经历了19世纪的神创论到进化论、20世纪的固定论到活动论两次转型发展之后,到21世纪迎来了地球系统科学的大发展时代[1],地球科学的研究前沿和发展方向正发生重要变革.地球系统科学的一个关键主题是地球系统的内外联动,它不... 详细信息

地球科学在经历了19世纪的神创论到进化论、20世纪的固定论到活动论两次转型发展之后,到21世纪迎来了地球系统科学的大发展时代[1],地球科学的研究前沿和发展方向正发生重要变革.地球系统科学的一个关键主题是地球系统的内外联动,它不仅涉及地球的物理过程、化学过程和生命过程交织在一起的动力学过程,还直接关系到宜居地球的形成及其发展演化.“十四五”期间科技部启动的“地球系统与全球变化”专项正是这一发展主题的体现.

关键词：地球科学地球系统科学物理过程转型发展固定论神创论内外联动发展演化

中国土壤54项指标的地球化学背景与基准研究

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地学前缘 2024年第4期31卷 380-402页

作者：杨峥彭敏赵传冬杨柯刘飞李括周亚龙唐世琪马宏宏张青成杭新中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000 中国地质调查局土地质量地球化学调查评价研究中心河北廊坊065000 中国地质科学院地球表层碳汞地球化学循环重点实验室河北廊坊065000 中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心黑龙江哈尔滨150086 内蒙古自治区地质调查研究院内蒙古呼和浩特010020

1999—2021年,中国地质调查局组织实施的土地质量地球化学调查共获得670321件表层组合土壤样品(0~20 cm)和167746件深层组合土壤样品(150~180 cm),覆盖面积约266.5万km^(2),囊括我国人口集中区和大部分耕地。对相关土壤样品均按统一标... 详细信息

1999—2021年,中国地质调查局组织实施的土地质量地球化学调查共获得670321件表层组合土壤样品(0~20 cm)和167746件深层组合土壤样品(150~180 cm),覆盖面积约266.5万km^(2),囊括我国人口集中区和大部分耕地。对相关土壤样品均按统一标准分析了54项化学指标(Ag、As、Au、B、Ba、Be、Bi、Br、Cd、Ce、Cl、Co、Cr、Cu、F、Ga、Ge、Hg、I、La、Li、Mn、Mo、N、Nb、Ni、P、Pb、Rb、S、Sb、Sc、Se、Sn、Sr、Th、Ti、Tl、U、V、W、Y、Zn、Zr、SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、TFe_(2)O_(3)、MgO、CaO、Na_(2)O、K_(2)O、pH、全碳和有机碳)。本文利用这些数据讨论了中国土壤54项指标的地球化学背景值、基准值及其上下限的划定方法和基本特征,并对我国耕地土壤背景与现行环境、养分等相关标准中各种阈值进行了对比。结果显示:在全国尺度上,各项指标表层与深层Spearman相关系数均高于0.50,表明表层土壤中大部分指标都继承了深层土壤的含量与分布特征。54项指标中仅C_(org)、TC、N、S、Se、Hg、Br、Cd和P等指标背景值相对基准值发生了较大变化。我国耕地土壤中,Cd的农用地污染风险筛选值在背景范围内,Hg、As、Pb和Cr的筛选值则高于背景上限值。由于许多指标的空间分布存在着巨大的差异,在全国范围内划定一个统一的背景值并不利于土壤资源的精细化管理和保护,因此有必要在全国尺度地球化学背景与基准的基础上建立区域尺度地球化学背景与基准,为政府部门合理制定相关土壤环境质量的标准和保护法规提供依据。

关键词：土壤地球化学背景土壤地球化学基准中国土壤中国耕地土地质量地球化学调查

原油组分re-os放射性同位素体系特征及其定年机理与应用启示

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大地构造与成矿学 2024年第3期48卷 557-565页

作者：刘俊杰殷启春龚赞李作生龙晓平李杰中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 西北大学大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广东广州510640 中国地质调查局哈尔滨自然资源综合调查中心黑龙江哈尔滨150081 东北地质科技创新中心辽宁沈阳110034 中国地质调查局南京地质调查中心江苏南京210016

re-os放射性同位素体系可用于含油气系统关键地质过程的定年与示踪研究。不过,re-os定年的精度仍受到有关科学问题的制约,如原油组分的re-os体系特征、沥青质渐进散失对原油re-os体系特征与定年应用的影响等。本研究通过二元溶液直接分... 详细信息

re-os放射性同位素体系可用于含油气系统关键地质过程的定年与示踪研究。不过,re-os定年的精度仍受到有关科学问题的制约,如原油组分的re-os体系特征、沥青质渐进散失对原油re-os体系特征与定年应用的影响等。本研究通过二元溶液直接分离原油次组分的实验,揭示了原油组分的re-os体系特征,模拟了实际地质情况中沥青质渐进散失对原油re-os体系特征与定年应用的影响,并通过重复实验验证相关实验流程对所取得的结果和认识的影响。研究发现,根据沉淀的先后顺序,原油次组分的re和os元素丰度总体上呈下降趋势,但有起伏变化,re-os同位素比值则单调下降。因此,沥青质的渐进散失将导致原油re和os元素丰度以及re-os同位素比值降低,进而对原油和低成熟度沥青re-os定年与示踪的应用产生影响。重复实验表明,实验室分离次组分的操作结果具有一定的随机性,但不影响re-os体系的总体性质。

关键词： RM8505原油次组分 re-os放射性同位素体系 re-os定年

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大气增氧机制:地球表层过程与深部氧化还原状态的耦合

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科学通报 2024年第2期69卷 253-267页

作者：胡清扬罗根明李元北京高压科学研究中心北京100193 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074 中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640

氧气是地球表面生命蓬勃发展的关键物质.目前的地球化学模型和矿物学证据认为,大气中的氧气主要源自生物作用,如通过藻类生物的光合作用.尽管源自生物作用的产氧机制占据相关研究的主流,氧元素实际占据了地球内部最大的摩尔分数,因此它... 详细信息

氧气是地球表面生命蓬勃发展的关键物质.目前的地球化学模型和矿物学证据认为,大气中的氧气主要源自生物作用,如通过藻类生物的光合作用.尽管源自生物作用的产氧机制占据相关研究的主流,氧元素实际占据了地球内部最大的摩尔分数,因此它在调整地壳和地幔的氧化还原状态方面发挥着重要作用,地球深部氧化还原水平的波动会对大气中的氧分压产生深远影响.本综述聚焦地质历史中的大气增氧机制,结合最新的生物地球化学和矿物学发现,讨论大气氧来自地球表层和深层的源与汇.越来越多的工作揭示,地球深层可能存在一个隐藏的氧储库,一些重大地质事件与这一深部氧储库可能密切相关.

关键词：氧氧化还原状态矿物化学挥发分循环

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和田河流域水化学特征与地下水补给来源分析

干旱区研究 2024年第6期41卷 917-927页

作者：李小等常亮段瑞王倩张群慧杨炳超中国地质调查局西安地质调查中心陕西西安710054 中国地质调查局乌鲁木齐自然资源综合调查中心新疆乌鲁木齐830000 中国地质调查局干旱-半干旱区地下水与生态重点实验室陕西西安710054

为研究和田河流域水化学与地下水补给特征,采用SPSS数理统计分析、Piper三线图、Gibbs图解以及氢氧和14C同位素示踪等方法对不同地貌单元中的水体(井水、坑塘水和河水)进行了水化学组成特征、补给来源和转化关系分析。结果表明:(1)各水... 详细信息

为研究和田河流域水化学与地下水补给特征,采用SPSS数理统计分析、Piper三线图、Gibbs图解以及氢氧和14C同位素示踪等方法对不同地貌单元中的水体(井水、坑塘水和河水)进行了水化学组成特征、补给来源和转化关系分析。结果表明:(1)各水体主要起源于南部海拔2000 m以上的中高山区冰雪融水和大气降水。从山区到沙漠区,地下水水化学类型具有较明显的分带特征。不同水体pH值均呈弱碱性,离子之间组分和TDS值差异较大,整体呈坑塘水>井水>河水的规律。少数地下水样点中NO3-含量显著异常。(2)砾质平原区地下水大量接受地表河水的垂向脱节型补给。地下水溶解性总固体(TDS)值小,更新速度快,以水岩溶滤控制作用为主,水化学类型多呈SO4·Cl-Ca·Mg型。(3)细土平原区地下水TDS值变幅大,多为Cl·SO_(4)-Na型。其中,河间地块内,靠近上游地下水接受地表水及邻区侧向径流补给,14C年龄小;中下游地区地下水氢氧同位素“氧漂移”现象普遍。分水岭处地下水14C年龄大,近河岸处年龄小,地下水与河水联系密切。河间地块两侧地下水分别沿东北、西北方向径流,最终排泄于外围沙漠区。研究结果可为和田河流域水资源合理开发利用和生态环境保护提供科学理论依据。

关键词：水化学地下水补给来源同位素和田河流域

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松辽平原典型黑土区不同土壤结构的古气候背景与黑土成因机制

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地质通报 2024年第5期43卷 766-778页

作者：刘航李瑞红李胜荣侯红星秦天高远周业泽李明军中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心河北廊坊065000 中国地质大学(北京) 地质过程与矿产资源国家重点实验室北京100083 自然资源部地球化学探测技术重点实验室中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000

黑土成因机制研究是理解黑土形成演化过程的基础,更是加强黑土地保护和可持续利用的关键。以松辽平原典型黑土区吉林梨树县LZK-4钻孔为研究对象,基于粘土矿物学、元素地球化学、^(14)C、光释光测年等手段,重建了梨树县晚更新世中期以来... 详细信息

黑土成因机制研究是理解黑土形成演化过程的基础,更是加强黑土地保护和可持续利用的关键。以松辽平原典型黑土区吉林梨树县LZK-4钻孔为研究对象,基于粘土矿物学、元素地球化学、^(14)C、光释光测年等手段,重建了梨树县晚更新世中期以来的古气候演化序列,揭示不同土壤类型的古气候背景,解析了典型黑土的气候成因机制。结果表明:①研究区典型黑土形成于晚全新世,底界年龄为2452 cal.a BP;②LZK-4钻孔揭示了黑土层—灰白色粘土层—褐黄色粘土层的垂向结构,气候总体变化趋势由温湿向干冷转化;③研究区典型黑土主要形成于晚全新世寒冷干旱的气候条件。本研究有助于理解松辽平原梨树地区典型黑土的形成演化过程,为黑土资源的开发、利用和保护提供科学依据。

关键词：松辽平原粘土矿物元素地球化学古气候黑土成因环境地质调查工程

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砂岩型铀矿的两种成矿模式：泾川式和塔勒式

地球科学 2024年

作者：程银行金若时苗培森王少轶滕雪明中国地质调查局天津地质调查中心(华北地质科技创新中心) 中国地质调查局铀矿地质重点实验室

目前砂岩型铀矿成矿模式种类较复杂。本文从还原介质不同的角度，分析鄂尔多斯盆地泾川油气田区和塔然高勒煤田区铀矿成矿条件、矿物特征、地球化学特征等，建立泾川式和塔勒式两种铀成矿模式。泾川式还原介质以烃类流体为主，为沉积成... 详细信息

目前砂岩型铀矿成矿模式种类较复杂。本文从还原介质不同的角度，分析鄂尔多斯盆地泾川油气田区和塔然高勒煤田区铀矿成矿条件、矿物特征、地球化学特征等，建立泾川式和塔勒式两种铀成矿模式。泾川式还原介质以烃类流体为主，为沉积成岩期后下伏烃源岩排出运移至下白垩统洛河组，与表生含氧含铀流体耦合成矿，矿体受岩层渗透性、后期断裂构造和水系展布等要素控制明显，具有矿化层多的特征，常发育十几层，受烃类流体运移影响，横向变化较大，常切穿层理；铀矿物从几微米至十几微米，分布较为均匀。塔勒式还原介质以煤屑等为主，为同沉积成岩期碎屑，近于顺层产出，矿体横向展布稳定，与地层基本一致；铀矿物颗粒大小变化大，从几微米至几百微米，分布不均匀。综上，该认识为铀矿成矿机理研究再突破提供新方向。

关键词：砂岩型铀矿泾川式塔勒式成矿模式还原介质