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早白垩世陆相湖泊有机碳大量埋藏的沉积记录——以朝阳盆地九佛堂组为例

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地球化学 2024年

作者：孙朝阳蔡士玺胡建芳中国科学院广州地球化学研究所有机地球化学国家重点实验室中国科学院大学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

中国辽西地区朝阳盆地九佛堂组形成时间与白垩纪全球大洋缺氧事件（OAE1a）等时，且发育连续的黑色页岩沉积，是OAE1a事件陆相沉积记录的良好载体。本文围绕该套黑色页岩沉积有机质来源及其古环境，采用分子有机地球化学方法开展研... 详细信息

中国辽西地区朝阳盆地九佛堂组形成时间与白垩纪全球大洋缺氧事件（OAE1a）等时，且发育连续的黑色页岩沉积，是OAE1a事件陆相沉积记录的良好载体。本文围绕该套黑色页岩沉积有机质来源及其古环境，采用分子有机地球化学方法开展研究。结果表明，朝阳盆地九佛堂组三段黑色页岩总有机碳（TOC）含量高，最高可达13.02%。总有机质稳定碳同位素(δ13Corg)值为-31.0‰～-21.5‰，指示了九佛堂组三段黑色页岩有机质主要来源于湖泊初级生产力。姥鲛烷/植烷（Pr/Ph）值（0.1～0.8）反映沉积环境为缺氧、强还原环境。样品中检出丰富的C27～C29规则甾烷、4-甲基甾烷和伽马蜡烷，表明朝阳盆地古湖泊在这一时段存在水体分层现象，有利于湖泊底层水体缺氧环境的形成，为有机质的保存创造了良好条件。该时期火山活动频发，火山灰的输入给湖泊水体带来了大量的营养元素，促进了水生藻类的勃发，提高了湖泊的初级生产力，为大量有机碳的埋藏提供了物质来源。

关键词：白垩纪九佛堂组黑色页岩有机质来源生物标志物

东昆仑大格勒稀有金属矿床类型的厘定:碳酸岩型铌矿床

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大地构造与成矿学 2024年第1期48卷 163-171页

作者：周金胜王强王秉璋王涛马林李五福李玉龙袁博武翟国良王春涛刘建栋郑英金婷婷史兆凯马玲刘懋锐李成余志伟杨其济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 青海省地质调查院青海西宁810012

铌是十分重要的关键金属,目前的主要用途是提高合金材料的抗腐蚀和耐高温性,同时其具有卓越的超导性能,因而随着超导技术革命的推进,未来对铌的需求可能会出现爆发式增长。尽管我国有各种类型的铌矿床,但可供开采利用的铌资源十分匮乏,... 详细信息

铌是十分重要的关键金属,目前的主要用途是提高合金材料的抗腐蚀和耐高温性,同时其具有卓越的超导性能,因而随着超导技术革命的推进,未来对铌的需求可能会出现爆发式增长。尽管我国有各种类型的铌矿床,但可供开采利用的铌资源十分匮乏,使得我国目前铌资源的对外依存度高达99.5%。本文对新发现的东昆仑大格勒稀有金属矿床中典型的矿石样品进行了综合矿物分析系统(TIMA)和电子探针成分分析,该矿床中主要的含矿(Nb)岩性为金云母岩和碳酸岩以及少量辉石岩、角闪石岩,矿石矿物主要为铌钙矿(粒径最高可达1.2 mm)、铌铁矿(粒径最高可达1.0 mm)、钛锆钍矿(粒径最高可达1.5 mm)、铌钛铀矿(粒径最高可达0.4 mm)、含铌钛铁矿(粒径最高可达0.3 mm)等,粒径和赋存形式明显优于白云鄂博矿床(粒径矿床极其类似的世界级铌矿床(例如Araxá、Catalao I和***é),我们将大格勒矿床厘定为碳酸岩型铌矿床。

关键词：铌矿床碳酸岩金云母岩稀有金属大格勒

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幔源岩浆成因的实验岩石学约束

矿物岩石地球化学通报 2024年第4期43卷 706-720,I0002页

作者：王煜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

作为地幔熔融的直接产物,幔源岩浆的成分和性质忠实地记录了地幔源区的化学组成并能反映其演化过程,为深入理解地球内部的动力学过程和演化历史提供了重要信息。得益于近年来高温高压实验装置和微区分析测试手段的大幅改进,科学家们能... 详细信息

作为地幔熔融的直接产物,幔源岩浆的成分和性质忠实地记录了地幔源区的化学组成并能反映其演化过程,为深入理解地球内部的动力学过程和演化历史提供了重要信息。得益于近年来高温高压实验装置和微区分析测试手段的大幅改进,科学家们能够在高温高压条件下正演模拟和记录地幔岩石的物理化学反应,通过控制实验条件和初始物质成分,揭示不同地质环境下的地幔部分熔融机制,约束幔源岩浆的生成和演化过程。本文通过对不同幔源岩浆成因的实验岩石学研究进行系统梳理,总结了单一地幔橄榄岩源区的熔融、地幔源区其他岩石类型的熔融、地幔源区不同岩石的混合熔融三方面相关实验的研究现状、突出进展和存在问题,并结合深地科学的发展方向,对未来有关幔源岩浆成因和壳幔相互作用的实验研究前景进行了展望。

关键词：实验岩石学幔源岩浆成因壳幔相互作用物质再循环部分熔融

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生物炭辅助湿法球磨锰渣增效吸附Sb(V)

中国环境科学 2024年第7期44卷 3741-3748页

作者：陆红雨程红光 Gratien Twagirayezu 房鑫黄鉎岚邓林波吉波中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室贵州贵阳550081 中国科学院大学北京100049 长江大学资源与环境学院湖北武汉430100

为提高废弃物锰渣Sb(Ⅴ)吸附效能,推动锰渣资源化利用,将生物炭和锰渣1:1混合辅助湿法球磨技术制备了球磨炭基锰渣复合材料(QBM),并结合材料理化性质、浸出毒性和Sb(Ⅴ)吸附性能进行探讨.结果表明,在固液比(材料:去离子水)1:6,转速150r/... 详细信息

为提高废弃物锰渣Sb(Ⅴ)吸附效能,推动锰渣资源化利用,将生物炭和锰渣1:1混合辅助湿法球磨技术制备了球磨炭基锰渣复合材料(QBM),并结合材料理化性质、浸出毒性和Sb(Ⅴ)吸附性能进行探讨.结果表明,在固液比(材料:去离子水)1:6,转速150r/min室温持续8h湿法球磨下,复合材料pH值、电导率、阳离子交换容量和粒径各降低了9.7%、64%、15%、71%,同时Zeta电位更负,由-15mV降至-21mV(P研究揭示了湿法球磨通过改善材料理化性质提高Sb(Ⅴ)吸附性能和安全性的影响规律,显示出生物炭辅助湿法球磨锰渣增效吸附Sb(V)在治理环境锑污染领域的应用潜力,为资源化利用锰渣和缓解锰渣堆存带来的环境污染问题提供了理论支撑.

关键词：生物炭锰渣湿法球磨浸出吸附锑

激光诱导荧光技术与地下水重金属原位检测应用进展

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岩矿测试 2024年

作者：毛康薛家奇陈卓张华中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室

对地下水重金属污染进行现场检测，是快速识别重金属种类和评价污染程度的重要手段。激光诱导荧光技术(LIF)利用特定荧光探针，在目标重金属存在下，通过激光诱导荧光探针产生/猝灭荧光，从而完成对重金属的识别和检测，具有快速甄别地... 详细信息

对地下水重金属污染进行现场检测，是快速识别重金属种类和评价污染程度的重要手段。激光诱导荧光技术(LIF)利用特定荧光探针，在目标重金属存在下，通过激光诱导荧光探针产生/猝灭荧光，从而完成对重金属的识别和检测，具有快速甄别地下水重金属污染特性和无损获取其价态的优势。本文在简述LIF检测重金属原理和LIF原位检测地下水重金属装备基础上，重点从荧光探针合成及其在重金属传感检测方法的构建上总结了基于不同荧光探针的LIF现场检测重金属的研究进展。目前可用于重金属检测的荧光探针包括以小分子探针、有机大分子和聚集诱导发光为主的有机荧光探针和以金纳米簇、量子点和金属有机框架材料为代表的纳米荧光探针。这些探针的合成及其对应的传感检测方法的构建表明LIF技术在地下水重金属检测中具有巨大优势。而针对地下水重金属检测的LIF设备研发方面的成果虽不如荧光传感检测方法丰富，但已研制出部分重金属的传感器和检测装备，表现出良好的应用前景。未来研究将会聚焦在地下水重金属主控因子识别和抗干扰技术研发、荧光探针合成与LIF检测方法构建、重金属传感部件和检测装备集成研制，以及检测技术标准化，为后续场地地下水典型重金属LIF检测技术的研究提供参考。

关键词：地下水重金属激光诱导荧光荧光探针现场检测

利用洋中脊玄武岩中橄榄石斑晶制约南海打开的地幔动力学机制

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岩石学报 2024年第7期40卷 2186-2202页

作者：杨帆黄小龙徐义刚贺鹏丽于洋南方海洋科学与工程广东省实验室(广州) 广州511458 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中国科学院深地科学卓越研究中心广州510640

地幔柱与板块构造是地球运行的两大基本动力学机制。南海及其周缘地区处于海南地幔柱与东南亚环形俯冲系统时空交汇的背景,而新生代地幔柱在南海形成演化过程中所扮演的角色存在颇多争议。地幔源区富含辉石岩是南海及其周缘与地幔柱活... 详细信息

地幔柱与板块构造是地球运行的两大基本动力学机制。南海及其周缘地区处于海南地幔柱与东南亚环形俯冲系统时空交汇的背景,而新生代地幔柱在南海形成演化过程中所扮演的角色存在颇多争议。地幔源区富含辉石岩是南海及其周缘与地幔柱活动相关的玄武岩的共有特征,基于此推测,本文利用国际大洋发现计划(IODP)367航次在南海北缘U1500B站位钻遇的南海扩张初期洋中脊玄武岩(MORB)的橄榄石成分来制约南海扩张初期的地幔岩性,以检验南海扩张初期是否存在地幔柱-洋脊叠加。U1500B MORB所含橄榄石斑晶的Fo=76.4~89.4,NiO=0.09%~0.26%,CaO=0.25%~0.34%,MnO=0.16%~0.33%。这些橄榄石斑晶具有与南海西南次海盆扩张末期U1433B钻孔的MORB以及全球其他开放大洋MORB相似的NiO、CaO、MnO含量和FeO/MnO比值,代表其源区岩性主要为橄榄岩。U1500B钻孔MORB与该区存在地幔柱叠加的基性岩浆所含橄榄石斑晶成分的差异显著,表明南海扩张初期不存在地幔柱叠加,与前人估计的U1500B洋中脊玄武岩的正常地幔潜能温度(~1380℃)相符合。由于南海扩张初期洋中脊岩浆产率高,但缺乏地幔热异常和易融组分如辉石岩等,推测其地幔中可能有较多的早前俯冲板片贡献的再循环挥发分来维持高岩浆产率。所以,俯冲板片后撤导致的岩石圈伸展可能是南海打开的主要动力学机制。

关键词：南海橄榄石源区岩性地幔柱洋中脊玄武岩

新疆可可托海式伟晶岩型稀有金属矿床成矿机制

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岩石学报 2024年第9期40卷 2769-2785页

作者：张辉李国胜中国科学院地球化学研究所关键矿产成矿与预测重点实验室贵阳550081 中国科学院大学北京100049

可可托海3号脉形成于晚三叠世(~220Ma),侵入于3号脉的白云母钠长石花岗岩形成于早侏罗世,而同时代的阿拉尔花岗岩不是稀有金属花岗岩。因此,3号脉不可能是花岗岩分异的产物,而是变质深熔成因。可可托海3号脉具有低的锆石ε_(Hf)(t)(+1.2... 详细信息

可可托海3号脉形成于晚三叠世(~220Ma),侵入于3号脉的白云母钠长石花岗岩形成于早侏罗世,而同时代的阿拉尔花岗岩不是稀有金属花岗岩。因此,3号脉不可能是花岗岩分异的产物,而是变质深熔成因。可可托海3号脉具有低的锆石ε_(Hf)(t)(+1.25~+2.39)、δ^(18)O (7.57‰~8.85‰)等特征,指示物源为新生地壳与古老地壳的混合物。可可托海3号脉经历了岩浆(Ⅰ-Ⅳ带)、岩浆-热液过渡(Ⅴ-Ⅷ带)和热液(Ⅸ带)阶段,伟晶岩经历了70%的分离结晶后进入晶体、熔体、流体共存的岩浆-热液过渡阶段。高分异伟晶岩以显著内部结构分带为特征,而结构单元也是伟晶岩的组成部分,与岩浆过冷条件下不平衡结晶或热液蚀变有关。Be矿化主要在3号脉岩钟体部分中的Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ带,Li矿化主要产于Ⅴ、Ⅵ、Ⅷ带,指示3号脉铍、锂矿体分别形成于岩浆阶段和岩浆-热液过渡阶段。3号脉Ⅱ带中板状绿柱石与骸晶磷灰石、石榴子石和少量白云母共生,磷灰石结晶前后熔体体系的ASI显著变化,是导致3号脉Ⅱ带中大量绿柱石饱和结晶的成矿机制;从早期到晚期结构带,碱性长石和云母类矿物中K/Rb比值随Li、Rb、Cs含量增大而减小以及锆石中Zr/Hf比值随Hf含量增大而降低的分异趋势,指示岩浆分离结晶作用是伟晶岩型锂矿床中Li超常富集的主要机制。

关键词：源区特征岩石成因成矿时代成矿机制可可托海3号脉

适用于单个流体包裹体LA-ICP-MS分析的多元素流体包裹体标样合成及飞秒激光分析方法建立

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矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 409-417页

作者：蒋子琦蓝廷广郭海浩尚林波王新松唐燕文中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 中国地质大学(武汉)地球科学学院武汉430074

单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析在精准示踪成矿物质来源和精细刻画成矿过程方面具有独特优势,但目前流体包裹体标样的研究还较缺乏,制约了该分析方法的发展和应用。本文通过高温加热-淬火法,结合金刚石磨片打磨和HF酸蚀,在石英中合成... 详细信息

单个流体包裹体成分LA-ICP-MS分析在精准示踪成矿物质来源和精细刻画成矿过程方面具有独特优势,但目前流体包裹体标样的研究还较缺乏,制约了该分析方法的发展和应用。本文通过高温加热-淬火法,结合金刚石磨片打磨和HF酸蚀,在石英中合成了数量多、大小适中且多为规则状/椭圆状的适用于LA-ICP-MS分析的多元素(B、Na、K、Mn、Co、Rb、Sr、Mo、Cs、W)流体包裹体标样。合成的流体包裹体标样冰点相对标准偏差(RSD)小于2%,显示均一性很好。193 nm激光和飞秒激光对该标样进行对比分析,结果显示193 nm激光获得的元素含量相对误差绝大多数(>85%)在±20%以内,RSD变化在5%~17%之间,测试准确度和精度与国际同行实验室相当。飞秒激光获得的元素含量多数(>80%)相对误差在±30%以内,RSD变化在11%~25%之间,准确度和精度比193 nm激光略差,但与国际同行实验室相当甚至更优,表明飞秒激光分析方法是可行的。飞秒激光能够极大地提高流体包裹体分析成功率和效率,具有广泛的应用前景,值得开展深入研究。

关键词：人工合成流体包裹体 LA-ICP-MS 飞秒激光

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三水铝石和勃姆石吸附行为的研究进展

硅酸盐通报 2024年第3期43卷 878-890页

作者：周宗可覃宗华万泉聂信于文彬杨淑勤中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081

三水铝石和勃姆石不仅是在土壤和水环境中分布广泛的铝氢氧化物矿物,也是重要的工业原料与产品。它们与环境中无机非金属离子、无机金属离子及有机物的吸附作用极大地影响着地表环境中物质的迁移富集和环境污染物的吸附去除,并且由于结... 详细信息

三水铝石和勃姆石不仅是在土壤和水环境中分布广泛的铝氢氧化物矿物,也是重要的工业原料与产品。它们与环境中无机非金属离子、无机金属离子及有机物的吸附作用极大地影响着地表环境中物质的迁移富集和环境污染物的吸附去除,并且由于结构特性和表面性质,三水铝石和勃姆石在研究高效经济的吸附剂方面也具有较为重要的应用。本文在概述三水铝石和勃姆石结构和表面物理化学性质的基础上,对三水铝石和勃姆石表面多种非金属离子、金属离子和有机物的吸附行为进行综述,期望加深对铝氢氧化物矿物在地表环境物质循环中所起作用的理解,以及拓展其工业应用。

关键词：三水铝石勃姆石铝氢氧化物吸附非金属离子金属离子