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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

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深熔成因伟晶岩初始岩浆中稀有金属富集特征

地质学报 2024年第5期98卷 1507-1526页

作者：周晋捷吕正航刘堃唐勇张辉中国科学院地球化学研究所地球内部物质高温高压实验室贵州贵阳550081 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

本文以新疆阿尔泰切木尔切克地区的混合岩和伟晶岩为例,开展区内混合岩、伟晶岩与周围的变沉积岩(二云母片岩)的野外地质、全岩地球化学以及云母类矿物化学组成研究,目的在于揭示深熔作用形成的熔体中稀有金属富集特征。研究结果显示,... 详细信息

本文以新疆阿尔泰切木尔切克地区的混合岩和伟晶岩为例,开展区内混合岩、伟晶岩与周围的变沉积岩(二云母片岩)的野外地质、全岩地球化学以及云母类矿物化学组成研究,目的在于揭示深熔作用形成的熔体中稀有金属富集特征。研究结果显示,阿尔泰切木尔切克地区的伟晶岩与混合岩中浅色体有相似的矿物组合和主要化学组成,且伟晶岩与暗色体呈互补的微量元素组成,表明切木尔切克伟晶岩为变沉积岩深熔成因。从二云母片岩到混合岩中浅色体和伟晶岩,白云母中Li、Be、Nb、Ta、Rb、Cs显示增加趋势,表明深熔作用形成浅色体及其汇聚成伟晶岩脉过程中可促进稀有金属的富集,尤其是Be和Ta,富集程度达3倍以上。低温条件下白云母脱水熔融,导致黑云母作为残留相,明显制约Li、Rb、Cs等稀有金属在熔体中的富集,但对Be的影响非常有限。结合阿尔泰伟晶岩广泛的Be成矿作用,推断阿尔泰伟晶岩很可能是深熔成因的。

关键词：稀有金属深熔作用伟晶岩混合岩阿尔泰

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地球内核各向异性结构成因:矿物学模型和动力学机制

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矿物岩石地球化学通报 2024年第2期43卷 282-291,I0002页

作者：何宇孙士川徐云帆李和平中国科学院地球化学研究所中国科学院地球内部物质高温高压重点实验室贵阳550081

地震学观测表明,地球内核具有复杂的不均一性和各向异性结构,认知内核结构的关键在于研究内核各向异性结构的矿物学组成和动力学机制。本文将介绍内核各向异性结构特征,并探讨其矿物模型和动力学机制。在内核温压下,六方相(hcp)和体心立... 详细信息

地震学观测表明,地球内核具有复杂的不均一性和各向异性结构,认知内核结构的关键在于研究内核各向异性结构的矿物学组成和动力学机制。本文将介绍内核各向异性结构特征,并探讨其矿物模型和动力学机制。在内核温压下,六方相(hcp)和体心立方(bcc)相铁合金都表现出各向异性,若其快轴沿自转轴产生定向排布,则可以解释内核南北方向快、赤道方向慢的各向异性特征。轻元素的加入将显著改变铁合金的各向异性,特别是超离子态铁-氢合金的快轴方向随氢含量的增加而发生倒转。内核各向异性的动力学机制可分为3种:(1)凝固时晶体的定向生长。凝固时的组构在内核温度下会很快消失,因此该机制不是导致内核各向异性结构的主要原因;(2)外应力驱动。外应力驱动的定向排列需要考虑内核物质的流变机制,目前的模型主要基于刚性内核假设,要求内核主要发生位错蠕变且黏度大于1018Pa·s;(3)扩散内应力驱动。若内核处于超离子态,地磁场驱动轻元素定向扩散所产生的内应力可驱动晶格的定向排布。上述机制的驱动力(化学对流、热对流、地磁场)均来自外核,因此了解外核动力学与内核动力学的相互作用是认知内核组成和结构的关键。

关键词：地球内核各向异性高温高压铁合金定向排布

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六分量地震观测在工程勘查中的应用试验

地球物理学报 2024年第1期67卷 308-317页

作者：秦林鹏王赟张东明郭高源陈畅陈锋钱荣毅马振宁陈永阳汪超中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 北京自动化控制设备研究所北京100074 中国科学院地球化学研究所贵阳550081

利用面波频散曲线反演地下介质的S波速度结构,是浅层工程地震领域一种重要的方法技术.传统的面波法包括主被动源的面波多道分析方法(MASW)和被动源的空间自相关(SPAC)方法,均需要多台地震仪同时记录地面振动;而记录平动和旋转运动的单... 详细信息

利用面波频散曲线反演地下介质的S波速度结构,是浅层工程地震领域一种重要的方法技术.传统的面波法包括主被动源的面波多道分析方法(MASW)和被动源的空间自相关(SPAC)方法,均需要多台地震仪同时记录地面振动;而记录平动和旋转运动的单台站六分量地震数据理论上也可以获得面波频散曲线.本文以河北唐山城区煤矿采空区浅层工程勘探实际六分量地震数据为例,对比了利用单台站六分量地震数据与主、被动源法多台站提取的Rayleigh波频散曲线.试验结果表明利用纵波扫描可控震源时,30 Hz以下频段利用单台站六分量地震数据提取的基阶Rayleigh波频散曲线与主、被动源MASW方法提取的频散曲线结果一致,说明在浅层工程地震勘查中,利用单物理点的六分量地震观测反演浅层横波速度是可行的.

关键词：面波频散曲线主被动源六分量基阶

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地球内核超离子态铁合金及其效应

高压物理学报 2024年第3期38卷 129-138页

作者：何宇孙士川李和平中国科学院地球化学研究所中国科学院地球内部物质高温高压重点实验室贵州贵阳550081

超离子态介于固态与液态之间,被认为广泛存在于地球和行星内部。计算研究发现,在地球内核温度压力条件下,铁-氢、铁-碳、铁-氧合金处于超离子态,表现为氢、碳、氧等元素在固态铁合金中像液体一样快速流动。流动的轻元素导致铁合金软化... 详细信息

超离子态介于固态与液态之间,被认为广泛存在于地球和行星内部。计算研究发现,在地球内核温度压力条件下,铁-氢、铁-碳、铁-氧合金处于超离子态,表现为氢、碳、氧等元素在固态铁合金中像液体一样快速流动。流动的轻元素导致铁合金软化及地震波速降低,与地球物理观测到的内核密度亏损和低剪切波速的特征一致。内核超离子态铁-氢合金可以与地磁场发生相互作用,在偶极地磁场的驱动下形成定向排列组构,从而解释了内核的各向异性结构成因。内核超离子态铁-轻元素合金的发现更新了人们对内核物态的认知,对掌握地球内核的结构、组成和演化以及内核结构与地球磁场的关系等具有重要意义。

关键词：超离子态地球内核铁合金各向异性第一性原理计算

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地球宜居性的深部驱动机制

科学通报 2024年第2期69卷 169-183页

作者：徐义刚黄小龙王强王煜李高军刘耘毛河光倪怀玮朱茂炎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 南京大学地球科学与工程学院南京210023 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 北京高压科学研究中心北京100094 中国科学技术大学中国科学院壳幔物质与环境重点实验室合肥230026 中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物和地层学国家重点实验室南京210080

除与太阳之间的距离和行星的大小有关外,地球之所以宜居的一个重要因素是其拥有动力十足的地球内部.与地球宜居性是地球表生作用结果的传统认识不同,本文认为地球深部驱动着对宜居环境至关重要的外部层圈,并提出地球内外层圈间的联动机... 详细信息

除与太阳之间的距离和行星的大小有关外,地球之所以宜居的一个重要因素是其拥有动力十足的地球内部.与地球宜居性是地球表生作用结果的传统认识不同,本文认为地球深部驱动着对宜居环境至关重要的外部层圈,并提出地球内外层圈间的联动机制是地球系统科学研究的突破口.在调研和评述的基础上,本文建议未来研究需要关注早期地球、地磁场、深地挥发分循环、超级火山、深地新化学反应和地质空调器等方向,围绕地球宜居性的深部驱动机制这一主题,开展地球固体层圈与流体层圈的整合研究,助力我国地球科学研究从单一学科研究向多学科交叉融合研究的转变,推动我国固体地球科学从跟踪前沿向开拓前沿的跨越式发展.

关键词：地球宜居性深部引擎深地过程层圈相互作用地球系统科学

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右江盆地卡林型金矿成矿年代学研究进展

地学前缘 2024年第1期31卷 267-283页

作者：高伟胡瑞忠李秋立刘建中李献华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州贵阳550081 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 贵州省地质矿产开发局贵州贵阳550081 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

右江盆地是全球仅次于美国内华达地区的第二大卡林型金矿床集中分布区。由于成矿时代的不确定性,盆地内卡林型金矿床的成矿动力学背景一直不清。为准确确定这些金矿床的成矿时代,近四十年来国内外矿床学家进行了孜孜不倦的探索,从早期... 详细信息

右江盆地是全球仅次于美国内华达地区的第二大卡林型金矿床集中分布区。由于成矿时代的不确定性,盆地内卡林型金矿床的成矿动力学背景一直不清。为准确确定这些金矿床的成矿时代,近四十年来国内外矿床学家进行了孜孜不倦的探索,从早期以石英裂变径迹和流体包裹体Rb-Sr等时线法为代表的定年,到中期以硫化物Re-Os等时线法为代表的单矿物溶样法定年,再到最新以热液金红石、独居石和磷灰石U-Th-Pb法为代表的微区原位定年,其定年对象和方法见证了同位素地质年代学的发展历程。现已基本明确,右江盆地主要发育两期卡林型金矿成矿作用,分别为215~200 Ma和155~140 Ma,相当于印支期和燕山期,其动力学背景分别对应于印支-华南-华北地块碰撞后的印支期陆内造山过程以及燕山期软流圈上涌诱发的岩石圈伸展作用。

关键词：右江盆地卡林型金矿成矿时代印支期和燕山期成矿

中国西南喀斯特石漠化治理对生物多样性的影响

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地理学报 2024年第1期79卷 97-113页

作者：龙明康白晓永李姿霖薛盈盈陈飞李朝君冉晨张思蕊杜朝超宋丰姣肖碧琴熊练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阳550081 中国科学院大学北京100049 贵州大学资源与环境工程学院贵阳550025 重庆大学环境与生态学院重庆400044 贵州师范大学地理与环境科学学院贵阳550001 贵州省水利科学院贵阳550002

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响,因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法,揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变... 详细信息

生态修复措施会对生物多样性热点区域产生强烈影响,因此量化石漠化治理对生物多样性的贡献在西南喀斯特地区是至关重要的。本文通过回归分析以及残差趋势分析等方法,揭示了2000—2020年中国西南喀斯特地区石漠化及生物多样性的时空演变规律,量化了石漠化治理等因素对生物多样性的贡献。结果表明:中国西南喀斯特地区石漠化以轻度石漠化和中度石漠化为主,石漠化总面积减少了10.25万km^(2),减少速率为0.49万km^(2)/a;喀斯特地区生物多样性总体呈增加趋势,生物多样性综合指数均值为0.40,总体维持在中等水平;石漠化治理和生物多样性呈正相关关系,其对生物多样性的贡献为26.39%;气候变化和人类活动对生物多样性的贡献分别为52.78%、47.22%。结果表明,石漠化治理对生物多样性表现出积极贡献,对后续生态修复工程的实施以及生物多样性的保护具有一定指导意义。

关键词：中国西南石漠化治理气候变化生物多样性

(U-Th)/He热年代学方法研究进展及其应用

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矿物学报 2024年第2期44卷 273-286页

作者：胡儒权武丽艳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州贵阳550081 中国科学院大学北京100049

(U-Th)/He热年代学方法基于矿物中U、Th、Sm发生衰变产生和累积的4He进行定年。由于低的封闭温度和对近地表地质过程的敏感性,因此在定量揭示地壳浅部所经历冷却及剥露事件的时间-空间-温度特征方面具有不可替代的优势。本文简要回顾了(... 详细信息

(U-Th)/He热年代学方法基于矿物中U、Th、Sm发生衰变产生和累积的4He进行定年。由于低的封闭温度和对近地表地质过程的敏感性,因此在定量揭示地壳浅部所经历冷却及剥露事件的时间-空间-温度特征方面具有不可替代的优势。本文简要回顾了(U-Th)/He定年原理并对不同测试方法的优缺点进行评述,在此基础上总结探讨了(U-Th)/He热年代学在辐射损伤影响机制、退火动力学以及4He扩散模型方面取得的进展以及存在的不足,并对如何完善这些不足进行未来展望。此外本文还综述了(U-Th)/He热年代学方法在约束成矿时代、造山带剥露历史研究、矿床保存性评价方面的应用实例以及部分局限性。

关键词： (U-Th)/He热年代学辐射损伤退火动力学 4He扩散模型地质应用