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岩溶地质高背景区土壤中普遍存在的铁锰结核对重金属的赋存状态和有效性有重要影响。选择广西贵港覃塘岩溶地质高背景区富含铁锰结核的表层土壤(0~20 cm)为研究对象,筛分出不同粒径的铁锰结核(10~120目)和细粒径土壤(<120目)样品进行化学分析,针对以下三个方面开展研究:(1)重金属(As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb和Zn)在铁锰结核和细粒径土壤中的分布分配规律和铁氧化物矿物的组成;(2)铁氧化物矿物对富含铁锰结核的土壤中Cd等重金属富集的影响;(3)重金属在富含铁锰结核的土壤中的赋存机制。研究发现,铁锰结核中的Fe和Mn以及Cd等重金属含量随着粒径的增大而不断增加,说明Cd等重金属元素更倾向于在大粒径铁锰结核中富集;土壤中Cd等重金属总量的约90%赋存在结核中,表明研究区土壤中重金属主要以结核形式赋存;富含铁锰结核的土壤中赤铁矿和针铁矿的平均含量分别为0.61%和4.94%,且结核粒径越大,针铁矿和赤铁矿含量越高;除Hg外,Cd等重金属含量与针铁矿和赤铁矿的含量均呈现极显著正相关,与赤铁矿的相关性稍优于针铁矿,表明铁氧化物矿物与富含铁锰结核土壤中的Cd等重金属元素富集密切相关。铁锰结核的存在既能促进Cd等重金属在土壤中的富集,又能降低土壤中重金属的生物有效性,研究结果为解释岩溶地质高背景区土壤Cd等重金属元素高含量、低生物有效性提供了理论依据。 相似文献
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通过野外调查和实验分析,在西安蓝田安村黄土剖面S_4古土壤剖面中发现了具有指示当时土壤水分含量、地下水富集和水分循环的铁锰结核、针铁矿[α-FeO(OH)],在西安地区确定了风化淋滤黄土层和显著迁出了土壤黏化层的CaCO_3结核淀积层。针铁矿呈褐黄色薄膜分布于土体表面,含量可达3.3%。铁锰结核呈黑褐色球形,电镜下多呈结晶粒状,铁锰成分含量很高。针铁矿和铁锰结核富集层厚0.6m,形成于紧靠地下水的位置。通过研究提出了铁锰结核和风化淋滤黄土层及CaCO_3结核淀积层可作为恢复土壤古水分含量的重要指标。针铁矿、铁锰结核和风化淋滤黄土层的形成以及CaCO_3结核与红色铁质胶膜的迁移深度指示,在S_4古土壤发育时期,西安地区为亚热带气候,当时年平均气温为15~16℃,年平均降水量在900~1000mm之间。那时秦岭失去了亚热带与温带气候分界线的作用。在S_4古土壤发育时期,西安地区土壤重力水分布深度达到了3.3m,当时土壤水在经过蒸发与蒸腾消耗之后,3.3m深度范围内剩余的土壤平均含水量一般为25%左右,在针铁矿和与铁锰结核发育层位含水量接近饱和(50%左右)。当时土壤水分非常充足,水分循环正常,水分平衡为正,有较多水分补给地下水,适于茂盛森林植被发育。本文所确定的古含水量指标为国内外第四纪土壤含水量、水分存在形式与水循环研究提供了标准和方法。 相似文献
3.
广西岩溶区农田土壤重金属污染形势严峻。该地区土壤含有大量铁锰结核,其主要成分为铁和锰的氧化物,对重金属有着较强的富集作用。铁锰结核伴随着土壤形成过程而产生,也是反映土壤形成过程及成土环境变化的良好载体。研究铁锰结核中重金属的富集特征有助于了解广西岩溶区土壤中重金属元素的富集过程和富集特征。文章对广西柳江和桂平的土壤与其中的铁锰结核进行了成分分析,通过微量元素分析得到铁锰结核对Ni、Cu、Cd、Zn、Pb、Co、Ba、As、Cr等重金属元素的富集特征,通过Ti/Al2O3的比值关系推断了铁锰结核与土壤的物质来源。此外,还对铁锰结核进行了激光共聚焦显微拉曼光谱仪（Laser Microscopic Confocal Raman Spectrometer）、扫描电镜和能谱仪（SEM-EDS）分析。通过铁锰结核内部同心环带状圈层结构及其内部的元素分布周期性变化的特征,推测结核形成机制。铁锰结核的形成固定了大量重金属元素,减轻了土壤重金属污染负担;但如果铁锰结核发生了溶解则会导致Mn及受其控制的部分重金属（Co、Cu、Ni、Ba）重新释放回到土壤,加重重金属污染。 相似文献
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对取自南海西北陆缘海域的大型多金属结核进行了电子探针、X射线粉晶衍射(XRD)、等离子质谱仪(ICP-MS) 和等离子光谱仪(ICP-AES) 等方面的分析.结核核心部位的主要矿物组成为石英、伊利石、钠长石和绿泥石, 壳层的主要矿物为δMnO2等.铁、锰组分呈现Fe含量高、Mn含量低和Mn/Fe低的特征.Si含量高, Cu、Co、Ni含量低; 稀土元素(REE) 含量高, 平均为1472.30×10-6, 轻稀土与重稀土的比值(LREE/HREE) 达19.54, 并且存在较强的Ce正异常.元素含量的变化显示: 从结核内壳层到外壳层, Fe、Mn、Cu、Co等元素含量呈不规律变化, 具有典型的边缘海特征, 该特征反映结核在形成过程中受到边缘海沉积环境波动变化的影响, 陆源物质供应量的增加对Fe、REE、Si等元素的富集起到了促进作用, 而对Mn、Ca等元素的富集则产生明显的稀释作用.多金属结核Mn/Fe比及Mn-Fe- (Cu+Ni) ×10三组分图解显示, 南海北部陆缘多金属结核为水成成因, 该成因与结核所赋存的边缘海环境密切相关, 反映了结核成长发育的过程中, 南海典型的边缘海沉积条件和多变的古海洋环境因素对其产生了重要影响. 相似文献
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黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究 总被引：8，自引：2，他引：6
对黎塘岩溶区土壤铁锰结核的地球化学特征研究表明:与土壤相比,铁锰结核的化学组成中仍以SiO2、Al2O3和Fe2O3为主,但Fe2O3的含量明显增加,成为铁锰结核中含量最多的氧化物,MnO含量也有一定程度增加,它们富集系数分别为5．19和3．40;铁锰结核对重金属具有明显的富集效应,其富集顺序为Cr（M）〉Pb〉Co〉Zn〉Ni〉Ba〉Li,它在土壤中的含量受成土母质及浅层地下水活动的影响。元素的相关分析及因子分析表明,铁锰结核在形成过程中还具有成核富集效应、专性吸附效应和成核易淋溶效应。 相似文献
6.
7.
为了进一步解释南海不同区域内多金属结核（壳）的地球化学特征与成因,对东部次海盆黄岩?珍贝海山链上新获取的多金属结核（壳）样品进行了X光衍射、X荧光光谱测试、SEM-EDS分析和X Series2 ICP-MS测试,详细分析了样品的矿物组成、地球化学成分特征. 结果表明,矿物组成为水羟锰矿、石英、斜长石等;主要造岩元素中Si、Al含量较高,与陆缘碎屑物影响较大有关;富含Mn、Fe、Co、Ti、Ni、Pb、Sr等多种金属元素,相比南海其他区域,具有中等的Fe、Mn含量特征,地化元素特征与南海西北陆坡发现的铁锰结核（壳）相似;稀土元素具有总量高（平均2 070.01×10-6）的特点,高于南海北部其他样品,与西太平洋结壳稀土含量接近（接近工业品位）,指示了重要的稀土资源前景. 结核Be同位素结果指示该区铁锰结核生长时代为1.17~8.51 Ma,形成于晚中新世大量火山喷发之后,因此水成作用是南海东部次海盆海山链结核（壳）的主要控制作用,而陆源物质的输入、火山作用和高压富氢离子海水的浸取作用都为结核（壳）的形成提供了有利的沉积环境. 相似文献
8.
基于福建省龙海市4类典型成土母质的垂向土壤剖面样品分析数据,研究了常量组分和微量元素含量及剖面分布特征。结果表明:研究区在温暖湿润气候条件下,化学风化作用强烈,Ca、Mg、Na、Si、K淋失贫化,含量明显低于全国均值,Al、Fe则相对富集,风化淋溶系数(ba)和硅铝铁率(Saf)值远低于全国土壤,土壤风化程度达到脱硅富铝铁阶段,花岗岩类成土母岩区风化作用尤为强烈;剖面土壤环境质量总体较好,微量元素含量与成土母质密切有关,九龙江口冲海积成因(剖面1)土壤重金属含量明显高于其他3个剖面;多数微量元素垂向分布受常量组分的控制,As、Cd、Cu、Hg、Pb、Zn与土壤中Fe等组分具有显著正相关性。因表层土壤中细粒黏质组分随地表径流淋失或下渗迁移,导致表层土壤低Fe、Al和重金属元素;在生物地球化学循环和人为污染的影响下,Hg、Cd、Pb、Zn等在表层土壤呈富集特征;多数重金属元素的相对富集系数小于1.0,且表层土壤无明显富集特征,认为除Hg、Pb等少数重金属元素外,其他元素受人为污染影响较小。 相似文献
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中太平洋WM1和WX海山富钴结壳元素相关性及其层间变化研究 总被引：2，自引：0，他引：2
在结壳矿物学等基本特征分析的基础上,对中太平洋WM1和WX海山富钴结壳中的主量元素、微量元素、稀土元素和铂族元素含量、层间变化及其相关性进行了研究,结果表明:本区结壳从下层到上层,粘土矿物和石英等碎屑矿物逐渐增多,很可能与青藏高原的隆升和剥蚀以及亚洲季风演化有关;TFe/Fe2 从结壳下层到上层逐渐增高,反映了结壳的氧化性由下层到上层增强,海山的沉降可能是造成结壳生长后期环境氧化性增强的重要原因;Ti、Co、Pb、As、Mn、TFe等元素与TFe/Fe2 呈正相关,反映结壳中这些元素的富集与氧化环境有关,而Ca、P、Pt和∑REE等元素与TFe/Fe2 呈负相关,反映结壳中这些元素的富集与还原环境有关;Fe与Co显著正相关是本区结壳的重要特点;结壳的Co与(Fe Mn)的相关性大于Co与Fe的相关性及Co与Mn的相关性;P含量小于1%时,Co与P相关性不明显,当P含量大于1%时,Co与P呈明显负相关,磷酸盐化的过程对铁锰结壳吸附Co的能力起到抑制作用。聚类分析将Pt、∑REE与P和Ca分为一组,说明在结壳中Pt和∑REE主要赋存在碳氟磷灰石中,结壳的磷酸盐化的过程对Pt和∑REE的富集起到了重要的作用。 相似文献
10.
黔北白云岩红色风化壳元素地球化学特征 总被引：5，自引：3，他引：2
选取贵州高原喀斯特地区典型白云岩风化剖面作为研究对象,探讨了红土剖面元素迁移特征及其影响因素,为进一步认识红色风化壳元素地球化学特征提供依据。结果表明:（1）红土剖面中土壤样品（XPS-4~XPS-25）Fe、K、Mn常量元素及Co、Pb、Zn微量元素的分布曲线相对于其他元素靠近 UCC,元素Mg、Ca、Na、Ti和 Li、Cr、Ba、V 的数据点则显著偏离了上部陆壳的平均组成。（2）元素对协变分析得出Ti与Fe、Ba和V的积累特征一致,呈增加趋势;Ti与Mg呈反向变化特征。（3）以Ti为参比元素的剖面迁移特征表明,绝大部分元素的地球化学行为表现为迁移淋失,仅 Fe 、Cr和V 富集。K、Ba总体上呈迁出趋势,个别层段有轻微富集;Na和Co在风化原岩处有一个富集端点。元素在风化过程中的迁移聚集与土壤剖面的pH值和剖面结构变化、粘土矿物和有机质等的吸附有关。 相似文献
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黑白相间纹层状页岩是沉积岩中非常重要且常见的一种岩石类型。采用X射线荧光岩心扫描仪对泌阳凹陷5号页岩层中纹层状页岩样品进行测试,分析结果显示湖相纹层中一些指标,如Sr、CaO、K2O、SiO2、TiO2、Fe2O3、Al2O3、Cu含量在纹层中表现出明显规律性变化,即白色纹层中Sr和CaO含量明显高于黑色纹层,而K2O、SiO2、TiO2、Fe2O3、Al2O3、Cu含量明显低于黑色纹层。硼元素以及古氧化还原和古气候指标表明纹层状页岩主要发育在半干旱-干旱的半咸化-咸化分层水体。镜下鉴定揭示,黑色条纹主要为高有机质泥质沉积物,白色条纹主要为方解石、石英以及白云石等矿物,黑白纹层的物质成分组成与陆源供给和水体咸化后自身形成的矿物密切相关。黑白纹层中元素差异变化揭示了不同矿物组成的差异,也揭示出陆相湖盆季节性韵律变化。 相似文献
12.
Processes of authigenic manganese ore formation in sediments of the northern equatorial Pacific are considered on the basis
of study of the surface layer (<2 mm) of ferromanganese nodule and four micronodule size fractions from the associated surface
sediment (0–7 cm). Inhomogeneity of the nodule composition is shown. The Mn/Fe ratio is maximal in samples taken from the
lateral sectors of nodule at the water-sediment interface. Compositional differences of nodules are related to the preferential
accumulation of microelements in iron oxyhydroxides (P, Sr, Pb, U, Bi, Th, Y, and REE), manganese hydroxides (Co, Ni, Cu,
Zn, Cd, Mo, Tl, W), and lithogenous component trapped during nodule growth (Ga, Rb, Ba, and Cs). The Ce accumulation in the
REE composition is maximal in the upper and lower parts of the nodule characterized by the minimal Mn/Fe values. The compositional
comparison of manganese micronodules and surface layers of the nodule demonstrated that the micronodule material was subjected
to a more intense reworking during the diagenesis of sediments. The micronodules are characterized by higher Mn/Fe and P/Fe
ratios but lower Ni/Cu and Co/Ni ratios. The micronodules and nodules do not differ in terms of contents of Ce and Th that
are least mobile elements during the diagenesis of elements. Differences in the chemical composition of micronodules and nodules
are related not only to the additional input of Mn in the process of diagenesis, but also to the transformation of iron oxyhydroxides
after the removal of Mn from the close association with Fe formed in the suspended matter at the stage of sedimentation. 相似文献
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用MgO=8％标准化后,中国东部中-新生代玄武质火山岩表现为高Al2O3／TiO2、SiO2,低CaO／Al2O3的特征;新生代玄武质火山岩表现为低SiO2和低Al2O3／TiO2;高Fe8.0、Na8.0、CaO／Al2O3的特征。与区域软流圈地慢上涌和岩石圈伸展构造环境下形成的桂东南钾玄质岩石的高Fe8.0、低Na8.0和CaO／Al2O3值有明显的差异。中国东部中一新生代玄武质火山岩主量元素的特征,可能反映了与桂东南钾玄质岩石不同的形成环境。而中、新生代玄武质火山岩主量元素特征上的差异反映了岩浆来源区的变化。 相似文献
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银坑山铀矿点位于赣南九龙嶂火山盆地南东边缘,矿体呈脉状,水云母化、赤铁矿化明显。与围岩相比,矿石的Al2O3、SiO2含量降低,Fe2O3(FeO)、MnO、CaO、S、Cl呈富集趋势,Mo、Ag、Th为主要伴生组分。从矿化蚀变组合特征看,银坑山矿点属岩浆热液型,且位于岩浆热液成矿系统的上部,深部具成矿前景。 相似文献
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山东荣成高钙石榴辉石岩的地球化学特征及其成因 总被引：1，自引：0，他引：1
在苏鲁超高压变质带荣成蓝晶石榴辉岩中, 发现一具有特殊结构和地球化学特征的石榴辉石岩.该石榴辉石岩以包裹体的形式赋存于强烈退变的蓝晶石榴辉岩中.岩相学观测表明该岩石的主要结构为石榴石呈薄带、项链状相互连接的网状结构, 分割由辉石和石榴石、钛铁氧化物等出溶片晶组成的区域.全岩地球化学分析表明, 和邻近的蓝晶石榴辉岩相比, 该岩石具有(1) 相对低的SiO2 (42.5%~43.1%), 异常高的CaO (21.4%~21.9%)和CaO/Al2O3比值(1.46~1.64); (2) 较高的TiO2 (1.77%~1.89%)、V (359~419μg/g)、Nb (~8μg/g)、Y (17.7~23.1μg/g)和Zr (~150μg/g); (3) LREE富集和微弱的Eu负异常; (4) 较低的Cr、Ni和Co.上述地球化学特征表明荣成辉石岩的原岩形成于经过橄榄石分离结晶作用的超基性岩浆或经历了Na和K亏损过程的高钙基性岩浆.这2种过程都要求较高的温压条件, 压力 > 15×105kPa, 温度 > 1300 ℃, 这和荣成辉石岩的原岩的初始稳定条件的温压估算相一致.该研究结果表明在苏鲁超高压变质带中, 一些超高压变质岩的母岩形成于高温部分熔融或岩浆演化作用, 明显不同于大多数榴辉岩或片麻岩的原岩形成环境. 相似文献
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The speciation of Mn, Fe, As, and Zn in a fast-growing (0.02mm/yr), shallow-marine, ferromanganese nodule has been examined by micro X-ray fluorescence, micro X-ray diffraction, and micro X-ray absorption spectroscopy. This nodule exhibits alternating Fe-rich and Mn-rich layers reflecting redox variations in water chemistry. Fe occurs as two-line ferrihydrite. The As is strictly associated with Fe and is mostly pentavalent, with an environment similar to that of As sorbed on or coprecipitated with synthetic ferrihydrite. The Mn is in the form of turbostratic birnessite with ∼10% trivalent manganese in the layers and probably ∼8% corner-sharing metal octahedra in the interlayers. The Zn is enriched on the rim of the nodule, associated with Mn. The Zn is completely (>90%) tetrahedrally coordinated and sorbed in the interlayers of birnessite on vacant layer Mn sites. The Zn and Mn species are similar to ones found in soils, suggesting common structural principles despite the differing formation conditions in these systems. 相似文献
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A total of 1344 manganese nodules and 187 pelagic sediments from 9 areas in the North and the South Pacific were analyzed for U by the delayed-neutron counting technique. A strong positive correlation between U and Fe in nodules and sediments suggests a co-precipitative removal from sea water into the Fe-rich ferromanganese mineral phase δ -MnO2. Enrichment of U and Fe in nodules from the northwestern slopes of two submarine hills (U between 6 and 9 ppm) in the equatorial nodule belt is thought to be caused by directional bottom water flow creating elevated oxygenized conditions in areas opposed to the flow. Economically important nodule deposits from the nodule belt and the Peru Basin have generally low U contents, between 3 and 5 ppm. Insignificant resources of U of about 4 × 105 in the Pacific manganese nodules are estimated. 相似文献
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中太平洋CC区表层沉积物的地球化学 总被引：1，自引：0，他引：1
根据对中太平洋CC区表层沉积物常量、微量元素的测试结果,采用多元统计分析的方法,研究了该地区表层沉积物中元素含量的空间分布和组合特征,探讨了其物质来源及沉积环境的横向演变规律.元素的相关性分析和R型因子分析表明,SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O等常量元素氧化物之间存在明显的正相关关系,说明这些元素氧化物内在关系较为密切,在沉积物中所起的作用相近,元素的地球化学行为相似,尤其在成因方面专属性较强,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响.它们与CaO、CaCO3、Sr为明显的负相关关系,说明二者内在关系比较疏远,相关性差,沉积物源不同,后者主要与生物作用有关.由SiO2、Fe2O3、TiO2与Al2O3的比值与Ba/Sr标准值对比显见,中太平洋CC区表层沉积物主要来源于深海黏土、生物源和火山热液活动的产物.沉积相主要为硅质软泥相、硅质黏土相、钙质软泥相、沸石黏土相. 相似文献
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本文采用多元统计分析的方法,研究了中太平洋地区第四纪沉积物中元素含量的地球化学特征,探讨了其物质来源及沉积环境。研究表明:元素含量在垂向上有3次比较明显的变化,Al2O3、Fe2O3、TiO2、MnO、P2O5的含量在早期沉积物中变化不明显,中期含量明显增加,晚期则减少。CaCO3、CaO、Sr在晚期沉积物中含量较高,并与前者常微量元素含量形成明显的互为消长关系。元素的相关性分析和R型因子分析揭示SiO2与Al2O3、Fe2O3、K2O、MnO、TiO2、Cu、Ni、Zr等元素为正相关关系,说明元素组合共生关系好,在沉积物中所起的作用相近,地球化学行为比较相似,主要受陆源碎屑沉积及火山活动的影响;与CaCO3、CaO、Sr之间为负相关关系,说明后者与前者元素氧化物之间内在关系较为疏远,相关性差,沉积物源不同,主要与生物作用有关。中太平洋第四纪的沉积物主要为钙质硅质粘土和钙质软泥,早期沉积物受火山活动的影响较大,晚期与生物作用密切相关,表明该时期沉积物主要形成于陆源、生物源、火山源物资供应比较充足的沉积环境。 相似文献