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1.
矿山开采活动影响下辉锑矿的氧化溶解是影响岩-土-水环境介质中锑的迁移转化及其环境效应的重要过程。目前对于辉锑矿溶解的研究主要关注动力学特征,对于它氧化溶解的途径、环境因素的影响、锑的释放规律等重要问题的认识还不明确。为探究碳酸盐岩矿区地下水中锑释放过程,选取重要环境因素pH值和Fe（Ⅲ）,采用单因素控制条件下的批实验方法,精细刻画避光条件下辉锑矿（Sb2S3）氧化溶解速率及Sb和S氧化产物的组成特征。研究结果表明,Sb2S3的氧化溶解是一个产酸的过程,Sb和S的释放速率、途径和产物特征受pH值和Fe（Ⅲ）的显著影响。Sb2S3的氧化溶解速率由快变慢后趋于平衡,初始反应速率的量级为10-8 mol/（m2·s）,平衡反应速率的量级为10-10 mol/（m2·s）。Sb的释放氧化速率随pH值的增加而增加,强碱条件下最有利于Sb的释放和氧化。强酸条件下,H2S、SO2气体逸出和S（0）的沉淀促进了Sb2S3的溶解,Sb（Ⅲ）和S（0）为主要产物。中性条件下,溶解形成的HS-经逐步氧化生成SO42-和少量S2O32-,Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）含量相近。强碱条件下,SbS33-和Sx-的生成显著提升了Sb2S3的氧化溶解速率,Sb（Ⅴ）和S2O32-是主要产物。Fe（Ⅲ）单独氧化作用时,Sb（Ⅴ）和S（0）是主要产物,锑释放的表观速率无显著提升,可能与SbOCl和S（0）的生成有关。研究表明,O2能够协同Fe（Ⅲ）氧化Sb2S3,但以Fe（Ⅲ）的作用为主导。本研究揭示了Sb2S3在不同pH值及氧化剂条件下氧化溶解的产物组成特征,提出了不同环境因素影响下的氧化溶解途径,证明碳酸盐岩天然缓冲地层更有利于锑的释放与氧化,岩溶地下水中锑诱发的环境效应会更为严重。 相似文献
2.
微生物活动对地下水水化学组分、氧化还原环境及砷的迁移转化有重要影响。研究高砷地下水系统的氧化还原分带性,有助于进一步理解微生物作用下地下水中砷的迁移转化规律,并为高砷地下水原位修复技术提供理论依据。在综述前人的研究成果的基础上,阐明了不同生物地球化学阶段砷的吸附、释放及固定过程,并刻画出高砷地下水系统的氧化还原分带性概念模型。在地下水环境中,微生物依次消耗(还原)溶解氧、NO-3、Fe(Ⅲ)、SO2-4和CO2等组分,氧化有机物获取能量。在溶解氧和NO-3还原阶段,地下水处于偏氧化环境,此时Fe(Ⅲ)还原受到抑制,其负载的砷不会释放到地下水中;当Fe(Ⅲ)还原时,地下水处于还原环境,会导致与之共存的砷释放,形成高砷地下水;而当SO2-4还原时,地下水处于强还原环境,产生的HS-与Fe2+形成的铁硫化物吸附或共沉淀砷,会降低地下水中的砷浓度。 相似文献
3.
针对纳米塑料颗粒在饱和多孔介质中的迁移及其影响因素, 以纳米聚苯乙烯(PSNPs)作为典型纳米塑料颗粒, 通过实验和理论相结合的方法研究纳米塑料颗粒的迁移规律。以经典DLVO理论计算出PSNPs与石英砂颗粒之间的相互作用能, 分析预测PSNPs与石英砂之间的吸附、聚沉。在柱实验中, 以石英砂作为多孔介质填充到砂柱中, 让PSNPs在一维饱和砂柱中迁移, 研究不同条件下PSNPs的迁移行为和影响因素。结果表明, 当离子强度由1 mmol/L增至50 mmol/L(电解质为NaCl), PSNPs与石英砂颗粒之间的相互作用能的势垒则从215.13 KT逐渐降低至45.9 KT使得PSNPs更易于吸附在石英砂介质表面, 从而降低PSNPs在多孔介质中的迁移能力, PSNPs的穿透率由62.16%降至3.65%。当离子强度由0.1 mmol/L增至5 mmol/L(电解质为CaCl2)时, 势垒则由33.72 KT降至14.03 KT, PSNPs的穿透率从82.46%降至4.27%。这些实验现象说明增加离子强度对PSNPs的穿透起到抑制作用, 且Ca2+比Na+具有更强的电荷屏蔽作用。同时提高PSNPs的初始浓度、流速和介质粒径均可增大PSNPs的穿透率, 而大粒径PNSPs颗粒的穿透率则较小。研究中构建了PSNPs实际运移与理论之间的关系, 进一步推进PSNPs的环境行为和机理研究, 为系统全面评价纳米塑料颗粒在土壤-地下水中的环境风险和生态安全提供科学依据。 相似文献
4.
洞庭湖平原西部地区浅层承压含水层是当地主要的地下水开采层,却面临严重的水质型缺水问题,其中以铵氮异常最为典型,但目前对于其来源和富集机制的认识十分薄弱。以洞庭湖平原西部为研究区,沿区域地下水流方向对地下水样品进行水文地球化学分析,旨在查明地下水中铵氮的来源,揭示地下水流动对铵氮富集的控制机理。结果表明:NH4-N质量浓度为0.05~16.75 mg/L,且与DOC、HCO3-、As、Fe2+、Mn、P质量浓度呈现较好正相关性;而高质量浓度的NH4-N对应着很低质量浓度的Cl-、SO42-、NO3-和很低的Cl/Br比值,可以推测浅层承压水中的铵氮主要由天然有机质矿化作用产生,而非人为输入。沿着地下水流向,NH4-N和As、Fe2+、Mn质量浓度均显著升高,说明由于水流越来越滞缓,含水介质颗粒越来越细,沉积物有机质越来越富集,含氮有机质矿化作用逐渐增强,使得NH4-N质量浓度逐渐升高,并形成了还原性逐渐增强的地下水环境,相关地球化学过程产生的还原性组分（砷、铁、锰等）也逐渐富集。本研究进一步丰富了地下水原生铵氮的成因理论,可为当地的供水安全保障提供理论基础。 相似文献
5.
对热液金矿含金热液的流体来源、金的赋存形式、金的迁移和沉淀机理进行了总结。岩浆热液、大气水及变质热液是含
金热液的主要来源。金的迁移过程与金的赋存状态有较为密切的关系。金以热液迁移为主,金在热液中的赋存形式主要为金-硫
络合物及金-氯络合物,这其中最为重要的是Au(HS)-2 、AuHS以及AuCl-2 。但是对火山气体及含金流体包裹体的研究表明,金
还可以通过气体的方式迁移,并有可能形成具有经济意义的矿床。金在气体中的主要赋存形式为AuCl·(H2O)3-5和AuS·
(H2S)1-2或者是AuHS·(H2S)1-2,其溶解度与气体中H2O、HCl和H2S的逸度成正比。CO2 对金的迁移也具有重要作用,能够
使金迁移得更远。纳米金的发现,拓宽了找金思路并进一步证明了气体及胶体对金迁移的重要性。金的沉淀与含金介质物理化
学条件的改变有关,其主要沉淀机制包括:①温压条件的改变;②流体沸腾及相分离;③流体-围岩反应及流体混合。 相似文献
金热液的主要来源。金的迁移过程与金的赋存状态有较为密切的关系。金以热液迁移为主,金在热液中的赋存形式主要为金-硫
络合物及金-氯络合物,这其中最为重要的是Au(HS)-2 、AuHS以及AuCl-2 。但是对火山气体及含金流体包裹体的研究表明,金
还可以通过气体的方式迁移,并有可能形成具有经济意义的矿床。金在气体中的主要赋存形式为AuCl·(H2O)3-5和AuS·
(H2S)1-2或者是AuHS·(H2S)1-2,其溶解度与气体中H2O、HCl和H2S的逸度成正比。CO2 对金的迁移也具有重要作用,能够
使金迁移得更远。纳米金的发现,拓宽了找金思路并进一步证明了气体及胶体对金迁移的重要性。金的沉淀与含金介质物理化
学条件的改变有关,其主要沉淀机制包括:①温压条件的改变;②流体沸腾及相分离;③流体-围岩反应及流体混合。 相似文献
6.
水土界面氟的迁移对高氟地下水的形成具有重要影响。以大同盆地典型氟中毒区为例,分析了不同岩性沉积物中的氟质量分数和形态分布特征,并通过室内静态实验,探究了水溶液的pH值、Ca2+、HCO-3以及H2PO-4质量浓度对水土界面氟迁移的影响。研究结果表明,沉积物中不同形态氟按含量由高到低的顺序依次为:残余态氟≥铁锰氧化态氟>水溶态氟>有机束缚态氟>离子交换态氟;各形态氟在不同岩性沉积物中含量大小均表现为:黏土>粉质黏土>粉砂;在沉积物中,黏土矿物和方解石是主要的固氟矿物成分。溶液的pH值、Ca2+、HCO-3以及H2PO-4质量浓度与氟在沉积物表面的吸附-解吸和沉淀-溶解平衡密切相关,沉积物对氟的吸附量随溶液pH值和HCO-3质量浓度增大而降低,随Ca2+和H2PO-4质量浓度增大而增大。 相似文献
7.
珠江口盆地白云-荔湾深水区油气勘探中钻遇大量高含量CO2气层,使得如何规避高CO2风险成为当前面临的挑战。通过工区充注CO2的储层砂岩黏土矿物X射线衍射（XRD）、流体包裹体显微测温和稀有气体同位素组成等分析,明确了幔源无机CO2的成因,并运用黏土矿物特征讨论高温幔源无机CO2充注的黏土矿物成岩响应:有序带倒转和大量自生高岭石的生成。依据CO2气井的XRD全定量分析数据剖面图将幔源无机CO2气层段的黏土矿物组合分为3类:Ⅰ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~25%之间,有序度处于R2~R3带,高岭石体积分数高;Ⅱ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于10%~15%,有序度为R2~R3带,自生高岭石体积分数低;Ⅲ类为I/S混层黏土矿物中S体积分数介于50%~60%,有序度为R0带,高岭石体积分数低。总结出幔源CO2在珠江组和珠海组中存在2种运聚模式:一是幔源CO2通过与基性岩浆连通的深大断裂垂直向上运聚;二是垂直向上运移后通过连通砂体侧向长距离运聚。研究结果对珠江口盆地白云-荔湾深水区下一步油气勘探规避高含量CO2风险具有指导作用。 相似文献
8.
利用格子理论模型探讨了甲烷在页岩中的吸附特征。该模型基于不同假设可发生一定转变,利用该理论预测甲烷吸附量的精度较高,绝对误差小于0.004 2mmol/g,预测精度随着温度的升高而略升;模型中确定的理论单层饱和吸附密度Г0及吸附质分子与微孔表面之间的接触势能εs等参数可用来指示温压对甲烷吸附特征的影响及页岩中纳米级微孔发育程度。随着温度的升高|εs|减小,|εs|与温度间的变化近乎线性;Г0<Гmax,Г0可以大体表征分子吸附状态,甲烷在页岩中吸附的Г0和|εs|值比富含纳米级微孔的多孔活性炭小得多。同时讨论了所定义参数Y与X之间的线性关系,进而对微孔中吸附质分子间平均作用势εa进行了估算,结果表明|εa|<|εs|;在测试温压范围内,随着温度的升高|εa|先升高后降低;温度较低时εs/εa倍率较大(7.05倍),随着温度升高,该倍率减小并逐渐趋于稳定(平均约3.37倍)。利用该理论对不同地区及不同类型页岩在更宽尺度温压范围内对页岩微观结构表征或真实含气量关系研究具参考价值。 相似文献
9.
岩浆结晶过程中,矿物-熔体相分离时,Pb优先进入熔体相,表现出不相容性;流体-熔体相分离时,Pb优先进入流体相;卤水-气相分离时,Pb优先进入卤水相; Pb在成矿过程中主要进入液相中进行迁移。氧化、偏酸性、富氯热液体系中,Pb主要以PbCl2-nn(0≤n≤4)形式迁移,尤其在高于350℃的高温环境下,Pb的氯络合物起支配作用;中低温、贫氯、高还原硫的碱性热液中,Pb主要以硫氢络合物形式迁移;氧化、贫氯的强碱性(pH>7.5)热液中,Pb主要以羟基络合物形式迁移;贫Cl-且富CO32-和HCO-3配体的中、低温弱碱性热液体系中,PbCO03、Pb(CO3)2-2络合物也很重要。NH3、F-、Br-、S2-x、NaPbCl03、NaPbCl4-以及S2O2-3等潜在无机配体对Pb迁移成矿意义不大。某些有机配体,如羧酸、氨基酸、腐殖酸,在低温(＜200℃)条件下对Pb的运移成矿有重要作用,尤其羧酸比较重要。在成矿过程中,岩浆-热液成因的Pb Zn矿床通常经历了早期岩浆房去气、期后热液和晚期热液3个阶段。非岩浆热液成因的层控Pb Zn矿床流体主要为盆地卤水,矿化机制主要为构造挤压与重力的联合驱动,或者伸展背景下的海底热液对流。影响Pb沉淀富集的微观因素主要包括热液组成、温度、压力、pH值以及Eh值等。热液演化过程中,沸腾减压、围岩蚀变以及流体混合等地质作用促使上述微观物理化学因素发生显著变化,形成地球化学障,从而使得矿石矿物大量沉淀。 相似文献
10.
采集中国北方某砂岩型铀矿床中的含铀矿石样品,共进行7组土柱模拟实验,分别探究氧化-还原条件、HCO-3浓度、有机质和微生物对铀迁移转化的影响。结果表明:氧化-还原条件改变对铀迁移转化会产生重要影响,含氧入渗水带来的氧化环境使含水介质中沉淀态铀大量氧化溶解;HCO-3的促解吸作用及铀酰络合物的强迁移能力对地下水中铀迁移转化影响较大;有机质会参与含水介质中矿物吸附点位竞争,从而造成铀的解吸;微生物作为氧化-还原反应的催化剂,在氧化剂氧化沉淀态铀的反应中起重要作用;氧化作用、解吸作用和溶解作用对地下水中铀迁移转化的贡献比例分别为65.28%、23.91%和10.81%。 相似文献
11.
渤海湾盆地碎屑物质的物源示踪研究,对于渤海湾盆地的自身演化,周缘造山带隆升和剥蚀过程,以及中国东部陆架海的物质扩散研究均具有重要意义,受到国内外学者的广泛关注,同时也存在诸多争议。钾长石是地壳中最主要的造岩矿物之一,在河流沉积物中广泛出现,在进行物源示踪研究时具有代表性。基于此,利用激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪（LA-ICP-MS）对渤海湾盆地主要注入河流的碎屑钾长石进行了原位地球化学特征分析,结果表明,黄河干流碎屑钾长石的常量元素Na2O、Al2O3、SiO2、K2O的标准偏差与滹沱河、滦河、辽河和漳河4条河流存在差异。在钾长石常量元素Al2O3质量分数与Na2O和K2O质量分数二维散点图中,部分黄河样品的Al2O3值较之整体部分（其他4条河流和黄河样品）偏低;微量元素中Ba、Pb、Sr、Rb和Ca的质量分数占主体部分,尤其Ba、Pb、Sr、Rb的含量较高。在Ba和Sr以及Ba和Pb质量分数二维散点图中,黄河与其他4条河流明显不同。该研究结果表明,钾长石的Ba和Sr含量变化可以成为环渤海湾盆地沉积物中黄河物源示踪的特征指标。 相似文献
12.
作为姬塬地区主力开发层系的长81油层组,其砂体的交错叠置关系严重影响该地区油藏分布规律的认识。为了研究长81油层组砂体结构特征及其对油藏分布的控制作用,立足于长81油层组的砂体形成机理,综合沉积、测井等资料划分砂体结构类型,刻画砂体的横向交错和纵向叠置关系,进而厘清砂体结构对油藏分布的控制作用。研究结果表明:姬塬地区的砂体结构可划分为4种类型,分别为叠合箱型、齿化钟型、孤立箱型和孤立指状型,其中叠合箱型砂体含油性好,是油藏主要储集体;齿化钟型和孤立箱型砂体顶底含油性差,中部含油性好且均匀;孤立指状型砂体物性和含油性均较差。该地区的砂体结构与有利区分布具有显著关系,叠合箱型砂体发育地区多为Ⅰ类有利区。研究成果可为姬塬地区长8油藏的精细勘探开发提供依据和方向。 相似文献
13.
为揭示渤南洼陷沙三段、沙四段烃源岩来源原油的分布规律及主要控制因素,通过族组分分离、气相色谱（GC）、气相色谱-质谱（GC-MS）等测试分析原油和烃源岩地球化学特征,进行原油成因分类,确定不同来源原油的分布规律,进而探讨影响油气分布的主要因素。研究表明,沙三段、沙四段烃源岩对原油的贡献程度不同。依据生物标志化合物指标将原油划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ 3类,其中Ⅱ类油细分为Ⅱ1和Ⅱ2 2个亚类。油源对比结果表明:Ⅰ类油来源于沙三段烃源岩,主要分布在洼陷中心;Ⅱ1类油来源于沙四段膏岩层间的泥岩,Ⅱ2类油来源于沙四段盐层下部的泥岩,此类油主要分布在洼陷边缘部位;Ⅲ类油为混合来源,且以沙三源为主,其分布与断层的展布有关。结合洼陷地质特征分析,认为断层及沙四段上部存在的膏盐岩是影响不同来源原油分布的主要因素。 相似文献
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在气候变化和全球治理挑战日益严峻的背景下,CO2排放及代价评估日益受到学术界和决策者的关注。当前全球范围包括联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）评估在内的几乎所有研究都是基于全球平均CO2浓度来驱动气候模式的,但基于全球CO2平均分布设定开展模拟影响评估在学术界多有争议。首先,综述了大气CO2非均匀分布的证据,评述了大气CO2浓度非均匀分布与地表升温过程的互馈机制。其次,从自然和人为2个维度,梳理了大气CO2浓度非均匀分布形成的原因,并评估了其对地表升温的影响。最后,评述了当前大气CO2浓度非均匀分布研究中存在的问题,进一步展望了其发展趋势,为把握全球与区域碳排放现状及气候变化影响提供科学判据。 相似文献
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随着经济的快速发展,空气污染已经成为当今重要的环境问题,引起公众的广泛关注,二氧化氮（NO2）作为主要的空气污染物之一,成为相关研究的重点。通过监测数据发现,二氧化氮质量浓度值的空间分布具有区域性差异,所以对其空间分布模拟,以及形成区域差异的下垫面影响因素分析,具有重要的研究价值。土地利用回归模型（Land-use Regression,LUR）是将统计方法中的回归模型与空间上的土地利用数据、监测数据和其他相关的地理数据结合分析并在地图上显示的方法。本文结合缓冲区分析、叠加分析、Spearman相关性分析、多元回归分析等方法构建土地利用回归模型（Land Use Regression,LUR）,用于识别与NO2浓度相关的下垫面影响因素,并模拟NO2质量浓度的空间分布。LUR模型可以模拟出NO2质量浓度空间分布特征,并针对下垫面影响因素得到以下结论：城乡居住地及工业用地面积增加、污染源的距离减少和道路长度增加会导致NO2浓度升高;耕地面积、绿地面积和水域面积的增加会导致NO2浓度减少;NO2浓度最高的区域主要集中在工业园区;NO2浓度值从城区到郊区递减,需要通过改变工业区结构和增加绿地面积来减少城区的NO2浓度。 相似文献
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湖北宜昌地区在寒武系水井沱组取得页岩气重大突破后，中扬子地区下寒武统富有机质页岩受到了更加广泛的关注。为了查明这套富有机质页岩的成因及其与下伏硅质岩之间的内在联系，系统采集了鄂西宜昌地区鄂宜地2井岩家河组和湘西桃源、张家界地区留茶坡组-牛蹄塘组的硅质岩，利用主量元素和稀土元素数据分析了硅质岩成因，并探讨了不同地区、不同沉积模式及其对下寒武统富有机质页岩形成的意义。结果表明:①鄂宜地2井岩家河组硅质岩的Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.30~0.68，在Al-Fe-Mn三角判别图和Fe/Ti-Al/(Al+Fe+Mn)图解上集中分布在沉积成因区；稀土元素Eu异常不明显，配分曲线为平坦模式，且(La/Yb)N介于1.01~1.81，指示岩家河组硅质岩为沉积成因。②湘西桃源和张家界地区的硅质岩明显分为两种成因。留茶坡组硅质岩Al/(Al+Fe+Mn)值介于0.03~0.19，在Al-Fe-Mn三角图上靠近Fe一端，稀土元素表现明显的Eu正异常，且配分曲线以重稀土元素相对富集的左倾斜为主，指示明显的热液成因；牛蹄塘组硅质岩则表现相反，指示沉积成因。③埃迪卡拉纪末期，湘西斜坡地区靠近热液喷流中心，因此留茶坡组硅质岩以热液成因为主，而宜昌地区位于局限台地附近，富硅热液因受到阻隔而无法进入，因此硅质岩为沉积成因；至寒武纪早期，随着气候变暖、海平面上升，湘西和鄂西地区海水连通，因此该时期硅质岩均为沉积成因。埃迪卡拉纪末期的热液活动为海洋生物的繁盛提供了大量的磷等无机营养元素，对下寒武统水井沱组/牛蹄塘组富有机质页岩的形成具有重要的意义。沉积成因的硅质页岩相很可能是页岩气的有利相带，这或许能为页岩气勘探提供一个新的思路。 相似文献
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东营组烃源岩在渤中凹陷广泛分布,明确该套烃源岩特征及其形成的古环境对于推动渤中凹陷常规-非常规油气勘探具有重要意义。通过对渤中凹陷西南洼东营组烃源岩样品进行有机、无机地球化学实验,分析该套烃源岩品质、有机质来源和古沉积环境,并与凹陷内主力烃源岩沙河街组进行对比分析。结果显示：(1)东营组不同层段烃源岩特征差异显著,且与沙一二段烃源岩呈现明显不同。东二下段与东三段有机质丰度高,已达到成熟-高成熟阶段,东营组整体有机质类型均以Ⅱ型为主;(2)通过Pr/nC17-Ph/nC18等图版以及干酪根类型判断东营组有机质来源为混合型,与沙一二段的低等藻类输入明显不同;(3)综合Sr/Cu、Mn/Fe等16种元素含量或比值以及Pr/Ph、伽马蜡烷指数分析烃源岩形成时期的古环境,与沙一二段烃源岩干旱气候下强还原咸化湖盆的形成环境所不同,东营组整体形成于温湿气候下,伴随较强陆源输入,受控于弱氧化淡水环境;纵向上,从东三段-东一段古气候变化不大,水体盐度基本一致,但水深逐渐变浅,水体氧化条件呈现逐渐增强的趋势;(4)利用Co、La含量定量恢复东营组沉积时的古水深,... 相似文献