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地球表层的土壤沉积物记录了第四纪以来与气候、环境、人类等有关的地球演化信息,是重要的研究过去历史的载体.成土体系中土壤的诸多特性都与成土期的气候环境信息息息相关,通过地质学研究方法可以提取某些特性并作为反演风化强度以及古气候的风化指标,即古气候替代指标.重点讨论了成土体系中新生的矿物学风化指标——粘土矿物与铁矿物的表征意义、研究方法与实例分析,并评述了其在反演气候方面的优势与局限性.成土作用中新生的粘土矿物直接受成土期盛行的环境与气候条件的影响,所以其组成、粒度、含量、结晶度等矿物学特征充分记录了成土期的气候与环境信息.另外,成土体系中也会新生成部分铁矿物.自生的铁矿物是反映成土期的湿度条件、温度范围的有效指标,因此对当时的气候演化历史也有很好的指示意义.粘土矿物与铁矿物在一定的条件下都可以作为独立的重建古气候的替代指标,但是在使用时要充分考虑研究区域的地质背景、物源供给、气候类型、风化条件等客观局限对这些风化指标的制约.另外,对于区域内风化程度及古气候的重建,通常多指标结合对比的方法更为可靠. 相似文献
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14过渡矿物是广泛发育的典型成土作用产物,其矿物学特征及含量变化不仅能记录成土时期的气候、环境条件,也可以作为这些土壤发生分类和类型区分的依据。通过对有关14过渡矿物研究成果系统全面的分析,阐明了这种过渡矿物的谱学特征、层间离子类型、鉴定依据及其成因,并在此基础上提出对14过渡矿物的鉴定实验流程。此外,高分辨透射电子显微技术的应用给14过渡矿物的研究提供了极大的保障,利用高分辨透射电子显微镜可以研究14过渡矿物的形成、转化关系。14过渡矿物对气候环境十分敏感,且形成于特征的干湿交替、适度的风化及弱酸性环境条件,因此,这种过渡矿物有望作为成土时期的气候环境代用指标。 相似文献
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福建沿海地区表层土壤矿物分布特征及地质和环境意义 总被引：1，自引：0，他引：1
对福建沿海地区表层土壤矿物组分、含量、组合以及分布特征进行了分析研究。结果表明,不同地质背景形成的土壤其重矿物组成具有复杂性、一致性和差异性;不同的土壤类型其矿物组合可以较好地反映土壤与成土母岩的内在成因关系;不同沉积环境下形成的土壤矿物组成受外力影响具有一定的分选性;平原区土壤中汞、砷等元素的区域性高异常则与土壤中辰砂、雄黄矿物存在有关。 相似文献
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浙江土壤矿物组成特征 总被引：5，自引：0，他引：5
对浙江省29种母质和16种土类或亚类构成的69个母质一土类单元共194个土壤样品中的矿物成分进行测定，分析得出矿物种类及矿物百分含量。在此基础上分析了浙江省土壤矿物组成特征。不同土类或亚类土壤中矿物组成存在明显差异，矿物种数和含量变化较大。突出的特征是，相同母质类型土壤含有相似的矿物种类，而且相同母质不同样品中同一矿物含量变化也较小，表现出同母质土壤矿物组成与含量具有相似性。在69个土壤剖面中，由A层到C层矿物种类和含量变化较小，土壤矿物组成明显受基岩影响和控制。宜把地质背景相同、矿物组成相近、土壤环境相似的成土母质作为划分土壤重金属污染评价单元，土壤类型只能作为评价单元的辅助划分依据。 相似文献
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磁性矿物在成土过程中的生成转化机制及其气候意义 总被引：4，自引：0，他引：4
土壤作为重要的地球表层生态系统记录了丰富的地质和环境信息。在土壤的形成和发育过程中,其所含磁性矿物也会随之改变。因此,土壤磁性与成土时期的气候环境信息相关,进而可用于重建古环境。然而,土壤的磁学性质由磁性矿物种类、含量和粒径等多参数控制。明确磁性矿物在成土过程中的生成和转化机制及其与环境因子之间的响应关系、减少解释的不确定性,是土壤环境磁学研究的理论基础。本文综述了磁性矿物成土机制及其与环境因子之间响应关系的研究进展,并对该领域的发展方向进行了讨论。 相似文献
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应用矿物磁测技术和X射线衍射研究氧化土中的磁性矿物 总被引：3，自引：2，他引：1
应用矿物磁测、Ｘ射线衍射和化学分析对氧化土的磁性矿物进行了研究。结果表明矿物磁测及磁分离技术与Ｘ射线衍射结合是鉴别土壤中磁性矿物的类型及其晶粒特征的有效方法,证明氧化土中的主要氧化铁矿物是赤铁矿和磁赤铁矿,针铁矿次之,磁铁矿偶见,其磁赤铁矿的含量可达１．６２％￣１．９２％。土壤中磁性矿物的晶粒特征多以超顺磁性和稳定单畴态存在,认为磁性矿物的成因是通过缓慢的成土化学作用产生的。 相似文献
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土壤重金属环境质量矿物学评价方法 总被引：10，自引：2，他引：10
利用环境矿物学理论和方法阐明了土壤矿物控制重金属活动状态，具体分析了重金属在矿物表面、层间域和孔道内可能的赋存位置。实验研究结果表明，矿物吸附重金属的作用受到介质pH值、介质离子强度等因素的影响。采用系统聚类分析方法，能定量地分析稳定的硫化物结合态微量有毒有害重金属元素的数量。利用粉晶X射线衍射分析方法，能定量地测定土壤矿物组成和含量。新提出土壤环境质量矿物学方法评价流程。该方法是在利用生态地球化学方法所完成的元素总量调查成果的基础上，开展单元性与剖面性土壤矿物组成与含量测定，查明表层土壤和深层土壤的矿物组成和分布，评价土壤中重金属的赋存状态及其对食物链的影响。旨在为农业地质环境评价提供新方法，切实提高农业地质环境调查质量与服务水平。 相似文献
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利用直流电测深、环境磁学以及矿物学方法,开展对一钢铁厂周边土壤的污染评价研究,获得了土壤垂向电阻率与磁化率分布特征。研究表明,随着污染土剖面的深度由底部至地表,土壤电阻率逐渐减小,磁化率和重金属含量反而增高;该变化特征反映了土壤受污染的程度与钢铁公司历年粗钢产量及武汉市历年汽车保有量的变化程度相对应。通过对污染样品的磁滞回线、热磁曲线和SEM/EDX等矿物学分析,污染样品的矿物成分以磁铁矿和赤铁矿为主,以准单畴(PSD)颗粒存在,形貌特征和物质成分与成土过程中形成的磁性颗粒明显不同。由于土壤的电性与磁性都具有良好的污染程度指示作用,所以土壤的电性与磁性研究可以应用于土壤污染程度的评价,两者联合运用可大大提高土壤污染程度评价的分辨率。 相似文献
10.
矿物科学作为一个具有众多分支学科的学科体系，从本质上讲，其理论组成主要包括矿物及其性质两大部分。矿物科学作为一个具有比较严密理论的学科，其理论结构是由一个内核及其扩展或衍生的若干个保护层组成。矿物科学理论内核是矿物学，因为矿物学比较稳定而且难于动摇的基本理论和基本概念，已成为矿物科学的最基本部分与立论的基础。矿物科学的保护层是由它的三大分支学科群，即基础扩展分支学科群．学科交叉与应用分支学科群，以及测试分析理论与技术分支学科群组成．它们之间是相互支撑、相互补充的关系。矿物科学作为一个新兴学科，其理论内核需要不断加以充实和加固，而保护层更需要进一步加强和扩大。因此，矿物科学具有巨大的发展空间和十分光明的发展前号。 相似文献
11.
成因矿物学是现代矿物学的重要组成部分。它研究矿物与矿物组合的时空分布、矿物各内外属性间的关联、矿物形成与变化的条件和过程、矿物与其介质间的相互作用及相应的宏微观标志、和矿物成因分类及矿物成因信息的应用等方面的内容。矿物发生史、矿物标型学、矿物温压计、矿物共生分析和矿物成因分类共同构成本学科的理论体系。其中,矿物标型学是该体系的核心。以陈光远先生为代表的中国矿物学家,在20世纪下半叶,创新性地开展了成因矿物族的研究,建立了完善的成因矿物学理论体系,提出矿物标型六性和矿物学填图的四化法则,提出变质岩、花岗岩、铅锌铁金辰砂萤石等矿床的矿物成因标型和找矿标志,有力地指导了中国的地质研究和找矿实践。进入21世纪以来,矿物学填图参数和方法被进一步发掘和完善,矿物磁学和近红外谱学等便捷填图手段得到广泛应用;大纵深蚀变矿化和矿物标型分带规律得以揭示;矿物标型的地球动力学、构造动力学和矿物系统的演化意义得到深度阐释;成因矿物学作为环境与生命过程研究的指导思想,逐步形成了环境与生命矿物学新分支,将矿物个体发生及矿物标型的思想用于对鱼耳石和有孔虫等生物矿物环境响应的研究,将矿物生物交互作用思想用于土壤能量系统修复研究,将矿物环境耦合思想用于生物有机质对矿物自组装结构和过程的调控研究以及海洋矿物对海洋及大气环境的指示研究等,极大地丰富了矿物发生学和矿物标型学的理论。今后应注意有关成果的系统整合,加强矿物个体发生史的实验研究,保障原创性成果的产出;要注重国际交流,使我国成因矿物学的成果真正成为人类的共同精神财富。 相似文献
12.
《Applied Geochemistry》2005,20(1):135-156
Pit lakes that result from open pit mining are potential water resources or potential environmental problems, depending on lake water quality. Wall rock mineralogy can affect lake chemistry if surface water inputs and/or groundwater inputs and/or lake water in contact with submerged wall rocks react with the wall rock minerals. This study presents a mineral quantification method to measure the distribution and concentration of wall rock minerals in open pit mines, and applies the method to the Martha epithermal Au–Ag mine, Waihi, New Zealand. Heterogeneous ore deposits, like Martha, require a large number of wall rock samples to accurately define mineral distributions. X-ray diffraction analyses of 125 wall rock samples identified the most abundant minerals in the wall rocks as quartz, adularia, albite, illite, chlorite, kaolinite, pyrite and calcite. Distribution maps of these minerals defined 8 relatively homogenous areas of wall rock referred to as “mineral associations”: weakly-altered, propylitic, fresh-argillic, weathered-argillic, oxidized, potassic, quartz veins, and post-mineralization deposits. X-ray fluorescence, Leco furnace, and neutron activation analyses of 46 representative samples produced the geochemical dataset used to assign quantities of elements to observed minerals, and to calculate average mineral concentrations in each association. Thin-section petrography and calcite concentrations from Sobek acid-digestions confirm the calculated mineralogy, providing validation for the method. Calcite and pyrite concentrations allowed advanced acid–base accounting for each mineral association, identifying 3 potential acid-producing associations and one potential acid-neutralizing association. The results target areas, where detailed hydrologic and kinetic tests would be valuable in the next stage of pit lake evaluation. Detailed understanding of wall rock mineralogy will help strengthen predictions of pit lake water quality. 相似文献
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The Nkout deposit is part of an emerging iron ore province in West and Central Africa. The deposit is an oxide facies iron formation comprising fresh magnetite banded iron formation (BIF) at depth, which weathers and oxidises towards the surface forming caps of high grade hematite/martite–goethite ores. The mineral species, compositions, mineral associations, and liberation have been studied using automated mineralogy (QEMSCAN®) combined with whole rock geochemistry, mineral chemistry and mineralogical techniques. Drill cores (saprolitic, lateritic, BIF), grab and outcrop samples were studied and divided into 4 main groups based on whole rock Fe content and a weathering index. The groups are; enriched material (EM), weathered magnetite itabirite (WMI), transitional magnetite itabirite (TMI) and magnetite itabirite (MI). The main iron minerals are the iron oxides (magnetite, hematite, and goethite) and chamosite. The iron oxides are closely associated in the high grade cap and liberation of them individually is poor. Liberation increases when they are grouped together as iron oxides. Chamosite significantly lowers the liberation of the iron oxides. Automated mineralogy by QEMSCAN® (or other similar techniques) can distinguish between Fe oxides if set up and calibrated carefully using the backscattered electron signal. Electron beam techniques have the advantage over other quantitative mineralogy techniques of being able to determine mineral chemical variants of ore and gangue minerals, although reflected light optical microscopy remains the most sensitive method of distinguishing closely related iron oxide minerals. Both optical and electron beam automated mineralogical methods have distinct advantages over quantitative XRD in that they can determine mineral associations, liberation, amorphous phases and trace phases. 相似文献
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Luke J. Wooldridge Richard H. Worden Joshua Griffiths James E. P. Utley 《Sedimentology》2019,66(3):1118-1138
The specific mineralogy of clay grain coats controls the ability of the coat to inhibit quartz cementation in sandstones during prolonged burial and heating. How and why clay‐coat mineralogy varies across marginal marine systems is poorly understood, even though these eogenetic phenomena strongly influence subsequent mesodiagenesis and reservoir quality. The novel development of the ability to predict the distribution of clay‐coat mineralogy would represent an important development for sandstone reservoir quality prediction. In marginal marine sediments, clay minerals occur as grain‐coats, floccules, mud intraclasts, clay‐rich rock fragments or as dispersed material. However, the relationships between clay mineralogy, the amount of clay, and its distribution is poorly understood. This study focused on the Ravenglass Estuary, UK. The key aim was to develop and apply a novel methodology utilising scanning electron microscope – energy dispersive spectrometry, for the first time, on grain coats in modern sediments, to differentiate the clay‐coat mineral signature from that of the bulk sediment, and reveal the distribution of clay minerals across marginal marine sediments. The study showed that marginal marine sediments principally have their clay mineral assemblage present as clay‐coats on sand grains. These clay‐coats have a mixed clay mineralogy and are spatially heterogeneous across the range of marginal‐marine depositional environments. The study further showed that clay‐coat mineralogy is governed initially by the hydrologically‐controlled segregation of the clay minerals within inner estuarine depositional environments, and subsequently by the selective abrasive removal of specific clay mineral types during reworking and transport into the outer estuary and the marine environment. The highest relative abundance of grain‐coating chlorite was in sand‐flat and tidal‐bar depositional environments. The availability of an analogue data set, and an understanding of the controlling processes of clay‐coat mineralogy, offer crucial steps in building a predictive capability for clay‐coat derived elevated reservoir quality in deeply buried sandstones. 相似文献
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矿物科学的概念 总被引：5，自引：0，他引：5
本文阐述了矿物科学的概念，包括矿物科学的产生背景、基本涵义与特点、主要研究内容及其与其它学科之间的关系等，并对中国的矿物科学做了简要介绍。矿物科学是研究矿物及其性质的一门交叉学科。它的研究对象是天然矿物和人工晶体材料。它不仅是为地球科学服务的学科，而且是为材料科学、环境科学以及工程科学与技术等学科服务的学科。矿物科学的主要研究内容包括矿物及其性质两大方面。矿物研究既是传统矿物学的研究领域，也是矿物科学基础的重要组成部分。矿物性质及其变换过程研究则是当前矿物科学中最为活跃的研究领域之一。矿物科学是以矿物学等分支学科为基础并具有众多交叉分支学科的学科体系，具有比传统矿物学更加广阔的科学范畴，具有一级学科的概念。矿物学既是地质科学的一门分科，同时也是矿物科学的一门分科。中国已在矿物科学的许多学科领域取得了丰硕的研究成果，已形成较为完整的理论与学科体系。 相似文献
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岩石矿物的微生物风化是地球表层系统最为活跃和普遍发生的地质营力之一。微生物对含钾岩石(以硅酸盐矿物为主)的风化能够释放其中的钾、硅和钙等元素,并在合适的环境条件下促进矿物元素的碳酸化沉淀,这是地表元素地球化学循环的重要环节之一。微生物对岩石的生物转化作用既涉及微生物的生长繁殖和代谢调控,也与元素的迁移转化和次生矿物的演化序列有关,具有重要研究价值。采用矿物学、微生物学和分子生物学等相结合的研究方法,有助于系统地研究微生物促进含钾硅酸盐矿物的风化并耦联碳酸化过程及其分子调控机制。研究证实,在纯培养条件下,微生物风化含钾矿物主要采用酸解、螯合、氧化还原等多种方式的协同作用,并可通过调控相关功能基因的表达来响应缺钾的环境以实现其对含钾矿物的有效风化,显然这有赖于微生物通过长期进化而形成的精细的分子调控机制。在土壤生态环境中,微生物对矿物风化的显著特征是该生态环境中微生物群落协同互作的群体作用效应。微生物碳酸酐酶参与的硅酸盐矿物风化伴随碳酸盐矿物的形成过程可能是个长期被忽视的地表碳增汇过程,对该问题的深入探索有助于进一步理解地质演化历史中微生物对碳素迁移转化的驱动机制。加入含钾硅酸盐矿粉的有机肥已经显示出其在土壤改良、作物生长和增加土壤碳汇等方面的正面应用效果,这为利用硅酸盐矿物的生物风化作用来延缓大气CO2浓度的持续升高提供了新的思路。介绍了有关微生物对含钾岩石生物转化释放钾素的分子机理及其碳汇效应方面的研究进展,以期抛砖引玉,推动该领域研究的快速发展。 相似文献
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矿物环境属性与无机界天然自净化功能 总被引：7，自引：11，他引：7
鲁安怀 《矿物岩石地球化学通报》2002,21(3):192-197
本将矿物学研究从岩石圈拓展到水圈、大气圈、生物圈与土壤圈之间交互作用的矿物环境属性范畴，研究表明，矿物可成为记录环境演变信息的载体；防止矿物的破坏与分解有可能减少甚至避免由此所造成的对人体健康的影响与生态环境的破坏；矿物与生物交互作用的研究与天然矿物治理污染物的是建立在充分利用自然规律的基础之上，体现了天然自净化作用的特色。天然矿物对污染物的净化功能主要体现在环境矿物材料基本性能方面。天然铁的硫化物，铁的氧化物，锰的氧化物、钛的氧化物。蛭石，有机蒙脱石和含高价阳离子蒙脱石，以及黄钾铁矾等均在处理无机与有机污染物方面展现出良好效果，矿物与其环境界面原子尺度相互作用过程研究，矿物内部结构缺陷影响矿物表面活性规律研究，矿物晶体结构中不同维次连通性孔道效应研究,矿物化学活性作发化污染物方法研究，以及矿物晶芽与生物细胞层次上交互作用净化污染物机理研究等，将是近期着力开发无机界矿物天然自净化功能的重点研究内容。 相似文献