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1.
如果生命是在早期地球表面环境中起源于有机化合物,大气圈的氧化状态则是一个重要的因素。因为高还原性的大气圈比弱还原性的大气圈更有利于前生物合成作用。然而,关于早期大气圈的最流行的模式都认为大气圈是N_2、CO_2、H_2O和微量H_2、CO组成的弱还原性混合物。这里,笔者检验了两种作用:(1)后来微星体的爆炸;(2)地幔氧化还原状态的改变。月球陨石坑告诉我们,月球,当然也有地球,在3.8Ga之前,被碰撞爆炸 相似文献
2.
太古宙(4.03—2.42 Ga)是地壳形成与生物圈确立的主要阶段,以具有高度还原的大气圈为特征。但多年研究的结果表明,即使在缺氧的大气圈之下,分子氧也可能局部聚集在浅水环境中并形成"太古宙氧气绿洲(Archean oxygen oases)"。因此,对太古宙氧气绿洲的识别和研究,就成为深入理解大气圈氧气含量上升和生氧光合作用起源的重要线索,也成为近年来前寒武纪沉积学研究中的热点问题之一。尤其值得注意的是,对2.8 Ga太古宙海相灰岩、3.46 Ga的氧化海洋中形成的原生赤铁矿及3.43 Ga叠层石生物礁的探索与解释,已成为识别和研究太古宙氧气绿洲的成功实例。追踪这些开创性的研究,不仅有益于对前寒武纪地球表层环境复杂演变的深入了解和对早期地球的古地理重塑,而且对拓宽沉积学和古地理学的研究范畴具有重要意义。 相似文献
3.
《矿物岩石地球化学通报》2016,(2)
超基性岩蛇纹石化为化能自养微生物群落提供了所需要的能量和初始物质,是生命起源最重要的变质水化反应。研究显示,蛇纹石化橄榄岩中有两种来源的有机化合物,一是蛇纹石化期间,在还原和高浓度H_2条件下,通过费-托合成反应产生的非生物成因有机化合物;另一是海洋有机质热降解和/或包含微生物活动残留的有机化合物。但要确定后者与生命演化的相关性和同生性,尚缺乏必要和充分的证据。 相似文献
4.
地球大氧化事件是指约24亿年前的地球大气圈中开始出现氧并连续增加。到20世纪末对地球大氧化事件的形成和演化模型可概括为两类:22亿年前为缺氧大气圈,22～19亿年大气圈中O_2明显增加,而后逐渐增加到现代大气圈O_2含量水平的C-W-K-H模型;大气圈中O_2含量自40亿年来近于常数,在现代大气圈O_2含量水平的50%范围内变化的D-K-O模型。21世纪开始实施了太古宙生物圈钻探计划(ABDP),在太古宙—元古宙页岩、条带状铁矿建造中微生物、S、C同位素分馏、稀土元素及过渡族金属Ni、Fe、Mo等含量变化等方面取得了许多新成果,建立了大气圈游离氧产生机理及含量变化的不同模型,将大气圈中氧的出现时间至少提前到25亿年前。中国前寒武纪条带状铁矿建造BIF广泛发育,特别是特有的稀土铁建造及其稀土地球化学初步研究成果表明,稀土元素的含量、轻重稀土的分异及变价元素Eu的相对富集与亏损,均显示明显的对时间的依赖。文中提出,应对其开展系统地质地球化学研究,可为大气圈、水圈的演化,特别是对研究中国铁矿的形成和分布规律研究提供重要参考资料。 相似文献
5.
《地质科技情报》2017,(2)
蓝细菌钙化作用,是一种主要通过光合作用吸收CO_2和HCO_3~-并产生鞘内的pH值变化来实现诱导碳酸盐矿物沉淀的重要机制。蓝细菌钙化产物是那些谜一样的化石,如葛万菌、附枝菌、肾形菌。钙化蓝细菌化石的地史分布表明,蓝细菌钙化作用与海水化学条件及大气圈CO_2和O_2含量的长时间变化存在着成因联系,从而成为重要的生物沉积现象。多年的研究表明,当p(CO_2)分压下降到10PAL(present atomosphere level)以下及p(O_2)分压上升时,诱导了蓝细菌鞘内二氧化碳浓缩机制(CCMs)的形成。CCMs促进的活体内鞘的钙化作用,与大气圈的CO_2浓度有着直接的生态生理学联系。在1.2Ga最早的活体内钙化蓝细菌鞘可能反映了CCMs相对早期的起源。追逐蓝细菌钙化作用,不但拓宽了沉积学的研究范畴,也为了解那些谜一样的钙化化石的生物亲和性提供一些新的理念和思考途径。 相似文献
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地球的全球演化:可能模型 总被引：1，自引：0，他引：1
地球的前半部历史可明显地分为以下几个阶段:(1)4.6～4.5Ga,地球形成,其表面具“岩浆海洋”;(2)4.5～4.2Ga,原始地壳和软流圈形成地壳受到强烈压实作用,大规模火山活动,原始大气圈中突发性地出现大气圈和水圈,地幔中出现不规则对流;(3)4.2～3.9Ga,上地幔受到来自行星内部深处的热作用引起大规模科马提岩火山作用,岩石圈被一层厚科马提岩覆盖并变得比熔融状态的软流圈更为致密。这种重力不稳定性导致了雏形 相似文献
8.
《矿物岩石地球化学通报》2017,(1)
为了解环境中Se的氧化还原行为和潜在的环境风险,本文采用氢化物发生器-原子荧光光谱法对元素Se与H_2O_2作用的机理进行了实验研究。结果显示,H_2O_2可将元素Se快速氧化,形成Se~(4+)和Se~(6+)的混合产物。反应分两步进行,首先是元素Se被氧化为Se~(4+),而后是Se~(4+)转化为Se~(6+)。H_2O_2氧化元素Se的过程可用拟二级动力学方程描述,速率常数为0.0659m L·μg~(-1)·h~(-1)。推测H_2O_2分子在元素Se表层的吸附是H_2O_2氧化元素Se的控制步骤。 相似文献
9.
两种气体,氮气和氧气,以压倒优势的状态主导着地球的大气圈。氮气是原生的,而且其存在和丰度不是生物过程所驱动的;相反,氧气是生物通过水的氧化作用而连续产生的,这个氧化作用得到了太阳光的能量驱动。氧气,一种对动物生命进化最为关键的气体,是如何变成大气圈中丰度第2的气体?问题并非以前所设想的那么简单;为了了解大气圈氧化的时间进程,我们不但要知道氧气是什么时候而且是如何第1次出现的,而且还要知道氧气是如何在大气圈中保持一个高浓度的。可以肯定的2个事实是:地球最早期的大气圈是缺乏氧气的,而今天的大气圈则为21%的氧气所组成。需要特别强调的是,大多数古代大气圈氧气水平的地质标志,只是意味着存在与缺乏,而且发生在以下2个时间点的大多数事件是高度不肯定的;但是,一系列地质证据已经表明,大气圈氧气含量水平上升的时间进程发生在2个时间点上:(1)一个从缺氧的到含氧的大气圈的转变,大致发生在2.0~2.5,Ga期间,这个转变就是著名的巨型氧化作用事件(GOE);(2)发生在前寒武纪-寒武纪过渡时期的大约540~850,Ma的第2次巨型氧化作用事件(GOE-Ⅱ),被进一步命名为新元古代氧化作用事件(NOE)。GOE与NOE,就得出了地球大气圈氧气含量水平上升三段式的盛行图像。随着研究的深入,得到了以下重要认识:如果说大气圈氧气含量的总体增加,从太古宙微不足道的水平增加到今天21%,是由于氧气生产作用增强的结果而代表了一个复杂的地球生物学过程的话,那么,这个过程则发生在随着侵蚀作用与沉积作用相对于火山活动而变得更加重要的状况下,更进一步讲,叠加在这个总体趋势下的则是一系列的阶梯式的氧气含量水平上升,这与超大陆聚合作用之后异常高的沉积作用周期是相联系的,从而进一步说明了大气圈氧气含量水平上升是与地球动力学过程紧密相关的地球生物学过程的作用结果。大气圈氧气含量水平一系列的阶梯式的上升,被总结为7个事件而与超大陆汇聚事件得到了良好的对比,从而提供了一个更加清晰的图像;也就是说,在超大陆汇聚作用之后,得到增强的沉积作用促进了大部分有机碳和黄铁矿的埋藏,因而阻碍了它们与自由氧的反应,结果就是大气圈氧气含量水平的实质性上升。新颖的观点和重要的认识,为深入理解地球大气圈氧气含量水平上升这一个重要的地球生物学过程,提供了重要的思考途径和研究线索;追索这些研究进展,将有助于揭开地球大气圈演变历史的神秘面纱并寻找出更多的科学研究生长点。 相似文献
10.
通过密度泛函理论模拟了H_2O_2和SO_2气体在矿物氧化物(α-Fe_2O_3)表面上的非均相反应,研究了H_2O_2和SO_2在α-Fe_2O_3(001)表面的吸附机制和氧化机制。研究结果表明,SO_2、H_2O_2均在α-Fe_2O_3(001)表面通过Fe原子进行吸附,H_2O_2相比于SO_2优先吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,且H_2O_2在表面的赋存形式趋向于两个·OH形式吸附。通过二者共吸附的局域态密度、差分电荷密度、Mulliken电荷布局分析结果发现,SO_2和H_2O_2的共吸附形式是通过H_2O_2产生的·OH吸附在α-Fe_2O_3(001)表面,同时SO_2被H_2O_2产生的·OH氧化[S(SO_2)-电荷布局:0. 79 e→1. 32 e; O(H_2O_2)-电荷布局:-0. 77 e→-1. 11 e]形成·OH+SO_2团簇。模拟结果表明大气微量气体H_2O_2能够在矿物氧化物表面介导SO_2吸附并促进SO_2的转化,为理解H_2O_2在大气中非均相氧化SO_2的反应过程提供了理论依据。 相似文献
11.
《西北地质》2016,(4)
印度铁矿储量约占全球的7%,矿石类型以前寒武纪BIF铁矿为主,其中产于绿岩带以及绿片岩相岩石中的BIF型铁矿是印度最重要的铁矿类型。南印度地盾达尔瓦尔克拉通发育众多绿岩带,绿岩带中发育大规模BIF铁矿,BIF铁矿属于不同的地层序列,有不同的岩石组合关系。笔者对吉德勒杜尔加绿岩带和库斯赫塔吉绿岩带BIF地球化学分析表明,根据Al_2O_3含量,BIF分为页岩BIF(Al_2O_3≥2%)和石英岩BIF(Al_2O_3≤2%),BIF呈石英氧化物相,碳酸盐相和硫化物相BIF主量和微量元素表明BIF为陆源碎屑沉积和火山碎屑沉积共同作用形成;稀土元素表明BIF铁矿呈Ce负异常和Eu正异常。达尔瓦尔克拉通测年数据表明,经过2.7~2.65Ga和2.58~2.54Ga两期主要的火山作用,2.7~2.6Ga和2.58~2.52Ga2个阶段的大陆增生作用,形成了达尔瓦尔克拉通和绿岩带。BIF成矿来源上,AMOR的高温热液提供大量的Fe和SiO_2,海洋中生物光合作用提供了O_2,在化学沉积和碎屑沉积共同作用下,形成了BIF铁矿。 相似文献
12.
在温度为673～923K压力为10～50MPa的范围内,研究了H_2O-NaCl,H_2O-KCl,H_2-CaCl_2系统的水解反应。实验之前,根据温度T在压力P=0.1MPa条件下计算了反应式MCl_3+H_2O_(gas)=MOH_(s,l)+HCl_(gas)的差值△S,△G和平衡常数。随着温度从300K上升到1000K,所用盐类的水解反应的平衡常数增长20。在固相与气相平衡区内完成了一系列实验。并且将热力平衡常数和由实验数据计算所得的进行比较。多数实验是在液相与气相平衡区内在高压釜中进行的。平衡后,在淬火状态,测定了氢离子浓度,△pH=pH(1)-pH(g)的值随温度T的上升而增长。气相中富集了易挥发的HCl 相似文献
13.
铝土矿是贵州省的优势矿种之一,但黔南地区铝土矿研究相对薄弱。本文以瓮安杉树坳铝土矿为研究对象,展开了地质特征及地球化学特征等方面的系统研究工作。结果发现:Li、Sc、Ga含量最高依次在铝土岩、碎屑状铝土矿、炭质泥岩和劣质煤层中,最低均为含黄铁矿或硫铁矿的粘土岩。同时,对"三稀"元素和主量元素之间的关系进行研究,得知Al_2O_3、TiO_2及Sc整体具有相似的变化规律,而SiO_2、Fe_2O_3、Li及Ga,局部具有相似的变化特征。随着铝含量的增加,碎屑状铝土矿中Al_2O_3、TiO_2、Sc具有相似的变化特征,演变至土状—半土状铝土矿中Al_2O_3、TiO_2、Ga具有相似的变化特征的现象。 相似文献
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地下水中砷元素的形成及其控制因素 总被引：3，自引：0，他引：3
研究了长江中下游地区和吉林省地区地下水中砷元素形成和主要控制因素及其分布规律。结果表明,地下水中砷主要以H_3ASO_3、H_2AsO_4~-、HA_3O_4~(2-)等形式存在。它的形成和分布与含水介质及其上覆土层的砷含量、地下水的酸碱度、地下水的迳流条件、氧化还原环境、有机物质及铁锰等有密切的关系。 相似文献
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岩溶动力系统中的生物作用机理初探 总被引：24，自引：1，他引：24
岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分。生物是地球表层系统中最活跃的地质营力之一 ,它在岩溶动力系统中扮演着重要的角色。地质历史时期 ,生物圈大气圈界面上 ,生物通过植物的光合同化、动植物分泌 ,使大气圈中的CO2 不断转移到碳酸盐岩中 ,形成岩溶发育的物质基础 ,并成为全球最大的碳库 ;生物圈水圈界面上 ,生物形成的生物 (微 )环境改变了水循环的强度和方向 ,并影响岩溶发育 ;生物圈岩石圈界面上 ,生物通过生物物理、生物化学过程 ,殖居碳酸盐岩之上 ,并以之为生存依托 ,生物的新陈代谢过程使碳酸盐岩岩石圈活化 ,使其积极参与全球碳循环。 相似文献
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泥页岩中微量元素特征对反演泥页岩形成时的沉积和古地理气候条件具有重要意义。采集淮南煤田山西组泥页岩样品,利用ICP-MS对泥页岩中微量元素进行了测试分析,探讨了研究区山西组泥页岩中微量元素的地球化学特征及其意义。结果表明,B、Cr、U、Ga、Li、Sn、Pb、Mo、Th、W等元素富集,Cd、Co、Cu、Ti、Zn、Sc、Ba、Mn、Ni、Sr等元素亏损;揭示淮南煤田山西组形成于温暖湿润和半咸水-高咸水的沉积环境中,沉积体系为开放型,体系内为弱氧化-还原环境,其中以弱还原-还原环境为主,且表现出从早期弱氧化到中后期的还原环境的演化特征;依据U/Th、Ni/Co、Sr/Cu、B/Ga、Sr/Ba、TOC等地球化学参数结果推测,盐度和氧化还原条件受到多种因素的影响,有机质的原始堆积量是影响山西组泥页岩中有机质含量的主要因素,而盐度和氧化还原条件影响有机质中各显微组分含量。研究区温暖湿润的气候和较为还原的环境为有机质的堆积和保存提供了有利条件,为页岩气的成藏提供了物质基础。 相似文献
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王玉荣 《矿物岩石地球化学通报》1992,(4)
根据实验观察、水的活性及Au的物理化学特征,作者探讨了H_2O_2对表生块金溶解、迁移、沉淀的催化过程。接着又探讨了H_2O_2在自然界的无机及有机成因。H_2O_2的有机 相似文献
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荧光催化动力分析法测定痕量钌 总被引：1，自引：0，他引：1
在碱性介质中,痕量Ru对邻羟基苯基荧光酮与H_2O_2的氧化还原反应有催化作用。据此,本文拟定了高灵敏测Ru的荧光催化动力学方法。实验操作简单,Ru的检出限为5×10~(-11)g/ml。 相似文献
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岩溶动力系统的生物作用机理初探 总被引：10，自引：0，他引：10
岩溶动力系统是地球表层系统的重要组成部分。生物是地球表层系统中最活跃的地质营力之一，它在岩溶动力系统中扮演着重要的角色。地质历史时期，生物圈－大气圈界面上，生物通过植物的光合同化、动植物分泌，使大气圈中的CO2不断转移到碳酸盐岩中，形成岩溶发育的物质基础，并成为全球最大的碳库；生物圈－水圈界面上，生物形成的生物）微）环境改变了水循环的强度和方向，并影响岩溶发育；生物圈－岩石圈界面上，生物通过生物物理、生物化学过程，殖居碳酸盐岩之上，并以之为生存依托，生物的新陈代谢过程使碳酸盐岩石圈活化，使其积极参与全球碳循环。 相似文献
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辽东辽河群大石桥组碳酸盐岩稀土元素地球化学及其对Lomagundi事件的指示 总被引：6，自引：4，他引：2
2.33～2.06Ga期间发生了全球性大气圈充氧作用及其相关的占δ~(13)C_(carb)正异常,被称为Lomagundi事件.2.2～2.174Ga的辽河群大石桥菱镁矿及其围岩显示了δ~(13)C_(carb)正异常,是运用REY(REE+Y)指纹技术研究Lomagundi事件的良好对象.本文研究表明,6件白云岩围岩样品∑REE为0.988×10-6～2.744×10-6;Y/Ho比值为37.9～49.4(平均42.5±4.7);(La/La~*)_(SN)为1.075±0.317,(Gd/Gd~*)_(SN)为1.390±0.166,均为正异常;HREE富集(Nd_(SN)/Yb(_SN)=0.38～0.78).所有上述特征与现代海水REY配分模式一致,表明这些样品记录了Lomagundi时期海水的REY特征.6件菱镁矿样品∑REE为4.549±2.239,高于围岩白云岩;HREE弱亏损(Nd_(SN)/Yb_(SN)=1.141±0.265),Y/Ho平均值为40.2±3.2;(La/La~*)_(SN)为0.657～1.149(平均0.919±0.203),(Gd/Gd~*)_(SN)=1.036±0.081,正异常程度弱于白云岩,但仍显示以海水来源为主.矿体顶板滑石白云岩∑REE含量最高(10.758);页岩标准化稀土配分模式为平坦型,(Eu/Eu~*)_(SN)正异常高达1.97,Gd和Y正异常最小,Y/Ho比值最低(31.3),(Nd/Yb)_(SN)为0.89,显示受后期热流体交代影响.菱镁矿(Sm/Yb)_(CN)值(2.61±0.45)高于白云岩(1.19±0.27),指示海水由深变浅,大石桥菱镁矿及其围岩白云岩REY主要来自陆源溶解物,洋底热液贡献微弱,制约REY特征的主导因素为大气圈-水圈的性质,如fO_2,pCO-2等.白云岩和菱镁矿(Ce/Ce~*)_(SN)值平均分别为1.11±0.13和1.04±0.08,表明2.2～2.174Ga期间大陆风化作用加剧,海水呈碱性,pH值＞8.2.2.33Ga前的化学沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)＞1.53,2.06Ga后的化学沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)＜1.53,大石桥组白云岩和菱镁矿(Eu/Eu~*)_(SN)均值分别为1.44±0.11和1.58±0.20.表明2.2～2.174Ga时海相沉积物(Eu/Eu~*)_(SN)≈1.53,2.33～2.06Ga是地球水圈-气圈系统由还原向氧化转变的关键时期. 相似文献