黄海透光层悬浮半导体矿物组成及其促进微生物胞外电子传递过程初探     

刘佳  孙元  任桂平  鲁安怀  李艳  丁竑瑞 《岩石矿物学杂志》2020,39(1):96-104

在地球上最为活跃的海洋透光层体系中,矿物-微生物交互作用的形式十分丰富。系统采集了黄海近海透光层水体样品,测试分析发现其中分布大量悬浮半导体矿物及微生物群落。通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、环境扫描电子显微镜(ESEM)及配有的EDX能谱仪,从宏观到微区对悬浮颗粒矿物的化学元素组成进行了测试分析,发现其主要矿物组成元素为Si、O、Na、K、Ca、Al等,且含有较高含量的Mn、Fe、Ti等金属元素;通过X射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱(Raman)测试从整体到局部分析悬浮颗粒矿物的物相组成,发现其主要组成矿物为石英、钠长石、方解石、云母和绿泥石等,还有锐钛矿、金红石、板钛矿、针铁矿等铁、钛金属氧化物半导体矿物。通过16S rRNA高通量测序分析海水中主要微生物群落为Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Planctomycetes、Woeseia、Fluviicola等,并通过构建双室反应体系对海水微生物与悬浮矿物间氧化还原作用及胞外电子传递过程进行了表征,结果显示增加海水悬浮矿物作为电子受体后,体系开路电压由330. 80 mV提升至426. 59 mV,提升比率达130%,最大输出功率由8. 376 9 mW/m^2提升至12. 096 8 mW/m^2,为原体系的1. 44倍。实验研究表明,海水透光层悬浮矿物能有效参与并促进微生物胞外电子传递过程,为后续深入研究基于电子能量传递利用的半导体矿物-微生物协同作用以及元素循环调控机制奠定初步基础。  相似文献   

大洋地幔橄榄岩-铬铁矿中的金刚石和深地幔再循环     

杨经绥 《地质力学学报》2020,26(5):731-741

全球多地蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现微粒金刚石,并在中国西藏南部和俄罗斯乌拉尔北部的蛇绿岩铬铁矿中发现原位产出的金刚石,认为是地球上金刚石的一种新的产出类型,不同于金伯利岩型金刚石和超高压变质型金刚石。它们与呈斯石英假象的柯石英、高压相的铬铁矿和青松矿等高压矿物以及碳硅石和单质矿物等强还原矿物伴生,指示蛇绿岩中的这些矿物组合形成于深度150~300 km或者更深的地幔。金刚石具有很轻的C同位素组成（δ13C-18‰~-28‰）,并出现多种含Mn矿物和壳源成分包裹体。研究认为它们曾是早期深俯冲的地壳物质,达到>300 km深部地幔或地幔过渡带后,经历了熔融并产生新的流体,后者在上升过程中结晶成新的超高压、强还原矿物组合,通过地幔对流或地幔柱作用被带回到浅部地幔,由此建立了一个俯冲物质深地幔再循环的新模式。蛇绿岩型地幔橄榄岩和铬铁矿中发现金刚石等深部矿物,质疑了蛇绿岩铬铁矿形成于浅部地幔的已有认识,引发了一系列新的科学问题,提出了新的研究方向。   相似文献   

山东大尹格庄金矿床深部三维定量成矿预测     

陈进  毛先成  邓浩 《地球学报》2020,41(2):179-191

大尹格庄金矿是胶西北招平断裂带中段的大型金矿床,但随着逐渐的开采其保有资源量不断下降,急需在矿床的深边部区域开展接续资源找矿工作。本文以大尹格庄金矿为研究对象,以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导,利用三维地质建模技术构建了相关地质体的三维模型,在此基础上,采用定量化的方法提取地质体与成矿相关的控矿因素指标和矿化指标,并建立了三维定量成矿预测模型,并应用该模型圈定了3个找矿靶区。研究表明,该方法能够适用于大中型矿山的深边部找矿工作,其三维及定量化的预测结果能够为后续的勘探及开采工作提供重要参考。  相似文献   

自然重砂成因矿物学特征及找矿指示作用     

董国臣  李胜荣  申俊峰  董朋生  李华伟  殷国栋  汤家辉 《地学前缘》2020,27(5):171-178

自然重砂是地质体经自然风化、剥蚀、搬运、沉积等地质作用而分离出的单矿物(或矿物组合)。自然重砂矿物晶体由于仍然保留有许多矿物成因信息,包括颜色、形态、化学成分、物理性质和矿物组合等特征,因此常用于追溯源区地质体或者找矿勘查。这种方法被认为是一种经济实用的找矿方法——自然重砂测量。本文基于全国自然重砂找矿的数据资料,系统梳理了自然重砂的矿物类型、出现频率及其分布等特点,分析了自然重砂的矿物组合和成因矿物学特征,研究了自然重砂矿物的源区烙印、搬运距离及标型指示矿物组合特征,探讨了自然重砂成因矿物学研究意义及其找矿应用前景。自然重砂矿物的颜色、形态及内部结构依然保留着明确的成因矿物学信息:其颜色和晶体形态具有继承性而与其源区母体联系起来,体现源区母体的特性;其矿物组成可分出残余原生重矿物(包括造岩矿物、副矿物、矿石矿物等)和新生重砂矿物两个部分,如赤铜矿、孔雀石等反映着源区岩性体的成分或者赋存状态特征,其矿物组合也在很大程度上继承原生共生矿物而体现诸如有无矿化等意义;重砂颗粒的磨圆度、边界光滑性等表面特征反映搬运距离,有利于明确响应源区母体或者物源,而具有良好的找矿指示意义。  相似文献   

First Multi‐Isotopic (Pb‐Nd‐Sr‐Zn‐Cu‐Fe) Characterisation of Dust Reference Materials (ATD and BCR‐723): A Multi‐Column Chromatographic Method Optimised to Trace Mineral and Anthropogenic Dust Sources     

Aubry Vanderstraeten  Steeve Bonneville  Stefania Gili  Jeroen de Jong  Wendy Debouge  Philippe Claeys  Nadine Mattielli 《Geostandards and Geoanalytical Research》2020,44(2):307-329

Atmospheric dust is an integral component of the Earth system with major implications for the climate, biosphere and public health. In this context, identifying and quantifying the provenance and the processes generating the various types of dust found in the atmosphere is paramount. Isotopic signatures of Pb, Nd, Sr, Zn, Cu and Fe are commonly used as sensitive geochemical tracers. However, their combined use is limited by the lack of (a) a dedicated chromatographic protocol to separate the six elements of interest for low‐mass samples and (b) specific reference materials for dust. Indeed, our work shows that USGS rock reference materials BHVO‐2, AGV‐2 and G‐2 are not applicable as substitute reference materials for dust. We characterised the isotopic signatures of these six elements in dust reference materials ATD and BCR‐723, representatives of natural and urban environments, respectively. To achieve this, we developed a specific procedure for dust, applicable in the 4–25 mg mass range, to separate the six elements using a multi‐column ion‐exchange chromatographic method and MC‐ICP‐MS measurements.  相似文献   

Chemical Procedures for Rhenium Extraction from Geological Samples: Optimising the Anion Resin Bead Clean‐up Step     

Gang Yang  Aaron Zimmerman  Nicole C. Hurtig  Svetoslav V. Georgiev  Vineet Goswami  Judith L. Hannah  Holly J. Stein 《Geostandards and Geoanalytical Research》2020,44(2):231-242

Rhenium–osmium geochronometry for samples with low Re and complex matrices requires improved Re extraction methods. Here, we investigate plausible controls on efficiency and efficacy of Re extraction during our anion resin bead purification. Four different protocols are compared, each isolating a single variable to test. Rhenium concentrations for solutions at each step of each protocol document differences in chemical recovery/yield. The negative‐thermal ionisation mass spectrometry (N‐TIMS) signal intensity serves as a proxy for Re yield and purity. These data document correlations between the N‐TIMS signal intensity and (a) the duration of anion resin bead conditioning prior to loading with Re‐bearing solution, and (b) both duration and strength of nitric acid used during rinsing of the Re‐loaded anion resin bead. The optimal protocol improved Re signal intensity around fourteen times compared with our current Re extraction protocol, an aggregate of 2.4 times improvement in chemical recovery (yield) and 5.8 times improvement in emission efficiency (purity). Repeated N‐TIMS isotopic measurements on our in‐house Re standard solution (1407) verify that our optimal protocol‐3 does not fractionate Re isotopes. The improved anion resin bead method considerably lowers the Re detection limit and allows Re‐Os isotopic analysis of picogram‐level Re hosted in geological samples with complex matrices.  相似文献   

华北克拉通南缘石炭系本溪组铁-铝黏土矿物质来源: 以河南三门峡大安铝黏土矿床为例^*     

刘学飞  王庆飞  马遥  李中明  赵利华  周智慧  刘百顺  马欣莉 《古地理学报》2020,22(5):965-976

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世期间一直出露地表,经历了长期的风化作用,形成大规模的铁-铝黏土矿,其成矿物源一直是研究的热点,尤其是本溪组底部铁矿和铁质黏土矿与上部铝黏土矿是否为同一来源尚未查清。本研究选取克拉通南缘大安铝黏土矿床作为研究对象,展开微区矿物及元素地球化学组成分析,进一步探讨铁-铝黏土矿物质来源。大安矿床内含矿岩系自下而上包括铁质黏土岩、铝土矿、铝质黏土矿;局部喀斯特高地缺失铝土矿,铝质黏土矿直接覆盖于铁质黏土岩之上。铁质黏土岩在洼地以菱铁矿、黄铁矿和伊利石为主,在隆起区以赤铁矿、伊利石和高岭石为主。铝土矿以硬水铝石、伊利石和锐钛矿为主;铝质黏土矿主要矿物为伊利石。矿物微区分析在黏土矿底部发现大量的碳化硅和少量自然硅、硅铁矿、铬铁矿;区域对比揭示北秦岭造山带内商丹缝合带和二郎坪群中的蛇绿岩为铝黏土矿形成提供了成矿物质。本溪组底部铁质黏土与上部铝黏土矿稳定元素比率(例如Zr/TiO₂、Hf/TiO₂、Nb/TiO₂、Ta/TiO₂)存在明显差异,揭示二者为不同来源: 底部铁质黏土岩和铁矿层为底板碳酸盐岩原地风化的产物;而上部铝黏土矿是异地搬运物,北秦岭造山带在晚石炭世的整体抬升为华北铝黏土矿形成提供了重要的成矿物质。  相似文献   

甘肃北山老金厂金矿床载金矿物特征、原位硫同位素组成及其对成矿的指示意义     

黄式庭  于晓飞  吕志成  刘家军  李永胜  杜泽忠  吕鑫  孙海瑞  杜轶伦 《吉林大学学报(地球科学版)》2020,50(5):1387-1403

老金厂金矿床是北山成矿南带最具代表性的中低温岩浆热液型金矿床之一,其规模为中型。依据脉体穿插、矿物共生组合和矿石结构构造等特征,将矿床矿化作用过程划分为石英-黄铁矿阶段（Ⅰ）、石英-含砷黄铁矿-毒砂阶段（Ⅱ）、石英-黄铁矿-多金属硫化物阶段（Ⅲ）和石英-方解石阶段（Ⅳ）。利用电子探针研究了不同成矿阶段载金矿物的元素组成及其分布规律。Ⅰ阶段：黄铁矿以粗粒自形立方体为主,粒度为0.50~1.50 mm,贫As、Au;毒砂含量极少,呈细粒他形。Ⅱ阶段：含砷黄铁矿周围常有大量毒砂产出,含砷黄铁矿多为立方体、五角十二面体,粒度为0.30~1.00 mm,富As、Au;该阶段矿化最为强烈,毒砂主要形成于此时期,多呈棱柱状、柱状、放射状集合体,显示富S亏As特征。Ⅲ阶段：多以黄铁矿-黄铜矿-闪锌矿共生组合脉的形式产出,黄铁矿多呈长条状,以富S、Cu、Zn、Au和贫Fe、As为特征。Ⅳ阶段：矿化作用极弱,毒砂、黄铁矿含量极少,为细粒他形。原位硫同位素组成显示：Ⅰ阶段黄铁矿δ³⁴S_V-CDT值为-3.8‰~-2.9‰,均值为-3.3‰;Ⅱ阶段黄铁矿和毒砂δ³⁴S_V-CDT值为-4.7‰~2.6‰,均值为-3.3‰;Ⅲ阶段黄铁矿和闪锌矿δ³⁴S_V-CDT值主要分布于-1.9‰~1.0‰之间,均值为0.1‰。此3个阶段硫同位素组成反映了成矿期硫主要来源于幔源岩浆,混入了部分地层硫。综合前人研究成果,认为成矿早期至晚期,成矿流体总体上由富S贫As向富As贫S演化。Ⅰ阶段体系处于中性稳定的环境,硫源充足;Ⅱ阶段为贫S富As的高氧逸度环境,由于大气降水对地层的淋滤渗透,混入富As流体,Au可能与As结合形成Au-As络合物,在成矿有利部位富集沉淀;Ⅲ阶段成矿元素种类丰富,体系为富S贫As的弱还原环境,Au很可能与HS^-、S^-形成络合物进入黄铁矿晶格。  相似文献   

Multimodal water age distributions and the challenge of complex hydrological landscapes     

Nicolas B. Rodriguez  Paolo Benettin  Julian Klaus 《水文研究》2020,34(12):2707-2724

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Evolution of lithospheric mantle in the north of Nain‐Baft oceanic crust (Neo‐Tethyan ophiolite of Ashin,Central Iran)     

Nargess Shirdashtzadeh  Ghodrat Torabi  Tomoaki Morishita 《Island Arc》2020,29(1)

This study is focused on a plagioclase‐bearing spinel lherzolite from Chah Loqeh area in the Neo‐Tethyan Ashin ophiolite. It is exposed along the west of left‐lateral strike‐slip Dorouneh Fault in the northwest of Central‐East Iranian Microcontinent. Mineral chemistry (Mg#^olivine < ~ 90, Cr#^{clinopyroxene} < ~ 0.2, Cr#^spinel < ~ 0.5, Al₂O₃^{orthopyroxene} > ~ 2.5 wt%, Al₂O₃^{clinopyroxene} > ~ 4.5 wt%, Al₂O₃^spinel > ~ 41.5 wt%, Na₂O^{clinopyroxene} > ~ 0.11 wt%, and TiO₂^{clinopyroxene} > ~ 0.04 wt%) confirms Ashin lherzolite was originally a mid‐oceanic ridge peridotite with low degrees of partial melting at spinel‐peridotite facies in a lithospheric mantle level. However, some Ashin lherzolites record mantle upwelling and tectonic exhumation at plagioclase‐peridotite facies during oceanic extension and diapiric motion of mantle along Nain‐Baft suture zone. This mantle upwelling is evidenced by some modifications in the modal composition (i.e. subsolidus recrystallization of plagioclase and olivine between pyroxene and spinel) and mineral chemistry (e.g. increase in TiO₂ and Na₂O of clinopyroxene, and TiO₂ and Cr# of spinel and decrease in Mg# of olivine), as a consequence of decompression during a progressive upwelling of mantle. Previous geochronological and geochemical data and increasing the depth of subsolidus plagioclase formation at plagioclase‐peridotite facies from Nain ophiolite (~ 16 km) to Ashin ophiolite (~ 35 km) suggest a south to north closure for the Nain‐Baft oceanic crust in the northwest of Central‐East Iranian Microcontinent.  相似文献