硫介导细菌还原载砷铁矿对砷迁移转化的影响          下载免费PDF全文

王晶  谢作明  王佳  杨洋  刘恩杨 《地球科学》2021,46(2):642-651

硫在铁和砷的生物地球化学循环中发挥着重要作用,但地下水系统中硫循环的中间产物S(0)对细菌转化铁和砷的影响尚不清楚.采用室内模拟实验,研究硫参与下细菌D2201对液相和载砷针铁矿中Fe(III)和As(V)的还原作用.结果表明:细菌D2201具有很强的铁还原能力,可以将液相中74%的Fe(III)还原;加入硫后,细菌还原S(0)产生的S(-II)使铁还原率提高到94%.但是,硫没有明显影响细菌对砷的还原.在实验初期,细菌明显加速了载砷针铁矿的还原,最终还原释放到液相中的Fe(II)浓度为32.12 μmol/L;硫的加入增强了细菌对载砷针铁矿的还原,还原溶解的Fe(II)增加至284.13 μmol/L,同时,砷的释放量也增加了1.6倍.这些结果表明硫显著促进了细菌对针铁矿的还原溶解并加速砷的释放.XRD和SEM-EDS结果显示,细菌还原针铁矿但不改变其矿相,而硫的加入也仅使矿物发生一定程度的团聚,并没有使其转变为其他矿物,也未导致砷的再吸附.   相似文献   

大陆碰撞造山带榴辉岩相的熔体活动:来自南阿尔金基性麻粒岩中长英质脉体的证据     

郭晶  李云帅  张建新 《地质学报》2021,95(3):723-736

本文通过对南阿尔金巴什瓦克基性麻粒岩中长英质脉体的岩相学、锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素及全岩主微量地球化学的综合研究,首次限定了该区基性麻粒岩中长英质脉体的形成时代为491±2 Ma (MSWD=0.91),此年龄与寄主麻粒岩高压—超高温阶段(榴辉岩相)的变质时代在误差范围内近一致,表明长英质脉体形成于榴辉岩相的变质阶段。由于长英质脉体中锆石明显不同于寄主基性麻粒岩中变质锆石的形态特征,基本排除了长英质脉体中的锆石为捕获锆石的可能性。此外,该长英质脉体中的锆石具有少量的长石、石英包裹体和较低的Th/U比值(0.05-0.41),锆石稀土元素配分模式图显示其具有重稀土富集和Eu负异常的特征,这些证据表明长英质脉体中的锆石可能结晶于变质熔体之中。长英质脉体的全岩地球化学特征显示其该脉体具有相对较低的K2O值,基本上排除了其来源于围岩长英质麻粒岩的可能,而且这些锆石的Hf同位素特征与寄主岩石的锆石Hf同位素特征具有相似性,表明形成长英质脉体的熔体为内部来源。结合全岩地球化学特征,推测其可能为基性麻粒岩发生部分熔融所致。  相似文献   

赞比亚铜带省谦比希盆地含矿地层地球化学特征、物源属性及其成矿地质背景研究     

卢宜冠  孙凯  覃鹏  何胜飞  张航  龚鹏辉  许康康  任军平  郭硕  涂家润 《地质学报》2021,95(4):1082-1099

中非铜钴成矿带是全球重要的铜资源产地和最大的钴资源产地,其中赞比亚成矿带内90％铜(钴)资源蕴含于赞比亚铜带省的沉积型矿床中.本文选取铜带省中部谦比希盆地内穆旺巴希铜矿、谦比希西铜矿和谦比希东南铜钴矿为研究对象,对矿床(体)赋矿层位开展岩相学、主微量元素、稀土元素研究,分析其物源区组成和构造环境,探讨铜钴成矿地质背景.岩相学特征表明,赋铜(钴)地层岩性主要为敏多拉组砂岩、细砂岩和基特韦组页岩、粉砂岩、板岩、石英岩等.稀土元素标准化配分曲线呈现轻稀土富集、重稀土平坦和铕负异常特征.成分变异指数(ICV)与化学蚀变指数(CIA)的研究表明源区未遭受强的沉积物再循环及化学风化作用,从穆旺巴希矿床、谦比希西矿体到谦比希东南矿体,含矿地层风化作用逐渐减弱,沉积环境由温暖、湿润气候向寒冷、干燥气候转变.岩石地球化学判别图解显示含矿地层物源主要为长英质沉积岩和火成岩,构造性质长期处在以被动大陆边缘为主,主动大陆边缘和大陆岛弧次之的环境中.其中含钴的基特韦组地层的物源中可能伴有少量镁铁质成分的加入,构造背景主要为大陆岛弧环境.综合区域成矿年代学研究,中非成矿带铜钴成矿具有多期性,地层物源属性、沉积成岩期的氧化-还原环境以及区域构造事件最终导致了赞比亚成矿带铜钴成矿的差异性.  相似文献   

Petrogenesis of mafic microgranular enclaves (MMEs) in the oligocene-miocene granitoid plutons from northwest Anatolia,Turkey     

《Chemie der Erde / Geochemistry》2021,81(2):125713

Mafic microgranular enclaves (MMEs) in host granitoids can provide important constraints on the deep magmatic processes. The Oligocene-Miocene granitoid plutons of the NW Anatolia contain abundant MMEs. This paper presents new hornblende Ar-Ar ages and whole-rock chemical and Sr-Nd isotope data of the MMEs from these granitic rocks. Petrographically, the MMEs are finer-grained than their host granites and contain the same minerals as their host rocks (amphibole + plagioclase + biotite + quartz + K-feldspar), but in different proportions. The Ar-Ar ages of the MMEs range from 27.9 ± 0.09 Ma to 19.3 ± 0.01 Ma and are within error of their respective host granitoids. The MMEs are metaluminous and calc-alkaline, similar to I-type granites. The Sr-Nd isotopes of MMEs are 0.7057 to 0.7101 for ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr and 0.5123 to 0.5125 for ¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd, and are similar to their respective host granitoids. These lithological, petrochemical and isotopic characteristics suggest that the MMEs in this present study represent chilled early formed cogenetic hydrous magmas produced during a period of post-collisional lithospheric extension in NW Anatolia. The parental magma for MMEs and host granitoids might be derived from partial melting of underplated mafic materials in a normally thickened lower crust in a post-collisional extensional environment beneath the NW Anatolia. Delamination or convective removal of lithospheric mantle generated asthenospheric upwelling, providing heat and magma to induce hydrous re-melting of underplated mafic materials in the lower crust.  相似文献   

玄武质陨石NWA8545的岩石地球化学特征以及对其母体岩浆过程的启示     

李毅恒  汪在聪  何琦 《地质学报》2021,95(9):2889-2900

NWA 8545 是一块玄武质无球粒陨石,它与碳质陨石(CC)NWA 011 成对.CC 被认为是来自于外太阳系的一类物质,由于同位素异常,它们区别于来自内太阳系的非碳质陨石(NC).NWA 011 及其成对陨石作为CC中稀有的玄武质无球粒陨石,其记录的岩浆过程可以被用来研究外太阳系早期行星母体的岩浆活动.本文利用扫描电镜、电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)对NWA 8545 中的辉石、斜长石和陨磷钙钠石进行岩相学以及原位主微量元素的分析,并根据矿物模式丰度计算全岩稀土元素含量.电子探针结果显示NWA 8545 与 HED族陨石Eucrite(钙长辉长无球粒陨石)具有相似的主量元素特征,同时其岩相学与5 型Eucrite类似.激光微量数据表明辉石、斜长石和陨磷钙钠石的稀土元素配分都表现出略微的Ce异常,但其辉石的Ba、Sr等元素并未出现明显的富集现象,即该陨石受地球风化作用影响不明显.利用辉石和斜长石的稀土元素含量,计算平衡熔体的成分,显示其平衡熔体的成分都与全岩的成分比较接近,可以认为两者是在封闭的体系下接近同时结晶.结合变质过程和母体岩浆的成分,本文认为NWA 8545 是由其母体岩浆在经历分离结晶过程后喷发到母体行星表面冷却形成的.  相似文献   

云南勐野井钾矿区及周边泉水水化学特征及地表钾异常成因分析     

伯英  曹养同  吕凤琳 《地质学报》2021,95(7):2193-2204

勐野井钾盐矿位于云南省兰坪-思茅盆地的南部,是我国目前发现的唯一一个具有工业开采价值的固体钾盐矿床.本文对该矿区及周边泉水等的水化学特征和地表钾异常成因进行了探讨.研究区含盐地层分布广泛,盐泉出露较多,通过对地表泉水、泉水沉积物、水中逸出气体及垂直断裂的测线剖面样品等取样分析,可以捕捉地表钾异常信息,对于成钾机理研究和钾盐找矿都有着积极的作用.结合以往研究证实了勐野井矿区附近盐泉水具有I级异常显示.沿垂直于断裂方向的剖面采集的土壤样品中,钾及相关组分的峰值和谷值的出现有一定的规律性,认为各元素含量异常是由深部流体(水、气)沿断裂上升补给造成的.泉水稀有气体He主要为深部壳源,个别为幔源,推断研究区的大断裂可能切至深部地壳,个别深切到软流圈上部.泉水氢氧同位素和锶同位素组成研究表明,该区泉水具有深部补给特征,存在一定程度的水-岩反应,受火山岩的影响较大,氢氧同位素和矿物学研究表明,深部热液在勐野井钾盐矿床形成过程中起重要作用.本研究认为深部补给是勐野井矿区及周边地表钾异常形成的重要补给源,火山岩可能是重要的物质来源之一,而断裂带是其重要的控制因素.  相似文献   

‘Filament’ marker beds in the Karababa-A Member (Turonian) of the Arabian platform,SE Turkey: Palaeo-environmental significance,stratigraphy and correlation potential     

O. Mülayim  I.O. Yilmaz  B. Sari  B. Ferré 《Proceedings of the Geologists' Association. Geologists' Association》2021,132(2):188-198

A ‘filament’ event bed/level corresponds to the occurrence of thin elongate calcitic, shells, or plates of pelagic, bivalve or crinoidal, origin, within pelagic, laminated and organic-matter rich limestones. These organic-rich limestones had been generally deposited under hypoxic/anoxic conditions in an outer-ramp environment. These thin elongate, bivalve shells, or crinoidal plates, are found broken in small pieces, disintegrated, or simply preserved parallel to bedding as almost complete specimens. Such ‘filament’ beds were spotted in SE Turkey in deposits, namely the Karababa-A Member, around the Cenomanian-Turonian boundary (C/TB) and above. On a global scale, these filament event beds illustrate sea-level rise related to eustacy and/or climatic change. The abundance of filaments close to the C/TB is a biological marker of high organic productivity resulting from a climatic change to warmer conditions. The prevailing higher sea-level conditions were then favourable to the accumulation and preservation of organic-rich facies, characteristic of the Oceanic Anoxic Event 2 (OAE2). Using both biostratigraphic and carbon isotopic data, those deposits were dated from the latest Cenomanian-Turonian age. ‘Filament’ event beds were recorded in the same order, except for some small differences. A good number of these bio-events are global. Consequently, on a global scale, they are susceptible to constrain the C/TB, especially the base of the Turonian stage, with a significant degree of confidence.  相似文献   

锡同位素研究进展及其在矿床学中的应用展望     

李欢  吴经华  蒋维诚  任涛  刘飚 《地质学报》2021,95(12):3926-3936

锡同位素是一种新兴的非传统稳定同位素,其在考古学及天体化学中的运用显示出非常大的示踪潜力和价值,然而目前其在地质学(尤其是矿床学)中的研究和应用前景缺乏系统介绍.本文总结分析了世界上目前所发表的主要天然及人工样品的锡同位素数据,发现天然样品中锡同位素组成有较大差异,其中玻璃陨石最富重锡(其δ122/118 Sn值可达2.53‰),而黝锡矿(黄锡矿)最富轻锡(其δ120/116Sn值可达-1.71‰).其中,含锡矿物(如锡石和黝锡矿)中的锡同位素组成变化范围要远远大于全岩样品.地幔及地壳来源的不同岩性或地质体的全岩锡同位素组成有明显差别;锡同位素在一定条件下可以发生分馏,且分馏程度可能远远大于锡同位素的初始值差异.锡石锡同位素对成矿环境非常敏感,其形成时的流体成分、化学反应速率以及物化条件(如温度、盐度、氧逸度、pH值等)等因素均能影响其锡同位素的组成.深部流体(如岩浆来源)结晶的锡石富重锡,而浅部流体(如地层流体)的加入将使锡石富轻锡,因此锡石的锡同位素具有判别不同矿床成因类型的潜力.展望未来,锡同位素的研究有望在以下三方面取得突破:①各地球圈层锡同位素储库数据的精确测定;②矿物原位微区锡同位素的准确快速分析;③热液矿床锡同位素分馏机制的建立.聚焦岩浆-热液演化过程中含锡矿物的锡同位素组成变化,有望揭示含锡流体性质及物化环境,从成矿流体来源、演化、沉淀等角度探讨成矿过程中锡同位素分馏的控制因素及其示踪机制,建立复杂锡成矿系统中的锡同位素演化模型.系统的锡同位素研究可为深入认识多类型锡矿化的"源"、"运""储"过程提供新的思路,为判别有争议锡矿床的成因类型及成矿物质来源提供关键的锡同位素证据,进而为研究大规模锡多金属成矿作用提供全新的视角,具有重要的理论价值及现实意义.  相似文献   

钙同位素地球化学研究新进展及其在碳酸岩-共生硅酸盐研究中的应用     

向蜜  龚迎莉  刘涛  田世洪 《地质学报》2021,95(12):3937-3960

作为"非传统稳定同位素"家族成员,钙同位素正受到国际地学界日益广泛的关注.钙是主要的造岩元素,也是生物必需的元素.钙在地球各圈层广泛分布,研究钙同位素的地球化学行为将有助于提高我们对各种生物过程和地质过程的认识.钙同位素测定主要采用热电离质谱仪(TIMS)和多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS),分别表示为δ44/40 Ca和δ44/42Ca.目前自然界可观测到的δ44/40Ca变化范围为-2.0‰～6.75‰,约8.7‰.本文系统介绍了近年来钙同位素分析中样品溶解、化学分离、质谱测定以及高温地质过程中的钙同位素分馏及其地质应用等方面的研究成果,尤其对钙同位素在碳酸岩-共生硅酸盐岩研究中的意义、钙同位素组成以及取得的主要认识作了较为全面的介绍.阐述了放射成因40 Ca、部分熔融作用/分离结晶作用、地壳同化作用、古俯冲碳酸盐循环、热液蚀变作用、岩浆起源深度等对碳酸岩、硅酸盐岩的钙同位素组成造成的影响.最后,通过系统对比碳酸岩-共生硅酸盐岩的锂、镁、钙同位素研究成果,认为应该开展多元同位素体系的联合示踪.由于不同同位素体系存在相似性和差异性,而多元同位索体系相结合能有效地加强优势互补,将是同位素地球化学研究发展的一种必然趋势.  相似文献   

陕西八卦庙金矿床NE向黄铁矿-石英成矿期成矿物质来源和成矿机制探讨:原位硫同位素证据     

蔡光耀  安芳  袁轶  刘芳  刘炜  张京渤 《地质学报》2021,95(5):1561-1572

八卦庙金矿床位于秦岭造山带凤太铅锌多金属矿田北部,是陕西省规模较大的金矿床之一,已探明金储量约106 t.赋矿围岩是上泥盆统星红铺组浅变质泥质碎屑岩和碳酸盐岩,其成矿过程可划分为3期,分别是①顺层磁黄铁矿-石英成矿期;②NE向黄铁矿-石英成矿期;③裂隙硫化物-方解石成矿期.目前关于NE向黄铁矿-石英成矿期成矿物质来源和成矿机制仍存在争议.本文通过矿相学观察,将NE向黄铁矿-石英成矿期划分为自形磁黄铁矿-黄铁矿-粗粒石英阶段(Ⅰ)、他形黄铁矿-银金矿-细粒石英阶段(Ⅱ)、他形磁黄铁矿-自然金-方解石阶段(Ⅲ)和黑云母阶段(IV),并在此基础上采用激光剥蚀-多接收等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)分析方法对千枚岩围岩中以及不同阶段形成的硫化物进行了原位S同位素测试,结果显示围岩中原生磁黄铁矿的δ34 S值集中于11.6‰～13.0‰之间,介于前人报道的原生黄铁矿δ34 S值变化范围(3.3‰～16.0‰);阶段I形成的黄铁矿的δ34 S值为8.4‰～10.1‰,磁黄铁矿为7.6‰～8.0‰;阶段II黄铁矿的δ34 S值相对较高,为14.0‰～15.9‰;阶段Ⅲ磁黄铁矿的δ34 S值介于6.4‰～8.3‰之间.八卦庙金矿NE向黄铁矿-石英成矿期总体相对富集重硫同位素、离散程度较大,各阶段硫化物的硫同位素值介于矿集区花岗岩和围岩硫之间,显示其具有岩浆硫与地层硫混合的特征.结合阶段I到阶段Ⅲ矿物组合的变化(黄铁矿+磁黄铁矿→黄铁矿→磁黄铁矿),推断阶段IIδ34 S值增高是水岩反应引起的硫化作用所致,而阶段Ⅲ硫同位素值降低可能与岩浆水的加入密切相关.结合成矿物理化学条件,推断该成矿期成矿热液中金主要以Au(HS)2-的形式迁移,阶段I到阶段Ⅱ由水岩反应引起的硫化作用是导致他形黄铁矿-银金矿-细粒石英阶段(Ⅱ)金矿化的主要原因,而岩浆水的混入可能是导致他形磁黄铁矿-自然金-方解石阶段(Ⅲ)金沉淀的主要机理.  相似文献