简介:月球是地球唯一的天然卫星,早期学者认为地月系统是普遍存在的行星一卫星系统的一员,但是月球又有许多特征,如质量异常大,挥发分和Fe元素亏损等,传统理论难以解释这些特征。因此,针对月球的起源提出了四种学说:捕获理论,共增生理论,分裂理论和大碰撞假说。目前对大碰撞假说研究较多,但研究者们始终无法较好解释地月系统氧同位素的高度一致等特征。本文试探性提出新的月球起源分裂模型,能较好的解释某些月球特征,引起研究者们对月球起源新的思考。
简介:碳酸岩是揭示地幔地球化学动力学的“探针岩石”,迄今有关碳酸岩的研究集中在裂谷环境,而鲜见造山带地区碳酸岩研究的报道。在四川攀西喜马拉雅期造山带、秦岭造山带和华北中央造山带内均有碳酸岩产出,且蕴藏了大型稀土和钼矿床,是研究深俯冲、壳-幔作用和深部碳循环的理想实验室。传统观念认为碳酸岩形成于裂谷环境与地幔柱活动相关,而造山带碳酸岩很可能是陆源富碳沉积物俯冲至地幔低程度熔融的产物。中国造山带内碳酸岩地球化学研究均显示了地壳物质对碳酸岩地幔源区的贡献,这暗示地表碳俯冲至深部地幔,交代地幔发生熔融,这不仅为较还原的地幔源区提供富氧成分,还可以使碳酸岩的母体岩浆更富集稀土,形成稀土矿床。
简介:干酪根是石油的原料,在原油形成之前可能经历漫长的改造和成岩期。一种普遍的假设是:排出油的总成分反映了这种渐进改造的诸多信息,而最初固定碳的原始生物信息大多损失掉了。但在大多数早期原油有机物中仅占一小部分的微量组分即生物标志化合物例外。俄罗斯Timan—Pechora盆地中大量原油和岩石提取物的烷烃和环异戊二烯烃馏分分析表明,作为大多数原油的主要组分的这类馏分是生物残体液化的直接产物,这些生物残体在生油点以前基本保存完好。因此,这类馏分的原始生物成分在原油馏分中保存下来了。采用有机地化中一种新的多变量数据分析方法,对俄罗斯Timan—Pechora盆地上一中古生界推定烃源岩中的242个油样以及83个岩石抽提物样进行了气相色谱分析。325个正构烷烃和环异戊二烯烃(总共24种)的分布可以用6个分别归因于特定生物供给源的端元组分的线性组合来表示。6个中有4个是主要的生油源(高等植物的蜡质、蓝藻细菌、微藻类和粘球形藻属微生物)。这些端元占了我们样品中正构烷烃和环异戊二烯烃的大部分。其余两种代表了储层中沉积和低水平生物蚀变期间原始有机物的二次生物蚀变(生物降解)的产物。每一个端元都由一个分析物谱所组成,其丰度以固定的比率和其它端元彼此相关。我们推测,每一种原始的端元都代表了一种耐久的生物聚合物的降解,这种生物聚合物为某类生物的细胞壁和隔膜。正构烷烃和环异戊二烯烃反映了它们的各种前体(即原始有机物源)的加权特征。如果大多数原油都是少数化学结构简单的生物聚合物的产物,那么就要对我们关于总有机碳重要性和油窗特性的许多假设重新进行审查。
简介:光合作用的起源是一个非常古老的事件,对这个事件的证据,包括基本生物学过程的开启和发展之类的问题,如地球早期光合作用生物的属性以及光合作用生物如何获取光合作用装置等,可能已经消失在时间的长河之中;因此,光合作用起源就成为一个引人入胜的重大科学命题。尽管如此,地质学、生物地球化学、比较生物化学和分子进化分析,为光合作用起源及其复杂的进化历史,提供一些新认识和新线索,主要涉及到以下3个方面:(1)光合作用生命的起源;(2)光合作用装置的起源;(3)光合作用催化剂的起源。追索科学家们对这一重大科学命题的持续研究与艰苦努力,以及所取得的一些重要而且富有智慧的认识,将为今后的深入研究提供一些重要的思考途径和研究线索。同时,追逐光合作用起源的研究进展,对于深入了解早期地球复杂的圈层耦合过程也具有重要意义。这些作用过程主要包括:(1)从不生氧光合作用到生氧光合作用的转变;(2)大气圈与生物圈之间复杂的相互作用和协同进化;(3)生氧光合作用起源与进化所造成的、从一个缺氧的大气圈到今天含氧大气圈的复杂演变过程;(4)大气圈和水圈的渐进氧化作用对地球表面环境以及生命的起源和发育所造成的一个长时间影响;(5)早期地球表层古地理面貌的成型等。更为重要的是,对光合作用起源的地质学尤其是沉积学思考所得出的一些重要认识,尽管不是结论,但是拓宽了沉积学的研究范畴,开阔了沉积学家的研究视眼,同时也成为一个多学科协同作战的范例。
简介:目前,全球数百万居民饮用水中的砷(As)和氟(F)含量超标。虽然许多学者们已对砷和氟的单一毒性效应进行了分析,但有关砷和氟共存及水处理方案的研究却非常少。在拉丁美洲干旱、半干旱地区开展的多项研究表明,饮用水中砷和氟的共存与黄土或冲积物中的火山碎屑颗粒、碱性pH值和有限回灌有关。砷和氟污染主要由水一岩交互作用引起,而且,地热和采矿活动以及含水层超采也可加剧这种水.岩交互作用。这些污染物在干旱和半干旱地区尤为显著,而高砷浓度通常与高氟浓度存在直接关系。氟的富集通常与氟石分解有关,也与高浓度的C1(氯)、Br(溴)和V(钒)有关。目前,在拉丁美洲不同规模和情况下普遍采用的砷和氟的去除方法是化学沉淀然后进行过滤和反渗透。虽然在拉丁美洲这些技术非常有效,但仍迫切需要开发能够同时监测和去除饮用水中这些污染物的技术和方法,尤其是小规模乡村饮用水中污染物的去除。
简介:微生物碳酸盐岩含有前寒武纪有价值的化学、同位素和分子信息。它们记录了对深水海洋沉积的代表(例如条带状含铁建造和黑色页岩)有补充作用的浅水信息。以六组保存良好的叠层石作为实例,阐明了稀土元素(REE)是怎样被应用于化学调查研究的。第一项任务是要测试这种碳酸盐所保存的REE有没有沾染碎屑、火山和成岩物质。一旦证实了其清洁度,页岩标准化的REE模式就可以用于区分海相和湖相背景。就海相碳酸盐而言,可以区分局限海盆和开阔海背景,而对于厚层台地灰岩,可以根据REE分馏系列推断相对水深。这里研究的浅水叠层石的年龄在2.52到3.45Ga之间。它们所含对氧化还原很敏感的铈元素(cerium)的性状,并不具有到2.52Ga时这些浅海的游离氧含量达到超过微量气体水平的证据。与无机的早期成岩海相碳酸盐胶结物相比,微生物碳酸盐岩有高度富集的REE。虽然这一特征本身还不适合用作一种生物标志物,但可以认为它是一个样品符合生物标志物研究要求的一个必要前提。