黏土矿物的成因与地球化学特征研究

10.1.1形态特征

用扫描电子显微镜观察，沉积岩中自生高岭石呈蠕虫状(图版I-b)、书页状(图版I-c)集合体赋存子粒间．其单晶为六方板状（图版I—a），常与自生石英、方解石等自生矿物共生．

10.1.2成分特征

用能谱测定高岭石的化学成分．主要元素为硅(Si)、铝(Al)，其Si02/Al2O3的比值为1·1-1.3。

10.2蒙皂石

10.2.1形态特征

用扫描电子显微镜观察．沉积岩中自生蒙皂石呈蜂窝状（图版I-a、b、c）赋存子粒表，星棉絮状、片状赋存予粒间．

10.2.2成分特征

用能谱测定其成分．主要成分为硅(Si)、铝(Al)、钙(Ca)、钠(Na)，氧化钾(K2O)含量低，通常小于1.5%．

10.3伊利石

10.3.1形态特征

用扫描电子显微镜观察，自生伊利石呈片状（图版I-a、c）或丝状（图版I-b）集合体，赋存子粒表和粒同．

10.3.2成分特征

用能谱测定伊利石成分．主要元素为硅(Si)、铝(Al)、钾(K)．其氧化钾(K20)值通常大于7.5%．

10.4绿泥石

10.4.1形态特征

用扫描电子显微镜观察，自生绿泥石墨绒球状(图版Ⅳ-a)赋存子粒间，或以针叶状(图版Ⅳ-b)赋存于粒表，其单晶结构为叶片状(图版Ⅳ-c)．

10.4.2成分特征

用能谱测定绿泥石成分．主要元素为硅(Si)、铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)．除硅、铝外，富含铁、镁是其主要特征．

10.5伊/蒙混层 10.5.1形态特征

用扫描电子显微镜观察，伊/蒙混层呈丝状（图版Va、b、c），是蒙皂石向伊利石过渡期的粘土矿物．形态特征是蒙皂石特征逐渐消失，伊利石特征逐渐增强，赋存于粒表和粒间．

10.5.2成分特征

用能谱测定伊/蒙混层成分，主要元素为硅(Si)、铝(Al)、钾(K)、钙(Ca)、钠(Na)．其成分特征主要反映在氧化钾(K2O）含量为1.5%～7.5%．确定为过渡期的混层粘土矿物．

红黏土及其特征

一、红黏土的定义与分布

1.定义

我国红黏土的研究始于20世纪50年代后期，不同研究阶段对红黏土有过相应的描述和定义，最新的研究认为：红黏土是碳酸盐岩系出露区的岩石，经过更新世以来在湿热的环境中，由岩变土一系列的红土化作用，形成并覆盖于基岩上，呈棕红、褐黄等色的高塑性黏土。其土性特征是液限wL大于55%，湿度状态的垂向变化有明显上部硬下部软的规律，失水后具有较大收缩性，土体中裂隙发育等。已形成的红黏土，经后期水流搬运，仍然保留着红黏土的基本特征，其wL一般大于45%，称为次生红黏土。

早期研究对红黏土的特征概括为：红黏土成土母岩是碳酸盐类岩石，系由化学风化或残坡积而形成，塑性指数IP大于20，天然含水率接近塑限，天然孔隙比大于1.0，饱和度Sr大于85%以及土的压缩性低等。在以后的研究中，是基于一些考虑才予以调整的。关于成土母岩，鉴于在碳酸盐岩分布区内，经常夹杂着一些非碳酸盐类岩石，它们的风化物与碳酸盐类岩石的风化物是混杂的，都构成了这些地段红黏土成土的物质来源，因此，定义红黏土的成土母岩时，把由碳酸盐类岩石扩大为碳酸盐岩系岩石更确切。提出红黏土是红土化作用的产物，是考虑到“红土化”一词在第四纪地质学、土壤学中早已赋予固有的含义，用它来概括红黏土的成因，既表征了红黏土成土的介质环境、由岩到土的一系列地球化学过程及成土之后新生黏土矿物再演变的全过程，它较之笼统地称之为化学风化或残坡积成因要明确全面得多。红黏土虽然塑性高，但其中有一部分土的液限和塑限都很高，以致塑性指数与一般黏土、老黏土相近，相关分析表明，液限在反映红黏土特征上比较敏感，故而用wL取代IP作为反映土性的特征指标。从wL—e相关图中，对应于wL为45与50时的孔隙比e值为0.9与1.0，因此，只要确定了液限wL值，也就无需再提孔隙比e。统计表明，红黏土的湿度状态大部分为坚硬与硬塑状，但仍有占总量25%者为可塑、软塑以至流塑状态。为此，简单地说它的天然含水率接近塑限不全面。用“上硬下软”取代之，既说明了湿度状态的分布规律，也提示当用其作天然地基时，宜尽量用上部硬土作基础持力层。土体中既有一部分呈可塑以至更软的状态，也就不必强调土的“压缩性低”作为特征而提出。关于饱和度问题，以往标明其值大于85%，从调查统计知，仅在近代气候早期较长的云南、广东局部地方，部分红黏土饱和度小于此值，而大于和小于85%之土，在自然界也无明显界线。本来，作为土类判别特征指标，是为了避免其他不良土类混入而给工程造成损失，但这部分Sr小于85%的红黏土，在指示性指标值相同时，对应的力学性能优于Sr大于85%的土。据此，定义中也就不必再强调饱和度了。

地球化学模型在土壤重金属形态研究中的应用进展

摘要：重金属进入自然环境中之后会在土壤、沉积物和地表水体中经历吸附-解吸、沉淀-溶解和氧化-还原等各种迁移转化过程，导致其赋存形态多样，进而影响其化学活性、迁移性和生物有效性等，因此重金属的形态研究对其风险评估和环境质量标准的制定有着重要意义。

关键词：地球化学形态模型；土壤；重金属形态；研究；应用进展

一、地球化学形态模型的发展

地球化学形态模型即基于所研究体系中各组分全部化学反应的热力学平衡常数，考虑反应过程中的物料平衡、质量平衡和电荷平衡，通过计算获得各物质形态浓度的方法。虽然人们很早就认识到可用此方法计算物质的形态浓度，但由于环境体系中涉及反应众多，直到计算机出现，大规模的形态计算才成为可能。

20世纪60—70年代，以MICROQL为代表的地球化学平衡计算程序被开发使用，形态计算开始应用于水环境领域。到了80—90年代，描述离子在矿物表面吸附行为的表面络合模型快速发展；90年代以后，一些代表性SCM模型，如双电层模型、广义双电层模型、电荷分配-多点位表面配合模型等逐渐完善；同时也出现了WHAM、SHM等一批优秀的描述离子在天然有机质表面吸附行为的热力学模型。这些表面络合模型极大地充实了地球化学形态模型。

同时，一些热力学数据库也逐渐形成和完善，如国际纯粹及应用化学协会的关键数据库、美国国家标准技术局的标准数据库、联合专家形态系统的热力学数据库等，这些数据库包含化学形态变化涉及的化学计量关系、平衡常数、反应焓变等相关参数，可以编入形态计算软件。在此基础上，一批涵盖了水相络合、吸附-解吸、沉淀-溶解、溶解-挥发、氧化-还原等众多过程的计算程序被相继开发应用，如MINETEQ、ECOSAT、CHEAQS等。进入21世纪之后，一方面，借助现代表征技术手段，如EXAFS等，表面络合模型的参数和结构更趋细化；另一方面，结合了多介质多界面的综合模型数据库逐渐充实，使用地球化学模型预测复杂环境体系中离子的形态成为可能。

第２９卷　２０１　３征　第２期　３月　地　质　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ＶｏＬ　２９　Ｎｏ．２　Ｍａｒ．　２０１３　

ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—０６５８．２０１３．０２．００３　

蒙其古尔铀矿床砂岩中黏土矿物特征及　

其与铀矿化的关系　

张　晓，李晓翠，秦明宽，刘红旭，刘章月　

（核工业北京地质研究院，中核集团铀资源勘查与评价技术重点实验室，北京１０００２９）　

［摘要］蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地大型层间氧化带砂岩型铀矿床之一，其矿体的埋深、空间定　位和矿石品位等均与５１２、５１１等矿床有较明显的差异。本文以ｘ射线衍射和扫描电子显微镜分析测　试结果为基础，重点研究了蒙其古尔铀矿床含矿层岩石的黏土矿物总量、黏土矿物类型及含量分布等　特征，并与５１２、５１１等典型矿床进行相应的对比，探讨了黏土矿物组成对蒙其古尔铀矿床铀沉淀富　集的影响作用。　［关键词］黏土矿物；后生蚀变；铀沉淀富集；蒙其古尔铀矿床　［文章编号］１０００－０６５８（２０１３）０２－００７８－０８　［中图分类号］Ｐ６１９．２３　ｉ　［文献标志码］Ａ　

蒙其古尔铀矿床为伊犁盆地大型层问氧　

化带砂岩型铀矿床之一，具有品位高、埋藏　深等特点，前人对其成因已取得初步认识，　

但尚待深化。黏土矿物作为砂岩中重要的填　隙物，其总量、类型及含量分布等特征对砂　

岩的孔隙结构及渗透率均有影响；同时，黏　土矿物有一定的吸附能力，是铀沉淀富集过　

程中重要的吸附剂之一。因此，查明该矿床　岩石中的黏土矿物含量、种类及分布特征等，　对深化矿床成因认识及地浸地质工艺评价均　具有重要的现实意义。　

１矿床地质　

蒙其古尔铀矿床（又称５１０矿床）位于伊　

犁盆地南缘斜坡带东部构造活动区与西部构　造稳定区之间的过渡区，地处次级构造单元　扎基斯坦向斜东南翼。扎基斯坦向斜整体上　

呈向北东方向敞开的屉状向斜构造形态，以　

扎基斯坦河断裂（Ｆ。断裂）为界，将扎基斯　坦向斜划分为东西两个构造单元，蒙其古尔