以海螺沟冰川退缩区土壤序列为载体，研究近120年土壤发育过程中主要矿质元素在土壤各层的迁移特征及影响因素。结果表明：(1)随土壤的发育，表层土壤中P、K、Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Na、Ni、Zn等10种矿质元素的含量均呈不同程度的下降，但在土壤C层中的分布较为均匀；(2)除K、Cu、Fe、Mn、Na、Ni在表层土壤中的含量低于全国平均值以外，其余土层的含量均高于全国平均值；(3)主成分分析显示，表层土壤中K、Ca、Mg、Fe、Cu、Na、Ni含量为主因子1,这主要与其来源为矿物风化有关，而P和Zn含量为主因子2,说明除受矿物风化的影响外，在较大程度上还受凋落物分解以及外源性输入的影响；(4)除P、Cu和Zn在表层土壤表现出明显的富集以外，K、Na、Ca、Mg、Mn、Ni、Fe随土壤发育均未表现出富集特征；(5)土壤pH是影响矿质元素在土壤中迁移的重要化学因素。

孔隙水Cl-含量异常计算海底天然气水合物的饱和度取得了重要的进展,但在陆域天然气水合物勘查中卤族元素的有效性需要探索。选择祁连山冻土区三露天天然气水合物矿藏进行了土壤I和Cl的地球化学勘查试验,研究了土壤I、Cl和I/Cl的水合物异常模式,探讨了影响因素,进一步讨论了土壤Cl元素的地球化学障和I元素异常形成机理。试验表明,1Cl元素负异常是水合物矿层Cl元素的贫化和煤层地球化学障的综合效应;2I元素环状模式是水合物矿藏边界微渗漏和高寒湖沼土壤富集I的能力较差的结果;3I和Cl是冻土区天然气水合物的探途元素。

近几年,在祁连山冻土区天然气水合物(以下简称水合物)科学试验钻探过程中,观察到大量与水合物伴生的碳酸盐矿物,为揭示其与水合物的内在成因联系,运用元素地球化学分析方法,研究了伴生碳酸盐岩中主量元素、微量元素、稀土元素的特征,探讨了伴生碳酸盐矿物可能的物质来源与沉积条件。结果表明,伴生碳酸盐岩赋存状态存在以下4种类型:①白色薄层状碳酸盐岩(Ⅰ型);②烟灰色菱形晶簇状方解石集合体(Ⅱ型);③深灰色薄壳状碳酸盐岩(Ⅲ型);④微细浸染状方解石或碳酸盐岩(Ⅳ型)。各类碳酸盐岩元素含量分布较为平行、各自变化幅度不大,并基本能与其他类型区别开来;特别是第Ⅱ类碳酸盐岩,其元素含量总体偏低,个别元素含量和元素比值与其他类型碳酸盐岩明显不同,且出现Sr、Ba、Eu异常和最低化学蚀变指数(CIA),说明黏土矿物对该类碳酸盐岩形成过程贡献最小。结论认为:第Ⅱ类碳酸盐岩中方解石颗粒粗大,含有一定量的文石和草莓状黄铁矿,应为水合物分解后碳酸盐岩化改造形成;第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ类碳酸盐岩可能为湖相碳酸盐与碎屑物质的共沉积作用所形成。

月球是一个发生了化学分异的星球,它由月壳、月幔±一个小的金属月核组成。大量观察事实显示月球曾经有过岩浆洋,岩浆洋的结晶分异主导了月球的化学演化。目前主流观点认为,月球是在太阳系演化的早期,至少45亿年前,一个火星大小的星球,与即将完成原始吸积的地球胚胎发生偏心撞击,造成地球的熔融,形成岩浆洋,飞溅出来的物质迅速吸积形成绕地球运动的月球,并且在月球上形成了全球规模的岩浆洋,进而发生了结晶分异。由于月球上没有海洋和板块俯冲,岩浆洋分异是其化学演化的主要途径。月球岩浆洋的80%～85%在大撞击后的100Ma内已经固化,这可能是由于月球体积小、表面没有大气包裹所致。月球极贫水,因此在岩浆结晶过程中斜长石首先结晶。斜长石由于密度小于玄武质岩浆而漂浮在岩浆洋的表层,橄榄石等密度大的矿物则堆积在岩浆洋的底部。随着结晶分异的进行,残余岩浆不断富集不相容元素,包括K、U等放射性元素;与此同时,密度较大的钛铁矿开始结晶,造成高钛堆晶岩密度大于其下的橄榄石堆晶岩的不稳定结构,进而发生月幔翻转,引发一系列岩浆活动,进而形成月球上特有的镁质系列、碱质系列等岩石。由于月球氧逸度较低,Eu主要以+2价形式存在,因此...

随着寒区经济的发展,冻土地区的矿山开采活动不断加剧,随之产生的重金属污染问题也越来越严重。冻土地区生态环境脆弱,一旦受到破坏就很难恢复。针对此问题,室内模拟了尾矿矿渣在冻土与融土中的填埋及其对填埋场周边土体的影响,通过检测填埋场各处土壤的温度、含水量以及重金属元素的含量,发现温度和水分对重金属元素的迁移影响很大。土壤温度越低,重金属元素的迁移越慢;在温度梯度的作用下,重金属元素均随着水分从土体的暖端向冷端迁徙并聚集于冻结锋面。重金属元素在冻土中的迁移比融土中慢,表明冻土环境不利于重金属元素的迁移。在土壤质地、温度和含水量等相同的情况下,Zn的迁移性较强,Pb和Cu的迁移性相对较弱。

美国的"克莱门汀"(Clementine)和"月球探测者"(Lunar Prospector)号月球探测器,分别于1994和1998年完成了对月球形貌、水冰以及月球重力和磁场等物理参数的高精度、高分辨率探测。月球探测者号还利用伽马射线仪探测了月表层中铁、钛、铀、钍和钾等元素含量分布,这为进一步研究月球的空间与表面环境,月球的地形、地貌、地层与地质构造,月表土壤与岩石的分布、成分与成因,月球物理场特征,月球的内部结构、演化与成因提供了大量的科学数据和证据。根据"克莱门汀"和"月球探测者"号测得的数据,对月球表面金属钛、铁、镁、铀、钍、钾的分布进行分析,初步研究了这些金属元素分布与月球地貌的关系,计算各金属元素之间空间分布的相关系数,分析蕴藏这些金属资源地区的岩性及各种元素可能的来源。由此推测30亿年前月球内部逐渐固化,大量小行星对月表岩石频繁的撞击导致金属元素分布不均衡,使金属元素在月球高原地带普遍含量低于月海,同时也形成了现在我们看到的遍布月表的环形山。

冻土区固体废弃物的处理对未来的寒区经济发展、保护冻土及寒区生态环境意义重大。笔者总结近年来我国冻土区所进行的一系列工程和资源开采活动,表明冻土区固体废弃物处理的研究是必要而迫切的。通过介绍国内外近几十年来对冻土区固体废弃物处理的研究方法、思路和技术,并分析其成果与不足;使人们更好地了解和利用冻土区寒冷的气候条件、冻土的冻融循环、回冻等特性及永久冻土层的隔绝作用来处理冻土区的废弃物;同时给出了冻土区废弃物处理的研究成果及对策,还对未来研发的前景展望。