黑龙江地区野生鲤鱼耳石的成因矿物学研究

论文摘要

本研究选择黑龙江连环湖、龙虎泡及东升水库三个不同水域为主要研究区,以在这三个不同水体中生长的野生鲤鱼耳石为主要研究对象,开展鱼耳石的生理学特征、矿物的微形貌特征、热发光特征、晶胞参数特征、主微量元素特征、各种属性之间的相互关系及各种属性对水体响应方式的初步研究,并将所分析的结果与河北白洋淀及北京密云水库这2个水体平均温度和污染度均与研究区有明显区别的水域的分析结果进行对比。 研究结果初步显示:黑龙江连环湖和北京密云水库两水域的鲤鱼耳石中分别具有球文石和柱文石两种晶体类型,这与水体的平均温度及昼夜温差有关。耳石中的某些微量元素之间也存在着较好的相关性,所分析的13个元素中显著相关的共有7对,分别为Na-Ba、Na-Ca、Sm-La、Sr-Ba、Sr-Na、U-La和U-Sm,说明这些元素在鱼耳石的形成和生长过程中存在着密切的生态化学联系。此外,耳石中部分微量元素的丰度与各自水体的特征可能存在较好的相关性,利用野生鲤鱼耳石的微化学特征应该可以反映其所生活水域的环境状况。而且,耳石对多数水体中的微量元素有强烈的富集作用,根据富集系数确定Sr、Se和Zn是高富集元素,Ni、Ba、K和Rb是中富集元素,As、Na、Co和Fe是低富集元素,Cr和Au属于非富集元素。通过利用LA-ICPMS对耳石不同生长环带的化学成分进行分析发现,耳石中不同元素在特定位置出现系统变化,初步查明其可以反映特定时段的水化学变化特征。不同水体中野生鲤鱼耳石的热发光特征存在着明显的差异,主要反映在半高宽、发光强度及峰位（尤其是第二峰半高宽）的不同。黑龙江地区鲤鱼耳石第二峰半高宽众值和中值分别为60和62,密云水库的为62和55.5,而白洋淀的中值为69。热释光的总体特征与全耳石的元素特征及各自的水体特征相一致。 由上可知,利用野生鲤鱼耳石的矿物学特征对密闭湖泊水质进行评价和动态监测具有可行性。通过耳石的全耳石元素特征和热发光特征可以对水质进行评价,而耳石的不同生长环带中的元素特征可以作为湖泊动态监测的一个标型。本研究对认识不同环境下鲤鱼的耳石特征,开发经济型水质评价和动态监测新方法,丰富生命矿物学、成因矿物学及环境矿物学的理论均具有非常重要的意义。

论文目录

• 1、引言
• 1.1 研究现状
• 1.2 研究意义
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究思路及技术路线
• 1.5 论文完成的工作量及取得的主要进展
• 2、研究区概况
• 2.1 研究区地理位置及水质概况
• 2.1.1 连环湖
• 2.1.2 龙虎泡
• 2.1.3 东升水库
• 2.2 研究区的水环境特征
• 3、鲤鱼及其耳石的生理学特征
• 3.1 研究区鲤鱼样品年龄的判断
• 3.1.1 利用鱼鳞进行判断
• 3.1.2 利用耳石进行判断
• 3.2 鲤鱼的生理学特征
• 3.3 耳石的生理学特征
• 3.4 鲤鱼生理学特征与耳石生理学特征之间的关系
• 4、耳石的矿物形貌及结构特征研究
• 4.1 研究方法
• 4.1.1 耳石的微形貌特征研究方法
• 4.1.2 耳石的结构特征研究方法
• 4.2 耳石的微形貌特征
• 4.3 耳石的结构特征
• 4.4 小结
• 5、耳石的化学成分特征研究
• 5.1 研究方法
• 5.1.1 全耳石元素测试方法及条件
• 5.1.2 耳石不同生长环带元素测试方法及条件
• 5.2 全耳石的元素特征
• 5.2.1 全耳石样品的元素分布特征
• 5.2.2 耳石中元素间的相关性
• 5.2.3 鱼耳石微量元素与水环境的关系
• 5.3 耳石不同生长环带的元素特征
• 5.3.1 电子探针分析结果
• 5.3.2 LA-ICP-MS分析结果
• 5.4 小结
• 6、耳石的热释光特征研究
• 6.1 热发光用于鱼耳石成因矿物学研究的理论基础
• 6.2 仪器及样品
• 6.3 实验结果
• 6.4 小结
• 7、鱼耳石各项属性参数对水环境的响应
• 7.1 耳石的生理学特征对环境的响应
• 7.2 耳石微形貌及矿物结构特征对环境的响应
• 7.3 耳石中元素对环境的响应
• 7.4 耳石热释光特征对环境的响应
• 8、结论与认识
• 致谢
• 参考文献
• 附图
• 作者简介