massif-30

刘耀文的大沙雕

2023-02-17 21:35

问题描述：　吉林磐石县红旗岭铜镍矿床大家好，小编为大家解答一个有趣的事情的问题。很多人还不知道一个有趣的事情，现在让我们一起来看看吧！

钟意阿满

2023-02-17 21:35

如何使用工具进行C/C++的内存泄漏检测

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一、大地构造单元

红旗岭基性-超基性岩体群产于张广才岭优地槽褶皱带南部边缘，与华北陆块北缘紧邻。有些地质学家（傅德彬，1994），认为该区属于加里东弧后盆地，受辉发河深断裂带的次一级NW向断裂控制。从红旗岭到呼兰镇一带，一系列基性-超基性小岩体群呈北西向带状分布。

二、矿区地质

（一）矿区地层

基性-超基性岩体的围岩为下古生界呼兰群黄营屯组（354Ma）的斜长角闪岩、黑云母斜长片麻岩、片岩夹大理岩透镜体。

（二）矿区构造

矿区褶皱和断裂构造均较发育，与基性-超基性岩体关系最为密切的是NE向张扭性辉发河断裂，岩体直接受控于主断裂的次级NW向压扭性断裂。基性-超基性岩浆的侵位具有多旋回、多期次的脉动特征。含矿岩体的K-Ar年龄为391～350Ma，属华力西早期。

（三）岩体地质

红旗岭基性-超基性岩群呈透镜状、纺锤状和脉状产出；侵位时代从加里东晚期到华力西早期，含矿岩体主要为华力西早期产物。岩石类型较为复杂，有辉长岩、辉石岩、橄榄岩、斜方辉石岩和角闪橄榄岩，它们均属正常岩石系列。大型硫化铜镍矿床产在红旗岭1号和7号岩体中。

现以红旗岭7号和1号含矿岩体为例，叙述其主要特征（表2-7）。

表2-7　红旗岭基性-超基性岩体类型及主要特征　Table 2-7　Main feature and type of Hongqiling basic-ultrabasic massif。

1.红旗岭7号含矿岩体

岩体位于矿区东南部，沿NW向压扭性断裂的次一级断裂侵入与围岩呈不整合。岩体底盘为黑云母片麻岩，顶盘为花岗质片麻岩、角闪岩与大理岩的互层带。岩体南段被第三纪砂砾岩层覆盖，而砂砾岩层与黑云母片麻岩呈不整合接触（图2-16）。岩体走向N30°～60°W，总长数百米，宽数十米，厚10～170m，由北西向南东逐渐变薄。其北西方向有两个与主岩体不相连的透镜状小岩体。在剖面上岩体呈岩墙状（图2-17），倾向NE，倾角75°～80°。在岩体中段（如4线）产状稍有变化，从上往下由陡变缓，在转折处有狭缩现象。在4线附近，岩体的上、下盘分别出现一个小的隐伏岩体，其产状与主岩体基本一致。

岩体的岩相组合及岩石特征：组成岩体的主要岩相为顽火辉石岩（局部强烈次闪石化为蚀变辉石岩）和少量苏长岩。前者是岩体的主体，占岩体总体积的96%。苏长岩多在岩体的边部，与围岩呈构造破碎接触，据其岩石化学特征及在岩体中的产状，可能是由顽火辉石岩同化围岩而形成的。蚀变辉石岩分布无明显的规律，多在岩体边部或苏长岩内侧。

在岩体中段靠近下盘部位，常见有辉橄岩岩脉，岩脉有时过渡为橄榄岩或橄榄辉石岩，但其成分主要仍为辉橄岩。它与两侧围岩（顽火辉石岩或蚀变辉石岩）接触界线清楚，接触带常有小破碎带相隔。

顽火辉石岩：暗绿色，中细粒，自形-半自形粒状结构。组成矿物主要为顽火辉石（En91，含量75%～80%），还有少量棕色角闪石、拉长石和单斜辉石。部分岩石蚀变强烈，主要为皂石化、次闪石化、滑石化和少量绢云母化。普遍含有较多的金属硫化物，往往构成海绵陨铁状或浸染状矿石。有时不规则状属硫化物充填于造岩矿物之间，并沿解理交代硅酸盐。

图2-16　红旗岭7号岩体地质图　Fig.2-16　Geological map of Hongqiling massif No.7（据607队，1972）（after Geological Team 607,1972）

1—黑云母片麻岩：2—角闪片岩；3—大理岩；4—砂砾岩；5—顽火辉石岩；6—蚀变辉石岩；7—苏长岩；8—边缘破碎带；9—岩体投影界线；10—岩相界线。

苏长岩：分布于顽火辉石岩同围岩接触带内侧，与前者呈渐变关系。呈暗灰—灰绿色，压碎结构、辉长结构。组成矿物主要有斜长石、斜方辉石、棕色角闪石和少量普通辉石。一般岩石蚀变较强，以斜方辉石的滑石化、次闪石化和拉长石的绢云母化为主。金属硫化物含量低（小于3%），多呈浸染状、斑点状，偶而呈细脉状。硫化物交代硅酸盐现象较常见。

辉橄岩（脉岩）：黑色，中粒半自形粒状结构和包含结构。矿物以橄榄石为主（70%），顽火辉石和棕色角闪石次之。金属硫化物分布均匀，含量约15%，局部达70%。蛇纹石化较强。

2.红旗岭1号含矿岩体

在平面上，1号岩体呈似纺锤形（图2-18），走向NW46°，长980m，宽150～280m，最大控制深度560m，地表出露面积0.2km2。在纵剖面上（图2-19）为一向西北侧伏的不对称歪盆状体，其埋深东南浅向西北变深，矿化在东南端埋藏较浅处最为富集。

1987年武殿英的研究进一步表明，1号岩体是同源含镍基性-基性岩浆三次侵入形成的复式岩体。笔者将其分为辉长岩、辉石岩-辉石橄榄岩与橄榄辉石岩三个侵入相。各岩相之间均为侵入接触关系。从而否定了已往单式岩体的认识。

各岩相特征如下：

辉长岩相：其体积占岩体的1%左右，主要分布在岩体上部近地表处，明显呈辉石橄榄岩相捕虏体产出。含少量乳滴状铜镍硫化物，尚未构成矿化。

辉石岩-辉石橄榄岩相：其体积占岩体的95%左右，是岩体的主体岩相。上部为辉石岩相，下部为辉石橄榄岩。二者体积比为6.3∶93.7。在岩相底部，硫化物富集成斑点状矿石，但其储量微不足道。

橄榄辉石岩相：在地表出露于岩体的东缘，在地下则位于岩体底部边缘。该岩相只占岩体体积的4%，但却是岩体的主要含矿岩相。由橄榄石（Fo 87%～20%），斜方辉石（主要是古铜辉石，含量4 0%～70%）及斜长石（An为58～60，含量5%～10%）组成。

本岩相中含硫化物平均在35%左右，而且有从上向下逐渐增多的趋势。相应的矿石构造由稠密浸染状变为海绵陨铁状次至角砾状。

在本岩相底部矿体中显流动构造，且其流层产状与岩体底板或与下伏围岩接触带产状一致，表明本岩相中的富矿体在形成过程中动力因素是主要的，而重力因素次之。

通过对30余个采自各岩相的岩石化学分析的数据计算（王恒升、白文吉等，1975）结果表明，含矿岩体属正常系列基性-超基性岩体（图2-20）。基性岩部分的m/f=0.5～2，属铁质基性岩；超基性岩部分的m/f=2～5.66，属铁质超基性岩。m/f=2～4者含矿性好，3～4者含矿最佳。

各岩相在图5上的投影点分别集中在上、中、下三个彼此不连续的孤立区内，反映三个岩相是岩浆三次侵入的产物，并非结晶分异关系。“上区”为辉长岩类，“中区”为含矿橄榄辉石岩类，“下区”为辉石橄榄岩类。中、下区含矿岩相在sfm面上的岩石投影矢量短而陡，在sacm面上的矢量则长而缓，它们分别表明岩石的暗色组分中富铁贫钙，浅色组分中富钙贫碱的岩石化学特点。实践表明，该岩化特点可作为岩体含矿性评价准则之一。

图2-17　红旗岭7号岩体4线地质剖面图　Fig.2-17　Geological profile of exploratory line 4 in Hongqiling massif No.7（据607队，1972）（after Geological Team 607.1972）

1—表土及冲积层；2—大理岩；3—角闪片岩；4—黑云母片麻岩；5—顽火辉石岩；6—蚀变辉石岩；7—苏长岩；8—破碎带；9-矿体氧化带。

三、矿床地质

（一）7号岩体矿床特征

岩体中有以下三类矿体：似板状矿体、脉状矿体、纯硫化物脉状矿体。

似板状矿体：7号岩体中金属硫化物分布很普遍，绝大部分构成工业矿体，因此，矿体形态、产状与岩体基本吻合。含矿岩石主要是顽火辉岩或蚀变辉岩，少量为苏长岩。矿石多为细海绵陨铁状构造，少量浸染状构造，局部为团块状构造。矿石的金属矿物组合主要为磁黄铁矿、镍黄铁矿（包括少量紫硫镍矿）及黄铜矿，其相对百分含量分别为54、33和13。矿石中w（Ni）/w（Cu）值3.3左右。

脉状矿体：主要产于辉橄岩脉中，呈脉状，产状基本与所赋存的岩脉一致，由海绵陨铁状矿石和斑点状矿石构成。其主要金属矿物组合亦为磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿，它们的相对百分含量分别为56、39和5。镍品位较似板状矿体高，w（Ni）/w（Cu）值为5.2。

纯硫化物脉状矿体：产于顽火辉石岩与辉橄岩脉的接触破碎带中，三者界线清楚，呈突变关系。矿体全由致密块状矿石组成，其主要金属矿物亦为磁黄铁矿（58%）、镍黄铁矿（35%）和黄铜矿（7%）。其中有时见少量的橄榄石、顽火辉石和棕色角闪石。这种矿体沿走向和倾向变化不大，是稳定的脉状，延长大于延深。

7号岩体中共有3个矿体，其中1号主矿体长750m，厚14.5m，埋深150m。矿石可分成三种类型。

斜方辉石岩中浸染型：矿石构造主要为浸染状，局部致密块状；半自形-他形粒状结构；磁黄铁矿：镍黄铁矿：黄铜矿的比例为4.2∶2.5∶1；硫化物含量大约为9%;Ni平均含量1.71%;Cu平均含量0.52%。

图2-18　红旗岭1号含铜镍岩体地质图　Fig.2-18　Geologicalmap of Cu-Ni-bearing Hongqilingmassif No.1。

1—黑云母片麻岩；2—角闪片岩；3—辉长岩；4—斜方辉石岩；5—辉石橄榄岩；6—橄榄辉石岩；7—石英霏细斑岩脉；8—斜长岩脉；9—工业矿体；10—逆掩断层；11—破碎带；12—性质不明断层；13—相变界线。

图2-19　红旗岭1号含铜镍岩体纵剖面示意图　Fig.2-19　Longitudinal section of Cu-Ni-bearing Hongqil ingmassif No.1（图例同图2-18）

橄榄岩中绸密浸染型：矿石构造为海绵陨铁状和斑点状；矿石结构为粗晶结构；磁黄铁矿：镍黄铁矿：黄铜矿的比例为1.2∶7.8∶1；硫化物含量达20%;Ni平均含量3.43%;Cu平均含量为0.6 6%。

纯硫化物脉型：矿石构造为致密块状；矿石结构为半自形晶粒状；磁黄铁矿：镍黄铁矿：黄铜矿的比例为8.7:5∶1;Ni平均含量9.76%；铜品位0.63%。

（二）1号岩体矿床特征

不同侵入岩相中的矿化特征是不同的（傅德彬，1982）。

（1）橄榄辉石岩中的“底部似层状”矿体，赋存于岩体底部与边缘，其形状、产状的变化与所在岩相一致。矿体具流动构造，而且边缘矿体有向上规模变大的趋势（图2-19），尤为甚者东南端矿体露出地表厚70m，沿倾向向下延伸800m，平均垂深250m，向下渐趋尖灭。这些事实是难以用结晶重力分异理论解释的。矿体中主要矿石矿物是磁黄铁矿、镍黄铁矿与黄铜矿，三者含量分别为60%、30%、5%。此外尚有少量的黄铁矿、斑铜矿、砷镍矿等。矿石中w（Ni）∶w（Cu）=5.1∶1。按硫化物“矿物对”中硫的稳定同位素计算的成矿温度及包裹体测温结果，矿石的形成温度在382～400℃之间。按单辉石法地质温度计算得的含矿岩相形成温度1265℃。如果矿石的海绵陨铁结构能说明硫化物是在硅酸盐结晶前熔离的，那么，本含矿岩相中的硫化物是在高于1265℃（硅酸盐尚未结晶）时即与硅酸盐不混熔，熔离出来后又与硅酸盐熔浆一道或分别贯入地壳中成岩成矿。显然，硫化物是在硅酸盐结晶后相当长一段时间内（此时熔体呈晶粥状），在温度降到400℃左右时才结晶成矿的。

（2）辉石橄榄岩中的“上悬透镜状”与“底部似层状”矿体。前者产于岩相上部，形体不规整，以透镜状为主，矿条状、扁豆状与薄层状亦时有出现，一般规模小，厚度薄，延长短，连续性差。矿石多呈稀疏浸染状，品位低，变化大，选矿性不佳，工业意义不大。后者位于岩相底部，橄榄辉石岩界面之上，矿石与寄主岩相界线不清楚，为渐变过渡关系，矿石以稠密浸染者为特征，较富者偶呈海绵陨铁状构造，局部见有罕见的“回文”状似共结结构。研究表明，上、下两类矿体的矿石矿物大同小异，主要是磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿。据统计，上悬矿体中三者含量分别为60%、35%、5%，彼此含量比为12∶7∶1，矿物粒度1～2mm，近矿蚀变极轻微。硫化物在岩相中的含量3%～6%，平均含Ni 0.22%～0.30%,Cu含量为0.05,w（Ni）∶w（Cu）=6∶1。而在底部矿体中黄铜矿有所增加，w（Ni）∶w（Cu）=2.3∶1。本岩相的成岩、成矿的温度分别为1500℃与500℃左右。由上述不难看出，与橄榄辉石岩底部矿体不同的是辉石橄榄岩中的矿体显然是就地结晶熔离作用形成的。换言之，熔浆经深部液态熔离而形成的硅酸盐熔体或岩浆，包含有熔离未尽的残留硫化物，在温度下降等因素影响下发生结晶熔离作用，初始结晶熔离出来的一部分硫化物由于重力效应沉降到岩相底部形成“底部矿体”，另一部分硫化物熔离较晚，未及下沉而冷凝，遂形成“上悬矿体”，此种成矿作用几乎没有矿化剂参与，形成温度较高。

图2-20　红旗岭区1号和7号含铜镍岩体岩石化学数值特征图解　Fig.2-20　Numerical characteristics diagram of lithochemistry of Cu-Ni-bearing Hongqilingmassif No.1and No.3（据王恒升、白文吉，1975）（after Wang Hengsheng et al.1975）

Ⅰ—1号岩体；1～4—辉长岩；5～13—含长橄榄辉石岩；14～24—含长辉石橄榄岩；Ⅱ—1号岩体的F1断层下盘样品：25～31—含长辉石橄榄岩；Ⅲ—7号岩体；32～35—混染苏长岩；34、36—斜方辉石岩。

（3）成岩后叠加脉状矿体。岩体的主要成岩成矿作用完成以后，尚有一些后期含矿脉岩及硫化物矿脉沿构造裂隙叠加于上述两种同生矿体上，使矿化更趋富集。该现象有力地证明了多期次矿浆成矿的特点。1号岩体中有2个主要矿体，主矿体长835m，宽9.5～65m，厚30～50m，埋深0～440m，以镍为主，铜较贫，铜平均品位为0.12%。

（三）矿床成因探讨

（1）传统的就地结晶熔离成矿理论认为矿体大小与母岩体规模有一定比例关系，基于这一理论，J.H.L.Vogt（1893）认为小岩体无大矿。而上述岩体中硫化物占1/3，尤其是7号岩体，整个岩体几乎百分之百都是矿。这一事实，传统成因理论是无法解释的。如此之多的镍，无论用基性-超基性岩中镍的平均含量抑或硫化物在其中的溶解度都是无法解释的，只有用含矿熔浆经深部液态熔离作用形成的富硫化物矿浆贯入成矿才能得以解释。

（2）红旗岭1号岩体中的矿体呈似层状产于岩体周边和近侧围岩中，尤其是含矿岩相（橄榄辉石岩相）与矿体均具产状与底部接触带一致的流动构造，说明在成岩成矿过程中动力作用是主要的，重力分异是次要的。特别是7号岩体是一岩墙，岩体即矿体，不存在任何重力分异现象，纯属典型的深部液态熔离矿浆贯入成因（武殿英，1987）。

（3）含矿岩相位于岩体中部，而不是最下部，位于最下部的是非主要含矿辉石橄榄岩，这一事实说明1号岩体下部的含矿橄榄辉石岩及其中矿石并非结晶重力分异产物，而是单独一次深部液态熔离的含硫化物矿浆贯入形成的。

（4）含矿橄榄辉石岩相粒度粗大（一般2～3mm，大者达7～8mm），富含金属硫化物（通常含15%～50%，最高可达70%），硫化物附近有热液蚀变。岩相含水5%～6%（高者达8%）。足见矿浆在形成和运移中挥发分起了很重要的作用，此乃矿浆成矿的显著特征之一。

（5）据资料，矿石中曾见一种可作为矿浆成矿的标型结构——橄榄石与硫化物的似共结结构，铬铁矿中尖晶石与硅酸盐间的似共结结构，堪为矿物从矿浆中晶出的标志（A.F.Koster,1967；Д.B.ПoдφepoB,1979）。

（6）岩体中δ34S变化为＋1.2‰～＋2.8‰，不同类型矿石间δ34S值彼此很接近，均近似于陨石中的硫同位素值。而且，其频率直方图塔式效应明显，故所述含矿岩体的成岩成矿物质来源于上地幔。

综上所述，红旗岭硫化铜镍矿床系上地幔原始含矿熔浆，经深部液态分异作用、熔离作用熔离出来的富硫化物矿浆贯入地壳上部形成的“矿浆贯入成因”矿床。其成矿作用可归纳为表2-8。表2-8表明，原始熔浆是母体，岩浆与矿浆是一对孪生兄弟（属同层次范围），矿石与岩石是其后裔。矿浆可划分为液态熔离矿浆、结晶熔离矿浆与晚期残余矿浆。熔浆不同演化阶段形成的矿浆，其成矿作用的方式、矿体规模等一系列特点均不相同。

表2-8　红旗岩铜镍矿成矿作用　Table 2-8　Metallogenesis of Hongqiling copper-njckel deposit。

抱起亚轩找小葵

2023-02-17 21:35

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锗的元素地球化学

系统编程中一个重要的方面就是有效地处理与内存相关的问题。你的工作越接近系统，你就需要面对越多的内存问题。有时这些问题非常琐碎，而更多时候它会演变成一个调试内存问题的恶梦。所以，在实践中会用到很多工具来调试内存问题。

在本文中，我们将讨论最流行的开源内存管理框架 VALGRIND。

摘自 Valgrind.org：

Valgrind是用于构建动态分析工具的探测框架。它包括一个工具集，每个工具执行某种类型的调试、分析或类似的任务，以帮助完善你的程序。Valgrind的架构是模块化的，所以可以容易地创建新的工具而又不会扰乱现有的结构。

许多有用的工具被作为标准而提供。

Memcheck是一个内存错误检测器。它有助于使你的程序，尤其是那些用C和C++写的程序，更加准确。

Cachegrind是一个缓存和分支预测分析器。它有助于使你的程序运行更快。

Callgrind是一个调用图缓存生成分析器。它与Cachegrind的功能有重叠，但也收集Cachegrind不收集的一些信息。

Helgrind是一个线程错误检测器。它有助于使你的多线程程序更加准确。

DRD也是一个线程错误检测器。它和Helgrind相似，但使用不同的分析技术，所以可能找到不同的问题。

Massif是一个堆分析器。它有助于使你的程序使用更少的内存。

DHAT是另一种不同的堆分析器。它有助于理解块的生命期、块的使用和布局的低效等问题。

SGcheck是一个实验工具，用来检测堆和全局数组的溢出。它的功能和Memcheck互补：SGcheck找到Memcheck无法找到的问题，反之亦然。

BBV是个实验性质的SimPoint基本块矢量生成器。它对于进行计算机架构的研究和开发很有用处。

也有一些对大多数用户没有用的小工具：Lackey是演示仪器基础的示例工具；Nulgrind是一个最小化的Valgrind工具，不做分析或者操作，仅用于测试目的。

在这篇文章我们将关注“memcheck”工具。

使用 Valgrind Memcheck。

memcheck工具的使用方式如下:。

valgrind --tool=memcheck ./a.out。

从上面的命令可以清楚的看到, 主要的命令是valgrind，而我们想使用的工具是通过'-tool'选项来指定的. 上面的‘a.out’指的是我们想使用memcheck运行的可执行文件.。

该工具可以检测下列与内存相关的问题 :。

未释放内存的使用

对释放后内存的读/写

对已分配内存块尾部的读/写

内存泄露

不匹配的使用malloc/new/new[] 和 free/delete/delete[]。

重复释放内存

注意: 上面列出的并不很全面，但却包含了能被该工具检测到的很多普遍的问题.。

让我们一个一个地对上面的场景进行讨论:。

注意: 下面讨论的所有测试代码都应该使用gcc并且加上-g选项(用来在memcheck的输出中生成行号)进行编译. 就想我们之前讨论过的 C程序被编译成可执行文件, 它需要经历四个不同的阶段.。

1. 使用未初始化的内存

Code :

#include <stdio.h>。

#include <stdlib.h> 。

int main(void)

char *p;

char c = *p; 。

printf("\n [%c]\n",c); 。

return 0;

在上面的代码中，我们尝试使用未初始化的指针 ‘p’.。

让我们运行Memcheck来看下结果.。

$ valgrind --tool=memcheck ./val。

==2862== Memcheck, a memory error detector。

==2862== Using Valgrind-3.6.0.SVN-Debian and LibVEX; rerun with -h for copyright info。

==2862== Command: ./val。

==2862==

==2862== Use of uninitialised value of size 8。

==2862== at 0x400530: main (valgrind.c:8)。

==2862==

[#]

==2862==

==2862== HEAP SUMMARY:。

==2862== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks。

==2862== total heap usage: 0 allocs, 0 frees, 0 bytes allocated。

==2862==

==2862== All heap blocks were freed -- no leaks are possible。

==2862==

==2862== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v。

==2862== Use --track-origins=yes to see where uninitialized values come from。

==2862== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 4 from 4)。

从上面的输出可以看到,Valgrind检测到了未初始化的变量，然后给出了警告(上面加粗的几行(译者注：貌似上面没有加粗的)).。

2. 在内存被释放后进行读/写。

Code :

#include <stdio.h>。

#include <stdlib.h> 。

int main(void)

char *p = malloc(1);。

*p = 'a';

char c = *p; 。

printf("\n [%c]\n",c); 。

free(p);

c = *p;

return 0;

上面的代码中，我们有一个释放了内存的指针 ‘p’ 然后我们又尝试利用指针获取值.。

让我们运行memcheck来看一下Valgrind对这种情况是如何反应的.。

$ valgrind --tool=memcheck ./val。

==2849== Memcheck, a memory error detector。

==2849== Using Valgrind-3.6.0.SVN-Debian and LibVEX; rerun with -h for copyright info。

==2849== Command: ./val。

==2849==

[a]

==2849== Invalid read of size 1。

==2849== at 0x400603: main (valgrind.c:30)。

==2849== Address 0x51b0040 is 0 bytes inside a block of size 1 free'd。

==2849== at 0x4C270BD: free (vg_replace_malloc.c:366)。

==2849== by 0x4005FE: main (valgrind.c:29)。

==2849==

==2849== HEAP SUMMARY:。

==2849== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks。

==2849== total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 1 bytes allocated。

==2849==

==2849== All heap blocks were freed -- no leaks are possible。

==2849==

==2849== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v。

==2849== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 4 from 4)。

从上面的输出内容可以看到，Valgrind检测到了无效的读取操作然后输出了警告 ‘Invalid read of size 1′.。

另注,使用gdb来调试c程序.。

3. 从已分配内存块的尾部进行读/写。

Code :

#include <stdio.h>。

#include <stdlib.h> 。

int main(void)

char *p = malloc(1);。

*p = 'a';

char c = *(p+1); 。

printf("\n [%c]\n",c); 。

free(p);

return 0;

在上面的代码中，我们已经为‘p’分配了一个字节的内存,但我们在将值读取到 ‘c’中的时候使用的是地址p+1.。

现在我们使用Valgrind运行上面的代码 :。

$ valgrind --tool=memcheck ./val。

==2835== Memcheck, a memory error detector。

==2835== Using Valgrind-3.6.0.SVN-Debian and LibVEX; rerun with -h for copyright info。

==2835== Command: ./val。

==2835==

==2835== Invalid read of size 1。

==2835== at 0x4005D9: main (valgrind.c:25)。

==2835== Address 0x51b0041 is 0 bytes after a block of size 1 alloc'd。

==2835== at 0x4C274A8: malloc (vg_replace_malloc.c:236)。

==2835== by 0x4005C5: main (valgrind.c:22)。

==2835==

[]

==2835==

==2835== HEAP SUMMARY:。

==2835== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks。

==2835== total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 1 bytes allocated。

==2835==

==2835== All heap blocks were freed -- no leaks are possible。

==2835==

==2835== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v。

==2835== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 4 from 4)。

同样，该工具在这种情况下也检测到了无效的读取操作.。

4. 内存泄露

Code:

#include <stdio.h>。

#include <stdlib.h> 。

int main(void)

char *p = malloc(1);。

*p = 'a';

char c = *p; 。

printf("\n [%c]\n",c); 。

return 0;

在这次的代码中, 我们申请了一个字节但是没有将它释放.现在让我们运行Valgrind看看会发生什么：

$ valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./val。

==2888== Memcheck, a memory error detector。

==2888== Using Valgrind-3.6.0.SVN-Debian and LibVEX; rerun with -h for copyright info。

==2888== Command: ./val。

==2888==

[a]

==2888==

==2888== HEAP SUMMARY:。

==2888== in use at exit: 1 bytes in 1 blocks。

==2888== total heap usage: 1 allocs, 0 frees, 1 bytes allocated。

==2888==

==2888== 1 bytes in 1 blocks are definitely lost in loss record 1 of 1。

==2888== at 0x4C274A8: malloc (vg_replace_malloc.c:236)。

==2888== by 0x400575: main (valgrind.c:6)。

==2888==

==2888== LEAK SUMMARY:。

==2888== definitely lost: 1 bytes in 1 blocks。

==2888== indirectly lost: 0 bytes in 0 blocks。

==2888== possibly lost: 0 bytes in 0 blocks。

==2888== still reachable: 0 bytes in 0 blocks。

==2888== suppressed: 0 bytes in 0 blocks。

==2888==

==2888== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v。

==2888== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 4 from 4)。

输出行(上面加粗的部分)显示，该工具能够检测到内存的泄露.。

注意: 在这里我们增加了一个选项‘–leak-check=full’来得到内存泄露的详细细节.。

5. 不匹配地使用malloc/new/new[] 和 free/delete/delete[]。

Code:

#include <stdio.h>。

#include <stdlib.h>。

#include<iostream> 。

int main(void)

char *p = (char*)malloc(1);。

*p = 'a';

char c = *p; 。

printf("\n [%c]\n",c);。

delete p;

return 0;

上面的代码中，我们使用了malloc()来分配内存，但是使用了delete操作符来删除内存.。

注意 : 使用g++来编译上面的代码，因为delete操作符是在C++中引进的，而要编译C++需要使用g++.。

让我们运行来看一下 :

$ valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./val。

==2972== Memcheck, a memory error detector。

==2972== Using Valgrind-3.6.0.SVN-Debian and LibVEX; rerun with -h for copyright info。

==2972== Command: ./val。

==2972==

[a]

==2972== Mismatched free() / delete / delete []。

==2972== at 0x4C26DCF: operator delete(void*) (vg_replace_malloc.c:387)。

==2972== by 0x40080B: main (valgrind.c:13)。

==2972== Address 0x595e040 is 0 bytes inside a block of size 1 alloc'd。

==2972== at 0x4C274A8: malloc (vg_replace_malloc.c:236)。

==2972== by 0x4007D5: main (valgrind.c:7)。

==2972==

==2972== HEAP SUMMARY:。

==2972== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks。

==2972== total heap usage: 1 allocs, 1 frees, 1 bytes allocated。

==2972==

==2972== All heap blocks were freed -- no leaks are possible。

==2972==

==2972== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v。

==2972== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 4 from 4)。

从上面的输出可以看到 (加粗的行), Valgrind清楚的说明了‘不匹配的使用了free() / delete / delete []‘

你可以尝试在测试代码中使用'new'和'free'进行组合来看看Valgrind给出的结果是什么.。

6. 两次释放内存

Code :

#include <stdio.h>。

#include <stdlib.h> 。

int main(void)

char *p = (char*)malloc(1);。

*p = 'a';

char c = *p;。

printf("\n [%c]\n",c);。

free(p);

return 0;

在上面的代码中, 我们两次释放了'p'指向的内存. 现在让我们运行memcheck :。

$ valgrind --tool=memcheck --leak-check=full ./val。

==3167== Memcheck, a memory error detector。

==3167== Using Valgrind-3.6.0.SVN-Debian and LibVEX; rerun with -h for copyright info。

==3167== Command: ./val。

==3167==

[a]

==3167== Invalid free() / delete / delete[]。

==3167== at 0x4C270BD: free (vg_replace_malloc.c:366)。

==3167== by 0x40060A: main (valgrind.c:12)。

==3167== Address 0x51b0040 is 0 bytes inside a block of size 1 free'd。

==3167== at 0x4C270BD: free (vg_replace_malloc.c:366)。

==3167== by 0x4005FE: main (valgrind.c:11)。

==3167==

==3167== HEAP SUMMARY:。

==3167== in use at exit: 0 bytes in 0 blocks。

==3167== total heap usage: 1 allocs, 2 frees, 1 bytes allocated。

==3167==

==3167== All heap blocks were freed -- no leaks are possible。

==3167==

==3167== For counts of detected and suppressed errors, rerun with: -v。

==3167== ERROR SUMMARY: 1 errors from 1 contexts (suppressed: 4 from 4)。

从上面的输出可以看到(加粗的行), 该功能检测到我们对同一个指针调用了两次释放内存操作.。

在本文中，我们把注意力放在了内存管理框架Valgrind，然后使用memcheck(Valgrind框架提供的)工具来了解它是如何降低需要经常操作内存的程序员的负担的. 该工具能够检测到很多手动检测不到的与内存相关的问题。

大圣杰锅是

2023-02-17 21:35

二叠纪至三叠纪北上高地南部古陆菊石古生物地理和东亚古地理的相关图片

二叠纪至三叠纪北上高地南部古陆菊石古生物地理和东亚古地理

一、锗的地球化学性质

锗位于元素周期表第四（氪）周期第IV簇，原子系数为32，电子构型为4s24p2，原子量为72.6，包括有五种稳定同位素，它们的相对丰度分别为70Ge（20.55%）、72Ge（27.37%）、73Ge（7.67%）、74Ge（36.74%）和76Ge（7.67%）。在铁陨石、石铁陨石和地壳中，这些稳定同位素存在着明显的同位素分馏（Hirata，1999）。除了自然同位素外，锗已知有9个人工短寿命的同位素：65Ge、66Ge、67Ge、68Ge、69Ge、71Ge、75Ge、77Ge、78Ge。锗同锡、铅一样，次外电子层共18个电子，为典型的铜型离子。它有4个价电子，容易失去价电子而形成稳定的Ge4+；在还原条件下，锗易形成2价离子。Ge2+与Sn2+均是强还原剂，在自然条件下不易存在（刘英俊，1984）。锗的主要地球化学参数列入表5-1。

锗是一个在地质上令人困惑的元素。锗是典型的分散元素，从原始地幔（1.13×10-6～1.31×10-6）→大洋地壳（1.4×10-6～1.5×10-6）→大陆地壳（1.4×10-6～1.6×10-6）（Anderson，1982；Wank，1984；Taylor，1985），锗的丰度几乎没有明显的变化，但取决于地球化学环境，锗还表现出明显的亲石、亲铁、亲铜（亲硫）和亲有机质的特性，诸如伟晶岩、低温硫化物、铁的氧化物和氢氧化物等不同矿物组合以及煤中均含锗（Bernstein，1984；Pokrovski，1999）。

由于锗和硅的原子半径和化学性质相似，这两个元素具有特征的最外层电子结构、相近的原子或离子半径，锗在地壳中的地球化学行为最明显的趋势是替代矿物晶格中的硅。在岩浆结晶分异过程中，锗与硅的分离程度很小，广泛分散在硅酸盐、粘土和碎屑沉积物中。多数情况下，大陆地壳岩石和矿物中含锗（1～2）×10-6，Ge/Si原子比接近1×10-6（Wittman和 Hörmann，1976）。锗以类质同象方式进入各种硅酸盐中的能力是不一样的。在某一特定的火成岩或变质岩中，锗具有富集在岛状硅酸盐、帘状硅酸盐和层状硅酸盐的倾向，而在架状硅酸盐中含量降低。锗较易进入硅氧四面体聚合能力小的硅酸盐矿物的晶格中。锗具有强烈富集在晚期的岩浆结晶分异物和其他结晶时存在大量挥发分的岩石（如伟晶岩、云英岩和矽卡岩）。这些岩石中的黄玉、石榴子石和云母具有相当高的锗含量，可能与Ge4+与 Al3+的类质同象有关。锗在许多低温过程中的地球化学行为类似与硅的“重稳定同位素”。在地壳岩石的化学风化过程及锗被入海口和海洋中生物成因蛋白石吸收的过程中，锗的行为与硅类似，表现在淡水、海水和生物成因的蛋白石中的 Ge/Si原子比约为1×10-6 ，与地壳值接近；在溶液中均以类似的氢氧配合物[Ge（OH）4和 Si（OH）4]存在。

表5-1 锗的地球化学参数表

锗的亲硫性使其富集在某些硫化物中，特别是沉积岩中富闪锌矿、富铜的硫化物矿床的硫化物。在闪锌矿、硫砷铜矿、黝锡矿、硫银锡矿和锡黝铜矿中发现较高含量的锗。所有的这些矿物具有4价锗呈四面体的闪锌矿或纤锌矿衍生结构（Bernstein，1985）。锗在硫化物中与在氧化物中有着不同的结晶化学性质。锗以 Ge4+类质同象进入闪锌矿晶格并在其中发生富集（含量可达3000×10-6 ），是锗在硫化物矿物中结晶化学最大的特点。但也有人认为Ge是以GeS2形式进入闪锌矿内。由于化学性质的相似，有时大量的 Ge 替代硫化物中4价、四面体配位的 Sn。这种替换最多发生在硫银锡矿中，硫银锡矿的含锗量可以超过1%（Moh，1976）。硫砷铜矿（Cu3AsS4）中常发现高含量的锗，可能是由于 Ge（Ⅳ）替代了As（Ⅴ）。锗在硫化物中除以类质同象进入简单硫化物矿物晶格外，还形成等形式的硫锗酸根类质同象进入含锗硫盐类矿物。锗除以分散状态进入许多矿物成分中外，在稀少的情况下还形成了含量超过了 1%而可视为锗的独立矿物（表5-2）。

表5-2 锗的独立矿物

锗在硫化物中的富集还取决于硫逸度和其他金属元素的活度。只有在低至中等硫逸度环境，Ge才能进入ZnS中，并有可能替代Zn和S（Malevskiy，1966）。硫比较丰富时，锗并不直接在ZnS中替代，如果锗浓度足够高，锗将形成自己的硫化物。锗含量较低时，它将在四面体位置替代硫酸盐中的金属。这种替代最明显的是直接替代As和Sn。锗的行为也取决于Cu、Ag以及形成主要的含锗硫酸盐矿物（表5-2）必要元素的活度。因此，在低至中等硫逸度环境，锗将富集在闪锌矿中；在高硫逸度（或高Cu、高Ag）环境，锗将形成自己的硫化物矿物或进入硫酸盐中。有时，甚至在低至中等硫逸度情况下，高的Cu或Ag活度将促进含锗Cu或Ag硫化物的形成。

锗的亲铁性主要表现在铁-镍陨石中富含锗、锗在岩浆作用过程中富集在含铁相中，以及某些沉积铁矿床中含锗量较高。锗在沉积铁矿和含铁硫化物矿床的氧化带中富集，可能与它们自溶液中沉降时铁的氢氧化物结合锗的能力有关。铁矿床中的锗主要富集在针铁矿（可达5310×10-6）和赤铁矿（可达7000×10-6）中（Bernstein，1985）。锗以8次配位状态进入赤铁矿中置换Fe3+，其置换方式为2Fe3+=Ge4++Fe2+，形成锗与铁的固溶体。针铁矿中OH失去一个质子，并且通过Fe3++H+=Ge4+替换，锗以8次配位状态进入针铁矿中。不同地质环境中的磁铁矿中经常富集锗，可能反映在磁铁矿和锗磁铁矿（Fe2GeO4）之间存在固溶体。羟锗铁石FeGe（OH）6中Ge4+-OH和Fe2+-OH共同形成8次配位。

锗的有机亲和力或亲有机指数较高，国内外的许多煤层中均发现有锗的富集。Pokrovski等（1998）的实验表明，在25～90℃条件下，锗与邻苯二酚、柠檬酸和草酸等易形成稳定螯合物。一般认为煤中的锗不形成独立矿物，而包含在煤的大分子组成中。但是，长期以来对于煤中锗具体的有机结合形式则一直争论不休，通常认为有以下形式：①以O-Ge-O和O-Ge-C形式键合（Ryabchenko，1968）；②与煤中大分子的不同官能团通过Ge-C形式键合，或与腐殖酸螯合（Shpirt，1984）；③呈单个的有机化合物形式存在（Saprykin，1965）；④通过表面氧化还原反应和表面吸附形式存在于煤中有机质的表面（Swaine，1990）。

二、天体和陨石中锗的丰度

根据球粒陨石的组成，锗的宇宙丰度估计为1.71Ge原子/10000Si原子（Mason和Moore，1982）。普通球粒陨石中的锗含量相对均一，平均7.6×10-6（Shima，1964），10.6×10-6（Onishi，1956）。Shima（1964）发现锗轻微富集在Abee顽火辉石球粒陨石（29.3×10-6）和Murry碳质球粒陨石（17.3×10-6）中。Allende碳质球粒陨石中含锗15×10-6（Clarke等，1970）。在石铁陨石中，相对于硅酸盐氧化物相，锗通常发现富集在金属相中（Onishi，1956；Shima，1964；EL Wardani，1957）。例如，Brenham石铁陨石中，金属相中锗含量为56×10-6，硅酸盐氧化物中含锗0.85×10-6，陨硫铁中含锗17.3×10-6（Shima，1964）。尽管含量有所变化（＜0.1×10-6～n×100×10-6），锗一般富集在铁陨石中（Wasson，1966）。根据铁陨石中的锗和镍的含量，Scott和Wasson（1975）对铁陨石进行了分类。另外，铁镍陨石中的锗含量通常为n×100×10-6。由于锗的太阳系丰度相比（C1球粒陨石中Ge/Si（原子比）=120×10-6；Anders和Ebihara，1982），地球火成岩中明显贫锗，通常认为地球上的锗大多数残留在铁镍地核和地幔中（Wittman和Hørmann，1976；Chou，1978）。

三、不同地质体中锗的分布

从表5-3中可以看出，基性火成岩和花岗岩中的锗含量并没有明显差异。Goldschmidt（1954）注意到锗在一些霞石正长伟晶岩中富集，其GeO2的含量为（5～10）×10-6。锗也富集在花岗质伟晶岩、云英岩的某些矿物中，特别是黄玉，云母和锂辉石。

硅质沉积岩和变质岩中的锗含量与火成岩中的锗含量比较接近（表5-3）。页岩有时轻微富集锗，特别是含有机质的页岩（E.L Wardani，1959；Burton等，1959；Breger和Schopf，1955）。沉积碳酸盐岩贫锗，平均只有0.09×10-6。在深海沉积物中，锗轻微富集在硅质粘土和锰结核中，钙质粘土和软泥中相对贫锗（表5-3）。

锗在许多煤中的富集，特别是在煤灰中，已众所周知对此进行了广泛研究。无论是在不同地区还是某特定的矿床中，锗含量的变化范围可达几个数量级。美国华盛顿特区附近孤立的褐煤化原木中，锗含量可达0.2%，灰分中含锗7.5%（Stadnichenko等，1953）。Chattanooga页岩内的薄层煤中锗含量为760×10-6，页岩本身最高为18×10-6（Breger和Schopf，1955）。煤中锗分布的大量研究（Breger，1958；Manskaya和Drozdova，1968；Smirnov，1977；Gluskoter等，1977；刘英俊，1984；李春阳，1991；韩德馨，1996；胡瑞忠，1996）表明，锗在煤中的分布主要有四个特点：①煤中锗的含量与煤岩成分有密切的关系，镜煤是锗的最大载体，丝炭组分中含锗极低；锗在不同煤岩组分中含量变化序列是镜煤＞亮煤＞暗煤＞丝炭。②锗在煤层顶、底部有富集现象，锗含量一般从煤层顶、低部向中间急剧降低；只有在煤层很薄时，整个煤层的顶、底板和中部才能都富含锗。③在同一煤层中，一般薄煤层比厚煤层含锗高，随煤层厚度的增加锗含量减少。④一般情况下，煤中锗的含量与灰分成反比，与挥发分成正比。锗在煤中的富集长期被认为集中在有机组分中，只有很少量的锗分布在无机矿物相中（Goldschmidt和Peters，1933；Gluskoter等，1977）。

表5-3 不同地质体中的锗含量。

许多学者都注意到锗在铁的氧化物中的富集现象。Bruton等（1959）发现英格兰Cumberland的两件赤铁矿中锗含量分别为43×10-6和83×10-6。Vakhrushev和Semenov（1969）发现火山-沉积成因磁铁矿-赤铁矿矿床中32件磁铁矿样品平均含锗10.34×10-6，矽卡岩矿床中628件磁铁矿样品平均含锗2.5×10-6。Bekmukhametov等（1973）也发现锗在火山-沉积成因的磁铁矿-赤铁矿矿床中的富集（≤70×10-6），并与矽卡岩中铁的氧化物（锗含量n×10-6）、热液脉型矿床中铁的氧化物（锗含量≤20×10-6）以及沉积褐铁矿（锗含量n×10-6）进行对比。Grigoryev和Zekenov（1965）也发现上述特征，同时发现采自印度尼西亚Banu-Wuhu火山附近海底热泉的Fe-Mn氧化物-氢氧化物颗粒中含锗（11～15）×10-6。在美国犹他州西南华盛顿县的Apex矿区，原生的 Cu-Pb-Zn硫化物矿石大部分被蚀变成褐铁矿、针铁矿、赤铁矿和蓝铜矿，锗在针铁矿（可达5310×10-6）和赤铁矿（可达7000×10-6）中发生超常富集。江苏省江浦县万寿山铁矿中，锗赋存于赤铁矿中，锗含量为（10～168）×10-6，一般为30×10-6，可供利用的矿石平均含锗为35×10-6（中国矿床发现史江苏卷编委会，1996）。

不同成因铁矿床中锗的克拉克值为：岩浆型1.75×10-6、岩浆期后型1.50×10-6、火山沉积型16.5×10-6、沉积型1.5×10-6和风化型2.0×10-6（Smimov，1977）。

具有商业价值的锗目前主要来自碳酸岩和页岩为容矿岩石的闪锌矿矿床中，包括上密西西比河谷地区（闪锌矿中含锗可达420×10-6；Hall和Heyl，1968）和法国Saint-Slavy闪锌矿矿床（闪锌矿含锗可达3000×10-6；Barbanson和Geldron，1983）。其他地区闪锌矿中锗含量研究表明，低温、晚期形成的闪锌矿中具有较高的锗含量。例如，广西环江县北山铅锌硫铁矿矿石平均含锗10×10-6（中国矿床发现史广西卷编委会，1996），凡口铅锌矿矿石中最高含锗58×10-6，锗主要赋存在浅棕色闪锌矿中（谭风琴，1995）。会泽铅锌矿矿石中含锗（10～80）×10-6，锗主要赋存在闪锌矿中。矿石中的闪锌矿主要有两种：铁闪锌矿和（浅色）闪锌矿。铁闪锌矿含铁量较高，呈棕褐—黑色，半金属光泽，与毒砂、黄铜矿、斑铜矿共生。浅色闪锌矿呈浅棕—棕褐色，树脂光泽，与方铅矿、辉硫锑铅矿及辉硫砷铅矿等硫化物共生。浅色闪锌矿的形成温度明显低于铁闪锌矿，是锗的主要载体（韩润生等，2000）。

在扎伊尔Kipushi Zn-Cu-Pb硫化物矿床及纳米比亚Tsumeb Pb-Cu-Zn硫化物矿床中，富锗矿带位于高纯度铜矿石内部。矿床中含有锗的硫化物矿物：硫铜锗矿、锗石和少量灰锗矿。这些矿物也作为显微包裹体分散在许多深成矿石的内部。Kipushi矿床中硫铜锗矿的数量相当丰富（Intiomsle和Oosterbosh，1974）。Tsumeb矿床的锗石储量为28吨（Søhnge，1964）。

Bischoff等（1983）利用发射光谱方法分析了9件北纬21°东太平洋隆起带内热水沉积成因的硫化物、硫酸盐和硅的混合物中的锗含量。富闪锌矿和纤锌矿的样品中锗含量（96～270）×10-6，而其他样品则为＜1.5×10-6～27×10-6。这一结果意味着，锗有可能中度富集在富锌的黑矿型和其他海底热液衍生的块状硫化物矿床中。

四、不同地质作用过程中锗的地球化学。

锗在岩浆作用中表现为典型的分散元素，不能产生有工业价值的富集现象。它在普通岩浆岩中呈相当均匀的分布，并且沿着两条途径进入晶格内：一是以六次配位进入矿物置换与Al3+相似的一系列离子；另一是以四次配位状态置换硅而进入硅酸盐矿物中。戈尔德施密特、费尔斯曼等的早期研究认为，锗在岩浆岩中的含量大体上与硅含量呈正比，即锗和硅平行增加富集并在残余熔体中发生最大限度的富集。后来的研究逐渐发现，锗是一个分布很广的元素，几乎在所有岩浆岩及岩浆矿物中都发现锗的存在。锗在所有类型岩浆岩中的丰度大约为1.n×10-6，并且在基性岩和酸性岩之间没有差别。此外，单矿物中的锗含量分析表明，与石英和长石相比，橄榄石和辉石中一般富集锗（刘英俊等，1984）。

锗在岩浆作用过程中的地球化学行为特征主要表现为亲铁和亲石性。在900℃，500×105Pa条件下，锗在铁橄榄石和Fe-FeS体系中高度亲铁（Wei等，1968；Wei，1974）。铁金属中可含高达20%的锗（原子比）（Viaene，1972）。Christopher等（1999）在1200℃、1×105Pa和不同氧逸度条件下，测定了锗在（成分接近钙长辉长无球粒陨石）熔体与硅酸盐相之间的分配系数。实验结果表明，（熔体/硅酸盐相）分配系数变化范围为2.35～1070，随着氧逸度的增加，分配系数呈降低趋势。因此，锗强烈地倾向于分配在含铁-镍相中。Capobianco和Watson（1982）发现，在合成的玄武岩熔体中锗紧密地跟随硅的行为：在105Pa条件下的镁橄榄石结晶过程中，锗选择性进入熔体的程度与硅是一样的。尽管在低压条件下，熔体中的w（Ge）/w（Si）比值几乎为常量，橄榄石结晶时岩浆中锗还是发生了一定程度的富集。Argollo和Schilling（1978）在夏威夷的一套火山岩中发现晚期分异的产物中富集Ge和Si，但两者含量比值在所有岩石中几乎为常量。

因此，富铁镁质的基性岩从早期形成的相对低锗的岩浆中结晶时，由于锗在某些结晶出的矿物中具有相对较高的分配系数，锗发生了一定程度的富集；在晚期的花岗质的岩浆分异过程中，相反的情况占主导地位，由于锗在整个结晶体系中的分配系数降低，且岩浆结晶过程中w（Ge）/w（Si）比值始终保持常量，锗并不表现出明显的富集。这可能是导致基性和花岗质岩石中全岩锗含量基本一致的主要原因。此外可能也与锗具有置换造岩矿物中许多元素的能力有关。

在伟晶岩形成作用中，与岩浆作用过程相比，锗发生了某些富集。锗在气成-热液作用过程中优先进入硅酸盐成分中，较少地存在于氧化物中，在硫化物内的更少。锗在花岗岩熔体与共存流体相中的分配实验结果亦表明，锗在流体相中的含量很低，DGe（流体/熔体）为0.0003～0.06，表明锗强烈倾向分布在花岗岩熔体相中（T.B.Bai等，1999）。锗相当集中见之于云英岩内，其中锗的含量为（3～10）×10-6。在云英岩、矽卡岩和含锡的高温石英脉矿床中，锗可在黄晶（平均为200×10-6～300×10-6）、石榴子石（0.001%～0.0n%）、电气石（＜10×10-6～100×10-6）中发生富集。锗在这些矿物中的富集可能与Ge4+和Al3+的替代或这些矿物的聚合程度较低有关。

在内生迁移过程中，锗的最大富集发生于热液作用阶段，这主要与锗具有相当的活动性、化合物易挥发性和高溶解性有关。锗的独立矿物、甚至具有工业价值的锗矿床，都属于热液成因。

在热液作用中锗的地球化学行为的典型特征是它表现的亲硫性质，并使之堆积于中温特别是低温条件下的硫化物及硫盐中。锗常存在于含Zn、Sn、Fe、Cu的矿物中。高温热液条件下，锗的亲硫性质表现不强；随着热液温度的降低，同时也是硫浓度的增高，锗愈来愈多地进入硫化物矿物晶格，开始表现其强烈的亲硫性质。

所有原生含锗矿物在地表条件下都是不稳定的，以各种速度发生氧化分解。在一些富锗的热液硫化物矿床的氧化带中，锗常被大量地淋失。大多数情况下，锗呈4价状态被淋滤溶解而进入水溶液中（刘英俊等，1984）。

在海水中，锗含量约0.05×10-9，并且随着深度的变化而减少，Ge/Si（原子比）为0.7×10-6（Wardana，1957；Burton，1959）。除溶解的无机锗外，Lewis等（1985）发现河流入海口或海湾中有甲基锗和二甲基锗存在，其含量与盐度呈线性正相关。河水含锗约（0.03～0.10）×10-9（Heide和Korner，1962），远离工业区和燃煤源的河水中Ge/Si原子比约为0.6×10-6。富含有机质的水体中Ge/Si原子比明显升高（Pokrovski，1998）。水体中的锗含量与许多重要的配位基（如Cl-、HCO3-、H2S、Na+等）含量之间缺乏正相关关系，表明锗不能与这些配位体形成配合物。锗氟配合物稳定性的实验数据表明，只有在酸性（pH＜3）、富氟（＞0.01mol/L）的溶液中，锗氟配合物才是稳定的（很难在地表环境中发现）。大多数热水和地表环境的氧化还原电位太高，以致不能形成二价锗的配合物，如Ge2+、GeOH+或。因此，锗主要以四价锗的氢氧配合物形式，存在于除海水和富有机质地表水外的大多数天然水体中（Pokrovski，1998）。

因为GeO2的高溶解度，转入表生溶液中的锗大部分被迁移较远，在迁移过程中由于一定物理化学条件通过不同方式固定于各种沉积物（尤其是富含有机质的沉积物）中。沉积岩中锗的丰度主要取决于矿物成分。普通沉积物和沉积岩中锗的平均含量为：页岩1.6×10-6，砂岩0.8×10-6，碳酸岩0.2×10-6，深海沉积碳酸盐岩0.2×10-6，粘土2.0×10-6（Turekian和Wedepohi，1961）。富锗硫化物矿床氧化带的胶体形成物和褐铁矿中也常富集锗，个别情况下甚至形成锗的独立氧化物矿物。

变质岩中锗的平均丰度被定为1.7×10-6。主要变质岩类型锗的平均含量为：石英岩1.4×10-6、石英千枚岩1.5×10-6、千枚岩2.5×10-6、片岩1.7×10-6、正片麻岩1.7×10-6、副片麻岩1.5×10-6（巴顿，1959；威宁格，1965；斯奇朗，1968）。

关于变质反应中锗的地球化学行为尚未很好研究，值得指出的是，沉积变质的铁矿石有的已成为具有工业价值的锗原料。在铁矿石中，磁铁矿较赤铁矿富含锗。锗在沉积变质磁铁矿内以六次配位状态进入磁铁矿晶格置换Fe3+，其置换方式为Ge4++Fe2+→2Fe3+。锗由吸附状态进入磁铁矿晶格，大概是在胶体氢氧化铁经受静压变质作用，去水再结晶形成无水氧化铁的过程中形成的。Johan等（1983）发现在闪锌矿内部以显微包裹体形式存在的几个矿物中具有异常高的锗含量。这些矿物赋存在法国Pyrenees中部的几个变质成因的闪锌矿矿床中。这些矿床含有Argutite（四面体GeO2）、锗磁铁矿和少量灰锗矿、carboirite（锗替代硬绿泥石中的硅）和锗铁黑云母（表5-2）。这些矿床中榍石、黝帘石、褐帘石、绿泥石和石英可含有相当数量的锗，远远高于原来报道的这些矿物天然样品中的锗含量。这些矿床中的闪锌矿含锗（60～150）×10-6（Geldron，1983）。

近年来，一些学者基于对硅和锗全球地球化学循环的考虑，较系统地研究了海洋、地表水体、大陆地热体系以及现代洋中脊热水溶液中硅和锗的地球化学行为。

与河流、海洋和大陆岩石中的Ge/Si（原子比）相比较，热液中的Ge/Si（原子比）要高出许多，而且在大多数热水中，Ge浓度和Ge/Si（原子比）随温度的增高而增加。远离工业区和燃煤源的河水中Ge/Si（原子比）约为0.6×10-6（Pokrovski，1998）。太平洋海底黑烟囱的Ge/Si（原子比）为（8～14）×10-6，入海口河水中的Ge/Si（原子比）为0.54×10-6，而循环海水中的Ge/Si（原子比）为0.7×10-6（Mortlock，1993）。冰岛地热系统的Ge/Si（原子比）约为10-5（Arnorsson，1984）。法国MassifCentral热水中的Ge/Si（原子比）为10-4～10-3（Criaud和Fouillac，1984）。富含有机质的水体中Ge/Si（原子比）明显升高（Pokrovski，1998）。海水中含锗约0.05×10-9，并且随着深度的变化而减少（Wardana，1957；Burton，1959）。河水含锗约（0.03～0.10）×10-9（Heide和Korner，1962）。与河水和海水相比，锗在地热水和一些地下水中相对富集。日本地热水中一般含锗（1～15）×10-9，最高可达40×10-9。冰岛地热水中锗含量变化范围为（2～30）×10-9，并且锗含量与水温总体上呈正相关（Arnorsson，1984）。

锗含量与许多重要的配位基（如 Cl-、、H2S、Na+等）含量之间缺乏正相关关系，表明锗不能与这些配位体形成配合物。锗氟配合物稳定性的实验数据表明只有在酸性（pH＜3）富氟（＞0.01mol）的溶液（很难在地热环境中发现）中锗氟配合物才是稳定的。大多数热水和地表环境的氧化还原电位太高，以致不能形成二价锗的配合物，如 Ge2+、GeOH+或。因此，锗主要以四价锗的氢氧配合物形式，存在于除海水和富有机质地表水外的大多数天然水体中（Pokrovski，1998）。在 25～350℃、酸性至碱性溶液、饱和蒸气压条件下，四面体GeO2的溶解度及溶液中锗的赋存状态的实验研究结果表明，锗的溶解度与温度呈明显的正相关；在 20～350℃、pH 值 0～8 条件下，溶液中的锗主要以形式存在；在pH＞8～9 时，离子的数量明显增加。理论计算结果表明锗的氢氧配合物与温度和pH的关系与硅的氢氧配合物类似，但是，生成焓和热容的明显差别，将导致与含锗硅酸盐平衡的溶液中温度与 Ge/Si（原子比）出现较大变化。例如，计算结果表明，当温度从25℃升高至 500℃，与含锗硅灰石（Ca（Si，Ge）O3）平衡的溶液中 Ge/Si 比值增加了一个数量级。从理论上揭示了地热流体中 Ge/Si（原子比）与温度的关系（Pokrovski，1998）。

Koga（1967）注意到新西兰Tanpo火山带地热系统中某些热液蚀变岩石中锗强烈亏损，硅华中具有相当高的锗含量。与新鲜原岩相比，Arnorsson（1984）发现冰岛活动的高温地热系统中某些蚀变玄武岩中锗含量降低；活动地热田中5件硅泉华中锗含量为＜0.1～1.6×10-6，平均0.8×10-6，其Ge/Si比值小于共存热水中的Ge/Si值；5件钙华样品中锗含量＜0.1～2.5×10-6，平均0.9×10-6，钙华自pH为6～7的温水中沉积，并含有一些不定形硅。

小韩在追星

2023-02-17 21:35

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大猩猩是什么岩

Masayuki Ehiro

（Institute of Geology and Paleontology,Tohoku University,Sendai 980-77,Japan）

摘要　东亚二叠纪至三叠纪菊石生物地理分析认为，北上高地南部古陆，作为日本东北部北上高地南部带和早池峰构造带的残余，位于赤道特提斯区，在中、晚三叠世时与中国华南陆块和兴凯湖陆块紧密靠近。这种靠近，特别是北上高地南部和兴凯湖之间的靠近，至少持续到中三叠世。

关键词　菊石古生物地理学　二叠纪　三叠纪　北上高地南部　东亚。

1　引言

亚洲大陆东北边缘与伴生的岛弧大部分由晚古生代到中生代加积杂岩组成。与它们在一起的还有具前中生代基底的几个小陆块，例如，中国东北部—俄国远东的兴凯湖和布列亚，以及日本本州东北部北上高地南部（图1）。二叠纪至三叠纪，特提斯海东部分布着若干个大的陆块：中朝地块、华南（扬子和华夏）地块和中南半岛地块。上述小型陆块多半位于大型陆块的边缘附近，也许是它们的一部分。二叠纪至三叠纪时，关于这些不连续大陆的位置有不同的意见，现讨论于后。

图1　东亚一些陆块简图

北上高地南部古陆（SKP），在早古生代时原是沿冈瓦纳大陆北部边缘俯冲带中的一块陆地[11]。它是日本东北部北上高地南部带和早池峰构造带的残余，由加里东基底和上覆的志留纪到白垩纪浅海相沉积岩组成。对中古生代到早中生代，SKP古地理的研究主要是根据古生物地理资料，因为没有可利用的古生代古地磁资料。本文关于SKP二叠纪至三叠纪古地理的探讨以及与布列亚大陆、兴凯湖微大陆的关系，是以菊石古生物地理学为基础的。

2　东特提斯区二叠纪菊石古生物地理学。

对二叠纪可划分出四个菊石区[9]：北方区、赤道美洲区、赤道特提斯区和冈瓦纳古陆边缘区[9]。北方区（BP）由乌拉尔、新地岛、西伯利亚、加拿大北极圈部分和格陵兰等地组成；赤道美洲区（EAP）包括得克萨斯、科阿韦拉、危地马拉和哥伦比亚；赤道特提斯区（EAP）包括中国华南、东南亚、伊朗、突尼斯和西西里岛；冈瓦纳边缘区（PGP）包括：澳大利亚、喜马拉雅、盐岭和马达加斯加。赤道美洲区和赤道特提斯区含有某些相似的动物群，而北方区和冈瓦纳边缘区也是如此。

在早二叠世（阿赛尔期—卡塞特拉尔期）菊石中Juresanites,Paragastrioceras和Uralo-ceras是北方区和冈瓦纳边缘区的特征分子，而归属于Perrinitidae的各属，除加拿大育空地区报道的Perrinites外均限于赤道美洲区和赤道特提斯区[29,31,14]（图2）。

亚洲东部Uraloceras据报道产于中国内蒙古西部和甘肃西北部[23]，而内蒙古西部还有Paragastrioceras的记述[43]。至少在甘肃有一个产Uraloceras的地点（见文献[23]图1第10地点）被认为位于塔里木古陆的东北边缘。因此，在早二叠世时塔里木地块很可能是中朝地块的西北边缘，是北方区的一部分。另一方面，早二叠世属于赤道特提斯区的分布地点有华南[42]、泰国[15]和帝汶岛[35]等地，都产Perrinitids。日本西南部加积杂岩灰岩中报道有Properrinites和Paraperrinites，如Akiyoshi灰岩和美浓带[32]的二叠系。这些灰岩体在早二叠世时可能形成于赤道特提斯区。相反，日本北上高地南部古陆仅报道有两个世界性菊石[8]:A-gathiceras和Artinskia。

在中二叠世早期（罗德期），Sverdrupites和Daubichites是北极区的特征分子。尽管Daubichites也见于其他区[28]，但在中二叠世中期（沃德期）到晚二叠世北方区和冈瓦纳边缘区没有本区土著地方性菊石。相反，在中二叠世赤道美洲区和赤道特提斯区具有与众不同的动物群（图2）。所有属于Kufengoceratinae（Cyclolobidae）的分子限于赤道美洲区和赤道特提斯区，迄今仅见于得克萨斯、科阿韦拉和华南等地。Paracelitidae中的Paraceltites、Cibo-lites、Nielsenoceras和Doulingoceras产于得克萨斯、科阿韦拉、突尼斯和华南等地。Cycolo-bid中的Timorites局限于赤道美洲区和赤道特提斯区，除中喜马拉雅一个地点作为例外，该属产于得克萨斯、科阿韦拉、朱利法、阿巴德、帝汶岛和华南等地。

日本北上高地南部已知有13个菊石属产于中二叠世Kanokuran岩系[9,10]，其中包括赤道特提斯区特有的代表：Paraceltites、Cibolites和Timorites（表1）。近来，在日本西南部的Kurosegawa构造带也找到了Cibolites[21]。在兴凯湖微大陆的东南边缘南滨海区有中二叠世沉积地层，其中也产菊石Timorites[22]。因此北上高地南部，Kurosegawa构造带和南滨海区（兴凯湖）等地在中二叠世时都位于赤道特提斯区。在布列亚大陆沉积的吉林中二叠世早期地层中产菊石17个属[23,24]，包括Waagenoceras和Daubichites，但是没有赤道特提斯的特有属。

图2　一些早—中二叠世菊石属的地理分布图（据Ehiro[9］修正）

表1　入选地点中一些中二叠世（Guadalupian）菊石的分布。

注：1—澳大利亚；2—喜马拉雅；3—帝汶岛；4—华南；5—南滨海区；6—北上高地南部；7—得克萨斯－科阿韦拉；8—吉林－内蒙古；9—甘肃；10—西伯利亚；11—加拿大北极圈部分。三角形表示在北上高地未发现的菊石。

晚二叠世（吴家坪—长兴期）的Xenodiscaceans，除了Xenodiscus（Xenodiscidae）和Paratirolites（Dzhulfitidae）外所有晚二叠世Otocerataceans仅限于赤道美洲区和赤道特提斯区，产地有科阿韦拉、朱利法、阿巴德和华南（图3）。Pseudogastrioceras也见于赤道特提斯区的各个地点，如：朱利法、阿巴德、东南亚和华南等地。

图3　一些晚二叠世菊石属地理分布图（据Ehiro[9]修改）

在北上高地南部的上二叠统Toyoman岩系产有11个菊石属，包括：Timorites、Pseudo-gastrioceras的某些araxoceratids（Otocerataceans），如Araxoceras、Prototoceras和Eu-sanyangites[9]（表2）。南滨海区上二叠统也产araxoceratid的Eusanyangites和Xenodiscids的Xenodiscus,Iranites?[40]。因此北上高地南部和南滨海区在晚二叠世以及中二叠世时被认为属于赤道特提斯区。

表2　入选地点中一些上二叠统（吴家坪阶—长兴阶）菊石属的分布。

注：1—澳大利亚；2—喜马拉雅－马达加斯加；3—华南；4—南滨海区；5—北上高地南部；6—科阿韦拉；7—朱利法－阿巴德；8—格陵兰。

3　北上高地南部古陆的三叠纪菊石及其古生物地理意义。

Tozer[37]将三叠纪菊石生物地理区分为北极区、太平洋（东太平洋和西太平洋）区、特提斯区、日尔曼区和塞法迪（Sephardic）区，尽管这些区之间的界限，特别是西太平洋区与特提斯区的界限还不太清楚。有许多三叠纪的菊石属有广泛的地理分布。本文将产于太平洋区和特提斯区的菊石称太平洋－特提斯型，在北极区、太平洋区和特提斯区有常见的世界性菊石。

北上高地南部三叠纪菊石主要报道于斯帕斯阶、安尼阶和下拉丁阶。在北上高地南部[5,4,7,16],Osawa组斯帕斯期菊石动物群的特征是存在Subcolumbites和Columbites，并以太平洋特提斯型占优势，没有北极区的Arctotirolites、Arctomeekoceras、Boreomeekoceras、Sibirites和Parasibirites（表3）。此地区19个属除地方性属Eosturia外，12个菊石属采自Osawa组，并在特提斯区的许多地点有所报道，17个属产于太平洋区，而北极区仅有6个属。Osawa组中的菊石有16个属和华南区一样，15个属为南滨海区所共有。因此，尽管南滨海区的一些早、中三叠世菊石的分类位置在修订过程中[39]，但北上高地南部斯帕斯期菊石动物群与华南和南滨海相类似，在密切的地理上的联系（图4）。

表3　入选地点中早三叠世最晚期（Spathian）一些菊石属分布。

续表

注：1—伊朗；2—帝汶岛；3—华南；4—北上高地南部；5—南滨海区；6—西伯利亚；7—内华达。带“＊”者为Ar-nautoceltites。三角形表示在北上高地南部未发现的菊石。

图4　北极区、特提斯区和太平洋区一些早三叠世晚期菊石的地理分布。

北上高地南部的安尼阶—下拉丁阶（Fukkoshi、Isatomae和Rifu组）产菊石：Bala-tonites、Hollandites、Paraceratites和Protrachyceras等。这些组[33,3,6]中的27个属中的大部分是太平洋特提斯型菊石动物群，而没有任何北极型的菊石（表4），其中23个属产于特提斯区各地，20个属产于太平洋区，8个属为北极区。产于滨海区的21个中三叠世菊石中[20,38]，有14个属与北上高地南部共有。因此，在早－中三叠世，北上高地南部和南滨海区的菊石动物群关系密切。另一方面，北上高地南部仅有6个中三叠世菊石属和华南及西伯利亚所共有。

表4　一些中三叠世（Anisian—Ladinian）菊石属分布。

注：1—伊朗；2—帝汶岛；3—华南；4—北上高地南部；5—南滨海区；6—西伯利亚；7—内华达－爱达荷。三角形表示在北上高地未发现的菊石。

北上高地南部上三叠统地层中菊石很稀少，但这些菊石都是世界性的。日本西南部产三叠纪菊石的岩组，除北上高地南部的外还有早三叠世的Iwai组、Taho石灰岩和Kamra组；中三叠世的Zohoin群；晚三叠世的Nabae群、Kochigatani群、Tanoura组和Nakijin组。这些三叠纪地层中的菊石是世界性的，太平洋－特提斯型或特提斯型，在日本没有与北极区菊石亲近的分子。

4　根据菊石古生物地理推测的东亚二叠纪—三叠纪古地理。

关于北上高地南部二叠纪的古地理情况有两种意见。根据珊瑚[25]与双壳类[12,13,27]动物的相似性，认为北上高地南部的古地理位置接近中国华南或中南半岛地块。Kawamura和Machiyama[18]也将北上高地南部置于华南的东南缘，接近中南半岛，因为在中二叠世主要发育在华南和中南半岛周围的热带珊瑚礁体也见于北上高地南部。另一方面，北上高地南部中二叠世的腕足动物与中国西北部内蒙古和吉林[26,36]地区的分子相似。

类和陆生植物的生物地理学的观点迥然不同。根据Ozawa[34]的意见，北上高地南部地区中－晚二叠世。

类动物群与南滨海区、华南区、东南亚等地惊人地相似，而Ishii[17]断定北上高地南部地区在中石炭世到中二叠世早期，和内蒙古－吉林区属于同一。

类区。北上高地南部下二叠统地层中植物化石属于华夏植物区[1,2]。华夏植物区可划分为华南和华北两个亚区。Asama[1]将北上高地植物群和中国山西植物群对比后认为属华北亚区。可是，Kimura[19]认为，根据目前的认识水平，北上高地植物群是华北亚区还是华南亚区很难确定。

二叠纪菊石古生物地理表明它与基于珊瑚和双壳类的意见相似，因为北上高地南部的中－晚二叠世菊石动物群均与属于赤道特提斯区的华南关系密切。南滨海区（兴凯湖陆块）的中－晚二叠世菊石动物群也与它们类似。因此，可以认为，在二叠纪时这三个大陆位置紧靠赤道特提斯区（图2、3）。另一方面，在吉林（布列亚陆块）和内蒙古[23,24,43]含Daubichites和Waagenoceras的地层不同于华南和北上高地南部，因为吉林和内蒙古没有赤道特提斯区特有的中二叠世的Paraceltids，布列亚陆块属于北极区远离华南和北上高地南部。

关于三叠纪生物地理，Nakazawa[27]认为，北上高地南部的软体动物与西伯利亚有些联系，因为中三叠世双壳类Daonella densisulata和中三叠世菊石属于北上高地南部的Hollandites、Ussurites、Sturia和Balatonites等属的一些种为西伯利亚区所常见。但无论如何，这些菊石是世界性的，而北上高地南部早－中三叠世菊石动物群缺少北极型菊石分子，主要由上述的太平洋－特提斯型分子组成。在早－中三叠世，从菊石动物群的角度看，北上高地南部应归属于太平洋或特提斯区，不属于北极区；由此可以得出结论：北上高地南部处于低纬度，华南、北上高地南部、兴安之间在地理位置上相近，特别是后二者的关系更为密切，至少直到中三叠世是这样（图4）。

上述北上高地南部和兴凯湖地块的古地理的再造，与古地磁研究[41]的结论相一致，古地磁研究认为南滨海区的古纬度，在二叠纪时为北纬1.0°到16.7°，而在早三叠世为北纬24.2°。

致谢　感谢东北大学的K.Ishizaki教授、衣阿华大学的Brian F.Glenister教授，他们审阅了手稿。本研究受到日本文部省科学研究资金的部分资助（C:07640593）。

（徐宝政　译，项礼文　校）

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小韩在追星

2023-02-17 21:35

大猩猩

本词条是多义词，共5个义项

现存灵长类中体型最大的动物

灵长目人科的哺乳动物