• 2021年第40卷第4期文章目次
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    • >专题研究
    • 医巫闾山变质核杂岩核部晚中生代花岗岩成因及地质意义

      2021, 40(4):671-686.

      摘要 (85) HTML (0) PDF 10.74 M (434) 评论 (0) 收藏

      摘要:位于华北克拉通北缘的医巫闾山变质核杂岩是中生代东北亚大陆大规模伸展变形的一个代表。本文在系统收集该区已有数据的基础上,对医巫闾山变质核杂岩核部晚中生代花岗岩的主量元素、微量元素以及Sr-Nd同位素进行了测试分析和特征总结,进而讨论其成因及地质意义。研究结果显示,医巫闾山花岗岩主要为一套由黑云母二长花岗岩和花岗闪长岩等组成的杂岩体,总体上富硅(SiO2=61.17%~75.21%)、富碱(K2O+Na2O=7.34%~9.03%),呈准铝质-过铝质(A/CNK=0.96~1.08),属于高钾钙碱性,与I型花岗岩特征相一致;大部分花岗岩具有弱的负Eu异常(δEu=0.71~1.63),富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr)和轻稀土元素,亏损高场强元素(Nb、Ta、Ti)和重稀土元素,高Sr (308×10-6~1 414×10-6,平均709×10-6),低Y (3.17×10-6~13.30×10-6,平均7.86×10-6)和Yb (0.45×10-6~1.32×10-6,平均0.78×10-6),具有埃达克质岩的特征;同位素分析结果显示,早期同侵位花岗岩具有变化较大的(87Sr/86Sr)i值(0.695 966~0.707 869)和较低的εNd (t)值(-21.72~-18.32),表明其物源为古老地壳,应是加厚下地壳在区域伸展减压背景下部分熔融的产物,晚期变形后侵位花岗岩的(87Sr/86Sr)i值为0.705 909~0.706 774,εNd (t)值为-20.60~-16.99,与晚中生代华北克拉通伸展减薄相关。

    • 峨眉山大火成岩省岩石成因与空间差异性研究——基于全区高Ti玄武岩地球化学数据分析与模拟

      2021, 40(4):687-703.

      摘要 (81) HTML (0) PDF 11.86 M (381) 评论 (0) 收藏

      摘要:高Ti玄武岩成因是峨眉山大火成岩省(ELIP)研究的热点问题。由于高Ti玄武岩地球化学特征在空间上存在差异,其岩石成因尚未达成共识。本文系统收集了峨眉山大火成岩省中高Ti玄武岩地球化学数据以及锆石ID-TIMS U-Pb测年结果,并进行统一处理分析与模拟。研究结果显示,峨眉山大火成岩省形成于约259~258 Ma,高Ti玄武岩在大火成岩省全区均有出露。自西向东,岩石年龄无明显变化规律,厚度逐渐变薄。高Ti玄武岩起源于具有富集地幔特征的地幔柱源区,几乎没有遭受地壳混染,经历了低程度部分熔融作用并可能混入了少量岩石圈地幔物质,发生了以单斜辉石为主的分离结晶作用。峨眉山大火成岩省深部存在一个非对称式的地幔柱,自西向东,高Ti玄武质岩浆起源深度变浅、温度降低,熔融深度和压力随之降低,熔融程度相对增大。模拟表明,源区石榴石相和尖晶石相的熔融程度分别为0.5%~2%和5%,石榴石相熔融比例自西向东由90%减小至40%,而尖晶石相熔融比例由10%增大至60%。

    • 云南个旧碱性杂岩体的岩石成因及稀土元素富集机制

      2021, 40(4):704-716.

      摘要 (79) HTML (0) PDF 7.95 M (240) 评论 (0) 收藏

      摘要:云南个旧碱性杂岩体由边缘相碱长正长岩和中心相霞石正长岩组成。全岩地球化学分析表明,该碱性杂岩体具有高碱、富钾、富铁、低镁、高分异的碱性-过碱性岩石特征,晚期更富集碱金属元素;LREE/HREE值为20~59,(La/Sm)N=8~50,(Sm/Yb)N=1.2~5.0,富集轻稀土元素,轻稀土元素较重稀土元素分馏程度高,具Eu负异常,亏损Ti、Nb、P、K、Sr等元素,富集Zr、Hf、Th、La、Ce、Nd、U、Rb等元素,岩浆来源与幔源物质有关;碱长正长岩和霞石正长岩具有相似的微量元素和稀土元素特征,具有同源岩浆分异演化的特点;Rb/Sr、Nb/Ta、Zr/Hf等比值均高于或接近于原始地幔的相应值;CIPW标准矿物计算结果表明边缘相碱长正长岩中出现紫苏辉石、锥辉石、橄榄石,中心相霞石正长岩中出现橄榄石。结合(Th/Nb)N和Nb/La值特征以及前人Sr-Nd同位素研究成果,认为个旧碱性杂岩体的岩浆来源于遭受交代作用的富集地幔部分熔融,同时受有限的地壳混染作用而成,形成于后碰撞的伸展环境。碱性岩浆演化晚期更加富碱、经历了更高程度的结晶分异作用是稀土元素、Nb、Ga和Zr元素超常富集的重要原因。

    • 塔里木大火成岩省熔结凝灰岩中富磷-稀土矿物集合体的识别及其意义

      2021, 40(4):717-728.

      摘要 (68) HTML (0) PDF 9.12 M (140) 评论 (0) 收藏

      摘要:高分异的高硅流纹岩具有稀土元素(REE)成矿的潜在价值。塔里木大火成岩省以发育高比例的长英质岩石为特征,但其是否具有稀土成矿的潜力还缺少有力证据。本次研究以来自塔里木大火成岩省塔北隆起S42井的高硅熔结凝灰岩为研究对象,从中识别出多种富Fe-P-REE的矿物集合体:①熔结凝灰岩的岩屑具有由磁铁矿、独居石和碱性长石等矿物组成的核部,并被石英组成的边部包裹;②熔结凝灰岩胶结物中的磁铁矿+磷灰石+金红石+独居石矿物组合;③晶屑石英包裹独居石和黄铁矿等。进一步的石英SIMS原位氧同位素分析表明,岩屑石英的δ18OV-SMOW值的变化范围为11.15‰~14.60‰,而晶屑石英的氧同位素组成偏轻(7.23‰~7.84‰),与全岩氧同位素组成基本一致(5.00‰~7.21‰)。石英钛饱和温度计估算晶屑石英的形成温度为756~815℃,岩屑石英为566~645℃。另外,岩屑中与独居石共生的磁铁矿的微量元素特征与热液成因的磁铁矿一致。以上证据表明,岩屑中的Fe-P-REE矿物集合体主要来源于热液作用。而熔结凝灰岩的胶结物中与晶屑石英包裹体中出现富Fe-P-REE矿物集合体表明岩浆在演化的晚期REE已足够富集并结晶出稀土矿物。因此,熔结凝灰岩中的富Fe-P-REE的矿物集合体主要与岩浆的分离结晶作用和热液作用有关,它们的识别对认识塔里木大火成岩省长英质岩石的稀土成矿潜力具有重要意义。

    • 藏东南始新世剑川盆地西缘沉积特征及构造意义

      2021, 40(4):729-746.

      摘要 (44) HTML (0) PDF 13.42 M (142) 评论 (0) 收藏

      摘要:印度-欧亚大陆碰撞作用形成了以西藏-喜马拉雅造山带为主体的正向碰撞带和以"三江"造山带为主体的斜向碰撞带,二者之间的现代分界线为喜马拉雅东构造结。剑川盆地是目前已确定的、位于斜向碰撞带最南端的始新世盆地。通过对盆地西缘4条剖面的详细沉积学研究,发现盆地充填过程分为2个阶段。钾质-超钾质火山活动(37~34 Ma)之前的充填物源自盆地西南侧,由冲积扇扇根、扇中亚相逐渐转变为三角洲平原亚相;火山活动之后的充填物源自盆地北西侧,形成冲积扇扇根、扇中亚相。结合盆地充填期间西侧基底构造变形特点,认为剑川盆地为始新世前陆盆地。始新世期间,剑川盆地与藏东、藏北诸多始新世前陆盆地一样,可能属于正向碰撞带的一部分,其与斜向碰撞带之间的界线位于剑川盆地以南。由于印度地块持续向北迁移,挤入到欧亚大陆内部,导致斜向碰撞带逐渐向北生长。

    • 滇西云龙漕涧地区高压片麻岩的发现及厘定

      2021, 40(4):747-756.

      摘要 (43) HTML (0) PDF 6.88 M (118) 评论 (0) 收藏

      摘要:笔者在滇西云龙县漕涧新发现了一套以黑云斜长片麻岩为主的变泥质岩石,其呈构造透镜体状产出,出露面积极小,中高级变质矿物发育,与围岩特征明显不同。岩相学研究表明,片麻岩保留有明显的俯冲-折返的矿物学记录,矿物世代具顺时针变质演化特征,其中还残存有蓝晶石+铝直闪石的共生矿物组合,对应的变质压力达1.0 GPa以上。通过GBP平均温压计法计算得到岩石的变质温压范围为566~623℃和0.36~0.53 GPa;此外,片麻岩中还有少量的多硅白云母矿物,根据相平衡模拟p-T视剖面图及其硅原子数最大值为3.23的特点,推断其属蓝片岩类。综合研究认为,黑云斜长片麻岩属于高压变质岩(峰期变质压力最小约为1.60 GPa),为昌宁-孟连结合带的北段寻找高压变质岩提供了新的信息,并表明昌宁-孟连结合带为一条连续的高压-超高压变质带。

    • 四川盐源混合铜矿的工艺矿物学研究

      2021, 40(4):757-763.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 4.66 M (85) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用扫描电镜、X射线能谱分析、XRD、MLA矿物检测软件对四川盐源混合铜矿的物质组成、赋存状态、嵌布特性、粒度特征、解离特征进行了研究。结果表明,该矿石中的主要有价金属是铜,含量为1.05%,主要赋存于黄铜矿、斑铜矿、辉铜矿、孔雀石中,脉石矿物主要有石英和长石,其次为方解石、绿泥石;主要矿物的粒度均小于20 μm,其中-9.6 μm粒级的金属含量为0.3%,矿物单体解离度差;主要的铜矿物与脉石矿物共生紧密,仅仅利用常规手段难以达到良好的经济指标。基于上述工艺矿物学研究结果,采用一粗两精两扫的强化浮选流程、集中处理部分中矿的方案进行闭路试验,获得铜精矿铜品位达19.12%,回收率达79.16%。

    • >综述与进展
    • 俯冲带中石墨质碳的研究进展

      2021, 40(4):764-777.

      摘要 (72) HTML (0) PDF 11.34 M (363) 评论 (0) 收藏

      摘要:自然界中,石墨质碳可以稳定存在于沉积岩、岩浆岩和变质岩中,由有机质或无机碳酸盐转变而来。随着对俯冲带碳循环研究的不断深入,通常作为副矿物产出在变质岩中的石墨质碳也引起了广泛的关注。相比于碳酸盐矿物和含碳流体,石墨质碳因其低溶解性、低移动性常作为碳汇稳定存在于俯冲带中。然而,在一些特殊的地质条件下(例如流体出现的开放体系中),石墨质碳不再稳定,它会变得活跃并发生迁移。因此,石墨质碳也是俯冲带碳循环研究中的关键载体。本文在综述前人研究成果的基础上,总结了俯冲带中石墨质碳的性质、来源、形成和分解过程,并重点介绍了俯冲带中非生物成因石墨的形成机制、石墨质碳的稳定性以及石墨质碳的释放,全面探讨了石墨质碳在俯冲带碳循环中的重要意义。俯冲带中石墨质碳的成因机制主要有3种:生物有机质石墨化、饱和含碳流体沉淀、碳酸盐矿物的还原反应。俯冲带中石墨质碳可通过分解脱气和溶解的方式释放。俯冲作用和风化侵蚀是石墨质碳全球循环的两个主要过程,其中俯冲作用对石墨质碳的地球内部循环影响较大。

    • 高放处置罐铁释放诱发膨润土矿物相变研究进展

      2021, 40(4):778-785.

      摘要 (35) HTML (0) PDF 6.18 M (84) 评论 (0) 收藏

      摘要:作为高放废物处置罐候选金属材料,低碳钢在处置库服役期间,其腐蚀产物侵入缓冲屏障,导致缓冲材料矿物相变与性能变异,威胁多重屏障体系的长期安全稳定。本文详细综述了国内外处置库深部还原环境所处的弱碱性化学场与中低温度场的变化趋势,认为处置库深部化学-温度还原条件可导致处置罐Fe腐蚀释放Fe2+。在处置库长期运行过程中,蒙脱石与Fe2+接触发生矿物相变,一方面Fe2+置换蒙脱石八面体晶格中的Al3+和Mg2+,还原Fe3+或直接占据空位,生成次生矿物;另一方面Fe2+交换蒙脱石层间的Na+、K+和Ca2+,转化为铁基蒙脱石。矿物相变可诱发缓冲屏障性能变异甚至退化。基于"抗矿物转化"理念,提出了下一阶段缓冲材料矿物相变研究方向,为地下实验室碳素钢选型、缓冲屏障验证试验设计以及屏障体系安全评价提供科学依据。

    • >环境矿物学
    • 铁细菌培养过程中低分子有机酸钠盐对含硫酸根铁矿物形成的影响

      2021, 40(4):786-794.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 6.13 M (87) 评论 (0) 收藏

      摘要:普遍存在环境中的低分子有机酸盐对氧化亚铁硫杆菌的矿化产物(施氏矿和黄钾铁矾等铁矿物)会产生影响,从而导致环境中有毒重金属迁移转化发生变化。本文探讨了低分子有机酸钠盐对铁细菌HX3成长过程中代谢产物铁矿物的影响,并利用XRD、FTIR、FESEM和EDS对形成的铁矿物进行了表征与分析。研究结果表明,低浓度低分子有机酸钠盐的加入对细菌氧化Fe2+的影响不明显,但可加速黄钾铁矾的形成;苹果酸钠的加入较柠檬酸钠和草酸钠更利于施氏矿向黄钾铁矾转变。高浓度低分子有机酸钠盐(苹果酸钠、柠檬酸钠和草酸钠依次为20、40和40 mmol/L)的加入对细菌培养过程中Fe2+的氧化有抑制作用;抑制影响从大到小的顺序为:苹果酸钠>柠檬酸钠>草酸钠。该研究结果可为含氧化亚铁硫杆菌等铁细菌的酸性矿山废水中铁矿物的形成转化和生物矿化机理提供理论参考。

    • 酸活化坡缕石对土壤中Cd的钝化效果研究

      2021, 40(4):795-803.

      摘要 (18) HTML (0) PDF 6.89 M (95) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究不同浓度H2SO4溶液活化的坡缕石对土壤中Cd的钝化效果,使用浓度分别为5%、7.5%、10%、12.5%、15%的H2SO4溶液对坡缕石进行活化,加入Cd污染土壤进行钝化实验和盆栽实验。结果表明:施加不同浓度H2SO4溶液活化的坡缕石均能显著降低土壤有效态Cd含量,10%的H2SO4活化的坡缕石钝化效果最显著,毒性浸出(TCLP)和二乙烯三胺五乙酸(DTPA)提取态Cd含量分别降低31.11%和37.33%。通过欧洲共同体参考机构(BCR)连续提取法测定结果表明酸活化坡缕石能显著降低土壤中Cd的酸溶态含量和还原态含量,酸活化坡缕石能显著抑制玉米对土壤中Cd的吸收和地下部分向地上部分的转移,使玉米地上部分Cd的含量相比对照组降低26.99%~43.97%,玉米地下部分Cd的含量相比对照组降低15.36%~27.40%。酸活化坡缕石对土壤中的Cd有明显的钝化效果。

    • HONO在γ-Al2O3(110)表面非均相氧化SO2机理的第一性原理研究

      2021, 40(4):804-811.

      摘要 (26) HTML (0) PDF 5.02 M (89) 评论 (0) 收藏

      摘要:为研究亚硝酸(HONO)在γ-Al2O3(110)表面非均相氧化SO2的机理,基于密度泛函理论(density functional theory,DFT)的第一性原理计算了SO2和HONO在γ-Al2O3(110)表面的吸附机制和氧化机制。结果表明,SO2以分子的形式吸附在完整或缺陷的γ-Al2O3(110)表面,而HONO仅在完整表面上以分子的形式存在。表面氧缺陷的存在不仅会增强SO2和HONO的吸附强度,而且能诱导HONO在含氧缺陷表面的分解(HONO→NO+·OH)。通过局域态密度(partial density of states,PDOS)和Mulliken电荷布局分析表明,HONO的分解遵循Haber-Weiss机制。当SO2和HONO共同吸附在氧缺陷表面时,HONO分解产生·OH,氧化SO2形成HOSO2团簇分子。该研究不仅有助于理解HONO在矿物氧化物表面氧化SO2的作用,而且为解释大气硫酸盐气溶胶的形成提供了理论依据。

    • >宝玉石矿物学
    • 缅甸硬玉岩中后成合晶冠状体的含水性研究

      2021, 40(4):812-824.

      摘要 (22) HTML (0) PDF 6.81 M (91) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于多期次流体活动在硬玉岩及后成合晶冠状体的交互作用过程中发挥了至关重要的作用,采用电子探针、显微红外光谱等测试方法,从微尺度角度重点对缅甸角闪石质硬玉岩中角闪石+铬硬玉+硬玉后成合晶冠状体的成分和结构羟基赋存状态进行了研究。结果显示,参与后成合晶冠状体形成的流体组分较为复杂且形成过程是多阶段的;后成合晶冠状体的共生矿物组合不同,角闪石质硬玉岩中普遍发育角闪石+铬硬玉+硬玉化学成分环带;后成合晶冠状体中核部角闪石结构羟基含量较为均一,铬硬玉边缘至硬玉、硬玉晶粒中的结构羟基含量呈较为规律的递增趋势。核部角闪石中结构羟基均一且外层硬玉中结构羟基含量的变化规律表明缅甸硬玉岩中后成合晶冠状体的形成环境相对稳定,主要以多期次流体交代为主,未出现较大规模的动力变质作用。缅甸硬玉岩中后成合晶冠状体成分及水含量的变化规律有助于解析该地区俯冲带流体参与硬玉岩交互作用的轨迹,从而为缅甸硬玉岩的成岩机制提供一定的佐证。

    • 辽宁岫岩县桑皮峪透闪石玉成矿年龄研究

      2021, 40(4):825-934.

      摘要 (36) HTML (0) PDF 5.81 M (100) 评论 (0) 收藏

      摘要:运用偏光显微镜、电子探针对辽宁岫岩县桑皮峪透闪石玉的岩石学特征进行了研究,并运用二次离子质谱仪测定从桑皮峪透闪石玉中分离的锆石和榍石的年龄。结果表明:桑皮峪透闪石玉主要由透闪石组成,次要矿物包括磷灰石、方解石、绿泥石、石墨、褐铁矿、锆石、榍石等。偏光显微镜下桑皮峪透闪石玉的主要结构是毛毡状纤维交织结构、显微细晶质结构和纤维变晶结构;主要构造为块状构造。主要化学成分为SiO2、MgO和CaO,Mg2+/(Mg2++Fe2+)值为0.964~0.971。桑皮峪透闪石玉的锆石U-Pb谐和年龄为1 851±7 Ma,榍石的207Pb/206Pb年龄为1 848±17 Ma,表明桑皮峪透闪石玉矿形成于古元古代白云岩的区域变质时期。

    • >其他
    • 《岩石矿物学杂志》再次入选地质学类中文核心期刊

      2021, 40(4):686-686.

      摘要 (40) HTML (0) PDF 576.13 K (80) 评论 (0) 收藏

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