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摘要:安徽南部侏罗至白垩纪屯溪盆地位于NE向中下扬子火山岩带和NNE向中国东南部火山岩带的交接部位,其火山岩的年代学和成因研究可以提供华南晚中生代构造演化的信息。4个火山岩样品的LA-ICP-MS锆石 U-Pb年龄及其岩石地球化学数据指示屯溪盆地发育两期火山岩:早期火山岩形成于156~152 Ma,为中、高钾钙碱性系列,稀土元素分布型式为轻稀土元素富集的右倾型,铕负异常不明显,富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损高场强元素Nb、Ti、P;晚期火山岩形成于136~130 Ma,具有双峰式火山岩特征,其酸性组分属中钾钙碱性系列,稀土元素分布型式为右倾斜的"V"型,铕负异常明显,同样具有富集轻稀土元素、大离子亲石元素及亏损高场强元素Nb、Ti、P的特征。皖南屯溪盆地晚侏罗世-早白垩世火山活动类似于中国东南部火山岩带。结合前人资料,认为屯溪盆地晚侏罗世火山岩形成于挤压构造环境,而早白垩世火山岩形成于伸展环境,其成因与晚侏罗至早白垩世古太平洋板块俯冲角度变化和俯冲板片后撤作用有关。

摘要:小土尔根是近年来诺尔特地区新发现的斑岩铜矿。矿区内发育花岗斑岩、花岗闪长斑岩、黑云母二长花岗岩,其中与成矿作用密切相关的岩体为花岗闪长斑岩。为了确定矿区侵入岩成因及其与铜矿化的内在关系,对矿区内发育的岩体开展了岩相学和地球化学研究。结果表明,所有岩石富硅和碱,铝含量中等,属高钾钙碱性和钾玄质系列岩石。所有样品富集Rb、Ba等大离子亲石元素和轻稀土元素,相对亏损Nb、Ta、Ti、P、Sr和重稀土元素,指示其为同源岩浆分异演化的产物,形成于陆缘弧环境。结合区域地质背景,推测这些岩体是俯冲洋壳发生部分熔融并交代上覆地幔楔后,在上升过程中经分离结晶作用后的产物。与典型的还原性斑岩型铜矿形成条件进行对比研究后,认为小土尔根地区有形成斑岩型矿床的潜力。

摘要:扬子板块西北缘新元古代岩浆作用的研究对于探讨Rodinia超大陆的构造演化具有重要意义,对米仓山新民地区角闪辉长岩的岩石学和地球化学分析结果表明,岩石SiO₂含量较低且变化范围较小,岩石富Al和Ca,低K、Ti、P,Mg^#值中等,属于亚碱性低钾拉斑岩石系列。岩石具有稀土元素总量相对较低、相对富集轻稀土元素和轻重稀土元素分馏程度低的特征,具弱Eu正异常,δEu=1.03~2.36。岩石总体上富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Sr),亏损高场强元素(Nb、Zr、Hf、Th等),⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.703 858,¹⁴³Nd/¹⁴⁴Nd=0.512 617,εNd(t)=+3.1。综合区域地质、地球化学特征,该岩体岩浆起源于亏损地幔的部分熔融,在上升侵位过程中可能受到了地壳物质的混染。在这时期,扬子板块北缘处于汇聚环境,新民角闪辉长岩形成于弧后盆地的构造环境,是Rodinia超大陆在新元古代期间演化过程中岩浆作用的产物。

摘要:位于苏尼特左旗东部的东苏二长花岗岩是索伦缝合带重要组成部分,具有高硅(SiO₂=69.76%~75.58%)、高碱且相对富钾(K₂O+Na₂O=6.99%~9.16%,K₂O/Na₂O=0.70~1.69)、相对富铝(铝饱和指数A/CNK=1.04~1.13)、高TFeO/MgO值(3.43~11.26)、贫镁(MgO=0.08%~0.50%)的特征;微量元素地球化学性质表现出相对富集轻稀土,Ba、Sr、Nb、Eu强烈负异常,Rb、Th、Ta等不相容元素富集的特征。主量和微量元素均表现出铝质A型花岗岩的特征。采用锆石LA-ICP-MS U-Pb法获得²⁰⁶Pb/²³⁸U值的加权平均年龄为221.5±0.81 Ma(MSWD值为0.57),表明该岩体为晚三叠世岩浆活动的产物。结合区域地质资料及地球化学信息可以判断该东苏花岗岩为后造山伸展阶段长英质地壳物质(变杂砂岩)部分熔融的产物。它的出现,标志着古亚洲洋演化的结束,索伦缝合带在晚三叠世的碰撞已达末期。

摘要:本文采集藏南冲巴淡色花岗岩样品并进行系统的锆石LA-ICP-MS U-Pb和白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学分析。锆石U-Pb定年结果显示,冲巴淡色花岗岩年龄为12.4±0.4 Ma,处于前人划分的新喜马拉雅阶段与后喜马拉雅阶段分界处。结合淡色花岗岩沿藏南拆离系分布的特征,可将其归入新喜马拉雅阶段。冲巴淡色花岗岩为同构造侵位花岗岩,是藏南拆离系活动导致的构造减压熔融的产物,12.4±0.4 Ma的锆石U-Pb年龄代表了研究区藏南拆离系的活动时代。然而,这一活动时代明显滞后于喜马拉雅中西部地区,呈现自西向东启动时代和停止活动时代逐渐变晚的趋势;白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学分析表明,冲巴淡色花岗岩冷却年龄分别为9.11±0.25 Ma和9.62±0.10 Ma。锆石U-Pb和白云母⁴⁰Ar-³⁹Ar年代学计算表明,冲巴淡色花岗岩体从12.4 Ma到9.11 Ma发生了快速冷却剥露,冷却速率高达137~162℃/Ma,这一结果与前人通过变质P-T-t研究得到的快速折返的结论相吻合。综合前人研究成果,认为12.4~9.11 Ma的快速冷却事件可能与研究区藏南拆离系的大规模伸展拆离导致的构造剥露有关。

摘要:通过博格达山北麓白杨河剖面芦草沟组页岩的地球化学特征的综合研究,讨论了芦草沟组页岩的元素富集特征和沉积环境以及源区物源特征和构造背景。结果表明: ① 研究区页岩P元素极为富集,这受控于页岩中凝灰质火山灰夹层的广泛发育; ② 对比于世界页岩微量元素分布,白杨河页岩相对富集Li、B、Pr、Tb、Dy、Ho、Er、Tm和Lu元素,其他元素相对亏损; ③ 白杨河剖面页岩地化参数揭示芦草沟组自下而上气候由温湿向干热转变,进而引起水体由淡水向咸水的转变和还原程度的进一步加强; ④ 物源区遭受低级-中等风化程度,物源类型主要为长英质火成岩,其次为铁镁质火成岩; ⑤ 物源区大地构造背景以大陆岛弧-活动大陆边缘构造背景为主。

摘要:新疆西南天山高压-超高压变质带主要由泥质-长英质片岩组成,其中包裹榴辉岩、蓝片岩和超基性岩等透镜体。含柯石英泥质片岩具斑状/筛状变晶结构,片状构造,矿物组合为石榴石、多硅白云母、钠长石、钠云母、蓝闪石、冻蓝闪石、石英以及少量褐帘石、金红石和榍石,柯石英包裹在石榴石变斑晶内。根据岩石学特征和相平衡模拟的结果,识别出含柯石英泥质片岩经历了3期变质演化阶段:压力峰期之前的进变质阶段(Ⅰ),由石榴石核部到含柯石英区域的环带确定,特征为温度和压力同时升高,所限定的压力峰期条件为500℃、2.9 GPa,模拟的矿物组合为石榴石+蓝闪石+硬玉+纤柱石+硬柱石+金红石+多硅白云母+柯石英,与含柯石英的事实相符;压力峰期之后的升温降压至温度峰期阶段(Ⅱ),由石榴石含柯石英区域到边部的环带确定,特征为温度升高压力降低,所限定的温度峰期条件为560℃、2.35 GPa,模拟的矿物组合为石榴石+蓝闪石+硬玉+硬柱石+金红石+多硅白云母+石英,发生连续脱水反应蓝闪石+纤柱石+硬柱石=石榴石+硬玉+水,释放出岩石中约45%的水,导致柯石英转变为石英,纤柱石消失;温度峰期之后的近等温降压阶段(Ⅲ),由晚期矿物组合钠云母+钠长石+冻蓝闪石+榍石+石英的稳定温压条件确定(495~550℃、1.0~1.15 GPa),减压抬升过程中,在约2.1 GPa处,发生脱水反应硬玉+硬柱石=蓝闪石+钠云母+水,导致硬柱石消失,钠云母出现,在约1.1~1.25 GPa处,榍石取代金红石,绿辉石消失,钠长石和冻蓝闪石出现。阶段Ⅱ强烈的连续脱水过程十分利于矿物组合的再平衡,导致绝大多数压力峰期的柯石英转变为石英,仅有极少数因包裹在刚性石榴石中而得以保存。含柯石英泥质片岩及其榴辉岩透镜体经历了完全相同的俯冲折返过程。

摘要:采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对天然菱铁矿的压缩性和电子结构进行了原位X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构谱(XANES)测试研究。在室温下随着压力逐渐升高至50.2 GPa,菱铁矿保持方解石型结构不变,但是逐渐向 NaCl型结构转变;刚性[CO₃]^2-基团平行于ab-平面定向排列使c轴的压缩性大于a轴。菱铁矿在44.6~47.1 GPa之间发生电子由高自旋态(HS)向低自旋态(LS)的转变,表现为体积塌陷8%。HS菱铁矿的等温状态方程参数为K₀=112(5) GPa和K₀'=4.6(3)。首次采用XANES技术对菱铁矿中Fe²⁺的电子结构进行了研究,结果表明:随着压力升高至37.3 GPa,Fe²⁺的配位和局域对称并未发生明显变化;此后电子结构开始转变, Fe²⁺的3d轨道分裂能降低,电子跃迁概率增大,呈现LS特性。

摘要:湘南粤北位于南岭成矿带中段,是我国最重要的铅锌矿集区之一。本文选取湘南粤北地区MVT和岩浆热液型两类铅锌矿床的闪锌矿样品,对闪锌矿的形态、结构、化学成分、硫同位素组成、流体包裹体成分等进行系统研究,分析其成矿温度、硫的来源和成矿流体特征,为揭示成矿作用提供可靠依据。研究结果表明:MVT铅锌矿床成矿作用发生在中低温、氧化-弱还原、较低压力环境,硫主要来源于容矿地层,成矿流体主要来自于热卤水和沉积物变质脱水;岩浆热液型铅锌矿床成矿作用发生在中高温、弱还原、较高压力条件下,硫源主要以岩浆硫为主,成矿流体早期以岩浆热液为主,晚期为混合流体。结合矿体与岩体的形成时间、空间分布、大地构造背景,认为岩浆热液型铅锌矿床由燕山早期(180~150 Ma)古太平洋向大陆俯冲、岩石圈加厚,爆发大规模花岗质岩浆岩侵位,导致铅锌成矿;MVT铅锌矿床由燕山晚期(130~90 Ma)欧亚大陆岩石圈伸展减薄产生的岩浆热液叠加改造泥盆系的原始矿源层形成。

摘要:绿泥石化是大府上铀矿床重要的成矿期蚀变类型。绿泥石的形貌特征显示该矿床绿泥石主要有2种产出形态,即沿长石、石英等矿物裂隙生长呈蠕虫状集合体产出的绿泥石和由黑云母蚀变而成的绿泥石。本文主要利用电子探针微区分析方法研究了绿泥石化学成分特征。研究结果表明,该矿床绿泥石为富铁的蠕绿泥石,形成于还原环境;绿泥石形成温度为201.48~224.20℃,平均213.65℃,属中低温热液蚀变范围;形成机制主要有"溶蚀-结晶"和"溶蚀-迁移-结晶"两种方式。绿泥石成分特征对探讨铀成矿环境与矿床评价具有重要的指示意义。

摘要:阿拉善地块作为华北板块的重要组成部分及关键的构造单元,经历了不同时期构造热事件的叠加作用。本文选取阿拉善地块巴音诺尔公地区出露的中元古代诺尔公群进行研究,总结了这些前寒武纪岩石的几何学、运动学及显微构造特征,并对其构造格架、变形期次进行了初步划分。研究表明,中元古代诺尔公群内部至少存在两期变形,早期变形表现为原始层理的片理化过程,形成了区域走向近NE-SW向的片理;而晚期变形则表现为顺片理走向的右行走滑剪切作用。结合前人已有研究成果及年代学资料,认为中元古代诺尔公群的内部变形主要受到石炭纪-二叠纪查干础鲁弧后盆地向阿拉善微陆块之下俯冲作用的控制,俯冲作用造成了NW-SE向的挤压,从而发生了早期片理化,而随后顺俯冲带走向的走滑作用则调节了挤压造成的缩短。

摘要:运用静水称重法、X射线粉晶衍射仪、傅立叶红外光谱仪、全岩化学分析、环境扫描电镜、激光剥蚀等离子质谱等测试手段,对老挝田黄石的矿物学特征进行了研究。结果表明,老挝田黄石含有多种高岭石族矿物,并以地开石为主。Fe³⁺为老挝田黄石呈黄色的致色离子。样品中高岭石族矿物颗粒直径为3~5 μm,呈假六方片状,表面平整,呈三维堆垛或叠瓦状紧密排列。样品中矿物颗粒越小,结晶程度越好,自形程度越高,样品的透明度越高。微量元素分析可对老挝田黄石与田黄进行产地区分。老挝田黄石中Ga元素的质量分数高于田黄,而Co、Rb、Ni等元素的质量分数明显低于田黄。Co-Ga、Rb-Ga、Ni-Ga元素的投点图能较好区分老挝田黄石和田黄。老挝田黄石样品表现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征,且轻稀土元素的分馏明显。

摘要:玛瑙是一种隐晶质硅质岩石,主要由玉髓以及少量蛋白石、斜硅石和微晶石英等组成。其在世界各地分布广泛,质地坚硬细腻、色彩鲜艳多样、纹理交错、造型千姿百态,是一种平凡而美丽的宝石。本文结合国内外最新研究进展,对玛瑙矿物的结构、水含量和成因机制进行了综合评述。玛瑙以纹带构造为特征,其内部纹带花纹和化学组成呈韵律性变化,并在不同观察尺度表征出来。因此,玛瑙也被定义为条带状玉髓。然而,多数玛瑙实际上是由纤维状玉髓、同心环带状玉髓、水平条带状玉髓、微晶石英和自形石英晶体等组成,它们的相对含量与玛瑙的产地和形成过程密切相关。X射线衍射和电子背散射衍射(EBSD)测量数据揭示,玛瑙中的硅质矿物多发生定向生长,其中微晶石英a轴倾向于垂直韵律环带,c轴则近似平行韵律环带。傅立叶变换红外光谱(FTIR)测量表明,玛瑙含有少量分子水和羟基水,并且总水含量随着硅质矿物结晶度提高而降低。至今实验室仍然无法合成玛瑙,还不清楚玛瑙纹带构造的形成机制和过程。一种代表性假设认为,玛瑙中的纹带源于硅质热液沉淀作用或者硅胶原位结晶作用。但是,最近研究发现玛瑙纹带中共生矿物的结晶度、晶体取向和含水量具有系统差异,揭示其形成过程可能与成岩序列密切相关。将实验岩石学与定量显微结构观察以及多种矿物微区分析测试手段有机结合, 深入研究玛瑙环带内部微量元素、水含量和晶体取向数据,获得其系统性变化特征及其内部联系,可以为玛瑙成因机制和形成过程研究提供重要数据支撑和关键性的约束条件。

摘要:吉林通化集安地区发现了储量较大的蛇纹石质玉石矿床。X射线荧光光谱分析(XRF)显示蛇纹石质玉石中SiO₂含量为35.21%~37.18%,MgO 46.94%~49.72%,FeO/Fe₂O₃之比在0.174~0.685之间。XRD分析显示在0.733 nm、0.366 nm和0.250 nm处存在有利蛇纹石的特征衍射峰。集安蛇纹石质玉主要矿物为利蛇纹石,并常含有镁橄榄石。红外光谱显示在3 650~3 700 cm^-1、950~1 100 cm^-1、400~700 cm^-1 存在有特征的利蛇纹石吸收峰。本玉石矿床属区域变质型蛇纹石矿床,利蛇纹石应为橄榄石在低温条件下水热蚀变的产物。

摘要:天然半导体矿物由于成分、缺陷复杂,传统测试方法如紫外可见漫反射等难以准确测定其禁带宽度。本文以针铁矿为例,通过第一性原理计算得到纯针铁矿及掺Al针铁矿的电子结构。计算结果显示,纯针铁矿导带底与价带顶均由Fe 3d与O 2p轨道组成,而当含杂质Al时,Al 2p与O 2p发生杂化参与了价带组成。在此基础上,利用同步辐射X射线氧的K边吸收谱与发射谱对纯针铁矿及天然针铁矿的能带结构进行了测定。结果表明,天然含Al的针铁矿禁带宽度为2.30 eV,小于纯针铁矿(2.57 eV)。本研究提供了一种测定天然氧化物矿物禁带宽度的新方法,为深入研究天然半导体可见光催化活性产生机制提供了理论依据。

摘要:铁锰氧化物矿物胶膜是我国黄棕壤中重要的铁锰元素富集载体,选取我国华中地区典型的铁锰氧化物矿物胶膜样品,采用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、偏光显微镜(POM)、环境扫描电子显微镜(ESEM)、能谱仪(EDX)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、高能量X射线粉末衍射(XRD)等研究方法,对原位和分离处理后的黄棕壤铁锰胶膜进行了详细的矿物学表征。结果表明,黄棕壤铁锰氧化物矿物胶膜由表及里,由外到内依次呈现富锰条带、富铁锰条带、富铁条带、富锰铁条带、富铁条带,并且锰铁元素含量之比不规则降低,其所含铁锰氧化物矿物主要为锰钡矿、针铁矿、水钠锰矿、六方水锰矿、水羟锰矿,粒度为纳米级,形貌多样。

摘要:微量As(Ⅲ)是水中较难去除的毒性物质,天然黄铁矿对水中As(Ⅲ)的去除能力低于磁黄铁矿。将黄铁矿在氮气下高温煅烧使其转变为由磁黄铁矿构成的多孔结构化材料,具有较高的比表面积和表面化学反应活性,在地下水As(Ⅲ)去除方面具有潜在的应用前景。考察了煅烧温度、煅烧时间、pH值以及溶解氧对去除水中As(Ⅲ)的影响。结果表明黄铁矿煅烧生成的单斜磁黄铁矿对As(Ⅲ)具有最佳去除效果,最佳煅烧条件为600℃煅烧1 h;在水溶液有溶解氧条件下煅烧黄铁矿去除As(Ⅲ)的适宜pH值范围较宽(4~10),而在水溶液缺少溶解氧条件下适宜pH值则变为7~10;煅烧黄铁矿在有氧水溶液中对As(Ⅲ)的吸附比缺氧水溶液中的吸附效果好。