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同卡微陆块位于青藏高原中部的班公湖-怒江缝合带东段,其内发育的变质岩和岩浆岩记录了早侏罗世特提斯洋的构造演化历史。微陆块内泥质高压麻粒岩呈夹层状产于主体长英质片麻岩中,可见规模不等的淡色体。泥质高压麻粒岩由石榴子石、蓝晶石、黑云母、钾长石、石英和少量斜长石、白云母、夕线石和金红石组成。岩相学、矿物化学成分、年代学和相平衡模拟表明麻粒岩经历了一条顺时针型p-T-t演化轨迹,可划分为3个阶段:① 近等压升温进变质阶段,通过石榴子石核部成分和包裹体黑云母的成分确定进变质温压条件为0.70~0.88 GPa和655~680℃;② 峰期变质阶段,峰期矿物组合为石榴子石+蓝晶石+黑云母+钾长石+石英+金红石+熔体±斜长石,根据峰期矿物组合的稳定区域与石榴子石幔部和基质黑云母化学成分限定峰期温压条件为0.98~1.06 GPa和770~790℃,锆石记录的175 Ma的变质年龄代表了高压麻粒岩相峰期的变质时代;③ 降温降压退变质阶段,矿物组合为黑云母+斜长石+夕线石+白云母,根据其稳定区域限定温压条件为0.32~0.68 GPa和600~725℃。泥质高压麻粒岩记录的变质p-T-t演化轨迹记录了同卡微陆块与羌塘地块碰撞后的地壳加厚过程,其中等压升温的进变质阶段可能代表微陆块下地壳受到上涌软流圈的持续加热过程。

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大洋俯冲带与碰撞造山带是大陆地壳演化与成熟的关键位置,但引发地壳改造和成熟的具体机制尚存在诸多争议。本文对柴北缘俯冲碰撞杂岩带拐角梁-双口山弧岩浆-变质单元内的长英质片麻岩及其内部的浅色体、基性片麻岩和闪长岩开展了详细的岩石学、地球化学、锆石U-Pb年代学及锆石Lu-Hf同位素分析工作,以探讨该区内大陆地壳演化的关键机制。全岩地球化学分析显示,长英质片麻岩、基性片麻岩及闪长岩均富集LILEs和LREEs而亏损HFSEs,与典型弧型岩浆岩地球化学特征类似,其中基性片麻岩与长英质片麻岩具有连续演化的主量元素组成,暗示长英质片麻岩原岩或源于基性岩浆的结晶分异;长英质片麻岩中的浅色体具有高SiO₂、Al₂O₃和Na₂O而低K₂O、CaO、Rb/Sr和Th/U的奥长花岗岩地球化学特征,与水致部分熔融趋势一致。锆石U-Pb定年结果显示,基性片麻岩的原岩与闪长岩分别形成于470.9±6.5 Ma与441.6±3.0 Ma,Hf 同位素分析显示基性片麻岩锆石εHf(t)值为+6.74~+11.26,闪长岩锆石εHf(t)值为+5.13~+8.06;长英质片麻岩中的浅色体形成于441.6±3.5 Ma,锆石εHf(t)值为+7.24~+12.27,与基性片麻岩基本一致。综合分析表明,拐角梁-双口山弧岩浆-变质单元内记录了两期弧岩浆活动和一期变质-深熔事件:约470 Ma的洋壳俯冲阶段,俯冲流体交代地幔楔发生部分熔融,引发了第1期弧岩浆活动,从而形成了基性片麻岩与长英质片麻岩的原岩;约440 Ma洋壳俯冲到陆-陆碰撞过程中,软流圈上涌,含水地幔部分熔融形成闪长岩,闪长岩在侵位与结晶过程中释放热量与流体导致长英质片麻岩的原岩发生水致熔融。这两期弧岩浆活动及随后的深熔事件均促进了柴北缘俯冲碰撞杂岩带内大陆地壳由基性向酸性的转化,表明由洋壳俯冲到陆-陆碰撞转换过程中的弧岩浆活动及深熔作用或是推动大陆地壳的改造与成熟的关键因素。

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胶-辽-吉带是华北克拉通最具代表性的一条古元古代造山带,它不仅接受了古元古代巨量的陆壳物质沉积,而且发育有大量的古元古代石墨矿床,是研究早前寒武纪石墨成因机制和地球早期气候特征的天然实验室。本文对胶-辽-吉造山带南部胶北地区的南墅石墨矿床进行了详细的岩相学、地球化学、拉曼光谱学、碳同位素及锆石年代学等方面的研究。研究结果表明,南墅石墨矿的含矿岩石主要为含石墨透辉石英片麻岩、含石墨石榴长英质片麻岩和含石墨二辉麻粒岩,石墨呈鳞片状或粒状均匀分布在各含矿岩石中,其石墨碳同位素值分别为δ¹³C_VPDB=-13.42 ‰~-10.17 ‰、-21.00 ‰~ -17.28 ‰和-12.99 ‰~ -12.65 ‰。地球化学特征表明,含石墨岩石的原岩主要为未经历长距离搬运的砂岩和页岩,属于活动大陆边缘的产物。石墨拉曼温度计计算结果表明含矿岩石经历了高角闪岩相至麻粒岩相的变质作用(693~796℃)。研究认为南墅石墨矿的碳源主要来自有机物,混杂有少量的无机碳,有机物在埋藏变质过程中的脱碳(CH₄)作用,是导致石墨碳同位素正向偏移的一个重要原因。此外,含石墨透辉石英片麻岩原岩在高温变质过程中会通过变质反应CaMg(CO₃)₂+SiO₂=CaMgSi₂O₆+2 CO₂释放无机碳源,也是造成其石墨碳同位素变重的因素。含石墨透辉石英片麻岩锆石的U-Pb定年结果表明其碎屑锆石年龄范围在3.617~2.054 Ga,主要集中在2.46 Ga,变质锆石的年龄为1.82 Ga。结合前人荆山群碎屑锆石年龄数据,我们将南墅石墨矿的沉积时代限定为2.1~1.9 Ga,变质成矿时代为1.82 Ga,认为在2.1~ 1.9 Ga,有大量的有机物伴随陆源碎屑快速沉积在弧后盆地活动大陆边缘环境,在后期的弧-陆碰撞造山过程中有机物经石墨化过程转变成石墨,并进一步汇聚形成石墨矿床。

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拉萨地块北部广泛分布白垩纪岩浆岩,其记录的岩浆-变质事件,对于研究拉萨地块白垩纪岩浆岩的岩石成因和构造背景具有重要的意义。本文对拉萨地块北部孔马地区花岗闪长岩进行了岩石学、地球化学和年代学研究,结果表明,研究区花岗闪长岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为113.2±1.3 Ma,属早白垩世晚期岩浆作用的产物。该岩体属高钾钙碱性系列,铝饱和指数A/CNK=1.05~1.12,相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Ti、P、Ta等高场强元素,具有中等Eu负异常,为过铝质S型花岗岩。岩石地球化学特征显示其成岩岩浆主要来自古老地壳的部分熔融,并受到地幔物质混染。结合区域资料,认为孔马地区花岗闪长岩形成于早白垩世晚期班公湖-怒江洋壳南向俯冲碰撞的构造环境,可能与重力拖拽下发生板片断离导致的软流圈物质上涌有关。

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以内蒙古某锡石多金属硫化矿为研究对象,采用第三代矿物参数自动定量分析(AMICS)等方法,对矿石的化学组成、矿物组成和粒度组成,主要矿物的嵌布粒度、解离特征和嵌布特征,主要目的元素的赋存状态进行了系统的工艺矿物学研究。结果表明,矿石主要有价元素为Cu、Ag和Sn,含Cu矿物以黄铜矿、黝铜矿等硫化铜矿物为主,Ag主要以类质同象形式分布在黝铜矿中,Sn主要以锡石的形式存在;在粗磨条件下,虽然各硫化矿物的解离度不足70%,但是硫化矿集合体的解离度达到了80%,考虑到锡石性脆易碎并且主要与硫化矿连生的特点,建议在粗磨条件下,先采用混合浮选回收铜银硫化矿集合体,再采用重选回收锡石,为内蒙古同类锡石多金属硫化矿的开发利用提供了借鉴。

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铊是一种战略性关键金属,在高科技领域中具有重要应用价值。云南南华砷铊矿床是全球为数不多的独立铊矿床之一。矿体赋存于上侏罗统薄层白云岩中,呈层状产出。本研究通过系统的野外调查、岩相学观察以及扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等分析手段,揭示了该矿床的矿物类型、组构特征及铊的赋存状态和富集规律。研究表明,南华砷铊矿床矿石矿物以雄黄和雌黄为主,热液成矿阶段可划分为两期:Ⅰ期为雄黄-雌黄-磁黄铁矿-黄铁矿-(铊矿物-黄铜矿-方铅矿)矿物组合;Ⅱ期以雄黄-雌黄-铊矿物组合为特征。其中, Ⅰ期雄黄(Rlg1)呈橘黄色、细脉状;Ⅱ期雄黄(Rlg2)呈橘红色、粗脉状。EPMA结果显示,南华砷铊矿床中Tl主要以独立矿物和类质同象两种赋存形式存在。除独立铊矿物之外,雄黄、雌黄、黄铁矿和磁黄铁矿均具有Tl超常富集特征,是Tl的主要载体矿物。磁黄铁矿中Tl含量最高(0.47%~1.89%,均值1.06%),其中Tl与As呈显著正相关,与Fe呈显著负相关,据相关关系推测Tl在磁黄铁矿中与As耦合替代Fe,替代机制为As³⁺+Tl⁺+Tl³⁺?2 Fe²⁺+Fe³⁺;黄铁矿中Tl含量为0.04%~0.18%(均值0.10%),与磁黄铁矿有相似的元素相关关系,推测Tl在黄铁矿中直接替代Fe,替代方式为2 Tl⁺?□+Fe²⁺,□代表空位;雄黄中Tl含量(≤0.59%,均值0.13%)略高于雌黄中Tl含量(≤0.17%,均值0.07%),推测二者中Tl以类质同象形式存在。综合研究表明,南华砷铊矿中Tl的差异性富集可能与富Tl成矿流体以及低硫逸度、低温的还原环境密切相关,磁黄铁矿是未来寻找富铊资源的重要标志矿物。

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矿物替代反应在碳酸岩型稀土矿床的成矿过程中起着重要的作用,反映了系统演化过程中环境条件或流体成分的变化。因稀土元素离子与钙离子尺寸范围接近,方解石可在含稀土元素的水热溶液作用下转化成为稀土碳酸盐矿物。在Ce³⁺与H₂O的共同作用下,方解石可随着热液温度的升高逐步转化成为镧石(常温)→钙碳锶铈矿(70~110℃)→羟碳铈矿(150~165℃)→方铈矿(CeO₂)(200~250℃)。水在稀土碳酸盐矿物中表现出的不同结合形态能有效反映环境温度。F^-、Ce³⁺和H₂O的共同参与可加速稀土碳酸盐矿物替代方解石,在常温条件下即可转化成稳定的氟碳铈矿相,但氟不易替代钙碳锶铈矿中的羟基占位而继续转化成为氟碳铈矿。F^-、OH^-以及CO^2-₃是稀土元素结合的重要配位体,对于热液环境中稀土元素的迁移、转化及固定起着重要的作用。

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渤海湾盆地是中国东部重要的含油气盆地之一,其复杂的成储特征与深部CO₂注入和富CO₂热液活动的改造密切相关。对CO₂含量、δ¹³C_CO2值和R/Ra相关性的综合分析表明,盆地中CO₂主要是深部幔源岩浆活动所释放的CO₂。通过含CO₂流体包裹体数据统计发现均一温度呈现"双峰型",表明研究区储层经历了多期热液改造过程。此外,岩石矿物学和地球化学等多种证据也揭示了热液活动对储层的影响。研究区发育铁白云石、黄铁矿、绿泥石、片钠铝石等典型热液矿物。在渤中坳陷、济阳坳陷等地区,储层中的方解石具有较低的氧同位素值和稀土元素Eu正异常的特征,表明其为热液成因。进一步分析发现,深部热液流体对储层的改造表现为明显的空间差异,靠近深部热液活动区域的储层通过,富CO₂热液通过溶蚀作用和热烘烤作用显著改善了储层的孔隙度,而远离深部热液活动区域,自生白云石、方解石、石英等沉淀胶结作用导致孔隙度和渗透率降低。

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针对胜利油田高温酸性油藏(60℃、pH=6.5)中蒙脱石水化膨胀引发的储层伤害问题,从原位地层水中分离出耐高温硅酸盐混合菌(编号SSB-Mnt),探究其对蒙脱石矿物结构改造的耦合机制。通过X射线衍射分析(XRD)、傅里叶红外变换光谱(FTIR)、扫描电子显微镜-能谱分析(SEM-EDS)和电感耦合等离子发射光谱分析(ICP-OES)等多尺度表征结合体系元素含量动态分析,发现SSB-Mnt通过代谢产酸(pH值由6.6降至5.5)与电子传递的协同作用,30天内实现蒙脱石中43.8%~49.7%结构Fe³⁺的还原(Fe²⁺平均浓度为0.402 mmol/L)。矿物学证据表明,微生物作用导致蒙脱石层间坍塌,层间距由1.49 nm缩小至1.22 nm,硅氧骨架解聚(Si—O—Si吸收峰强度降低)以及与Fe、Ca、Ti、P元素相关的次生矿物形成。本研究探索了油藏条件下耐高温菌群-矿物协同改造模型,调配了配伍培养基,为非常规油气储层微生物防膨技术提供了理论依据。

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有机废物厌氧消化液通常具有很高的化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)、磷酸盐、氨氮浓度,属于难处理高浓度有机废水。为探究有机废物厌氧消化液中镁钙离子对微生物降解COD、生物矿化产物的影响,本文构建不同镁钙离子浓度厌氧体系进行生物矿化批式实验研究,通过向消化液中添加硫酸盐为厌氧微生物硫酸盐还原菌提供电子受体,在快速降解废水中有机物的同时诱导生物矿化固定碳、氮、磷。结果表明:总盐度10 g/L、镁钙摩尔比在0.5~10范围内,随镁离子浓度从0.12 g/L增加到2.4 g/L,总有机碳(total organic carbon, TOC)降解转化速率呈现先上升后下降的趋势,在镁钙比为5、镁离子浓度1.2 g/L时TOC降解率达到最大值;镁钙比小于1时生物矿化产物为方解石和鸟粪石,镁钙比大于1时生物矿化产物为单水方解石和鸟粪石。钙离子发挥主要的固碳作用,镁离子主要发挥固氮、磷作用。镁钙比对碳酸盐与磷酸盐物相的种类、碳酸盐与磷酸盐物相比例具有关键的控制作用。

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电子背散射衍射(EBSD)技术是构造地质学的新兴支柱测试技术之一,尤其在显微构造和流变学研究方向。近20年来,该技术取得了长足的进步,样品扫描速度成倍增加,识别精度大幅度提高,数据处理方法也日益丰富,从而使其在地质样品微观结构表征方面的能力不断增强,在地质学研究中的应用也更加深入广泛。传统的EBSD技术可以获得晶粒尺寸、晶体取向和晶界分布特征等晶体的基本信息,伴随高分辨率EBSD技术的快速发展,其广泛地应用于识别晶体粒内应变,并能高效、大规模地获取其他关键参数,例如菊池条带衬度等。EBSD数据的三维可视化表达及其与其他研究手段采集数据的联合使用,进一步拓展了该技术在地质学中的应用前景。自然资源部大陆动力学重点实验室的EBSD自开放运行至今的20年时间里,积累了丰富的测试经验、样品处理技巧和数据分析方法等。本文以此为基础,结合前人的研究成果,系统地梳理了EBSD的测试原理、技术发展、样品制备技术、数据采集和处理方法等方面的最新进展,并通过列举近年来EBSD技术在地质学研究中的一些典型案例,更直观地介绍了EBSD技术的应用进展,不仅构建了多尺度构造解析的方法学体系,更为揭示大陆流变分层、深部变形机制及构造演化过程提供了不可替代的实验证据。

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在系统梳理2010年度全球发现并经国际矿物学协会(IMA)新矿物与矿物分类命名专业委员会(CNMNC)批准的75个新矿物种资料的基础上,从矿物名称、晶体化学式、晶系和空间群、晶胞参数、主要粉晶数据、物理性质、光学性质、产地与产状、与其他矿物种的关系、矿物名称来源、化学反应和光谱学特征等方面归纳总结了这些新矿物的重要矿物学特征,并按照中国新矿物及矿物命名专业委员会颁布的《矿物种汉名审订条例》,对75个新矿物种的中文名称进行了审订。通过适时公布国际新矿物工作的新进展和新成果,并逐步完善和规范矿物种中文译名体系,可以为我国新矿物的发现和研究提供有科学价值的参考和借鉴,并不断推进矿物种中文译名的规范化和标准化。

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对川西甲基卡地区二云母花岗岩及伟晶岩脉的岩石学特征、地球化学特征进行了分析，探讨了二云母花岗岩物质来源、构造背景及其与伟晶岩脉的成因联系。分析结果表明，甲基卡二云母花岗岩的SiO₂含量在73.93%~75.06%之间；全碱含量7.90%~8.36%，钾质含量较高，属高钾钙碱性系列岩石；Al₂O₃含量为14.24%~14.77%，A/CNK=1.14~1.24，具强过铝质S型花岗岩特征；ΣREE=31.18×10^-6~41.67×10^-6，LREE/HREE=4.15~6.41，δEu=0.46~0.70；CaO/Na₂O=0.07~0.12（<0.3），指示其物源可能是含砂屑物质极少的泥质岩；Al₂O₃/TiO₂=133.1~279.8，比值较高，表明甲基卡二云母花岗岩属高压低温型后碰撞强过铝质岩石。花岗伟晶岩脉SiO₂含量在72.59%~80.91%之间，全碱含量5.26%~10.60%，Al₂O₃含量11.79%~17.64%，σ=0.74~3.80，A/CNK=0.98~2.38，ΣREE=4.03×10^-6~8.29×10^-6，LREE/HREE=2.61~10.40，δEu=0.18~0.68，与岩体差异明显，主、微量元素含量变化也较大。甲基卡二云母花岗岩与伟晶岩脉有密切的成因联系。岩浆不混溶作用可能是形成甲基卡含矿伟晶岩脉的关键因素，花岗质岩浆在上升过程中通过不混溶作用分离出富含挥发分的伟晶岩熔体，在运移或侵位过程中可能交代围岩矿物而使稀有金属元素进一步富集。二云母花岗岩浆和伟晶岩熔体性质的不同导致稀土元素和Th、Sr、Ti、Y、Rb、N等微量元素在两者中含量有明显差异。伟晶岩熔体在运移或就位过程中所经的路径不同和周围环境的差异导致不同位置产出的伟晶岩的元素含量有较大的变化。与二云母花岗岩相比，花岗伟晶岩的形成演化具有一定的跳跃性。

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桂林"鸡血红碧玉"是一种石英质玉石,颜色以鲜艳的红色与黑色为主,质地坚硬且耐磨。目前对该矿石的野外产状、地质背景、岩石结构和颜色成因等相关研究报道较少。野外勘察表明,桂林"鸡血红碧玉"矿床位于扬子板块与华夏板块交界处,产于广西北部龙胜地区新元古界丹洲群三门街组经含铁氧化物浸染的汽水热液浅变质砂岩中,其形成过程受到了新元古代-三叠纪数次大地构造与岩浆活动的影响,成因复杂。本文利用偏光显微镜和X射线衍射分析等手段,对桂林"鸡血红碧玉"的成分进行了深入研究,结果表明桂林"鸡血红碧玉"主要矿物组合为石英和赤铁矿,部分样品中含有白云石。石英呈现他形等粒结构和自形变斑晶结构;自形石英颗粒中可见加大边,指示后期经历过变质交代作用。赤铁矿在样品中呈现3种形式产出: ① 呈单晶形式产于石英颗粒的粒间与晶内; ② 呈点尘状包裹于石英颗粒中; ③ 呈浸染状分布于石英颗粒间隙。赤铁矿中铁离子为红色致色原因。电子探针分析显示,浸染状和单晶赤铁矿中铁含量高达78.9%～85.6%;点尘状赤铁矿由于颗粒细小,难以精确分析其铁含量。结合石英和赤铁矿发育期次,认为"鸡血红碧玉"中不同形态的石英和赤铁矿的产出与区域地质演化背景相一致。

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东天山红云滩铁矿赋存于下石炭统雅满苏组火山碎屑岩地层中。矿体主要呈层状、似层状、透镜状。矿石矿物以大量磁铁矿为主,含少量的磁赤铁矿、镜铁矿、黄铁矿和极少量的黄铜矿等。脉石矿物主要有石榴石、透辉石、阳起石、绿帘石、绿泥石、黑云母、钠长石、石英等。矿石构造以块状构造和浸染状构造为主,局部为条带状构造、脉状构造;矿石结构包括半自形-他形粒状结构、交代结构。围岩蚀变对称分带明显,从矿(化)体到两侧围岩,蚀变呈现从深色到浅色的变化现象。根据矿物共生组合、矿石组构的观察,本次工作识别出矽卡岩期和热液期两个成矿期,进一步细分为4个成矿阶段:矽卡岩阶段、退化蚀变阶段(主成矿期)、热液早期阶段及石英-硫化物阶段。电子探针分析表明石榴石端员组分以钙铁榴石-钙铝榴石系列为主,辉石端员组分以透辉石-钙铁辉石为主,角闪石端员组分主要为阳起石和透闪石,这些特点表明矿区矽卡岩为热液交代钙矽卡岩。磁铁矿的主、微量元素特征表明其形成与矽卡岩密切相关。结合成矿地质特征,认为矽卡岩是由富铁岩浆热液流体沿断裂构造运移、交代下石炭统雅满苏组富钙火山碎屑岩地层而形成的,磁铁矿的形成与矽卡岩的退化变质作用有关。

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本文在IUGS变质岩系统分类分委员会2007年提出的矿物缩写方案的基础上，根据我国的实际应用情况，加以修改和补充，制定了一个系统的矿物缩写表. 该矿物缩写表由两部分组成，主表（表2）中的矿物缩写由IUGS变质岩系统分类分委员会编制，共243个矿物；副表（表3）由笔者编制，为新增加的29个矿物. 二表成为一个完整的矿物缩写表，共计272个矿物，建议予以推广并在使用中进一步完善，为最终的标准化和统一化打下初步基础

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本文提供了不同成分的8大类主岩(偏铝质(超)基性岩、过碱性(超)基性岩、偏铝质中性岩、过碱性中性岩、偏铝质酸性岩、过碱性酸性岩、过铝质酸性岩、超酸性岩)中28个矿物(橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、角闪石、黑云母、金云母、斜长石、钾长石、石英、磁铁矿、钛铁矿、石榴石、锆石、磷灰石、绿帘石、黄玉、榍石、堇青石、蓝方石、石榴石、霞石、白磷钙矿、镁铁钛矿、板钛矿、黄长石、钙钛矿、尖晶石、金红石)的69个化学元素(Li、Rb、Cs、K、Na、Ca、Sr、Ba、Mn、Fe、Mg、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Be、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc、Cr、In、Ga、Al、B、Cd、Sb、Bi、U、Th、Zr、Hf、Si、Ti、Ge、Sn、Mo、Nb、Ta、W、V、P、F、Cl、S、N、O、C、As、Pu、Re、Os、He、Ne、Ar、Xe、Kr)和1个化学一价原子团OH的分配系数。综合分析对比表明,矿物、熔体的成分和结构是分配系数的最重要的控制因素。对前人未讨论过的矿物结构和熔体铝过饱和度这两个因素应引起重视。最后,本文分析了矿物-熔体间元素分配系数的研究现状、存在问题,指出了这一领域今后的研究方向。

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本文以表格的形式列举了经国际矿物学协会(IMA)新矿物与矿物命名委员会(CNMMN)批准、并于2003年度正式发表的新矿物共55种,其中硅酸盐31种,磷酸盐5种,砷酸盐2种,硫酸盐4种,硫化物3种,碳酸盐2种,钒酸盐2种,硼酸盐1种,硒化物1种,硫盐1种,氧化物1种,氢氧化物1种,复杂卤化物1种.文中表格依次列出了矿物的中外文名称及化学式、晶系及晶胞参数、主要粉晶数据、物理性质、光学性质、产状及共生(伴生)组合等.

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多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICPMS）与激光剥蚀系统（laser ablation）的联用，为通过单矿物微米尺度的信息示踪地质过程提供了有利工具。作为非传统稳定同位素之一，硼同位素的应用受到地学界日益广泛的关注。本文利用LA-MC-ICPMS的分析优势建立了原位高精度分析高硼矿物电气石和低硼矿物白云母硼同位素的方法，分别使用电气石标准样品和玻璃标准样品对未知样品的测试结果进行了质量歧视校正，并对2个西南天山的实际地质样品进行了微区硼同位素测试应用。测试结果表明，仪器状态可以保持长期稳定，可以采用最小10 μm的束斑对实际地质样品中电气石的硼同位素组成进行准确测定，也可对硼含量高于20×10^-6的白云母进行原位硼同位素的准确测定；标定的实验室内部电气石标准样品T-PKU的推荐值为-13.07‰±0.42‰ （2SD， n=66）。天山泥质片岩及脉体中的电气石和白云母的原位硼同位素特征为示踪与矿物平衡共生的流体来源提供了有效信息。

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北祁连东段天水-宝鸡地区早古生代火山岩包括红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩。地球化学分析结果表明，红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩中所夹基性火山岩的特征相似，属于拉斑玄武岩，两者Ti02含量较高（1．50％～2．73％），∑REE分别为65．97×10^-6～133．46×10^-6和78．04×10^-6～175．55×10^-6，LREE轻度富集[（La／Yb）N分别为2．00-4．40和2．71～4．40]，Eu异常不明显或略具Eu负异常（6Eu分别为0．85～1．10和0．85～0．99）；两者LILE明显富集，HFSE（尤其是Ta、Nb）强烈亏损，Nb／La较低（0．28～0．43），显示出与岛弧拉斑玄武岩（IAT）的亲源性；同时，基性熔岩的εNd（t）均为正值（＋2．22～＋4．08），暗示其源区类似亏损地幔源区，Zr／Nb=17．21～36．33，Ce／Nb=5．73～8．17，又具有N-MORB的地球化学特征；两者的Sr、Nd、Pb同位素组成十分相似，显示出基性熔岩主要来自亏损地幔（DM）和富集地幔端员（EMⅠ或EMⅡ）混合源区，可能有少量地壳物质混染。陈家河中酸性火山岩属于钙碱性系列，∑REE=127．51×10^-6～276．01×10^-6，LREE显著富集[（La／Yb）N：4．79～13．51]，多数具有弱负Eu异常（8Eu：0．53～1．20）；微量元素分配型式类似于岛弧花岗岩，具明显的Nb、Ta、Zr、145低谷。综合研究表明，北祁连最东段陈家河中酸性火山岩形成于岛弧环境，而其南部的红土堡玄武岩形成于弧间裂谷环境（或初始弧后盆地），是早古生代晚期北祁连东段岛弧带扩张向弧后盆地演化的早期产物。这些研究成果为秦祁结合部位沟弧盆体系的存在提供了佐证。

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利用1∶25万土地质量地球化学调查数据分析和研究了安徽省宣城市南部地区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素的地球化学特征以及重金属异常来源。调查发现地质背景是土壤元素含量的主控因素，调查区表、深层土壤重金属元素含量空间分布特征与地质背景、沉积环境表现出显著的空间一致性，重金属高含量成土母岩（荷塘组、皮园村组、蓝田组等地层）是土壤重金属元素高异常的主要影响因素，此外矿山开采、大气干湿沉降也是土壤重金属高异常的影响因素之一，土壤中Pb、Hg、Cd、Cr元素具有大气干湿沉降的输入来源。调查区土壤重金属污染风险主要影响指标为Cd，土壤Cd超过农用地土壤污染风险管制值的样品比例为2.56%，形态分析结果显示土壤Cd以离子交换态为主，结合农作物调查发现在土壤Cd高异常区存在一定的生态风险。

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量化研究幔源岩浆从源区运移至喷发或者侵位的时间尺度,对理解基性岩浆作用具有重要意义。然而,对于岩浆的喷发和就位的时间尺度研究仍缺乏有效的约束,位于我国华北克拉通北部山西大同新生代火山岩群是理想的研究地区。本文以该火山群~0.2 Ma喷发的神泉寺碱性玄武岩为研究对象,重点研究其中携带的地幔橄榄石捕掳晶来约束喷发前的时间尺度。通过对其开展详细的矿物化学研究,发现地幔捕掳晶核部的Fo值高达97.7,为极富镁橄榄石,结合其极低的Ca、Mn和Ni含量特征,认为它们捕获自被交代的地幔橄榄岩。另外,地幔橄榄石捕掳晶发育明显的CaO成分环带,表明其在地壳岩浆系统内经历了复杂的岩浆演化过程。地幔橄榄石捕掳晶反应边宽度变化很大,说明它们在源区被捕获时及在运移过程中经过了多次破碎过程。橄榄石捕掳晶最边缘的Fo值为70左右,平衡计算表明它们在边部已与主岩浆(碱性玄武岩)达到平衡。Fe-Mg元素扩散计时结果显示,橄榄石地幔捕掳晶仅在岩浆中滞留了几个月的时间。对于40~70km的岩石圈地幔厚度来说,岩浆平均上升速率最快可能超过500m/d。

Abstract:

错那洞淡色花岗岩是西藏北喜马拉雅淡色花岗岩带的重要组成部分。通过地球化学分析揭示其具有富硅(SiO₂含量为74.20%~74.52%)、贫铁(Fe₂O₃含量为0.04%~0.20%,FeO含量为0.40%~0.58%)、贫镁(MgO含量为0.06%~0.14%)、钙碱性(σ为2.15~2.32)、强过铝质(A/CNK为1.11~1.15)的地球化学特征。稀土元素总量较低(∑REE为47.24×10^-6~57.59×10^-6),轻稀土元素富集(LREE为39.85×10^-6~49.23×10^-6),重稀土元素亏损(HREE为6.91×10^-6~8.68×10^-6),有明显负Eu异常(0.49~0.80);富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素。锆石U-Pb测年结果显示,错那洞淡色花岗岩形成中新世(21 Ma),属北喜马拉雅淡色花岗岩晚阶段峰值期(24~12 Ma)产物。锆石εHf(t)值为负值,且变化较大(-3.92~-17.64),说明其岩浆源区为壳源,以变泥质岩为主,可能存在多种物质组分的混合。初始岩浆结晶温度应不超过675~702℃,构造背景为后碰撞环境,是高喜马拉雅结晶岩系在板片快速折返过程中发生减压熔融而形成的产物。

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对胶东青山群中酸性火山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究.结果表明,3个粗面岩-粗面英安岩和1个流纹岩的年龄分别为119.4±0.9 Ma、118.2±1.0 Ma、120.2±0.9 Ma和120.0±0.8 Ma, 都形成于早白垩世120～118 Ma之间.研究表明郯庐断裂带山东段及其两侧中生代青山群火山岩的年龄与苏皖段断裂带内火山岩的年龄相似,明显小于苏皖段断裂带附近火山岩盆地的火山岩年龄.其结果表明在中国东部岩石圈减薄的大背景下,受郯庐断裂控制的岩浆喷发事件持续的时间可能更长.胶东青山群中酸性火山岩表现出富钾、富碱、贫镁、贫钛和低Ni、Cr的地球化学特征,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损.按地球化学组成可进一步分为粗面岩-粗面英安岩和流纹岩两类,前者富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P;而后者则强烈亏损Ba、Sr等大离子亲石元素和Ti、P等高场强元素.粗面岩-粗面英安岩相对流纹岩具有高的Sr和Ba含量以及La/Nb、Ba/Nb比值,而具有低的Rb/Ba比值和Eu负异常,说明它们来源于不同的岩浆源区.推测粗面岩-粗面英安岩可能是下地壳(俯冲扬子下地壳或者古老华北下地壳)部分熔融和富集地幔部分熔融混合的产物;流纹岩是由于区域拉张环境和高热异常背景下,下地壳发生深熔产生的岩浆喷出地表形成的,岩浆在上升过程中发生有分离结晶(大量斜长石的分离结晶)过程.

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优质的黑色翡翠（墨翠）也是一种稀有、高档和时尚的玉石材料，是20年间价值增长最快的翡翠品种之一。对世界上几个不同产地来源的墨翠的岩石矿物学及地球化学特征进行了比较，认为目前市场上的墨翠主要包括硬玉质黑色翡翠、绿辉石质墨翠和以闪石为主要成分的黑色“翡翠”，它们包括缅甸的乌鸡玉、墨翠、黑干青，危地马拉的墨翠和银河黑金玉，此外日本和哈萨克斯坦也有类似缅甸乌鸡玉的黑色翡翠产出。研究结果显示，不同产地来源墨翠的主要矿物组成、玉石的结构和包体特征组合具有一定的标型性，可以考虑作为区分其来源的标型特征。

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堇青石是一种具有较低热膨胀系数、良好抗热震性的矿物材料。天然的堇青石矿物原料很少，因此常常采用人工合成的方法来合成堇青石材料。本文根据近年来合成堇青石的最新研究，论述了堇青石合成方法的研究进展，具体包括高纯氧化物高温固相反应合成法、天然矿物高温固相反应合成法、利用工业废料合成法、利用农业废料合成法、溶胶-凝胶法和低温燃烧合成法。目前工业化生产堇青石大多采用天然矿物高温固相反应法，此法虽有众多优点，但同时也存在许多的不足之处。因此，如何能将其他方法用于工业化生产，将成为合成堇青石今后研究中的一个发展方向。

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对扬子地块西缘康滇裂谷北段的丹巴变质玄武岩进行了系统的岩石学、元素-Nd同位素地球化学研究,结果表明该岩石为碱性玄武岩,样品相对富MgO、富TiO₂,Mg^#值介于0.51～0.59之间。稀土总量较高,轻重稀土分馏较明显,Th、Nb、Ta、Zr、Hf和LREE等不相容元素富集,Y和HREE明显亏损,地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)类似。岩浆形成于板内裂谷环境,起源于类似OIB的地幔源区,并在上升过程中受到了大陆岩石圈地幔(SCLM)物质不同程度的混染,同时还可能有少量下地壳物质的混染。样品在岩石化学上表现出地幔柱岩浆作用的痕迹,很可能与导致Rodinia超级大陆裂解的新元古代地幔柱事件有关。

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天津蓟县铁岭子村附近新出露的下马岭组下部黑色岩系中富含菱铁矿,本文从野外产出特征、岩石学特征及常量元素特征等3个方面对这一富菱铁矿地层的基本地质特征进行了报道。该剖面地层主要以黑色页岩、粉砂质富铁层/菱铁矿结核层互层产出为特征,夹有少量粉砂岩。部分富铁层由于风化严重,野外露头以褐铁矿层出现。菱铁矿为地层中主要的铁矿物相,可以形成菱铁矿结核,显微镜下具泥晶或微晶结构;也可以与含量相当的石英粉砂一起,构成致密粉砂质富铁层;亦或呈颗粒状零星分布于黑色页岩、粉砂岩中;另外褐铁矿层中亦存在极少量的菱铁矿残余。地层的常量元素特征整体表现为富含SiO₂、TFe及有机质,而贫MnO、CaO、MgO、P₂O₅及S元素,且除风化层位中的铁多呈三价外,其余多呈二价。总有机碳(TOC)含量由高到低依次为菱铁矿结核、粉砂质富铁层、黑色页岩、粉砂岩。TFe与Al₂O₃含量的相关性图解显示,在富铁地层中,二者呈现出很好的负相关关系,而在正常的黑色页岩和粉砂岩中,二者则呈现一定的正相关关系,表明富铁地层中的铁主要为海洋自身铁的化学沉积,而正常的黑色页岩和粉砂岩中的铁主要源自陆源碎屑。同时新鲜样品中FeO与TOC含量呈现出很好的正相关关系,表明菱铁矿的形成可能与有机质有关。

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红外透过光谱技术是当前鉴别翡翠是否有聚合物充填的最好方法，而红外反射光谱技术是一种快速、无损伤的测试方法，主要提供矿物的基频振动光谱信息，在宝石学研究方面特别是鉴定宝石种属方面显示出新的应用可能性。本文介绍红外反射光谱技术的宝石学应用和包含318个光谱的数据库以及检索、鉴定程序的宝石红外光谱鉴定系统。

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总结了我国市场上大量常见的不同产地的天然绿松石的特征,同时对比我国市场常见的充填处理绿松石的特征,研究了天然与充填处理绿松石的一般鉴别特征,发现处理绿松石的颜色深浅、颜色分布、包裹体、外观与天然绿松石均有较大的区别。还利用红外光谱对天然的和充填处理的绿松石进行了测试,发现充填处理绿松石在1 735、1 600、1 500 cm^-1附近可见吸收峰,表明绿松石内部充填了人工类树脂,可作为鉴定充填处理绿松石的有力证据。

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华北陆块北缘内蒙古中部地区分布着大量近东西向展布的印支期花岗岩，形成一条规模巨大的复式花岗岩带。岩石类型主要为斑状黑云二长花岗岩、钾长花岗岩，1：5万区调同位素测年获得207～227Ma的一系列锆石U—Pb表面年龄，岩相学和岩石地球化学研究显示其具有S型花岗岩特征，表明其形成于碰撞后构造环境，并不是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山作用的产物。

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本文概括地介绍了１９５８年至１９９５年底中国发现的新矿物的数量、种类、晶体结构、化学成分、产出条件、产地、发现单位和发现者以及八十年代中国新矿物的获奖情况。