花岗岩中黑云母风化的矿物变化机制

对采自广东阳江花岗岩风化剖面的黑云母及其风化产物进行了Ｘ射线衍射,扫描电子显微镜及能谱,高分辨率透射电子显微镜等分析,并探讨了黑云母风化过程中成分的变化及矿物的转化机制。研究结果表明：阳江地区花岗岩中黑云母的风化系列为黑云母→蛭石,绿泥石→伊利石／绿泥石,高岭石,黑云母风化初期的蛭石和绿泥石是独立的矿物相,而不是通常认为的水黑云母,而混层矿物伊利石／绿泥石的出现则表明了以黑云母风化程度为指标的深度     

湖南金鸡岭花岗岩和伟晶岩中黑云母矿物化学及其对成岩成矿的启示

湖南晚侏罗世金鸡岭花岗岩体是南岭地区典型W—Sn成矿岩体之一,内部发育黑云母花岗质伟晶岩团块和文象花岗质条带状伟晶岩脉。金鸡岭花岗岩和黑云花岗伟晶岩中的黑云母具有相似的地球化学特征,均表现出高的FeO、TiO₂、Al₂O₃含量和低的MgO、CaO、Na₂O、MnO含量,以及富集成矿元素Nb、Ta、W、Sn,亏损Sr、Ce、Eu等微量元素特征,从花岗岩体到黑云花岗伟晶岩,岩浆的形成温度和氧逸度降低,云母中Al₂O₃、Li₂O^*含量升高,TiO₂、MgO含量降低,黑云母由铁叶云母演变为黑鳞云母。结合前人资料,金鸡岭花岗岩与黑云花岗伟晶岩均源于元古宙地壳的深熔作用,伟晶岩为花岗岩浆在晚期分异演化的产物,形成于岩浆—热液转化阶段。伟晶岩阶段是稀有金属元素显著富集,乃至进一步成矿的重要阶段。     

滇东南老君山花岗(斑)岩黑云母矿物化学特征及其对成岩成矿的指示意义

黑云母作为花岗岩中最常见的暗色矿物,其成分特征对研究岩石的形成环境和成矿潜力具有重要指示意义。滇东南老君山燕山期花岗(斑)岩中黑云母富Si、Al、Fe、K和F,相对贫Ti、Mg、Mn和Na。SiO₂、Al₂O₃、FeO^T、K₂O和F含量分别为33.20%～37.67%、18.83%～21.81%、22.53%～26.73%、7.89%～9.85%和0.63%～2.65%;TiO₂、MgO、MnO和Na₂O含量分别为1.63%～3.31%、1.63%～6.41%、0.21%～1.02%和0.02%～0.22%。其含铁指数Fe/(Fe+Mg)值较高,集中在0.68～0.89之间,大部分属于铁叶云母,少量为铁质云母。利用黑云母Ti饱和温度计和Al压力计估算的岩体结晶温度和压力分别为528～669℃和381～522 MPa。这些花岗(斑)岩的氧逸度相对较低(log?O₂=-18.3～-15.5)。综上,黑云母具有较高的含...     

赣南遂川晚侏罗世幕式花岗质岩浆活动：年代学、地球化学和Lu-Hf同位素约束

赣南遂川县晚侏罗世花岗岩体由弹前单元与紫阳单元组成。弹前单元主要岩石类型为细粒黑云母花岗岩(g₁)和粗粒黑云母二长花岗岩(g₂);紫阳单元为中粗粒黑云母二长花岗岩(g₃)、细粒含斑黑云母二长花岗岩(g₄)和中细粒黑云母二长花岗岩(g₅)。这些花岗岩具有相似的矿物组合及地球化学特征,均不含角闪石、白云母、堇青石、石榴石等矿物,斜长石An值为20～30;具有较高的SiO₂(70.6%～78.6%)、Al₂O₃(12.2%～14.3%)、K₂O(4.34%～6.04%)含量与FeO^T/MgO比值(3.95～13.5)、A/CNK比值(1.01～2.12),饱和温度(742～820℃)、DI值(86～95),较低的P₂O₅(0.002%～0.14%)含量;稀土元素中Eu元素负异常明显;微量元素中富集Rb、Th、U、Ta、Nd,亏损Ba...     

南海北部中央峡谷水道的岩相-地球化学特征及其源区性质

峡谷水道是南海北部琼东南盆地深水区主要储集层,乐东-陵水凹陷黄流组储集岩以粉、细砂岩为主,储层物性好.然而目前针对不同期水道主要物源供给及水道形成的母岩区性质、古风化程度等研究甚少.对中央峡谷西段水道的砂泥岩进行了岩石薄片与重矿物成分观察统计、岩石主量、微量/稀土元素分析,结果表明:岩石类型以岩屑石英砂岩和长石岩屑砂岩为主,崖城、陵水区重矿物分别为磁铁矿、白钛矿、锆石、电气石与白钛矿、石榴石、电气石、锆石的组合;地球化学特征表现为泥岩较砂岩SiO₂含量低,Fe₂O₃、MgO、K₂O、稀土含量偏高,与其含有高粘土矿物有关.砂、泥岩Al₂O₃/TiO₂、K₂O/Al₂O₃、K₂O/Na₂O比值说明物源区富石英、贫钾长石,分别为石英质沉积与中性火成岩源区;砂岩较泥岩具有较高SiO₂/Al₂O₃比值、低ICV、CIA、CIW值,表明源区经历了低-中等程度的风化作用,是稳定构造环境再循环沉积而成,泥岩的形成环境较砂岩动荡.      

广西北部湾地区表层土壤As分布特征及其影响因素

选取广西北部湾地区表层土壤中As元素为研究对象,采集了7 327个土壤样品,400个岩石样品,分析As、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、TFe₂O₃、Mn、Ti、pH和有机碳（SOC）等指标,探讨了土壤成土母岩、成土作用、土壤组成、pH和有机质等对表层土壤As元素的影响。结果表明：As元素平均质量分数为7.96×10^-6,为中国土壤背景值0.80倍;风化作用对于As元素的次生富集起到极为重要的作用,明显强于成土母岩As元素背景的影响。Pearson相关分析和主成分分析表明：在土壤组成和土壤性质等因素中,含Al矿物（Al₂O₃）、含Fe矿物（TFe₂O₃）、含Si矿物（SiO₂）和SOC,对土壤As的富集起到主导作用;pH 和含 Ca矿物（CaO）的作用较弱;而含K矿物（K₂O）、含Na矿物（Na₂O）和含Mg矿物（MgO）对As的次生富集作用可以忽略不计。     

贵州龙里丰源铝土矿床元素地球化学特征

龙里丰源铝土矿床属黔中铝土矿带龙里早石炭世杜内晚期铝土矿成矿亚带,矿体产于丰源铝矿层(FYB),矿床类型属沉积型铝土矿床。本文通过系统采集钻孔岩心样,进行铝土矿床元素地球化学研究。主量元素结果显示,含铝岩系以Al₂O₃、SiO₂、TFe₂O₃及LOI为主,Cr₂O₃、K₂O、Na₂O、P₂O₅、SrO、V₂O₅、ZrO₂等含量相对较低;微量元素Sr、Zr、Cr、V、Li、B、Ga、Ba等含量相对较高,Be、Pb、Sc、Hf、Nb、Rb、Cs、Ta、Th、U等含量相对较低;CIA指数=69.00～99.74,平均97.58,总体介于80～100,说明丰源铝矿层形成时,化学风化强度强烈,古气候条件显示为炎热、潮湿的气候环境。元素B含量55×10^-6～143×10     

西藏岗讲斑岩铜钼矿床黑云母二长花岗斑岩的成因和构造背景

西藏岗讲斑岩铜钼矿床位于冈底斯斑岩铜矿带尼木斑岩铜矿田中。该区中-酸性岩浆活动较为发育,形成以黑云母二长花岗斑岩为主的含矿斑岩体。为限定冈底斯斑岩铜矿带岗讲铜钼矿床含矿斑岩体的形成时代及成因背景,本次研究对成矿黑云母二长花岗斑岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和地球化学研究。锆石U-Pb年代学分析揭示,岗讲黑云母二长花岗斑岩形成于中新世(14.47±0.19 Ma)。岩石地球化学研究表明,岗讲黑云母二长花岗斑岩的w(SiO₂)为69.12%～72.62%,w(Al₂O₃)为13.31%～15.57%、K₂O/Na₂O为0.76～1.66。属于钾玄岩系列-高钾钙碱性系列,为过铝质花岗岩。岩石的ΣREE为83.19×10^-6～154.28×10^-6,轻、重稀土分异明显,(LREE/HREE)=3.57～14.73,(La/Yb)_N值为31.4～39.5,δEu为0.83～1.29,具有较弱的负Eu异常;稀土元...     

甘肃天水全新世黄土-古土壤序列化学风化特征及其古气候意义

对甘肃天水地区师家崖典型黄土-古土壤剖面化学元素的测定和分析结果表明:该剖面中氧化物SiO₂、Fe₂O₃、K₂O和Al₂O₃含量变化趋势基本一致,均在古土壤层（S_0上和S_0下）中较高,黄土层（L₀、L₁和L_t）中较低;而氧化物CaO和Na₂O变化呈相反趋势;根据钙镁比（Ca/Mg）、钾钠比（K/Na）、淋溶系数、退碱系数、残积系数和化学蚀变系数（CIA）等化学参数的统计分析结果,揭示了古土壤层形成时期风化成壤作用强烈,黄土层堆积时期风化成壤作用微弱的规律;以Ti为参比,Si、Fe、K和Al相对富集,而Na和Ca发生不同程度的淋溶,总体处于脱Ca、Na的低等化学风化阶段;SJY剖面全新世以来的沉积环境分为化学风化较弱期、波动增强期和减弱期,记录了该区域气候经历了早全新世温凉、中全新世温暖湿润但不稳定,晚全新世凉干的演变过程,对天水地区的古气候变化具有重要意义。     

东海陆架晚更新世以来沉积物常量元素的分布及其地质意义

对东海陆架西湖凹陷区SFK-1孔的岩性、粒度、常量元素以及测年数据的综合分析表明:元素地球化学信息对于地层的划分有良好的指示意义。 SFK-1孔沉积物常量元素质量分数平均值分别为SiO₂ 65.35%、Al₂O₃ 12.12%、FeO 1.75%、CaO 3.88%、MgO 2.04%、K₂O 2.63%、 Na₂O 2.04%、 TiO₂ 0.66%、 P₂O₅ 0.12%、 MnO 0.065%、TFe₂O₃ 4.74%、CaCO₃ 5.38%,标准差系数较小,反映SFK-1孔常量元素离散程度较小。SFK-1孔沉积物CaCO₃/TiO₂、CaO/TiO₂和P₂O₅/TiO₂反映了化学风化程度的强弱;TiO₂/Al₂O₃可以作为古水流能量的指标,反映当时河流水动力条件的影响强度;而SiO₂/TiO₂、Na₂O/TiO₂可以用来反映沉积水动力的强度。依据常量元素质量分数垂直变化特征划分的8个层段分别与沉积物粒度、气候变化地层划分界线吻合。研究区自91 ka BP以来沉积环境经历了剧烈变化,它们分别反映了末次间冰期( 暖期) 晚期以来东海陆架区沉积环境的变化。     

天然Ⅱ型CaCO3矿物的发现

本文报道了天然Ⅱ型CaCO₃ 矿物。该矿物发现于海洋表层沉积物,成分与方解石、文石及六方球方解石相同,但结构完全不同,它们共同组成了天然CaCO₃ 的同质多象变体。天然Ⅱ型CaCO₃ 矿物的空间群为P21/c,单位轴长为a₀= 0.6290±0.0002 nm,b₀= 0.4934±0.0002 nm,c₀= 0.7979±0.0003nm,β= 107.571°±0.002°,Z= 4,单胞体积为0.23605±0.1749nm³;理论密度为2.82 g/cm³,实测值为2.76 g/cm³;实测硬度H= 4.天然Ⅱ型CaCO₃ 矿物是在深水环境中较高静水压力下形成的珊瑚体生物矿物。     

陇东新近纪红粘土与第四纪黄土地球化学特征及其物源和风化指示意义

甘肃省平凉市灵台县邵寨镇剖面风尘堆积底界年龄大约为5.23 Ma B.P.,通过对该剖面新近纪红粘土与第四纪黄土-古土壤序列的常量元素、微量元素、Nd同位素的测试,分析其在物源和风化方面的指示意义,发现新近纪红粘土与第四纪黄土具有相似的常量、微量元素UCC标准化曲线和稀土元素球粒陨石标准化曲线,指示二者皆来自广阔的物源区,经过了相似的搬运过程,并在搬运中得到充分混合。新近纪红粘土的MgO、Li、Cs、Bi含量较高,Na₂O、稀土元素La-Lu、Y含量较低。风化参数Na₂O/Al₂O₃、化学风化参数CIA以及Al₂O₃-CaO+Na₂O-K₂O (A-CN-K)图,均显示新近纪红粘土比第四纪黄土经历了更为强烈的风化过程。新近纪红粘土的稳定元素比值(TiO₂/Al₂O₃,SiO₂/Al₂O₃,SiO₂/TiO₂,Zr/Hf,Nb/Ta,Lu/Hf,Y/Ho,Th/Nb和Hf/Nb)、稀土元素总量、轻稀土与重稀土的分异程度、轻稀土内部分异程度、重稀土内部分异程度、Ce和Eu的异常程度、同位素ε_Nd(0) 值等,皆与第四纪黄土无太大差异,指示二者物质来源一致。粒度以及风化强度的差异,可能是导致新近纪红粘土与第四纪黄土常量和微量元素含量差异的主要原因。      

山东谢家沟金矿流体包裹体研究及其地质意义

山东谢家沟金矿是新发现的产于玲珑型花岗岩中的蚀变岩型金矿。对3个成矿阶段含矿流体的温度、压力和成分分析表明,矿床属于浅成中温热液矿床。含矿流体的演化是从高温向低温、从低盐度、低密度向高盐度、高密度的转变。Ⅰ成矿阶段流体包裹体均一温度为320~350 ℃,盐度为2.7%~6.6%,密度为0.498~0.886 g/cm³;Ⅱ成矿阶段包裹体均一温度为270~330 ℃,盐度为3.6%~8.4%,密度为0.571~0.959 g/cm³;Ⅲ成矿阶段包裹体均一温度为250~290 ℃,盐度为5.8%~10.6%,密度为0.724~1.158 g/cm³。流体成分以CO₂和H₂O为主,尚有CO、CH₄、H₂S、SO₂、N₂等,流体中CO2含量与矿石金品位正相关。据不同类型包裹体共生组合及流体演化特征,认为流体的不混溶性是导致大量金沉淀的主要原因。     

滇东南薄竹山雷达站花岗岩黑云母矿物化学特征与成岩成矿

黑云母是花岗岩中最常见的暗色矿物,其成分特征可以指示岩石成因和成矿环境。薄竹山雷达站花岗岩中黑云母矿物化学成分表明该花岗岩中的黑云母属于铁镁质黑云母,Ti温度计计算的黑云母结晶温度为665～756℃,结晶氧逸度介于-12～-16之间,其固结压力为98.44～386.29 MPa,对应的形成深度为3.72～14.60 km,表明薄竹山雷达站花岗岩形成于中深成环境。w(Al₂O₃)含量高以及原生白云母的出现表明该花岗岩可能属于S型花岗岩。黑云母中w(MgO)含量为7.52%～9.99%,镁质率(I_Mg)为0.41～0.50,氧化系数为0.075～0.167,以及Mg/(Fe³⁺+Fe²⁺+Mg+Mn)值>0.38均指示雷达站花岗岩兼具I型花岗岩的特征,雷达站花岗岩岩浆源区具有壳幔混合的特点。中高温及低氧逸度的成岩环境有利于W、Sn矿床的形成,I型花岗岩的特点利于Cu、Pb、Zn、Ag矿床的形成。     

贺兰山—六盘山地区中侏罗统直罗组地球化学特征及其地质意义*

贺兰山—六盘山地区是研究华北板块西部大地构造背景的关键区域。在研究区内中侏罗统直罗组地层采集了20件样品,应用全岩分析和ICP-MS方法对采集的样品进行主、微量及稀土元素测试并对其地球化学特征做出分析。测试结果显示,样品中Al₂O₃/SiO₂值介于0.17~0.31之间,平均值为0.25;K₂O/Na₂O值介于0.77~73.77之间,平均值为9.78;Al₂O₃ /(Na₂O+CaO)值介于0.49~96.00之间,平均值为15.68。上述含量和比值与样品成分成熟度、元素迁移、热液流体影响和风化程度有关。部分元素之间存在良好的相关性,能够反映物源及环境的变化。稀土元素值总和(ΣREE)变化较大(132.16~394.47μg·g^-1),其球粒陨石标准化配分模式与大陆上地壳(UCC)极为相似,表现为轻稀土富集、重稀土平坦、Eu负异常,Ce异常不明显等特征。结合UCC标准化曲线、La/Yb值、Gd_N/Yb_N值、La/Th值和Hf含量,认为直罗组源岩主要为长英质岩石,混杂了少量古老沉积岩和基性岩或者特殊矿物,且后太古界地层提供主要物源。微量元素构造背景判别图揭示研究区中侏罗统直罗组地层的物源区具有大陆岛弧和活动大陆边缘的特征,物源可能来自于兴蒙造山带和祁连造山带。化学蚀变指数(CIA)值和A-CN-K图反映源岩经历了较强的风化作用,但不同区域之间的风化程度存在差异。     

丰宁黄土-古土壤剖面常量元素地球化学特征

丰宁滦河上游的河谷地带有多处黄土堆积,由于该地区黄土分布零星、厚度较小,在以往的研究中却很少引起人们的关注,然而该地区黄土堆积是河北坝上地区环境演化和气候变化的重要地质记录.为了探讨该地区黄土的成因、物源以及化学风化强度,选取代表性的黄土-古土壤剖面77个样品进行了常量元素分析,并与已知典型风成堆积物的地球化学元素特征进行对比.结果表明:(1) 丰宁剖面的主要常量元素(SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃)之和以及UCC(Upper Continental Crust)标准化曲线均与典型风成堆积物具有较好的相似性, 表明丰宁黄土和古土壤为风成成因;(2) 丰宁黄土处于初等化学风化阶段,古土壤则进入了中等化学风化阶段.与典型风成堆积物相比,化学风化强度序列为:宣城风成红土＞＞西峰红黏土、镇江下蜀土＞丰宁古土壤、洛川古土壤＞洛川黄土＞丰宁黄土;(3) 常量元素迁移特征表明丰宁黄土和古土壤的化学风化已完成了早期去Na、Ca阶段,并进入到了中期去K阶段;(4) 丰宁黄土、古土壤的K₂O/Al₂O₃和Fe₂O₃/Al₂O₃比值与洛川黄土、洛川古土壤、镇江下蜀土、西峰红黏土较为接近,表明这些风成堆积物可能具有相似的源区.而TiO₂/Al₂O₃比值小于其他风成堆积物, 指示丰宁剖面具有其他物源.      

华北克拉通北部14亿年前古风化壳的地球化学特征及古气候意义

最近在河北涞水紫石口剖面的中元古界铁岭组-下马岭组界线(~1400 Ma)附近,发现了一套保存完好的碳酸盐岩古风化壳。野外观测和岩石矿物学研究显示,该古风化壳的岩性以含褐铁矿的铁质泥岩和伊利石粘土岩为主。相对上地壳平均化学组分来说,古风化壳的主量元素氧化物中Al₂O₃、TiO₂、Fe₂O₃和K₂O富集,SiO₂轻微亏损,CaO、MgO和Na₂O强烈亏损;微量元素中Sc、Cu、Ga、Zr、Hf、Nb、Ta、In、Th、Li、V、Zn、Rb、Cs、W、Pb、U、Mo和Bi等化学性质稳定或易吸附于粘土中的元素含量接近上地壳平均化学组分值或呈不同程度富集,易溶元素Cr、Sr和Cd相对亏损;稀土元素全部富集,轻稀土元素与重稀土元素分异程度大,Ce正异常,Eu负异常。U/Th、Fe³⁺/Fe²⁺、Ce的正异常、化学蚀变指数与风化淋滤指数等多种指标都指示该古风化壳是在强氧化的中等到强烈的风化淋滤程度条件下形成。上述研究表明,在中元古代盖层纪(Calymmian Period,1600~1400 Ma)与延展纪(Ectasian Period,1400~1200 Ma)之交,剖面所在的华北克拉通北部应属于温暖湿润的热带-亚热带气候。     

湿地生态系统土壤粘粒矿物组成特征研究

以吉林省7种不同类型土壤(沼泽土、草甸土、潜育黑土、潜育白浆土、水稻土、泥炭土、暗棕壤)为研究对象,在野外采样和室内分析的基础上,对湿地土壤质地及化学组成进行分析,研究土壤粘粒矿物组成特征,探讨其形成机理及演化规律。结果表明：1)土壤质地类型均为壤质土;2)土壤化学组成以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,且w(SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃)>80%;3)土壤硅铝率、硅铝铁率呈现出相同的趋势,潜育黑土>草甸土>泥炭土>暗棕壤>沼泽土>潜育白浆土>水稻土;4)草甸土、潜育白浆土的粘粒矿物组成以伊利石为主,其他土壤均以伊蒙混层为主;5)利用同步辐射装置对暗棕壤进行对比分析,鉴定出了常规光谱中未被识别的矿物(斜长石、伊/蛭混层)。同步辐射衍射光谱具有扫描辨识度强等多种优势,可以成为土壤粘粒矿物特性分析的有效技术。     

惠州凹陷HZ21钻孔珠江组地球化学特征及其沉积环境

根据21件碎屑岩样品的常量元素和微量元素相关关系、组分含量及某些元素的比值特征,探讨了珠江口盆地惠州凹陷HZ21钻孔的元素地球化学特征与古环境意义。研究表明:Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂、V、Cr、Rb相互间呈明显的正相关关系;SiO₂与Al₂O₃、Fe₂O₃、TiO₂呈明显负相关,与K₂O呈弱相关关系;Sr与CaO呈明显正相关关系;P₂O₅与Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂呈明显的正相关,与SiO₂呈明显的负相关,且与CaO呈弱相关关系。据锶钙比值103(Sr/Ca)和V/Cr值分析,HZ21井珠江组从下往上水体有逐渐加深的趋势,与单井沉积相分析结果一致。据镁铝比值102(MgO/Al₂O₃)和Sr/Ba值分析,珠江组从下往上沉积环境的水体盐度变化不太大,但到上部略有下降。古气候指示剂Rb/Sr值和MgO/CaO值显示,NSQ1和NSQ2层序时期气候干燥寒冷,而NSQ3和NSQ4这两个层序时期气候湿热。总之,地球化学特征所反映的沉积环境与沉积相分析的结果相一致,说明元素地球化学与沉积环境关系密切,可作为沉积相判别的标志。      

伯克霍尔德菌作用下黑云母的风化作用——对次生矿物的初步研究

以黑云母为矿物材料,以伯克霍尔德菌为微生物材料进行了矿物风化的长期培养实验。用X射线衍射仪测定了小于1μm粒级的固相产物的矿物成分,用扫描电子显微镜/X射线能谱仪观察和测定了矿物形态和化学成分。结果表明,伯克霍尔德菌菌株8B不仅能加速黑云母的风化进程,而且能促进形成鳞片状和球状粘土矿物(很有可能分别是蛭石和蒙脱石)。通过对次生矿物形成过程的分析,认为蛭石是黑云母通过结构转变的方式而形成,其转化过程具继承型模式的特点;蒙脱石则可能是黑云母溶解后重新结晶而成,属于溶解-沉淀模式。