焦作煤田冯营矿地开石的发现

地开石是一种比较少见的粘土矿物。是含水的层状铝硅酸盐,属于1:1型高岭石簇二八面体。与高岭石相同,但层的堆叠方式不同(各层的位移是1/3a₀1/2b₀)。在扫描电镜下,地开石晶体一般比高岭石厚大,成塔形即假六方板状晶体,一端较小,另一端逐渐增大。这种矿物在世界上产出不多,在我国更是屈指可数,目前只有在浙江温州地区发现其产在岩脉里面。是高岭石在高温高压下形成的,并进一步有序化。我们在焦作煤田冯营矿二叠纪山西组二,煤层伪顶和顶板的裂隙中发现了地开石,这对煤系地层来说还是第一次。研究这种地开石的形成条件对于粘土矿物学有着重要意义。      

东北地区球粘土的地质特征和成矿条件

东北地区球粘土主要产于吉林省舒兰县、永吉县和黑龙江省牡丹江等地,属老第三纪,未固结成岩,主要由无序高岭石组成,无重结晶及有序化现象.常含少量有机质或与褐煤矿层等伴生.其可塑性、粘结性及干燥强度较好.球粘土的成矿主要受温湿气候、物质来源、搬运方式、沉积环境、构造及特定的时代、有机质的作用等条件控制.已知储量近2亿吨.     

铝土矿粘土研究的回顾(续)

我国球粘土应成为独立矿种,湖沼球粘土中含“内胶体”的自生高岭石是生物有机质作用造成,水云母、I-M间层粘土矿物及有机质会增加可塑性、粘结性及干燥强度,钾、钠的增加可降低烧结温度。沉积球粘土与残积成因高岭石为无序或较无序,古生代煤系高岭石为有序和高度有序,岩浆热液成因的高岭石常为有序或高度有序;北方古生代软质粘土（紫矸）为规模较大、较为均匀稳定的高度有序高岭石,应积极开发。硬水铝石岩溶铝土矿应属于生物有机质成矿作用的沉积型铝土矿。     

煤系高岭石的原始晶粒尺寸及结晶度对插层作用的影响

采用SEM、XRF、XRD和IR研究了大同、平朔和淮北煤系高岭石的结构、粒度及其特性,探讨了粒度大小对高岭石插层作用的影响及其机理。研究发现:粒度中等且结晶有序的平朔煤系高岭石插层率最高,其次为晶体粗大但结晶有序的大同高岭石,粒度最小且结晶无序的淮北高岭石插层率最低。研究认为高岭石原始晶粒粒度对高岭石插层作用有重要影响,中等粒度最有利于高岭石插层作用的进行,粒度过大或过小均不利于高岭石插层作用的进行,其原因是由于不同粒度的高岭石插层作用过程中导致的差异弹性变形引起的。结晶有序度对高岭石插层作用也有重要影响,结构无序不利于插层作用的进行。     

东营凹陷沙河街组砂岩储层高岭石类型、特征及其成因

高岭石是东营凹陷沙河街组砂岩储层中常见的黏土矿物,对储层物性具有重要的影响,但目前对其特征及成因的研究较少。本文利用薄片分析、阴极发光、扫描电镜、X射线能谱等多种技术手段,结合东营凹陷构造演化、流体活动历史与成岩序列研究了东营凹陷高岭石的类型、特征及其成因。研究结果表明:东营凹陷沙河街组砂岩储层主要发育两类高岭石,第一类高岭石晶形发育良好,单偏光下呈鳞片-蠕虫状,扫描电镜下单晶呈假六方片状,晶体排列紧密,集合体呈蠕虫状或书页状,成分纯;第二类高岭石晶形发育不及第一期,单偏光下呈鳞片状,扫描电镜下可见晶层卷曲,晶体排列疏松,集合体呈手风琴状,其成分中除了Al、Si、O还含有少量Fe、Ca元素。高岭石主要为自生高岭石,是长石在有机质演化过程中产生的酸性流体作用下发生溶蚀作用的产物。但是,两类高岭石具有不同的形成时期、成因和形成环境,其中,第一类高岭石主要形成于东营末期,是沙四段上部烃源岩生烃和油气成藏时生成的有机酸溶蚀长石的产物;而第二类高岭石形成于馆陶期末和明化镇组大规模油气充注时期,此时,处于晚成岩A期,大量的蒙脱石向伊利石转化,酸性流体中含有较多的Fe2+、Ca2+等。     

论晋北石炭二叠系紫色高岭石粘土的成因

晋北地区石炭二叠系煤层中与四号及九号煤伴生的含有机质的软质耐火粘土,即高岭石粘上,俗称紫矸或紫木节。对紫矸的成因过去有两种看法:(1)原生沉积的;(2)后期风化残积“由煤变来的”。笔者认为除这两个因素同时存在外,还与成岩后生作用中有机酸的淋滤和高岭石的重结晶、有序化等有关,尤其是后期风化表生作用使有机质氧化淋滤去SiO_2形成一水软铝石、褪色、溶蚀多孔、质地疏松,形成今日所见紫色高岭石粘土。     

南宁球粘土地质特征及矿床成因

广西南宁市郊区维罗矿区的球粘土产于新生代第四纪的更新统（Q3），曾由广西第四地质队详查证实为一大型矿床（探明会计师数千万吨），被定为高岭土矿床或耐火粘土矿床，或为其变种。认为其质量好而规模大且便于露天开采。球粘土主要由无序高岭石组成，其矿床成因系由火山岩经风化残积部分热液而成的原生高岭土再受水流冲刷剥蚀长距离搬运磨蚀而沉积于维罗等湖沼中。其中相当一部分高岭石在透射电镜下呈六角片状外形，系自生的胶体化学沉积，属于生物成矿的结果；而整体成因应属于碎屑-胶体混合沉积的球粘土矿床。     

从煤的变质程度看夹矸转化

通过研究无烟煤层中泥岩夹矸的岩石矿物学特征,探讨了其主要成分高岭石发生转化的主要方向及影响因素。通过样品的显微镜下鉴定、差热分析、X射线粉晶衍射分析、红外吸收光谱分析等一系列测试结果的分析研究,发现无烟煤层泥岩夹矸中高岭石因受不同因素的影响而发生不同的转化,即:高岭石向伊利石转化,伊利石-蒙脱石(I/M)混层矿物及蒙脱石出现。其主要原因是区域变质作用及周围介质影响所致。     

南秦岭凤太盆地金矿与铅锌矿的成矿模式

通过对凤太盆地八卦庙金矿和八方山一二里河铅锌矿的矿床地质、矿床地球化学、流体地球化学的研究，发现两类矿床δ（^30Si）分布范围与海底喷流沉积成因硅质岩的硅同位素接近，表明其属热水沉积成因。矿床δ（^34S）比较接近，但铅锌矿矿石中硫源来源更广。碳酸盐的碳、氧同位素特征显示两类矿床均具有热水沉积特点，金矿的样品更趋向于火成岩，表明受后期岩浆热液影响更大。经过流体包裹体测温，金矿床均一温度变化范围大，具有多期次多阶段的特征。矿床同位素和流体包裹体特征表明，金矿床与铅锌矿床在成矿物源、成矿流体特征等方面都存在很多相似性，反映出热水喷流作用与两类矿床成因有密切的关系，但二者又存在差异。结合成矿地质背景，认为铅锌矿的形成与定位受区域热变质改造和动力作用控制，而金矿的形成主要受晚期岩浆热液活动控制，由此建立了金矿与铅锌矿的成矿模式。     

二连盆地哈达图铀矿床黏土矿物特征及其与铀成矿关系研究

研究砂岩型铀矿中的黏土矿物可以了解控制该矿床形成的沉积环境、成岩作用和成矿作用等。通过X射线衍射、扫面电镜等手段,对哈达图矿床含矿段赛汉组上段氧化还原带中黏土矿物特征展开研究。结果表明:该地区赛汉组上段岩石中黏土矿物组合主要为伊蒙混层(I/S)和伊利石(I),两者之和平均占黏土矿物总量94%,其中伊/蒙混层平均占61%,伊利石平均占34%,含少量高岭石及绿泥石,未发现蒙皂石;伊/蒙混层主要为完全无序型,是成岩期碱性环境下由蒙皂石转化形成的,高岭石是在成矿期氧化水渗入形成酸性流体作用下形成的,后期部分高岭石转化为伊利石;过渡带黏土总量相对最高,弱氧化带及还原带黏土总量略低,强氧化带黏土总量最低,这是导致强氧化带渗透性相对较高,更易被氧化,过渡带渗透性相对较差,进而成矿的一个重要原因;黏土矿物表面吸附有大量的超显微、显微状铀矿物。     

内蒙老石旦矿区高岭土矿床的成因分析

老石旦矿区的高岭土(木节土)呈灰白、灰紫及灰黑色,质地松软,可塑性高,是一种良好的耐火材料和陶瓷原料。对其成因过去有两种看法:(1)原生沉积的;(2)由煤层风化淋滤形成的。作者认为是煤层风化残积形成的。即煤层经地壳运动抬升到地表以后,受到强烈的风化淋滤作用,使有机组分分解,流失和逸散,铝硅矿物相对富集,在表生条件下形成木节土。     

鄂尔多斯盆地东部太原组碎屑岩中自生伊利石形成机制及其对储层形成的影响

鄂尔多斯盆地东部太原组砂岩骨架颗粒中几乎没有碎屑长石,残余的微量长石(在岩石中的平均含量为0.4%.低于X射线衍射检测限)主要为钾长石,同时具有较低的自生高岭石含量(1.02%)、很低的自生石英含量和同期火山物质含量,以及较高的自生伊利石含量(1.22%),这表明太原组的自生伊利石主要是在相对高温的深埋藏封闭条件下,通过钾长石溶解反应:钾长石+H~++H_2O→高岭石+硅质+K~+和高岭石伊利石化反应:高岭石+K~+→伊利石+H~++H_2O或其加和反应:钾长石+高岭石→硅质+伊利石+H_2O形成,后者通过消耗钾离子而克服钾长石溶解的动力学屏障,是前者的重要驱动反应,并向流体输出氢离子,因此对次生孔隙的形成、尤其是在相对深埋藏的成岩过程中与钾长石溶解有关的次生孔隙的形成具有显著的积极作用.     

深层煤矿床开采地质条件及其综合探测——现状与问题

煤炭是我国的主要能源,是国民经济和社会健康发展的根本保障,但华北和东北地区多数老矿区的浅部煤炭资源已近于枯竭,需要开发深部煤炭资源。深层煤矿床处于高围压、高温度、高瓦斯含量和高孔隙压力的采矿环境,其勘探和开发不仅是工程问题,更多的是地质问题。根据我国煤炭资源勘探开发中存在的问题与现状,在深层煤矿床赋存规律、开采地质条件及综合探测研究方面,急待解决的关键科学问题是: a. 深层煤矿床的形成演化与赋存规律 ;b. 深层煤矿床赋存的初始能量场以及多场叠加效应 ;c. 深层煤矿床的流体来源、运移和赋存机理与多相介质耦合作用 ;d. 深层煤矿床关键地质体和多相介质的地球物理响应与综合勘查理论。建立深层煤矿床精细、快速综合探测理论和技术方法体系,将为深部煤炭资源的勘探与安全高效开发和一些老煤炭工业基地的可持续发展提供科学依据和理论基础。      

陕西省矿床成矿系列的初步划分

通过系统总结，首次将陕西省主要矿床初步划分为4个矿床成矿系列组合，22个成矿系列类型，42个成矿系列和若干亚系列。其中省内金矿床的主要成矿系列为燕山期与变质一岩浆热液有关的金多金属矿床成矿系列、略勉板内结合带与岩浆热液有关的金矿成矿系列、商丹板块对接带与变质热液有关的金矿床成矿系列、现代河流中的冲一洪积砂金矿床成矿系列、与热水渗滤作用有关的金矿床成矿系列及活动区造山带与碱性碳酸盐类有关的金矿床成矿系列类型，银矿床的主要成矿系列为复理式建造中的菱铁矿银多金属矿床成矿系列，铜矿床的主要成矿系列为与元古代中-酸性岩有关的铁铜矿床成矿系列、加里东-印支期与中性-酸性花岗岩类有关的铁铜金钨萤石矿床成矿系列、与海相中基性火山岩有关的铜锌矿床成矿系列、前寒武系变质火山岩中的铜锌黄铁矿床成矿系列，钼矿床的主要成矿系列为与中酸性浅成-超浅成小岩体(斑岩)有关的钼铁铜矿床成矿系列，铅锌矿床的主要成矿系列为海底热液喷流-沉积铅锌矿床成矿系列、与热水渗滤作用有关的铅锌矿床成矿系列、海底喷流沉积-热液改造铅锌铜矿床成矿系列，汞锑矿床的主要成矿系列为与热水渗滤作用有关的汞锑矿床成矿系列，重晶石矿床的主要成矿系列为寒武系-奥陶系中的钒钼重晶石磷块岩黄铁矿石煤矿床成矿系列、下志留统中的重晶石铀石煤矿床成矿系列，煤矿床的主要成矿系列为大型内陆盆地中的煤油页岩成矿系列及与海陆交互相沉积岩有关的煤铝黄铁矿粘土高岭土矿床成矿系列类型，岩盐矿床的主要成矿系列为产于奥陶系中的岩盐(钠盐)矿床成矿系列。     

淮南下石盒子组球粒状高岭岩结构及成因探讨

淮南下石盒子组球粒状高岭岩形成于三角洲平原上的湖泊环境。球粒是有机质与高岭石组成的复合集合体,可划分出6种结构类型。矿床中高岭石矿物主要有两种来源,一种是由陆源粘土搬运再沉积而成;另一种是由硅铝胶体沉淀并经重结晶作用而来。有机质对高岭石及球粒集合体的形成起重要作用。     

煤系地层中高岭石的形态-成因类型

大量的透射电子显微镜(TEM)观察表明:煤系地层中的主要粘士矿物——高岭石有独特的形貌特征。这些特征反映物源、沉积环境以及成岩后生作用的特点。本文将矿物形态与成煤各阶段的地质环境相联系,把煤系地层中高岭石划分为碎屑状高岭石、胶凝状高岭石、玻屑状高岭石、鳞片状高岭石四种形态-成因类型。它们相应的成因类型为沉积成因、胶体成因、火山灰蚀变成因、成岩变质成因。认识和研究高岭石矿物的形态与成因,在煤田地质学领域中有理论和实用意义。     

Argillization processes at the El Berrocal analogue granitic system (Spain): mineralogy,isotopic study and implications for the performance assessment of radwaste geological disposal

The El Berrocal granite/U-bearing quartz vein (UQV) system has been studied as a natural analogue of a high-level radioactive waste repository. The main objective was to understand the geochemical behaviour of natural nuclides under different physicochemical conditions. Within this framework, the argillization processes related to fracturing and formation of the uranium–quartz vein were studied from a mineralogical and isotopic standpoint in order to establish their temperatures of formation and thus complete the geothermal history of the system. For this purpose, δ¹⁸O values were determined for pure mineral from the unaltered granite and quartz from the uranium–quartz vein, as well as for mixture samples from the hydrothermally altered granite (sericitised granite) and clayey samples from fracture fillings, including the clayey walls of the uranium–quartz vein. The isotopic signature of quartz from the uranium–quartz vein and the monophasic nature of its fluid inclusions led us to conclude that the isotopic signature of water in equilibrium with quartz was approximately in the range from −8.3‰ to −5.7‰ V-SMOV, its temperature of formation being around 85–120 °C. The δ¹⁸O values of pure sericite from the hydrothermally altered granite, calculated by means of the oxygen fraction molar method, indicate that its temperature of formation, in equilibrium with the aforementioned waters, is also in the range from 70 °C to approximately 120 °C. Clays from fracture fillings and clayey walls of the uranium–quartz vein are usually mixtures, in different proportions, of illite, approximately formed between 70 and 125 °C; two generations of kaolinite formed at approximately 90–130 °C and at around 25 °C, respectively; smectite, formed at ≤25 °C; and occasionally palygorskite, formed either between 30 and 45 °C or 19 and 32 °C, depending on the fractionation equation used. These data suggest that sericite from the hydrothermally altered granite, quartz from the uranium–quartz vein, illite and the first generation of kaolinite from the fracture fillings resulted from the same hydrothermal process affecting the El Berrocal granite in relation to fracturing. Under certain physicochemical conditions (T≈100 °C, pH≈8 and log [H₄SiO₄] between −4 and −3), illite and kaolinite can be paragenetic. As a result of weathering processes, smectite was formed from hydrothermal illite and inherited albite under alkaline weathering, while the second generation of kaolinite was formed from smectite, under acid conditions and close to the sulphide-rich uranium–quartz vein. Palygorskite is an occasional mineral formed probably either during the thermal tail of the above-described hydrothermal process or during weathering processes. In both cases, palygorskite must have formed from alkaline Si–Mg-rich solutions. Finally, these data and processes are discussed in terms of natural analogue processes, drawing some implications for the performance assessment of a deep geological radwaste repository (DGRR).     

Enrichment of U-Re-V-Cr-Se and rare earth elements in the Late Permian coals of the Moxinpo Coalfield,Chongqing, China: Genetic implications from geochemical and mineralogical data

Rare metals in coal deposits have attracted much attention in recent years because of their potential economic significance. This paper reports the abundance and enrichment origin of rare metals in the Late Permian coals (K1 and K2 Coals) of the Moxinpo Coalfield, Chongqing, southwestern China. The K1 Coal is characterized by highly-elevated concentrations of U-Re-V-Cr-Se and Nb(Ta)-Zr(Hf)-REE assemblages; the latter assemblage is also enriched in the K2 Coal. The high temperature ash (815 °C) of the K1 Coal is enriched in V, Cr, Se, Re, U and REE; the ash of the K2 Coal, and also the floor strata of each seam, are enriched in REE, potentially making all of the units economically viable sources for these elements.The minerals in the K1 Coal are mainly represented by kaolinite, illite and mixed-layer illite/smectite, and pyrite, while the minerals in the K2 Coal consist mainly of kaolinite and tobelite [(NH₄,K)Al₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂]. Authigenic roscoelite [K(V^3 +,Al)₂(AlSi₃O₁₀)(OH)₂] is commonly observed in the K1 Coal under the SEM, and was probably formed by interaction of kaolinite with V derived from permeating U-Re-V-Cr-Se-rich solutions during early diagenesis. The tobelite enriched in the K2 Coal was formed by reaction between kaolinite already present in the coal and NH^4 + derived from decomposition of the organic matter during hydrothermal alteration at a relatively high temperature.The mafic tuffs directly underlying the K1 Coal and containing limestone residual breccias not only served as the substrate for coal accumulation but also as the source of sediment from the uplifted areas around the coal basin. The latter is indicated by low Al₂O₃/TiO₂ ratios (from 10.09 to 14.24), positive Eu anomalies enrichment of medium rare earths (relative to upper continental crust), and detrital calcite of terrigenous origin. The highly-elevated concentrations of U-Re-V-Cr-Se assemblages in the coal were derived from exfiltrational hydrothermal solutions and were then deposited in a euxinic environment. The terrigenous materials in the K2 Coal, however, were derived from felsic-intermediate rocks at the top of the Kangdian Upland, although the elevated concentrations of Nb(Ta)-Zr(Hf)-REE assemblages are attributed to the input of hydrothermal solutions.     

滇西北衙地区热水岩溶作用及其伴生的地质灾害

报道了滇西北衙地区新发现的热水角砾岩及其显示的热水岩溶与伴生地质灾害的特征。北衙地区热水角砾岩和热水岩溶可分为 4种类型和层次,即①地表相爆发-沉积作用形成的沉积凝灰-角砾岩、热水沉积鲕状灰岩与钙华胶结角砾岩;②与近地表洞穴沉积和垮塌作用有关的热水沉积砾岩和汽爆射流角砾岩;③与热水通道相蚀裂和爆破角砾化作用有关的网络状灰岩角砾岩筒和热水隐爆角砾岩筒;④深部相热水浸煮-蚀变灰岩。除深部相浸煮蚀变作用外,其余 3种热水岩溶作用都可伴生和引起地质灾害。万洞山-五里排一带呈席状覆盖于第三系河湖相的砂砾岩和粘土沉积之上的灰岩质热水角砾岩为一套从陈家庄角砾岩筒滑覆过来的热水角砾岩滑体,其可能是造成金沙江古河道淤塞并使古金沙江改道和形成大拐弯的主要原因。