确定晶体优势面网的方法探讨

一种晶体在结晶时 ,受不同的结晶环境影响与制约 ,常结晶成不同的晶体形态 ,部分晶体的晶体形态具有标型意义。然而当我们用晶体的形态标型特征去反演形成环境时 ,常常难以寻找到形态较好的晶体。能否用一种测试方法通过确定晶体的优势面网来达到这一目的 ?优势面网是晶体在结晶过程中优先发育生长的面网。晶体在一定介质中结晶 ,由于物化条件的不同 ,可以优先发育的面网也不相同。然而 ,当晶体在特定条件下 (即一定的地质或物理化学条件 )结晶 ,就发育某一个面网而抑制其它面网生长 ,就会形成优势面网。例如 :萤石晶体 ,它的晶体形态随介质…     

水晶包裹体的类型及成因综述

水晶中的包裹体是在水晶生长过程中被包裹在晶体内的由一相或多相物质组成的封闭系统。水晶中包裹体的形成与生长时的物化条件密切相关 ,而生长过程中的物化环境又直接影响了水晶的结晶习性。     

陆相碳酸钙沉积试验的晶体扫描电镜研究

通过室内及野外沉积试验,并结合扫描电镜照片,研究了不同温度下静水环境及动水环境中,碳酸钙晶体生长速度及发育特征。研究发现: 在静水环境条件下碳酸钙结晶过程为在水面最先形成钙膜,然后向水深处,碳酸钙晶粒依次析出。文章中还证实了在掺气的水体中碳酸钙晶体可以迅速生长。在水补给条件较差及有蒸发作用参与时,则形成碳酸钙晶体花,或针状碳酸钙。此外,文章对流水作用下碳酸钙晶体的侵蚀特征也给予了初步的讨论。      

确定岩石中矿物成核速度,成核密度,晶体生长速度和结晶时间的CSD理论及应用

结晶岩类的热力学研究是岩石学研究的重要内容之一。本文介绍了结晶岩石中矿物 结晶过程，包括矿物成核密度、成核速度、晶体生长速度、结晶时间与晶体大小分布的关系即CSD理论以及岩浆冷却、喷发、混合，接触变质、区域变质等过程各自具有的CSD特征;并对CSD理 论、方法及其地质应用进行了评价:指出复杂的自然过程对CSD的影响，在定向构造发育较好的 岩石巾由二维晶体测定转向三维计算的改进方法以及GSD所具有的重要的年代学意义。     

热液矿床矿物微形貌与晶体生长环境研究

应用高分辨率扫描隧道显微镜(STM)和场效应扫描电镜(FEG SEM),对取自山西义兴寨金矿等4处热液矿床的黄铁矿、方铅矿、赤铁矿等矿物的表面生长微形貌进行了观察研究,并与实验合成的黄铁矿、方铅矿等矿物的微形貌特征进行对比。发现了自然矿物结晶三维成核成因的黄铁矿微球状晶,在合成和自然矿物的晶面观察到漏斗状晶和胞状结构等生长形貌。合成黄铁矿表面发育平整光滑的生长台阶,反映静态无扰动、接近平衡的晶体生长环境;而大量产于热液矿床的黄铁矿、方铅矿等晶体普遍发育胞状或拉长的胞状结构表面,并总体呈台阶状排列的表面结构,证明自然成矿热液体系的高过饱和度和流动生长环境。研究表明,热液成矿过程中矿物结晶作用有从成核、台阶状晶体生长、到形成“平衡”多面体生长的一个演化过程;形成于复杂条件的矿物晶体表面微观结构,包含丰富的成矿环境信息。     

斜长石结晶作用的实验研究进展

斜长石是岩浆岩中最主要的造岩矿物之一,它在岩浆演化过程中扮演着重要角色。通过高温高压实验途径可以确定斜长石在岩浆中的结晶条件、探讨斜长石的生长动力学。近年来,较多学者对斜长石的结晶作用进行了实验研究,这些研究对理解斜长石的结晶条件和岩浆的结晶过程都有重要意义。本文从以下两个方面对斜长石结晶作用的实验研究做了系统的总结:(1)斜长石晶体的生长及其制约因素,包括熔体组分、温度、压力和H2O含量等条件对斜长石结晶的影响。熔体组分能够影响斜长石的液相线温度及结晶斜长石的An含量;温度对斜长石的成核生长、成分以及形态均有影响;压力对斜长石成核生长的影响比较复杂;H2O含量能够显著降低斜长石的结晶温度,影响结晶斜长石的晶体大小。(2)斜长石结晶作用实验研究的地质应用。对结晶斜长石成分、结构、晶体大小的研究,能够揭示岩浆在其演化过程中物理化学条件的变化。     

变质岩中的球状结构及其对变质作用的指示

球状结构是指由纤维状晶体组成的放射状集合体,其为一种高度不平衡的结构。它们常见于火山岩、假玄武玻璃、沉积岩以及热液沉积物中,在不同变质级别的变质岩中也有广泛报道。变质岩中的球状结构记录了丰富的变质作用信息,然而其在变质岩中的成因机制和对变质作用的指示意义尚缺少详细的研究。球状结构的生长需要温度、压力或成分的改变使得结晶体系远离平衡,它的结晶动力学过程受物质的扩散控制,要求晶体生长速率远大于物质扩散速率。详细解析球状结构和分析导致不平衡的因素有助于限定变质作用的条件和过程。本文拟从变质岩中报道的代表性球状结构出发,基于球状结构结晶所需的热力学和动力学条件,总结变质岩中球状结构的四种可能成因机制:流体结晶、变质熔体结晶、冲击变质作用和高度不平衡的变质反应。组成球状结构的纤维状晶体具有大的表面能,在持续保持温压和流体条件不变的情况下会快速重结晶使得球状结构消失,球状结构得以保留意味着其所处的环境要迅速转变为它不再结晶的条件。因此,变质岩中的球状结构指示寄主岩石经历了持续时间很短的非平衡变质作用过程。借鉴其它学科研究球状结构的定量方法和在变质作用条件下开展球状结构的实验研究是变质岩中球状结构研究的潜在方向。     

东南极哈姆峰地区假玄武玻璃的显微构造、年代学及其地质意义

发育在东南极普里兹湾西南部哈姆峰地区麻粒岩相花岗质片麻岩中的假玄武玻璃沿着近东西向断裂带分布。显微构造特征表明,该地假玄武玻璃基质中普遍发育球粒结构及树枝状、放射状-针状等不同形状及组合的矿物微晶体,说明这些假玄武玻璃是地震断层快速滑移过程中摩擦熔融作用的产物。假玄武玻璃中的微晶体矿物组合大体分为两种,它们分布在构造带不同地段:一种是以"紫苏辉石+斜长石"组合为主,分布于构造带东北部地段;一种是以"黑云母+斜长石+钾长石+石英"的组合为主,分布于构造带西南部地段,说明沿构造带不同部位构造环境及应力分布的不均匀性。同时,微晶体中富铝紫苏辉石的存在,表明假玄武玻璃形成过程及其后期的结晶过程可能处于高温(麻粒岩相)的构造环境下。假玄武玻璃的基质全岩K-Ar年龄为878.1±16.8 Ma,全岩40Ar/39Ar年龄谱系中所记录的年龄值主要集中在925~626 Ma。结合区域对比看,假玄武玻璃应该形成于格林维尔期构造事件。      

东格陵兰固结硅质岩墙中同心层状构造的自发成因

在靠近Skacrgaard侵入体东侧边缘,有一约1m宽的流纹岩脉,在其中一较小的剖面上发育有很好的同心层状构造。在该小剖面上,一条断层似乎破碎了该岩脉并加强了它与大气水的相互反应。厚2～3mm的数层层状构造由与低温钠长石、钾长石相互交替的石英围绕着一个由同样矿物组成的放射状团块组成。这些层状构造似乎是温暖含水环境中的脱玻化作用过程中由后期的结晶作用和“自组织作用”形成的。小尺度层状构造的产生可用Ortolcva与其合作者的竞争性颗粒生长(CGP)模式进行定量模拟;由于不同大小颗粒的表面能的微小差异,晶体倾向于以小的晶体为代价生长,于是,从一个微小的颗粒大小的初始扰动产生出一个重复的层状构造图案。对于诸如扩散率与冷却率的物理参数,以合理的估值,用数据模型预测的层间距离与观察到的几何形状与维数完全一致。     

不同温度条件下碳酸盐结晶沉淀研究

本文结合碳酸盐岩溶蚀机理研究,从理论上并通过模拟试验对与温度条件密切相关的碳酸盐结晶沉淀作用进行了探讨。在大量矿物结晶显微照片及测试数据的基础上,阐明了石炭岩、白云岩等碳酸盐岩类在不同温度条件下（25℃、40℃、60℃和80℃）溶蚀一结晶过程中碳酸盐晶体形态及生长发育的不同特征。同时还探讨了随溶蚀—结晶时间、压力及溶蚀液性质的改变,晶体形态、晶粒大小、结晶速率等的变化趋势。这项研究对反演自然界碳酸盐岩溶蚀—结晶过程和喀斯特形成发育规律、探索碳酸盐岩的成岩作用以及评价油气水等岩溶裂隙储集层特征等均具有重要意义。     

差异扩散速度与晶体形态标型

本文依据矿物晶体结晶时不同结晶离子对晶体结晶的作用不同,提出了差异扩散速度控制晶体形态的观点。文中论述了差异扩散速度的产生及影响因素,指出外部因素（温度、压力、粘度、酸碱度等）是通过离子的扩散速度变化来主导占位选择和形成优势面网,最终形成反映差异扩散速度的晶体形态。用差异扩散速度来解释矿物的晶体形态标型,比较全面地考虑各种外部因素的共同作用,从而避免了文中列举的片面性。此外,文中还探讨了晶体的生长方式、优势面网的产生和产生的必要条件以及相对衍射强度与优势面网的关系。     

安徽铜陵狮子山矿田岩浆岩锆石SHRIMP定年及其成因意义

铜陵狮子山矿田发育大量岩浆岩,且与矿田中的铜金多金属成矿关系密切。锆石SHRIMP同位素精确定年表明,矿田中的岩浆侵位年龄在132.4～142.9Ma之间,即晚侏罗世—早白垩世,属燕山早期晚阶段。矿田岩浆岩体是在同期岩浆活动中多次侵位形成的,岩浆侵入活动可以划分为分别起始于140Ma前后和约136Ma的早晚两次。从岩浆上升侵位到冷却结晶的时间间隔均较短,但其中白芒山辉石二长闪长岩冷却史相对较长,且经历了早期深部岩浆房中的分离结晶作用和后期构造脉动、岩浆上升侵位、减压受热、早期晶体再熔蚀及冷却结晶的过程。结合主量元素和微量元素地球化学研究认为,狮子山矿田岩浆演化的后期,即起源于上地幔或下地壳的原生岩浆在同化了壳源物质并聚集到岩浆房中以后,在滞留的过程中发生了一定程度的分离结晶作用,但尚未固结,成分上显示了一定的带状分布,在区域构造应力松弛及构造事件诱发下,随机地沿发育的构造裂隙先后上升侵位,冷凝结晶。     

陕西丹凤秦岭群石榴子石变质结晶动力学研究

本文运用晶体大小分布理论对陕西丹凤秦岭群石榴子石进行了变质结晶动力学的研究,通过对石榴子石在岩石中出现的频率及其大小值的系统测定,有关变质结晶动力学的分析计算,最终得出了丹凤秦岭群石榴子石的变质结晶初始成核密度、成核速度、晶体生长速度、生长时间及冷却过程中体积转移量等诸动力学要素,并从晶体大小分布研究中获得了多期复杂变质这一与地质事实一致的重要地质信息。     

当代花岗岩研究的几个重要前沿

近 10多年来 ,人们已认识到大多数花岗岩浆的发育和演化受岩石圈上地幔作用过程的制约 ,开创了把壳幔相互作用研究与花岗岩形成演化紧密结合的新方向 ,这个新的研究方向的科学前沿主要是花岗岩形成与大陆生长和深部过程的关系 ;花岗岩形成的深熔作用和热源以及花岗岩的成因类型与构造环境。这些前沿研究试图从大陆生长及大陆动力学的层次去认识花岗岩成因 ,以期能建立起一个它们之间相互关联的框架 ,并进一步通过这一框架追索它们形成时热能传递的机理及其体制。因此 ,研究花岗岩不仅可以获得花岗岩物质来源和构造环境的信息 ,而且可以获得壳幔物质运动的状态、过程、动力学等问题的本质、深部能量 (热能 )的传导、转化的重要信息。探索和解译这些信息 ,对于认识大陆生长具有“纲举目张”的作用 ,是解决当今大陆地质演化 ,建立大陆动力学关键问题之一 ,是继花岗岩物质来源、构造环境研究的花岗岩研究的第三个里程碑的开始 ,因而具有重要的战略意义。     

微生物多糖／葡聚糖体系氢氧化铁生物矿化的实验研究

本文通过观察在尿素和Stoke培养基中生长的球衣菌细胞壁内及其周围氢氧化铁凝胶的矿化过程,研究球衣菌分泌的多糖和蛋白质对氢氧化铁凝胶矿化结晶行为的调控作用。采用TEM、UV和FTIR对两种矿化体系微生物矿化产物进行了观察和分析,同时对比以纯葡聚糖为有机基质作用下氢氧化铁凝胶的矿化过程,结果表明微生物多糖和葡聚糖均能控制水溶液中铁离子及氢氧化铁凝胶的成核机制、结晶相和晶体的生长速度,主要矿化产物为纳米级四方纤铁矿(β-FeOOH)。     

对渭北岩溶中化学结晶沉淀充填物的认识

岩溶水化学成份及其侵蚀性能,取决于地球化学环境。它不仅影响着岩溶的发育速度,而且决定各种离子的来源、化合、分解、置换。岩溶的发育过程就是地下水与可溶性岩石长期化学反应的结果;并且经常相伴发生化学结晶沉淀充填岩溶的作用。岩溶中产     

地壳不同构造层次岩石变形机制及其构造岩类型

构造岩记录地壳构造变形演化重要信息,其成因、分类与命名一直没有统一认识。本文对构造岩变形机制、控制因素和构造岩分类进行系统总结。认为构造岩形成受物质成分、变形机制、应变速率、流体、温度、压力等因素控制,是物质成分与物理化学条件、变形机制等众多变量的函数。变形机制包括破裂作用、碎裂流动、晶质塑性、物质扩散、重结晶作用和超塑性流动,不同变形机制出现在不同地壳构造层次中,形成不同的显微组构。依据成因机制、物质组成和组构等标志对构造岩分类与命名进行重新修订,将构造岩划分为碎裂岩系列和变质构造岩系列,前者发育在地壳浅构造层次上,以破裂作用和碎裂流动变形机制为主;后者发育在中深部构造层次上,以晶质塑性、重结晶作用、物质扩散作用和超塑性流动作用为主。碎裂岩系列划分碎裂岩、角砾岩、微角砾岩、超碎裂岩、断层泥和假玄武玻璃;变质构造岩系列划分为构造片岩、糜棱岩和构造片麻岩。依据岩石流变性质、变形机制和构造岩分布,地壳构造层次划分为:脆性域,变形机制以碎裂作用和碎裂流动为主,发育碎裂岩系列;脆-韧性转换域,以晶质塑性、物质扩散和重结晶作用为主,并伴随有碎裂作用,形成糜棱岩、千糜岩和构造片岩;低温韧性域,以晶质塑性、物质扩散和重结晶作为主,发育糜棱岩与构造片岩;高温韧性域,以超塑性蠕变和重结晶作用为主,形成构造片麻岩。     

变形作用与变斑晶生长

理想状态下 ,晶体的生长是各向均匀的。但是 ,近年来变形作用与变斑晶生长关系研究表明 :变形变质过程中变斑晶并不是从中心各向同性地均匀生长 ,其生长与当时所处的应力环境、物质供给和流体相的参与有关。其中流体相的参与是变斑晶生长所需物质迁移的载体 ,为变斑晶生长的物质供给提供先决条件。变斑晶的生长不是连续的而是呈阶段性生长 ,变斑晶的生长相是与变形相相互消长的。变形变质过程中 ,变形与变斑晶生长阶段的关系可总结如下 :(1)变斑晶在未变形域或弱变形域成核后 ,晶体生长所需的物质供应充足时 ,晶体的生长是围绕晶核均匀生长…     

滇西景谷地区澜沧江沿岸早古生代构造片岩中石英脉的成因与变形

滇西景谷县澜沧江沿岸出露的下古生界内发育一套构造片岩,空间上呈NNW—SSE向展布,岩性以绢云母石英构造片岩为主。岩石发生了强烈的塑性流变,大量发育有细脉状、透镜状的石英脉。石英脉的宏观与显微构造变形特征反映其为同构造分泌结晶脉,形成机制与韧性剪切带中物质的溶解、迁移、重结晶作用密切相关。石英原生气液包裹体显微测温实验表明,石英脉形成时的温压条件为：T=500℃,p=0.498GPa,反映构造片岩的变质程度达到了中、高绿片岩相。     

玻镁安山岩中辉石枝晶的形貌与晶体生长方式

川西乡城地区的玻镁安山岩基质中辉石微晶具有奇特的枝晶形貌。通过高倍率光学显微镜和扫描电镜观察,较详细地分析了辉石枝晶的形貌细节。辉石枝晶一般发育三级分枝,各分枝间以近于90°和110°交角沿单斜辉石结晶学主轴方位优先生长,各级分校具有整体一致的光学性质,如同单个晶体。玻镁安山岩浆流动性大,呈薄层状。快速冷凝作用和强的结晶能力是辉石枝晶发育的前提条件。初步探讨了在远离平衡态结晶时,辉石枝晶生长方式和界面稳定性对晶体形貌的控制作用。