宁夏黏土利用史话:烧制陶器(1)

正黏土是人类最早认识的世界5种最基本的物质(金木火水土)之一的"土",也是古人最早利用的矿产之一。早在10 000年前的新石器时代初期,人类已经开始制造和使用陶器。古人在劳动过程与泥土打交道,逐步发现了黏土加水后的可塑性和火中的烧结性,被烧后的黏土块变得比较坚硬,从这个现象中受启发去尝试烧制陶器。初始期为平地堆烧,烧成温度约为600~700℃;后来用陶窑烧制,烧成温度为800~900℃,     

河北临漳曹村窑址青釉器物工艺特征研究

河北地区古代瓷窑产品的理化测试工作多集中于隋唐、宋金时期的器物,北朝等早期产品的分析数据则少有报道。本文运用X射线荧光光谱、X射线衍射、岩相、吸水率测试和烧成温度测定等分析方法,对曹村窑址出土青釉样品的工艺特征开展研究。结果表明,2件样品釉层氧化钙含量分别为17.86%和14.1%,烧成温度分别达到1150.1℃和1185.2℃,证明这2件样品属于青瓷,从而证实了曹村窑是已发现的我国北方早期烧制青瓷的窑口之一;其余样品釉层氧化铅含量大于42%,部分样品吸水率低于5%,X射线衍射结果显示胎体中出现莫来石相,证明曹村窑可以生产出瓷胎铅釉陶。结合样品烧成温度均在1000℃以上,远高于铅釉成熟温度,推断曹村窑的瓷胎铅釉陶在北朝时期已经使用了二次烧成工艺。这一复杂工艺的产生,有可能为唐三彩的出现作了技术铺垫。     

天然烧变高岭石的研究

笔者对三个天然烧变高岭石样品进行了系统的化学分析，Ｘ射线衍射，红外吸收光谱，差热和热重分析及＾２７Ａｌ，＾２９Ｓｉ魔角旋转核磁共振研究，阐明三个样品为高岭石在不同温度梯度下的产物，其中Ｐ４样品为低温产物，受热温度大约为５００℃，为典型的变高岭石结构；ＨＹ样品为高温产物，已有石英晶出，受热温度大约为１０００℃左右，而Ｐ５样品则为Ｐ４和ＨＹ的过渡态，在其结构中，Ｓｉ－Ｏ四面体片已发生了结构的崩塌和重组     

巴尔哲碱性花岗岩中的熔体和熔体-流体包裹体: 岩浆-热液过渡的信息

熔体包裹体由被封存在矿物中的原始岩浆组成,有效的保存了有关其主矿物形成时周围岩浆介质的物理化学信息,是研究岩浆演化和成矿作用的原始样品。本文以内蒙古巴尔哲超大型稀有稀土金属矿床中伟晶岩壳和石英斑晶中的熔体包裹体和流体-熔体包裹体为研究对象,使用高温热台和激光拉曼进行分析。结果显示熔体包裹体的熔融温度在750~1027℃之间(平均为916℃),熔体-流体包裹体的均一温度在475~650℃之间(平均为562℃),而包裹体内的硅酸盐矿物和稀土矿物的存在表明巴尔哲岩体的岩浆-热液演化及其对稀有稀土矿化的制约。     

氮气气氛下黄铁矿热分解的矿物相变研究

通过差热-热重分析、X射线粉末衍射（XRD）及磁化率分析等手段,对天然黄铁矿样品在氮气中受热发生的矿物相 变过程进行了综合研究。不同温度下黄铁矿煅烧产物的XRD物相分析结果显示,低于500℃时,黄铁矿无显著变化;随着 温度的升高（500~600℃）,黄铁矿开始转变为单斜磁黄铁矿,进而生成六方磁黄铁矿,磁化率显著升高;700℃~800℃的 煅烧产物主要为六方磁黄铁矿,磁化率明显下降,直至900℃进一步形成更稳定的陨硫铁（FeS）,磁化率接近于零。在黄 铁矿物相开始转变的温度（500~600℃）区间,黄铁矿生成单斜磁黄铁矿的速率大于单斜磁黄铁矿转化为六方磁黄铁矿的速 率;高温（700~900℃）时,黄铁矿转化为单斜磁黄铁矿的速率低于单斜磁黄铁矿转化为六方磁黄铁矿的速率,表现为黄铁 矿直接生成六方磁黄铁矿。     

陕北盐盆马家沟组五段六亚段沉积期的古气候信息--来自石盐包裹体的证据

石盐包裹体的均一温度能够代表卤水结晶的温度,因而是揭示古气候的有效手段。陕北盐盆位于鄂尔多斯盆地中东部,区内奥陶纪马家沟组发育厚层含盐沉积。对采自该盐盆的镇钾1井中的石盐包裹体进行详细的岩相学研究以及均一温度测定。岩相学研究结果表明,包裹体的形态主要为方形、圆形及不规则形,包裹体的类型主要为纯液相、气液两相和含子矿物包裹体三种。包裹体均一温度的测定采用低温冷冻测温法,其中,深度2 738 m的样品zjy-1,均一温度为18.5℃~27℃;深度2 740 m的样品zjy-2,均一温度为14.9℃~29.9℃;深度2 744 m的样品zjy-3,均一温度为24℃~36.9℃;深度2 812.8 m的样品zjy-4,均一温度为14.7℃~31℃;该温度与前人所研究的奥陶纪古温度基本吻合。样品均一温度反映陕北盐盆马家沟组五段六亚段沉积期的古气温在27℃~36.9℃之间,其古气候为地处南半球低纬度干旱气候带,炎热干旱的气候特征。     

冀北小扣花营银矿床地质特征及成矿远景

冀北小扣花营银矿床赋存于侏罗统张家口组二、三段的火山碎屑岩、火山碎屑熔岩。银矿体严格受NW向构造破碎带控制,形状受剪裂构造的变化制约,多呈"S"状延伸。通过硫同位素样品测试,32S/34S变化范围为22.282~22.384,δ34S变化范围为-2.79‰~-7.32‰,证明矿液来自低温火山热液。经样品测温,辉银矿、方铅矿、闪锌矿等主要造矿矿物起爆温度240~330℃,说明矿物形成温度为中低温,且具有硅化、重晶石化、碳酸盐化等中低温围岩蚀变,为浅成中低温热液型银矿床。     

氩气热处理对天然金红石可见光响应的影响

利用高温管式炉对天然含钒、铁金红石在氩气气氛下进行了500～1000℃的热处理改性.粉晶X射线衍射分析表明:随着热处理温度的升高,金红石晶胞发生不同程度的膨胀;加热到900℃以上时,样品中出现钛铁矿物相.通过测试热处理前后样品的紫外-可见漫反射吸收光谱发现,氩气热处理能明显提升天然金红石在可见光区的吸收强度.和空气气氛加热相比,氩气气氛热处理更有利于提高其可见光响应.     

东昆仑南地体苦海岩群副片麻岩锆石年代学研究

东昆仑南地体最古老的变质基底为苦海岩群,出露于苦海-温泉一带。采用LA-ICP-MS方法对苦海岩群副片麻岩中的锆石进行测试,得出苦海岩群副片麻岩的最大沉积时代为新元古代早期且在志留纪(423 Ma)遭受变质。通过与东昆仑北地体变质基底金水口岩群的锆石年龄谱对比,苦海岩群和金水口岩群的锆石年龄谱中都存在1 550~1 650 Ma、1 900~2 100 Ma、2 350~2 550 Ma的年龄段峰值,两岩群可能存在相似的物源区;年龄谱中最年轻的岩浆锆石峰值年龄分别为750~800 Ma和900~1 250 Ma,两岩群的最大沉积时代相近,分别为新元古代早期(Pt_3)、中元古代晚期-新元古代早期(Pt_(2-3));年龄谱中都存在400~450 Ma的变质年龄峰值,两岩群在志留纪均发生角闪岩相变质,说明它们在前志留纪有着相似的演化历史。即使昆南地体和昆北地体之间在早古生代期间存在洋盆,该洋盆也不会太大。     

大冶李德贵冶炼遗址矿冶遗物分析

采用X射线荧光光谱、X射线衍射等测试手段,对大冶李德贵冶炼遗址矿冶遗物进行了物理测试、成分分析和物相分析。物理测试结果表明,遗址炼渣的熔融温度高于1280℃;成分分析结果表明,李德贵炼渣中铜含量很低,远低于炼铜渣的铜含量;而其铁含量很高,与欧洲早期铁器时代和罗马时代的块炼铁渣相近;物相分析结果表明,李德贵炼渣的主要物相与炼铜渣没有区别,但炼铜渣中发现一些铜氧化矿和硫化矿。结合对其他冶炼遗物的分析,可以初步判断该冶炼遗址是一处炼铁遗址。工作台面上发现的炼渣与铁矿石的混合物,表明古人很可能已将炼渣回收利用,与铁矿石原料一起回炉冶炼。     

Determination of the initial firing conditions of Ayyubid/Mamluk painted pottery excavated from northern Jordan

A combination of different scientific techniques has been utilized to estimate the initial firing temperature and kiln atmosphere of a collection of Islamic painted sherds excavated from an archaeological site in northern Jordan. Scanning electron microscope investigation of samples refired at different temperatures proves that the pottery was fired at around 750°C in an oxidizing atmosphere. Similar results were obtained by the thermal analysis study using thermogravometric, differential thermogravemetric and differential thermal analysis and by the temperature-minerological scale analysis. The obtained results shed light on the manufacturing techniques adopted by the Islamic potter of the period. © 1999 John Wiley & Sons, Inc.     

海泡石相变的粉晶 X 射线衍射研究

摘 要　 利用粉晶 X 射线衍射分析方法‚研究了海泡石在热处理过程中的相变特征。研究发 现‚海泡石在受热后将向滑石转变‚并可分为4个阶段：室温～200℃‚为海泡石相;300～ 700℃‚为向滑石转化的过渡相;800～900℃‚为混合相;900～1000℃‚为顽火辉石相。     

0.1GPa块状榴辉岩脱水部分熔融:局部熔融体系和温度的影响

选取了湖北英山东冲河含有含水矿物黑云母和角闪石的退变质榴辉岩块状样品, 在0.1 GPa的恒压下, 分别进行了750、800、850、900℃四个温阶、恒温加热4 h的开放体系的脱水部分熔融实验.熔融从含水矿物的脱水暗化开始, 850℃时出现玻璃质熔体.镜下观察显示, 熔体主要分布在后成合晶边界、熔融程度最高的样品顶端、石英颗粒边界及裂隙内部这3个局部熔融体系内.受局部体系内部物质组成的控制, 同一温阶、不同体系内的熔体成分变化很大, 呈基性、中性和酸性.随着温度的升高, 同一体系内的熔体成分均向酸性方向演化.该实验结果表明, 恒压下局部熔融体系内物质组成的不同和温度的变化是影响熔体成分的2个重要因素, 这为理解榴辉岩块状样品的脱水部分熔融行为及与其他基性变质岩类的熔融行为进行对比提供了实验依据.      

人类和自然因素对风景旅游洞穴环境的影响研究

风景旅游洞穴的环境变化和洞穴碳酸钙景观的风化、破坏和稳定性问题已经相当严重,许多科学价值和美学价值很高的风景旅游洞穴景观因洞穴景观和环境的严重破坏而不得不关闭。因此,风景旅游洞穴的安全已引起了国内外洞穴学家、洞穴旅游管理部门以及游客的广泛关注。对洞穴环境和碳酸钙景观的安全性威胁,普遍认为旅游活动和旅游设施运行是主要的影响。综上述,人类活动和自然因素都会强烈影响风景旅游洞穴的环境变化。      

An exploration of potential raw materials for prehistoric pottery production in the Tao River Valley,Gansu Province,China

Northwest China is known for its Majiayao-style Neolithic painted pottery which has received much praise for its high level of craftsmanship, yet its chain of production, in particular the step of raw material selection, is still poorly understood. To fill this lacuna, the present study explores the raw materials used in producing these wares from a geological and technological perspective. At its core stands the first geoarchaeological survey conducted around the eponymous site of Majiayao which collected 47 samples of raw materials suitable for ceramic production including clay, loess and rocks, which were all analysed macroscopically. A selection was analysed using thin-section petrography, and a subset of the clay and loess samples were subjected to firing experiments. Additionally, three clay samples were analysed by scanning electron microscope with energy-dispersive X-ray spectrometer to understand their composition and behaviour in ceramic production. These were then compared to archaeological ceramics, thus providing insights into raw-material availability and selection that will be of importance not only for research on Majiayao-style pottery but also for later-period ceramics produced in the area. This research shows how an archaeologically informed geological survey can contribute insights into human–environment interaction in early pottery production, especially the interplay between raw-material availability, technological know-how and potters' choices.     

安徽铜陵地区中酸性侵入岩及其岩石包体中的矿物包裹体研究

铜陵地区是长江中、下游铁、铜、硫、金成矿带的重要组成部分。笔者对铜陵地区中酸性侵入岩及其岩石包体中的包裹体进行了较系统的岩相学、显微测温和激光拉曼光谱研究。通过岩相学观察发现了 3类包裹体 ,即晶质熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体。显微测温资料表明 ,本区的岩浆流体成矿演化可分为 3个阶段 :岩浆阶段 ( >12 5 0～ 90 0℃± )、过渡岩浆阶段 ( 90 0～ 75 0℃± )和岩浆期后热液阶段 ( <75 0℃ )。部分熔浆的温度之高 (可达 12 5 0℃ ) ,表明其可能是底侵幔源岩浆同熔下地壳形成的。在老庙基岩体、小铜官山岩体、鸡冠石岩体和小陶家岩体中产有晶质熔融包裹体、流体熔融包裹体和流体包裹体这 3种包裹体 ,表明相应的岩浆流体演化具有连续性、继承性和阶段性 ,其对应的成矿溶液以岩浆热液为主 ;与此不同的是 ,在鸡冠山岩体和白芒山岩体中仅产有晶质熔融包裹体和流体包裹体两种类型的包裹体 ,表明相应的岩浆流体演化不具连续性 ,其对应的成矿溶液以天水热液为主。此外 ,在小铜官山岩体和鸡冠石岩体的中酸性侵入岩中 ,发现了不混溶包裹体 ,其可能是在压力释放条件下形成的。     

美国TCF托帕石的耐久性研究

选用升丽婷香港有限公司生产的橄榄绿色、绿色、蜜黄色、浅褐色、橙色、绿蓝色、蓝色、粉色、淡粉色、亮红色10种颜色的TCF托帕石作为研究对象,并结合市场上出现的辐照、扩散、镀膜处理托帕石作为对比,通过设计耐久性实验,对样品表面的耐久性进行了系统的分析研究。实验表明,在耐腐蚀性方面,TCF样品能在较长的时间内浸泡于酒精、洗涤灵、洗衣粉、白醋、纯碱（碳酸钠）、84消毒液、二碘甲烷、洁厕灵、洗银液试剂中不被腐蚀,其耐腐蚀性强于镀膜样品的;在耐高温方面,TCF样品能耐住900℃以上的高温,其耐热性强于辐照处理及镀膜样品的;经耐刻划实验,得出其摩氏硬度为：5〈TCF样品≤6,高于镀膜样品的。     

内蒙卓资-凉城地区古元古代变质过铝/强过铝花岗岩的形成温度:区域高温/超高温变质作用证据

内蒙古卓资-凉城地区孔兹岩系出露大量古元古代过铝/强过铝花岗岩。野外地质和岩石地球化学特征均显示它们存在两种类型。一类来自孔兹岩部分熔融,与孔兹岩呈渐变过渡关系并以含有粗大的石榴石、石英和堇青石斑晶为特征,出露广泛(A类);另一类花岗岩为花岗侵入岩体,矿物粒度相对细小,无矿物斑晶,其起源尚待进一步查证(B类)。电子探针(EPMA)分析石英单颗粒Ti含量并运用钛温度计进行计算,结果显示两类花岗岩石英Ti温度存在较明显差异:A类中石英钛温度多集中在680℃～800℃和>800℃间,而B类花岗岩多集中在650℃～750℃间,前者较后者普遍存在高的Ti温度值;两类花岗岩的锆饱和温度也存在差异,两者分别集中在820℃～890℃和700℃～780℃间。结果表明,来自孔兹岩部分熔融的A类花岗质岩石形成温度应高于900℃,B类花岗岩侵入体的石英和锆饱和温度均反映出正常花岗质侵入体结晶温度范围。由于A类花岗岩广泛分布在卓资-凉城地区,因此我们认为本区发生的超高温变质作用属于区域高温/超高温变质作用的结果。     

金红石中锆含量温度计及其微量元素地球化学特征

Zack et al.(2004a)、Watson et al.(2006)以及Tomkins et al.(2007)(在2GPa条件下)的金红石中锆含量温度计计算结果显示,徐淮地区中生代侵入杂岩所含榴辉岩类包体所经历的榴辉岩相变质的温度范围分别为776～1099℃(平均898℃)、663～923℃(平均750℃)和714～981℃(平均804℃),这些温度结果可能并非榴辉岩相峰期变质温度;其角闪岩相退变质作用过程中保存的温度范围分别为555～777℃(平均697℃)、541～663℃(平均6170C)和588～714℃(平均667℃),这些结果不能代表角闪岩相退变质再平衡后的温度,而只能代表角闪岩相退变质作用过程中某-阶段的温度.微量元素地球化学特征研究表明,榴辉岩类包体所含金红石中的某些微量元素(如Nb、Ta、Cr、Fe、V等)含量与其原岩有继承和对应关系,其原岩主要为镁铁质岩石;榴辉岩类包体与其寄主岩石中部分高价态/高场强元素(HFSE)呈相互消长的关系.榴辉岩的形成与扬子地块和华北地块之间的俯冲,碰撞作用有关.