矿物中元素迁移变化的高温高压实验研究

实验证实,岩块在高温高压受力变形后,其矿物中的元素将发生迁移和变化,在相同条件下,同一矿物中的不同元素或相同元素在不同矿物中具有不同的迁移和变化规律。实验结果说明,就许多内生金属矿床成矿作用而言,构造及构造变形不仅为成矿热液的运移、沉淀提供场所,而且在某种程度上能促使成矿元素的活化、分异甚至富集。      

北淮阳构造带老湾金矿区构造与成矿作用的关系

通过对北淮阳构造带内老湾金矿区构造变形过程中的物质迁移、流体变化及其与成矿关系的初步研究,提出老湾金矿是一受韧性剪切带控制、与岩浆作用有关的构造蚀变岩(-岩浆热液)型金矿床。在龟山—梅山断裂带的韧性推覆、右行走滑、脆性变形3阶段过程中,金元素随差应力和流体变化存在不同的变化。在韧性变形阶段,水/岩比值相对较低的变质热液作用使金元素发生初步富集;在脆性变形阶段,岩浆活动和强烈的水 岩相互作用使金元素富集成矿。因此老湾金矿区构造蚀变岩型金矿床是一经历了早期韧性变形(低水/岩比值)和晚期脆性变形(伴随岩浆活动、高水/岩比值)两阶段金元素富集的成矿过程的产物。     

黔东南锦屏-天柱地区构造控岩控金特征模拟实验及其力学分析

在前人工作基础上,侧重研究石英脉型金矿床成矿的地质背景,建立了该类型金矿的成矿模式。进而开展三轴温压条件下的成岩成矿实验,构造形变特征及其与成矿物质活化、迁移、富集之间的相互关系的模拟实验。实验结果表明:(1)该区岩石、矿石在高温高压条件下,产生塑性变形(褶皱)和脆性变形(破裂);(2)在变形过程中使成矿物质活化、迁移和富集,形成顺层及穿层的含金石英脉,并在多期多次变形过程中使成矿物质叠加富集;(3)在褶皱(背斜)轴部形成富矿体。模拟实验结果与所建立的该类型金矿构造控矿和成矿模式非常相似。实验资料的力学分析表明,由轴压所产生的构造附加压力大大地提高了实际围压,从而促进了岩石流变、变形和物质的迁移,由此促进含矿流体向构造附加压力小的部位定向迁移、充填和成矿。构造附加压力是促进该区金成矿的重要动力条件。     

构造动力成岩成矿作用的实验研究

采用高温高压岩石蠕变实验装置,对实际的岩石进行高温高压变形实验,通过观察和测试样品组构和成份的变化,考察一定温压条件下,岩石的构造变形所带来的物质组分的迁移和聚集,探讨构造动力控制成岩成矿作用的机理。实验结果表明:伴随构造变形,物质组分迁移 主要可归纳为三种类型:1)塑性或韧性流动;2)扩散与化学反应;3)热液携带。在实验后的样品中观察到:黄铣矿通过韧性流动沿韧性剪切带,韧性挤压带和韧性扭曲构造带的迁移和富集;斜长石和黑云母发生矿物成份和矿物相的转化。在实验变形过程中,Cu,Pb,Zn等成矿元素易于活化迁移,从高压区迁向低压区,K,Na,Ca,Mg等成岩元素也易活化迁移,但规律不明显,Fe,Co,Ni等元素对花岗岩样品不易活化迁移而对矿石样品则易迁移。上述实验结果对探讨成矿规律具有非常重要意义。     

论韧性剪切带研究及其地质意义

系统研究韧性剪切带变形岩在天然强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序、微量元素迁移的动力控制、稀土元素配分变化和变形矿物晶体化学变异的应力制约等构成了当代韧性剪切带研究的前沿课题,也是当前糜棱岩岩石地球化学研究难点和精华所在。其研究成果将对动力成岩（成矿）机理的认识有重要的突破,具有重要的理论意义和潜在应用价值。对韧性剪切带及其变形岩石的研究现状和研究意义进行系统的综述,提出了未来韧性剪切带及其糜棱岩的研究方向和目标: ①系统研究糜棱岩中主要造岩矿物组合及其变形特征,计算剪切变形岩石的应力—应变参数,搞清韧性剪切带所处的应力应变环境;②系统研究韧性剪切带岩石在天然分强剪切应力作用条件下常量元素迁移机制及活化转移的应力排序问题;③系统研究剪切变形作用过程中岩石化学组成的微量和稀土元素变化,讨论强变形条件下岩石中微量元素活化和迁移规律,深入探讨微量元素迁移的动力控制,包括稀土元素配分变化的应力制约以及应变矿物晶格化学变化行为及其对其寄主的变形岩石元素（组分）在应变过程中迁移变化的制约和影响;④从理论上探讨天然强剪切应变条件下岩石中组分活化、转移与应力（应变）的因果联系,为深入探讨韧性剪切带动力成岩（成矿）作用提供理论的科学依据,为探讨中、下地壳中韧性剪切带的形成和演化提供科学依据（如韧性剪切带金的富集）,同时为韧性剪切变形作用条件下成岩、成矿地球化学作用提供理论和实验依据;⑤现代分析技术如激光同位素原位分析以及激光ICP MASS分析技术对研究变形域内的岩石（矿物）的元素和同位素的活化迁移规律,对深刻揭示糜棱岩化过程中的元素活化迁移机制提供更高质量的地球化学证据具有重要的作用。     

辽宁省建平县高杖子金矿地质特征及成因探讨

高杖子金矿成因类型为中温热液蚀变岩型,新太古代叶柏寿片麻杂岩为其矿源层,燕山期发育的北东、北北东及北西向断裂是控制金矿的主要构造.在区域岩浆热动力作用下,金元素活化转移,金在富含挥发份及碱质的流体中迁移,在适当的压力、温度和介质条件下,在有利的构造部位富集成矿.     

黔北务正道地区铝土矿矿化过程与稀土元素次生富集作用

铝土矿成矿作用是赤道湿热气候条件下含铝岩石强烈化学风化和富集改造的结果,成矿作用的实质是非成矿(杂质)元素从成矿体系中大量活化并分离移出、而成矿元素发生相对富集的过程。了解铝土矿矿床成矿过程中不同性质元素的活化、迁移和贫化与富集行为,是研究铝土矿成矿条件、成矿机制     

深部韧性剪切变形与金矿成矿作用

金元素不对称的原子结构决定了它在剪切带中容易被活化, 活化条件除需要较高的氧逸度外, 温压条件与低绿片岩变质相的范围相近： Ｐ＝ ０２５～１０ Ｇ Ｐａ, Ｔ＝ ３５０～５００℃, 也与石英、白云石、方解石和云母等造岩矿物出现韧性形变的温压条件吻合。金矿质在韧性剪切带中与氧化硅和硫化物形成配合物在深部流体中沿着化学位梯度方向迁移和富集。岩石在强应力作用下产生屈服 （韧性形变）, 微观上表现为位错。位错处于高能态, 能自动发生动态重结晶形成亚晶粒和微裂隙, 使韧性剪切带具有可渗透性,有利于成矿流体的运移和萃取金矿质。剪切带由韧性到脆性的转化阶段, 常与退变质作用相伴随, 并发生钾化、硅化、碳酸盐化、黄铁矿化蚀变, 导致成矿流体中金配合物分解和金元素沉淀成矿。     

西藏雄村铜金矿床石英闪长斑岩中单个流体包裹体的SRXRF研究及其意义

雄村铜金矿床是近年来西藏冈底斯成矿带内发现的一处超大型铜金矿床,该矿床位于冈底斯造山带中段南缘。对石英闪长斑岩的石英斑晶和晚期石英脉体中的流体包裹体进行了岩相学观察和同步辐射X射线荧光微探针分析。同步辐射X射线荧光微探针分析结果表明,石英闪长斑岩流体包裹体中富含成矿元素Cu和Au,在流体包裹体气相中,Mo、S、Fe、Mn、Hg、Ni、Tl、Cr等元素的含量无一例外地相对富集,Zn、Pb、Rb、As、Br则优先进入流体液相。高温热液流体在不混溶相分离过程中,成矿元素选择性迁移,在各相中进行不均匀分配,温压等物理化学条件的变化会影响成矿元素迁移分配的地球化学行为。因此,雄村矿床成矿流体是直接从岩浆熔体中出溶的富含Cu、Au、Mo、Fe等元素的岩浆流体,成矿元素在流体出溶和分离各相中的不均匀分配是成矿元素最终富集成矿的关键因素。     

陕西小秦岭地区混合岩化成矿作用地球化学

从成矿作用地球化学的观点,探讨了元素在混合岩化过程中迁移,富集成矿的规律.Au在进变质过程中发生活化迁移,在退变质过程中富集成矿.构造破碎蚀变岩型金矿以渗滤交代成矿作用为主,含金石英脉金矿以扩散—充填交代成矿作用为主,二者是脉动式成矿热液体系在不同时空上的产物.     

Preliminary Statistics of Temperatures and Pressures for Formation of Eclogites, Granulites and Peridotites in China

The rock-forming temperatures and pressures represent the p-T points of the local regions in the lithosphere at a certain age, providing some important information on rock formation. Based on the preliminary statistics on the temperatures and pressures for the formation of eclogites, granulites and peridotites in China, the variant ranges are given, in this paper, of temperatures, pressures and linear geothermal gradients of eclogites, granulites and peridotites. In addition, since the eclogite is different from granulite and peridotite in the p-T diagram, these three rocks can be classified into two groups: the first group includes eclogites and the second group granulites and peridotites. Then, the p-T correlation functions of these two groups of rocks are provided. Finally, the two groups of rocks have different geothermal gradients at the same pressure gradient or have different pressure gradients at the same geothermul gradient. The temperatures and pressures for the formation of the rocks can be calculated from the mineral chemical compositions, but the depths (H) for the rock formation can be calculated only under the hypotheses of given p-H (or T-H) correlation functions. The explanations for the ultrahigh pressure metamorphism vary obviously with different hypotheses.     

同韧性剪切断裂特征及其研究意义

同韧性剪切断裂是一种新的断裂类型,它既不同于脆性断裂,也不同于韧性剪切带。它是韧性剪切带在一定条件下发展到一定程度转化为宏观破裂的产物,在宏观、微观、地球化学等许多方面独具特征。它的研究对丰富和发展构造地质学理论、地质找矿、地震、地质灾害、工程稳定等许多方面有重要意义。     

广东长坑金、银矿床成矿模式

广东省长坑金、银矿床共存于同一层间蚀变构造破碎带,上金、下银分别构成独立的金、银矿床.金矿床具有沉积岩围岩型金矿床的全部特征,银矿床则有石英-硫化物脉型矿床的特征.在系统归纳金、银矿石及围岩的化学组成,微量元素、稀土元素、稳定同位素地球化学特征及同位素年代学,矿石矿物包裹体的温度、压力、成分,以及对三水裂谷盆地演化特征分析的基础上,提出金矿床是沉积盆地中的流体在大规模迁移过程中萃取地层中的金而形成的浅成低温热液交代型矿床,银矿床属于构造-岩浆叠加改造热液交代型矿床,金矿床形成在先,银矿床形成于后并改造了金矿床,金、银矿床均不是热水沉积型矿床或海底喷流-沉积型矿床.     

微量元素在幔源矿物与热液之间分配系数的研究进展

微量元素在幔源矿物与热液之间分配系数的差异是造成地幔不均一的一个重要因素，对于认识地球演化、元素的分异和板块构造具有重要的意义。热液的组成、矿物的结构、温度、压力以及氧逸度都与分配系数密切相关。不同微量元素在相同矿物或热液中的分配系数存在差别，而相同的元素在不同矿物中的分配系数也可能出现很大的变化，这是研究微量元素分异和不同地幔端员形成的理论基础。在较低的温度和压力下，热液的组成对分配系数的影响很大，随着温度和压力的升高，热液组成的影响逐渐减弱，而矿物的组成与结构的影响逐渐增大。由于分配系数影响因素的复杂性，因此在考虑地球深部微量元素的迁移和分异时需慎重对待。     

低围压下冻结粉质粘土的三轴强度及变形分析

高围压和低围压对冻土的变形性能及力学指标有不同的影响。对冻结粉质粘土进行了3种负温、4种围压下的三轴试验。试验结果表明：在温度相同时,不同围压、不同应变速率下的应力-应变曲线具有相同的形态,其三轴抗剪强度与围压及温度有明显的线性关系,与应变速率成指数关系;变形模量与围压没有明显的相关关系,但与温度成线性关系,与应变速率成指数关系。而且从冻土结构角度分析了冻土变形及其强度表现的内在原因。     

长江中下游及邻区基底地球化学分区及区域成矿远景预测

大范围系统的基础地球化学研究国内外均不多见,进行区域地球化学分区仍处在摸索阶段．在区域基础地球化学研究基础上,在长江中下游及邻区利用多元示踪元素（常量元素、高场强元素、基性元素、亲氧碱性元素、成矿元素及性质相似元素比值）和Ｐｂ,Ｎｄ同位素进行不同区域地壳、同一区域地壳内不同级次的地球化学分区,从而厘定了研究区区域地壳的边界,提供了区域远景预测的地球化学依据     

超高压榴辉岩中磷灰石的针状出溶物及其成因

金河桥榴辉岩是一含柯石英的超高压榴辉岩,其中的磷灰石中发现有针状出溶物,这些针状矿物长轴方向平行于磷灰石的c轴。根据电子探针分析结果,出溶物可能是以下三种矿物：独居石、黄铜矿和硅钍石(?)。它们的主要组成元素REE、S和Th等可以呈类质同象形式存在于磷灰石中,在超高压的条件下,由于温度相对较低,趋向于从寄主矿物中分离出来。矿物在高压下的这种“自净”行为可能是固态条件下矿物之间微量元素重新分配的一种方式,这种行为可能对地球不同层圈的化学组成演化有特别意义。     

化学元素的形成和地球年龄——为侯德封先生百年诞辰而作

本文从宇宙的起源出发、用核化学的观点分析了太阳上发生的核反应,进而讨论了不同质量区内化学元素的形成过程。中等质量的核素成因有三：核反应、核衰变和核裂变,对放射性核素的研究表明：宇宙中存在的放射性核素起源于星子的内核。地核的组成是“粒子溶液”,它是处在超高温度和压力环境中、无个性基本粒子密集体。现有的年龄测定方法,大多数都是以放射性衰变规律为基础、用两个特定时间所存在的原子数目来计算年龄,因此,要求选用作为时计的核素具有足够长的寿命,同时还要有明确的起始时刻和原子的数目。     

物相之间氧同位素分馏的高温高压实验研究

应用理论计算、实验测定和经验估计三种方法均能获取含固体矿物体系的氧同位素分馏系数,其中高温高压实验研究不仅能够得到物相之间的同位素平衡分馏系数,而且能够提供与同位素交换动力学和机理有关的信息。同位素分馏系数的实验校准方法已经由原来的两相体系（矿物Ｈ２Ｏ、矿物ＣＯ２和矿物ＣａＣＯ３）交换发展为三相体系（ＣａＣＯ３矿物流体）交换,化学合成、重结晶和矿物反应技术得到了进一步应用。本文评述了近十年来这一领域的研究进展,着重介绍了Ｈ２Ｏ、ＣＯ２和ＣａＣＯ３作为交换介质进行氧同位素分馏系数校准的技术原理和结果,探讨了热液和碳酸盐交换实验结果不一致的原因。