矿物包裹体成份、稳定同位素组成联测及地质应用

矿物包裹体成分分析、包裹体同位素组成测试对于探索成岩、成矿物质来源、矿床成因、探讨矿床形成的物理化学条件,建立成矿模式及指导普查找矿等方面可提供重要信息和依据。但由于测定包裹体中的氢、氧、碳同位素及包裹体成分的样品要求纯度高、样品大量,这就给测试者在采样、分选单矿物等方面都造成了很大的困难,我们经过了多次反复实验结果表明：用同一份样品中进行群体包裹体中的稳定同位素的测定和包裹体成分的联测方法是可行的。 我们用联测法的测试结果对不同成矿阶段析出的石英和主要成矿期结晶的巨大水晶体的核心和晶体边部环带研究表明,形成成矿作用早期结晶的石英及水晶体的核心部位包裹体形成温度、盐度高,水含量低;晚期结晶的石英及水晶体边部环带中包裹体温度、盐度则很低,而水含量高。成矿阶段早期结晶的石英和水晶体核部矿物氧及包裹体中氢、氧、碳稳定同位素测定结果表明均为岩浆水,晚结晶者则为大气降水为特征。     

利用热液金刚石压腔开展扎布耶石（碳酸锂）结晶实验的研究

花岗伟晶岩一般赋存了大量富晶体包裹体,扎布耶石(碳酸锂)是锂辉石中富晶体包裹体内的主要矿物之一,因此,扎布耶石的形成机制和温压条件对富晶体包裹体的捕获条件有重要的指示意义。本文通过热液金刚石压腔(HDAC)开展Li_2CO_3-H_2O体系的结晶实验,9组实验结果表明,扎布耶石的成核温度是550(±30)℃,大约在温度降低15℃后,晶体停止快速生长,而后缓慢生长直至在400(±50)℃完全停止生长。扎布耶石的生长主要集中在550~400℃,而与压力影响不大,处于锂辉石的稳定温度范围内,这佐证了富晶体包裹体中的扎布耶石可以是捕获流体直接结晶形成的晶体。扎布耶石开始结晶后经历了快速生长,导致包裹体内部压力降低,这可能是富晶体包裹体内存在方石英的原因之一。     

山东济南石榴石的宝石矿物学特征及颜色环带研究

山东济南宝石级石榴石赋存于市区中基性岩体北缘,产地破坏严重,缺乏系统的宝石学资料。本文利用常规宝石学仪器、傅立叶变换红外光谱、电子探针和紫外-可见光光谱对济南石榴石进行了测试。济南石榴石的围岩是矽卡岩(较早)与伟晶岩(较晚),矽卡岩中石榴石晶体呈半自形-他形,颜色以黑色-棕红色-棕黄色为主,绿色者少,主要成分是钙铁榴石,其次为钙铝榴石;伟晶岩中石榴石晶体多为菱形十二面体,颜色以绿色、黄色为主,主要成分是钙铝榴石,其次是钙铁榴石,包裹体为针状阳起石和长石。石榴石晶体颜色环带自早到晚依次呈现黑-棕红-棕黄-黄绿-绿色。绿色环带具有异常消光,Cr含量不均匀;深绿环带Fe、Ti、Cr含量高,Y含量低,其中Cr、Fe、Ti为致色元素;黑色石榴石具有高Ti含量,并含有黑色尖晶石包裹体。济南石榴石以其中含有阳起石和尖晶石包裹体等特征区别于世界其他产地的宝石级石榴石。     

高压-超高压变质岩石中不同成因的石榴石

石榴石是高压-超高压变质岩石中最重要的变质矿物之一,是研究俯冲带深部变质和熔融过程的理想研究对象.通过对俯冲带内不同条件下形成的石榴石进行详细研究,确定了岩浆成因、变质成因和转熔成因石榴石.岩浆石榴石是岩浆熔体在冷却过程中结晶形成,成分主要为锰铝榴石-铁铝榴石,通常含有石英、长石、磷灰石等晶体包裹体.变质石榴石是在亚固相条件下通过变质反应形成,包裹体为参与变质反应的矿物组合;进变质生长的石榴石通常显示核部到边部锰铝榴石降低的特征.转熔石榴石是在超固相条件下通过转熔反应形成,通常含有晶体包裹体,其中既有从转熔熔体结晶的矿物包裹体,也有转熔反应残留的矿物包裹体.对超高压变质岩石中转熔石榴石的识别,可以为深俯冲陆壳岩石的部分熔融提供重要的岩石学证据,是大陆俯冲带部分熔融研究的重要进展之一.      

高纯石英的研究进展及发展趋势

石英是一种在地壳上大量分布,有着广泛工业用途和广阔应用前景的矿物。当石英晶体形成演化时,受结晶时环境条件、流体性质、结晶后遭受改造(如变质作用、构造变形和热扰动等)等影响,杂质元素如P、Ti、Ge、Al、B、Be、Ca、Na、K、H、Li等会或多或少存在于石英晶体中,因此在自然界不存在纯SiO₂组分的石英。同时,基于石英的微量元素组成,可以反演石英源区和形成演化过程,并用于研究岩石及矿床成因等科学问题。石英晶体内部杂质元素以类质同象替代、气液包裹体、矿物包裹体(不能按尺度分,应该按照状态划分存在形式)3种形式存在。石英中杂质元素的种类、含量、赋存形式,特别是包裹体特征将直接影响石英资源的品质和工业用途。本文还系统地阐述了石英的发光特性、工艺性能以及高纯石英的质量分类与标准和高纯石英原料来源等方面的内容。在本研究中,通过光学显微镜和激光拉曼测试,初步地查明了苏北张锦庄石英砂和广西姑婆山花岗岩石英中流体包裹体的分布和矿物包裹体的种类,这是开展后续研究的基础。高纯石英是优质石英资源经纯化加工得到的高品质石英原材料,可用于石英玻璃、石英坩埚、半导体、高温灯管、光纤、精密光学、微电子和太阳能等高新技术产业中。研究高纯石英原料的评价体系、理想源岩和形成机制有益于持续性地供给高纯石英原料, 极大地提高了石英原料的工业附加值。     

江西赣南白面石铀矿田流体包裹体特征研究

本文通过系统研究江西赣南白面石铀矿田流体包裹体的温度、盐度及其成分,获得如下主要研究成果: (1)白面石铀矿田的流体包裹体多以次生为主,大多沿裂隙呈线状、成群或成带分布;少数原生包裹体,呈点状或均匀分布.相态以气、液两相为主,其次为纯液相,纯气相包裹体较少.此外,还见含子矿物的三相包裹体,但子矿物比较小(<1 μm),可能为NaCl晶体.绝大部分流体包裹体为规则的圆状、椭圆状,大小以3～10μm常见;部分流体包裹体比较大,可达20μm以上,形状不规则,呈枝状、刀状;另外,还常见<1 μm的包裹体.总体上,石英或硅质脉中包裹体比较小,数量也较少,形状较规则;而萤石中包裹体相对较大,数量较多,形状多不规则.各种气液比的流体包裹体都存在,但主要是液相包裹体,以气液比20～50%为主.     

老挝田黄石的宝石学与矿物学特征

运用静水称重法、X射线粉晶衍射仪、傅立叶红外光谱仪、全岩化学分析、环境扫描电镜、激光剥蚀等离子质谱等测试手段,对老挝田黄石的矿物学特征进行了研究.结果表明,老挝田黄石含有多种高岭石族矿物,并以地开石为主.Fe3+为老挝田黄石呈黄色的致色离子.样品中高岭石族矿物颗粒直径为3~5μm,呈假六方片状,表面平整,呈三维堆垛或叠瓦状紧密排列.样品中矿物颗粒越小,结晶程度越好,自形程度越高,样品的透明度越高.微量元素分析可对老挝田黄石与田黄进行产地区分.老挝田黄石中Ga元素的质量分数高于田黄,而Co、Rb、Ni等元素的质量分数明显低于田黄.Co-Ga、Rb-Ga、Ni-Ga元素的投点图能较好区分老挝田黄石和田黄.老挝田黄石样品表现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损的特征,且轻稀土元素的分馏明显.     

单个熔体包裹体激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析及地质学应用

熔体包裹体可以保留岩浆被捕获时的温度、压力及化学组成等信息,为研究岩浆结晶演化过程提供最直接有效的手段;然而由于取样方法、仪器分辨率和灵敏度等技术手段的限制,熔体包裹体研究(尤其是熔体包裹体成分研究方面)发展相对缓慢。本文在简述熔体包裹体特征与分类的基础上,总结了目前熔体包裹体成分研究的主要技术手段,包括技术特点、适用范围及样品制备等;详细介绍单个熔体包裹体激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)原位分析技术(原理、优缺点、定量方法等),并重点阐述分析过程中可能产生的元素分馏、基体效应及激光剥蚀技术要点等。单个熔体包裹体LA-ICP-MS原位分析技术的发展和完善,避免了传统熔体包裹体成分分析技术需加热均一化、样品制备繁琐等缺点,可直接对成分复杂矿物表面100 μm以下以多相形式存在的熔体包裹体进行整体分析,数据精确度可与电子探针分析和二次离子质谱相媲美,增加了样品中可分析熔体包裹体数量,更全面地反映岩浆演化信息,省时、高效、准确,极大地推动了熔体包裹体研究的发展。近年来,国内外单个熔体包裹体LA-ICP-MS原位分析技术应用于地质学和矿床学领域,在地球深部岩浆过程及岩浆热液矿床成矿理论等方面取得了重要成果。随着激光、质谱等设备的发展及定量方法完善,单个熔体包裹体LA-ICP-MS分析的准确性将进一步提高,同时单个熔体包裹体同位素原位分析技术的发展和应用将再次为熔体包裹体研究带来革命性进展。     

“老挝田黄石”的物质组成特征

针对近年市场新出现的老挝"田黄"石,采用折射率仪、静水称重法等常规宝石学特征分析,并结合傅里叶红外光谱(FTIR)、电子微探针(EPMA)、X射线粉晶衍射(XRD)等大型仪器分析测试技术,对老挝田黄石的谱学特征进行了研究,并与寿山田黄石进行对比。结果表明,老挝田黄石与寿山田黄石均以高岭石族矿物为主,常规宝石学性质相近。老挝田黄石主要成分为地开石、高岭石及地开石-高岭石过渡矿物,与地开石质寿山石(高山石等)类似,不含珍珠陶石;寿山田黄石主要成分则为地开石、高岭石、珍珠陶石,部分样品含有白云母。     

大陆俯冲带地壳深熔作用的记录:来自超高压变质岩中多相晶体包裹体的研究北大核心CSCD

大陆碰撞过程中会发生广泛的部分熔融现象,形成深熔熔体。深入认识深熔熔体的组成和演化是大陆俯冲带化学地球动力学的主要研究内容。在熔融过程中产生的熔体会被超高压岩石中的转熔矿物所捕获,最终以多相晶体包裹体(multiphase crystal inclusion,简称MCI)的形式保存下来。多相晶体包裹体通常具有典型的负晶形和爆裂纹,主要以硅酸盐和碳酸盐矿物为主含有少量的硫酸盐矿物。矿物学、岩石学和地球化学原位微区分析的研究结果表明,多相晶体包裹体是由岩石部分熔融产生的初始硅酸盐或/和碳酸盐初始熔体熔体结晶而成。在降压折返过程中,高压岩石中的含水矿物,如多硅白云母、钠云母和帘石等脱水引发部分熔融产生硅酸盐熔体,而碳酸盐熔体则由碳酸盐矿物部分熔融产生。富Na矿物如钠云母脱水熔融产生的包裹体具有相对较高的Na含量,而部分富K的包裹体主要由富K矿物如多硅白云母脱水熔融所产生。近年来随着微区原位技术的飞速发展,从矿物的形态结构到矿物地球化学组成的测定技术有了飞速发展,通过对超高压岩石中包裹的多相晶体的详细研究,可限定大陆碰撞造山过程中部分熔融的组成、时限和形成机制,对大陆深俯冲的构造热演化和折返机制有重要制约。     

鄂东黄石地区中上寒武统风暴岩的发现及意义

鄂东黄石地区中上寒武统中下部发育一套典型的白云质风暴岩.该风暴沉积的底面侵蚀构造清楚,长条形白云质灰岩砾屑具放射状构造或叠瓦状构造,并发育渠铸模、粒序层理和小型波状层理等沉积构造,为典型的浅水风暴岩.该风暴沉积具有原地或近原地特点.根据其中的叠层石和无明显泥裂构造,推测为潮间带-局限潮下带沉积环境.该风暴岩的发现对重建鄂东黄石地区中晚寒武世古地理及区域地层对比具有重要意义.     

鄂东黄石地区下三叠统大冶组风暴沉积

鄂东黄石地区下三叠统大冶组灰岩中发育了典型的风暴沉积，风暴岩由砾屑灰岩、颗粒灰岩和泥灰岩组成，其中风暴沉积构造包括丘状交错层理、递变层理、砾屑的撕裂构造及水平层理等，不同层位具有不同的风暴沉积构造类型和组合特征。根据风暴沉积的岩石特征、构造类型、规模、组合特点，并结合沉积背景分析，风暴沉积序列可进一步分为深水远源型、过渡型和浅水近源型。大冶组一段风暴沉积具有深水远源特点，沉积环境为水体较深的外陆棚； 大冶组二段风暴沉积具有过渡型特点，沉积环境为向上变浅的内陆棚； 大冶组三、四段风暴沉积具有浅水近源特点，沉积环境为浅水陆棚至滨岸。大冶组沉积序列具有向上变浅的特点，沉积环境由深水陆棚逐渐向滨岸转变。风暴沉积的识别对重建鄂东黄石地区早三叠世古地理具有重要意义。     

内蒙赤峰鱼眼石矿物学特征及其水的赋存状态研究

采用显微镜和XRD,EMPA,FTIR,RAMAN,TGA等现代测试方法对内蒙赤峰鱼眼石的晶体形态、矿物组合、化学成分、谱学特征、热力学性质等进行了测试分析,初步探讨了鱼眼石晶体形态的成因以及水的赋存状态。赤峰鱼眼石晶体呈粒状—假立方状,由四方柱{100}、四方双锥{111}和平行双面{001}聚合而成,无色-浅粉红色,玻璃光泽,透明到半透明,与钙铁辉石、雪硅钙石和毒砂等矿物共生。赤峰鱼眼石的主要化学成分为w(SiO_2)50.22%~52.73%,w(CaO)24.16%~25.28%,w(K_2O)3.57%~5.80%和w(F)2.62%~3.48%,含有少量的Na_2O,Al_2O_3和Cr_2O_3,平均成分的晶体化学式为:(K_0.964Na_0.109)_1.073Ca_4.036[(Si_7.727Al_0.091Cr_0.073)_7.891O₂₀](F_0.828OH_0.172)_1.000·7.775H_2O。硅的含量不足导致硅氧四面体层活性氧与层间阳离子的键强增大,促使鱼眼石晶体沿c轴方向的生长,形成粒状—假立方状晶体形态。红外光谱中3 556 cm^-1和1 691 cm^-1吸收峰以及96.7℃,255.9℃,418.9℃,437.7℃的主要失水温度均表明赤峰鱼眼石中的水属于结晶水,而600℃以后仍有少量的失重,以及红外光谱中3 418 cm^-1和3 242 cm^-1吸收峰的出现,又反映出赤峰鱼眼石中部分水具有结构水的特点。     

鄂东黄石地区三叠纪岩层中发育的重力滑动构造——重力不稳定性在控制构造变形和地质灾害过程中的作用

位于湖北省东部黄石地区制图尺度的近东西向黄荆山向斜和桐梓堡背斜是在印支期造山作用时形成的,主要由古生代及三叠纪沉积岩层序列组成。其中的下、中三叠统包括页岩、泥灰岩、石灰岩、白云质灰岩和白云岩等层状岩系。从构造地质学的观点出发,由下而上可划分为3个力学分层单位或组合,相互间存在有不同的黏度比或相对强度。在大型褶皱翼部,发育一系列中小型褶皱(其振幅从几米至上百米),如屋顶和墙壁状构造、膝状褶皱、平卧褶皱、翻转及叠褶构造等,覆于层理面及低缓角度正断层面之上。详细的三维空间构造解析指出,这些复杂的中小型构造产状和组合样式,与通常的寄生牵引褶皱和大的褶皱关系是相反的,即上层的相对运动或流动指向向斜的槽部,显示重力导致的滑动构造特征。这种滑动构造只是一类继发性的独立构造现象,可以解释为是在重力不稳定性影响下,部分沉积岩层沿着先存的倾斜层理面或拆离剪切带向下坡有限滑动的结果。所发育的特征性构造取决于涉及的岩层及力学分层单位的能干性或相对强度。在大型褶皱翼部岩层向下滑动的尺度、速度及可行性,与层理面的倾斜度及拆离带的厚度、黏度等因素相关。类似的重力滑动构造在中上扬子地区的沉积岩层中常可观察到,同时,地表的滑坡、岩崩及山体垮塌...     

华南二叠系栖霞组菊花状天青石锶同位素特征及其地质意义

菊花状天青石是华南地区栖霞组内一种特殊的矿物集合体,形成于早期成岩作用阶段。在研究其成因过程中,系统分析了湖北黄石和湖南浏阳栖霞组内菊花状天青石的Sr同位素组成以及湖南浏阳、湖北黄石、江西永丰和广西来宾四处天青石假象、天青石围岩（泥晶灰岩）和围岩中方解石脉的Sr同位素组成。Sr同位素分析结果表明,天青石中的87Sr/ 86Sr最高值为0.707525,最低值为0.706981,平均值为0.707215。与天青石相比,天青石假象、天青石围岩和方解石脉的87Sr/ 86Sr值整体相对富含87Sr。由于天青石假象和方解石脉明显为晚期成岩作用成因,它们相对富含87Sr的锶同位素特征应是晚期成岩作用叠加的结果,与其类似的泥晶灰岩的87Sr/ 86Sr值也可能同样受到了晚期成岩作用的影响。栖霞组菊花状天青石比同组泥晶灰岩更好地记录了栖霞期海水的Sr同位素组成。     

“黄石热点”对鄂东南地区金属矿床的制约

鄂东南地区是我国铁、铜、金等多金属的重要成矿带。通过地球物理和地球化学等研究表明,多种类型矿床均与黄石地区存在的上达上地壳的地幔热柱密切相关,并以＂热点＂（＂黄石热点＂）的形式表现出来,这种新认识对指导鄂东南地区的地质和找矿工作具有重要意义。     

生态文明视角下的湖北省东部矿山地质环境遥感调查与分析

人类活动是加剧矿山地质环境演化的“催化剂”。矿产资源开采对环境的破坏具有必然性、综合性,对环境的影响有链式放大效应和滞后效应。从项目需求出发,利用遥感技术对湖北省东部矿山开发占地、矿山地质灾害和矿山地质环境恢复治理进行了遥感调查,查明了2013年湖北省东部矿山开发总占地面积为7339.29hm²,2014年较2013年总占地面积增加了1065.44hm²。矿山地质灾害61处,矿山塌陷地质灾害分布具有地理空间差异性,主要分布在鄂城、铁山、金山店、灵乡、殷祖和阳新６大岩体边缘地带。从生态文明建设的角度看,迫切要求人们树立“绿水青山也是金山银山”的理念,转变发展思路,保护好矿山地质环境。遥感调查结果表明：矿山地质环境治理及矿山复绿工程执行时存在区域不平衡性;武汉市、黄石市矿山地质环境的恢复治理与矿山复绿的强度、速度明显高于其他地区,且其近城区的矿区治理力度大、复绿效果好。     

浙江省绍兴市平水铜矿流体包裹体研究

浙江平水铜矿(原名西裘铜矿)是20世纪70年代初期探明的中大型块状硫化物矿床,位于扬子板块和华夏板块结合带(即钦杭结合带)北东段的典型的块状硫化物矿床。本文系统研究了平水铜矿与条带状矿石伴生石英中的流体包裹体,发现流体包裹体类型比较简单,主要是富液相的气液两相包裹体,分为2类:一类IIa原生的流体包裹体,其均一温度从192~245℃(平均217℃),盐度从2.75%~5.7% NaCleqv,另一类IIb次生的流体包裹体,其均一温度从158~189℃(平均173℃),盐度从2.75%~4.6% NaCleqv拉曼测试也表明流体包裹体的气相成分基本为水蒸气,未鉴定出其它气体成分。这种流体包裹体数据符合典型的火山成因块状硫化物矿床的流体特征,进一步证实了平水铜矿的成因类型和成矿模式。这一认识对深入了解平水铜矿的成因、形成和演化具有重要地质意义。     

Micro- and nanoparticles of zincite and native zinc from disseminated mineralization of metasomatic rocks in the Dukat ore field

Data on the morphology and crystal structure of micro- and nanoparticles of zincite and native zinc that occur among the newly formed minerals of metasomatic rocks in the Dukat ore field are presented. The origin of minute particles in the discharge areas of hydrothermal fluids is caused by the specific dynamics of the heterogeneous mineral-forming environment, resulting in the formation of ultralocal zinc concentrations. In propylite and greisen, the minute particles, which are products of the earliest stages of ore deposition, arise at the front of growing Fe-chlorite and apophyllite crystals. Aggregation of zincite nanoparticles with formation of metalliferous inclusions and fibrous native zinc proceeds in the greisen zones during aggradation recrystallization of a finely dispersed mineral system under the effect of additional portions of reduced fluids. In the zone of argillic alteration, dendritic zincite crystals result from crystallization of gels formed during coagulation of colloid solutions.