成因矿物学在中国的传播与发展

成因矿物学是现代矿物学的重要组成部分。它研究矿物与矿物组合的时空分布、矿物各内外属性间的关联、矿物形成与变化的条件和过程、矿物与其介质间的相互作用及相应的宏微观标志、和矿物成因分类及矿物成因信息的应用等方面的内容。矿物发生史、矿物标型学、矿物温压计、矿物共生分析和矿物成因分类共同构成本学科的理论体系。其中,矿物标型学是该体系的核心。以陈光远先生为代表的中国矿物学家,在20世纪下半叶,创新性地开展了成因矿物族的研究,建立了完善的成因矿物学理论体系,提出矿物标型六性和矿物学填图的四化法则,提出变质岩、花岗岩、铅锌铁金辰砂萤石等矿床的矿物成因标型和找矿标志,有力地指导了中国的地质研究和找矿实践。进入21世纪以来,矿物学填图参数和方法被进一步发掘和完善,矿物磁学和近红外谱学等便捷填图手段得到广泛应用;大纵深蚀变矿化和矿物标型分带规律得以揭示;矿物标型的地球动力学、构造动力学和矿物系统的演化意义得到深度阐释;成因矿物学作为环境与生命过程研究的指导思想,逐步形成了环境与生命矿物学新分支,将矿物个体发生及矿物标型的思想用于对鱼耳石和有孔虫等生物矿物环境响应的研究,将矿物生物交互作用思想用于土壤能量系统修复研究,将矿物环境耦合思想用于生物有机质对矿物自组装结构和过程的调控研究以及海洋矿物对海洋及大气环境的指示研究等,极大地丰富了矿物发生学和矿物标型学的理论。今后应注意有关成果的系统整合,加强矿物个体发生史的实验研究,保障原创性成果的产出;要注重国际交流,使我国成因矿物学的成果真正成为人类的共同精神财富。     

成因矿物学与找矿矿物学研究进展(2010-2020)

成因矿物学与找矿矿物学在我国70多年的发展中已逐渐形成一套兼具理论和应用的学科体系.近十年来,原位微区分析技术推动矿物成分标型理论及其应用取得长足进步,在成岩成矿过程精细刻画、热液成矿规律与找矿潜力评价、成矿类型甄别与划分等方面表现出巨大潜力,尤其是黄铁矿、石英、磁铁矿、绿泥石,磷灰石、石榴子石等若干典型矿物成分标型在成矿理论与找矿实践表现出独特优势.可以推测,矿物成分标型必然在未来成矿规律研究与找矿评价中体现出巨大指导价值,同时也从一个侧面证实成因矿物学与找矿物学学科体系在地球系统科学领域具有强大的生命力.展望未来,成因矿物学还将在环境与生命过程等其他诸多领域有很大的应用前景,特别是在矿物晶体生长、矿物相转变、矿物温压计、宇宙矿物学、深部矿物学、矿物晶体化学与综合物性、生物矿物交互作用等领域均有可能取得突破性进展.另外,采用统计学和大数据集成方法以及矿物标型定量模型,深度解析矿物学"基因"信息,发展矿物学"基因编辑"技术,将有可能为解决地球科学面临的矿产资源需求和人类健康等作出巨大贡献.     

生物矿物学的发展与展望

概述了生物矿物学的内容和意义;划分了早期启蒙、造骨矿物、生物矿化作用和生物矿物四个发展阶段,介绍了各个阶段的著名代表性文献、生物矿化理论、国际会议、研究方法和研究中心;指出生物矿物学发展趋势由碳酸盐和磷酸盐到氧化物和硫化物,由生物矿物外部特征到内部特征,由高级生矿体到低级生矿体,由动物到植物和微生物,由鉴定结构和矿物到探讨矿化机理和过程。最后提出在分析、成因、结晶、化石、造岩(矿)、生理、医药、环境和材料等方面的生物矿物学发展方向。     

成因矿物学研究在宝石学中的应用

成因矿物学的许多理论,如矿物的物理性质标型、矿物化学成分标型、矿物包裹体成分标型等都已经渗透到了宝石学研究的各项工作中,这些理论为鉴定天然宝石与人工宝石、鉴定宝石是否经过处理以及进一步鉴定天然宝石的成因和产地提供了重要的思路和依据,并且对宝石的优化与合成有着重要的指导作用.本文在总结与分析前人研究成果的基础上,根据某些常见宝石的鉴定特征(如钻石、红宝石、蓝宝石、祖母绿以及其他一些常见宝玉石等),归纳和阐述成因矿物学研究在宝石学中的实际应用.     

副矿物是岩浆演化和早前寒武纪岩石圈形成的指示剂

院土在介绍矿物学现状及其任务时特别强调,应当将包括副矿物在内的矿物研究转向对地质作用及矿物形成的介质条件进行解释,即进一步查明现存的地质环境。岩石中的矿物及矿物共生组合的研究,对于确定早前寒武纪岩石的成因是唯一可靠的资料。乌克兰地盾的实例研究表明,矿物标型特征的研究对于确定早前寒武纪岩石的成因可能得出大量的地质成因信息。     

矿物学岩石学地球化学研究进展综述

近年来，矿物学除矿物标型特征、成因矿物学、找矿矿物学、矿物物理学等基础研究外，矿物材料及应用研究是其一大特色；岩石研究则更多地与构造演化、地幔作用相联系；研究领域的不断扩大、不同学科相互渗透交叉、新生长点的涌现是当前地球一个发展趋势。     

《中国金矿床成因矿物学和找矿矿物学论文选集》

最近,武警部队黄金地质研究所将我会成因矿物找矿矿物委员会1986年在成都召开的全国成因矿物找矿矿物学术会议上的有关论文,专辑编篡出版了《中国金矿床成因矿物学和找矿矿物学论文选集》,共计36篇论文,约25万字。该集内容包括:(1)成因矿物学和找矿矿物学的基础理论和研究方法;(2)某些矿物的标型特征,成因和找矿意义;(3)中国金     

湖泊沉积物的矿物组成、成因、环境指示及研究进展

湖泊沉积物是不同地质、气候、水文条件下各类碎屑、黏土、自生/生物成因矿物以及有机物质等的综合体。沉积矿物蕴含着丰富区域和全球环境演变信息,如湖水的化学组成、流域构造、气候、水文以及人类活动的相互作用等。相关信息可以赋存在矿物外部微形貌、内部微结构、化学组成、物理和化学性质、同位素组成、谱学特征、成因以及共生组合等方面。因此,湖泊科学的许多关键课题都离不开矿物学,特别是在利用湖泊沉积物进行区域及过去全球变化研究中,深入的机理研究归根到底都要涉及矿物学,如流域化学风化作用、粒度组成、生物壳体化学组成、测年材料的选择等。然而,由于湖泊沉积物中矿物的多源性、复杂性,如何有效提取和解译其中的环境信息,是一项长期困扰研究者的课题,湖泊沉积矿物学的研究往往被许多研究者所忽视,中国的相关研究也较为薄弱。笔者综述了湖泊沉积物中碎屑、黏土、自生/生物矿物的矿物组合、特征、成因在（古）环境反演中的作用及最新研究进展,提出除了继续加强对湖泊沉积物中矿物来源、成因和古环境示踪的深入研究以外,矿物相间的转变及其对湖水和孔隙水组成的响应、一些非晶质或隐晶质及低丰度矿物相在湖泊化学和动力学中的作用也是很有潜力的研究领域,最后提出了研究中存在的一些问题、面对的挑战以及对研究前景的展望。     

金矿床的矿物蚀变与矿物标型及其找矿意义

绝大多数金矿床的形成或多或少都与热液活动有关。成矿过程中伴随流体的运移和演化,流体与围岩会不断发生水-岩反应并导致金物质在适合的构造空间堆积成矿,同时在流体途经区留下蚀变产物。这一过程中形成的蚀变矿物特征和矿物组合能够指示成矿过程的物理化学条件的变化,是找矿的重要信息。这一能够标识成矿过程的矿物学特征统称为矿物标型特征。基于与金矿矿化关系密切的常见矿物蚀变现象及其时空分布规律,并以矿物标型特征参数(如载金矿物黄铁矿热电性特征、蚀变矿物短波红外光谱特征和蚀变岩磁化率特征等)为基础,通过蚀变矿物分带和矿物学填图,可以建立成矿模式和找矿模型,进而指导找矿勘查。本文通过对多个矿床实例的总结分析,认为以矿物标型特征为主要参数的矿物学填图是有效缩小找矿靶区或进行深部预测的找矿方法之一。     

《成因矿物学概论》(上册)问世

靳是琴、李鸿超编著的《成因矿物学概论》(上册)已由吉林大学出版社出版。该书全面系统地阐述了成因矿物学的基本问题及其意义。由浅入深、简明扼要地介绍了热力学基本知识,为学习成因矿物学提供了基础。全书共分七章。第三章着重论证了矿物发育史及其研究方向,第四章介绍了典型组合中标型矿物的研究意义,矿物标型     

Defining organominerals: Comment on ‘Defining biominerals and organominerals: Direct and indirect indicators of life’ by Perry et al. (2007, Sedimentary Geology, 201, 157–179)

The paper by Perry et al. (2007, Defining biominerals and organominerals: Direct and indirect indicators of life, Sedimentary Geology, 201, 157–179) proposes to introduce “the new term ‘organomineral’” to describe mineral products whose formation is induced by by-products of biological activity, dead and decaying organisms, or nonbiological organic compounds, to be distinguished from the biomineral components of living organisms. The substantive ‘organomineral’, however, is not new: it was first introduced in 1993, with basically the same definition and distinction from biominerals, at the 7th International Symposium on Biomineralization (Défarge and Trichet, 1995, From biominerals to ‘organominerals’: The example of the modern lacustrine calcareous stromatolites from Polynesian atolls, Bulletin de l'Institut Océanographique de Monaco, n° spéc. 14, vol. 2, pp. 265–271). Thereafter, more than twenty-five papers by various authors have been devoted to organominerals and organomineral formation (‘organomineralization’) processes. Only two of these papers are cited by Perry et al., and without any reference to the definitions, or even the terms ‘organomineral’ or ‘organomineralization’, which they included. Moreover, Perry et al. tend to enlarge the original concept of organomineral to encompass all minerals containing organic matter, whether these organic compounds are active or passive in the mineralization, which introduces ambiguities detrimental to a fine understanding of present and past geobiological processes. Finally, Perry et al. propose to consider organominerals as indirect biosignatures that could be used in the search for evidence of life in the geological record and extraterrestrial bodies. This latter proposition also is problematical, in that organominerals may be formed in association with prebiotic or abiotic organic matter.     

人体中的矿物

人体矿物及其健康效应是生物矿化作用中的一个极具活力的研究领域。本文首先介绍了与生物矿物和生物矿化作用相关的一些基本概念,并对生物矿物的特点和种属进行了厘定,明确了它们在矿物分类中的位置。在此基础上,对人体内的生物矿物及其产出位置进行了总结,并着重评述了一些重要的人体矿物的特征及其生理性或病理性效应。     

矿物科学的概念

本文阐述了矿物科学的概念,包括矿物科学的产生背景、基本涵义与特点、主要研究内容及其与其它学科之间的关系等,并对中国的矿物科学做了简要介绍。矿物科学是研究矿物及其性质的一门交叉学科。它的研究对象是天然矿物和人工晶体材料。它不仅是为地球科学服务的学科,而且是为材料科学、环境科学以及工程科学与技术等学科服务的学科。矿物科学的主要研究内容包括矿物及其性质两大方面。矿物研究既是传统矿物学的研究领域,也是矿物科学基础的重要组成部分。矿物性质及其变换过程研究则是当前矿物科学中最为活跃的研究领域之一。矿物科学是以矿物学等分支学科为基础并具有众多交叉分支学科的学科体系,具有比传统矿物学更加广阔的科学范畴,具有一级学科的概念。矿物学既是地质科学的一门分科,同时也是矿物科学的一门分科。中国已在矿物科学的许多学科领域取得了丰硕的研究成果,已形成较为完整的理论与学科体系。     

生物矿物：研究现状与展望

生物矿物是生物成矿作用研究的基础内容。本文总结了生物矿物领域的研究现状,重点评述了生物控制、生物诱导和有机质(分子)与生物矿物形成的相关性以及生物矿物所可能具有的鉴别特征。生物矿物研究是地球科学的前沿课题,无论在思路和方法上都有待突破。     

同步辐射X射线吸收光谱在环境矿物学中的应用

本文介绍了同步辐射X射线吸收光谱（XAS）在环境矿物学中的应用与进展,尤其是在矿物载体催化剂的环境催化活性研究、固-液界面的微观机制研究、毒性痕量元素在矿物中赋存状态的研究、核废料的矿物处置研究等方面的发展现状。最后指出,XAS对推动环境矿物学的发展、优化环境矿物材料和原料的工艺流程具有独特的优势,在我国还有待进一步加强其发展和应用。     

土壤重金属环境质量矿物学评价方法

利用环境矿物学理论和方法阐明了土壤矿物控制重金属活动状态，具体分析了重金属在矿物表面、层间域和孔道内可能的赋存位置。实验研究结果表明，矿物吸附重金属的作用受到介质pH值、介质离子强度等因素的影响。采用系统聚类分析方法，能定量地分析稳定的硫化物结合态微量有毒有害重金属元素的数量。利用粉晶X射线衍射分析方法，能定量地测定土壤矿物组成和含量。新提出土壤环境质量矿物学方法评价流程。该方法是在利用生态地球化学方法所完成的元素总量调查成果的基础上，开展单元性与剖面性土壤矿物组成与含量测定，查明表层土壤和深层土壤的矿物组成和分布，评价土壤中重金属的赋存状态及其对食物链的影响。旨在为农业地质环境评价提供新方法，切实提高农业地质环境调查质量与服务水平。     

Mineralogical characterization of mine waste

The application of mineralogical characterization to mine waste has the potential to improve risk assessment, guide appropriate mine planning for planned and active mines and optimize remediation design at closed or abandoned mines. Characterization of minerals, especially sulphide and carbonate phases, is particularly important for predicting the potential for acidic drainage and metal(loid) leaching. Another valuable outcome from mineralogical studies of mine waste is an understanding of the stability of reactive and metal(loid)-bearing minerals under various redox conditions. This paper reviews analytical methods that have been used to study mine waste mineralogy, including conventional methods such as X-ray diffraction and scanning electron microscopy, and advanced methods such as synchrotron-based microanalysis and automated mineralogy. We recommend direct collaboration between researchers and mining companies to choose the optimal mineralogical techniques to solve complex problems, to co-publish the results, and to ensure that mineralogical knowledge is used to inform mine waste management at all stages of the mining life cycle. A case study of arsenic-bearing gold mine tailings from Nova Scotia is presented to demonstrate the application of mineralogical techniques to improve human health risk assessment and the long-term management of historical mine wastes.     

纳米尺度下的生物矿物和生物矿化:基于介晶的视角

纳米地质学的兴起和发展,促使地质工作者从纳米尺度重新认识固体地球物质,将对地球科学的各个领域产生广泛而深刻的影响.作为纳米地质学的重要分支,纳米矿物学也将走出传统矿物学只把矿物看成理想晶体点阵的局限,从纳米尺度深入探究矿物包括生物矿物在内的矿物结构与性质,突破口之一是介晶.介晶是一种特殊的结晶纳米结构,近年来得到了物理学家和化学家尤其是材料化学家越来越多的关注.介晶是非经典结晶过程产物,以纳米颗粒为基本构筑单元,具备纳米颗粒的性质和宏观尺寸.现已发现,许多生物矿物如脊椎动物骨骼和牙齿、贝壳珍珠层、蛋壳、海胆骨针、有孔虫和珊瑚等都具有介晶结构.因此,从纳米尺度和介晶角度重新理解生物矿化,有助于揭示生物矿物中纳米多级结构的成因机制,拓展纳米矿物学的科学内涵.首先介绍生物矿化和生物矿物的基本概念,之后对介晶的概念和结构特征进行阐述,最后介绍生物矿物中的介晶结构及介晶形成的典型机制,涉及有机基质辅助、物理场驱动、矿物桥或有机桥连接、空间限域、取向附集和晶面选择性分子作用等多种物理化学过程,有望进一步推动纳米矿物学的发展.      

The variation of morphological features and mineralogical components of biological soil crusts in the Gurbantunggut Desert of Northwestern China

Increasingly complex life forms were found in older biological soil crusts in the Gurbantaunggut Desert in Northwestern China. These crusts may play a critical role in mineral erosion and desert soil formation by modifying the weathering environment and ultimately affecting mineralogical variance. To test this hypothesis, variations in the morphological features and mineralogical components of successional biological soil crusts at 1 cm were studied by optical microscopy, SEM and grain size analysis. Concentrations of erosion-resistant minerals decreased with crust succession, while minerals susceptible to weathering increased with crust development. Neogenetic minerals were found in late stage crusts, but not in early stage crusts. Silt and clay concentrations were highest in early formation crusts and soil mean particle size decreased with crust succession. Cyanobacteria, lichen and moss were shown to erode and etch rocks, and secondary minerals produced by weathering were localized with the living organisms. Thus, more developed crusts appeared to contribute to greater mineral weathering and may be a major cause of mineralogical variance seen in the Gurbantunggut Desert. The greater activity and complexity of older crusts, as well as their improved moisture condition may function to accelerate mineral weathering. Therefore, protection and recovery of biological crusts is vital for desert soil formation.