红帘石的光性及谱学研究

红帘石是一种富含Mn~(3 )的绿帘石,它与绿帘石和斜黝帘石为等构造矿物,空间群为P2_1/m,它们的结构式分别为: 斜黝帘石 Ca_2Al_3O[SiO_4][Si_2O_7][OH], 绿帘石 Ca_2(Al,Fe)Al_2O[SiO_4][Si_2O_7][OH], 红帘石 Ca_2(Al,Fe,Mn)_2AlO[SiO_4][Si_2O_7][OH]。     

黄河口和长江口沉积绿帘石地球化学特征及物源意义

为研究黄河口和长江口沉积物的物源特征,用电子探针对两地沉积物中的绿帘石进行了单矿物主要元素分析,用电感耦合等离子体光谱对长江口绿帘石群体矿物进行了主、微量元素分析。绿帘石单矿物分析结果表明,黄河口和长江口绿帘石的主要组成元素具有相似的地球化学特征,均表现为高铁、钠而低铝、钾。绿帘石群体矿物分析结果表明,长江口沉积绿帘石的主要元素成分与单矿物的一致,但其Sr、V、Cr、Zr、Pb、REE等元素富集显著。通过8个阳离子方法计算得到黄河口和长江口沉积绿帘石的化学式分别为Ca_((2.050-3.426))Fe_(0.106-0.606)~(3+)Al_((0.833-1.716))[Si_((3.486-4.300))O_(12)]OH,Ca_((1.908-3.336))Fe_(0.094-0.607)~(3+)Al_((0.911-1.691))[Si_((3.542-4.420))O_(12)]OH。计算得到两地绿帘石的X_(ps)值大多为0.19～0.30,并且TiO_2含量大都小于0.2%,表明绿帘石族矿物中主要为绿帘石、少量为斜黝帘石,并且成因以岩浆成因为主,热液蚀变成因次之,变质成因较少。不同成因绿帘石的多少与河流中上游地区的地质条件密切相关。统计发现,变质成因绿帘石黄河口较长江口高出2%左右,反映其物源区更为宽泛。沉积绿帘石的元素地球化学特征可用于黄河和长江沉积物的物源判识。     

海南红帘石的成因研究

本文研究的红帘石产于海南岛石碌铁矿。研究表明,红帘石的产出特征从一个侧面很好地反映了铁矿的原始沉积环境和矿床的形成过程;而决定红帘石形成的条件是高氧逸度和Mn~(3 )进入红帘石结构可以获得很大的晶体场稳定能。     

YAIG:Mn~(2+)的零场分裂计算

考虑到Mn~(2+)在钇铝榴石Y_3Al_5Si_3O_(12)(YA1G)中占据三种不同的晶位,本文推导出D_(2d)、D_(3d)和D_2低对称晶场下3d~5离子零场分裂常数D值和E值的四阶微扰公式。我们把该公式应用于YA1G:Mn~(2+)的D值和E值的计算,结果与实验值较为接近。     

Mn~(2+)在方解石中的零场分裂

本文采用高阶微扰的方法,对3d~5电子组态的离子在D_(3d)对称晶场下的零场分裂进行了计算,推导出了高达八阶微扰的零场分裂常数D的公式。作为公式的应用,本文利用Mn~(2+)的SCF-d轨道,计算了菱锰矿(MnCO_3)的晶场吸收谱和Mn~(2+)掺入方解石(CaCO_3)中的零场分裂常数D。计算结果与实验观察符合较好。     

东海超高压榴辉岩中绿帘石、褐帘石、磷灰石和钍石集合体的电子探针成分和化学定年研究

中国大陆超深钻(CCSD)主孔从100米到3000米切穿含柯石英榴辉岩,为系统研究大陆深俯冲过程中含稀土元素副矿物提供了机会。本文报道了该钻孔榴辉岩存在发现的绿帘石、褐帘石、磷灰石和钍石复合颗粒。它们以同心环带结构为特征,从边部向中心依次为绿帘石、褐帘石和磷灰石;钍石既可包裹再磷灰石中,也可见于褐帘石中。电子探针分析显示,褐帘石不仅含有较高的轻稀土元素(LREE2O3=23．36wt％),而且可含有2．6wt％ThO2。根据绿帘石和褐帘石的电子探针高分辨U、Th、Pb成分计算得到绿帘石边部的形成年龄为738±88Ma,该年龄与大别-苏鲁地体榴辉岩的元古代源岩的年龄相当,因此,绿帘石可能为残留相。相反,褐帘石的年龄为220±41Ma,与大别-苏鲁超高压变质年龄相近。因此,褐帘石与磷灰石和钍石一起应该为超高压变质事件的产物。根据绿帘石、褐帘石及其共生的磷灰石和钍石的结构、成分特征和化学定年结果,我们推测绿帘石与可能已完全消耗的独居石很可能为变质副矿物组合的先驱矿物。独居石-绿帘石复合颗粒在榴辉岩相高压／超高压变质过程中反应形成磷灰石+钍石+褐帘石组合。     

安徽栏杆含金刚石基性岩中石榴子石矿物学特征

在中国东部皖北地区分布着新元古代镁铁质岩,其中一些碱性基性岩为金刚石的赋矿岩石。为了确定安徽栏杆金刚石矿区的石榴子石种类,对矿区内不同类型的石榴子石进行系统采样,测定了62件石榴子石微区化学成分。结果显示,安徽栏杆石榴子石矿物化学式A_3~(2+)B_2~(3+)(SiO_4)_3中的A组阳离子由Mg~(2+)、Fe~(2+)和Ca~(2+)离子占位,B主要由Al~(3+)、Fe~(3+)、Mn~(3+)和Cr~(3+)离子占位,三价阳离子主要为Al~(3+),二价阳离子主要为Ca~(2+),表明研究区石榴子石主要为钙铝-钙铁-镁铝石榴子石系列。在62个样品中,发现了超硅石榴子石。经过计算其形成的压力范围为12.1～12.8GPa,深度可达300km。     

北祁连山硬柱石蓝片岩p-T条件相平衡计算及其岩石学意义

北祁连硬柱石蓝片岩主要分布在甘肃省肃南县九个泉一带,是目前中国唯一报道的、确切地含有硬柱石的蓝片岩。文中在详细的岩石学和矿物学研究基础上,根据矿物共生组合的不同,将北祁连低温蓝片岩进一步划分为绿纤石蓝片岩、硬柱石蓝片岩和绿帘石蓝片岩。绿纤石蓝片岩的特征变质矿物组合为蓝闪石(>40%)+绿纤石(30%)+绿泥石(10%)+钠长石(8%)+石英(5%)+硬柱石(<3%)±方解石/文石(<1%)。硬柱石蓝片岩的矿物组合为蓝闪石(35%~40%)+硬柱石(35%~40%)+绿泥石(10%)+钠长石(10%)+石榴石(1%~2%)+黝帘石/斜黝帘石(<2%)+石英(<1%),副矿物有磷灰石和榍石,总含量小于2%。绿帘石蓝片岩的矿物组合为蓝闪石(30%~35%)+黝帘石/斜黝帘石/绿帘石(~30%)+绿泥石(15%)+钠长石(15%)+石榴石(2%)+石英(<2%),副矿物有金红石、磷灰石和磁铁矿,总含量小于2%。利用矿物内部一致性热力学数据和Domino/Theriak软件计算了这三种类型的蓝片岩形成的峰期温压条件,它们分别是绿纤石蓝片岩为320~350℃,0.75~0.85GPa;硬柱石蓝片岩为335~355℃,0.8~0.95GPa;绿帘石蓝片岩为345~375℃;0.75~0.85GPa。北祁连低温蓝片岩带由硬柱石蓝片岩相到绿帘石蓝片岩相的转化代表了俯冲变质过程中的递进变质过程。     

矿物中的变石效应:金绿宝石,石榴石,刚玉,荧石

变石状(alexandrite-like)矿物的吸收光谱和它们的颜色起因作了概述。变石,是金绿宝石矿物的一个变种,它的颜色被认为是Cr~(3+)出现在金绿宝石结构中的Al~(3+)位置造成的,它进入Al_2位置比进入Al_1位置更为优先,因为它的Al—O间距较大。变石的吸收光谱显示出处于八面体配位的晶格位置中Fe~(3+)和Cr~(3+)的强带。Cr~(3+)光谱中较强组份的数量和偏振强度可用Al_2配位多面体(m对称)的畸变加以解释。在Al_1位置上的Cr~(3+)的谱带强度较低,并且只能看成Cr~(3+)(Al_2)带的台肩。变石状石榴石可被细分为富铬镁铝榴石和富锰铝榴石质的、含钒和(或)铬的镁铝榴石。在两个变石状石榴石族中,Cr~(3+)(4T_2←4A_2)和V~(3+)(3T_2←3T_1)的最大吸收大致位于17500Cm~(-1)的光谱区。这一事实可用两个石榴石族县有近似的晶体场强度解释之。变石状天然刚玉的光谱则用Cr~(3+)(V~(3+))、Fe~(3+)的d-d跃迁以及Fe~(2+)/Ti~(4+)和Fe~(2+)/Fe~(3+)的电荷转移带的迭加来解释。在变石状萤石谱中,可以观察到y~(3+)、Ce~(3+)和Sm~(2+)的吸收带。所有具有颜色变化的矿物和其它变石状相的吸收谱,除了在17300和17800cm~(-1)之间有一个最大的强吸收之外度还在1500和1600cm~(-1)之间以及19700和2IOOOcm~(-1)之间出现最小吸收。比色研究表明,将日光变为人造光时,色,图中主要波长向其红光区位移。在日光中是绿色的晶体,在人造光中通常变成红色,在日光中是蓝绿色或浅蓝色的晶体,在人造光中变成淡红紫色。     

钛榴石的晶体化学和穆斯堡尔谱研究

本文测定了六个钛榴石样品(TiO_2含量9.70—15.34％)的穆斯堡尔谱。所测样品的穆谱均星复杂谱形。对拟谱方法作了改进。观察到一组新的组分谱。确定钛榴石穆谱由六套四极双峰组成。它们被分别指派给Fe~(2+)(X)、Fe~(2+)(Y)、Fe~(3+)(Y)、Fe~(3+)(Z)和两种电子离域。根据本样品的单晶结构数据对谱线指派和有关穆斯堡尔参数作了阐述。求出了各样品中阳离子的位置分布。阳离子在四面体(Z)位上的绝对量为Fe~(3+)>Al~(3+)、Ti~(4+)。Fe~(3+)比Ti~(4+)优先占据Z位。本样品中普遍存在三价钛。Ti~(3+)/∑Ti范围为3.83％至9.26％。Fe~(2+)/ΣFe比值范围为7 32％至10.01％。给出钛进入石榴石结构的五种替代方式。并对从这些实验结果可能获取的地质信息作了探讨。     

球粒状(綠)帘石的结构特征与成因

球粒状(綠)帘石产出于四川雷波基性火山碎屑岩的晶洞或层间裂隙中,与其共生的有石英、赤铁矿等矿物.镜下研究表明,绿帘石至少有2个世代,第一世代(綠)帘石呈浅(綠)色的针状体,集合体为菊花状;第二世代(綠)帘石呈暗(綠)色的柱状或楔形,集合体为球粒状或椭球状.它们都由球核与球枝两部分组成,两者间有明显的接触界线,表明球核与球枝不是同时结晶的产物,而是有先后形成关系.EPMA分析表明绿帘石成分中普遍含有较高的SrO(0.51%～1.13%),与其共生的水晶晶体的流体包裹体测温及拉曼光谱分析表明,气液包裹体主要由H2O及微量CH4组成,,(綠)帘石属低温(164～177℃)与低盐度(7.31%～7.73%)的热液产物.(綠)帘石的球粒是在低温、过饱和度大、环境条件转变时快速结晶形成的.     

西昆仑大同岩体岩浆成因绿帘石矿物学研究及其对岩体形成构造环境的制约

大同岩体位于西昆仑北带,形成于早奥陶世,对于研究西昆仑造山带早古生代构造演化具有重要意义,但对其形成的构造环境的认识还具有很大的不确定性。本文尝试通过岩浆成因绿帘石的研究,为该岩体形成的构造环境提供新的制约。大同岩体中岩浆成因绿帘石呈自形-半自形,具有明显的成分环带,并发育褐帘石核,同时绿帘石熔蚀现象明显,常为新鲜黑云母包裹,或与新鲜的钾长石呈港湾状或不规则形态接触。绿帘石的Ps值(绿帘石端员组分的摩尔分数)介于0.26～0.31之间,并具有较低的TiO2含量,w(TiO2)<0.2%。绿帘石结晶于深部岩浆房(>1.0GPa),并在岩浆上升过程中发生熔蚀。绿帘石熔蚀速率计算结果显示,大同岩体岩浆上升速率不小于900m/a,从而表明岩体是快速上升侵位的产物,形成于拉张环境。结合区域地质资料,我们认为西昆仑地区早古生代早期存在一期俯冲挤压背景下的间歇拉张作用。     

褐帘石的谱学特征

本文研究了6个来自不同产状、不同地区的含褐帘石样品,包括4个伟晶岩(M1663来自内蒙集宁益元兴、M7673来自内蒙集宁察汗营地区、M4960来自美国Amherst County Virginia地区、M4976来自挪威Liksviken地区)、2个矽卡岩(M1697产自河北地区、M1679产自湖南郴县地区)。通过对这6个不同产状褐帘石的电子探针主量、稀土和微量元素分析及拉曼、红外光谱学的研究来揭示褐帘石晶体化学特征。结果表明,褐帘石成分均匀,晶体内发育微裂隙,局部有脉体充填,但不同产状的褐帘石样品在主量元素如Fe O、Ca O、Al_2O_3以及REE如Ce_2O_3、Nd_2O_3、La_2O_3的含量具有明显的差别。其系统的光谱学数据表明褐帘石晶体的特征峰强度和峰位的偏移均与其组分有关,并分析指派了部分光谱峰位的归属,揭示了褐帘石中特殊谱峰位置的迁移与其元素含量、晶体结构之间的关系。拉曼光谱揭示了褐帘石单晶有20组拉曼活性谱峰(ν1～ν20),其中ν2～ν4、ν5～ν8、ν16～ν19谱峰的迁移与A位上的Ca与稀土元素之间置换作用有关;ν10～ν12谱峰是O-Si-O弯曲振动引起,其拉曼谱峰的偏移可能与Si含量有关;ν13～ν14谱峰的迁移则可能是多种元素变化共同作用的结果。褐帘石单晶红外光谱展示了13组红外活性谱峰(a-m),h-k谱峰的偏移与在M1或M3位上Fe~(3+)和Al相互替代而导致的; b-g谱峰的偏移是与硅氧四面体中Si-O非对称伸缩振动有关; OH(l-m)双峰的出现可能与M1、M3位上Fe~(3+)的含量有关。研究结果表明伟晶岩类岩石中褐帘石晶体结构中Fe~(3+)与Al~(3+)间的置换作用强于矽卡岩类岩石中的褐帘石;而矽卡岩类岩石中褐帘石晶体结构中在A位上稀土元素与Ca置换作用则大于伟晶岩类岩石中的褐帘石。     

木兰山蓝片岩中斜黝帘石—低铁绿帘石连生体的确定

电子探针和光学显微镜联合分析表明，木兰山蓝片岩中存在斜黝帘石－低铁绿帘石连生体。界面区Fe、Al元素的线扫描曲线研究表明，（Fe,Al)类质同象替代为连生体界面共晶膜的形成机制。木兰山蓝片岩中斜黝帘石－低铁绿帘石连生体的确定，说明电子探针和光学显微镜联合分析可有效确定光学性质和化学成分均相近的微细粒连生体的组成矿物，其结果对认识木兰山蓝片岩的变质演化具有指示意义。     

西阿尔卑斯洋壳超高压变质作用

在意大利阿尔卑斯Valtournanche地区Cignana产出的大洋Zermatt-Saas带中的榴辉岩被厚度约50m的褶皱岩系所覆盖,该岩系主要由深海变质沉积岩(石榴云母片岩、石榴石英岩、含方解石-白云石多硅白云母石英片岩及少量大理岩、红帘石多硅白云母石英岩和霓石硬玉红帘石/绿帘石石英岩)组成。变质蛇绿岩及共生的变质沉积岩被认为是Piemonte-Ligurian大洋壳的残余物,该大洋是在中晚白垩世通过向Austro-Alpine边缘之下的俯冲而闭合的。     

新疆阿克陶县奥依塔格红帘石石英岩的发现及其意义

红帘石石英岩位于新疆克孜勒苏柯尔克孜自治州阿克陶县奥依塔格乡皮拉里.构造单元隶属于西昆仑的北蛇绿岩带或奥依塔格-库地缝合带.红帘石石英岩产出层位为上石炭统-下二叠统,岩性主要为薄层大理岩、钙质粉砂岩和粉砂质泥岩等韵律层.矿物成分主要为石英、红帘石和少量方解石、绿泥石等.红帘石的主要化学成分:Al2O3(19.58～21...     

甘肃永登棚子沟花岗伟晶岩中的变生褐帘石

变生褐帘石产于甘肃永登县棚子沟一带的花岗伟晶岩中。该花岗伟晶岩呈脉状或不规则析离体状产于加里东期的中粗粒黑云母花岗岩中,主要由褐帘石(含量约25％)。钾钠长石(约24％)、石英(约21％)、普通角闪石(约16％)等矿物组成。尚见少量黑云母、绿帘石、微量榍石、磷灰石和锆石等。     

柴达木石——一种锌和铁的硫酸盐新矿物

柴达木石是一种Zn和Fe~(3+)的硫酸盐新矿物,发现于我国青海省柴达木锡铁山铅锌矿氧化带。矿物属单斜晶系,空间群P2_1/m或P2_1,晶胞参数a=9.759(9)A,b=7.134(9)A,c=7.335(11)A,β=106.2(1)°,Z=2。化学分子式为ZnFe~(3+)(SO_4)_2(OH)·4H_2O。它是四水铜铁矾(guildite)的类似物。     

黑云母的红外光谱研究

关于云母族矿物的红外光谱研究,国内外一些学者曾做过不少工作。笔者就近年来所收集到的一些产自宁芜地区、南岭地区花岗岩类岩石中27个黑云母样品,进行了红外光谱测定,确定了某些特征吸收峰的偏移及其与化学组分之间的关系,并探讨了黑云母矿物中主要金属阳离子的相互置换和晶体结构的关系。 黑云母属三八面体型的2∶1层状结构硅酸盐矿物。结构中上下四面体片(T)以尖顶相对,中间夹氢氧镁石型[Mg—O_4(OH)_2]八面体片(O),构成T—O—T型结构层。占有四面体晶位的阳离子主要为Si,约有1/4的Si可被R~(3+)(主要为Al~(3+)、次为Fe~(3+))取代。占有八面体晶位的阳离子主要为Mg~(2+)或Fe~(2+),次为Fe~(3+)、Al~(3+)、Mn~(2+)等。由T—O—T所组成的结构层则通过层间大阳离子K~+(少量的Na~+、Ca~(2+)等)彼此相连接。结构     

藏西北戈木日榴辉岩岩石学特征及其构造意义

戈木日榴辉岩产出于羌塘中部龙木错-双湖古板块缝合带内,是羌塘中部高压变质岩带的重要组成部分,前人多认为其系洋壳冷俯冲的产物。该榴辉岩的矿物组合可分为四期:第一期为含Fe~(3+)的钙钠闪石+钠云母+钠长石+绿泥石+石英+富含LREE、Th和U的褐帘石+榍石±富Mn的石榴子石。富Mg的石榴子石+贫Fe的绿辉石+不含微量元素的黝帘石+石英+钠云母+金红石+黄铁矿则为第二期矿物组合。第三期为退变质组合,包括钠长石、绿泥石、榍石和阳起石。第四期为磁铁矿、新生绿帘石和针状钛铁矿。热力学半定量模拟表明,石榴子石核部形成于T=644℃,P=13.0kbar,lgfO_2=-16.3~-16.4,而石榴子石幔部则形成于T=695℃,P=16.6kbar,lgfO_2=-19.0~-19.5,表明该榴辉岩属中温榴辉岩,而不是前人所言的冷榴辉岩,这反映了羌塘中部古特提斯洋盆的构造演化历史比较复杂,不仅有冷俯冲的洋壳,还有中温俯冲的洋壳。该榴辉岩在进变质过程中经历了还原作用,早期含Fe~(3+)的钙钠闪石和褐帘石等形成于高氧逸度之下的含水矿物,转变为形成于低氧逸度条件下的石榴子石和贫Fe的绿辉石、黝帘石等矿物,释放出水和轻REE、Th、U、Ba等微量元素。折返阶段新生成的矿物均不含有这些微量元素,表明早期阶段释放的微量元素很可能离开了俯冲板片,随流体进入上覆地幔楔。本文的研究进一步证实了进变质与还原作用共同促进了物质从俯冲板片中活化、转移至上覆地幔楔,这有助于理解具有独特地球化学特征的岛弧岩浆的起源。