广东省海岸表层沉积物矿物表面特征与沉积环境关系的初步研究

作者选择了s7个分布于不同海岸相带及近海河流环境表层碎屑沉积物中的错石、电 气石、长石、石英四种矿物，用扫描电境放大300至iooo。倍观察分析其表面结构特征。观察分析发现，不同环境下的矿物表面结构特征有一定区别.这些区别主要由不同环境因素造成。河流环境的矿物表面结构简单，由物理作用造成;海岸环境的不同相带，矿物表面结构特征比较复杂，但程度有所不同。其特征主要取决于物理作用和所迭加的化学溶蚀作用。热带、亚热带海水对矿物的化学溶蚀和改造十分重要。     

粤北金鸡岭丹霞群砂岩矿物表面结构初步研究

本文对丹霞群砂岩中的石英、长石、电气石、锆石４种碎屑矿物的表面结构特征作了初步研究，并与现代河流和海岸砂质沉积物中的同类矿物的表面结构特征进行类比。文章指出，由于成岩作用的影响，古代砂岩中的碎屑矿物比现代砂的同类矿物具有更为复杂的表面结构，原因在于成岩环境下，溶解、溶蚀和压溶作用对古代砂岩的矿物表面有更深刻的改造。     

洞穴石笋形成过程中的溶蚀作用研究

本文通过洞穴石笋沉积过程的野外观察和剖面研究分析了洞穴石笋形成过程中的溶蚀作用。依据溶蚀的原理,本文把溶蚀作用分为物理溶蚀、化学溶蚀和生物溶蚀三种类型。野外观测和石笋剖面研究表明溶蚀作用是一类普遍存在的现象。在野外,物理—化学溶蚀表现为石笋顶部的滴蚀坑穴,生物溶蚀形成披覆于石笋表面的风化壳。在剖面上,物理—化学溶蚀表现为沉积纹层的中断、沿生长轴的充填构造和孔洞,生物溶蚀则形成剖面上风化壳层。     

福建华安玉的矿物学特征及成因研究

通过福建华安玉野外地质观察、室内显微镜下观察、矿物电子探针分析和X射线粉末衍射分析,研究了华安玉的结构构造和矿物组成,结果表明: 华安玉显示出不同艳丽的条带,实质上是不同矿物分带的体现,绿-墨绿色条带主要由铁次透辉石组成,红色或淡肉红色条带主要由钾长石组成,灰白色或乳白色条带主要由石英、方解石等矿物组成。并对华安玉的形成构造环境和成因进行了初步研究,认为其形成于被动大陆边缘的潮坪泻湖环境,原岩主要是钙质粉砂岩、泥灰岩、硅质岩等,燕山期强烈的构造岩浆活动对其进行了多期热接触变质或交代作用,钙质粉砂岩、泥灰岩、硅质岩等经变质成为透辉石角岩。     

海岸壶穴与风化坑的成因差异及证据——以广东沙扒镇和庙湾岛海岸为例

风化坑和壶穴都是常见的岩石坑穴地形,其形成原因和形态完全不同,但容易被误解和混淆.广东西部沙扒镇海岸和珠江口外庙湾岛海岸同时发育了风化坑和海岸壶穴.近年来我们对两处地区进行了考察,从地貌学、沉积学、岩石化学和矿物学等各个方面对风化坑和海岸壶穴的形成过程和影响因素进行了论证,并将两者进行了对比.研究表明在不同的岩石(火成岩和变质岩)上均能形成风化坑或海岸壶穴,各种证据显示风化坑形成于岩石表面积水的风化作用,海岸壶穴则是由海浪的侵蚀作用而形成:1)风化坑可以形成于高潮线以上的各个高度平坦的岩石面上,平均高潮线以下不能形成风化坑,而海岸壶穴可形成于平均高潮面之下,其形成高度不超出高潮面;2)海岸壶穴与风化坑在形态上有明显区别,如不同的侧壁形态、底部、口径边缘及宽深比等;3)海岸壶穴中堆积物颗粒磨圆度和分选度好于风化坑中颗粒;4)风化坑内堆积物的化学蚀变指数CIA值均高于附近地面岩石的CIA值,而风化坑内堆积物中矿物的英长比高于地表岩石的英长比,但CIA值和英长比均不能区分海岸壶穴和风化坑中的堆积物;5)风化坑内颗粒含大量的粘土矿物,而海岸壶穴中无粘土矿物;6)风化坑和海岸壶穴的堆积物具有显著不同的化学元素迁移特征.     

矿物表面活性及其量度

矿物及其材料的表面活性及其表面反应性的具体表征，它是由矿物表面功能基所控制。由于矿物表面金属原子的电负性不同，以及它所处的配位环境不同，常表现出不同的极性、荷电性和Lewis酸碱性，它与溶质和溶剂分子之间反应（成键）能力也不同。在热力学上表现为反应自由能变化也不同。因此，量度矿物表面活性就是量度其表面极性、荷电性和Lewis酸碱性，它既可用化学方法，也可用热力学的方法。前者是通过反应作用量来量度，后者通过反应作用能来量度。然而现代矿物谱学的方法更能给出矿物及其材料表面反应活性的本质和详细信息。     

巴东组软岩残积红色黏土物性特征

红色黏土在黏土化过程中,经历了铁、铝质矿物的累积与盐基成分的淋失,表现出高液限、高含水率、高塑性、分散性等特殊物理力学性质。对三峡库区不同深度、高程点、风化程度的红色黏土开展了物理、力学性质实验,并采用X-衍射实验、化学全分析、环境扫描电镜等微观实验手段,分析了红色黏土的物相结构特征,探讨了巴东组残积红色黏土的宏观、微观物性特征及其规律。研究结果表明,红色黏土的物理、力学性质沿水平与深度方向均表现出规律性,其母岩类型、风化程度、矿物组成及结构、粒度特征是影响这一规律的主要因素。     

中国红透山太古宙块状硫化物矿床的变质——重就位

红透山太古宙锌——铜型块状硫化物矿床,经历了多次变质和多期变形作用。目前所保留的矿貌,主要是早太古宇晚期,第二次变质和形变作用造成的。 该矿床遭受第二次较强变形 (500℃—700℃中压条件) 过程中,硫化物矿物朝迭加褶皱和塑性断层所造成的低压区、进行物理迁移(主要为塑性流动)。物理迁移是由处于脆性状态的黄铁矿和部分脉石矿物,发生破裂,与具有不同程度塑形的硫化物矿物等一起产生的迁移。由于主要是硫化物矿物的脆性—延展性转化点的不同,导致了此过程中出现再活化差异迁移。 参照不同硫化物的脆性——延展性转化点的实验数据,结合它的在再就位过程中的先后穿切关系,区内主要硫化物矿物的再活化能力由小到大的序列为。黄铁矿——磁黄铁矿——闪锌矿——黄铜矿。 主要由硫化物矿物组成的矿体的变质——重就位可理解为:较强塑性变形过程中,不仅矿体发生了相对位移,而且组成矿体的各种硫化物矿物,尚发生了差异性的再活化迁移,从而造成矿体形状、产状、分布特点及矿石组构等一系列矿床地质特征变化的过程。 各种硫化物矿物的脆性——延性的转化点不同,矿体、围岩及矿体内部组成间的物理性质差异及低压区的存在是变质——重就位的必要条件。硫化物矿体物理性质的变质——重就晓,对变质成矿作用来说     

环境矿物界面反应动力学

环境矿物界面反应动力学主要探讨地表中各种有毒、有害离子或分子与矿物表面之间的反应速率与反应机制。矿物表面存在一组化学活性很强的表面功能基，当它们与环境中毒害物质发生作用时，会因其极性、荷电性和Lewis酸碱性不同而表现出不同的作用力和反应速率，进而控制有毒、有害物质在大气、水体和沉积物中的赋存形态，稳定性及迁移转化速率。本文简要介绍了环境矿物界面反应动力学理论，并给出几个应用实例。     

微生物影响硅酸盐矿物风化作用的模拟试验

研究了硅酸盐细菌对矿物的风化作用。选用土壤中常见的钾长石、伊利石等矿物作为细菌风化作用的对象,通过在含有矿物颗粒的无氮培养基中培养硅酸盐细菌,使其在培养液中与矿物颗粒发生相互作用,再取样并处理后进行电镜观察和X-射线衍射分析。电镜观察结果表明细菌对矿物试样表面确实发生了溶蚀作用,被细菌作用后的矿粉,颗粒浑圆,边缘模糊不清,表面呈凹凸不平状,矿物颗粒被大量的菌体物质所覆盖。用X-射线衍射分析检测到细菌对具不同晶体结构矿物的“选择性”破坏作用,在有多种矿物同时存在的情况下,细菌对较易分解的矿物破坏作用速度较快。结合矿物学与微生物学相关知识,初步分析了细菌培养液中细菌与矿物界面之间的相互作用以及土壤生态系统中矿物的生物风化作用过程。     

西藏札达盆地沉积物的石英砂表面特征及其环境意义

在扫描电镜下对札达盆地香孜组、古格组和托林组地层中的石英砂表面结构特征进行观察, 三个组中石英颗粒外形磨圆度均不好, 以棱角和次棱角状为主, 结合区域地质认为, 盆地的沉积物源距离盆地沉降区很近, 为盆地周围的山地。其中香孜组的上部和中部冰川砂粒表面特征明显, 认为是水体较浅冰缘区河湖相沉积环境; 香孜组下部为湖泊水体较深的冰缘区河湖相沉积环境。古格组石英砂颗粒表面具有溶蚀坑和沟, 属于低化学能的湖相沉积。托林组则表现出河流相沉积的特点。     

Dissolution of olivine during natural weathering

Naturally weathered olivine occurring as phenocrysts in Hawai’ian volcanic rocks from several volcanic centers and regolith/outcrop settings, and as tectonized olivines from several metadunite bodies in the southern Appalachian Blue Ridge, are all similarly corroded by natural weathering. Conical (funnel-shaped) etch pits occur as individual pits, base-to-base pairs of cone-shaped pits, or en echelon arrays. Etch-pit shapes and orientations in the smallest etch-pit arrays visible in conventional scanning electron microscopy resemble even smaller features previously reported from transmission electron microscope investigations of olivine weathering. Etch pits occur in samples with chemical and/or mineralogical evidence of weathering, and/or are associated with, or proximal or directly connected to, fractures or exposed outcrop surface, and therefore are formed by weathering and not inherited from pre-weathering aqueous alteration (e.g., serpentinization, iddingsitization) of these parent rocks. Many etch pits are devoid of weathering products. Natural weathering of olivine is surface-reaction-limited. Similarity of corrosion forms from naturally weathered olivine from multiple igneous and metamorphic parent-rock bodies suggests that olivine weathers in the same manner regardless of its specific crystallization/recrystallization history, eruption/weathering/exposure ages of the olivine’s host rock, and the local regolith history.     

象牙海岸Issia地区铌钽砂矿的研究(英文)

在西非的象牙海岸Issia地区分布着许多铌钽矿床,包括原生矿和砂矿。原生矿产在分带很好的伟晶岩中。这个地区发育着许多花岗岩和花岗伟晶岩。伟晶岩可分为:(1)分异不好的伟晶岩,无矿化;(2)含Be伟晶岩,分带较好,见绿柱石;(3)含Be-Nb-Ta的伟晶岩,分带很好,是矿体;(4)Be-Nb-Ta-Li伟晶岩,分带很好,是矿体。除了10多个原生矿外,还有许多砂矿。砂矿有两种类型:一种近原生矿的坡积砂矿,另一种是经河流冲刷搬运后的冲积砂矿。我们选择了Etienne-Meguhe砂矿作为近原生矿的坡积砂矿的代表,Bemadi矿作为河流冲积型的砂矿的代表,对这两种类型的砂矿的风化、搬运、沉积机理进行了比较研究。研究发现不同的搬运距离和搬运模式对铌钽砂矿的主要矿物——铌钽铁矿的化学性质没有什么影响,而其物理形态则发生了变化。坡积型砂矿的铌钽铁矿常与石英、长石等矿物连生,其颗粒大小与原生的Nb-Ta伟晶岩中的铌钽铁矿一致;经河流冲积而形成的砂矿中,铌钽铁矿颗粒变小、轮廓变得圆滑,几乎无连生矿物,但矿体集中,常在河流的冲积扇中分布,易开采。     

两种典型碳酸盐岩红土风化剖面的物理化学特征

通过对贵州遵义和平坝两种典型碳酸盐岩风化剖面的系统采样,在室内进行了岩土工程上常用的13项物理指标的测试和12项常量化学元素的全分析,在此基础上论述了它们在风化剖面上的分布及变化特征。指出土层孔隙率(孔隙比)由表层土到深处由高到低的变化,导致岩(土)层透水率逐渐降低和含水量的增加,是土层物理性质及相关力学性质变化的主因; 表层土以粘土粒组为主,到靠近基岩附近变为以粉土粒组为主,说明后期红土化作用可使土粒变细; 靠近岩石界面土层的粒径与组成石灰岩和白云岩矿物颗粒大小相当,这可能是地下水溶蚀- 交代矿物颗粒继承发育的结果; 通过分析界面各层(基岩- 溶滤层- 杂色粘土层)化学成分的变化可以看出,由岩石到土层可溶性组分( CaO、MgO)大量的被水溶蚀带走,成土元素( SiO2、Al2O3、Fe2O3 等)呈突跃式增加,而且两类岩石溶蚀成土的初期阶段(由岩石到溶滤层)可溶元素被溶蚀及成土元素的积累有很大的差别。      

矿物包裹体特征对古岩溶作用的指示性

碳酸盐岩溶蚀孔缝中充填矿物包裹体特征对古岩溶作用环境和期次具有较好的指示性。黄骅坳陷奥陶系充填矿物包裹体物理特征反映古岩溶作用环境为埋藏型,包裹体化学特征显示了古岩溶作用与有机质熟化程度有关。包裹体各项特征指标的明显差异性与古岩溶作用的多期性相对应：3种盐度类型反映了浅埋藏、中等埋藏和深埋藏3种环境;4个均一温度段与古岩溶发育的4个期次相吻合。     

Provenance of bar-top sediments at Tons river near Allahabad

The bar-top sediments at the Tons river deposited mainly from the suspension current during waning stage condition of river are collected to study their provenance on the basis of clay mineralogy, heavy minerals and magnetic properties. The clay mineral assemblages in samples predominantly consist of illite, with minor amounts of kaolinite, smectite and chlorite. The clay minerals are contributed due to (i) weathering and decomposition of shales, argillaceous limestones and pyroclastic deposits of upper Vindhyan Groups and (ii) weathering and erosion of Banda plain of Gangetic alluvium. The low ZTR index for the studied samples indicates poor sediment maturity, rapid erosion in the source region and short transportation of detritus. The transparent heavy mineral assemblages in the sediment samples predominantly consist of garnet, with minor amounts of tourmaline, zircon, hornblende, enstatite, hypersthene, rutile, tremolite, kyanite, sillimanite, andalusite, chlorite, epidote, wollastonite, and staurolite. The heavy minerals are dominantly angular to sub-angular with some rounded to sub-rounded grains. The rounded grains indicate multicyclicity and derivation fromVindhyan sandstones. The angular grains are either contributed due to erosion of primary rocks of Bundelkhand gneissic complex and or various Gangetic alluviums. The magnetic properties from sediment samples indicate that the antiferromagnetic minerals (illite, chlorite and smectite) are more concentrated in clay sized particles and it also indicated mixed source rocks for the bar-top sediment of Tons river.     

南极普里兹湾石英砂表面微结构特征及环境意义

一、样品1981年我所颜其德同志在南极莫森站北面海区和戴维斯站基岩砂滩及其以北的普里兹湾采集了共11个站位的沉积物样品,它们分布在南纬66°-68°区间,其中水下7个,滩面4个,见图1。南极洲除少数山峰和岩石出露外,98%面积终年为冰川所覆盖,冰盖厚度可达数千米。地质环境特殊,气候严寒干燥,常有暴风袭击。化学作用微弱,而物理作用,特别是冰川作用显著。本文通过对普里兹湾石英砂表面微结构的分析,了解极地洋区典型的石英砂微形态的类型以及与此相适应的沉积环境和塑造这种形态的机械的、物理的和化学的因素。     

湖北当阳白垩纪风成石英砂

风成沉积是干旱或半干旱气候下的一种典型产物,包括石漠戈壁滩,沙漠和风成黄土。世界上研究得较详细的古代沙漠沉积的地质时代是侏罗纪、二叠-三叠纪、泥盆纪、下寒武世和前寒武纪,尤其是二叠纪最佳。在我国,已经报道的古风成沉积时代不老于白垩纪。1963年张步春和王景钵首次报道在广东河源红色盆地地层中,发现了风成斜层理和风棱石。后来,笔者在湖南沅麻红色盆地的白垩系中也发现有风成砂。     

Precipitation of calcium carbonate and calcium phosphate under diffusion controlled mixing

Multi-component mineral precipitation in porous, subsurface environments is challenging to simulate or engineer when in situ reactant mixing is controlled by diffusion. In contrast to well-mixed systems, the conditions that favor mineral precipitation in porous media are distributed along chemical gradients, which evolve spatially due to concurrent mineral precipitation and modification of solute transport in the media. The resulting physical and chemical characteristics of a mixing/precipitation zone are a consequence of coupling between transport and chemical processes, and the distinctive properties of individual chemical systems. We examined the spatial distribution of precipitates formed in “double diffusion” columns for two chemical systems, calcium carbonate and calcium phosphate. Polyacrylamide hydrogel was used as a low permeability, high porosity medium to maximize diffusive mixing and minimize pressure- and density-driven flow between reactant solutions. In the calcium phosphate system, multiple, visually dense and narrow bands of precipitates were observed that were reminiscent of previously reported Liesegang patterns. In the calcium carbonate system, wider precipitation zones characterized by more sparse distributions of precipitates and a more open channel structure were observed. In both cases, formation of precipitates inhibited, but did not necessarily eliminate, continued transport and mixing of the reactants. A reactive transport model with fully implicit coupling between diffusion, chemical speciation and precipitation kinetics, but where explicit details of nucleation processes were neglected, was able to qualitatively simulate properties of the precipitation zones. The results help to illustrate how changes in the physical properties of a precipitation zone depend on coupling between diffusion-controlled reactant mixing and chemistry-specific details of precipitation kinetics.