高压下天然菱铁矿的压缩性和电子结构研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对天然菱铁矿的压缩性和电子结构进行了原位X射线衍射(XRD)和X射线吸收近边结构谱(XANES)测试研究。在室温下随着压力逐渐升高至50.2 GPa,菱铁矿保持方解石型结构不变,但是逐渐向Na Cl型结构转变;刚性[CO3]2-基团平行于ab-平面定向排列使c轴的压缩性大于a轴。菱铁矿在44.6~47.1 GPa之间发生电子由高自旋态(HS)向低自旋态(LS)的转变,表现为体积塌陷8%。HS菱铁矿的等温状态方程参数为K0=112(5)GPa和K'0=4.6(3)。首次采用XANES技术对菱铁矿中Fe2+的电子结构进行了研究,结果表明:随着压力升高至37.3 GPa,Fe2+的配位和局域对称并未发生明显变化;此后电子结构开始转变,Fe2+的3d轨道分裂能降低,电子跃迁概率增大,呈现LS特性。     

同步辐射软X射线吸收谱与发射谱测定天然针铁矿能带结构

天然半导体矿物由于成分、缺陷复杂,传统测试方法如紫外可见漫反射等难以准确测定其禁带宽度.本文以针铁矿为例,通过第一性原理计算得到纯针铁矿及掺Al针铁矿的电子结构.计算结果显示,纯针铁矿导带底与价带顶均由Fe3d与O2p轨道组成,而当含杂质Al时,Al2p与O2p发生杂化参与了价带组成.在此基础上,利用同步辐射X射线氧的K边吸收谱与发射谱对纯针铁矿及天然针铁矿的能带结构进行了测定.结果表明,天然含Al的针铁矿禁带宽度为2.30eV,小于纯针铁矿(2.57eV).本研究提供了一种测定天然氧化物矿物禁带宽度的新方法,为深入研究天然半导体可见光催化活性产生机制提供了理论依据.     

贵州修文红黄铝土矿矿床地质特征及控矿因素

贵州修文红黄铝土矿床位于黔中铝土矿成矿带,铝土矿体产于下石炭统九架炉组中部或中下部,产状与地层产状基本一致。矿石按自然类型可分为碎屑状、半土状、致密状三种,一水硬铝石为主要矿物,为沉积型铝土矿床。通过野外地质观察及资料综合分析,总结了红黄铝土矿地质特征及矿体的变化规律,矿体与含矿岩系的厚度变化呈正相关关系。区内铝土矿严格受地层岩性、构造、岩相古地理、古气候等控矿因素的制约。提出了该区铝土矿找矿标志。     

日本马氏贝珍珠化学组成的同步辐射X射线荧光光谱分析

采用同步辐射微区X射线荧光光谱技术,探测古铜色日本马氏贝珍珠剖面(珠核与珍珠层)的元素分布。测试结果表明,样品中主要含有Ca、Sr、Ba等3种碱土金属元素,Mn、Fe、Cu、Zn等4种3d过渡金属元素以及稀土元素,各元素在珍珠中表现出一定的空间分布规律:珠核表面稀土元素浓度最高,珍珠层和珠核的稀土元素浓度大致相当;Mn和Fe元素浓度自珠核浅表层向珠核表面有降低趋势;珍珠层内Mn和Fe元素浓度都出现大幅降低现象,且是在相同的圈层降低,显示其具有一定正相关性,推测二者大幅降低的圈层是平行层和棱柱层的分界,且Mn元素主要赋存于棱柱层;Ca与Sr、Ba元素的分布具有负相关性。     

云南姚安铅银矿床假白榴石斑岩空间分布和组构特征

姚安铅银矿床位于金沙江-哀牢山断裂带东侧的富碱斑岩带内,主要发育正长斑岩、粗面岩、假白榴石斑岩、含斑正长细晶岩等一套杂岩体,其中正长斑岩为主要容矿围岩。通过野外地质勘查、显微镜鉴定、电子探针及X射线微区衍射分析,对假白榴石斑岩的空间分布、岩石矿物学特征进行了综合研究,结果表明,姚安铅银矿床假白榴石斑岩多以脉状、角砾状或呈小岩枝产出,出露在正长斑岩质火山角砾岩的外围,主要分布在角砾岩型铅银矿(化)体的南西侧、F4断裂的北东盘,在空间上与角砾岩筒及外围断裂有关;该矿床的假白榴石具两个世代,早期为灰绿色浑圆粒状假白榴石斑岩的假白榴石斑晶,富Al,晚期为灰-灰白色四角三八面体假白榴石斑岩的假白榴石斑晶,富Si、Na,二者均蚀变成钾长石、高岭石、石英等含水富硅矿物;姚安假白榴石斑岩形成于印度板块与欧亚大陆俯冲碰撞后的板内拉张环境;假白榴石斑岩形成晚于粗面岩、正长斑岩,早于含斑正长细晶岩;假白榴石斑岩与铅银矿(化)体无直接成因联系。     

朝鲜半岛平南盆地中元古代岩浆事件

朝鲜平南盆地翁津地区发育中元古代黄海群和同时期(称之为瓮津期)花岗岩,花岗岩体侵入于黄海群。本文采用锆石原位微区U-Pb定年技术,对黄海群中的酸性火山岩及花岗岩进行了年龄测试。获得的数据表明,黄海群中下部层位及上部层位的酸性火山岩分别在1235±5Ma和1203±7Ma喷发,由此说明黄海群的沉积时代应为中元古代,而不是传统上认为的古元古代;两个翁津期花岗岩体(翁津和黄衣山岩体)的侵位年龄分别为1251±22Ma和1248±13Ma,为中元古代花岗质岩浆活动的产物。上述1251~1203Ma年龄的获得,表明朝鲜半岛发育中元古代岩浆作用,从而明确朝鲜黄海裂谷与华北东缘裂谷在时间上具有同期性,同时也表明中国华北与朝鲜在中元古代具有类似的发展历史。     

煤田资料的铀矿二次开发技术及其找矿意义——以二连盆地ZS煤田铀矿点的发现为例

在中国北方主要盆地铀矿地质调查工作中,煤田自然伽马异常作为主要矿化信息和找矿线索,为一系列铀矿床(点)的快速发现奠定了坚实基础。为进一步提高煤田资料铀矿二次开发的高效性和准确性,运用水成铀矿理论,以中国二连盆地ZS煤矿区典型铀矿点的发现为例,初步探讨了煤田资料的铀矿二次开发技术,提出了"异常筛选与选区分析、原位验证与环境判别、等时地层格架建立与沉积体系分析、综合分析与靶区定位"四位一体的煤矿区铀矿地质调查模式。这对中国北方含煤盆地铀矿地质调查工作提供了新的找矿思路和技术路线,具有较重要的指导意义。     

辽东宽甸东北沟钼矿二长花岗岩年代学、地球化学及Hf同位素特征

东北沟钼矿是辽宁宽甸地区近些年发现的大型隐爆角砾岩型钼矿床。文章首次对东北沟钼矿床赋矿围岩二长花岗岩进行LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年,主量元素、微量元素和Hf同位素地球化学研究,锆石U-Pb定年结果表明,二长花岗岩形成年龄为(129.4±0.3)Ma(MSWD=0.83),为燕山期构造岩浆活动产物。地球化学成分上,岩石具有富硅(SiO_2=62.21%~83.21%)、高钾(K_2O/Na_2O=3.35~20.27)和富碱(K_2O+Na_2O=5.82%~12.23%)的特点,属于钾玄岩系列。岩石富集轻稀土元素(LREE/HREE=10.26~24.21),亏损重稀土元素,具有弱负铕异常(δEu=0.63~1.07),富集大离子亲石元素(如K、Rb、Pb)和不相容元素(如Th、U)的特征,相对亏损高场强元素(如Nb、Ta、P、Ti)。锆石Hf同位素分析结果表明,东北沟钼矿二长花岗岩的ε_(Hf)(t)值为介于-12.4~-8.5,二阶段模式年龄(t_(DM2))介于442~1610 Ma,反映岩浆源区可能来源于中元古界古老地壳的再熔融。结合区域构造演化,成岩成矿构造背景为早白垩世古太平洋板块向欧亚之下俯冲,岩石圈减薄的构造环境。     

“钻探 ”在民生地质工作中的作用与地位

“钻探 ”是在“互联网 ”理念基础上提出的,涉及经济社会各个领域。在资源环境并重和地质勘查投入逐年减少的新常态下,传统的地质钻探出现了新的发展“瓶颈”。未来的钻探工程需要结合社会发展需要和民生地质工作,在地热等新能源勘查、医学地质调查评价、灾害地质调查监测和城市地下空间开发利用等方面,创新钻探发展模式,优化组合钻探技术和复合钻进工艺研究,达到“便利、高效、低耗、质优”的目的。文中结合目前形势重点介绍了“钻探 ”概念和民生地质主要内容,就未来钻探工程涉及的领域和发展方向提出了建议。     

若尔盖铀矿田漏失层空心微珠泥浆试验研究

若尔盖铀矿是我国四大基本类型铀矿田之一,矿层为灰岩、硅灰岩,圈团状纵向裂隙发育,长孔段失返性全漏失,泥浆性能难以维护,孔壁失稳,堵漏花费大量的人力、物力。为提高钻进效率,针对地层漏失机理,通过降低漏失压力实现平衡钻进,分别开展了空气泡沫、微泡沫泥浆以及空心微珠等低密度泥浆体系的研究和试验。实践表明,空心微珠低密度泥浆体系是一种适合若尔盖铀矿田漏失层钻进的泥浆体系。