福建南平31号花岗伟晶岩脉中绿柱石的电子探针成分与成因

福建南平花岗伟晶岩是中国重要的稀有金属花岗伟晶岩之一,其中31号脉是分异程度最高、稀有金属成矿作用最重要的岩脉,绿柱石是其中最主要的铍矿物。利用电子探针和背散射电子成像技术对该岩脉中绿柱石进行了较系统分析。结果表明,南平31号花岗伟晶岩中绿柱石可分为原生绿柱石和晚期绿柱石。原生绿柱石形成于早期岩浆阶段,与造岩矿物石英、白云母、钠长石、锂辉石共生。晚期绿柱石与原生绿柱石密切伴生,是富铍流体沿原生绿柱石的边缘结晶而成,或热液沿原生绿柱石的解理、裂隙或孔隙度较大部位进行交代的产物。电子探针成分分析显示,南平31号花岗伟晶岩脉中原生绿柱石除含主要化学成分SiO2,Al2O3和BeO外还含Na,Cs,Fe,Mg等元素;FeO,MgO,Na2O和Cs2O的最高含量分别为0.28%,0.89%,1.36%和3.92%。总体上,从I带至IV带,原生绿柱石的FeO和MgO含量逐渐降低,Na2O和Cs2O的含量逐渐升高,尤其是Cs2O的含量变化较大。III—IV带中少量原生绿柱石分布于锂辉石中,具有富FeO和MgO的特征。晚期绿柱石的Cs2O含量较低,可能是由于铯沸石和南平石（铯云母）等铯矿物的结晶,导致晚期熔体-热液中相对贫铯,而热液流体与富铯绿柱石之间可能存在铯的化学再平衡。     

南岭多时代花岗岩的钨锡成矿作用

南岭成矿带以与多时代花岗岩有关的钨锡稀有金属成矿为特色,是我国19个重点成矿区带中5个重点矿产勘察地区之一,南岭花岗岩的基础研究和地质找矿实践不断取得重要进展.本文重点介绍近年来对南岭多时代花岗岩与钨锡成矿作用的主要新认识:(1)南岭地区存在加里东期、印支期和燕山期等多时代钨锡花岗岩.(2)南岭地区燕山期含锡(钨)花岗岩构成北东向分布的准铝质A型花岗岩带,延伸约350 km,暗色包体常见,为典型的磁铁矿型花岗岩.(3)燕山早期含锡花岗岩和含钨花岗岩具有不同的岩石学特征,大多含锡花岗岩以准铝质—弱过铝质(含角闪石)黑云母花岗岩为主,而含钨花岗岩则以二云母花岗岩及白云母花岗岩为主,含锡花岗岩锆石的Hf(t)集中在2~8,而含钨花岗岩中的锆石的Hf(t)集中在8~14,表明含锡花岗岩的物源中明显有地幔物质参与,而含钨花岗岩的物源则以地壳物质为主.(4)基于南岭钨、锡花岗岩的岩石学特征,研究表明榍石、磁铁矿和黑云母等常见矿物是含锡花岗岩成矿能力的有效标志,而黑钨矿等矿物可以作为含钨花岗岩的重要判别标志.本文认为,南岭复式岩体不同时代花岗岩之间的内在联系、南岭不同时代含钨锡花岗岩的成矿特征、南岭含矿长英质岩脉与岩浆演化关系、南岭花岗岩穹窿与成矿关系等应该是今后南岭花岗岩研究中需要重点关注的科学问题.     

川西同德和沙坝麻粒岩及其退变质岩石之间的元素迁移

利用川西麻粒岩的全岩化学组成与岩石中特征矿物的化学性质,研究了麻粒岩退变质作用的元素迁移。对紫苏辉石、普通辉石和普通角闪石的电子探针分析表明,随着麻粒岩退变质作用程度的加深,矿物的化学组成与全岩的元素迁移同步变化。由于矿物组合和岩相的转变以及地壳流体的作用,同德二辉麻粒岩在退变质至黑云角闪斜长片麻岩过程中,K,Rb,Cs,K／Na,Fe^3+和Fe3+／Fe^2+增加,Fe^2+,V,Co,Ba,Sr和Pb降低;在沙坝二辉麻粒岩退变质为含绿帘石角闪斜长片麻岩过程中,Na,Ca,Fe^3+,Zr,Hf,Nb,Ta,Rb,U,Th,REE和Fe^3+／Fe^2+增加,Fe^2+,Mg,K,Co,Zn,Cs,Pb和K／Na降低。麻粒岩退变质过程中制约不同元素迁移的主要矿物相是普通角闪石等退变质新生矿物。同德和沙坝两个麻粒岩块退变质作用中,个别元素迁移性状并不相同,这可能与原岩的性质和变质流体的成分等环境地质条件有关。     

南岭中西段燕山早期北东向含锡钨A型花岗岩带

南岭中西段,发育着一条北东向的燕山早期含钨锡A 型花岗岩带,该带主要由花山、姑婆山、九嶷山、骑田岭等花岗质岩基和周边岩株群所组成,延伸在250 km 以上,出露总面积超过3 000 km2,含有丰富的钨锡等金属矿产资源。这些花岗质岩体多为多阶段复式岩体,主侵入期花岗岩的侵位年龄多在165~153 Ma 范围内,常常与同时代的偏中性（闪长岩、花岗闪长岩、石英二长岩等）岩株或酸性火山侵入杂岩相伴生,具有岩浆混合特征的暗色包体十分常见。主侵入体多为斑状黑云母花岗岩,有时含角闪石,酸性至超酸性,弱准铝至弱过铝,富含K2O 和总碱,富含大离子亲石元素和高场强元素如Rb, Cs, U, Th, LREE, Y, Nb, Ta, Zr, Hf, Ga 等,Sn, W 等成矿元素及F, Cl 等挥发性组分亦十分丰富。在Whalen 等 (1987) 判别A型花岗岩和未分异M,I,S 型花岗岩的图解上,绝大多数落在A 型花岗岩区。他们的ISr 值变化较大（0.7063 ~ 0.7182）,εNd （t）值偏高（-1.7 ~ -8.0）,t2DM 值偏低（1.1 ~ 1.6 Ga）,表明花岗岩成分中有不同程度新生地幔物质的参与,尤其以花山和姑婆山花岗岩更为明显。花岗岩体往往强烈分异,晚期（或称补充侵入期）强分异细粒花岗岩的侵位年龄大多在146 ~151Ma 范围内。与主体相花岗岩相比,他们更偏酸性, 过铝, 更富含Rb, Cs, U, Y, Sn, W 等微量元素,但Σ REE (尤其是LREE), Zr等HFSE 含量明显贫化,在岩石化学成分上与S 型花岗岩十分接近。成矿作用贯穿花岗岩侵位和演化的全过程,从主侵入期经补充侵入期到后来的热液期,都能形成Sn,W 等金属矿床。矿化类型多样,包括云英岩型、石英脉型、矽卡岩型、Li-F花岗岩型、锡石硫化物型和绿泥石化构造蚀变带型等,规模可达大型乃至超大型。过去一般认为,Sn/W 矿床主要与S型花岗岩有关,南岭地区富含Sn/W 矿化的A 型花岗岩带的厘定,证明了A 型花岗岩与Sn/W成矿作用密切相关,为在华南乃至 世界其他地区寻找新的锡钨矿床提供了新的理论依据和实际范例。南岭地区在燕山早期的后造山拉张减薄的构造环境,软流圈地幔的上涌和地幔基性岩浆的底侵,壳幔的相互作用和下地壳的高温熔融,花岗质岩浆的分离结晶和分异演化,以及热液的充填和蚀变交代等,是控制本区成岩成矿作用的关键因素。     

南岭地区钨锡花岗岩的成矿矿物学：概念与实例

南岭地区的钨锡成矿作用与花岗岩岩浆活动有十分密切的关系。花岗岩的物源与成矿元素的初始富集、花岗岩的分异程度和花岗岩中流体性质与活动性集中体现了花岗岩对成矿的控制能力,即花岗岩的成矿能力。初步建立了南岭地区钨锡花岗岩的成矿矿物学研究体系。黑云母、榍石、锆石、锡石、金红石、黑钨矿、白钨矿和钨铁铌矿等是讨论的重点矿物,它们可用于判别花岗岩的成矿能力。首先以矿物晶体化学为基础,介绍了上述矿物在钨锡花岗岩中的岩相学特征、内部构造和矿物化学及其变化,并分别论证了花岗岩原始含矿性、花岗岩结晶演化和花岗岩中成矿元素活动性的矿物学标志;其次,系统对比了南岭地区三类钨锡花岗岩（准铝质含锡花岗岩、过铝质含锡花岗岩和过铝质含钨花岗岩）的成矿矿物学特征。以湖南骑田岭花岗岩复式岩体为实例,进行了芙蓉- 菜岭含锡花岗岩和新田岭含钨花岗岩的成矿矿物学对比研究。前者以黑云母、榍石为典型含锡矿物,它们在流体富集阶段,经热液蚀变作用,导致锡的淋滤和结晶富集作用;后者则以出现岩浆白钨矿和黑钨矿为特征。提出的钨锡花岗岩成矿矿物学研究体系有助于深化矿床学研究和矿床勘探工作,并将在今后工作中进一步完善。     

粤东北基底变质岩的组成和形成时代

基底变质岩的成分和形成时代对揭示地壳演化至关重要.利用锆石U-Pb-Hf研究和全岩成分分析, 发现粤东北及邻区的许多基底变质岩是晚新元古代形成的沉积岩, 它们具有高的SiO₂、Rb、Zr、Y和过渡金属元素含量以及相对低的Al₂O₃、CaO、Na₂O、Sr、Nb含量.它们沉积于活动大陆边缘环境.盆地的形成与Rodinia超大陆裂解时的张性背景相关.粤东北龙川地区新元古代沉积岩主要由新太古代和中元古代碎屑物质组成, 并含少量中太古代和新元古代物质, 明显不同于闽西南和粤北地区新元占代沉积岩.粤东北这些变质岩没有受到加里东运动的强烈影响, 而是在印支期发生变质-重熔作用.      

基于大罗兰圆(R=140mm)大分光晶体的SPI独居石标样化学成分精准测定

独居石是常见的稀土矿物之一,常出现在各类岩石中,是重要的成因指示矿物和定年矿物,因此准确测定独居石化学成分不仅具有重要的地质成因意义,同时也为后续的电子探针定年、原位同位素等分析工作提供可靠的参数。电子探针分析方法具有原位无损和高空间分辨率（~ 1 μm）的优势,该研究以SPI公司独居石标样为分析对象,在精细全元素波谱扫描工作基础上,对其化学成分的电子探针测试条件：加速电压、束流和测量时间的设定、分光晶体、分析线系、检测限、干扰系数,标样的选择等多个参数进行了系统研究和讨论,确定最佳测试条件参数,并获得和各元素含量推荐值基本一致的成分数据。文章建立了日本电子JEOL JXA-8530F Plus电子探针下独居石化学成分的最佳分析条件,实现了大罗兰圆大分光晶体（R=140 mm）对微量元素的精准测定,同时各元素含量相对标准偏差均低于20%（范围为0.05%～17.75%）,满足了后续实际样品的化学成分和CHIME定年的整合分析测试精度的要求。     

微生物粘附加速钙长石溶解的直接证据：透析法实验研究

微生物的粘附对矿物的溶解有较大影响.本文通过对比实验,利用透析的方法,系统研究了钙长石与多粘芽孢杆菌（Paenibacillus polymyxa）及其大分子代谢产物直接接触和无接触（透析）时的溶解行为.实验结果表明,在实验持续的10天内,细菌作用下钙长石的溶解显著加速,同时伴有纳米级次生沉淀的生成（只在接触实验中）及钙长石表面相对于Si贫Ca,Al的淋滤层的形成.对有菌的接触和透析实验,元素Ca,Al和Si的溶出特征差异明显,主要表现为：Ca在透析条件下的溶出能力显著强于接触条件下,而Al和Si正相反.这一溶出差异性表明,在机理上钙长石中Ca的溶出主要与质子交换作用有关,Al和Si的溶出则主要与配体络合作用优先破坏其架状结构中的Al-O-Si键有关.研究同时表明,在溶解动力学上,Ca的溶出主要受表面反应和淋滤层扩散控制,粘附的细菌会通过抑制表面反应以及Ca向溶液中的扩散来影响其溶出动力学;Al和Si的溶出则主要受表面反应控制,细菌的粘附可以加速该动力学过程.     

风化过程中矿物表面微生物附着现象及意义

微生物风化作用作为最为重要的表生过程之一,与多种元素的地球化学循环和局部环境污染的形成有着密切的联系.微生物在矿物表面的附着能够显著提高矿物的风化速率.本文在总结矿物表面微生物附着现象及特征的基础上,概述了微生物附着导致的矿物表观风化速率的上升和表面侵蚀现象,初步分析了微生物在矿物表面附着的驱动力和影响因素,强调了微生...