高真空与脉冲放电气相色谱联用装置研发及其在岩石脱气化学分析中的应用

岩石中气体化学组成的分析具有重要意义。载气保护下的岩石脱气,过程比较复杂;高真空下岩石脱气的气相色谱分析报道较少,一般不能测量气体的总量;真空脱气质谱法对于分子量相近的气体,很难进行测量。针对上述问题,本文研制了高真空岩石样品脱气分析装置,该装置真空度10-4Pa,空白样品压强0.1 Pa,N2含量测量精度为0.63%,标准温压下最少可测样品量1 mm3。将其与带脉冲放电检测器的气相色谱仪联用,实现了岩石脱气及其微升量级气体化学组成的高灵敏气相色谱分析。利用本系统分析了五大连池火山岩、松辽盆地储层岩石和四川盆地页岩样品中释放的气体,结果表明:相比以往的实验装置和方法,该系统能够直接测量岩石脱出气体的总量,分段加热脱气分析样品用量更少,气体组成分析灵敏度更高,检测的主要成分是岩石脱气常见的成分,针对性较强。     

新疆哈密黄山东铜镍硫化物矿床成岩成矿作用

黄山东铜镍硫化物矿床赋存于橄榄岩、苏长岩、辉长岩和闪长岩组成的镁铁-超镁铁质杂岩体中,赋矿岩体包含至少4套岩石组合。不同类型岩石微量元素和稀土元素原始地幔标准化配分模式指示,该矿床明显亏损Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素和Cr元素,富集Sr及大离子亲石元素;(La/Yb)N=1.08～2.70,δEu=0.50～2.57;含矿岩石Cu/Pd比值和Ti/Pd比值大于原始地幔值,表明不同类型岩石是高镁玄武质岩浆在深部分异结晶演化的产物。根据橄榄石和全岩化学组成可估算出母岩浆MgO含量约为12%。成矿岩浆深部演化过程中,富硅的地壳混染组分和外来流体的加入可能促成了岩浆中的硫饱和;深部熔离的不混溶硫化物珠滴被上升岩浆携带,富集在橄榄岩和苏长岩的底部。     

麦哲伦海山富钴结壳的稀有气体丰度及He、Ar同位素组成

使用MM5400质谱计对麦哲伦海山富钴结壳和结壳基岩进行稀有气体同位素分析,以此示踪结壳形成期间的海洋环境。富钴结壳的He、Ne、Ar、Kr、Xe稀有气体同位素丰度模式与ASW(air-saturated water,饱和空气的海水)的变化趋势一致,说明结壳是在与海水交换平衡的流体环境中形成的。结壳的分馏因子F_3比饱和空气的海水的F_3高2～3个数量级,表明其相对于海水而言是富集~3He的。其相对于空气亏损~3He、富集Kr和Xe的模式与高度富集~3He、亏损Kr和Xe的星际尘粒的模式完全不同,暗示地球外物质并不是支配富钴结壳稀有气体同位素丰度模式的主要因素。结壳中高的R值甚至超过上地幔代表MORB(大洋中脊玄武岩)的典型值8R_a(R_a为地球大气中~3He/~4He比值,R为样品中~3He/~4He比值),揭示了热点型地幔热液对西太平洋海洋环境的局部贡献。圈层结壳的各结壳层之间的R值差异明显,各结壳层之间的尺值的变化趋势是"较高→最高→较高",结壳中层具有高达15.60R_a的R值,明显有深部地幔流体的加入,这进一步表明滋养结壳生长的热液环境本质上是源于地幔柱型的热点热液。玄武质基岩具有较低的R值,说明该类基岩在形成时严重混染有地壳物质,也说明结壳的物源并非来自玄武质基岩。结壳的~(40)Ar/~(36)Ar比值接近于饱和空气的海水值,也表明结壳的成矿流体与周围海水发生了充分的交换。     

祁连造山带玉石沟地幔橄榄岩中挥发分的流体化学和稳定同位素组成及古大洋岩石圈演化意义

Fluid inclusions in olivine and orthopyroxene of mantle peridotites from the Yushigou ophiolite can be divided into three types based on decrepitation temperature,shape and distribution.Type-1 fluid inclusions are characterized by oval or negative crystal shapes and small size(<5μm across).They occur in the cores and mantles of the host crystals,and decrepitated at>840℃.Type- 2 fluid inclusions have irregular or tabular shapes with relatively large size(10～100μm in length).They occur in irregular or circular healed micro-fractures in the host crystals,and decrepitated at 612～710℃.Type-3 fluid inclusions have size and shape,similar to type-2 fluid inclusions but occur in micro-fractures restricted to the margins of the host crystals,and decrepitated at much lower temperature from 190℃to 340℃.The three different types of fluid inclusions are interpreted to represent primary,metasomatic (pseudo-secondary)and secondary inclusions,respectively.Stepwise heating reveals three concentration peaks of volatiles at 200～400℃,400～800℃and 800～1200℃released from olivine and orthopyroxene in harzburgite and dunite from the Yushigou ophiolite, which are considered to correspond to the decrepitation of secondary,metasomatic and primary fluid inclusions at similar temperature ranges.CO2 is a major constituent in the volatiles released at three different temperature intervals.Trace amounts of H_2 and N_2 are present in the volatiles released at<800℃and trace amounts of H_2O and SO_2 are mainly present in the volatiles at 400～800℃.TheδD(-95.2‰,-306.3‰)of H_2O and theδ~(13)C(-15.5～-12.5‰)andδ~(18)O values(1.4～1.9‰)of CO_2 released at<800℃are lower than normal mantle values and suggest the mixing origin of crustal fluids( sedimentary organic)with ocean water,implying that Yushigou AOLM had undergone an intensive metasomatism by a fluid composed of CO_2.H_2O and SO_2,and followed by degassing. In contrast,the volatiles released at 800～1200℃are characterized by trace amounts of H_2 and CO in dunite and SO_2 in harzburgite, much lighterδ~(13)C(-29.1‰～-19.5‰),heavierδ~(13)O(8.8‰)of CO_2 and positive relationship between these isotopic ratios and the concentration of CO_2.Such features can be best explained by mixing of significant terrestrial crustal(organic)and minor mantle volatiles.We proposed that the Yishigou peridotites are more likely to have derived from a continental lithosphere instead of an oceanic lithosphere comprising the Yishigou gabbros and pillowed basalts.A supra-subduction tectonic setting is thus inferred for the Yushigou ophiolite.     

土壤矿物学研究综述

土壤矿物是土壤物质组成的主体 ,是土壤微量元素的主要来源。土壤矿物的研究是土壤学研究的前沿基础领域。通过对土壤矿物尤其是粘土矿物的研究 ,可以揭示土壤的发生学特性、母质特征、成土过程及环境 ,揭示土壤的发育程度和肥力水平 ,为环境保护、优质生产和土壤改良提供基础依据。本文指出了土壤矿物学的研究意义 ,综述了土壤矿物学的研究进展 ,总结了不同类型土壤矿物的组成特征及其与成土作用、风化程度和生物气候条件间的变化规律     

古大洋岩石圈地幔流体组成——来自玉石沟地幔橄榄岩的证据

蛇绿岩底部地幔橄榄岩是认识古大洋岩石圈地幔流体的典型样品.采用分步加热质谱法测定了北祁连玉石沟蛇绿岩底部斜辉橄榄岩和纯橄榄岩矿物中流体的化学组成.     

内蒙古哈沙图北超镁铁杂岩体成因的地球化学制约

哈沙图北超镁铁杂岩体位于华北克拉通西北缘，具小规模多岩相的特征，主要由蛇纹石化橄榄岩、橄榄二辉岩、角闪辉石岩、异剥辉石岩及石英闪长玢岩等组成的铁质超镁铁杂岩。岩体由两大系列岩石组成：第一系列岩石结晶粗大，具平坦型稀土元素分配模式，亏损Nb、Ta、Ti等高场强元素（HFSE）和Rb、Cs、Ba等大离子亲石元素（LILE），富集U和Rb,Zr,Hf及HREE等元素含量变化较大，为大陆地壳拉张环境下富集型岩石圈地幔较高程度熔融形成的岩浆经小规模分异后分期侵入原地结晶形成的，在每期岩浆结晶初期存在一定程度的堆晶作用。第二系列岩石呈致密太，磁铁矿含量较高，岩石风化表面呈黄褐色，亏损Rb、Cs、K、Ti，富集Nb、Ta、Pb、LREE，∑REE高，为初始洋壳下富集地幔较低程度熔融形成的岩浆结晶的产物。Nd同位素组成变化较小（^143Nd/^144Nd=0.5122-0.5124)，两个系列岩石中分配系数相等的微量元素比值分别分布在两个区域，岩石地球化学特征表明，该岩体为一长寿命的岩浆通道中不同源区、不同构造环境中不同期岩浆的堆积物，岩浆源区为EM1型富集地幔；表明华北克拉通西北缘在古元古代以来存在长期的陆壳增生事件，经历了拉张减薄、初始洋壳演化阶段。     

金塔南山岩带形成环境的地质地球化学证据

地质地球化学证据表明金塔南山岩带是通过转换挤压作用把性质各异、形成于不同构造环境的岩石会聚而成的变质地质体 ,其中主要组分斜长角闪岩的Sm -Nd等时年龄为 74 5±59Ma ,原岩为玄武岩 ,分属钙碱性系列和拉斑系列。稀土元素配分型式为平坦型 (拉斑系列 )到富集型 (钙碱性系列 ) ;相对N—MORB ,低Ti,富集LILE ,相对亏损HFSE ,Nb、Ta、Ti表现为明显的负异常 (钙碱性系列 )到无异常 (拉斑系列 ) ;INd(t) =0 51193,14 3 Nd/14 4 Nd =0 512 878,εNd(t)=+4 9± 0 2 ,推测斜长角闪岩应为不同程度部分熔融的岛弧岩浆作用的产物。提示本岩带是在新元古代中期华北克拉通与塔里木克拉通之间的古大洋俯冲消减的结果。     

西北干旱地区氧化带硫酸盐矿物晶体化学研究取得新成果

兰州大学李万茂副教授等承担的国家自然科学基金资助项目“西北干旱地区氧化带硫(磷砷钒)酸盐矿物晶体化学研究”,已于1991年1月按计划园满完成。 三年来,通过对西北干旱地区具有代表性的锡铁山铅锌矿、白银厂小铁山多金属矿、照壁山铜矿等矿床氧化带的野外考察,采集了二百多个样品。经室内鉴定和分离,精选了130多个单矿物样品,进行了电子探针单矿物成分分析,X射线单晶结构和粉晶衍射分析,红外和喇曼光谱分析,穆斯堡尔谱分析,扫描电子显微镜和透射电镜分析,差热和热重分析,以     

大洋Fe-Mn氧化物稀有气体来源:来自CC区多金属结核He同位素的证据

大洋Fe-Mn氧化物主要有产出于深海洋盆的多金属结核和产出于海山基底岩石表面的Fe-Mn结壳。当前对Fe-Mn氧化物稀有气体研究处于起步阶段,对其来源的认识尚存在争议。研究认为,因东太平洋洋隆火山热液活动带来了大量成矿金属,从而位于东太平洋海盆克拉里昂、克里帕顿断裂带之间的CC区是全球多金属结核产出最集中、经济价值最高的地区。地壳