白钨矿的原位高压X射线衍射研究

使用金刚石对顶砧高压装置(DAC)和同步辐射光源,对天然白钨矿进行了原位高压能量色散X射线衍射(EDXD)研究,实验最高压力为16.0 GPa.在实验压力范围内观察到了一次白钨矿结构→钨锰铁矿结构的可逆相变:压力小于5.3 GPa时为白钨矿结构(I4_1/a),在5.3～12.3 GPa压力区间内为白钨矿结构与钨锰铁矿结构(P2/c)并存,大于12.3 GPa时完全相变为钨锰铁矿结构.从键长、配位数和配位多面体角度对白钨矿→钨锰铁矿结构的相变机制进行了解释.     

热处理天然金红石的微结构研究

利用粉晶X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等分析手段对在氩气气氛中加热、退火的天然金红石样品的微结构进行了研究.研究表明样品在热处理后,晶格发生膨胀,并且在900 ℃和1000 ℃的样品中出现了钛铁矿物相.钛铁矿也是一种天然半导体矿物,沿与金红石(010)面网成大约31°夹角的方向生长,与金红石形成了二元复合半导体.紫外漫反射实验结果表明热处理后,金红石中出现的钛铁矿相有效地促进了光催化效果.     

广东乳源彩石的矿物学特征及颜色成因研究

乳源彩石是具有华丽色彩的一种观赏石.采用偏光显微镜、扫描电子显微镜、电子探针、红外光谱仪以及X射线粉末衍射仪等测试手段对4块乳源彩石标本的显微结构、矿物组成和化学成分等进行测试与分析.结果表明,这些乳源彩石具有变粉砂结构,主要由石英组成（占总体质量分数的90％以上）,含少量云母,其它矿物的质量分数低,是一种浅变质的变石英粉砂岩;另外,4块乳源彩石样品的结晶度指数相近,结晶度指数最高的绿色样品推测是由于其含有后期充填的鲕状矿物导致.最后对乳源彩石样品的颜色成因进行了分析与探讨,认为其颜色为次生色,是由次生矿物组合、交代蚀变和氧化程度的不同而形成的.     

内蒙古黄岗梁不同色调鱼眼石的谱学特征及高压X射线衍射光谱研究

通过对内蒙古黄岗梁地区不同色调绿色鱼眼石样品的基础宝石学特征、 X射线荧光光谱(XRF)、 红外光谱、拉曼光谱等多方面综合分析,系统探讨了不同色调绿色鱼眼石的化学成分和谱学特征。通过高压X射线衍射(HPXRD)光谱测试,深入剖析了该矿物在高压环境下的晶体结构特征,为揭示鱼眼石在地质运动中再次俯冲进入地壳后的稳定存在深度提供了关键线索。研究结果表明,内蒙古黄岗梁地区的鱼眼石属于氟鱼眼石, Fe³⁺和结晶水的含量对绿色鱼眼石的色调深浅产生显著影响。在HPXRD实验中,随着压力的升高,鱼眼石的轴长和晶胞体积逐渐减小,特别是c轴的压缩率较a轴更高。在9.0 GPa和15.3 GPa两个压力节点上,观察到压缩率的突变,伴随着新衍射峰的出现以及旧衍射峰的分裂和消失。这一发现揭示了鱼眼石晶体在高压环境中发生的两次明显相变过程。本研究为鉴定鱼眼石、寻找矿物资源提供了有力的科学依据,同时为鱼眼石在地质学领域的进一步研究提供了新的视角和认识。     

华北克拉通若干脉状金矿的黄铁矿标型特征与流体成矿过程

通过对华北克拉通若干典型脉状(造山型)金矿流体成矿过程的研究分析发现：其可分为3个阶段，对比不同阶段黄铁矿的矿物学、微量元素和热电性等方面的特征，显示中阶段细粒黄铁矿(烟灰状黄铁矿)微量元素成分复杂，含量较高，金含量也明显较高，相应的金矿石品位较高；中阶段黄铁矿多呈灰绿-黄绿色，晶形常为五角十二面体，自形程度低(他形-半自形)，粒度细小，晶体表面平滑度差，凹入角发育，表面自由能高，吸附金的能力强，载金能力增强；中阶段黄铁矿热电性较强。结合理论和实验研究成果，认为杂质元素加入导致黄铁矿晶格畸变，电荷不平衡，热电性增强等一系列现象；使黄铁矿的结晶学特征、成分和热电性构成了“三位一体”的标型特征，可作为有效的金矿勘查的直接标志。富金的烟灰状黄铁矿快速沉淀于热液瞬时过饱和或物理化学性质瞬时巨变的条件下，流体沸腾和混合是最重要机制。鉴于黄铁矿标型特征的演化和形成机制与陆陆碰撞体制流体成矿作用的3阶段模式(即CMF模式)完全吻合，借助CMF模式进一步分析烟灰状黄铁矿在脉状造山型金矿床中的发育时间和空间，为CMF模式补充了矿物学方面的支持，同时，赋矿断裂带的脆韧性转变带、挤压向伸展转变期最有利于流体沸腾和混合，是高品位脉状金矿床形成的最佳空间和时间。     

透视石的原位高压单晶X射线衍射研究

采用同步辐射光源和金刚石对顶砧(DAC)技术,对透视石进行了室温下的原位高压单晶X射线衍射研究。实验的最高压力为11.7 GPa,在实验压力范围内,未观察到透视石发生相变。随着压力的升高,晶胞体积逐步被压缩,体积压缩率符合三阶Birch-Murnaghan状态方程,拟合获得体模量K0为114.6(5.3)GPa。压力低于9.3 GPa时,c轴的压缩率大于a轴;在9.3~11.7 GPa压力范围内,限制于透视石结构中的水分子在高压下会阻碍硅氧四面体六元环沿c轴方向的扭曲变形,导致c轴的抗压性增强,最终a轴与c轴的被压缩程度趋于一致。通过分析多种含水环状硅酸盐矿物的高压行为,发现高压下结构中水的存在形式对含水环状硅酸盐矿物的弹性性质有重要的影响。     

不同成因锆石的微量元素特征研究进展

对近年来不同成因锆石(岩浆锆石、变质锆石和热液锆石)微量元素特征方面有关的研究进展进行了系统的总结和评述.锆石的微量元素特征能够反映主岩的成分演化,共生分离结晶相,混合以及熔融源区性质等诸多信息.对于岩浆锆石,其微量元素组成随岩浆分异演化系统地变化,从超镁铁质岩到花岗质岩,锆石微量元素含量总体上增长.幔源岩浆锆石微量元素含量低,稀土配分模式显示弱的Eu负异常或没有异常,重稀土部分相对平缓,而壳源岩浆锆石微量元素含量较幔源锆石高,稀土配分模式显示强烈的Ce正异常和Eu负异常.岩体中单一颗粒岩浆锆石和颗粒之间微量元素组成的变化也可以反映结晶出锆石的岩浆组成的演化.对于变质锆石,在进变质、退变质以及热峰条件等宽泛的温压条件下,通过原岩锆石的固态重结晶、溶解再结晶、含Zr矿物变质反应释放Zr进而成核结晶等机制形成,其内部生长结构复杂,微量元素特征可以反映生长机制、共生矿物和形成环境等信息.热液锆石形成有类似岩浆锆石的生长环带,流体包裹体、热液矿物包裹体的存在可以指示锆石确切的热液成因.热液锆石的微量元素组成能够反映不同的热液矿物组合以及流体组成的变化.     

不同成因锆石的微量元素特征研究进展

对近年来不同成因锆石(岩浆锆石、变质锆石和热液锆石)微量元素特征方面有关的研究进展进行了系统的总结和评述。锆石的微量元素特征能够反映主岩的成分演化,共生分离结晶相,混合以及熔融源区性质等诸多信息。对于岩浆锆石,其微量元素组成随岩浆分异演化系统地变化,从超镁铁质岩到花岗质岩,锆石微量元素含量总体上增长。幔源岩浆锆石微量元素含量低,稀土配分模式显示弱的Eu负异常或没有异常,重稀土部分相对平缓,而壳源岩浆锆石微量元素含量较幔源锆石高,稀土配分模式显示强烈的Ce正异常和Eu负异常。岩体中单一颗粒岩浆锆石和颗粒之间微量元素组成的变化也可以反映结晶出锆石的岩浆组成的演化。对于变质锆石,在进变质、退变质以及热峰条件等宽泛的温压条件下,通过原岩锆石的固态重结晶、溶解再结晶、含Zr矿物变质反应释放Zr进而成核结晶等机制形成,其内部生长结构复杂,微量元素特征可以反映生长机制、共生矿物和形成环境等信息。热液锆石形成有类似岩浆锆石的生长环带,流体包裹体、热液矿物包裹体的存在可以指示锆石确切的热液成因。热液锆石的微量元素组成能够反映不同的热液矿物组合以及流体组成的变化。     

柴达木盆地西部中更新世气候转型期的古水温:来自SG-1钻孔石盐流体包裹体的证据

中更新世气候转型事件(MPT)是全球性冷气候事件,在柴达木盆地也有记录,但关于该事件形成时的古温度数据较少。石盐原生流体包裹体形成于浅水环境,其均一温度可直接反映晶体形成时的卤水温度,是恢复古温度常用的指标之一。本文选择柴达木盆地西部钻孔SG-1中1.22~0.88 Ma期间的石盐晶体进行流体包裹体均一温度测试,共获得390个石盐流体包裹体数据。其均一温度最高为50 ℃,最低为6.8 ℃,90%以上温差值在10 ℃以内,且石盐流体包裹体大小与温度没有明显线性相关关系,这说明SG-1钻孔石盐流体包裹体被捕获后没有受到后期热液的改造。均一温度数据反映了石盐沉积时的古水温特征。石盐晶体主要在暖季析出,原生流体包裹体恢复的古水温可能是暖季节的温度。均一温度的最高值可能受到热液和气候的共同作用。MPT时期,石盐流体包裹体均一温度(中位值T_h,med)接近于现代盆地7月份大气温度的平均值,高于盆地的全年温度及MPT时期的全球气温,与MPT时期地中海的海水表面温度相当,均一温度的平均值(T_h,avg)高于以上温度。SG-1钻孔记录的柴达木盆地MPT事件最冷期出现在约1.165~1.0 Ma。     

巴西金刚石的宝石矿物学特征

采用常规宝石学测试结合红外光谱、拉曼光谱以及Diamond View^TM测试,对巴西金刚石开展了常规宝石学、光谱学和荧光特征分析。结果显示,巴西金刚石表面微形貌特征丰富,可见多种形态的生长丘,三角、六边或不规则形态的溶蚀坑以及塑性变形滑移线等特征。巴西金刚石以ⅠaAB型为主(90%以上),N含量在400×10^-6~1700×10^-6范围内,B心转化率介于15%~66%之间,具有高N含量和低-中等N聚集程度的特点。拉曼光谱分析进一步揭示了样品内部均残余压应力或者结晶度较差。Diamond View^TM发光图像显示ⅠaAB型金刚石样品具有蓝色和黄绿色调荧光;ⅠaB型金刚石样品为带有绿色调的蓝色和不均匀的蓝色荧光;Ⅱa型金刚石样品表现为暗橙色和蓝色荧光。