大别山北部超高压变质大理岩及其地质意义

岩石学研究表明 ,大别山北部镁铁 超镁铁质岩带中白云质大理岩至少经历过三期变质阶段 :(1)榴辉岩相峰期变质阶段 ,矿物组合主要为方解石 +白云石 +金红石 +镁橄榄石 +钛 斜硅镁石 +富镁的钛铁矿±文石±石榴子石 ;(2 )麻粒岩相退变质阶段 ,矿物组合主要为方解石 +白云石 +金云母 +镁橄榄石 +透辉石 +钛铁矿 +尖晶石±斜方辉石等 ;(3)角闪岩相退变质阶段 ,主要矿物组合为方解石 +白云石 +磷灰石 +磁铁矿+榍石等。它的峰期变质矿物组合 ,类似于苏 鲁超高压大理岩 ,形成压力至少大于 2 .5GPa。这进一步证明 ,大别山北部大多数高级变质岩 (包括大理岩等 )都曾经过超高压变质作用 ,应属于印支期扬子俯冲陆壳的一部分。     

镁铁橄榄石系列的高压合成及其X射线衍射和红外光谱研究

橄榄石是上地幔的主要造岩矿物,也是陨石和月岩的重要矿物成分。研究镁铁橄榄石系列矿物,对探讨岩石圈和行星的物质演化、陨石的形成条件等具有重要意义。本实验在30kbar和1000—1200℃的含水条件下,由等化学计量的氧化物合成了从镁端员到铁端员的镁铁橄榄石完整系列矿物共五个样品。并对它们进行了X射线粉晶衍射、化学分析和红外光谱研究。结果表明随Fa值的增加,其晶胞参数呈连续地线性增加,并且有很好的相关关系:a=4.746+7.64×10~(-4)Fa(r=0.999);b=10.172+3.03×10~(-3)Fa(r=0.999);c=5.967+1.03×10~(-4)Fa(r=0.998)。r为相关系数。另外,随Fa值的增加,红外吸收频率降低,也存在着很好的线性相关关系。这表明镁铁橄榄石系列是完全固溶体系列,与镁铁置换有关,与阳离子的占位无关。这表明在合成的橄榄石结构中镁铁的分布基本上是无序的。而镁铁的质量、离子半径和负电性的差异是引起上述参数规律性变化的原因。红外光谱带的分裂则是橄榄石矿物结构中位置对称性降低的必然结果。     

蛇纹石化过程中铁活动性的高温高压实验研究

蛇纹石化过程中铁的活动性影响铁氧化物的形成和体系的氧逸度。然而,关于橄榄岩蛇纹石化过程中各矿物(橄榄石、斜方辉石和单斜辉石)蚀变过程中铁的活动性仍没有详细的研究。本文报道了80~200℃、饱和蒸气压下,不同的初始流体、水岩比条件下,橄榄岩蛇纹石化过程中铁的活动性。结果表明,蛇纹石化流体的铁含量较低(0.0~0.7mmol/kg),没有形成铁氧化物或铁氢氧化物,铁主要富集在蛇纹石和未反应的初始矿物中(例如,橄榄石和辉石)。由橄榄石蚀变形成的蛇纹石和由斜方辉石蚀变生成的蛇纹石化学组成相差较大,前者富铁而贫铝,后者贫铁而富铝。但当初始流体为碱性的0.5mol/L Na Cl(aq)时,两种不同来源的蛇纹石组成相差不大。尤为重要的是,单斜辉石蚀变生成的蛇纹石铁含量较高,8.1%~10.2%Fe O,远高于单斜辉石的铁含量(2.6%Fe O)。以上表明,低温蛇纹石化过程中,铁不能够大规模、长距离的运移,但在微米尺度上是活动的。     

八封庙超大型金矿床中铁白云石的特征兼论金矿成因

铁白云石是八封庙超大型金矿床的主要脉石矿物，与金的矿化关系十分密切。根据其产状可分为浸染状、斑点状和脉状等三种类型。它们在化学成分、碳氧同位素、包裹体特征等方面有许多相似之处，而在矿物共生组合、矿物形态特征上又有一定的差别。不同类型的铁白云石都是热液作用的产物，它们在金的运移、沉淀等方面起重要作用。铁白云石包裹体的温度ｔ／℃为２４５－２９０，为八封庙金矿是中温热液矿床提供了证据。     

八卦庙超大型金矿床中铁白云石的特征兼论金矿成因

铁白云石是八卦庙超大型金矿床的主要脉石矿物，与金的矿化关系十分密切。根据其产状可分为浸染状、斑，支状和脉状等三种类型。它们在化学成分、碳氧同位素、包裹体特征等方面有许多相似之处，而在矿物共生组合、矿物形态特征上又有一定的差别。不同类型的铁白云石都是热液作用的产物，它们在金的运移、沉淀等方面起重要作用。铁白云石包裹体的温度ｔ／Ｃ为２４５－２９０，为八卦庙金矿是中温热液矿床提供了证据。     

蒙古国塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中片钠铝石胶结物的成因

塔木察格盆地塔南凹陷铜钵庙组火山碎屑岩中发育大量的片钠铝石自生矿物。通过偏光显微镜、扫描电镜及X射线衍射分析等,查明了火山碎屑岩中的胶结物与自生矿物类型和成岩共生序列。含片钠铝石火山碎屑岩的成岩共生序列为粘土包壳-方解石-一期微晶石英-一期高岭石-二期微晶石英、二期高岭石、片钠铝石-铁白云石;通过MAT253稳定同位素质谱仪确定了片钠铝石和铁白云石的稳定同位素组成为片钠铝石的δ¹³C_PDB为-8.15‰~-2.81‰,与片钠铝石平衡的CO₂的δ¹³C_CO2为-12.91‰~-7.55‰,通过与海拉尔盆地及BGS盆地系碳氧同位素数据的类比,表明片钠铝石中的碳主要为幔源岩浆来源,形成片钠铝石的钠和铝主要来源于安山岩岩屑、长石晶屑碎屑、玻屑和火山灰等;铁白云石的δ¹³C_PDB为-6.76‰~-2.65‰,与片钠铝石的碳氧同位素数据相似,结合相关地质实例及地球化学模拟实验,可以推断铁白云石中的碳也是幔源岩浆来源,铁白云石中的铁离子主要来源于安山岩岩屑、玻屑、火山灰和蒙脱石等矿物。     

绿泥石族矿物热学性质的研究

本文提供了不同成分的三八面体和二八面体绿泥石矿物的热谱、相应化学成分及结构式,并对它们进行了热转变产物的研究。实验证明,DTA曲线特征及热转变产物主要取决于矿物的化学成分。Mg-绿泥石有640℃±和840℃±两个脱羟吸热谷和870℃±的强放热峰,其转变产物为镁橄榄石和顽火辉石;Fe-绿泥石只有一个550℃±的脱羟吸热谷,并转变为赤铁矿和铁尖晶石;Al-绿泥石有一个540℃±的脱羟吸热谷和920℃±的放热峰,转变为富铝红柱石。     

镁铁-超镁铁岩的自然组合与铬镍矿床的成矿专属性

基于幔源岩石产出的不同岩石组合与铬镍的浓集关系得出:铬矿体的寄主岩相优选于M/F值6～12区间内,专属于超镁铁质岩区和岩体,寄主岩相造岩矿物橄榄石专属于镁橄榄石,副矿物铬尖晶石富Mg和Cr.镍矿体寄主岩相的M/F值介于2～6,造岩矿物橄榄石为贵橄榄石,副矿物铬尖晶石相对富Fe贫Mg和Cr.铬和镍对不同Si-O系统的选择,制约于系统能量效应的不同.氧逸度(fo2)达1.013×10-3.5Pa时有利于铬尖晶石的生成.镁铁质岩浆同化地壳是获取硫得以产出硫化物矿石的必要条件.岩浆中地壳Ca、Al、Na、Si等造岩组分的加入有利于镍矿浆的熔离,并导致超镁铁载镍岩相必含有少量斜长石.     

新疆北山地区红石山镁铁-超镁铁岩体的岩石矿物学特征:对同化混染和结晶分异过程的启示

结晶分异和同化混染是侵入岩体形成过程中控制岩相成分和分异程度的主导因素。探讨这两个因素在岩浆演化过程中的作用阶段及对矿物成分变化的影响对揭示岩体成因和成矿具有重要意义。新疆北山地区的红石山镁铁-超镁铁岩体钻孔剖面上岩相和各种矿物含量的渐变特征反映了岩浆演化的结晶分异过程。长石中Si、Na、Al、Ca和单斜辉石中Si、Al、Ti、Ca、Mg的系统变化揭示不同程度的同化混染作用。橄榄石和尖晶石对同化混染作用的反应较为迟缓,但其Fo、Ni和Cr^#、Ti对新鲜岩浆注入较为敏感。这些矿物化学对岩浆演化过程的推断与全岩成分变化的指示相一致。因此,矿物化学在研究岩浆演化方面将会发挥重要作用。     

桂北元宝山宝坛地区约825Ma镁铁-超镁铁岩的地球化学及其地质意义

镁铁－超镁铁岩的岩石学和地球化学特征表明，元宝山超镁铁岩中橄榄石的Fo为78－83，岩石具有明显的包橄结构，具有LREE亏损，低Th/Nb和La/Nb比值以及高（t)值（约＋5），是来源于亏损地幔低程度部分熔融的岩浆堆晶的产物；宝坛地区镁铁－超镁铁岩富集LREE，具有高的Th/Nb,La/Nb比值和低的（t)值（－0．45－7．01），是镁铁质岩浆上升，结晶过程中与地壳物质混染（AFC）的结果，超镁铁岩与澳大利亚Garidner岩脉群具有相似的不相容元素分布型式和Nd(t) 值，是导致新元古代Rodinia超大陆裂解的地幔柱熔融的产物。     

钙铝—钙铁系列石榴子石的特征及其交代机理

本文作者在全国14个典型矿区的野外工作基础上，进行了超基性-酸性侵入岩与碳酸盐岩的接触交代实验;火山气热液与火山岩的相互交代实验;区域沉积变质和混合岩化过程中的交代作用实验。实验结果表明，在350-700℃和300×105-1400 ×lO5 Pa的温度、压力条件下，在lon fO2=-28.637- -16.514的氧逸度范围内，在pH= 4.0-11.0的含不同浓度Na、K卤化物的溶液中，形成了水榴石、水钙铝榴石、钙铝榴石、钙铁榴石以及水榴石-水钙铝榴石、水钙铝榴石-钙铝榴石和钙铝榴石-钙铁榴石的过渡性矿物。用显微镜、X射线衍射和红外光谱等分析方法，测定了它们的主要光学特征。最后，通过物理化学条件的分析，揭示了它们形成的交代机理。     

新变种矿物——铌铁锐钛矿及其共生矿物钕易解石

铌铁锐钛矿是含铌、铁的锐钛矿变种。呈土黄色、褐棕色,板状或土粒状。反射率589nm,15.9％,显微硬度H_v=275.9kg/mm~2。计算比重4.4g/cm~3。主要化学成分Nb_2O_534.92—44.3％,TiO_2 29.38—37.58％,Fe_2O_3 14.94—17.19％。化学式:(Ti_(0.44)Nb_(0.31)Fe_(0.25))_(1.00)O_2X射线分析表明该矿物属四方晶系,α=3.828±0.002,c=9.682±0.009,空间群I4_1/amd,Z=4。 共生矿物钕易解石,深红色者变生现象轻微;浅黄色钕易解石与铌铁锐钛矿可能形成于稍晚、较低温度条件下的矿化过程。     

橄榄石水溶性与含铁量相关性的实验研究

本文首次报导了含铁量不同的橄榄石单晶在不同温压条件下水溶性的试验研究结果。橄榄石单晶试件在300MPa静水压和1000℃至1300℃的温度条件下进行热压，每隔50℃进行一组试验，氧逸度被控制在Ni/NiO水平上。对热压后试件的抛光无包裹体区域做了显微红外光谱分析，红外光束平行于试件的[010]方向，最小直径为15－25μm。分析结果表明，在实验温压范围内，橄榄石中的水含量随铁含量的增加而增加。对于同样铁含量的橄榄石，则随湿度的增加，橄榄石的水含量也增加。最后，本文就实验结果对地幔动力学过程的启示进行了简单的讨论。     

河北矾山钾质碱性超镁铁岩—正长岩杂岩体Sm—Nd年龄和Sr、Nd同位素特征

河北矾山侵入杂岩,由层状钾质超镁铁岩--正长岩组成,已知它含有大型磁铁矿磷灰石矿床.现在已测定了岩体的岩石和矿物的Sm-Nd同位素资料,并获得了杂岩体的Sm-Nd同位素年龄.4个矿物样品和2个全岩样品Sm-Nd等时线年龄为243.4±9.7Ma,INd=0.512045,εNd(t)=-5.4;4个矿物样品和7个全岩样品等时线年龄为239±19Ma,INd=0.512055,εNd(t)=-5.3.这些年龄资料表明,矾山岩体可能侵位于早三叠.而矾山岩体的Rb-Sr等时线年龄为218±8Ma,Isr=0.70554,εsr=18.4的事实可能暗示矾山岩体在中三叠才完全固结并达到Rb-Sr体系封闭的温度.上述矾山岩体的Sr、Nd同位素特征表明,矾山岩体的物质源自富集的上地幔.     

钠化和赤铁矿化蚀变对Zr和Nb-Be-REE矿化的指示意义: 以内蒙古巴尔哲矿床为例

碱性花岗岩型稀有稀土金属矿床是Zr、Nb、Be及REE的重要来源, 其成矿经历了多种交代和蚀变过程, 但这些交代和蚀变与矿化的指示意义尚未明确。内蒙古巴尔哲碱性花岗岩型稀有稀土矿床拥有世界级的Zr、Nb、Be及REE储量, 发育强烈的钠质交代和赤铁矿化, 是探讨上述问题的理想对象。显微岩相学、全岩主微量和钠铁闪石主微量元素分析表明, 未蚀变界熔花岗岩贫Zr、Nb、Be和REE, 钠铁闪石具有较高的REE含量和较低的Na含量。钠质交代界熔花岗岩均发生了赤铁矿化蚀变, 主要发育雪球石英、钠锆石、兴安石、独居石、氟碳铈矿及Nb-Be-REE矿物假象。其主要特征为: 全岩贫F和富Zr、Nb、Be和REE金属元素; 钠铁闪石可见霓石化, 钠铁闪石具有较低的REE含量和较高的Na含量, 钠锆石原位分解再结晶为锆石-石英假象。仅赤铁矿化界熔花岗岩主要发育兴安石、独居石、氟碳铈矿及Nb-Be-REE矿物假象。其主要特征为: 全岩富REE、Be, 贫Zr、Nb金属元素; 钠铁闪石被赤铁矿、铌铁矿等含铁氧化物交代, 钠铁闪石具有较高的REE含量和较低的Na含量。界熔花岗岩钠质交代过程中, 钠铁闪石发生霓石化释放Ba、Zr、Nb和部分REE等元素, 钠锆石分解为锆石-石英假象释放约1%的CaO; 在赤铁矿化过程中, 钠铁闪石被赤铁矿、铌铁矿等矿物交代, 释放约2%的F, 流体中Ca和F的加入诱发成矿晚阶段LREE矿物的富集沉淀。钠铁闪石主微量元素特征和钠质交代界熔花岗岩中钠锆石的出现表明岩浆经历了贫Zr的单锆相到富Zr的多锆相的高分异演化。多锆相界熔花岗岩均发生钠质交代, 钠锆石几乎全部分解为锆石-石英假象, 表明钠质交代可指示界熔花岗岩的Zr矿化。赤铁矿化界熔花岗岩发育大量富Nb-Be-REE的热液矿物, 且Nb、Be及REE含量与赤铁矿化程度呈正相关, 表明岩浆晚期出溶的含矿流体交代界熔花岗岩, 发生赤铁矿化并沉淀金属元素。

     

碳酸盐矿物铁同位素测试的选择性溶解方法研究——以白云鄂博矿床赋矿白云岩为例

碳酸盐矿物铁同位素测试的选择性溶解方法包括稀盐酸溶解法和稀醋酸溶解法,已应用于一般地质样品。但是对于白云鄂博矿床这类矿物组成复杂的特殊样品。本文在常温下对白云石、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、钠闪石和黑云母等白云鄂博矿床中常见的含铁矿物进行稀盐酸(0.5~1 mol/L 盐酸)溶解条件实验。结果显示,稀盐酸在短时间内(约3 h)能够有效地溶解碳酸盐矿物中的铁,而铁氧化物、硫化物、硅酸盐矿物的铁溶解率基本都<1%。实验选取典型的白云鄂博矿床赋矿白云岩,对比了稀盐酸溶解法、稀醋酸溶解法与分离白云石单矿物进行全部溶解所获得的铁同位素组成:赋矿白云岩E-16的δ⁵⁶Fe值分别为-0.69‰、-0.62‰、-0.69‰;赋矿白云岩E-26的δ⁵⁶Fe值分别为-0.19‰、-0.18‰、-0.12‰,三种方法在误差(不确定度)范围内结果一致。此外,稀醋酸对碳酸盐的部分溶解过程中没有观察到明显的铁同位素分馏现象,表明稀盐酸溶解法和稀醋酸溶解法都能用于提取白云鄂博矿床样品碳酸盐矿物的铁同位素信息。本研究对于碳酸盐矿物的选择性提取技术在地质上的应用具有借鉴和指导意义。     

氟铁云母——“姑苏城外”发现的新矿物

氟铁云母是三八面体云母类矿物新种 ,属铁云母的富氟类似物。新矿物产于“姑苏城外”近郊苏州A型花岗岩上部氟铁云母分异岩中。矿物呈自形 -半自形板片状 ;铁黑色 ,半透明。密度 3.18g/cm3(实测 )和 3.2 3g/cm3(计算 )。二轴负晶 ;钠光下测得折光率 :Ng =Nm =1.648,Np =1.596;2V(实测 )≈ 0° ,2V(计算 ) =0° ;Y =b =Nm。矿物多色性强 :Ng棕褐色 ,Nm暗绿色 ,Np浅棕色。由电子探针、湿法和原子吸收分析等手段提供的氟铁云母化学成分均值(wB% ) :SiO2 34 .12 ,Al2 O313.89,FeO 2 6.19,Fe2 O37.86,MgO 1.4 9,MnO 0 .68,Li2 O 0 .4 7,TiO21.2 9,ZnO 0 .2 7,NiO 0 .0 1,K2 O 8.73,Na2 O 0 .19,Rb2 O 0 .4 2 ,CaO 0 .0 2 ,BaO 0 .4 4 ,SrO 0 .0 1,H2 O 0 .91,F 3.91,Cl痕量 ,S 0 .0 0 ,O =F 1.65,总量 99.2 5。按O OH F Cl S =12及四面体阳离子数之和为 4计算的氟铁云母经验化学式为 :(K0 .92 Na0 .0 3 Rb0 .0 2 Ba0 .0 1) 0 .98(Fe2 1.82 Fe3 0 .4 9Al0 .19Mg0 .18Li0 .16Ti0 .0 8Mn0 .0 5Zn0 .0 2 ) 2 .99(Al1.17Si2 .83) 4 .0 0 O10 (F1.0 3OH0 .50 O0 .4 7) 2 .0 0 。其理想化学式为 :KFe2 3 AlSi3O10 F2 。氟铁云母属单斜晶系 1M型 ,空间群C2 /m。晶胞参数 :a =0 .5369( 8)nm、b =0 .92 89( 3)nm、     

阿拉善地块南缘镁铁-超镁铁岩形成时代及地球化学特征

阿拉善地块南缘是镁铁超镁铁岩体的重要分布区 ,自北而南可分为北大山岩带、龙首山岩带和北海子岩带。北大山岩带以野芨里含长辉石橄榄岩侵入体为代表 ,Sm_Nd岩石矿物等时线年龄为 773.1± 10 .8Ma,εNd(t)=+0 .8～ +10 .8,ΣREE为 7.5 9× 10 -6～ 2 0 .34× 10 -6;龙首山岩带以金川二辉橄榄岩体和藏布台单辉橄榄岩为典型代表 ,Sm_Nd岩石矿物等时线年龄分别为 15 0 8± 31Ma和 15 11± 16 8Ma ,基本为同期幔源产物 ,金川岩体平均ΣREE为 3.33× 10 -6～ 115 .5 2× 10 -6,εNd(t) =- 1.9～ - 4 .3,藏布台εNd(t) =+2 .6～ +2 .9,差异显著 ;北海子岩带岩体分布有限 ,其中辉长岩体Sm_Nd岩石矿物等时线年龄为 14 4 0± 2 2 0Ma ,εNd(t) >0 ,ΣREE为 179.6 4× 10 -6～ 2 0 7.76× 10 -6。龙首山岩带和北海子岩带可能同为中元古代早期超地幔柱作用下地幔派生岩浆的产物 ,εNd(t)值的差异反映了各自岩体成岩过程的不同 ;野芨里岩体形成于新元古代 ,是亏损地幔的产物 ,与金川等岩体的形成环境和物质来源有显著不同。     

贵州大方煤田主采煤层的矿物学异常及其对元素地球化学的影响

运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、带能谱仪的扫描电镜(SEM-EDX)、逐级化学提取(SCEP)和光学显微镜等方法,对贵州大方煤田11号煤层的地球化学和矿物学进行了研究。结果表明,大方煤田11号煤层中有高含量的脉状石英(11.4%)和脉状铁白云石(10.2%),铁白云石周边常被针铁矿所包裹,在脉状石英中发现有热液成因的黄铜矿、闪锌矿和硒方铅矿,此外,还有少量高岭石充填在脉中,这7种矿物常常同脉共存。脉状石英和脉状铁白云石分别来源于硅质和富铁的钙质低温热液流体,形成温度分别为180℃和85℃。脉状石英早于脉状铁白云石形成。根据Ca/Sr和Fe/Mn值,确定出铁白云石的形成至少经历了3个时期。这7种矿物按照从早到晚的生成顺序为硫化物、石英、高岭石、铁白云石和针铁矿。铁白云石是煤中Mn、Cu、Ni、Pb和Zn富集的主要原因,这5种微量元素的含量分别为0.09%、74.0μg/g、33.6μg/g、185μg/g和289μg/g。脉状石英是煤中铂族元素Pd、Pt和Ir的主要载体,它们在煤中的含量分别为1.57μg/g、0.15μg/g和0.007μg/g。另外,黄铜矿、闪锌矿和硒方铅矿亦是11号煤层中Cu、Zn和Pb的重要载体。     

二连盆地卫镜岩体风化作用地球化学特征研究

二连盆地的卫镜岩体被认为是二连盆地努和廷铀矿床的重要铀源,文章对卫镜岩体在风化条件下元素的活动性进行了分析,结果表明:风化样品的化学风化指数CIA值介于58.67～60.07,反映寒冷、干燥气候条件下低等化学风化程度。在半风化过程中,斜长石最先风化分解,Ca、 Na流失,钾长石相对稳定;在地表强风化条件下,钾长石风化分解明显,且原生含磷矿物分解释放P而淋失;黏土矿物的吸附作用导致Mg、 Ca在地表强风化条件下富集;Fe₂O₃^T、 FeO含量降低明显,更可能与磁铁矿和黄铁矿的氧化淋滤有关。H、 LOI、 S和C在强风化样品中含量明显降低,暗示风化条件为干燥氧化气候条件,卫镜岩体花岗岩风化过程中Ca、 K、 Mg、 Fe、 C、 S等元素容易迁移,P、 Mn、Na次之,而Ti、 Al属于稳定元素。铁族元素Cr、 Ni、 Ti及REE等微量元素保持稳定,Nb、 Ta、 Zr、Hf、 Th、 Y等高场强元素以及部分大离子亲石元素Pb、 Rb、 Be、 Li、 Sb一定程度富集,U、 V、 Sr明显迁出,且Zr/Hf、 Nb/Ta...