低温含锗溶液与泥炭和褐煤相互作用实验研究

在25~100℃, C₀ = 5 μg/g和不同pH值条件下, 对泥炭和褐煤与含锗溶液(Ge⁴⁺)的相互作用进行了实验研究. 研究结果表明: (1)酸性(pH₀ = 2.96)条件下, 泥炭和褐煤对溶液中锗的表观转化率与温度呈明显的正相关; 同等实验条件下, 实验所采用的褐煤对锗的表观转化率明显高于泥炭, 但其有机转化率低于泥炭; 泥炭和褐煤与含锗溶液相互作用的活化能分别为30.96和15.67 kJ·mol^-1. (2)强酸(pH₀ = 2.96)、强碱(pH₀ = 12.08)条件有利于泥炭和褐煤对锗的转化; 在40 = 6.38)条件有利于褐煤对锗的转化. (3)泥炭和褐煤与含锗溶液相互作用的反应机理可能主要是有机质对锗的配合作用. 上述结果为煤中锗超常富集的热水沉积成因提供了最直接的实验证据.     

陆相热水沉积成因硅质岩与超大型锗矿床的成因—— 以临沧锗矿床为例

临沧锗矿床的硅质岩中存在大量的热水沉积构造和植物化石, 该硅质岩富SiO₂ , 低TiO ₂和Al₂O₃, Al/(Al+Fe+Mn)比值平均为0.010, 明显富集Ge, Sb, As, W; 其次Cs, U, Mo和Tl有不同程度的富集, 稀土总量一般小于1 μg/g, 最大2.324 μg/g , 相对富集LREE; δ Eu为0.452 ~ 5.141, δ Ce为 0.997 ~ 1.174; 稀土元素北美页岩标准化模式呈平坦状或向左倾斜; 氧同位素组成与热泉硅华类似. 上述特征表明本区硅质岩属陆相热水沉积成因. 硅质岩作为中寨锗矿体的顶板或夹层, 在空间上与锗矿体紧密接触. 硅质岩中含锗5.6 ~ 360 μg/g, 平均78 μg/g. 靠近硅质岩的煤中锗含量明显升高. 随着煤中锗含量的不断升高, 含矿煤的特征微量元素比值及稀土元素的球粒陨石标准化分配模式与硅质岩越来越相似. 临沧锗矿床煤中锗可能主要由与煤层形成近同时的、以热水成因硅质岩为标志的热水活动带入.     

镍锗尖晶石位错域的高温蠕变实验研究

利用人工合成的多晶材料研究了镍锗尖晶石在位错域的高温蠕变性质.多晶材料的颗粒尺寸约8μm.单轴压缩试件为圆柱状,使用气体介质围压筒.常压蠕变试验过程中,围压为300MPa,温度为1373-1523K,应力在55-330MPa范围内.从实验结果得出了镍锗尖晶石在位错域的流动律,应力指数n=29±01,表明流动的微观机制为位错蠕变.与其他尖晶石进行对比可以发现一个力学同构群,虽然在正尖晶石和反尖晶石之间存在一定的差异.在位错蠕变域,尖晶石与橄榄石归一化的强度类似.由于尖晶石的剪切模量比橄榄石高50%,其实际强度也比橄榄石高.将橄榄石和尖晶石的蠕变数据外推到地球内部条件时,由于其高应力指数,橄榄石则有可能比尖晶石的强度高.     

洞庭湖南荻(Triarrhena lutarioriparia)腐解对水质的影响

洞庭湖区南荻下游产业造纸行业于2019年整体退出,使得大量南荻无法被刈割利用而滞留于湖区腐解.为评估未刈割南荻残体腐解对洞庭湖水环境影响,本研究探究了沉积物湖水模拟体系内不同生物量南荻腐解过程水质变化特征.实验结果表明:在90 d腐解过程中,不同南荻生物量下(0～2 g/L)腐解体系上覆水COD、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)水质指标浓度均呈现"急速上升快速下降缓慢恢复"趋势,其中,COD和TP浓度均在腐解第5天时急速上升至最高值.腐解体系内南荻生物量对水质影响显著,相同腐解时间下,随着南荻投加量增加,上覆水溶解氧(DO)浓度越低,NH3-N、TN、TP、COD水质指标浓度越高.当南荻投加量为2 g/L时,上覆水COD、NH3-N、TN和TP水质指标浓度可分别高达46.00、4.11、6.84和1.14 mg/L,分别是空白组的2.60、1.58、1.42和8.14倍.当腐解时间为90 d时,南荻投加量为0～1 g/L条件下,腐解系统上覆水水质基本恢复至未腐解时水平;当南荻投加量增加至2 g/L,上覆水NH3-N、TN和TP浓度仍分别为未腐解时的0.59、0.35和2倍,DO仅为初始浓度的16.6%.总体上,南荻腐解可造成短期内营养盐及有机组分浓度显著上升,且其腐解对水质的影响程度随着其生物量的增加而显著增强,以上结果可为造纸业退出后洞庭湖南荻管控提供科学依据.     

温度和电子传递体AQDS对铁还原细菌Shewanella putrefaciens CN32矿化产物的影响

微生物矿化产生的超顺磁性(SP)磁铁矿是沉积物和土壤中磁性矿物的重要来源.本文比较了三个不同温度下(20℃,30℃,37℃)纯培养铁还原细菌Shewanella putre aciens CN32还原水合氧化铁形成SP磁铁矿的矿化特征.在实验体系中加入细菌CN32后,体系的氧化还原电位Eh迅速下降,酸碱度pH和亚铁离子...     

沂沭断裂带断层泥中 K-Ar、FT 和 TL 体系年代学含义的初步研究

本文报道了利用K-Ar法、TL法和FT法,分别测定断层泥中1Md伊利石(<1μ粒级组份)、石英(2-10μ粒级组份)和磷灰石单矿物的年龄结果;给出了沂沭断裂带三次强烈活动的年龄区间及强度逐渐减弱的变化趋势。首先提出了利用这三种测年手段,测定断层泥中三种不同物质的年龄,进而研究断层活动(强度和时间)的新方法     

新疆阿克苏前寒武纪蓝片岩地体中迪尔闪石的发现及其地质意义

在新疆阿克苏前寒武纪蓝片岩相变质的磁铁石英岩夹层中发现了迪尔闪石(Fe2 +12 Fe3 +6Si12 O40 (OH) 10 ) ,其共生的矿物组合为 (ⅰ )迪尔闪石 +钠闪石 +黑硬绿泥石 +黑柱石 +磁铁矿 +石英 ;(ⅱ )迪尔闪石 +黑硬绿泥石 +磁铁矿 +石英 .矿物化学成分分析和共生矿物组合表明阿克苏的迪尔闪石为贫Mn型的迪尔闪石 ,与Alps的迪尔闪石相似 ,但比Alps迪尔闪石更接近纯端元组分 .根据迪尔闪石稳定P T条件 ,阿克苏迪尔闪石的形成条件为压力大于 1 .0GPa ,温度 30 0～ 40 0℃ ,地热梯度在 1 0℃ /km左右 .     

初论华北东部中生代金成矿的地球动力学背景——以胶东金矿为例

山东金矿研究的最新成果表明 ,胶东众多金矿床 (无论矿化类型、产出空间、地质背景的不同)的成矿时代主要集中在 1 1 5± 1 5Ma(早白垩世 )前后这一狭短的时段内 ,暗示它们都受某一次统一的重大地质事件的制约 .金矿石中碳酸盐矿物的碳氧同位素组成显示成矿流体中的CO2 很可能来自深部 (岩石圈地幔甚或更深 ) .1 1 5± 1 5Ma(早白垩世 )前后正是华北东部中生代动力学体制转折的关键时段 ,此时古太平洋板块向欧亚大陆斜向快速俯冲、华北东部岩石圈剧烈减薄、郯庐断裂发生强烈左行走滑、区域构造应力场转变为强烈引张、火山 -岩浆活动也最为强烈、尤其是深源(幔源 )岩浆活动最为强烈 .同时 ,这也与部分学者提出的超级地幔柱的高潮时段 (1 2 5～ 1 0 0Ma)相吻合 ,暗示可能有深部物质 (不仅是上地幔物质 ,还可能包括下地幔物质 )和热能的大规模强烈上涌 .因此 ,胶东金矿 (以及华北东部的许多其它金矿床 )的形成有可能是 1 1 5± 1 5Ma前后华北东部动力学体制转折过程中一次大规模的深部物质和深部能量上涌的结果     

南天山榆树沟华力西期深地壳麻粒岩地体研究

新疆南天山榆树沟深地壳麻粒岩地体由麻粒岩和变质橄榄岩两部分共同组成 .普遍经受过 (高压 )麻粒岩相变质 .该相的特征变质矿物共生组合为 :Gar Cpx Pl Tit Ilm(±Qz) (SiO2 饱和及过饱和的镁铁质岩类 ) ,Gar Ky(假象 ) Pl Ru Ilm Qz(变泥质岩类 )和Spi Opx Cpx Ol(变超镁铁质岩类 ) .根据详细的矿物化学、矿物共生分析及变质温、压估算 ,确定其热峰期变质温、压条件分别为 795～ 96 4℃ ,0 .97～ 1.42GPa .热峰期变质矿物Sm Nd等时线年龄为 ( 315± 3 6 2 )Ma .表明该地体是曾在晚古生代中期俯冲于 40～ 5 0km深度 ,经 (高压 )麻粒岩相变质后 ,又经构造抬升剥露于地表的深地壳地质体     

不同应力状态下岩石激发极化效应的实验及其机理研究

一、实验方法 1.试件的选择 为使实验具有代表性,我们采集了自然界三大岩类共10个品种的34块试件,详细测定了样品的孔隙度、渗透率、含水量、密度、容重、化学组份、显微结构、矿物成份等各种参数。岩石定名及矿物成份见表1,化学组份分析和物性参数测定结果略。     

滇-黔地球化学边界似基韦诺(Keweenaw)型铜矿床的发现

在滇-黔边界北西向地球化学急变带的北东侧存在很强的铜异常,野外观察发现了富的自然铜-氧化铜工业矿体和广泛的矿化点,矿化受二叠纪玄武岩最上部古火山口环境和上覆宣威组炭泥质层控制,产于火山角砾岩、凝灰岩、含炭硅质岩、硅质沥青岩和气孔状熔岩中,矿层厚度变化在15～80 m,矿石矿物主要为自然铜、氧化铜矿和辉铜矿,其中鲁甸沿河铜矿铜含量变化在0.5%～20%左右(在一个剖面上平均为4%).自然铜呈板片状、网脉状、浸染状产出.氧化铜、辉铜矿和硅铜矿类呈浸染状、团块状产出,矿化与阳起石化、沥青化、沸石化和硅化密切相联系,表明成矿涉及在强壳幔相互作用、有机-无机相互作用下的还原环境,成矿温度变化在400～100℃,从成矿地质背景、矿石类型和蚀变现象看,与美国苏必利湖的Keweenaw自然铜矿床较为相似.     

EH4在危机矿山隐伏金矿体定位预测中的应用研究

EH4连续电导率成像仪是快速高效的第四代数字化大地电磁探测仪器,基本配置(10Hz～100kHz)能测量地表向下1000m深度范围内地质体的连续视电导率值,我们对25个不同类型金属矿床进行了隐伏矿定位预测,取得了显著的效果.2D模式图能清晰地反映不同电性体的精细电阻率结构,经钻孔验证后显示:(1)火山晚期热液型金矿床,很好地反映了火山机构控矿的漏斗状形态,体现了矿体的垂向延深大于水平延长的成矿规律,矿化异常的电阻率较低(1～150Ω·m);(2)剪切带型金矿床,明显区分了矿化蚀变构造带和围岩,确认矿化异常在围岩中呈脉状分布,电阻率小于260Ω·m;(3)隐爆角砾岩型金矿床,清晰地反映了隐爆角砾岩体控矿所形成的对称矿(化)体,区分了隐爆角砾岩体和矿化蚀变带,矿化异常的电阻率较高(1000～2000Ω·m).     

2002年春季北京特大沙尘暴颗粒的矿物组成分析

应用X射线衍射(XRD)和带能谱的场发射扫描电镜(FESEM-EDX)对在北京2002年3月20日收集的一次特大亚洲沙尘暴样品进行了分析, 获得了矿物组成及粒度分布信息. 结果表明, 此次沙尘暴颗粒中矿物颗粒达94%. XRD半定量分析显示, 沙尘暴颗粒的矿物组成主要有黏土(40.3%)和石英(19.5%), 其次有方解石、斜长石、钾长石、赤铁矿、黄铁矿、角闪石和石膏, 但其含量都小于10%. 分离出的黏土组分中伊/蒙混层矿物占78%、伊利石9%、高岭石6%、绿泥石7%. FESEM-EDX分析除了检测到那些主要类型矿物外, 还检测出痕量的白云石、黄铁矿、盐类矿物芒硝、重矿物、金红石、钛铁矿和磷灰石等矿物. 此次亚洲沙尘暴颗粒和非洲撒哈拉大沙漠的沙尘羽颗粒的矿物类型相似, 但是黏土矿物组成有很大的差别, 前者以伊/蒙混层矿物为主, 后者以伊利石为主.     

南岭及邻区中生代含锡花岗岩的多样性:显著的矿物特征差异

南岭及邻区分布一系列与中生代花岗岩有关的锡矿床,这些岩石可以是含角闪石黑云母花岗岩,或是(黄玉)钠长石-(铁)锂云母花岗岩,其岩石化学特征指示它们分别对应于准铝质和过铝质花岗岩.细致的矿物学研究表明它们具有完全不同的矿物学特征.准铝质含锡花岗岩的矿物学特征表现为:(1)角闪石、黑云母、条纹长石等组成特征性的造岩矿物组合:(2)标志性副矿物榍石、磁铁矿等显示其原始岩浆具有较高的氧逸度;(3)含锡矿物为锡石、黑云母、榍石等;(4)锡石的成分比较纯,微量元素含量低.过铝质含锡花岗岩的矿物学特征主要表现为:(1)铁锂云母-锂云母、钾长石、钠长石为典型造岩矿物;(2)富铝矿物黄玉是较常见的副矿物,与花岗岩铝过饱和特征相符;(3)锡石是重要的锡矿物,且富含Nb、Ta.造成两类含锡花岗岩显著矿物学差异的原因可能包括熔体的氧逸度、挥发组分和岩浆分异程度的差异.氧化型准铝质花岗岩熔体中锡以四价为主,这导致锡容易富集在含钛的造岩矿物或副矿物中,在岩浆结晶分异阶段形成富锡矿物;这些富锡矿物可成为含锡花岗岩的标志性矿物.相对还原的过铝质花岗岩熔体中锡以二价为主,不易进入造岩矿物和副矿物,常常在岩浆结晶分异阶段形成岩浆成因的锡石;因此,岩浆成因锡石成为这类花岗岩的重要成矿和找矿标志.岩浆性质和锡在两类花岗岩岩浆中地球化学行为的差异,导致形成的矿床类型有所不同.准铝质花岗岩主要形成岩体浸染型、绿泥石-石英脉型、云英岩型、矽卡岩型等矿床,而过铝质花岗岩除形成云英岩型、矽卡岩型、石英脉型等矿床外,更易形成岩体浸染型锡矿化.     

西藏南迦巴瓦峰地区高压麻粒岩相变质作用特征及其构造地质意义

南迦巴瓦峰地区出露的大片石榴石兰晶石高压麻粒岩 ,提供了一个观察青藏高原深部地壳岩石及结构的窗口 .根据高压麻粒岩的岩相学特点 ,可识别出 3期变质矿物组合 ,即 ,M1:Mus Bi Pl Q ;M2 :Gt Ky Perphite/Antiperphite Rt Q ;M3 :Gt Sill Cord Sp Ilm±Opx .高峰变质作用 (M2 )条件为 :T =75 0～ 85 0℃ ,P =1.40～ 1.80GPa .退变质作用 (M3 )条件为 :T =62 1～ 72 6℃ ,P =0 .60～ 0 .70GPa .由于构造加厚 ,产生高峰变质组合的同位素年龄为 45～ 69Ma ,在后期减压抬升过程中 ,叠加产生退变质组合的同位素年龄为 18～ 2 3Ma .石榴石兰晶石高压麻粒岩矿物间反应关系、温压估算、成岩格子及对应阶段的同位素年代所限定的P T t轨迹为一个顺时针轨迹 ,具有等温降压 (ITD)的特征 .高压麻粒岩变质作用历史说明印度板块与欧亚板块的碰撞时间比普遍接受的 45Ma要早 ,在 70Ma前印度板块与欧亚板块已开始碰撞 .     

MT约束的青藏高原东南缘上地幔热结构研究——以兰坪—贵阳剖面为例

青藏高原东南缘是青藏高原软弱物质运移的关键位置,研究其深部结构有助于理解青藏高原的扩张机制.本文利用穿过青藏高原东南缘的一条起始于兰坪—思茅块体,穿过川滇菱形块体,终止于华南块体的长约750 km的大地电磁测深(MT)剖面的电阻率结构,基于上地幔矿物和熔融体温度与电导率的关系,获得了研究区上地幔温度结构与熔融百分比分布.结果表明,采用随深度变化的含水熔融上地幔矿物组分模型才能合理地获得整个上地幔温度;上地幔全岩含水量约4.69(40 km深度)～0.13 wt%(150 km深度),矿物熔融百分比约0～1.4%之间,并在70 km深度附近出现了较明显的局部熔融带;上地幔温度位于400～1300℃之间,随深度加深而逐渐增加;70 km以浅的温度表现出相对强烈的横向变化,且川滇和兰坪—思茅块体的上地幔温度和矿物熔融百分比的深度平均值明显高于华南块体.     

天然麻粒岩高温流变实验研究

本实验在气体介质三轴高温流变仪上,采用怀安瓦窑口麻粒岩,在温度900～1200℃、围压300 MPa、应变速率10~(-4)～10~(-6)/s条件下,开展高温流变实验.实验样品麻粒岩由斜长石(52%)、单斜辉石和斜方辉石(40%)、石英(3%)、磁铁矿和钛铁矿(5%)组成,矿物平均粒度为:斜长石294μm、单斜辉石和斜方辉石282μm、石英97μm、磁铁矿和钛铁矿109μm.利用傅里叶变换红外光谱仪分析获得变形后样品的水含量约为0.17±0.05wt%.实验样品的强度随温度升高而降低,随应变速率降低而降低.基于力学数据,采用稳态流变方程,获得实验样品在900～1000℃时的应力指数为8.1～12.9,在1050～1150℃时的应力指数为4.8～5.8,平均值5.2.应力指数随着温度升高而降低.显微结构和成分分析表明,在900℃时麻粒岩出现矿物压扁与定向拉长特征,样品以位错滑移和微破裂变形为主;在950～1000℃时,麻粒岩样品中颗粒边界变得圆滑,表现出位错攀移特征,辉石和磁铁矿边缘出现微量熔体;在1050～1200℃时麻粒岩出现部分熔融,而且随着温度和实验时间(应变)增加,熔体含量增加,熔体结晶出微粒斜长石、辉石和橄榄石,部分辉石通过固体反应生成橄榄石.颗粒边界熔体和矿物反应促进了扩散作用,导致位错攀移和熔体引起的扩散蠕变共同控制了麻粒岩的高温流变.     

成矿流体对德兴斑岩铜矿床中伊利石结晶度的制约

伊利石广泛存在于铜厂大型斑岩铜矿床内,是钾化的特征热液蚀变矿物,其结晶度(IC)和膨胀层含量受携带矿质的热液流体量制约.以浸染状强矿化为特征的斑岩体中上部,特别是接触带附近,伊利石结晶度较小,主要是高水/岩比作用的结果.同时指示了,伊利石结晶度小的部位,矿化品位高,蚀变程度也强.在低水/岩比、流体量小的深部斑岩体内,伊利石结晶度则主要受温度、时间控制.     

国际标样FiSh Canyon Tuff锆石的 (U-Th)/He年龄测定

锆石是(U-Th)/He测年体系中最常用的富含U、Th的副矿物之一。相对于磷灰石而言,锆石的He封闭温度较高(约190℃),在解决沉积盆地物源和热史恢复方面更具优势。但锆石晶体内的U、Th分带普遍发育,浓度差异明显,即使是国际普遍使用的(U-Th)/He测年标样FCT(Fish Canyon Tuff)的年龄值分散度也可约达10%。文中依托中国地震局地质研究所新建立的(U-Th)/He年代学实验室,利用配备的Alphachron He同位素质谱仪对一批FCT锆石单颗粒采用激光加热萃取后进行4He含量测定,并应用自动进样的安捷伦7900 ICP-MS和同位素稀释剂法测定母体同位素U、Th的含量,得到FCT锆石的年龄范围为26. 61～31. 91Ma,加权平均年龄为(28. 8±3. 1) Ma(2SD,n=10),该年龄值与国际上多个实验室所获得的平均年龄((28. 3±3. 1) Ma,2σ,n=127;(28. 29±2. 6)Ma,2σ外部误差,9. 3%,n=114)在误差范围内一致; Th/U比值范围是0. 52～0. 67,与国际报道值一致,说明本实验室所建立的锆石单颗粒(U-Th)/He测年实验流程可靠。     

变形组构引起的超高压榴辉岩地震波速各向异性

超高压榴辉岩通常显示了强塑性变形和地震各向异性特征. 对实验和天然变形超高压榴辉岩中主要矿物的地震波速性质及其变形晶格优选方位(CPO)与榴辉岩地震波速和各向异性之间的成因关系研究结果表明: (1) 除石榴石表现为近地震波速各向同性外, 榴辉岩中其他矿物都具有强地震各向异性(AV_p = 23.0%~40.9%, Max. AV_s = 18.5%~47.1%), 是造成榴辉岩地震各向异性的主要来源矿物, 石榴石和金红石的平均地震波速相对较高, 绿辉石和柯石英中等, 石英最小; (2) 变形榴辉岩最大纵波波速(8.33~8.75 km/s)方向近平行变形线理或面理, 最小纵波波速(8.25~8.62 km/s)近垂直线理或面理, 纵波波速各向异性1.0%~1.7%, 平均横波波速4.93~4.97 km/s, 其各向异性在同时与线理和面理成近45°方位接近最大(0.73%~1.78%), 在面理面上接近垂直线理方位达到最小, 横波快波极化取向近平行面理. 超高压峰值变质条件(3~5 GPa, 900~1100℃)下榴辉岩地震纵波和横波波速预计比常温常压下分别高出3.4%~7.2%和6.3%~12.1%; (3) 绿辉石矿物组分主导了榴辉岩各向异性基本特征, 而石榴石矿物组分则起到了降低榴辉岩各向异性程度和增加地震波速的作用, 石英矿物组分对榴辉岩地震各向异性影响不大但可以一定程度上降低榴辉岩的地震波速, 金红石矿物组分的作用基本可以忽略; (4) 榴辉岩地震波速在纯石榴石岩中最大但各向异性接近于零, 随绿辉石含量的增加, 地震波速逐步降低, 各向异性逐步升高, 纯绿辉石岩比纯石榴石岩地震波速低6%~8%, 而各向异性则达到3%~4%. 根据榴辉岩组成矿物的单晶弹性性质和变形CPO计算的榴辉岩地震物性与前人实测结果基本相当. 研究成果获得了超高压变形榴辉岩的三维地震物性资料和相关的矿物物理成因解释.