湖北竹山寒武纪碳硅质板岩中磷钙铝矾——纤磷钙铝石矿物的特征及研究意义

湖北竹山寒武纪碳硅质板岩层间破碎带内大量块状、结核状磷钙铝矾--纤磷钙铝石系列矿物,与绿松石伴生,是地表水淋滤作用形成的,化学成分分析显示,SO2-4浓度是磷钙铝矾--纤磷钙铝石系列矿物形成的决定因素.该系列矿物是一个复杂的多矿物组成的微晶集合体,主要矿物种属有磷铝矾、磷钙铝矾、纤磷钙铝石、沸水硅磷铝石等.该系列矿物磷和硫的含量高,能够吸附较丰富的多金属元素,并能聚集多种阴离子团,形成一道有效的地球化学障,对环境保护和生态学研究具有独特的意义.     

湖北竹山寒武纪碳硅质板岩中蓝色似绿松石的特征分析

湖北竹山县寒武纪碳硅质板岩层间破碎带内有大量蓝色的磷钙铝矾、纤磷钙铝石混合物与绿松石共生,物理性质表现为致密坚硬而性脆,吸水性强。化学成分分析硅和铝的含量高,磷含量少,并含有少量的硫和铜,是溶液为酸性时的产物。     

豫南史庄一带金伯利岩中石榴子石矿物学特征及其形成条件的约束

豫南史庄一带位于华北地台南缘,分布有金伯利岩,为了确定岩石中的石榴子石矿物种类及其与金刚石的关系,通过人工重砂鉴定,对挑选出的40件石榴子石矿物单晶进行了电子探针微区化学成分分析。结果显示,区内石榴子石矿物族化学通式A3B2 [SiO4]3中的A组阳离子主要由Mg2+、Fe2+和少量Ca2+占位,B主组阳离子主要由Al3+和少量Fe3+、Cr3+、Mn3+占位,表明区内石榴子石主要为铁铝榴石(Alm)-镁铝榴石(Pry)-钙铝榴石(Gro)系列组合。根据矿物化学特征,区内镁铝榴石为榴辉岩型(E型),具有含钛钙低铬富铁的特征,属Grutter等划分的G4-G5组(含钛、钙)镁铝-铁铝榴石,与金伯利岩、金刚石包体或者A组榴辉岩中的石榴子石特征相同。区内发现有超硅石榴子石,经计算其形成压力范围为10.2~10.9 GPa,对应深度超过250 km。     

桂林某些岩溶洞穴矿物

洞穴矿物是在洞穴环境下由冷的地下水活动所产生的表生化学沉积作用产物。桂林地区(包括兴安—桂林—阳朔一带)岩溶洞穴中的次生矿物已发现有方解石、文石、石膏、氢氧磷灰石、磷铝石、磷铝钾石、磷钙铝石和半蛋白石等。文章中列举了这些矿物的偏光显微镜、化学分析、x光粉晶衍射、差热分析和扫描电镜等鉴定结果,并概要地探讨了其成因。     

新疆西天山喇嘛苏铜锌矿床矽卡岩矿物学与还原性流体演化

喇嘛苏铜锌矿位于中亚成矿域西段, 为新疆西天山地区相对较早发现的斑岩-矽卡岩铜锌矿床。本文对喇嘛苏铜锌矿矽卡岩和矽卡岩化大理岩中的矽卡岩矿物进行了岩相学及主微量成分分析, 首次发现了喇嘛苏铜锌矿床发育的黑榴石和富钛钙铝榴石。对矽卡岩中发育震荡环带的钙铁榴石进行主量元素和电子探针mapping分析, 发现钙铁榴石发育不均一的核部, 环带部分表现为Al-Fe元素此消彼长的耦合震荡关系; 对钙铁榴石从核部中央向边缘环带进行定向原位微量元素LA-ICPMS分析, 发现∑REE表现为连续略有降低的趋势、δEu表现出震荡变化。黑榴石和富钛钙铝榴石表现为核幔结构, 显示流体氧逸度的降低, 流体从超常富集Ti转变为富集Ti。对富钛钙铝榴石进行原位微量元素LA-ICPMS测试, 发现富钛钙铝榴石∑REE高于钙铁榴石(钙铝榴石: 58.4×10^-6~408.4×10^-6; 钙铁榴石28.2×10^-6~108.7×10^-6), 富钛钙铝榴石具有强烈正Eu异常(δEu=11.3~15.0), 钙铁榴石和富钛钙铝榴石均表现为富集轻稀土而亏损重稀土。喇嘛苏铜锌矿中的原生辉石为透辉石, 后经退蚀变流体交代发生Mg元素丢失和Fe元素富集, 转变为次透辉石-铁次透辉石, 随交代程度加深, 进一步转变为铁角闪石, 最后在退蚀变流体中直接沉淀出铁镁钙闪石。在背散射下, 原生透辉石、次透辉石-铁次透辉石、铁角闪石、铁镁钙闪石表现为亮度不同的明暗结构。矽卡岩矿物的显微结构和主微量成分表明, 蚀变流体为酸性和富Cl、REE、Ti的流体, 蚀变阶段早期为氧化性流体, 晚期为还原性流体。喇嘛苏铜锌矿流体中CH₄、C₂H₆等还原性物质、共生的磁黄铁矿-磁铁矿低氧逸度组合及还原状态矽卡岩矿物组合表明喇嘛苏铜锌矿可能为一还原性斑岩-矽卡岩铜锌矿。

     

贵州坝黄含铀磷质岩中多水硫磷铝石矿物学特征

贵州铜仁坝黄含铀磷质岩岩层表面及节理、裂隙缝中产出大量粉末状、絮状、毛发状白色矿物集合体。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜及能谱(SED)分析,确定该矿物为多水硫磷铝石,粒径约1.55～1.85 mm,单晶形态常呈菱形薄板状,自形,具{001}1组完全解理,吸湿性较强。计算多水硫磷铝石矿物晶胞参数分别为a≈10.8150nm,b≈15.0956nm,c≈22.6058nm,化学式为(Al_8.75Fe_0.75)(PO₄)_3.26(SO₄)_1.24(OH)_16.24·55.67H₂O,与其他地区的多水硫磷铝石比较,坝黄含铀磷质岩中的多水硫磷铝石Al₂O₃、Fe₂O₃、SO₃、OH^-含量较高,P₂O₅、H₂O含量则有所减少...     

接触交代夕卡岩型矿床中石榴子石和辉石成分特点及其与矿化的关系

本文对中国十四个接触交代钙夕卡岩矿床和钙-镁夕卡岩矿床中的三百多个样品的石榴子石和辉石成分进行了电子探针分析。不同矿床类型的石榴子石和辉石成分代表着钙夕卡岩矿床的十个矿种(Fe、Fe-Cu、Pb-Zn、W、Sn、Sn-Mo-Bi-W、、W-Bi-Cu-Mo、Cu-Zn、Cu-Sn、W-Zn-Cu)和钙-镁夕卡岩矿床的三个矿种(Fe-Cu、Mo、Pb-Zn)。石榴子石和辉石成分变化范围大,大多数石榴子石是含锰铝榴石+铁铝榴石+镁铝榴石小于15％(摩尔百分数)的钙铝榴石-钙铁榴石固溶体;大多数辉石是含小于5％的锰钙辉石的透辉石-钙铁辉石固溶体。有些Pb-Zn钙-镁夕卡岩矿床中的辉石显示出Mn含量有所增加。只有Sn和W钙夕卡岩矿床及Pb-Zn钙-镁夕卡岩矿床含(Sps+Alm+Pyr)总量大于15％的石榴子石。石榴子石和辉石成分与夕卡岩矿床金属矿化类型之间有某些联系。     

云南磷铝石谱学特征研究

使用电子探针、X射线粉晶衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计等仪器,对最近在云南发现的一种达到宝石级别的磷铝石进行了化学成分、矿物组成、红外吸收光谱、拉曼光谱、紫外可见吸收光谱等方面的研究。化学成分分析结果表明,该磷铝石的主要化学成分为P和Al,并含有少量的Fe和V;X射线粉晶衍射结果显示,该磷铝石的矿物成分主要为磷铝石,杂质较少;红外光谱与拉曼光谱分析均检出磷酸根基团的特征峰,红外光谱分析还显示有结晶水与结构水的存在;紫外可见吸收光谱在300和420 nm附近的吸收归属于Fe3+,630 nm附近较宽缓的吸收带由Fe3+和V3+共同产生。并将磷铝石与绿松石进行了谱学方面的对比分析,以便更好地区分两者。     

内蒙古阿刀亥矿晚古生代煤中矿物的赋存状态及成因

运用偏光显微镜、低温灰化+X射线衍射仪、带能谱的扫描电镜对内蒙古大青山煤田阿刀亥矿晚古生代CP2煤层中矿物的赋存状态及其成因进行了研究.研究表明阿刀亥矿CP2煤层中矿物包括硬水铝石、勃姆石、磷钡铝石、高岭石、铵伊利石、方解石、白云石、菱铁矿、锐钛矿、氟磷灰石、石英和黄铁矿.硬水铝石、勃姆石、磷钡铝石、高岭石和铵伊利石一般充填在丝质体、半丝质体、结构镜质体胞腔中或者分布在基质镜质体中.方解石和白云石主要充填在裂隙中.硬水铝石、勃姆石和磷钡铝石是由来源于本溪组铝土矿风化壳的物质在泥炭聚集时沉积形成的.铵伊利石是由于花岗岩侵入体的影响形成的.方解石和白云石可能来源于岩浆热液.     

AlPO4高温高压相变研究

利用配有电阻炉外加热装置的金刚石对顶砧及紧装式六面顶高压容器,在500—1700℃和常压至17.8GPa温压范围内,对AlPO₄进行了实验研究。常压下,磷铝石(石英型AlPO₄)向鳞石英型AlPO₄转变的温度约为778℃,鳞石英型向方英石型AlPO₄转变的温度约为1100℃,块磷铝石α-β相转变的温度为586℃。在5.4 GPa和1300℃以下,块磷铝石保持稳定,在5GPa和大于1700℃时,发现AlPO₄分解为Al₂O₃,(刚玉)和P₂O₅鳞石英型AlPO₄在6GPa及500℃转变成斜方晶系新相,新相在室温常压下的晶胞参数为:a=4.930Å,b=7.200Å和c=6.165Å,鳞石英型AlPO₄及块磷铝石在11GPa以上均变为NiSO₄型结构。文中讨论了AlPO₄与SiO₂的异同,并给出了一个AlPO₄可能的相图。     

沉积岩中的含硫和钙的磷锶铝石

一般特点及物理性质龙门山拗陷中段是一个很有意义的泥盆纪沉积磷矿的成矿区。在成矿区的西侧,含磷岩系的岩性序列自下而上为:角砾状和致密块状磷块岩、磷铝质岩、黑色页岩和细砂岩。在磷铝质岩中,有时在磷块岩层上部,产有一种沉积岩中罕见的自生矿物——磷锶铝石的合硫和钙的变种。该矿物首先由段前烈、舒銮绶等同志发现,定名为硫磷铝锶矿,并认为与其变种羟硫磷铝锶矿相当。磷铝质岩呈灰色、晤灰色及灰黑色,有时带咖啡色,中厚层至厚层状(照片1),主要组成矿物是磷锶铝石及粘土矿物(以高岭石为主,有少量水云母),此外尚有磷灰石、黄铁矿、有机质,以及陆源碎屑矿物:电气石、锆石、金红石、磁铁矿、钛磁铁矿等。磷铝质岩成似层状或透镜状产出,沿走向方向在该区南北两端相变为硅质岩。     

Olgite矿物的合成、发光性能和结构特征

以Na2CO3, BaCO3, SrCO3, NH4H2PO4和Eu2O3为原料,利用高温固相反应法合成了Eu3+离子掺杂的磷锶钡钠石(Ba,Sr)(Na,Sr)2Na(PO4)2粉末样品.用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)和扫描电镜(SEM)等技术对其物相组成、结构和晶体形貌进行了表征.探讨了不同晶体结构中Sr/Ba比对晶体结构和发光性能的影响.实验通过对Eu3+的发光特点的表征和研究,分别测试了Eu3+离子的室温激发光谱和发射光谱.研究结果表明:(Ba,Sr)(Na,Sr)2Na(PO4)2属简单六方晶系,所有的振动均来自PO43-阴离子团,Eu3+占据非反演中心的格位,该材料中阳离子位置具有高度扰动性的特点.     

高分辨电感耦合等离子体质谱法测定地球化学样品中钪钇和稀土元素

建立了高分辨电感耦合等离子体质谱法(HR-ICP-MS)测定地球化学样品中钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥的分析方法。样品经氢氟酸-硝酸-硫酸-王水消解,试液直接用HR-ICP-MS测定钪、钇和14种稀土元素。用高分辨模式有效地避免了多原子离子及难熔氧化物离子对待测元素测定的干扰,为钪、钇和14种稀土元素选择了最佳的测定同位素和合适的分辨率;用地球化学标准物质制备的溶液优化仪器工作参数,确定了最佳的仪器测定条件。方法检出限(6σ)为0.003～0.013μg/g(稀释因子为1000),相对标准偏差(RSD,n=12)小于6%。方法经国家一级地球化学标准物质验证,测定值与标准值吻合。     

鄂尔多斯盆地延长组长7段沉积岩元素地球化学特征及沉积环境分析

沉积岩的地球化学特征可以反映盆地沉积环境。为了探讨鄂尔多斯盆地延长组沉积时期古气候、氧化还原条件、古盐度等特征,对鄂尔多斯盆地东南部铜川延长组长7段的5个砂岩、8个页岩样品进行主量、微量以及稀土元素地球化学分析。结果显示,长7段细粒沉积物Al₂O₃/SiO₂值与K₂O/Na₂O值指示样品成分成熟度差别不大,黏土矿物含量较高。∑REE平均值为132.65×10^-6,明显低于北美页岩平均稀土元素含量,也低于全球平均大陆上地壳值;LREE分异程度较高,呈微弱的Eu正异常,无Ce异常。“C值”、Sr/Cu、Rb/Sr、Mg/Ca等指标显示延长组沉积期整体处于温暖潮湿的气候区。研究区样品富集微量元素U、Sc、Cs(平均20.11×10^-6、9.66×10^-6、6.08×10^-6),结合V、δU、Th/U、V/Cr、V/Sc、V/(V+Ni)等指标分析,结果指示延长组沉积期以底层水体呈强分层的还原环境为主。Li、Sr、Ni、Sr/Ba、(MgO/Al₂O₃)×100等值显示沉积期水体总体为淡水-微咸水。     

白云岩风化剖面元素地球化学特征:对黔中九架炉组“三稀金属”富集机制的启示

黔中早石炭世九架炉组铝土矿含矿岩系富集Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th和稀土(REEs)等"三稀金属",具有成为独立矿床或伴生资源的潜力。这些元素大部分与九架炉组共有同一母岩,且富集程度受母岩的成分和风化作用控制。本研究选取九架炉组母岩乌当娄山关群白云岩和纳雍牛蹄塘组泥质白云岩的现代风化剖面为研究对象,研究元素在风化作用过程中的迁移特征及分布规律,进而为九架炉组微量元素的富集机制提供启示。研究获得以下认识:1)依据剖面结构、ZrHf、Nb-Ta、Y-Ho二元图特征及REE配分曲线和Eu/Eu*值的相似性表明研究区土层主要来源于基底或母岩的风化; 2)白云岩风化成土过程中Si、Fe、Cr、As、Sb、Ti、Nb、Ta、Zr、Hf、Th、REEs等元素化学性质相对稳定,富集程度较高,而Ca、Mg、Na、K、Sr、P、Mo、Cd等元素化学性质活泼,容易淋失亏损; 3)纳雍剖面REEs~(3+)和Ca~(2+)半径差与REEs富集系数相关性良好,表明碳酸盐岩风化过程中,含钙矿物磷灰石是稀土元素分配的重要控制因素; 4)九架炉组的母岩也是Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th等微量元素的主要物质来源,母岩风化过程中,这些微量元素首先在副矿物、黏土矿物、铝矿物及磷灰石等矿物相中初步富集,之后随风化碎屑物一起沉积形成微量元素超常富集地层; 5)纳雍剖面地表和地下水提供了部分P、Be、Zn、Sb、Pb、Y及REEs来源,指示水体迁入作用也是九架炉组REEs富集的重要原因。研究表明黔中九架炉组微量元素的来源较复杂,风化-沉积过程中,化学性质稳定的元素残留在风化碎屑物中并被搬运-沉积在负地形中,而化学性质活泼的元素首先被带入水体,在沉积-成岩过程中特定条件下发生二次富集作用(例如次生矿物的形成及吸附)形成微量元素富集的地层。     

贵阳市区地表/地下水化学与锶同位素研究

贵阳市及邻近地区地表和地下水的化学与Sr同位素组成变化反映了典型喀斯特地区地表/地下水文系统的水-岩反应和城市污染特征:水体中的化学溶解物质主要来源于碳酸盐岩(石灰岩和白云岩)的风化作用和膏岩层的溶解,其次为人为污染物的输入;污染物以K+,Na+,Cl-,SO2-4,NO-3为主,枯水期因大气降水补给小而受人为活动影响较大;丰水期和枯水期地表/地下水的化学组成变化说明地表/地下水交换活跃,地下水环境容易受到人为活动影响。     

地球化学分区标准化方法在区域化探信息提取中的应用

从区域化探数据中提取找矿地球化学信息是目前化探工作的重要研究课题,地球化学背景与异常划分是提取找矿地球化学信息的关键。水系沉积物是岩石风化的产物,是上游汇水盆地物质的天然组合,在化学成分上与上游汇水盆地岩石组成具有明显的继承性。水系沉积物中成矿成晕元素含量与常量元素含量之间亦有着密切关系。笔者基于水系沉积物样品特点,采用地球化学分区标准化方法圈定地球化学异常。研究发现,利用常量元素进行地球化学分区是可行的;分区标准化数据处理可以有效地压抑高背景区非矿异常,并强化低背景区矿致异常,突出了找矿信息。以成矿成晕元素标准化数据的因子得分圈定矿化类型综合异常,集中体现了矿致异常信息。     

大兴安岭中南段塔尔气地区满克头鄂博组火山岩地球化学特征及地质意义

塔尔气地区满克头鄂博组火山岩主要为流纹岩、流纹质凝灰熔岩和流纹质晶屑凝灰岩,主量元素分析结果表明该火山岩具有准铝-弱过铝质（Al2O3=11.55%~14.76%,A/CNK=1.01~1.35）、富碱（Na2O+K2O=4.56%~8.79%）、贫钙镁的岩石化学特点.稀土元素分析结果表明火山岩ΣREE含量较高（平均为168.69×10-6）,稀土元素配分模式图均呈右倾型,LREE为轻度富集型,HREE分布相对较为平坦,铕负异常明显（δEu=0.29~0.72）,岩石Rb/Sr=0.3~11.4,微量元素明显富集LILE （Rb、Ba、K）而亏损HFSE （Nb、Ta、Ti）.结合地球化学特征及前人研究资料,认为塔尔气地区满克头鄂博组火山岩具有壳源岩浆的典型特征,岩浆源区有斜长石残留或岩浆经历了斜长石的分离结晶作用;满克头鄂博组火山岩属于A型火山岩,可能是蒙古-鄂霍次克洋闭合后的岩石圈伸展体制下的产物.     

铕异常在地质学中的应用

Eu是地学界最受关注的变价稀土元素(Eu、Eu2+和Eu3+)。长期以来, "Eu异常"(δEu)作为重要的地球化学参数而被广泛应用于刻画精细地质过程。一般认为, Eu2+的存在及其在自然环境中的稳定性是造成"Eu异常"的主要原因, 但查阅近期有关文献显示, 很多关于"Eu异常"的成因解释存在模棱两可甚至相互矛盾的情形。本文在梳理"Eu异常"的定义以及计算公式的基础上, 总结了不同地质过程中Eu异常的应用现状及相关的实验地球化学成果, 包括岩浆演化、热液作用、沉积作用、变质作用、风化作用等。综合研究表明, 造成不同地质过程中"Eu异常"差异的主要因素有: (1)母岩浆(熔/流体)的Eu含量; (2)不同矿物相的晶体化学效应(离子半径); (3)温度-压力条件; (4)氧化-还原条件(氧、硫逸度); (5)水-岩作用; (6)流体酸碱度(pH值); (7)络合作用; (8)吸附作用; (9)风化作用; 以及(10)星云冷凝与挥发等。其中, "Eu异常"的定量表述和应用均涉及到岩浆、熔/流体或矿物中Eu2+和Eu3+的精确测定。但纵观当前应用于地球科学的众多测试手段, 除X射线吸收光谱(XAS)可以原位测定Eu2+、Eu3+的相对含量外, 尚缺乏精确测定研究对象中Eu2+、Eu3+含量的可行方法。由此提出, 实验地球化学将是解决"Eu异常问题"的新途径, 利用已知Eu2+、Eu3+含量的熔/流体开展重要地质过程的模拟, 可有效揭示"Eu异常"变化的关键制约因素。     

川西归宁地区西康群物源和构造背景: 来自碎屑岩地球化学的约束

川西归宁地区紧邻江浪穹隆和长枪穹隆,大面积出露三叠系西康群,主体表现为一套浅变质的浊积岩复理石建造。对该套地层的碎屑岩进行岩石学、地球化学特征研究,并对物源和其亲缘关系进行了探讨。结果显示,砂岩主量元素SiO2、P2O5与上地壳相近,CaO、MgO较高,而Al2O3、Fe2O3、K2O、TiO2含量偏低;微量元素蛛网图呈"M"型向右缓倾,富Th、U、La、Nd、Zr、Sm,贫K、Nb、Sr、P、Hf元素;样品轻、重稀土元素分馏明显,属轻稀土元素富集型,具中等负Eu异常;化学蚀变指数及成分成熟度均偏低,反映出物源区化学风化程度弱,沉积物具近源快速堆积的特征,是活动构造带的首次沉积;砂岩-泥岩套的物源区指纹判别图解及微量元素值显示该区西康群为上地壳长英质物源区。根据地球化学构造判别图解,并结合野外调查的古水流和古地理重建的证据,该套碎屑岩沉积于活动大陆边缘及大陆岛弧的构造背景,其物源区有可能来自于南东方向邻近的康滇古陆,与扬子地块西缘具有较强的亲缘关系。