结构矿物学的新成果(续)

六、硅氧骨干的分类问题硅酸盐矿物的结构是人们比较关心的课题,下面分五部分来介绍:(一)硅酸盐矿物的结构研究的几个阶段:第一阶段,以W.L.Bragg为代表,在三十年代他研究了一些最重要的硅酸盐造岩矿物,形成了硅酸盐体系:岛状:[SiO_4],[Si_2O_7],[Si_3O_6],[Si_6O_(12)]链状:单链[siO_3]_n;双链[Si_4O_(11)]_n层状:[Si_4O_(10)]_n如云母架状:[Si_2O_4]_n如Na[ALSi_3O_8]在矿物学中形成了这样的概念,硅酸盐的结构以硅氧骨干为主体,矿物的性质,如解理,形态特征,光学性质,阳离子种类与硅氧骨干有关.这是硅酸盐研究的奠基阶段.     

胜利油田火山岩的岩浆网络及其意义

在前人工作基础上,研究了胜利油田火山岩岩浆网络特征,提供了胜利油田二氧化碳气藏与碱性橄榄玄武岩浆去气有成因联系的新证据。样品分别采自二氧化碳气藏区和非二氧化碳气藏区早第三纪的火山岩(潜火山岩)。选取了火山岩辉石中包裹体的棕色玻相、无色玻相和玻璃基质对其岩浆网络类型和断键程度用RAMANOR U-1000型激光拉曼探针进行了测定。然后对拉曼图谱进行处理,确定各玻相网络分子结构类型;再近似计算各玻相网络结构单元的相对摩尔百分含量;进一步算出各玻相的断键程度。结果表明,在岩浆演化的不同阶段其岩浆网络类型和断键程度是有区别的。随岩浆由早期向晚     

新疆西准噶尔地区阿尔卑斯型超基性岩中铬铁矿矿物包裹体研究

作者首次在阿尔卑斯型超基性岩铬铁矿造矿铬尖晶石中发现全结晶化硅酸盐熔体包裹体和不混溶晶体-流体包裹体。对本区铬铁矿矿石类型、矿物组合、结构构造作了简述。对造矿铬尖晶石中包裹体充填的子矿物:橄榄石、辉石、尖晶石、菱铁矿作了探针测定。另对二种包裹体在不同矿石类型中的分布作了研究。通常铬铁矿是由超基性岩浆液态分异出的富含H_2O、CO_2、N_2、CO、H_2、和CH_4等挥发组分的成矿熔浆团,在温度713—1200℃,主要成矿温度713—1000℃的物理化学条件相对恒定、冷却降温极为缓慢的深源环境中形成的岩浆     

华中高压变质柯石英的拉曼谱学研究

采用光学显微镜、X衍射仪和拉曼分子探针对华中皖西南榴辉岩中的柯石英的晶体结构和分子配位体结构进行了研究,在中国自己的实验室中首次测定了自然柯石英的拉曼散射谱并获得下列结论:①通常高压变质柯石英是不可能结晶成大的颗粒,其大小为几个微米至几十微米。②根据因子群分析理论确定石英的465cm~(-1)峰为对称伸缩振动A_1,柯石英的521cm~(-1)峰为反对称伸缩振动Bg。③利用拉曼分子微探针鉴定SiO_2多形具有独特的效果,研究表明在α-方石英(CR)石英(QZ)和柯石英(CS)中Si-O键长基本不变,但是[SiO_4]配位体密度从CR、QZ至CS是递增的,并导致矿物密度及[SiO_4]架状结构振动频率的增加,这为研究分子结构与地质体温度、压力之关系提供了新的依据。     

峨眉山大火成岩省平川苦橄岩地幔源区性质——来自橄榄石微量元素的制约

橄榄石是基性岩浆中最早期结晶的硅酸盐矿物之一,其主量、微量元素特征可以反映出岩浆演化环境、岩浆源区岩性和再循环组分性质等重要信息.本次研究通过对峨眉山大火成岩省平川苦橄岩中橄榄石主量和微量元素分析,以及橄榄石内尖晶石包裹体分析,并与大理苦橄岩中橄榄石和尖晶石成分进行对比,来探讨不同苦橄岩母岩浆氧逸度及源区性质的异同.橄...     

金刚石中的矿物包裹体

山东、辽宁金伯利岩区金刚石中的矿物包裹体是单晶相及多晶相的。大部分原生矿物包裹体为橄榄石,也有铬尖晶石、镁铝榴石、单斜辉石、斜方辉石、自然铁、针镍矿、柯石英、方解石及石墨。云母为后生包裹体矿物。橄榄石包裹体矿物富含Fo及Cr_2O_3。镁铝榴石矿物包裹体为紫红色,含Cr_2O_3,MgO及镁铬榴石分子高,形成压力为7.5GPa。单斜辉石包裹体矿物为绿色,形成温度和压力分别为:1531℃和4.5GPa。铬尖晶石包裹体矿物含Cr_2O_3及Cr/(Cr+Al)比值高,而含Al_2O_3低。柯石英的SiO_2含量为99.15％。自然铁含有少量的Co,Ni。针镍矿在金刚石中较常见。在橄榄石矿物包裹体内,见有方解石产出,其为同生矿物包裹体。     

莫来铁尖晶岩的发现和玄武岩浆的深部分异作用

莫来铁尖晶岩是首次发现的一种新型火山岩,由铁尖晶石、莫来石、铁板钛矿和火山玻璃组成,其平均化学成分相当于一个简化的SiO_2-FeO~*—Al_2O_3三元系。莫来铁尖晶岩浆是原始岩浆深部分异的结果。原始玄武岩浆在地幔深处分离结晶出富含硬玉分子的斜方辉石、单斜辉石,进化岩浆向富Al、Fe而贫Si的方向演化,最终产生莫来铁尖晶岩浆。后者喷出地表,冷凝结晶形成莫来铁尖晶岩。     

金川含铜镍超基性岩体的岩浆包裹体特征及其地质意义

作者首次于金川含铜镍超基性岩体中发现了岩浆包裹体。本文系统研究了岩浆包裹体特征,阐述了包裹体中橄榄石、斜方辉石、单斜辉石、铬尖晶石等晶相子矿物的化学成分以及F_2、Cl_2,CH_4、H_2S、H_2O、SO_2、CO_2等气相挥发组份。测温结果表明,原生岩浆包裹体的均一化温度介于950—1100℃。各造岩矿物中原生岩浆包裹体的发现,证明金川岩体为岩浆成因。包裹体中不混熔现象的发现,证明各类岩石和矿体是铁质超基性含矿熔浆在液态就地分熔成不同成分的熔体,并在不同的物理化学条件下结晶而成。这些研究对认识成岩成矿的物化条件和成因具有重要意义。     

新疆西准噶尔地区阿尔卑斯型超基性岩的成因及其演化

本地区阿尔卑斯型超基性岩在温度约800—1200℃、压力约0.9—1.68GPa、差异应力0.2—0.35GPa和比较干的条件下发生了塑性变形作用,形成一套以残碎斑结构为主并有糜棱结构的超基性岩质糜棱岩。在残碎斑状矿物和造矿的铬尖晶石中的原生全结晶化硅酸盐熔体包裹体和熔流体包裹体的发现和研究,证明该类岩石是在温度约1200—1300℃、压力约1.1-1.38 GPa,大致相当40-50 km深处,庄物理化学条件相对恒定的环境中,经硅酸盐熔浆液态分异形成的岩浆岩。在重结晶次生橄榄石和辉石中未发现任何包裹体,说明超基性岩塑性变形作用是在岩浆成岩之后。     

新疆西准噶尔地区阿尔卑斯型超基性岩的成因及其演化

本地区阿尔卑斯型超基性岩在温度约800—1200℃、压力约0.9—1.68 GPa、差异应力0.2—0.35GPa和比较干的条件下发生了塑性变形作用,形成一套以残碎斑结构为主并有糜棱结构的超基性岩质糜棱岩。在残碎斑状矿物和造矿的铬尖晶石中的原生全结晶化硅酸盐熔体包裹体和熔流体包裹体的发现和研究,证明该类岩石是在温度约1200—1300℃、压力约1.1—1.38GPa,大致相当40—50km深处,在物理化学条件相对恒定的环境中,经硅酸盐熔浆液态分异形成的岩浆岩。在重结晶次生橄榄石和辉石中未发现任何包裹体,说明超基性岩塑性变形作用是在岩浆成岩之后。     

铝硅酸盐矿物和玻璃中Al的配位与局部结构

利用同步辐射的AlK边X射线吸收近进结构（XANES）谱研究了刚玉和铝硅酸盐矿物（蓝晶石,红柱石,夕线石和钠长石）中Al的配位与局部结构,证明该方法可以作为新的结构探针研究结构未知体系中Al的配位与局部结构。例如,Al的K边XANES谱证明在室温压条件,钠长石玻璃中的Al保持为四面体配位（AlIV）,局部结构与钠长石晶体中的Al相似;尽管硬玉晶体中的Al为八面体配位,但硬玉玻璃中的Al变为四面体配位（AlIV）。而在相同的高温压条件（4．4GPa,1575C）下制备的硬玉-钠长石玻璃系列中,压力引起四面体配位的Al变成五次（Alv）和六次配位（AlVl）,且五次和六次配位Al的比例随玻璃中硬玉含量的增加而增大。     

含Mg矿物和玻璃中Mg的局部结构研究

本文用同步辐射的MgK-边X射线近边结构谱(XANES)研究了9种含Mg矿物的MgK-边特征谱,其谱的能量位置随着配位数的增加而增大;建立了含Mg矿物中Mgk-边的能量与Mg-O键距的关系CaMgSi2O6(Di)-NaAlSi3O8(Ab)玻璃中MgK-边XANES的能量和Mg-O的键长的关系.在Di-Ab玻璃中的Mg-O键距是0.2±0.004nm.表明本方法可以作为研究含Mg矿物Mg的配位与局部结构新的结构探针.     

新疆构造运动期序及特征

新疆地域辽阔,地质构造运动复杂,特征各异。前人曾对新疆构造运动的划分及命名做了大量工作,但多有不一致,有些构造运动的划分或命名依据不足,因此失去了应有的代表性。现根据实际资料,对新疆地质构造运动重新归纳和认识,提出新疆境内构造运动可划分为11期32幕(次),其中前寒武纪6期、古生代2期17幕(次),中新生代3期9幕(次)     

矿物和玻璃中NaK—边的同步辐射XANES研究

本文利用同步辐射的NaK-边X射线近边结构谱（XANES）研究了含Na矿物NaK-边的特征谱，其谱的能量位置随着配位数垢增加而增大，同时建立了含磷（P）的钠玻璃中NaK-边的能量，随着P的含量增加而增大，由此表明本方法可以作为研究含Na矿物和Na玻璃的配位与局部结构的新方法。     

流体包裹体各相体积测定的现状和探索

流体包裹体研究是地质研究的重要手段之一，而流体包裹体各相的体积则是一个重要的参数。早期得不到体积数据，只能给出包裹体的二维面积。中国科学院地球化学的研究所包裹体实验室曾提出一条换算曲线，根据二维面积推测体积小，误差较大。     

高温高压下玄武质淬火玻璃的折光率研究

在1.00～3.50GPa、1500～1700℃的温压范围,以福建闽清碱性玄武岩FM-91为初始物料,进行了高温高压熔融实验,通过对淬火玻璃的成分和折光率的研究,发现压力的改变对折光率的变化有着较大的影响,而温度的改变基本不影响折光率,并讨论了在成分不变的前提下,温度和压力的改变对熔体结构的可能影响及意义.     

高温高压下玄琥质淬火玻璃的折光率研究

在１．００－３．５０ＧＰａ、１５００－１７００℃的温压范围,以福建闽清碱性玄武财ＦＭ－９１为初始物料,进行了高温高压熔融实验,通过对淬火玻璃的成分和折光的研究,发现压力的发迹对折光率的变化有着较大的影响,而温度的改变基本不影响折光主,并讨论了在成分不变的前提下,温度和压力的改变对熔体结构的可能影响及意义。     

物相之间氧同位素分馏的高温高压实验研究

应用理论计算、实验测定和经验估计三种方法均能获取含固体矿物体系的氧同位素分馏系数,其中高温高压实验研究不仅能够得到物相之间的同位素平衡分馏系数,而且能够提供与同位素交换动力学和机理有关的信息。同位素分馏系数的实验校准方法已经由原来的两相体系（矿物Ｈ２Ｏ、矿物ＣＯ２和矿物ＣａＣＯ３）交换发展为三相体系（ＣａＣＯ３矿物流体）交换,化学合成、重结晶和矿物反应技术得到了进一步应用。本文评述了近十年来这一领域的研究进展,着重介绍了Ｈ２Ｏ、ＣＯ２和ＣａＣＯ３作为交换介质进行氧同位素分馏系数校准的技术原理和结果,探讨了热液和碳酸盐交换实验结果不一致的原因。     

C—O—H体系高温高压流体相组成的热力学研究

本文在C－O－H体系流体相平衡基础上,利用现有的热力学数据和新的p－V－T资料,在pT=∑pi假定下,计算了高温、高压条件下流体相组成。结果表明,该体系主要存在五种流体相,在不同温压条件下各流体相所占比例不同。在相对较低的温、压条件下,CH4是体系中占主要的流体相（约占70％）,且随温、压和氧逸度的升高,它所占比例却明显降低,所获结果为探讨无机成因天然气形成的可能性、存在的量比和稳定存在的物理化学条件提供了充分的理论依据。     

几种天然玻璃的氧平均体积

通过计算天然玻璃的氧平均体积,发现该值对于雷公墨来说基本为一常数,未显示出冲击压力的影响。火山玻璃的氧平均体积与沸石、橙玄玻璃相近,由此得出沸石、橙玄玻璃形成时体积变化趋势。氧平均体积与密度的倒数成良好直线关系,不同玻璃有不同的直线。橙玄玻璃的氧平均体积和其中水的分子体积表明水是以单个分子进入玻璃结构,类似“结晶水”和“沸石水”,而不是聚合状态的水。