交代实验形成的硅镁石族矿物特征和物理化学条件

本文概括了1939—1988年以来硅镁石族矿物研究的进展;叙述了以橄辉岩和结晶石灰岩或黑云母石英片岩和白云质大理(或白云)岩作试料,在450—700℃和(500—1400)×105Pa的温度和压力下的近中性卤素化合物水溶液中,交代作用出现的硅镁石族矿物的特征:探讨了它们形成时的物质组分及其活度,反应溶液及其pH值,氧化还原环境,压力和温度等物理化学条件;并用拓朴学的原理剖释了硅镁石族矿物和其最密切共生的矿物——镁橄榄石、水镁石和叶蛇纹石依赖于的变化和它们之间的内在联系;揭示了硅镁石族矿物形成的机理。     

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。     

苏鲁超高压变质带石榴石橄榄岩中含钛硅镁石出溶体的发现及其意义

在苏鲁超高压变质带南部东海地区的中国大陆超深钻预先孔CCSD-PP1中获得了石榴石橄榄岩样品,在石榴子石内单斜辉石包裹体中首次发现钛斜硅镁石和钛粒硅镁石出溶体结构,钛斜硅镁石和钛粒硅镁石呈出溶棒和出溶片晶产出。根据石榴子石中包裹体的成分计算包裹体的形成温压条件为t=716～914℃;p=4.8～5.1 GPa。根据钛斜硅镁石出溶体的X_(OH)=1,X_F=0,X_(Fe)=0.074～0.094(平均0.082),X_(Ti)=0.41～0.74(平均0.56),估算钛斜硅镁石出溶结构形成在压力>3.5 GPa条件下(>850℃),这种出溶结构记录了该岩石在早期折返过程中仍处在超高压变质环境中。     

红土镍矿中镁橄榄石在高浓度氢氧化钠中的浸出过程

根据红土镍矿中镁橄榄石的存在形式,采用高温固相法合成Mg2SiO4,通过正交试验优化Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中的浸出过程,利用XRD对浸出反应渣进行物相分析,探讨了液固比、氢氧化钠浓度、反应时间和反应温度对Mg2SiO4中SiO2的浸出率的影响。结果表明:Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中浸出过程优化实验条件为,反应温度220℃,反应时间120min,液固比6∶1,NaOH浓度85%;浸出反应渣的XRD分析结果表明:NaOH介入硅酸盐晶格中,其中间产物为Na2MgSiO4,Mg2+经过碱熔融过程可以脱离SiO4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。     

大别山超高压变质镁铁－超镁铁岩中钛斜硅镁石（±钛粒硅镁石）—菱镁矿组合成因

大别山超高压变质镁铁－超镁铁岩中钛斜硅镁石（±钛粒硅镁石）—菱镁矿组合成因樊祺诚，刘若新，徐平，张旗，赵大升，马宝林（国家地震局地质研究所．北京１０００２９）（中国科学院地质研究所．北京１０００２９）关键词大别山，镁铁－超镁铁岩，钛斜硅镁石（±钛粒硅...     

黄山东镁铁-超镁铁侵入杂岩中橄榄石深部结晶作用的发现

近年来,在新疆哈密黄山地区发现了一系列与铜镍硫化物矿床有关的镁铁超-镁铁侵入杂岩,构成了黄山铜镍成矿带。黄山东镁铁-超镁铁侵入杂岩为该成矿带重点岩体之一,其主要造岩矿物橄榄石深部结晶作用的发现对于丰富岩浆的成因理论、确切地解释杂岩体成岩成矿过程中岩浆的分异演化和成矿带内其它杂岩橄榄石深部结晶作用的确定均有重要意义。     

红土镍矿中镁橄榄石在高浓度氢氧化钠中的浸出过程北大核心CSCD

根据红土镍矿中镁橄榄石的存在形式,采用高温固相法合成Mg2SiO4,通过正交试验优化Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中的浸出过程,利用XRD对浸出反应渣进行物相分析,探讨了液固比、氢氧化钠浓度、反应时间和反应温度对Mg2SiO4中SiO2的浸出率的影响。结果表明:Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中浸出过程优化实验条件为,反应温度220℃,反应时间120min,液固比6∶1,NaOH浓度85%;浸出反应渣的XRD分析结果表明:NaOH介入硅酸盐晶格中,其中间产物为Na2MgSiO4,Mg2+经过碱熔融过程可以脱离SiO4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。     

钛粒硅镁石:冷俯冲带蛇纹岩超高压变质的特征变质矿物

蛇纹岩矿物组合简单,主要组成矿物蛇纹石的温压稳定范围很大,这导致确定蛇纹岩的变质温压条件存在困难。本文通过实验岩石学模拟的方法,确定了钛粒硅镁石是蛇纹岩经历超高压变质的特征变质矿物。根据实验观察,压力达到3.0~3.5 GPa条件下,600~700℃范围内均存在钛粒硅镁石的生成反应,说明钛粒硅镁石在压力大于3.0~3.5 GPa条件下才能稳定;温度高于750℃,钛粒硅镁石开始减少直至消失。至于钛粒硅镁石的压力上限,由于实验条件所限,本次实验并未得出。钛斜硅镁石先于钛粒硅镁石出现,晚于钛粒硅镁石消失,稳定的温压范围更大。对实验样品观察发现,普遍存在钛粒硅镁石、钛斜硅镁石和橄榄石互为核边、互相交生的现象,这些实验现象与自然界中观察到的现象一致。低温高压条件下,由于这3类矿物结构的相似性,钛斜硅镁石与橄榄石通常出现互为核边的现象;随着温度升高,钛斜硅镁石以斑块或者片晶出现在橄榄石中,直至最终分解消失。钛粒硅镁石的出现与否取决于温压条件：低温低压条件下,钛粒硅镁石不稳定,发生分解产生钛斜硅镁石,出现钛斜硅镁石包裹钛粒硅镁石的现象;低温高压条件下,钛粒硅镁石稳定生长,出现钛粒硅镁石发育于钛斜硅镁石边部的现象;高温条件下,钛粒硅镁石不稳定,以片晶形式存在于橄榄石或钛斜硅镁石中。研究表明,钛粒硅镁石稳定于低温高压条件,确定其为冷俯冲带蛇纹岩超高压变质的标志。同时详细的岩相学显示了钛硅镁石矿物在高压变质过程中的行为,从而为俯冲带超基性岩变质研究提供理论依据。     

钙-铈氟碳酸盐矿物系列中新规则混层矿物的晶格象研究

本文用电子衍射和晶格象技术研究钙-铈氟碳酸盐矿物微结构特征。除确定有氟碳铈矿(B),氟碳钙铈矿(BS)、伦琴矿(BS_2)和B_3S_2规则混层矿物外,还首次发现了9种B_mS_n(m≥++n)型新的规则混层矿物。这些新规则混层矿物,往往以共格的形式共存于一个自然晶粒之中。大量的SAED和晶格象揭示了这类稀土矿物各成员之间的相互结构关系。研究表明:钙-铈氟碳酸盐矿物系列中矿物衍生体的微结构特征及其变化是相当复杂的,它们是由不同组分的氟碳铈矿(B)和直氟碳钙铈矿(S)的结构单元层在c轴方向通过不同比例堆垛方式,形成一系列新规则混层矿物及多型。     

金刚石中晶格氢的UHF法计算分析

对金刚石中晶格氢进行了UHF法计算，结果表明，空穴吸引1～4个氢原子均可以稳定存在。空穴具有吸引较多氢原子在其周围的倾向，最多可以达到4个氢原子。当空穴吸引1个氢原子时，氢原子倾向于直接存在于碳晶格空穴中，不改变化学键的键长，即以顺磁性氢的状态存在时更为稳定。     

天然磁铁矿中方铁矿的调制结构及畴结构

用高分辨电子显微术研究了攀枝花磁铁矿的超微结构，选区电子衍射量显示有方铁矿共生，并且方铁矿中有调制结构，周期约为方铁矿晶胞的２．６倍，具有一维非公度特征。［００１］取向的结构象也清楚地显示该调制结构，磁铁矿还含有丰富的畴结构，畴界面分基面和非基面两类，有方铁矿与畴结构共生，对这些微结构的成因进行了讨论。     

沉积成矿系列研究的新进展

沉积成矿系列强调沉积矿产组合与其成因关系、区域分布、在特定地质时代中的发育以及大地构造格局之间的关联性。本专题的研究成果是为沉积矿产资源的战略规划服务的。本文讨论了四方面的问题:(1)沉积成矿系列7大类型和形成因素;(2)中国大陆的7个沉积成矿系列区域;(3)从元古宙到第四纪沉积成矿系列对比的6大时代段;(4)关于沉积成矿系列集聚的两大主要控制作用。     

集宁岩群孔兹岩系的变质岩石学特征和沉积环境浅析

基于在测区内先后开展的八幅矿调项目,通过对集宁岩群孔兹岩系岩石学、地球化学特征的分析和孔兹岩系变质原岩的恢复表明:集宁岩群孔兹岩系原岩主要为中酸性凝灰岩、泥(或页)岩、白云质泥灰岩、砂岩,是一套粒度极细的碎屑沉积岩。沉积物运距离长、沉积时水动力条件较稳定,说明集宁地区在前寒午纪时一度处于较稳定的还原条件下的克拉通盆地环境。物源区岩性应为中酸性火山岩(花岗闪长岩质),且地层厚度较大,说明在元古代早期,集宁附近曾经出露过大量中酸性花岗岩。部分麻粒岩的原岩为玄武岩,表明在元古代时期华北地台西部曾经有过一定规模的基性岩浆岩侵入事件,间接揭示出华北地台克拉通化痕迹。     

辽宁省成矿系列研究

根据与成矿有关的地质构造条件、岩浆作用、沉积作用和矿床本身的特征,将辽宁省矿床系列划分为4个系列组合、即与岩浆作用有关的成矿系列组合、与变质作用有关的成矿系列组合、与沉积作用有关的成矿系列组合、与地下热卤水成矿作用有关的成矿系列组合.在此基础上进一步划分出了17个成矿系列.辽宁省地壳演化经历了太古宙-古元古代基底形成、中元古代-中三叠世地台盖层发展、中三叠世以后地台活化等发展阶段.其中在基底形成阶段形成1、9、10、11、12成矿系列.在盖层发展阶段形成了2、4、14、15、16、17成矿系列.在地台活化阶段形成了3、5、6、7、8成矿系列.进入第四纪以来,形成了各种类型的冲积、洪积砂矿床,构成了第13成矿系列.     

中国东部中生代盆地非金属成矿系列及成因机制

本文通过对中国东部中生代火山-沉积建造特征及其中膨润土、沸石和珍珠岩成矿系列和形成规律的研究,认为上述非金属矿床的成矿作用主要受中生代北东、北北东向断陷带和断陷盆地的控制。区域构造控制了火山活动和沉积作用,从而控制了盆地的形成和演化,使其中堆积了相当厚的多旋回陆相火山-沉积建造,为膨润土、沸石等矿床的形成提供了丰富的类似的物源、相似的转化介质及古气候、古地理等必要的条件和环境。从而构成了上述非金属矿产共生与伴生的成矿系列,并广泛分布于中国东部三个成矿区和五个成矿带之中。     

Mg-Cr~(2+)橄揽石、辉石和尖晶石的晶胞参数测定及Cr~(2+)在各晶体结构中的占位

本文用Mg－Cr2+做榄石、辉石、尖晶石的粉晶X射线衍射数据，采取“整体图谱最小二乘Rietveld”方法计算了上述矿物的晶胞参数和摩尔体积，并对Cr2+在各晶体结构中的占位情况进行了研究。结果显示，各矿物的晶胞参数随含Cr2+量的增大而增大。据Vegard定律，推算出各端元组分铬橄榄石（Cr2SiO1）、铬辉石（Cr2SiO2O6）及立方铬尖晶石（Cr3O4）的摩尔体积分别为47．7，68．0，44．9cm3。精化结构参数指示，在橄榄石中，Cr2+随机分配在两个八面体（M1，M2）位置；在辉石中，Cr2+优先选择八面体M2位置；在尖晶石中，Cr2+占置四面体位置。这种晶体内离子分配可从离子半径差别或晶体场稳定能大小得到解释。     

成矿系列研究若干问题讨论

本文讨论了成矿系列的概念、划分原则、含矿建造、形成时代、联系纽带、形成模式及叠加复合等问题,探讨了成矿区(带)划分和成矿系列的关系及如何运用成矿系列理论指导找矿的问题,分析了今后成矿系列研究的发展趋势。     

煤系地层中高岭石的形态-成因类型

大量的透射电子显微镜(TEM)观察表明:煤系地层中的主要粘士矿物——高岭石有独特的形貌特征。这些特征反映物源、沉积环境以及成岩后生作用的特点。本文将矿物形态与成煤各阶段的地质环境相联系,把煤系地层中高岭石划分为碎屑状高岭石、胶凝状高岭石、玻屑状高岭石、鳞片状高岭石四种形态-成因类型。它们相应的成因类型为沉积成因、胶体成因、火山灰蚀变成因、成岩变质成因。认识和研究高岭石矿物的形态与成因,在煤田地质学领域中有理论和实用意义。