论烧变矿床与烧变岩研究及其意义

烧变矿床及烧变岩系煤自燃的产物。从宏观及微观上搞清其产状、分带性、物质组分及其形成机理。开拓地质科学的新领域,填补岩石矿物学及矿床学中的空白。并作为找煤的有效标志及增加耐火材料、建材、陶瓷原料的新类型和基地。     

烧变岩岩石学及稀土元素地球化学特征

烧变岩的研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理的探讨.为了获得有关烧变岩基本特征的数据资料, 本文利用扫描电镜、能谱测试、古地磁及ICP-MS等测试手段对陕北神木地区烧变岩进行了系统的岩石学及稀土元素地球化学的分析研究.剖面上将烧变岩分成烧熔岩和烧烤岩两个序列.扫描电镜观察及能谱测试显示, 各矿物均显示烧熔迹象, 除伊利石外未发现其他类型粘土矿物; 磁化率测试显示烧变岩具异常高的磁化率; 地球化学分析显示烧变岩稀土元素配分特征近于沉积岩(原岩) 特征; 纵向剖面上, 随烧变程度增大(由烧烤岩至烧熔岩) 其稀土元素总量逐渐减小, 烧熔岩稀土元素总含量较烧烤岩的要明显低; 另外, 烧熔岩表现为较明显的Ce负异常, 而烧烤岩则表现为无Ce异常, 有些甚至表现为偏正异常.      

神木北部矿区烧变岩水文地质特征

神木北部矿区烧变岩主要分布于窟野河、乌兰木伦河、考考乌苏河及牸牛用流河两侧。为一外缘受侵蚀切割而裸露,内侧与正常岩层呈过渡接触的条带状含水岩体。厚度10～60m,其节理、裂隙发育,裂面张开,充填物极少,密度为每米6～12条,多为NNE和NWW向。由于煤层燃烧形成空洞或厚度变溥,使上覆岩层在重力作用下坍塌,多数地段已不存在层理、裂隙、孔隙极发育的破碎岩块,毫无规律地重叠摞置在一起,从实测资料来看,其裂隙率数倍于正常岩层,为地下水的富集和运移创造了良好的条件。     

神府矿区活鸡兔矿井烧变岩水文地质特征

烧变岩是活鸡兔矿井的顶板充水含水层,直接威胁着矿井的生产安全。烧变岩分布广泛,裂隙发育程度在垂向上规律明显:下剧—中强—上弱。其富水性除受构造、地形和地貌的控制外,还决定于是否接受其他含水层的补给。烧变岩水水质良好,符合国家饮用水标准,供排结合是矿井水综合利用的有效方法。     

陕北能源化工基地烧变岩的分布特征及水文地质意义

在分析陕北能源基地烧变岩岩性特征及形成条件的基础上,归纳叙述了烧变岩的分布规律和烧变岩分布区的水文地质特征、地下水形成条件,并简要论述了烧变岩的富水性及其水文地质意义。烧变岩主要分布在秃尾河、窟野河及其支沟的两侧,呈条带状展布,长度十到几十千米,宽度一般1-2km,分布面积近700km^2。烧变岩裂隙、孔洞发育,十分有利于上部萨拉乌苏组地下水的越流补给,通常以大泉的形式排泄于近沟脑的部位,流量、水质稳定;或于烧变岩底部盆形构造区富集,利用烧变岩地下水可缓解近期能源基地供水紧张的局面。     

埃达克岩的特征、成因及构造意义

与多数弧岩浆岩具有玄武岩、安山岩、英安岩和流纹岩的岩石组合不同,有一种弧岩浆岩以英安岩及与其成分相当的深成岩为主,由于其独特的地球化学特征被定义为埃达克岩。埃达克岩的显著特征是高Al2O3、Sr、Sr/Y、La/Yb、Zr/Sm而低Y、Yb、Sc。根据熔浆-矿物平衡热力学,岩浆被认为起源于榴辉岩相条件下俯冲板片的部分熔融。这样的熔融条件一般认为要求年轻(<25Ma)而热(≈10℃/km)的水化玄武质洋壳岩石发生俯冲作用,并在大约75～90km深处发生脱水部分熔融形成埃达克岩岩浆。在岩浆弧岩石成因体系中,这样的熔融条件最可能出现在板块俯冲的初始阶段。因此,埃达克岩概念的提出与研究可能具有重要的构造意义。     

烧变岩富水特征与采动水量损失预计

自燃煤层围岩在不同高温作用下会引起不同程度的结构损伤,导致其物理力学性质和工程地质效应发生显著变化。为深入认识烧变过程中岩石的结构演化规律,以徐州某矿底板灰岩为研究对象,开展不同温度作用下的热破裂试验,从多尺度上探究岩石热破裂的规律,并结合数值模拟和微观结构测试揭示其发育机理。结果显示：(1)方解石填充裂隙、层理等相对软弱结构面的热破裂温度阈值在300~400℃,完整岩石结构的热破裂温度阈值在500℃左右;600℃之前的热破裂形态较简单,基本是直线型裂纹,且宽度较小、数量较少;700℃以上出现宽度和长度显著增大的弧形热裂纹,热裂纹两侧试样的颜色有明显区别,靠近热裂纹的白色部位还发育一些连通弧形裂纹的次级小裂纹;800℃时,试样颜色全部变白,结构完全破碎,成散体状。(2)从微观结构和热应力角度阐释灰岩热破裂发育机理,发现试验温度路径下试样的热破裂主要发育在降温过程中,且最大热应力差主要在靠近试样表面的近似环形带上分布。500℃以下的热破裂成因主要为热应力在试样的原始缺陷处集中,并超过了部分软弱结构的抗拉强度;500℃以上受热应力与矿物分解共同控制,500℃以上升降温过程中的最大热应力基本超过灰岩的抗拉强度,且菱镁矿、白云母、白云石等矿物逐渐分解,逐渐增多的内部缺陷为应力集中提供有利条件,加剧了热破裂的发育;当温度达到800℃时,热破裂发育程度很高,且白云石和方解石快速分解,生成CaO,部分CaO在冷却过程中与空气接触生成Ca(OH)₂,热裂纹与主体矿物分解共同导致试样结构的破碎。研究成果可为岩体破裂和地质结构演化分析奠定基础。

     

蚀变岩帽的特征、成因以及在华南的分布探讨

Sillitoe（1995）蚀变岩帽（Lithocap）的定义为大范围富黄铁矿的硅化、高级泥化和泥化蚀变,在地质环境上位于古地表和浅成中-酸性岩浆侵入体之间。蚀变岩帽往往显示为突出的正地形,有助于寻找隐伏的斑岩矿化体。但蚀变岩帽在地表的范围往往多达几十个平方千米,又常常掩盖下覆斑岩矿床的蚀变矿化特征及其地球化学印记,因此大型的蚀变岩帽又给勘探工作带来一定的挑战。蚀变岩帽相关矿床的勘探需以地质填图为基础,结合近红外光谱分析（SWIR）进行蚀变填图,以及全岩地球化学以及矿物地球化学表现的元素或元素组合异常,来帮助定位热源或深部斑岩体。遥感和地球物理中的激电响应,也可以辅助定位岩体。华南地区的蚀变岩帽主要分布于长江中下游成矿带和东南沿海火山岩带。前人对安徽庐枞盆地中的矾山蚀变岩帽进行了系统研究,确定了矾山蚀变岩帽形成于白垩纪,与围岩砖桥组火山岩年龄一致。同位素和流体包裹体工作证明了形成矾山蚀变岩帽的流体主要为深部岩浆热液中的酸性气体与浅部大气降水的混合,在浅部高渗透率的火山岩及其岩性界面反应,广泛发育了一套硅化和高级泥化蚀变,指示与矾山相关可能存在斑岩和高硫型浅成低温热液铜金矿床。福建紫金山地区有中国最大的高硫型浅成低温热液矿床,主要赋存于紫金山蚀变岩帽中。紫金山蚀变岩帽的地质特征和蚀变分带已经研究的较为详细,但目前深部的侵入体还没有发现。浙江的蚀变岩帽是中国非金属矿产的重要来源,包括明矾石矿、地开石矿和红柱石矿等,这些蚀变岩帽与金属矿化的关系尚未有相关研究。根据目前的资料总结,有较多的蚀变岩帽分布在中国华南,这些蚀变岩帽特征典型,但目前的研究程度尚浅。现有的研究结果表明,华南的蚀变岩帽的成矿潜力巨大,可能存在一条巨型的斑岩-浅成低温矿床成矿带,具有广阔的找矿勘查前景,建议加强蚀变岩帽及相关矿床的找矿与研究工作。     

陕北烧变岩水—岩作用的劣化特性

鄂尔多斯盆地东北缘陕晋蒙交界地区存在大量煤火高温烘烤形成的烧变岩。与原岩相比,烧变后的岩体结构破碎孔隙发育,在长期水–岩作用下,形成了大量危岩体。以陕北神木大柳塔地区的烧变岩为对象,开展了50次干湿循环试验,测试不同循环次数后烧变岩物理性质与力学性质及其变化,探讨不同烧变程度烧变岩劣化特性。结果表明：烧变岩质量、硬度、力学性质下降,表面亮度降低,粗糙度与红黄色度增强;基于低场核磁共振技术(NMR)测试,烧变岩孔隙体积比例曲线右移,最大孔径扩张;微孔向大孔转化,大孔含量与总孔隙率升高;烧变作用使岩体孔隙发育,且提高了烧变岩的抗侵蚀能力,降低了色度、质量、粗糙度、硬度、力学性质的变化程度。长期水–岩作用可对烧变岩的物理力学性质与孔隙结构造成明显改变,烧变程度与初始孔隙结构能够影响劣化效果。根据研究不同烧变岩的劣化过程,得出加固低烧变程度岩体表面、加固沉积层理与原有裂隙、堵塞高烧变程度岩体孔隙,可降低水-岩作用的侵蚀破坏强度。     

埃达克岩的原义、特征与成因

论述了埃达克岩的原义与综合特征 ,并针对其与太古宙TTG之间的区别和联系及今后研究埃达克岩的建议提出了自己的见解。埃达克岩 (adakite)的原义是指一类具有镁铁质斑晶的隐晶质火山岩 ,属于岛弧型岩浆钙碱性岩系 ,一般形成于年轻的 (<2 5Ma)、地热高的岛弧环境 ,是俯冲板块和上覆地幔相互作用产生的杂化熔液通过结晶分异形成的。综合总结埃达克岩 (原义 )的地球化学特征如下 :(1)原生标志 ,高Mg# 、低FeO /MgO、高Cr及Ni;(2 )微量元素标志 ,高LILE、高LREE、低HREE、低HFSE以及高分异的REE型式等。对实验岩石学研究资料的总结可知杂化 (hybridized)熔液是由小数量的板块熔液与地幔楔反应经交代作用、同化作用形成的 ,可分异直至出现酸性岩浆 ,这一过程称为“地幔同化及分离结晶作用 (mantle AFC)”。在橄榄岩的同化作用中 ,原有熔液Mg# 迅速上升 ,并在熔液成分加多后 ,向高Mg# 区迅速发展。在近代一些埃达克岩及相关岩石研究中 ,部分学者认为太古宙TTG与新生代板块 (榴辉岩 )重熔的TTD岩系类似。同时 ,亦有学者认为太古宙“绿岩带”中与TTG有关的深成岩系是一类Mg质花岗闪长岩Mg质二长闪长岩 ,成因与Sanukite相似 (太古宙sanuk itoid岩系 ) ,相当于富集橄榄岩重熔形成的岩系。这些研究重新引发了太古宙     

弓长岭铁矿蚀变岩及富矿成因

弓长岭铁矿床是鞍山本溪地区最典型的BIF型铁矿床之一,而且是该地区最大的富铁矿产区。从野外产出关系来看,弓长岭矿区的富铁矿与蚀变岩密切相关,蚀变岩与富铁矿基本上是形影相随。蚀变岩具有分带性,由富铁矿向外依次为镁铁闪石岩石榴石岩绿泥石岩弱蚀变斜长角闪岩斜长角闪岩。弱蚀变岩保留了蚀变原岩的岩貌特征,矿物的蚀变并不完全,可见残余的原生矿物。强蚀变岩的蚀变较彻底,基本无原生矿物残留。将蚀变岩与斜长角闪岩、磁铁石英岩的地球化学特征进行对比可以发现弱蚀变岩、石榴石岩、绿泥石岩与斜长角闪岩的痕量元素特征基本一致,而镁铁闪石岩的痕量元素特征更接近磁铁石英岩。再结合镜下特征、野外接触关系、主量元素特征等证据,认为除了镁铁闪石岩是由磁铁石英岩蚀变形成,其余蚀变岩都是由斜长角闪岩蚀变形成。根据各类蚀变岩中主要矿物的(Fe+Mg)/Si值以及蚀变岩的SiO2和Fe2OT3含量变化规律可以发现,在蚀变岩和富矿形成过程中发生了Mg、Fe以及Si的迁移。对本次取样的样品进行原岩恢复和构造环境判别投图,投图结果表明,绿泥石岩和弱蚀变岩的最初原岩都是形成于弧后盆地的玄武岩。     

中国北方烧变岩的分布、特征及研究意义*

中国北方烧变岩分布广泛,见于以昆仑山—秦岭—大别山为界的中国北方地区多个沉积盆地边缘,但地质学家对其研究较为薄弱。野外调查显示中国北方烧变岩主要以4种方式分布: (1)大面积连片分布,(2)沿山脉走向的线状分布,(3)沿河流下切河谷分布,(4)为第四系黄土覆盖。烧变岩主要为侏罗系、石炭—二叠系煤层自燃所致。各类型的烧变岩在中国烧变岩区不同程度发育,具瓷化结构、白化结构、烧熔结构、残余构造、气孔构造、微柱状节理、角砾状构造、垮塌构造、裂缝充填等结构和构造。其颜色以砖红色、赭红色、棕色、钢灰色最为典型,岩石中发育鳞石英、方石英、堇青石、铁堇青石、莫来石等典型高温矿物。中新世以来,中国西部、北部地区构造活动强烈,干旱气候加剧,烧变岩也主要形成于这一时期,但煤层自燃与构造运动、环境变化、古野火事件的耦合关系还鲜有提及,其所蕴含的各种地质信息值得在今后的研究中予以关注。     

陕北能源化工基地烧变岩的分布特征及其水文地质意义

在分析陕北能源基地烧变岩岩性特征及形成条件的基础上,归纳叙述了烧变岩的分布规律和烧变岩分布区的水文地质特征、地下水形成条件,并简要论述了烧变岩的富水性及其水文地质意义.烧变岩主要分布在秃尾河、窟野河及其支沟的两侧,呈条带状展布,长度十到几十千米,宽度一般1～2 km,分布面积近700km2.烧变岩裂隙、孔洞发育,十分有利于上部萨拉乌苏组殚地下水的越流补给,通常以大泉的形式排泄于近沟脑的部位,流量、水质稳定;或于烧变岩底部盆形构造区富集,利用烧变岩地下水可缓解近期能源基地供水紧张的局面.     

蚀变天河石花崗岩中烧绿石的产出特征

工作中曾就有关地区所取得的花崗岩人工重砂样經副成分矿物的系統分析和鉴定后,发現其中有烧綠石、釷石、锆英石等稀有元素矿物。进一步研究了花崗岩的特性,初步认为是合烧綠石——細晶石族的蝕变天河石花崗岩,属于铌、钽矿化花崗岩的远景工业矿床类型之一,值得今后工作中予以充分注意。近年以来,在挪威、瑞典以及苏联等地相继均有产出天河石化花崗岩的报导,但在我国还鮮有記載,尤其确定其中合有稀有元素矿物的富集現象尚属初見。     

弓长岭铁矿蚀变岩及富矿成因

<正>弓长岭铁矿床是辽宁省鞍山-本溪地区最大的"鞍山式"富铁矿产区。弓长岭矿区的BIF型铁矿主要赋存于新太古宇鞍山群茨沟岩组之中,岩性主要是斜长角闪岩、黑云变粒岩、硅质岩,夹部分磁铁石英岩。弓长岭富铁矿主要赋存于弓长岭二矿区的第6层铁矿层(以下简称Fe6)之中,富铁矿的形成与断裂构造以及断裂附近的蚀变岩密切相关。本次工作对弓长岭矿区的蚀变围岩进行取样分析,结合前人的分析数据,将分析结果进行分析对比,对弓长岭矿区蚀变岩和富矿成因进行探讨。     

生态脆弱区烧变岩研究现状及方向

烧变岩是地质历史时期煤层自燃形成的一种特殊类型的岩体。烧变岩的研究有益于对煤层形成以来所经历的构造运动、古气候和古地理的研究。同时,它也是重要的水文地质勘查对象。50年来,烧变岩的研究多集中于其勘查方法,尤其是较多的论述了其磁性特征与物探确定烧变岩体边界问题。近年来,研究了其水文地质特征。笔者论述了烧变岩的研究现状,提出了烧变岩是一种特殊类型的岩体,空隙、裂隙发育,具有形成富水区的有利条件,是陕北煤炭开发区良好的供水水源。提出了应加强烧变岩内部结构、非均质性特征和空间分布形态的研究,系统开展烧变岩水文地质勘查,评价烧变岩地下水资源,为合理开发利用烧变岩奠定基础。     

河南熊耳山蚀变断层岩型金矿床成因的地质及地球化学特征

本文通过太华群，熊耳群和燕山期花岗岩等地质体的含金性评价，认为熊耳山蚀变断层岩型金矿床的的金等成矿元素大多来自太华群，且太华群是主要的矿源层，对矿床的硫，铅，氢，氧和碳同位素的研究表明，硫，铅及碳等成矿物质源于太华群，而成矿流体则主要为大气降水，可能有少量岩浆水的加入。结合晚太古代至元古宙的区域变质作用，燕山期的构造－岩浆热事件和成矿时代，作者认为该类金矿床是一种复杂的改造型矿床，燕山期的构造－岩