富稀土副矿物的风化特征及其对稀土成矿过程的影响--以广东仁居离子吸附型稀土矿床为例北大核心CSCD

广东仁居石英闪长岩为燕山期钙碱性长英质岩浆岩,稀土总量为332~338μg/g。石英闪长岩中副矿物榍石的平均稀土总量约为10309μg/g,以其3.29%含量提供全岩52.7%的稀土,因此榍石在风化过程中的行为是离子吸附型稀土矿床中稀土富集成矿的关键。岩相学研究表明,仁居石英闪长岩风化过程中矿物风化顺序为:氟碳钙铈矿→(榍石→磷灰石)/(黑云母/角闪石→斜长石)→钾长石→磁铁矿→石英→锆石。由于榍石和磷灰石的抗风化能力与黑云母和斜长石相近,它们在半风化–全风化层发生溶解,所释放出的稀土元素易于被黏土矿物吸附,因此榍石和磷灰石分解是风化壳中离子吸附态稀土元素的主要来源。稀土元素主要富集于风化壳的全风化层上部5~15 m,稀土总量为504~813μg/g。由于原岩中稀土主要赋存于榍石之中,因此风化壳的稀土配分很大程度上继承了榍石的轻稀土富集特征。研究表明,热带–亚热带地区风化壳基岩中原生矿物的风化顺序和主要富稀土副矿物的抗风化能力是制约离子吸附型稀土矿床中稀土富集成矿的关键因素。     

变基性岩部分熔融过程中榍石的微量元素效应:以南迦巴瓦混合岩为例

南迦巴瓦地区广泛出露的中下地壳变基性岩部分熔融形成的层状混合岩和淡色花岗岩,为研究部分熔融过程中榍石的地球化学行为对熔体的微量元素组成的影响提供了良好的机会。相对于源岩或熔融残留体,淡色体亏损Ti、V、REE、Y、Nb、Ta、U等元素,与混合岩中榍石的微量元素特征互补。混合岩、淡色体和榍石微量元素特征表明南迦巴瓦角闪岩部分熔融形成的淡色体的微量元素特征主要受控于榍石的地球化学行为。角闪岩脱水部分熔融过程中,由于长英质熔体的低Ti溶解度,榍石以未熔残留体形式存在于暗色体中,导致熔体亏损Ti、REE、Nb、Ta、V、U等元素和Sr/Y比值相对升高。关键元素在榍石和熔体之间的配分系数受熔体成分影响明显。角闪岩中变质榍石D_Nb/Ta<1,因此变质榍石残留导致熔体Nb/Ta相对于源岩升高;而高Si-Al花岗质熔体中榍石D_Nb/Ta>1,因此与高Si-Al熔体平衡的榍石的分离（转熔或结晶分异）将导致熔体Nb/Ta比值相对源岩降低。榍石在部分熔融过程中的微量元素效应为理解变基性岩部分熔融产生熔体的地球化学特征提供新的认识。     

滇东—黔西地区峨眉山玄武岩 富Nb榍石矿物学特征

滇东—黔西地区广泛发育一套Nb-Ga-REE多金属矿化富集层,其底板为峨眉山玄武岩。为了探讨底板玄武岩对该矿化层的贡献,本文系统开展了玄武岩的微区矿物学及地球化学研究,尤其利用电子探针对玄武岩中的榍石进行了深入的研究和系统的面扫分析。结果发现研究区玄武岩主要为高钛玄武岩,以富榍石为特征。高钛玄武岩中含有多种形态的榍石,主要有自形榍石、半自形榍石、信封状榍石、晶粒状榍石、云雾状榍石、片状榍石、十字形榍石、团块状榍石和蚀变榍石等。榍石中微量元素除富含Nb外,还有一定量的Zr、Y、Ce,结合该地区玄武岩地球化学特征,认为研究区榍石可能有2种成因:其一主要形成于岩浆活动晚期,可能是原始基性岩浆的产物;其二是由岩浆早、中期析出的钛铁矿、晶粒状榍石、含钛辉石在岩浆后期蚀变阶段的水化作用和氧化作用下形成。另外,高钛玄武岩中榍石的表生风化蚀变作用可能是研究区发生铌矿化的主要原因,榍石为上覆的矿层提供了Nb、Zr、Y和Ce等成矿元素。     

白钨矿的原位高压X射线衍射研究

使用金刚石对顶砧高压装置(DAC)和同步辐射光源,对天然白钨矿进行了原位高压能量色散X射线衍射(EDXD)研究,实验最高压力为16.0 GPa.在实验压力范围内观察到了一次白钨矿结构→钨锰铁矿结构的可逆相变:压力小于5.3 GPa时为白钨矿结构(I4_1/a),在5.3～12.3 GPa压力区间内为白钨矿结构与钨锰铁矿结构(P2/c)并存,大于12.3 GPa时完全相变为钨锰铁矿结构.从键长、配位数和配位多面体角度对白钨矿→钨锰铁矿结构的相变机制进行了解释.     

金红石和榍石Zr温度计在新疆西南天山榴辉岩中的应用

应用LA-ICP-MS方法对新疆西南天山高压-超高压变质带中的榴辉岩及其高压脉体中的金红石和榍石进行了Zr含量的检测和Zr温度计的计算。榴辉岩中位于石榴石幔部且与绿辉石共生的金红石包体Zr含量都集中于10~20μg/g;而基质金红石的Zr含量为30~50μg/g,高于包体金红石。榍石均为金红石退变质的产物,且各样品间的榍石Zr含量较均一,都集中在3~5μg/g之间。脉体金红石Zr含量则与榴辉岩中基质金红石的Zr含量相当甚至偏高一些,为30~60μg/g。金红石和榍石的Zr温度计研究也表明,榴辉岩石榴石中的金红石包体生长于压力峰期阶段,温压条件为480~540℃、2.7~3.0 GPa;基质金红石随温度增加达到退变质再平衡,记录了温度峰期的条件,约530~590℃、2.4~2.7 GPa;榴辉岩中高压脉体中的金红石则生长于退变质榴辉岩相阶段,金红石Zr温度计给出结果为540~580℃、1.5~2.1 GPa,记录了近等温降压的过程;榴辉岩中的榍石在1.0 GPa左右达到平衡,榍石Zr温度计给出的温度为540~560℃,记录了进一步的近等温降压的过程。根据以上4个阶段的分析结果,得出一个较完整的顺时针p-T轨迹,且与相平衡模拟所限定的p-T轨迹相一致。金红石的Zr含量可以作为压力的指示,表明压力校正在金红石Zr温度计中起到了重要作用。在对金红石和榍石Zr温度计进行应用时,要结合细致的岩相学观察,综合考虑压力、活度、扩散速率、退变质作用和流体影响等方面的因素,才能得到比较精确的温压估算结果和pT轨迹。     

榍石LA-ICP-MS U-Pb定年技术研究

榍石具有较高的U含量和封闭温度,是一种重要的适用于U-Pb定年的副矿物。然而,基体效应与普通Pb校正成为制约榍石LA-ICP-MS U-Pb定年发展的主要因素。本文以~(206)Pb/~(238)U为例,采用基体归一化因子(F_(AVG))评估了锆石与榍石U-Pb定年标准的基体效应,结果显示榍石F_(AVG)几乎都大于1.20,而锆石F_(AVG)明显都小于1.20,表明锆石与榍石U-Pb定年标准存在显著的基体效应。以BLR-1榍石标准为外部校准标样,OLT1榍石获得的谐和年龄1014.9±4.8Ma(95%置信水平,n=23,MSWD=0.32)与SHRIMP谐和年龄1017.1±3.6Ma及ID-TIMS谐和年龄1014.6±1.3 Ma在误差范围内一致,同时获得~(206)Pb/~(238)U、~(207) Pb/~(235) U、~(207) Pb/~(206) Pb加权平均年龄在误差范围内与其谐和年龄一致;而以91500锆石为外部校准标样,OLT1榍石获得的~(206)Pb/~(238)U加权平均年龄为891.3±9.5 Ma(n=23,MSWD=5.3),与ID-TIMS测得的谐和年龄相比偏低约12%。经~(207)Pb法校正后,TCB榍石获得的~(206)Pb/~(238) U加权平均年龄1015.6±6.2 Ma(n=16,MSWD=0.84)与ID-TIMS谐和年龄1018.1±1.7Ma在误差范围内一致。本研究表明,采用基体匹配的榍石标准为外部标样,利用LA-ICP-MS对榍石进行U-Pb定年也能获得与ID-TIMS相一致的年龄,精度(2RSE)小于2%。     

粤北大宝山次英安斑岩中副矿物榍石的初步研究

榍石是花岗岩,尤其是钙碱性花岗岩中常见的副矿物之一。利用背散射图像和电子探针成分分析对粤北大宝山矿区岩心样品(次英安斑岩)中的榍石进行了系统的矿物学研究。结果表明,研究区榍石可分为岩浆榍石和次生(热液)榍石两类,其中岩浆榍石为自形至半自形,颗粒较大,具环带结构,平均w(Al2O3)=1.24%,w(TiO2)=38.10%,w(F)=0.40%;次生(热液)榍石与绿泥石等蚀变矿物共生,多呈它形,平均w(Al2O3)=2.44%,w(TiO2)=36.02%,w(F)=1.00%。榍石的不同世代、成因、副矿物组合特征等可以揭示花岗岩的形成条件、演化历史,且对判别花岗岩的成因类型具有重要意义。     

华南花岗岩类中铁钛副矿物组合与氧逸度关系

华南花岗岩中存在两类矿物组合:(1)铁透闪石 钛铁矿 榍石 磁铁矿 石英;(2)钛铁矿 方解石 石英 磁铁矿 榍石。可通过以下关系分别计算上述两组矿物组合的岩浆氧逸度。组合(1)为: logfo_2=-24940.31/T 9.25 243.43(P-10~5Pa)/T 0.86logfH_2O-0.86logα铁透闪石组合(2)为: logfo_2=-3673.68/T-37.73 590.53(P-10~5Pa)/T 6logfco_2岩浆作用过程的氧逸度(fo_2)是控制磁铁矿、钛铁矿、榍石等铁、钛副矿物形成和稳定的重要因素。     

Fish Canyon Tuff榍石He扩散及(U- Th)/He年代学研究

榍石富含U和Th,是(U-Th)/He定年的理想矿物之一。本文以Fish Canyon Tuff榍石为例,开展了榍石He扩散行为和榍石(U-Th)/He定年实验方法研究。榍石分步加热扩散实验结果表明He扩散系数ln(D/a²)与温度倒数呈负相关,与期望的热活化扩散过程一致。测试Fish Canyon Tuff榍石(U-Th)/He年龄分布在28.3～24.6 Ma之间,平均值为26.7±1.2 Ma (1σ),Th/U分布在4.6～5.5之间,平均值为5.2±0.2,在误差范围内与国际上已出版数据一致,表明建立的榍石(U-Th)/He定年实验方法可靠。本次测试15粒榍石碎片外表层(～20μm)存在不同程度的磨蚀(即不完整晶体),且榍石表层磨蚀厚度随着等效半径的增加而增大。榍石碎片(U-Th)/He年龄介于完整晶体(U-Th)/He年龄和真实(U-Th)/He年龄之间,且随着榍石等效半径及表层磨蚀厚度(<20μm)的增大,(U-Th)/He年龄更接近真实年龄,这表明榍石(U-Th)/He年龄不确定度与等效半径大小和表层磨蚀厚度有关。     

金红石-榍石转变过程中元素地球化学行为——以雅鲁藏布江缝合带角闪岩为例

金红石边缘形成榍石冠状边结构在变质中-基性岩中普遍存在,是金红石与退变质流体携带的SiO_2与CaO作用的结果,反应形成的榍石微量元素特征受到金红石和流体的共同影响。雅鲁藏布江缝合带中角闪岩LZ06-04在抬升过程经历近等温降压退变质作用,石榴子石分解导致同一样品中含石榴子石部分与不含石榴子石部分的退变质流体成分的差异。两种流体分别与金红石反应,对应形成的榍石具有相似的Nb、Ta含量和Nb/Ta比值特征,但截然不同的REE特征。榍石的Nb、Ta来源于金红石,残余金红石与含水流体再平衡Nb、Ta的分配系数增大,且D_(Nb)~(Rt/Fluid)≥D_(Ta)~(Rt/Fluid);虽然Nb和Ta在含水流体中都表现为不活动元素,但相对于Nb,Ta在含水流体中活动性较高。榍石的Zr-Hf体系特征受到锆石、石榴子石等矿物的综合影响,并且Zr-Hf在含水流体中表现出比Nb-Ta更高的活动性。榍石的REE特征受流体中REE特征、榍石与流体配分系数以及共生矿物的影响。在岩浆或变质体系,榍石形成过程中,REE富集矿物(如石榴子石、锆石、褐帘石、独居石、磷灰石等)形成或分解将影响榍石的REE分布特征或形成REE环带结构。含水流体中金红石退变质形成榍石反应的进行受流体中TiO_2、CaO和SiO_2活度的影响。因此榍石常见于钙碱性岩浆岩、富Ca基性变质岩和矽卡岩中。流体中CaO活度的变化影响榍石的形成,进而影响Ti、Nb、Ta在流体中的运移能力。俯冲板片产生流体在交代上覆富Ca地幔楔物质过程中形成榍石残留同样可以造成部分熔融体具有亏损HFSE特征。     

大直径桩承载特性的研究进展评述

从大直径桩的荷载传递特性、在竖向荷载作用下承载特性的试验和理论、在水平向荷载作用下承载特性的试验和理论方面评述大直径桩承载特性的研究进展。同时指出各种研究中存在的问题,以及各种研究方法的优点和不足。     

三组结构面状态下不同产状结构面的力学效应研究

本文分析了三组结构面产状模型力学实验结果, 揭示了这种组合条件岩体中产生压剪区、张剪区及结构面、结构体的多种变形成分, 也揭示了压剪区和张剪区形成机理、及三组结构面组合下结构面产状的力学效应。     

安徽省观赏石资源开发利用研究

观赏石是一种可开发利用的经济矿产资源,安徽复杂的地质背景造就了丰富多样的观赏石资源,为了合理开发和利用安徽的观赏石资源,本文对安徽观赏石资源的品种、分布、开发利用现状与前景、存在的主要问题进行了初步研究,并提出合理开发和利用观赏石资源的建议.     

独龙江公路下段Ⅰ号滑坡稳定性分析

独龙江地区岩体破碎，暴雨强度大，边坡稳定性差。独龙江公路下段Ⅰ号滑坡体位于贡山县普拉河旁，为确保公路安全，我们采用抗滑力／下滑力的方法来分析滑坡稳定性。     

成矿预测中证据权重法与信息量法及其比较

本文简述了证据权重法及信息量法的理论基础及计算方法,并对二者进行了比较,同时分别用证据权重法模型和信息量法模型对同一研究区进行预测,取得了极为相似的效果。     

黄钇钽矿形成条件的实验研究

本文实验表明,黄钇钽矿需要在温度≥500℃,溶液pH≈4.0-7.5,压力500—1500bar的范围内形成,与褐钇铌矿相比,其形成条件的范围要窄得多。 不同的稀土元素在形成黄钇钽矿时的成矿温度亦不同。钇族稀土成矿温度相对较低且相互接近,铈族稀土的成矿温度比钇族稀土高得多,并随原子序数减小而迅速增高,以致La、Ce、Pr、Nd在一般的地质条件下难以形成这种结构的矿物,这就是至今在自然界发现的黄钇钽矿均为钇族稀土占优势的原因之一。实验还表明,大量F、P等组分的存在,对黄钇钽矿的形成是不利的。     

齐Ⅰ金矿床石英热发光研究

通过对石英热发光特征研究,发现石英热发光曲线的复杂与否,与矿床的形成深度、多期次成矿作用和矿化的贫富有一定的关系。进而,为在该区进一步深入找矿及寻找其它内生矿床提供一项新的研究途径。     

泸水新城区地质灾害危险性评估

泸水新城区地质灾害危险性分为三类:危险大(Ⅰ类)占11.04%,危险中等(Ⅱ类)占41.8%,危险小(Ⅲ类)占47.16%。提出防治对策。     

断裂多期活动及其研究意义

本文从断层多期活动的客观存在出发,在理论和实验两个方面论述了断层多期活动的必然性,并提出了对断裂多期活动研究的方法、途径和意义。      

热分析法研究矿物分解过程动力学

采用热分析方法研究了菱镁矿、高岭石分解过程动力学参数活化能Ｅ、反应级数ｎ,由ＴＧ、ＤＴＡ两种实验数据,用Ｃｏａｔｓ,Ｒｅｄｆｅｒｎ和Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ计算方法对比计算,从而得出高岭石活化能Ｅ＝１８８．７１２ｋＪ／ｍｏｌ,菱镁矿活化能Ｅ＝１８０．８２８ｋＪ／ｍｏｌ。