石英的结构和微量元素特征研究进展及其在岩浆-热液矿床中的应用

石英(SiO₂)具有稳定的化学性质和晶格结构,因此在地质演化过程中可以保存成岩成矿的基本信息。本文系统总结了国内外关于石英中微量元素的种类、分布、含量变化等诸多研究,详细论述了石英中微量元素的赋存状态和进入石英晶格中的机制,以及控制这些微量元素进入石英中的因素:如温度、压力、pH值和流体/熔体成分等;介绍了岩浆-热液矿床中石英复杂多样的结构,包括:单向固结结构(UST结构)、石英眼、晶洞以及雪球结构;评述了石英中微量元素的具体应用:石英的Ti温度计(TitaniQ)、Ti的扩散计时器、石英中Al温度计、Al的pH计,以及石英微量元素比值对岩浆-热液过程的指示作用;最后总结了阴极发光(CL)在揭示石英中微量元素的扩散过程、石英的世代关系等方面的应用,及相关的分析测试方法。据此,利用石英的特性可了解寄主岩石的成因,并分析岩浆-热液矿床中成矿流体的演化过程及石英中微量元素的沉淀机制,为找矿勘查提供依据。     

石英阴极发光在火成岩研究中的应用

阴极发光是一种研究火成岩石英显微生长结构的有效技术方法。文章以甲玛斑岩铜矿床中岩体样品分析为例,简要介绍了光学显微镜阴极发光(OM-CL)和扫描电镜阴极发光(SEM-CL)两种图片的特点,并综述了石英阴极发光在火成岩研究中的应用。阴极发光所显示出的火成岩石英中的生长形式和蚀变结构反映了岩浆的结晶历史。相对稳定的以蓝色阴极发光为主的斑晶区域主要与石英中Ti含量的变化有关,它反映了结晶作用的温度。由于在岩浆演化过程中,与铝、锂、钾、锗、硼、铁、磷相比,钛更加相容,因此随着岩浆分异程度的加深,火成岩中铝/钛逐渐升高。石英阴极发光不仅能显示岩浆早期及岩浆晚期的各种结构,如生长环带、重熔表面、溶蚀湾等,还反映了许多次生结构,如显微裂隙等。这些现象在光学显微镜下难以观察区分。晶体的显微结构提供了熔体来源和演化的重要信息。将石英结构和熔融包裹体与微量元素研究相结合反映了岩浆演化详细的PTt轨迹,它是富硅酸盐岩浆演化过程中物理-化学条件改变的敏感指示剂。     

枪马金矿床石英热发光特征及其在石英脉含金性评价中的应用

本文通过对枪马金矿床石英热发光特征的系统研究，揭示了石英热发光与石英含金性的内在成历联系，总结了石英热光特征的含金性指标意义，为扩大矿山储量，开展矿预测提供了一简便可行的方法。     

石英研究进展

石英是自然界三大类岩石(岩浆岩、沉积岩和变质岩)和地壳中广泛分布的一种矿物,由于其具广泛分布性和化学稳定性,可以用于示踪地质历史并解释地质过程,因此近些年来引起了地质学家和矿物学家们的关注。本文结合实际科研就沉积岩、变质岩、岩浆岩以及一些热液矿床中石英的微量元素分布情况、石英在CL探测器耦合扫描电子显微镜(SEM-CL)和光学显微镜(OM-CL)下的颜色、发光强度及构造形貌特征等进行了探讨,并对石英中微量元素与CL颜色、发光强度及构造之间的关系进行了阐述,以此来提供研究石英的一个基础,最后简单论述了如何应用石英的CL特征来示踪或鉴定不同成因的含石英的岩石。     

背散射电子成象在烃源岩微结构研究中的应用

以背散射电子（ＢＳＥ）方式成象的扫描电镜（ＳＥＭ），是研究烃源岩沉积学特征的一种强有力的工具，因为其空间和化学分辨率高，操作容易和速度快。所获得的图象取决于样品的不同成分之间的原子序数差异。若与能量分散Ｘ射线光谱分析法结合，有机岩石学家用ＢＳＥ成象就能比用传统的光学显微镜更清楚地鉴定矿物和有机质。为了描述富有机质沉积物，特别是有机质分布的微结构的情况，已应用本方法对具不同沉积学和地球化学特征的烃源     

新疆阿尔泰可可托海矿区伟晶岩成因与矿化潜力研究：来自石英SEM-CL和微量元素的指示

新疆阿尔泰可可托海3号脉矿床是世界瞩目的伟晶岩型稀有金属Li-Be-Nb-Ta-Rb-Cs-Hf矿床。尽管前人对3号脉伟晶岩矿床已经进行了大量的研究工作, 然而在伟晶岩稀有金属成矿潜力以及伟晶岩成因问题上仍存在一些争议。本文以发育在可可托海矿区不同规模的伟晶岩脉以及淡色花岗岩为研究对象, 利用石英SEM-CL和原位微量元素技术手段, 查明各伟晶岩脉和花岗岩的稀有金属禀赋差异及成因联系。研究结果表明, 石英的Li和Al含量可以用来指示伟晶岩的矿化潜力。与1号和2号伟晶岩脉相比, 3号伟晶岩脉具有更宽的分异范围, 以石英中Ge/Ti变化于1.83×10^-6~159×10^-6范围为特征, 更高的Li含量, 其中外侧带平均Li含量为39×10^-6, 因而成矿潜力最大。此外, 证实了白云母钠长花岗岩为矿化花岗岩, 其微量元素组成和演化程度与3号脉伟晶岩外侧带相当, 而白云母碱长花岗岩为贫矿花岗岩。更重要的是, 本文利用各伟晶岩结构分带内的石英中Ge/Ti-Ge以及Ge/Ti-Al/Ti图解, 确定了各伟晶岩脉具有相似的演化趋势, 指示它们可能源于相同的花岗岩母岩。与世界上典型的RMG(花岗岩浆演化后残余熔浆结晶)和DPA(直接深部地壳熔融)成因的伟晶岩相比, 可可托海矿区含矿伟晶岩和花岗岩中石英微量元素与RMG成因伟晶岩存在地球化学亲和性, 这指示它们来源于花岗质岩浆的残留熔浆。

     

文峪金矿床石英热发光特征及其在预测找矿中的意义

文峪金石英发光研究表明，含矿与无矿石英由于其 构成不同，其热光光特征明显差异，含矿石英热发光曲线呈平缓开阔的弱弹峰形态，峰强值低于１５０ｃｐｓ；总发光强度低于１００００ｃｐｓ；而无矿石英热发光曲线呈中等－尖脱的单峰形态，值大于１５０ｃｐｓ，总发光强度大于１００００ｃｐｓ。     

风尘堆积物中石英颗粒表面微结构特征及其沉积学指示

通过对黄土-沙漠交接带的定边县、黄土高原中部偏南的灵台县表土样品及甘肃灵台剖面不同层位的黄土-古土壤-红粘土样品中石英颗粒的形态特征及表面微结构的观察测试,结果表明红粘土、古土壤及灵台表土原样中石英颗粒表面具有较丰富的次生硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹,指示了碎屑石英在沉积之后,由于适宜的温湿气候条件而经历了较强烈的风化成壤改造作用;而定边县表土样及上粉沙层(L9)土样中的石英颗粒表面干净,具有较多的撞击浅坑等风力搬运痕迹。经过双氧水和盐酸清洗过后的石英颗粒的形态特征及表面微结构非常清晰,多为次棱角至次圆状,均具有较丰富的撞击麻点和浅坑,少数样品可见裂纹分布,说明红粘土和上覆的黄土和古土壤一样,主要为风力搬运堆积;但红粘土样中石英颗粒表面所具有的丰富硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹,似乎暗示了晚第三纪沉积气候环境显著不同于第四纪的冷干、暖湿气候组合演化格局。     

石英的热发光和红外光谱特征及其在找金中的应用

对石英的热发光和红外光谱特征研究表明:在石英脉型和蚀变岩型金矿床中,成矿期石英的热发光强度大,在水和二氧化碳的波长范围内,红外光谱吸收强度大,光密度值大,与不含金脉石英有较大的差別。因此,研究石英的这两种特性,对找金和研究金矿的富集规律有一定的意义。     

热液矿床石英阴极发光环带与微量元素关系

热液矿床成因机制是矿床学研究的重要科学问题.热液矿床石英阴极发光环带特征及其与微量元素的相关关系可以一定程度地反映石英形成时的物理化学条件,为矿床成因研究提供一些参考.因此,在前人研究基础上,综合讨论了卡林型、浅成低温热液型、密西西比河谷型以及斑岩型矿床中石英阴极发光环带与微量元素的相关关系及其指示意义.结果显示,在斑...     

Hydrothermal Quartz Vein Formation, Revealed by Coupled SEM-CL Imaging and Fluid Inclusion Microthermometry: Shuteen Complex, South Gobi, Mongolia

Abstract. Scanning electron microscopy-cathodoluminescence (SEM-CL) imaging of vein quartz in the Cu-mineralised, Shuteen Complex (South Gobi, Mongolia) has revealed a complex history of crystal growth, dissolution and microfracture healing, associated with several hydrothermal events that could not be detected using other observational techniques (e.g. transmitted/reflected light microscopy, back-scattered electron imaging, or secondary electron imaging).
The quartz initially grew as CL-bright/grey crystals in a 345±30C liquid reservoir, as inferred by the analysis of primary liquid fluid inclusions (average Th of 343C; 6.6∼7.7 wt% NaCl_eq). Quartz precipitation occurred at the edge of the crystals as reservoir fluids cooled to 260±25C, as indicated by micron-scale CL-dark/CL-bright quartz growth bands containing abundant fluid inclusions (with an average T_h values of 261C). Pressure fluctuations were the likely cause of dissolution, as SEM-CL imaging reveals the quartz have corroded or rounded crystal edges, and precipitation of later quartz into open space. SEM-CL imaging shows the quartz contains healed microfractures that trapped low salinity fluids (3.9 wt% NaC1_eq) with Th values of 173±15C.
SEM-CL imaging provides a means of deciphering the thermal and chemical evolution of the fossil Shuteen hydrothermal system, and the nature of hydrothermal quartz vein-forming processes, by facilitating the correlation of distinct fluid inclusion populations and their relative chronology, with specific hydrothermal events.     

石英的电子顺磁共振波谱在金矿评价中的应用

本文研究的是昔遍存在于石英样品中的O--AI空穴心和E心。根据石英中O--AI心和E心的电子顺磁共振波谱随石英脉形成温度变化的特征,可间接地推测主成矿阶段。石英的O--AI心强度与矿石含金量呈正相关关系,相关系数γ=0.61(a=0.01)。在4个钻孔中,石英的O--AI心强度与含金量具有相同的变化趋势。石英的O--AI心强度与含金量的这种正相关关系可作为金矿床成矿预测及找矿评价的标志之一。     

巴丹吉林沙漠石英δ18O值及其物源意义

巴丹吉林沙漠是世界上沙丘最高大的沙漠,其沙源研究对认识沙漠形成、高大沙山发育和防沙治沙工程有重要意义。石英是沙漠沉积物中常见的矿物,其氧同位素值可示踪物源。采集沙漠西北部、东部、东南部高大沙山、丘间低地与湖泊以及雅布赖山前的表层沉积物,测定了样品不同粒级的石英δ18O值。结果表明:①石英δ18O值随粒级减小有增大趋势,同一样品不同粒级石英δ18O值存在较大差异,相同粒级石英δ18O值也有变化。②石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为13.3‰（n=55）;其中沙丘沙的石英δ18O值介于9.5‰~16.6‰,均值为12.9 ‰（n=39）;湖相沉积物的石英δ18O值介于9.4‰~19.3‰,均值为14.2‰（n=16）。③区域内,<16 μm粒级的石英δ18O值与16~64 μm、125~154 μm、200~250 μm、> 300 μm粒级的石英δ18O值都存在显著差异,但200~250 μm与 > 300 μm粒级的石英δ18O值没有显著差异;经区域对比,巴丹吉林沙漠 < 16 μm粒级的石英δ18O值与柴达木盆地沙漠、蒙古戈壁风成沉积物 < 16 μm石英δ18O值无显著差异,但巴丹吉林沙漠16~64 μm粒级的石英δ18O值与蒙古戈壁风成沉积物16~64 μm石英δ18O值存在显著差异;这似乎暗示研究区的细颗粒物质可能是远源的。巴丹吉林沙漠沉积物的石英δ18O值位于火成岩石英、砂岩和变质岩石英δ18O值分布阈值内,受区域地质条件、物源混合、粒级效应等因素的影响,砂粒级的石英δ18O值所指示的母岩成份特征与祁连山区岩石的岩性有较好吻合。     

岩石显微构造分析现代技术——EBSD技术及应用

EBSD技术的发展,为岩石显微构造分析开辟了一个全新的领域。它与现代扫描电子显微镜和能谱分析等设备配合,可以同时对块状样品进行晶体结构与成分分析,从而使显微构造、微区成分与结晶学数据分析有机结合起来。 EBSD技术可以精确、快速定量标定包括各种晶系晶体颗粒的晶格方位和描述晶体颗粒的边界、形态等特征,对于具有低角度边界的晶体颗粒提供精确数据,为阐述岩石变形机制提供重要约束,并为高级晶族和不透明矿物结晶学组构与变形机制研究提供了有效的手段。EBSD尤其使获取微米级甚至纳米级尺度上颗粒（亚颗粒）或相之间的定向差别（达到20 nm的空间分辨率和0.3度角度分辨率）成为可能。EBSD技术在矿物相鉴定、亚微域内的应变分析、矿物出溶作用等方面的应用,进一步证明了这一新技术在显微构造分析及相关领域的应用前景。其广泛应用必将带来岩石显微构造研究的新突破,也将成为未来岩石变形机制与岩石圈流变学研究取得飞速发展不可或缺的技术手段。     

Rhyolites in continental mafic Large Igneous Provinces: Petrology,geochemistry and petrogenesis

We present a detailed review of the petrological and geochemical aspects of rhyolite and associated silicic volcanic rocks(up to 20 vol%of all rocks)reported to date from twelve well known Phanerozoic continental mafic Large Igneous Provinces(LIPs).These typically spread over<104 km^2(rarely 105 km^2 for Parana-Etendeka)area and comprise<10~4 km^3 of extrusive silicic rocks,erupted either during or after the main basaltic eruption within<5 Myr,with some eruption(s)continuing for≤30 Myr.These rhyolites and associated silicic volcanic rocks(60-81 wt.%of SiO2)are mostly metaluminous to peraluminous and are formed via(ⅰ)fractional crystallization of parental mafic magma with negligible crustal contamination,and(ⅱ)melting of continental crust or assimilation and fractional crystallization(AFC)of mafic magma with significant crustal contribution.Rhyolites formed by extensive fractional crystallization are characterized by the presence of clinopyroxene phenocrysts,exhibit steep negative slopes in bivariate major oxides plots and weak to no Nb-Ta anomaly;these typically have temperature>900℃.Rhyolites formed by significant crustal contribution are characterized by strong negative Nb-Ta anomalies,absence of clinopyroxene phenocrysts,and are likely to have a magma temperature<900℃.Geochemical signatures suggest rhyolite melt generation in the plagioclase stability field with a minor fraction originating from lower crustal depths.A large part of the compositional variability in rhyolites,particularly the SrNd-Pb-O isotope ratios,suggests a significant role of continental crust(upper crustal melting or AFC)in the evolution of these silicic rocks in the continental mafic LIPs.     

桂北南天门金矿区石英的成因矿物学特征

矿区石英成分、晶胞参数、热发光、包裹体、红外谱等的研究揭示，石英的杂质含量、１２０℃±和２５０℃±发光峰强、爆裂脉冲数高、多峰等特征，是南天门金矿区的富矿标志，其深部具找矿远景。     

Quartz fabrics and recumbent folds in the Sierra de Los Filabres (SE-Spain)

Abstract

An important generation of recumbent folds can be recognized in the Nevado-Filabride nappe complex in the Sierra de los Filabres in SE Spain.

Folding post-dates an initial phase of flattening and is prior to the main phase of non-coaxial deformation and thrusting in the upper part of the complex, involved in a large-scale movement zone with dominant sense of shear to the northwest.

Axial planes and axes of these folds are aligned sub-parallel to the plastic flow plane in quartz and the shear direction respectively. Relict quartz fabrics can be found however, which strongly suggest that some fold axes originated in this position and did not rotate towards parallelism with the shear direction. This apparently contradicts the generally accepted model of development of folds in mylonite zones.

The redistribution of linear structures of the older flattening fase over the folds, confirms that the original orientation of fold axes was close to the present and indicates that an important component of flexural slip was involved in fold formation.     

川南沐川地区新发现压裂支撑剂用石英砂岩

<正>四川地区以往的石英砂岩矿多为化肥用、水泥用、陶瓷用、铸造用和玻璃用等方向,导致本地石英砂岩矿未能充分利用其经济价值。采取野外露头调查、钻探工程及采样测试分析等手段,在四川沐川地区发现了三叠系上统小塘子组(T3x)下部的致密块状石英砂岩符合压裂支撑剂原料要求,其物理性能和导流能力等评价指标符合石英砂压裂支撑剂的工业指标要求。四川地区压裂支撑剂用砂源主要以石英砂矿为主,石英含量高,其中江油、     

赣南地区石雷石英闪长岩的成因:岩石化学、副矿物微量元素、锆石U-Pb年代学与Sr-Nd-Hf同位素制约

石雷石英闪长岩是赣南崇-余-犹地区比较特殊的闪长质侵入体。锆石的原位U-Pb定年表明,该岩体侵位于433.5±3.4Ma。全岩主量元素特征上显示出中偏酸性(SiO2=56.92%～64.70%),富Al(Al2O3=14.10%～14.83%),富碱(Alk=6.41%～7.40%)特别是富钾(K2O=3.86%～4.85%),镁、铁含量较高,MgO:3.47%～5.95%,FeOT:5.23%～8.14%以及低磷(P2O5=0.27%～0.4%)的特点;微量元素上主要富集K、Rb、Cs等大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素。磷灰石微量元素特征上显示高度富集稀土元素特别是轻稀土元素的特征;具有Eu的负异常(δEu=0.37～0.45)。ISr位于0.7073～0.7132之间,εNd(t)变化于-8.41～-4.97之间,两阶段钕模式年龄介于1.58～1.86Ga之间,Hf同位素组成相对均一,εHf(t)主要集中变化于-8～-2之间,两阶段Hf模式年龄加权平均为1.77±0.09Ga,这些特征都暗示了该石英闪长质岩体的形成是强烈壳幔相互作用的产物,区内加里东晚期可能发生了局部的岩石圈的减薄。