武汉市第四系浅层地下水环境背景值研究

为查明武汉市第四系浅层地下水环境背景值,以2014年采集的21件浅层地下水样品水质分析数据为依据,利用Grubbs检验法剔除异常数据,采用Shapiro-Wilk检验法进行概率分布类型检验,计算该市地下水中的K⁺+Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、F^-、Cl^-、S$O^{2-}_{4}$、HC$O^{-}_{3}$、N$H^{+}_{4}$、TDS和总硬度主要成分的环境背景值。结果表明: 研究区地下水主要成分的分布类型以正态分布为主,对数正态分布较少,无偏态分布类型; 与20世纪90年代江汉平原东部地区相比,本次计算获得的地下水背景值阳离子中Ca²⁺相对减少,K⁺+Na⁺、Mg²⁺均相对增加,但变化幅度较小; 除HC$O^{-}_{3}$增加外,其余阴离子均减少,且变化幅度较大。地下水化学成分的变化主要与北部山区岩石风化溶解和地下水径流、氧化还原条件有关。     

斑岩铜矿围岩蚀变绿帘石的光谱特征——以德兴铜矿富家坞矿区为例

斑岩型矿床具有十分广泛和明显的热液蚀变带,青磐岩化通常位于中心钾化带外侧,可分为三个亚带,绿帘石是青磐岩化带最重要的蚀变矿物之一,但目前对青磐岩化带内各亚带之中的绿帘石的特征研究较为薄弱。近年来,短波红外光谱技术(SWIR)已经广泛应用于热液蚀变矿物的识别,但由于短波红外光谱通过识别特定的基团进而识别含此基团的矿物,难以识别斑岩中部分关键蚀变矿物,如钾长石、钠长石和硬石膏。X射线衍射技术(XRD)能识别大部分蚀变矿物,可对红外光谱技术在斑岩矿床中的应用进行补充。本文以江西省德兴地区富家坞矿区为研究对象,提出应用SWIR和XRD分析辅助蚀变填图。富家坞矿区发育了十分广泛的绿帘石化,根据其共生矿物组合及空间分布,划分了三种绿帘石类型。第Ⅰ类:矿物组合为绿帘石-钠长石-石英-方解石,绿帘石和钠长石以脉状形式产出于钾化花岗闪长斑岩体内,穿切钾长石斑晶;第Ⅱ类:矿物组合为绿帘石±绿泥石-石英-方解石,绿帘石和绿泥石以集合体形式交代早期岩体内黑云母、斜长石的方式产出,并保留有原生矿物晶型,伴有方解石、石英等矿物;第Ⅲ类绿帘石共生矿物主要为石英、方解石、沸石等,含少量高岭石,主要呈不规则脉状,分布于蚀变花岗闪长斑岩外侧。通过对以上三类绿帘石进行系统SWIR和XRD分析,发现类型Ⅰ绿帘石大部分表现出较大的Fe-OH吸收峰位值(Pos2252 2255),类型Ⅱ和类型Ⅲ绿帘石大部分表现为较小的Fe-OH吸收峰位值(Pos2252 2255)。XRD结果显示绿帘石晶体特征更为明显,特征衍射峰位值{■13}晶面表现出相对集中的特征,但是次峰{022}晶面表现出一定的差异性,且绿帘石{022}晶面2. 40?衍射峰半高宽(FWHM-2)与绿帘石Dep2334/Dep2252值呈现负相关的关系。故本文认为绿帘石的次峰{022}晶面2. 40?衍射峰值及其半高宽(FWHM-2)可以作为讨论斑岩矿床围岩蚀变矿物绿帘石的结晶度的主要参数。三种绿帘石结晶指数的差异可能是热液流体演化过程中温度降低和距离岩体中心的远近造成的。     

锌绿钾铁矾——一种硫酸盐新矿物

锌绿钾铁矾是一种含K、Zn、Fe和Al的硫酸盐新矿物。共生矿物为粒铁矾、水绿矾、石英和黄铁矿等。矿物呈分散的晶粒或粒状集合体产出,晶体一般1—2mm。单晶体常见,主要单形有o{111},c{100},d{110},n{211}。颜色绿黑到油绿色,灰绿色条痕。沥青到玻璃光泽,透明到微透明。硬度3.0,性脆,无解理,断口贝壳状。实测比重2.759g/cm~3,计算比重2.767g/cm~3。光性均质,N=1.605(3)。等轴晶系,空间群Fd3c,a=27.180,Z=16。粉末衍射图最强线为:5.54(48),4.26(28),3.53(67),3.39(100),3.13(39),3.03(28),2.84(32)。化学式为K_2Zn_5Fe_3~(3+)Al(SO_4)_(12)·18H_2O。差热分析显示,在249和702℃处有两个强吸收峰,在278和826℃处有两个弱吸收峰。红外吸收光谱曲线在3402—3065和1138—1004cm~(-1)处有两个主要吸收带,在1686—1637,625—590和442cm~(-1)处有三个次要吸收带。     

湘西北张家界市李家铜矿流体包裹体地球化学特征

湘西北地区是著名的铅锌矿、锰矿产出地,为完善该地区成矿序列,对张家界市李家铜矿成矿期的石英、方解石、重晶石进行了流体包裹体均一温度、盐度、气相成分、群体液相成分和氢氧同位素测定。结果表明: 包裹体均一温度为146~282 ℃,流体盐度为0.71%~15.86%(NaCl),成矿流体气相成分含少量的CH₄和H₂,包裹体液相成分中离子以Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺、$SO_{4}^{2-}$及Cl^-为主,氧同位素δ¹⁸O_矿物值范围为11.6‰~17‰,氢同位素δD值范围为-54.7‰~-76.2‰。经计算,成矿压力为1.02~66.17 MPa,成矿深度为0.1~6.57 km。成矿热液为层控型热卤水,成矿时间自震旦纪陡山沱期一直持续到志留纪文洛克期。     

粤北乐家湾锑矿床中辉锑矿特征

乐家湾锑矿床中辉锑矿在成分上表现出阴离子亏损,亏损量为0.067—0.080;晶胞参数α_0与形成温度呈很好的负相关;反射率Rg=37.81—48.11％、Rm=33.63—38.98％、Rp=25.97—30.39％,其非均质性在长波段变化较强;实测和理论计算的比重值近标准值上限;自然热发光出现两类发光峰,Ⅰ类位于163—200℃,另一类位220—227℃;δ~(34)S在-1.2—+1.0‰之间;晶体测量表明晶体均具有{010},{110}、(210}及{111}单形,未出现{okl}和{hol}单形,在其生长过程中,锥面单形数目逐渐减小且晶面指数由高到低变化。     

Cr~(3+)置换钙基蒙脱石层间阳离子前后的热处理对比研究

本文研究了钙基蒙脱石吸附Cr~(3+)前后及不同温度热处理后产物的结构变化,运用了X射线荧光光谱法、X射线衍射术、傅利叶变换红外吸收光谱术、电子自旋共振谱术、热重分析和差示扫描量热法(TG-DSC)等手段表征。结果显示Cr~(3+)以[Cr(H_2O)_6]~(3+)的形式替代Ca~(2+)存在于蒙脱石的TOT结构片的层间,在低于500℃的热处理后,d001变小,OH伸缩振动和中波数段向高波数偏移,ESR信号峰强度也有所增加。复水后,与加热的样品相比较,d001值有部分的增加,OH伸缩振动峰也向低波数偏移,ESR信号峰也有变化,表明Cr~(3+)位于六方孔较浅部位。当温度高于500℃时,产物的XRD显示出现绿铬矿(Cr_2O_3),根据XRD图谱以及ESR的g=1.97强度变化,尤其是产物的{001}衍射与TOT结构片高度相近及{060}衍射由尖锐的窄峰变宽的事实,表明蒙脱石沿{010}断裂细化并产生了类似于叶腊石的相,而由于复水后OH伸缩振动区域稍微地向低波数偏移,此时Cr~(3+)处在六方孔的深部。     

黑钨矿类质同象系列的X射线衍射研究

本文是黑钨矿类质同象系列研究成果的一个组成部分。通过对不同成分的黑钨矿类质同象系列的粉晶X射线衍射研究,发现各衍射峰的2θ值或d值及晶胞参数均与其成分x[Fe/F(e+Mn)]呈良好的线性关系。文中给出的一系列相关方程都可以用于黑钨矿成分的测定。在应用中,△(2θ_(111)-2θ_(111))与x以及△(2θ_(110)-2θ_(011))与x的相关方程尤为理想,因为它们免除了实验中系统误差的影响。但前一个相关方程仅在x<0.60的情况下适用。     

红河石Ca18(□,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(□,B)4BSi18O69(O,OH)9——符山石族新矿物

作为符山石族矿物的新成员,红河石(Hongheite,IMA 2017-027新矿物),Ca18(,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(,B)4BSi18O69(O,OH)9发现于个旧世界级Sn-多金属矿田东北缘、与马拉格Sn矿床毗邻的北沙冲花岗岩(77.43Ma)内矽卡岩中。红河石常呈横径达4~25mm的放射状针-柱状集合体产出。当位于晶洞中时,红河石则呈发育良好的自形柱状晶体(0.5~4.0mm长,0.3~1.0mm宽)产出。与红河石共生的矿物见有赛黄晶、萤石、斧石-(Fe)、硅硼钙石、枪晶石、硼锡钙石、石英和羟鱼眼石-(K)等。红河石为墨绿色,条痕浅灰绿色,玻璃光泽,性脆,断口不规则。主要的晶面是:{100}、{110}、{101}和{001}。红河石的显微硬度:988.3N/mm2,相当于摩氏硬度6~7。其实测密度与计算密度分别是3.446g/cm3和3.423g/cm3。红河石一轴正晶,No=1.720(2),Ne=1.725(2);多色性弱。红河石的化学成分:SiO235.85%;TiO20.01%;Al2O311.00%;Fe2O37.92%;FeO2.14%;CaO 33.57%;MnO 0.42%;MgO 3.48%;B2O32.82%;Cr2O30.01%;Na2O 0.01%;F 0.40%(F≡O-0.17);Cl 0.14%(Cl≡O-0.03);H2O 0.75%,总量98.32%。依据晶体结构精测和Si在单位分子式中的原子数(即Si=18 apfu),计算和书写的红河石简化晶体化学式:Ca18(,Ca)2Fe2+Al4(Fe3+,Mg,Al)8(,B)4BSi18O69(O,OH)9。其三条最强粉晶线[d(?)(I/I0)(hkl)]为:2.9289(47)(004),2.7661(100)(342)和2.6079(68)(243)。红河石属四方晶系,空间群为P4/nnc,晶胞参数:a=15.667(3)?,c=11.725(1)?,V=2878(1)?3,Z=2。红河石晶体结构精测的R因子为0.063。红河石殊异于为已知的符山石族矿物种,在于其X(4)位以空位()为主、Y(3)位以Fe3+居优和T(2)位被B所占。顺便对符山石族矿物晶体-化学式的计算与书写予以讨论并提出建议。     

西宁降尘的柠檬酸酸溶特性研究

以西宁降尘为研究对象,探讨柠檬酸溶解2 d过程中体系的pH及电导率变化,借助XRD、FTIR、SEM和ICP等表征手段,对降尘经酸处理后的残余固体及上清液进行分析。降尘加入柠檬酸的前4 h,反应溶液pH迅速上升;电导率从初始的4.31 ms/cm迅速升高到5.61 ms/cm,然后缓慢下降;8 h后,pH和电导率基本达到稳定。根据XRD分析,白云石特征峰(d=0.2886 nm、0.2190 nm等)和方解石特征峰(d=0.3031nm、0.2282 nm等)完全消失;根据红外分析,代表碳酸盐矿物的特征峰(1430 cm-1和877 cm-1)也消失,结合XRD结果可以得出方解石和白云石在柠檬酸作用2 d后完全溶解。柠檬酸溶出了降尘中大量的Ca2+,K+,Mg2+,Fe3+,Al3+,Si等元素,其中Ca2+的溶出量达到711.63 mg/L。柠檬酸对不同元素溶出的促进作用由强到弱依次为:FeAlSiCaMgK。在柠檬酸的作用下,降尘中的矿物被全部或部分溶解,其中碳酸盐矿物几乎完全溶解。     

鄂西贡水砚石的工艺矿物学研究

采用X射线荧光光谱、X射线衍射图谱、紫外可见光吸收光谱等分析方法,对鄂西贡水砚石进行成分、结构的表征,用贮墨实验表征砚石的性能,对砚石开发进行可行性分析。结果表明,鄂西贡水砚石主要矿物成分为白云石、方解石、水云母以及石英。可见光谱吸收峰位于378 nm、437 nm和540 nm附近,分别为Fe3+由6A1g基态到4A1g或4Eg的跃迁、氧八面体中Fe3+的电子跃迁吸收及氧八面体中Fe2+的自旋禁戒跃迁所致。光学显微镜下矿物排列致密,孔隙度极小,多在0.01 mm以下,砚峰密度0.6~0.7个/μm2,砚石类型属于中锋砚石。不同条件下贮墨时长1.3~60.0 h。为鄂西砚石的开发提供科学依据。     

使用Q函数求解低对称晶系矿物晶胞参数的叠代修正法

大多数造岩矿物属低对称晶系。低对称晶系(三斜、单斜、正交)的X射线粉末衍射数据在求解精密晶胞参数时,偶而遇到许多困难。含零的衍射指数(h,k,l)虽可单独地确定某一个晶胞参数,但太少,经常在低角区出现,无法用以外推。因此,必须解包含低对称晶系晶胞参数a,b,c,α,β,γ与衍射指标h,k,l相互关联的联立方程。本文提出利用粗略的晶胞初始值,对衍射数据精测低对称晶系晶胞参数与指标的方法。     

新疆罗布泊地区水硝碱镁矾和钠硝矾的矿物学研究

本文报道了我国新发现的两个硝酸盐-硫酸盐复盐矿物——水硝碱镁矾和钠硝矾。水硝碱镁矾呈假四方双锥状,属三方晶系,解理{0001}完全,一轴负晶,折光率为ω=1.474,ε=1.436:晶胞参数α=1.0894nm,c=2.4396nm,粉晶图的强衍射线为:2.813(100),8.096(19)1.991(18),3.391(10),2.199(8),8.751(8)。钠硝矾为板状,板柱状,解理{010}完全,{100}不完全。聚片双晶平行(100),二轴负晶,折光率为:α=1.487,β=1.481,γ=1.391;-2V=28°。矿物属单斜晶系,晶胞参数为:α=1.0565nm,b=0.6922nm,c=0.5194nm。粉晶图的强衍射线为:10.3(100),3.46(35),2.594(30),2.871(30),2.856(30),4.13(20)。文中还列出了两矿物的差热和红外吸收光谱等资料。     

衍射指标h和k的互换问题

通过衍射线指标和面网指标的联系讨论了晶体的对称性对衍射指标h和k互换的影响。在下列情况下衍射指标h和k是不能互换的:在低级晶族;在四方晶系C_(4h)—4/m劳厄点群,六方品系C_(6h)—6/m劳厄点群和立方晶系T_h—m3劳厄点群对于hko和kkl型衍射;在三方晶系选取六方晶胞的情况下,在C_(3i)—3劳厄点群对于hol,okl,hko和hkl型衍射,在D_(3d)—3m劳厄点群对于holokl和hkl型衍射,以及在菱面体点阵除非h和k都是三的倍数。     

微生物介导碳酸盐矿物合成过程中溶液pH值及主要阳离子变化及其地质意义

微生物介导碳酸盐矿物沉淀为“白云岩”问题的解决带来了希望。本次研究利用好氧、中度嗜盐细菌,在Mg²⁺/Ca²⁺值分别为3,5和7的溶液中合成碳酸盐,记录了每隔24 h溶液中的pH值,并取样分析了溶液中主要阳离子的变化情况。了解溶液pH值和阳离子变化,有利于我们了解微生物作用下碳酸盐矿物形成的过程,对理解微生物作用下碳酸盐的形成机制具有重要意义。实验结果表明,合成的矿物主要为一水碳酸钙、方解石及原白云石。3种溶液的pH值在前4 d均明显降低,溶液整体呈酸性,4 d后溶液pH值降低的趋势减缓,10 d后溶液pH值缓慢上升,呈近中性或弱碱性。Ca²⁺,Mg²⁺均呈现先下降后略微上升的趋势,Ca²⁺,Mg²⁺后期略微上升可能是由于细菌活性降低后不再消耗Ca²⁺,Mg²⁺,溶液中的H⁺,Na⁺和K⁺等阳离子在阳离子交替吸附的作用下替换出了一部分吸附在培养基上...     

云南白显矿床钡镁锰矿的矿物学研究

云南白显锰矿产于中三叠统法郎组地层中,其主要矿石矿物是钡镁锰矿。矿物属沉积成因,结晶细微,局部呈沿c轴延长的细小柱状和纤维状。矿物点群2/m,常见单形:斜方柱{110}、平行双面{100}和{001}。晶胞参数:a_0=0.9758nm,b_0=0.2848nm,c_0=0.9640nm,β=88.98°,V=0.26786nm~3,Z=1。矿物反射率为18.60～25.65,相对密度3.67,文中还列出了红外光谱和差热分析新资料。     

内蒙古集宁三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩变质作用及年代学研究

三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩出露于华北克拉通孔兹岩带东部的集宁变质杂岩中,该岩石保留了典型的减压反应结构。系统的岩相学观察和矿物化学研究结果表明,三岔口地区夕线堇青石榴二长片麻岩保存了两个阶段变质作用的矿物组合及相应的变质反应结构,其中峰期变质阶段M1的矿物组合为石榴石+夕线石+黑云母+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿±磁铁矿;峰后减压的M2-1变质阶段矿物组合为石榴石+堇青石+夕线石+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿±尖晶石,M2-2阶段的矿物组合为石榴石+堇青石+黑云母+石英+斜长石+钾长石+钛铁矿+磁铁矿±尖晶石。自峰期变质阶段到峰后减压阶段,典型的转变(减压)反应包括:Grt+Sil+Melt→Crd+Bt+Fe-oxide和Grt+Sil→Crd+Spl。相平衡模拟结合传统地质温压计限定峰期变质阶段的温压条件为T=852~862℃,P=9.3~10.2kbar;峰期后近等温减压的M2-1和M2-2阶段的温压条件分别为854~880℃和7.0~7.4kbar,820~848℃和5.3~6.4kbar。三岔口夕线堇青石榴二长片麻岩记录了典型的近等温减压型的顺时针P-T轨迹。阴极发光图像特征显示夕线堇青石榴二长片麻岩存在大量变质锆石,LA-ICP-MS U-Pb定年结果表明,所有变质锆石记录了十分一致的207Pb/206Pb年龄,其变质时代为1912±11Ma。变质作用历史说明内蒙古孔兹岩带东段的集宁地体卷入了华北克拉通西部的阴山陆块和鄂尔多斯陆块之间的俯冲-碰撞,并经历了古元古代(~1912Ma)的麻粒岩相变质作用后快速折返至地表的过程。     

Na+,K+,Mg2+,Ca2+//Cl-,SO42——H2O六元体系中杂卤石形成条件的再认识

研究海水体系(即Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系)中杂卤石的形成条件不仅有助于理解海相蒸发盐成因,对开发杂卤石钾资源利用技术也具有重要的指导作用。但杂卤石以及其他含有硫酸钙矿物(如二水石膏、半水石膏、无水石膏、钾石膏、多钙钾石膏、钙芒硝和水钙芒硝)的相平衡,无论是在实验研究方面还是在热力学模拟方面都仍然存在很多争议。由于缺乏杂卤石在复杂水溶液体系中可靠的相平衡数据,使人们对认识杂卤石成因和利用杂卤石钾资源带来巨大障碍。本工作对海水体系中杂卤石的形成条件进行了热力学模拟和实验研究。超过一年的长时间固液平衡实验表明25 ℃下Na⁺,K⁺,Mg²⁺,Ca²⁺∥Cl^-,$SO_{4}^{2-}$-H₂O六元体系中杂卤石的形成区域极为可观,且较前人实验结果均大数倍;同时证实了热力学模型预测结果的可靠性。这些结果为讨论盐矿床中杂卤石的形成条件提供了物理化学依据。25 ℃下可靠的热力学信息表明:杂卤石与其他盐类矿物的共生情况丰富多样,并且与前人看法不同,杂卤石的形成并不需要极高的钾、镁浓度。这给以杂卤石为指示寻找可溶性固体钾盐带来了挑战,但却指示了以杂卤石为线索更容易找到钾、镁盐未饱和的富钾卤水。     

陕西双王金矿黄铁矿晶体形态和热电性特征对深部含矿性的预测

提要：黄铁矿是一种重要的载金矿物,在金矿床的寻找和评价工作中,黄铁矿晶体形态及热电性标型的研究尤为重要。本文通过对陕西双王角砾岩型金矿床矿体KT8和矿体KT9中ZK18、ZK30和ZK40三个坑内钻孔进行系统采样,从矿物学角度研究主要载金矿物黄铁矿的晶型及热电性特征。结果表明：黄铁矿晶形较为简单,仅出现立方体、八面体、五角十二面体及其组合成的聚形,其中以{hk0}习性的晶形为主,总体上晶形出现率由高到低依次为{hk0}、{100}、{111}。黄铁矿热电导电型多以混合型为主,其中N型热电系数为-322.0~-1.7μV·℃-1,P型热电系数为1.7 ~346.7μV·℃-1,黄铁矿热电参数变化较大,估算矿体剥蚀率为53.67%~60.12%,指示矿体KT8中钻孔30和40、矿体KT9中钻孔18深部均具有较好的矿化前景。     

高炉渣基矿物聚合材料的制备及其对铅离子的固定

以高炉渣和煅烧高岭土为粉体原料,KOH溶液为激活剂,采用振动成型方法,在20℃下养护24 h,制备矿物聚合材料。实验样品静置固化28 d,采用压力试验机可测得其抗压强度高达24~65 MPa。矿物聚合材料制品在1 d、3 d、7 d、28 d的X射线衍射(XRD)、红外光谱(IR)等测试分析表明,高炉渣中的玻璃相在强碱的作用下发生溶解,之后形成Si、Al低聚体,最后形成各种晶体。采用矿物聚合材料可以有效地固定Pb2+。用含Pb2+的溶液配制矿物聚合材料,静置固化28 d,测其抗压强度以及Pb2+溶出率。实验结果表明,Pb2+的存在降低了矿物聚合材料的1 d的抗压强度,但对7 d及28 d抗压强度没有影响,聚合材料对Pb2+固定率达到99.9%。     

比值分析及其在伴生元素评价中的应用

比值分析是利用伴生元素含量(x)与主元素含量(c)在矿石中的比值(α=x_0/c_0),在矿物中的比值(b=x_i/c_i)以及两者的比值(称比值系数k=b/α),对伴生元素赋存规律进行分析研究的方法。b值和矿石中仅有一种矿物含某种伴生元素的a值,可确切了解伴生元素自身变化、富集规律及其在载体矿物中分布的均匀程度;矿石中与各矿物相关联的k值具有如下关系:k_1+k_2+…=1,据此可确定伴生元素在各有关矿物中的分配情况和判断赋存有该种伴生元素的矿物是否全部查明。