扫描电镜在矿物变化研究中的应用——长石的粘土矿物转化

在矿物变化研究工作中,配接有 X 射线能谱仪的扫描电镜,能直接观察矿物变化过程中所发生的微观现象和新形成矿物的特点,并且可以同时确定其化学元素组分及相对含量变化。本文着重介绍长石在不同环境条件下,变化形成高岭石、多水高岭石、水云母及水云母—蒙脱石过渡型矿物的微观进程,并作了一些分析探讨。     

陕南光石沟伟晶岩型铀矿床中长石矿物化学初步研究

以光石沟伟晶岩型铀矿床中相关伟晶岩中的长石为研究对象,开展系统的矿物化学电子探针研究,结果显示其中的斜长石都属于更长石、钠长石,碱性长石均为透长石,运用二长石温度计计算出了四种类型伟晶岩的结晶温度。通过研究,认为4种类型伟晶岩具有岩浆演化关系,从不含矿黑云母伟晶岩-含矿黑云母伟晶岩-二云母伟晶岩-白云母伟晶岩,随着伟晶岩岩浆演化程度的增高,成岩结晶温度不断降低,岩浆逐渐向酸性演化,同时由于黑云母等富氟矿物的产出,导致晶质铀矿的沉淀而富集成矿。     

长石类矿物^40Ar—^39Ar坪年龄谱图及地质意义研究

从七个地区,具有不同地质热历史的酸性、碱性花岗岩和火山岩中选出斜长石、条纹长石、云母,角闪石和辉石等共生矿物对,测定14条~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄谱。结合矿物学、地质热历史和共生矿物~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄谱图分析,讨论了斜长石、条纹长石~(40)Ar-~(39)Ar坪年龄谱图所具的不同地质意义和作为~(40)Ar-~(39)Ar计时方法的适用性范围。     

大别山同剥露刘家洼杂岩体角闪石、长石的矿物化学

刘家洼岩体是一个碰撞后的侵入杂岩体.它是在大别造山带中生代的高压-超高压变质岩剥露过程中侵位的.本文通过对刘家洼杂岩体角闪石、长石矿物化学的研究,揭示岩体形成时的温度为730～810℃,而结晶压力变化于6.6×108～2.2×108Pa之间,表明在该岩体形成过程中,经历了明显的剥露作用.这些认识对揭示超高压榴辉岩快速折返及剥露过程提供了有意义的信息.     

铀矿勘查钻孔岩心高光谱编录及三维矿物填图技术研究

综合阐述了钻孔岩心高光谱编录技术研究现状、系统构成及其矿化蚀变高光谱矿物识别与三维矿物填图等技术方法,重点分析了钻孔岩心高光谱编录技术实际应用效果与应用前景.     

黄玉与红柱石,白云母,碱性长石之间的矿物平衡及其岩石学意义

黄玉的形成条件是阐明含黄玉岩石成因的关键。为定量解释黄玉的岩石学成因意义，本文利用黄玉和与其共存的矿物及流体组分的热力学性质，计算了花岗岩－Ｈ２Ｏ－ＨＦ体系中有关反应的ｌｏｇａＨＦ－ｌｏｇａＫＦ，ｌｏｇａＨＦ－ｌｏｇａＡＮ，ｌｏｇａＨＦ－Ｔ图及Ｔ－Ｐ图。利用上述计算结果，本文解释了含黄玉花岗质岩石及其极端分异产物的形成条件和斑岩Ｍｏ、Ｓｎ矿床蚀变分带的形成机制。     

长石有序度的拉曼光谱研究

长石是自然界非常重要的造岩矿物,广泛产于各种成因类型的岩石中,其总质量约占地壳质量的50%.长石的化学式通常表达为MT4O8,其中M=Na、Ca、K、Ba及少量Li、Rb、Cs、Sr等,它们为离子半径较大的一价或二价碱金属及碱土金属离子;T=Si和Al以及少量的B、Ge、Fe3+、Ti等,它们多数为离子半径较小的四价或三价离子.     

中国沙漠的碎屑长石矿物与冰期风尘示踪

文章采用了新型自动矿物相识别技术（INCA Mineral）对中国北方10个沙漠盆地以及蒙古戈壁沉积物的碎屑长石开展了矿物定量研究。钾长石/钠长石和钙质斜长石/石英的比值指示了沙漠沉积物的长石矿物含量特征,表现出显著的地球化学区域分布特证。沿着青藏高原北部边缘分布的塔克拉玛干、柴达木、腾格里、巴丹吉林与毛乌素沙漠的沉积物中两种长石矿物比值均较低;中亚造山带以北的古尔班通古特、蒙古戈壁、浑善达克、呼伦贝尔和科尔沁沙漠的沉积物中两种长石矿物指标均具有较高值。长石矿物含量特征揭示的“两单元”区域分布结果,可以由过去采用Nd-Sr-Hf同位素示踪结果来验证。东亚沙漠长石含量的二元空间分布特征,支持了构造成山控制盆地沉积物矿物成分的假说。黄土高原末次冰期黄土的长石含量特征,与青藏高原北缘的长石分布特征一致,该区域可能是末次冰期黄土高原物质的主要来源,但也并不排除中亚造山带物质通过远距离搬运传输对末次冰期风尘的贡献。     

红色长石的宝石学特征研究

近几年在国内外珠宝市场上出现了一种红色透明长石,其天然性引起了广泛的争议。采用常规的宝石学方法、LA—ICP—MS以及紫外-可见分光光度计等测试仪器研究了该红色长石样品的宝石学特征、化学成分及紫外-可见吸收光谱,旨在探讨其致色原因。结果表明,该红色长石样品属于中长石;与黄色长石样品相比,其化学成分中Cu的质量分数为739×10^-6～801×10^-6,远远高于黄色长石的（1．07×10^-6）,而其它微量元素的质量分数则无明显的差别,故认为Cu可能与其呈红色有关;紫外-可见吸收光谱结果显示,该红色长石样品在可见光区的吸收带主要位于566nm处,推测其可能与Cu对可见光的吸收有关。     

水晶类宝石的热释光特征及其宝石学意义

利用组装的热释光光谱测量装置测试了天然与合成无色水晶、茶晶和紫晶样品的热释光,分析对比了其热释光图谱。结果显示,天然无色水晶样品有较弱的热释光特征,合成无色水晶样品无热释光,两者加热后颜色皆无明显变化;天然茶晶样品无热释光,加热后颜色不改变,合成茶晶样品的热释光强烈,其图谱清晰,加热后茶色退为无色,但如仅加热120S,则仍为茶色;天然紫晶样品无热释光,合成紫晶样品有热释光,加热后颜色均无变化。结果表明,热释光对解决珠宝鉴定中的某些疑难问题具有独到的作用。     

水热法分解钾长石制备雪硅钙石的实验研究

采用CaO作为助剂,在低温、中压的水热条件下分解钾长石,继而合成一种水合硅酸钙--雪硅钙石,同时得到KOH稀溶液,可用于制备高纯碳酸钾。影响晶化反应的主要因素有n(Ca)/n(Al+Si)、晶化温度、晶化时间、水固比（质量比）、搅拌速度等。讨论了各因素对钾长石分解及雪硅钙石形成的影响,通过X射线粉末衍射、热重-差热分析、扫描电镜等手段对合成产物进行结构性能表征。实验结果表明,以CaO为助剂分解钾长石,同时合成雪硅钙石的工艺方法可行,资源利用率接近100%。实验得到的优化工艺条件为：晶化温度为220～250 ℃,n(Ca)/n(Al+Si)在0.8～1.0之间,晶化时间5～8 h,水固比为20～25,搅拌速度400 r/min。在此条件下,钾长石中K₂O的溶出率达80%以上,同时得到结晶良好的针状雪硅钙石晶体。     

薄杖子钾长石矿地质特征及开发应用前景

通过对薄杖子钾长石矿地质特征分析,阐述了该矿床的成因类型,为中酸性侵入岩型。钾长石矿严格受沿断裂侵入的燕山期碱性正长岩小岩株控制,通过岩浆结晶分离作用而形成,区内矿体基本裸露于地表,地表出露体呈零星分布,矿体形态均不规则。矿体的主要矿物为钾长石,次要矿物为石英、条纹长石、绢云母、黑云母、角闪石,副矿物为黄铁矿、磁铁矿。矿石自然类型为碱性正长岩型,工业类型为玻璃及建筑陶瓷用钾长石矿,开发利用方向为玻璃及建筑陶瓷工业原料。     

电气石红外光谱和红外辐射特性的研究

精确测试和研究了不同种属电气石的红外光谱特征及不同种属、不同温度条件下热处理电气石的红外辐射特性。结果表明：电气石具有高红外发射率的本质在于其晶体结构中的分子振动具红外活性;铁、镁电气石红外发射率相近,且都大于锂电气石的红外发射率;电气石热处理的温度与红外发射率之间存在一定的对应关系,随着热处理的温度的增加,红外发射率减小,当温度增大到800℃红外发射率达到最大值,超过900℃,电气石开始分解,红外发射率开始下降;电气石在室温下最大单色辐出度相应的波长为9~10μm 与绝对黑体9.72 μm 吻合较好,为良好的红外吸收与发射材料。     

松辽盆地白垩系砂岩长石碎屑的钠长石化作用

松辽盆地白垩系砂岩以长石岩屑砂岩和岩屑长石砂岩为特征。砂岩中发育长石碎屑、岩屑等不稳定组分，而且随着埋藏深度加深（成岩作用加强）钾长石逐渐减少并最终在2700m以下消失。斜长石碎屑中钠长石组分逐渐增多，钙长石组分逐渐减少，最终形成纯钠端元的钠长石。在成岩过程中长石碎屑的钠长石化主要有3种方式：①由离子交代作用导致长石碎屑的钠长石化；②长石碎屑边缘钠长石次生生长；③与长石碎屑溶解伴生的新生钠长石作用。结合热动力学平衡原理分析，斜长石的钠长石化基本不受成岩温度和压力的制约，而钾长石的钠长石化需要较高的成岩温度和压力作用才能进行。因此，斜长石的钠长石化可见于成岩早期，而钾长石的钠长石化只发生于成岩晚期。     

长石溶解模拟实验研究综述

在综合分析前人研究成果基础上,对长石溶解模拟实验研究进行了综述.研究表明,长石溶解与其成分、结构、反应的温压条件以及流体性质等有关.在相同的温压条件下,3种长石的稳定性依次为:钾长石>钠长石>钙长石,且温度升高可加强长石的溶解能力,促进长石的溶解,而压力的变化对长石的溶解影响不大.长石的溶解速率在酸性区域随pH值增大而减小、在中性区域溶解速率低且受影响小、在碱性区域随pH值增大而增大.有机酸通过提供H+、络合金属元素来提高长石的溶解度.长石的溶蚀速率与颗粒的总表面积大小以及颗粒表面粗糙度有关,总表面积越大,表面越粗糙,则反应速率越快,而且溶液的矿化度越低越有利于长石的溶解.长石的溶解过程由表面反应和扩散反应所控制,描述长石溶蚀机理的模型主要包括:表面反应模型和淋滤层扩散模型.     

CO2流体-长石相互作用实验研究

不同温度下(100、200、300℃)CO2流体与富钾长石和斜长石的水热实验表明:随着温度的升高,长石的溶蚀强度逐渐加大,且钠长石的溶蚀程度强于钾长石。在CO2流体与富钾长石及斜长石反应后,200℃和300℃时样品表面均有球粒状、棒状及花状的水铝矿生成,且200℃时样品表面有菱铁矿生成;在CO2流体与斜长石反应后,300℃时样品表面有球形的氧化亚铁析出。这表明CO2能够以碳酸盐的形式在矿物中"固定",其被"固定"的上限温度为200℃左右。     

山东五莲碱性三元长石的微结构研究

笔者对产于山东五莲县七宝山辉石二长岩中的碱性长石进行了电子探针,Ｘ射线衍射,透射电子显微镜以及＾２９ＳｉＭＡＳＮＭＲ谱研究,确定五莲碱性三元长石（Ｏｒ５０．３,Ａｂ４４．３Ａｎ５．４）为钾长石和钠长石共格出溶连晶,其基体钾长石为单斜对称,在透射电子显微镜下未见其呈现任何微结构,而在钠长石中见到宽度为１０．４ｎｍ（钠长石的８ｂ０）的片晶相互形成周期钠长石律双晶,钠长石叶片的宽度平均为３９ｎｍ（ｎ＝４     

东营凹陷碎屑岩储层长石溶蚀、Al迁移富集特征

成岩作用过程中骨架颗粒长石的溶蚀淋滤是碎屑岩储层形成次生孔隙的重要作用。长石在溶蚀反应中Al元素的活动性最低,只有在流体动力较强的条件下Al才发生迁移作用,长石溶蚀反应中高岭石的形成与分布受控于Al的迁移富集能力。因此研究成岩元素Al在流体中迁移富集特征对于储层评价具有重要意义。运用铸体薄片、扫描电镜以及粉晶衍射等分析测试技术,对东营凹陷碎屑岩储层的成岩特征进行了研究,结果在镜下可见研究区长石溶蚀以及Al的迁移富集特征明显。通过斜长石溶蚀形成高岭石的化学反应方程式,对比反应前后斜长石含量的变化,对河140井2 9213~2 9258 m深度段的砂岩进行了理论高岭石含量的计算。这种理论计算结果和实际形成高岭石含量曲线的差异,说明相对开放体系里长石溶蚀产物Al发生了微观的迁移富集作用。通过研究牛庄凹陷砂岩夹层中高岭石的含量分布特征,发现在砂泥岩界面靠近砂体一侧出现高岭石的富集,说明长石溶蚀产物Al在一定的流体动力条件下发生了迁移富集。研究区储层中长石溶解后形成高岭石,且其分布基本上受流体活动活跃的砂/泥岩界面位置和岩石物性控制。以钠长石和钾长石溶蚀形成高岭石和石英为例,对成岩反应前后岩石的体积变化进行了理论计算,结果表明如果长石溶解产物Al没有发生较大尺度的迁移,那么长石溶蚀后几乎相等体积的次生矿物将会沉淀充填孔隙。对于碎屑岩储层,次生孔隙发育的岩相学特征只能说明砂岩骨架颗粒发生了溶蚀作用、引起了孔隙重新分布、增加了砂体的非均质性,不足以说明砂岩孔隙度是否会真正提高。同时高岭石含量不能作为有效次生孔隙发育的标志,只有在Al发生迁移净输出之后,才能真正提高储集层的物性。