橄榄石的蛇纹石化,滑石化,水镁石化的热力学讨论

本文运用热力学的计算和分析方法,对橄榄石、斜顽辉石的蛇纹石化、滑石化、水镁石化进行研究,以期对其成矿理论和矿山开采时的综合利用提供一定依据。     

镁橄榄石价电子结构计算与键络分析

材料的物理、化学和力学等性能是由其内部结构等因素决定的。对于镁橄榄石的转化合成机理以及性能改善等方面的研究也需要对其晶体结构和原子之间的键合情况有进一步充分的了解。本文采用余瑞璜提出的固体与分子经验电子理论     

黄山东镁铁-超镁铁侵入杂岩中橄榄石深部结晶作用的发现

近年来,在新疆哈密黄山地区发现了一系列与铜镍硫化物矿床有关的镁铁超-镁铁侵入杂岩,构成了黄山铜镍成矿带。黄山东镁铁-超镁铁侵入杂岩为该成矿带重点岩体之一,其主要造岩矿物橄榄石深部结晶作用的发现对于丰富岩浆的成因理论、确切地解释杂岩体成岩成矿过程中岩浆的分异演化和成矿带内其它杂岩橄榄石深部结晶作用的确定均有重要意义。     

新疆哈密黄山东镁铁—超镁铁杂岩体中橄榄石的化学成分及其岩石学意义

黄山东镁铁-超镁铁杂岩体中的橄榄石为主要造岩矿物,其化学成分与寄主岩(?)有关,具有一定的变化范围:角闪辉长岩相中为透铁橄榄石(Fo:64—73);超镁铁岩相中为贵橄榄石(Fo:81—85);在化学成分中,TiO_2,Al_2O_3和CaO;FcO,MnO和CoO;MgO和NiO各自呈正相关,而组与组之间却表现为负相关或相关性不明显。由此得出:杂岩体的侵入序次为角闪辉长岩相在先,超镁铁岩相在后;杂岩体的原始岩浆为玄武岩浆,在其侵位过程中曾发生过金属硫化物的深部熔离作用并由富MgO到富FeO演化;岩浆开始结晶的温度为1783℃,该温度同时也代表了母岩浆温度的下限。     

东马珠穆沁旗中铁陨石表面的角砾状橄榄石的特征

东乌珠穆沁旗中铁陨石中有二种橄榄石。一种是陨石中基质橄榄石，另一种是镶嵌在陨石表面的角砾状橄榄石。电子探针成分分析结果表明，两种橄榄石中的FeO和MnO比值，包体矿物种类，包体铁纹石和镍纹石中Fe,Ni的含量等，均有较大区别。陨石中基质橄榄石矿物是本陨石中原物质，而角砾状橄榄石是宇宙中物质。他们是两块自由翱于宇宙中的物质碰撞混合而形成的东乌珠穆旗陨石中这种现象。     

西藏罗布莎蛇绿岩豆荚状铬铁矿中镁橄榄石的晶体结构及其意义

在西藏罗布莎蛇绿岩块的豆荚状铬铁矿中，存在包裹体矿物镁橄榄石，这些镁橄榄石为无色透明多晶面形成的自形晶，Fo值可达到97－98，具富镁端员组分，选取一代表性颗粒的单晶进行X单晶和衍射分析，表明其为斜方晶系，空间群Pbnm，镁橄榄石晶胞参数,a,b,c以及M1－0和M2－0键长均小于地幔包裹体和一般地幔岩中橄缆中的对应值，测试出的晶胞参数与人工合成镁橄榄石的一致，镁橄榄石具有橄榄石族中已知最小的晶胞参数，据此推断它是在超高压环境下结晶的。     

橄榄石-硅镁石多体系列晶格的系统畸变

作者从文献资料中收集了27个橄榄石族和硅镁石族矿物及类似物的成分和晶胞参数数据。通过多元回归分析,发现该多体系列的晶格存在着系统的畸变。如晶格的畸变用根据晶胞参数推导而来的四个参数R_a、R_b、R_c和γ_h来描述,则这些参数随二价阳离子平均半径〈r〉和四面体空隙被Si占位的比例T_(Si)的变化而变化,并可用下列方程表示它们之间的数学关系:R_a=0.3566〈r〉+0.2251T_(Si)+1.1706;R_b=0.6200〈r〉-0.9251T_(Si)+1.0651;R_c=0.6753〈r〉+0.5137T_(Si)+0.9430;γ_h=2.2051〈r〉+20.5117T_(Si)+116.2924。作者还对上述四个方程的晶体化学意义作了解释,并用该多体系列之外的以六方紧密堆积为基础的淡硅锰石和羟硅锰石的晶胞参数,对这四个方程作了成功的检验。     

红土镍矿中镁橄榄石在高浓度氢氧化钠中的浸出过程

根据红土镍矿中镁橄榄石的存在形式,采用高温固相法合成Mg2SiO4,通过正交试验优化Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中的浸出过程,利用XRD对浸出反应渣进行物相分析,探讨了液固比、氢氧化钠浓度、反应时间和反应温度对Mg2SiO4中SiO2的浸出率的影响。结果表明:Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中浸出过程优化实验条件为,反应温度220℃,反应时间120min,液固比6∶1,NaOH浓度85%;浸出反应渣的XRD分析结果表明:NaOH介入硅酸盐晶格中,其中间产物为Na2MgSiO4,Mg2+经过碱熔融过程可以脱离SiO4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。     

新疆坡北镁铁-超镁铁杂岩体中橄榄石成分特征及其成因意义

橄榄石的矿物化学成分可以很好的反映母岩浆成分、岩浆分异结晶及硫化物熔离作用等信息.坡北镁铁-超镁铁杂岩体中橄榄石电子探针成分分析表明:橄榄石均为贵橄榄石,其化学成分与寄主岩石类型密切相关,其中橄榄辉长岩中橄榄石的Fo值在74～81之间,橄长岩或橄榄单斜辉石岩中橄榄石Fo=75～82.7,异剥橄榄岩或橄榄岩中橄榄石Fo值为83.6～86.3,暗示橄榄岩结晶早于橄榄辉长岩.橄榄石Ni含量变化范围为(174～2281)×10-6.利用最高Fo含量的橄榄石成分计算得到坡北岩体母岩浆MgO=14.38％,为高镁玄武岩浆.橄榄石分离结晶和硫化物熔离模拟显示:坡北岩体主要发生了～25％的橄榄石分离结晶,在橄榄石结晶程度为2％～4％的过程中,发生过硫化物熔离作用,但熔离程度较低(～0.2％).总体来看,该区成矿远景不佳.     

镁铁橄榄石系列的高压合成及其X射线衍射和红外光谱研究

橄榄石是上地幔的主要造岩矿物,也是陨石和月岩的重要矿物成分。研究镁铁橄榄石系列矿物,对探讨岩石圈和行星的物质演化、陨石的形成条件等具有重要意义。本实验在30kbar和1000—1200℃的含水条件下,由等化学计量的氧化物合成了从镁端员到铁端员的镁铁橄榄石完整系列矿物共五个样品。并对它们进行了X射线粉晶衍射、化学分析和红外光谱研究。结果表明随Fa值的增加,其晶胞参数呈连续地线性增加,并且有很好的相关关系:a=4.746+7.64×10~(-4)Fa(r=0.999);b=10.172+3.03×10~(-3)Fa(r=0.999);c=5.967+1.03×10~(-4)Fa(r=0.998)。r为相关系数。另外,随Fa值的增加,红外吸收频率降低,也存在着很好的线性相关关系。这表明镁铁橄榄石系列是完全固溶体系列,与镁铁置换有关,与阳离子的占位无关。这表明在合成的橄榄石结构中镁铁的分布基本上是无序的。而镁铁的质量、离子半径和负电性的差异是引起上述参数规律性变化的原因。红外光谱带的分裂则是橄榄石矿物结构中位置对称性降低的必然结果。     

东天山圪塔山口铜镍矿区镁铁-超镁铁质岩体橄榄石与尖晶石矿物学特征

新近发现的圪塔山口含铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体位于新疆东天山黄山-镜儿泉铜镍矿带东端,共有4个镁铁-超镁铁质岩体,其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ号岩体均见铜镍硫化物矿化,研究表明其形成时代(282Ma)及岩浆来源与东天山地区其它铜镍矿化镁铁-超镁铁质岩体一致。本文对主要造岩矿物橄榄石及副矿物尖晶石进行了显微镜下观察及电子探针分析,结果表明橄榄石Fo值介于83.1~86.6之间,平均85.2,为贵橄榄石,其Ni含量变化于1273×10-6~2719×10-6,平均1918×10-6;尖晶石根据铝含量的不同可以分为高铝和低铝两种。圪塔山口岩浆为地幔源区发生15.8%~18.8%的部分熔融,并有过剩橄榄石加入的玄武质岩浆经结晶分异作用形成的派生岩浆。对橄榄石分离结晶和硫化物熔离的计算模拟表明橄榄石结晶前,岩浆已经达到S饱和,结晶过程始终伴随硫化物的熔离作用,虽然早期结晶的橄榄石与硫化物熔体间发生了Fe-Ni交换,但仍有很好的铜镍成矿潜力。     

红土镍矿中镁橄榄石在高浓度氢氧化钠中的浸出过程北大核心CSCD

根据红土镍矿中镁橄榄石的存在形式,采用高温固相法合成Mg2SiO4,通过正交试验优化Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中的浸出过程,利用XRD对浸出反应渣进行物相分析,探讨了液固比、氢氧化钠浓度、反应时间和反应温度对Mg2SiO4中SiO2的浸出率的影响。结果表明:Mg2SiO4在高浓度氢氧化钠中浸出过程优化实验条件为,反应温度220℃,反应时间120min,液固比6∶1,NaOH浓度85%;浸出反应渣的XRD分析结果表明:NaOH介入硅酸盐晶格中,其中间产物为Na2MgSiO4,Mg2+经过碱熔融过程可以脱离SiO4阵列,以Mg(OH)2形式从其硅酸盐中得以释放。     

滇西莴中新生代高镁富钾火山岩中橄榄石斑晶及其尖晶石包裹体的岩浆成因动力学意义

滇西莴中新生代高镁富钾火山岩富含橄榄石斑晶,其核部Fo含量变化较大（94～75％）,由大斑晶（〉1mm）、中等粒径斑晶（0．3～1mm）至小斑晶（〈0．3mm）,Fo含量总体变小;橄榄石斑晶CaO含量大于0．1wt％,随着Fo含量的降低,MnO含量升高,而NiO含量降低,并具有明显的岩浆结晶分异趋势,均为岩浆成因,但来源复杂;大斑晶和中等粒径斑晶的核部Fo含量明显与全岩MgO不平衡,均属于捕虏晶来源。橄榄石斑晶中的尖晶石包裹体高Cr#（0．77～0．94）、低Mg#（0．17～0．65）,具有较低的Al2O3含量（〈10wt％）;尖晶石包裹体的TiO2含量总体上较低（〈1．0wt％）,暗示了绝大部分橄榄石属于岛弧型岩浆成因,来源于富集交代的方辉橄榄岩部分熔融岩浆;少量高TiO2尖晶石包裹体（1．36～3．96wt％）的存在则暗示了部分橄榄石斑晶的形成可能与峨眉山大火成岩省有关。大斑晶和中等粒径斑晶橄榄石均具明显的成分梯度变化,由核部、幔部至边部。其Fo、NiO含量降低而MnO、CaO含量增大,并且边部成分特征与小斑晶橄榄石相类似,其源区至少存在两次岩浆作用过程,核部成分变化反映的是早期高Mg#岩浆中的橄榄石结晶分离作用过程,而边部以及小斑晶橄榄石的成分变化则反映了后期喷发岩浆（Mg#略低）体系中橄榄石的结晶分离作用过程。     

重力全梯度张量的延拓

以傅里叶变换为基础,证明了重力全梯度张量满足拉普拉斯方程,进而实现了梯度张量的延拓计算.三维断层模型试验结果表明,基于傅里叶变换的梯度张量向上延拓计算在理论上是严密且可以实现的,计算误差主要是由有限的积分范围所致,延拓高度越高则误差越大.而梯度张量的向下延拓则属于不适定问题.一般情况下,当延拓高度大于三倍点距时即出现严重的振荡现象,导致有用梯度张量信息的淹没.结合黑龙江省虎林盆地的梯度张量,验证了梯度张量延拓的实用性.     

Fe—Mg—Ca在橄榄石和熔体之间的分配及交换平衡

本文通过实验研究了Ｆｅ－Ｍｇ－Ｃａ在橄榄石和熔体之间的分配及交换平衡，且从热力学角度对其结果进行了理论解释，实验结果显示，Ｆｅ和Ｍｇ在橄榄石和熔体之间的分配系数随温度的升高而减小，而Ｃａ在它们之间的分配不受温度的影响；Ｆｅ－Ｍｇ，Ｃａ－Ｍｇ及Ｃａ－Ｆｅ在橄榄石－熔体之间的交换系数随温度的升高而增大，压力（〈０．１０ＧＰａ）对以上分配及交换系数的影响可忽略不计。理论解释表明，各分配及交换系数亦随熔体     

磁力梯度张量测量及应用

随着超高灵敏度和高精度的超导量子干涉磁力(SQUID)技术的突破,世界上多个国家正在积极研究磁力梯度张量测量系统.张量技术在资源勘探,军事、环境等领域有重要应用价值,磁力梯度张量具有良好的数学性质,受磁化方向影响小,其特征根和不变量能更好地反演场源参数(方位、磁矩等)并对场源进行定位、追踪;当前磁力梯度张量测量系统开发技术领先的主要有德国的LTS-SQUID全张量磁力梯度测量系统,美国的HTS-SQUID全张量磁力梯度测量系统及澳大利亚的GETMAG磁力梯度张量测量系统;目前,磁力梯度张量技术已广泛应用于军事方面的场源实时定位跟踪、环境方面的UXO及其他铁磁性物质的探测、资源勘探方面的场源细微结构走向的识别等.这些应用均取得了比以前磁力标量测量更好的效果,磁力梯度张量技术正成为磁力勘探中一个新热点.