镁铝榴石的形成温度及其结构水成因探讨

在红外光谱有关镁铝榴石中微量结构水的研究基础上,运用质子探针分析方法系统研究了辽宁50号金伯利岩管中粗晶镁铝榴石Ni、Zn、Ga、Sr、Y、Zr、Pb等微量元素的含量。根据镁铝榴石中微量元素Ni含量地质温度计,计算该岩管中镁铝榴石粗晶的形成温度,对比研究了不同含矿性的金伯利岩中粗晶镁铝榴石形成温度范围的异同,并探讨了该方法运用于金刚石找矿勘查的可能性;讨论了含结构水镁铝榴石的形成温度范围及其意义,并结合其它微量元素分析资料,探讨了镁铝榴石中微量结构水与地幔交代作用之间的成因联系。     

交代实验形成的硅镁石族矿物特征和物理化学条件

本文概括了1939—1988年以来硅镁石族矿物研究的进展;叙述了以橄辉岩和结晶石灰岩或黑云母石英片岩和白云质大理(或白云)岩作试料,在450—700℃和(500—1400)×105Pa的温度和压力下的近中性卤素化合物水溶液中,交代作用出现的硅镁石族矿物的特征:探讨了它们形成时的物质组分及其活度,反应溶液及其pH值,氧化还原环境,压力和温度等物理化学条件;并用拓朴学的原理剖释了硅镁石族矿物和其最密切共生的矿物——镁橄榄石、水镁石和叶蛇纹石依赖于的变化和它们之间的内在联系;揭示了硅镁石族矿物形成的机理。     

高温高压条件下水镁石相变的拉曼光谱研究

本文应用金刚石压腔装置结合拉曼光谱分析技术原位观测了高温高压条件下水镁石的结构变化特征。结果表明：常温升至300℃过程中,随温度升高,水镁石中表征H-O对称伸缩振动的3652 cm-1拉曼特征峰向低波数移动,拉曼特征峰波数与对应的体系温度呈现良好的线性相关关系。常温条件下体系加压过程中,当压力升高至1.19 GPa时,水镁石中表征H-O振动的3652 cm-1拉曼峰向高波数移动并逐渐消失,同时产生表征方镁石的1078 cm-1拉曼特征峰,表明水镁石脱水相变为方镁石。随后压力降低过程中,表征水镁石H-O振动的3652 cm-1拉曼特征峰没有重新出现,脱水相变过程不可逆。     

旅大地区金伯利岩中镁铝榴石谱学特征及其形成条件研究

通过可见一紫外及红外光谱与电子探针分析，对旅大金伯利岩中不同颜色镁铝榴石进行了深入研究，结果表明，Cr^3 和Fe^3 的吸收带及Fe^3 离子的电荷转移吸收带对镁铝榴石颜色的影响最大;Fe^2 和Ti^3 r 吸收带对橙红色系列镁铝榴石的颜色也起较大作用．同时还发现晶体场参数(△o、B值)．红外光谱对镁铝榴石都具有从橙红色系列→紫红色系列→绿色系列逐渐变化的特点．可用于指示他们的形成环境．     

硅铍石的包裹体及其形成条件研究

对硅铍石样品进行放大观察,可见大量杂乱分布的黄色透明针状固态包裹体、少量红色不透明粒状固态包裹体,气液包裹体和愈合裂隙普遍存在.通过激光拉曼光谱分析,测得硅铍石样品中气液包裹体的液态部分为含有CO2等气体的NaCl盐水溶液,气态部分的化学成分为CO2、水蒸气等.对硅铍石样品中气液包裹体的气体比和充填度进行估测,利用冷热台测出其均一温度和冰点分别为378.9～ 425.5℃和-12.1～-6.3℃.经过计算,得出硅铍石的近似形成温度为378.9～ 425.5℃,近似形成压力为234.44～428.56 MPa.     

察尔汗盐湖石盐晶间卤水钾矿在开采中水动力条件研究

察尔汗盐湖晶间卤水钾矿主要赋存于S_4石盐层的孔隙中。盐层厚度薄,面积大,呈薄饼状,结构复杂,属于非均质体。周边缺乏水源补给,开采所需卤量主要为静储量,其水动力条件属于非稳定流。其开采率、开采规模、采卤工程的服务期是有限的,并且存在一个合理的比例关系。这些数据只能在开采中进行系统的观测取得,故当前开采应具有试验性质。达布逊湖可作为稳定的供水边界,二期采区选在湖水以北的达布逊区段更为有利。     

四川盆地三叠系杂卤石形成条件的实验研究

四川盆地三叠系杂卤石有很大一部分产于硬石膏层中,与硬石膏互层。在许多杂卤石产出层位,缺失钾镁盐甚至石盐等易溶盐类。上述现象用已有的研究资料难以解释。本文通过100多个实验点的平衡实验,研究了35℃ K—Na—Mg—Ca—SO_4—Cl—H_2O六元海水体系中,NaCl及K、Mg盐均不饱和条件下杂卤石形成的可能性。与饱和溶液相比,不饱和溶液中杂卤石稳定区收缩。但在饱和溶液被稀释将近1倍时,杂卤石仍有一定的稳定范围。 在实验研究的基础上分析了四川盆地三叠系含杂卤石剖面的成因。由于成盐期卤水频繁地被淡化,形成“石膏——石盐+钾镁盐——石膏”沉积韵律。成岩作用中盐层遭受来自石膏层的水的溶滤。在石膏层较厚,盐层较薄的层段,石盐和钾镁盐可被全部溶掉,形成对NaCl及K、Mg盐均不饱和的液体。当这种对易溶盐类不饱和的液体进入膏层,部分K、Mg组分就能与CaSO_4结合生成杂卤石被保留下来,形成现在所看到的“硬石膏一杂卤石——硬石膏”剖面。     

四川盆地三叠系杂卤石形成条件的实验研究

四川盆地三叠系杂卤石有很大一部分产于硬石膏层中,与硬石膏互层。在许多杂卤石产出层位,缺失钾镁盐甚至石盐等易溶盐类。上述现象用已有的研究资料难以解释。本文通过100多个实验点的平衡实验,研究了35℃ K—Na—Mg—Ca—SO4—Cl—H2O六元海水体系中,NaCl及K、Mg盐均不饱和条件下杂卤石形成的可能性。与饱和溶液相比,不饱和溶液中杂卤石稳定区收缩。但在饱和溶液被稀释将近1倍时,杂卤石仍有一定的稳定范围。 在实验研究的基础上分析了四川盆地三叠系含杂卤石剖面的成因。由于成盐期卤水频繁地被淡化,形成“石膏——石盐+钾镁盐——石膏”沉积韵律。成岩作用中盐层遭受来自石膏层的水的溶滤。在石膏层较厚,盐层较薄的层段,石盐和钾镁盐可被全部溶掉,形成对NaCl及K、Mg盐均不饱和的液体。当这种对易溶盐类不饱和的液体进入膏层,部分K、Mg组分就能与CaSO4结合生成杂卤石被保留下来,形成现在所看到的“硬石膏一杂卤石——硬石膏”剖面。     

中地壳温度压力条件下的水-岩作用化学动力学实验

为模拟中地壳条件下水.岩相互作用,本文作者重点做了大于300℃,在水的近临界区至超临界区条件下的硅酸盐矿物与水反应的化学动力学实验。矿物(钠长石(Ab)、透辉石(Di)、阳起石(Act))的溶解反应动力学实验是使用流体通过叠层反应器的开放体系在25℃～400℃和22MPa下完成的。实验发现矿物在300至400℃范围内,在跨越水临界点时出现反应速率的涨落。多金属氧化物硅酸盐与水反应时的各个元素溶解到溶液里的释放速率一般不一样。硅酸盐矿物的最大溶解反应速率多是在300℃,如,硅的最大释放速率是在300℃。其余元素如Na、K、Mg、Ca、Fe、Al等释放速率在<300℃、22MPa时都高于硅的释放速率,在>300℃时硅的释放速率要高于其它元素的释放速率。我们还完成了玄武岩与水在25℃～400℃条件下的反应动力学实验。实验发现,硅的最大释放反应速率也多是在300℃。中地壳的流体处于由亚临界态进入超临界流体的演化过程,这时流体的性质会有剧烈变化。这一变化会引起水/岩相互作用的反应动力学涨落。流体性质的突变和水岩相互作用涨落会导致中地壳岩层的许多性质变化,硅酸盐矿物格架的解体,岩石被淋失,岩层的崩塌。     

福建马坑铁矿床形成温度和压力实验的初步研究

<正> 马坑铁矿赋存于石炭—二叠纪合火山岩的碳酸盐岩—碎屑岩建造的地层中,由辉绿岩和大理岩在火山气热液作用下形成含矽卡岩矿物组合的磁铁矿床。这类铁矿分布较广,是一个重要的矿床类型。为了探索这类矿床形成的温度、压力和介质环境,我们继《福建马坑矽卡岩分带的模拟实验》之后,采用马坑天然辉绿岩和大理岩作为试料,对该矿床形成的温度和压力进行了初步的实验研究。     

三轴疲劳-卸围压条件下大理岩力学特性试验研究

为了揭示应力扰动和卸载围压作用下大理岩损伤破裂的物理过程和非线性力学行为,采用GCTS RTR-2000伺服加载岩石力学试验机进行了岩石疲劳卸围压试验,同时对破坏试样进行了压后裂纹形态CT扫描可视化分析。结果表明：周期性的加卸载作用对大理岩起到了主因损伤作用,卸围压的作用对大理岩起到了根本性的破坏作用。岩石疲劳循环形成滞回环,滞回环面积由疏变密,滞回环加载和卸载曲线接近重合,加卸载模量近似相等;岩石经过卸围压作用,岩石的轴向、径向和体积应变表现为不同程度增大,表明应变对围压降低具有强敏感性,敏感程度由高到低依次为体积应变、径向应变和轴向应变;由于疲劳循环的影响,卸围压作用产生的围压降幅随循环次数增多而降低,卸围压时长随循环次数增多而减少;量化宏观应变变形,求得应变损伤指数Da,Dr和Dv,疲劳循环次数越多,应变损伤指数越大;岩石破坏后细观CT扫描揭示了疲劳循环损伤对岩石破裂形态影响的内在机制,随疲劳循环次数的增加裂纹密度和规模显著增加。研究成果可为地下工程疲劳活动规律和开挖卸荷问题提供理论和模型支撑。     

三轴疲劳-卸围压条件下大理岩力学特性试验研究

为了揭示应力扰动和卸载围压作用下大理岩损伤破裂的物理过程和非线性力学行为,采用GCTSRTR-2000伺服加载岩石力学试验机进行了岩石疲劳卸围压试验,同时对破坏试样进行了压后裂纹形态CT扫描可视化分析。结果表明:周期性的加卸载作用对大理岩起到了主因损伤作用,卸围压的作用对大理岩起到了根本性的破坏作用。岩石疲劳循环形成滞回环,滞回环面积由疏变密,滞回环加载和卸载曲线接近重合,加卸载模量近似相等;岩石经过卸围压作用,岩石的轴向、径向和体积应变表现为不同程度增大,表明应变对围压降低具有强敏感性,敏感程度由高到低依次为体积应变、径向应变和轴向应变;由于疲劳循环的影响,卸围压作用产生的围压降幅随循环次数增多而降低,卸围压时长随循环次数增多而减少;量化宏观应变变形,求得应变损伤指数D_a、D_r、D_v,疲劳循环次数越多,应变损伤指数越大;岩石破坏后细观CT扫描揭示了疲劳循环损伤对岩石破裂形态影响的内在机制。随疲劳循环次数的增加,裂纹密度和规模显著增加。研究成果可为地下工程疲劳活动规律和开挖卸荷问题提供理论和模型支撑。     

吉林省太古宙TTG岩类固结的温度压力条件

吉林省太古宙ＴＴＧ岩类型成于变质上壳岩系麻粒岩相变质作用晚期阶段。详细的岩相学研究表明，ＴＴＧ岩类中存在岩浆结晶的绿帘石，角闪石和黑云母等。绿帘石的出现标志了一定的压条件。     

陨石中林伍德石的形成条件对寻找地球产状林伍德石的启示

橄榄石高压多形林伍德石被认为是地幔过渡带的主要矿物。天然产状林伍德石主要在发生强烈冲击变质的球粒陨石冲击脉体中出现。目前还没有在地球岩石中发现林伍德石的报告。陨石冲击脉体的温度压力历史和矿物组合特征研究表明,林伍德石形成后,高压下淬火是使林伍德石不发生退变作用的重要条件。陨石中有利于林伍德石保存的淬火时间仅为数秒到十多秒。在地球上任何地质事件中,均难以实现在如此短的时问内使位于地幔过渡带的林伍德石被带往地球表层。寻找地球产状的林伍德石,关键是要在岩石和矿物中存在有利于林伍德石保存的条件,特别是当这些岩石和矿物仍处于高温的环境时。     

超镁铁岩建造中的非金属矿床组合及其形成条件的研究

超镁铁岩建造中赋存着以镁质非金属矿物为主的多种非金属矿产和丰富多样的矿床共生组合。本文讨论了我国三种主要类型超镁铁岩建造或杂岩(蛇绿岩套中的超镁铁岩建造、碱性超镁铁杂岩、碱性玄武岩及其深源超镁铁岩包体)中产出的非金属矿床及其组合与特征,以及它们的形成条件等,提出了进一步从不同层次深入探讨非金属矿床共生组合的有关问题。     

镁硅钙石在我国的发现及研究

镁硅钙石(Merwinite原译名镁蔷薇辉石)是一种不常见的硅酸盐矿物。1921年在美国加利福尼亚首次发现,后来国外又有过一些研究报导,但是直到1974年才获得较为完善的矿物学资料。在国内至今未见正式报导。1977年我们在作河北省涞源地区的岩矿鉴定样品时,发现了镁硅钙石。现将研究情况报导如下。     

镁铝榴石中的结构水的研究

通过对34个取自金伯利岩管中的粗晶镁铝榴石及碱性玄武岩中镁铝榴石巨晶样品的红外光谱分析发现,金伯利岩中部分镁铝榴石粗晶含有结构水,但不同颗粒之间含量差异很大,含量较高者约0.07wt%,而所研究的碱性玄武岩中的镁铝榴石不含结构水。分析发现,结构水在同一样品内分布基本均匀。在红外光谱3800—3500cm~(-1)波长范围内,分别记录到三峰谱和单峰谱两种类型,其中位于3570cm~(-1)±的吸收峰峰位明显受镁铝榴石结构中八配位阳离子(Mg~(2+)、Fe~(2+))影响,而六配位阳离子(Cr~(3+)、Al~(3+))的影响不明显。结构水在镁铝榴石晶格中的存在形式是多样的。     

北秦岭瓦穴子—乔端断裂带的构造特征及形成温度—压力条件探讨

瓦乔(瓦穴子—乔端)断裂带是北秦岭尤为重要的断裂带之一,该带经历了长期的变质变形作用,记录了二郎坪弧后盆地向华北板块南缘俯冲消亡的信息。本文运用多种方法,对瓦乔断裂带几何学、运动学及形成温压条件进行研究和探讨,得出以下几点认识:①瓦乔断裂带产状基本倾向NNE,带内线理发育,表现为由N向S逆冲的运动学特征,且存在左旋剪切的分量;②瓦乔断裂带变形岩石显微构造特征明显,反映了挤压应力下塑性流变的特征;③运用角闪石全铝压力计,得到瓦乔断裂带形成压力为0.64GPa。越靠近瓦乔断裂带中心,压力逐渐变大,位于断裂带中心压力达到0.68GPa,已达到中压相系环境;④运用角闪石—斜长石地质温压计算得瓦乔断裂带形成温度范围500～550℃,属中温环境。