利用漫反射光谱鉴定红粘土中针铁矿和赤铁矿

针铁矿(Gt)和赤铁矿(Hm)是广泛存在于土壤和沉积物中的重要铁矿物。这两种矿物在土壤和沉积物中含量很低,常规的测试手段很难有效地测定其含量。利用反射光谱联合加热处理的方法,可对土壤及沉积物样品中针铁矿和赤铁矿进行定性或半定量测定。实验结果显示,样品加热到300℃后,针铁矿的反射光谱的一阶导数特征峰发生了变化,赤铁矿的一阶导数特征峰却没有明显的变化。因此加热前后样品反射光谱一阶导数的变化取决于针铁矿和赤铁矿的含量。利用这种方法估计黄土高原第三纪红粘土样品中的赤铁矿含量约为0.3%～0.4%,针铁矿含量约为0.5%～1%。     

基于漫反射光谱的铁氧化物定量分析在南方黄土中的适用性研究

基于漫反射光谱(DRS)的铁氧化物定量分析已用于北方黄土的研究,而在南方黄土中的适用性尚不清楚。本文选取江西九江黄土为研究对象,采用柠檬酸钠-重碳酸钠-连二亚硫酸钠(CBD)方法去除其中的游离铁,以此为基体分别加入不同比例的赤铁矿和针铁矿,通过多元线性回归方法建立了标样的铁氧化物含量与光谱反射率之间的校准方程。经检验,校准方程应用于未经CBD处理的剖面天然样品时,获得的赤铁矿含量较准,而针铁矿含量不准。原因可能在于:(1)混合体系中,赤铁矿与针铁矿互为基体,赤铁矿对针铁矿的干扰远大于针铁矿对赤铁矿的影响,这种差异在南方地区尤为明显;(2)CBD处理不能完全清除南方黄土中的针铁矿,可能与样品中含有部分结晶较好、粒度较粗的针铁矿有关,这也增加了针铁矿定量分析的不准确性;(3)铝的同晶替代现象对南方黄土影响更为显著,其中受晶格结构等影响,针铁矿的铝替代量比赤铁矿更大,可能对定量分析结果的准确性影响也更大。因而在南方黄土中,基于DRS的铁氧化物定量分析方法对于赤铁矿是适用和有效的,对于针铁矿的应用则需要慎重。     

黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的定量分析与气候干湿变化研究

为了了解黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的分布特征,文章采用对铁氧化物矿物灵敏的漫反射光谱法(DRS),开展了赤铁矿和针铁矿的鉴定和测定研究,提出了定量分析赤铁矿和针铁矿含量的DRS新方法.选择天然典型黄土和古土壤样品,首先采用柠檬酸盐-重碳酸盐-连二亚硫酸盐(CBD)方法去除其中成壤成因的铁氧化物矿物,以其为基体配制含不同赤铁矿和针铁矿的系列标样,然后进行DRS测试和多元逐步回归分析,分别建立测定赤铁矿和针铁矿含量的校准方程并加以检验.利用DRS方法,分析了多个黄土剖面的赤铁矿和针铁矿含量,发现黄土-古土壤剖面的赤铁矿/针铁矿比值可作为东亚季风干/湿变化的敏感指标.该比值较高时反映了干燥土壤环境,而较低时指示了潮湿土壤环境.对灵台和洛川剖面中赤铁矿/针铁矿比值的分析,初步揭示了2.6Ma年以来黄土高原东亚季风阶段性变强的特征.     

桂西铝土矿中火山灰特征及其地质意义

岩溶型铝土矿中火山物质参与成矿的直接证据需要进一步明确。通过线路调查和剖面研究，在桂西大范围内的铝土矿及其早期的铝土质岩中观察到大量的火山灰，含量大于30%；火山灰种类有岩屑、晶屑、玻屑和火山尘，塑性—半塑性变形及刚性爆裂显著，自由降落为主，属原地—准原地沉积；火山灰易于分解为水铝石、高岭石、赤铁矿等微细矿物，屑状火山灰相对尘状火山灰更易于矿化，大量火山灰主要以直接铝土矿化作用成矿。元素地球化学特征显示铝土矿和铝土质岩具有亲岩浆性，不活动元素图解判别及铝土矿测年数据显示火山灰原岩浆以碱性玄武岩为主，与岛弧火山岩一致，主要来自于哀牢山—松马造山带的二叠纪岛弧，铝土矿层具有穿时性，部分火山灰可来源于峨眉山火成岩。铝土矿层中的火山灰丰富，跨度长，可能是瓜德鲁普统末生物灭绝的肇凶。     

桂西铝土矿中火山灰特征及其地质意义

岩溶型铝土矿中火山物质参与成矿的直接证据需要进一步明确。通过线路调查和剖面研究，在桂西大范围内的铝土矿及其早期的铝土质岩中观察到大量的火山灰，含量大于30%；火山灰种类有岩屑、晶屑、玻屑和火山尘，塑性—半塑性变形及刚性爆裂显著，自由降落为主，属原地—准原地沉积；火山灰易于分解为水铝石、高岭石、赤铁矿等微细矿物，屑状火山灰相对尘状火山灰更易于矿化，大量火山灰主要以直接铝土矿化作用成矿。元素地球化学特征显示铝土矿和铝土质岩具有亲岩浆性，不活动元素图解判别及铝土矿测年数据显示火山灰原岩浆以碱性玄武岩为主，与岛弧火山岩一致，主要来自于哀牢山—松马造山带的二叠纪岛弧，铝土矿层具有穿时性，部分火山灰可来源于峨眉山火成岩。铝土矿层中的火山灰丰富，跨度长，可能是瓜德鲁普世末生物灭绝的肇凶。     

长江三角洲东部岛屿风尘堆积赤铁矿和针铁矿含量及古气候意义

长江三角洲东延海域嵊山岛屿风尘堆积地层是记录晚更新世晚期东亚季风演变的重要载体。采用漫反射光谱（DRS）法、柠檬酸钠-重碳酸钠-连二亚硫酸钠（CBD）浸提法结合标准赤铁矿、针铁矿建立标准铁氧化物含量与反射率之间的校准方程,定量重建了东部岛屿风尘堆积的赤铁矿、针铁矿含量的变化特征。结果显示,东海嵊山岛风尘堆积中赤铁矿的含量为0.18%~0.40%,平均值为0.31%,针铁矿的含量为0.7%~1.19%,平均值为1.11%。根据赤铁矿、针铁矿含量特征结合地球化学和环境磁学参数,分析其记录的古环境信息:54~46 ka B.P.时期内气候相对干燥,季风降水减弱,46~39 ka B.P.时期内气候相对潮湿,季风降水增强;46±4 ka B.P.时期的高值可能指示了一个冷事件。     

华北克拉通宣龙式铁矿锆石U-Pb年龄及其对矿床成因的制约

华北克拉通宣龙式铁矿是中国北方最重要的沉积型铁矿类型,形成于元古宙中期(1800～800 Ma)。河北大岭堡地区鲕状赤铁矿石发育大量碎屑锆石,对这些碎屑锆石及庞家堡地区侵入串岭沟组的花岗岩脉进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄分析。鲕状赤铁矿石碎屑锆石获得了2组主要的峰值年龄,分别为1873 Ma和2530 Ma,记录了华北克拉通约1850 Ma和约2500 Ma两次构造热事件,结合前人研究,表明其与围岩具有基本一致的碎屑锆石源区,与北京十三陵地区串岭沟组源区略有差异,推测宣龙式铁矿可能为华北克拉通响应Columbia超大陆裂解的产物。花岗岩脉锆石U-Pb年龄为202.3±1.4 Ma(n=27,MSWD=0.96),表明区内发育印支期岩浆侵入活动,暗示磁铁矿石可能并非前人认为的燕山期的产物,其成因还需要进一步深入研究。     

福建白垩系沙县组地层磁学特征及其环境意义

广泛分布于中国南方的白垩系巨厚地层被认为是河湖相沉积,蕴含着丰富的古气候古环境变化的信息。白垩纪是典型的温室时期,其气候特征可以为当代和未来温室气候研究提供重要借鉴。对位于中国东南的福建省三明市沙县和永安地区的白垩系沙县组典型地层进行了系统的环境磁学参数测量,结合漫反射光谱(DRS)和色度指标,探讨了该地层磁学特征及其环境指示意义和红色的成因。结果表明:1)红色调和黄色调地层的主要磁性矿物分别为赤铁矿和针铁矿,均含有顺磁性矿物和极少量的亚铁磁性矿物;2)相对于粗粒的砂岩,细粒的粉砂岩赤铁矿含量较高;3)红色赤铁矿与黄色针铁矿均形成于成岩阶段之前,具体形成阶段与形成原因需要具体分析;4)红色调地层的赤铁矿指示高温的气候环境;黄色调地层的针铁矿指示局部的湿润环境。磁学参数变化的具体环境指示意义需要进一步研究。     

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床红色蚀变矿石成因及其地质意义

鄂尔多斯盆地北东部纳岭沟铀矿床是近年来发现的大型砂岩型铀矿床。与国内外典型层间氧化带型铀矿床明显不同,纳岭沟铀矿床不仅矿体呈板状、似层状产出,受单层灰绿色古氧化砂体与下伏灰色砂体的交界面控制,且远离顶底板,部分含矿岩石在宏观上表现为红色含炭屑矿石,微观上出现铀石-赤铁矿(针铁矿)-黄铁矿等特殊矿物共生组合。在综合岩矿鉴定、电子探针分析、酸解烃分析等成果认识的基础上,结合前人流体障铀成矿理论的实验和数学模拟结果认为,纳岭沟铀矿床是含氧含铀水与深部还原性流体相互作用的产物,且矿体形成过程中含氧含铀水和深部还原性流体的界面变化是红色蚀变矿石形成的关键原因,而持续强的含氧含铀水和较弱的深部还原性流体作用是形成板状矿体的主要因素。     

扬子陆核区白竹坪火山岩建造形成时代的重新厘定——来自LA-ICP-MS锆石U-Pb年代学的证据

分布于扬子陆核区北缘的白竹坪火山岩—次火山岩建造为一套变酸性凝灰岩、酸性晶屑岩屑凝灰岩、流纹岩(或安山流纹岩)、次流纹斑岩的岩石组合,部分层位变质为含黄铁矿绢云板岩、含黄铁矿纳长浅粒岩。前人依据地层接触关系,将其归于青白口系,作为扬子陆核区新元古代早期的沉积建造。于北崆岭大树垭地区该火山岩建造层型剖面上分别采集了含石榴变质流纹斑岩(次流纹斑岩)和黑云二长变粒岩(变酸性晶屑凝灰岩)两个样品,并进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学测定。结果表明,次流纹斑岩加权平均年龄为1852±16 Ma,而黑云二长变粒岩的年龄一组为代表其成岩年龄的1856±24 Ma,另一组为加权平均年龄为1959±11Ma,属带入的围岩锆石年龄。因此,白竹坪火山岩建造的形成时代应归为古元古代,与华山观岩体、圈椅埫岩体、殷家坪基性岩脉等Columbia超大陆裂解事件记录基本同期。黑云二长变粒岩中带入围岩的锆石可能与黄陵地区巴山寺片麻岩为同一期次岩浆活动的产物。     

北大西洋ODP1049C孔Aptian-Albian期高频旋回大洋红层的成因:矿物学证据

北大西洋ODP171B航次1049C孔Aptian-Albian期沉积以出现大洋红层与灰色、白色沉积物高频旋回为特征。为了探讨大洋红层的成因,本文进行了矿物学、地球化学、沉积学等方面的研究。漫反射光谱、磁化率和活性铁数据表明,赤铁矿、针铁矿的出现是导致样品由白色向红色转变的矿物学原因。棕色和橙色样品中出现赤铁矿和针铁矿的特征峰,FeR/FeT平均值分别为0.23和0.24,明显区别于其他颜色的样品。磁化率与红层成良好的正相关关系,说明铁氧化物矿物含量的变化是导致磁化率变化的原因。X射线衍射结果表明,不论颜色如何,样品中均含伊利石、高岭石、蒙脱石、绿泥石等粘土矿物,其分布与样品颜色没有直接关系,很可能反映当时物源区气候稳定。ODP1049C孔岩芯沉积物出现橙色、棕色、白色、灰色等颜色的高频变化,颜色过渡接触界线清晰,说明导致红色变化的赤铁矿和针铁矿是沉积期低温氧化的产物。棕色样品中CaCO3含量最低,推测红层所对应的氧化条件是由于较低的有机质堆积速率造成的。     

黄色系硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因研究

近些年,黄色系硅化造礁石珊瑚以其独特的花纹和美丽的颜色受到了人们的关注和喜爱。为充分认识硅化造礁石珊瑚的结构特征及颜色成因,本文采用X射线粉末衍射仪、偏光显微镜、热场发射扫描电子显微镜、紫外-可见光分光光度计和拉曼光谱仪对3块天然黄色系硅化造礁石珊瑚进行了研究。结果表明: 所研究的硅化造礁石珊瑚空腔区与隔片区石英颗粒的形态、种类及分布特征不同。当隔片和体壁所围成的空腔或是共骨之间的空腔足够大时,沿空腔内壁到中心,石英颗粒的种类和形态从不规则的细粒→他形的中粒→他形-半自形粗粒;当空腔受到挤压时,石英颗粒主要为他形或似纤维状的细粒石英。隔片区的石英颗粒主要为细粒石英。在偏光显微镜下观察到的黄色-褐红色的矿物经证实为针铁矿和赤铁矿,其中赤铁矿是黄色系硅化造礁石珊瑚的主要致色矿物。受造礁石珊瑚骨骼结构的影响,微观上针铁矿和赤铁矿总是以色素点的方式存在于极细粒或细粒石英颗粒的间隙,宏观上富集于隔片区和空腔边缘。     

内蒙古大青山煤田晚古生代砾岩的沉积特征

大青山煤田晚古生代地层中有 1 4层沉积砾岩。其中,晚石炭世地层中赋存 8层,二叠世 6层。通过对这些砾岩层的野外测量、室内岩矿鉴定等综合分析研究,查明晚石炭世的砾岩几乎全是稳定的单成分砾岩,石英砂岩和燧石质砾石的含量高达 93 %以上,砾石最大扁平面均向南倾,倾角在 5° - 1 0°之间,与砾岩伴生的粗粒石英砂岩发育大型低角度双向交错层理,萨胡环境判别参数等特征表明晚石炭世砾岩为滨海环境下的产物。二叠世的砾岩则主要是复杂成分的砾岩,尤其是早二叠世晚期及晚二叠世初期形成的 2层砾岩中砾石种类达 1 5种,以中酸性火山岩和火山碎屑岩砾石为主,并含较多量的变质岩和中酸性侵入岩砾石,砾岩层各种特征表明二叠世砾岩为河流相产物。大青山煤田晚古生代沉积砾岩的形成与北部造山带的隆升密切相关,它们是前陆盆地的沉积产物。     

甘肃白银厂铜多金属矿田折腰山矿床含铁硅质岩地球化学特征及其找矿意义

折腰山矿区含铁硅质岩赋存于含矿岩系与上部岩系间的沉积间断界面。含铁硅质岩矿物主要由细晶石英和赤铁矿组成,二者含量占90%以上,含少量的绢云母、钠长石、绿泥石等。该含铁硅质岩具有低的TiO2、A12O3和高的成矿元素（Fe、Cu、Pb、Zn）含量特征。Al/（Al＋Fe＋Mn）值具有热水沉积岩特征。在Fe-Mn-Al三角图解、Fe-Mn-（Cu＋Co＋Ni）×10三角图解和Zr-Cr图解中,该区含铁硅质岩均落在热水沉积岩区域中,含铁硅质岩的稀土元素总量很低,其北美页岩标准化配分模式为右倾曲线,具有弱的负Eu异常或正Eu异常和负Ce异常。部分样品MnO/TiO2值偏小,U/Th值偏大,Al2O3含量较高,出现负Eu异常,表明该矿区含铁硅质岩也有正常沉积硅质岩成分的加入。结合含铁硅质岩的地质产状、含矿岩系（石英角斑质凝灰岩）和含矿石英的稀土元素特征,认为含铁硅质岩的物源主要为石英角斑质凝灰岩,属于与火山作用有关的非生物成因类型,是该铜多金属矿田重要的找矿标志。     

鄂西下二叠统梁山组煤系高岭岩铁、钛赋存状态研究

研究区梁山组煤系储藏有丰富的高岭岩资源,其质量优良,但具有较高的铁、钛含量,通过X衍射、电子探针对分选后的矿石分析鉴定,发现了铁、钛独立矿物的存在.实验结果表明：该地区高岭岩中铁主要以赤铁矿的形式存在,钛主要以锐钛矿的形式存在,同时矿石中钛主要以锐钛矿的形式出现,而不是金红石,这可能指示了成矿原始母质中含有基性火山物质.     

冀东晚古生代煤系中火山碎屑岩研究

通过对冀东蓟玉、车轴山,开平三煤田地层剖面观测、岩矿鉴定、粒度分析、岩石化学、氧同位素组成及K-Ar绝对年龄测定,发现在晚古生代煤系中含3-7层火山碎屑岩,主要为含角砾熔结凝灰岩、含角砾岩屑凝灰岩、晶屑岩屑凝灰岩、晶屑凝灰岩、沉凝灰岩、凝灰质砂岩及凝灰质石灰岩;经纵横向对比,可划分为三期七次喷发,物质搬运方向自西北而东南。这一研究成果,对该区地层和煤层对比及地质灾变事件的研究拓开新的局面。     

沉积物中铁氧化物的定量方法及其 在白垩纪大洋红层中的应用

赤铁矿和针铁矿是自然界中最稳定的两种铁氧化物,广泛存在于地球的各个圈层。很多沉积物的颜色都是由它们引 起的,它们的形成和保存具有重要的环境指示意义。实验室中赤铁矿和针铁矿的表征和鉴定手段很多,但受其含量低、结 晶差、颗粒细小难分离等因素的困扰以及某些测试方法自身的限制,能用于铁氧化物定量分析的方法很少。文中就常用的 基于X射线衍射（XRD） 和漫反射光谱（DRS） 的铁氧化物定量方法进行了系统评价。在定性分析的基础上,采用基于 XRD的K值法获得西藏床得剖面红色页岩中赤铁矿的含量为3.81％~8.11％,采用DRS与多元线性回归相结合的方法获得北 大西洋ODP1049C孔12X岩芯段棕色层中赤铁矿和针铁矿的含量分别为0.13％~0.82％和0.22%~0.81％,橙色层中赤铁矿和 针铁矿的含量分别为0.19%~0.46％和0.29%~0.67％。与其它分析结果的比较表明,这两种定量方法在白垩纪大洋红层中的 应用是可行的。但在实际应用时,首先要通过XRD和DRS相结合来提高定性分析的准确性,然后通过综合分析铁氧化物的 预判含量范围和结晶程度来选择合适的定量方法。     

白云鄂博西矿火山岩岩石学特征

自1927年丁道衡教授发现白云鄂博铁矿迄今已近90年。该矿床不仅仅是铁矿,而成为铌-稀土多金属矿床,其中稀土储量已成为世界最大的稀土矿床。国内外许多地质专家进行了多次考察和研究。曾有人预测矿区应有火山岩存在。直到1982年笔者才在西矿发现了火山岩。这些火山岩赋存于铁矿体附近的板岩中。它们是中酸性火山岩系列。包括英安质角砾凝灰熔岩、英安质熔结角砾岩和英安岩。这些火山岩具斑状构造,基质为隐晶质凝灰构造。英安岩基质为微晶结构。长石和石英斑晶微裂隙密布,石英有很好熔蚀的港湾结构,长石发育次生边,还见到火山玻璃及其碎屑。     

粤北大瑶山地区前泥盆纪地层中的火山岩特征及LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄

通过1︰5万地质填图及剖面测制,作者在粤北大瑶山地区的震旦-寒武纪地层中首次发现多层火山岩,岩性主要为火山-沉积碎屑岩类的变质凝灰质不等粒岩屑石英砂岩、变质凝灰质不等粒长石石英砂岩、沉凝灰岩等,局部见变流纹质熔结凝灰岩。对变流纹质熔结凝灰岩、变质凝灰质砂岩用LA-ICP-MS法测定锆石U-Pb年龄,206Pb/238U年龄介于614~2869 Ma之间,年龄值较为分散,说明碎屑锆石是多来源的。火山岩年龄数据与地层时代归属矛盾,粤北大瑶山地区前泥盆纪地层的时代归属值得进一步探讨。