自然燃烧对增强土壤磁赤铁矿含量的影响实验

根据前人关于自然燃烧作用生成磁赤铁矿的两阶段模式,模拟自然燃烧作用形成磁赤铁矿的过程和条件。实验分2阶段进行,第一阶段氢气氛围300℃煅烧针铁矿2 h,煅烧产物为纳米磁铁矿;第二阶段70℃空气条件下氧化煅烧成因的纳米磁铁矿70 d。对实验两阶段样品的矿物学和磁学特性进行系统测定,结果表明,本研究的煅烧条件可获得接近理想成分的多孔纳米磁铁矿,晶粒及聚集体的粒径分别在30 nm和57 nm左右;在70℃空气氛围下磁铁矿快速向磁赤铁矿转化,70 d的实验时间里2价铁/全铁比值(Fe2+/TFe)由初始31.4%降至5.4%;纳米磁铁矿向磁赤铁矿转化伴随着矿物结晶颗粒的减少和样品总体积的增大,磁铁矿结晶学粒径缩小约17%~19%;磁化率和频率磁化率随氧化时间逐渐降低,前者主要受制于矿物物相变化,而后者与矿物粒径变化相关。模拟结果表明,第一阶段的关键是具有生成晶粒尺寸为亚微米-纳米量级的磁铁矿煅烧条件,第二阶段的关键为具备一个合适的温度条件,以能够快速、高效氧化磁铁矿为磁赤铁矿。     

云南金满、水泄铜多金属矿床的Ar-Ar同位素年代学及其地质意义

滇西北兰坪中新生代盆地西缘铜多金属成矿带受澜沧江断裂带控制,赋矿围岩为二叠系至第三系,主要由下二叠统经上三叠统到上侏罗统砂岩、粉砂岩和页岩组成的碎屑岩建造、火山岩建造及含盐红色碎屑岩建造,矿体主要以脉状或透镜状产出。对该成矿带上的金满铜矿床和水泄铜(钴)矿床主成矿阶段的石英进行了^40Ar-^39Ar快中子活化法同位素地质年龄测定,获得坪年龄分别为56．7±1．0Ma和59．2±0．8Ma,且各自与对应的等时年龄在误差范围内完全一致,都可以代表矿石的形成年龄。综合已发表的有关兰坪盆地西缘及盆地内部铜、多金属矿床成岩成矿同位素年代学研究结果,表明两矿床与区域矿床具有一致的成矿时代,反映区域铜、多金属矿床均形成于喜马拉雅造山运动早期统一的地球动力学背景之下。     

安徽铜陵矿集区石英闪长岩—花岗闪长岩成因的Sr-Nd-Hf-O同位素制约

安徽铜陵矿集区是我国长江中下游构造—岩浆—成矿带中一个重要的铜金多金属成矿区,区内广泛发育晚中生代以石英闪长岩和花岗闪长岩为主的中酸性闪长质侵入岩体,且其与成矿关系密切。关于铜陵矿集区侵入岩的成因,前人已有大量研究成果发表,但仍存有一定争议。本文在广泛收集前人研究资料和成果的基础上,选择区内铜官山石英闪长岩体和新屋里、胡村花岗闪长岩体开展全岩Sr-Nd同位素和锆石原位Hf-O同位素分析,以进一步探讨其成因机制。研究表明,石英闪长岩和花岗闪长岩的结构构造和矿物组成特征相似,全岩主量元素、微量元素和稀土元素组成特征也基本一致,均属高钾钙碱性岩石系列,并具有埃达克质岩石特征。石英闪长岩I_Sr值为0.707 2～0.709 0,ε_Nd（t）值为-13.0～-8.3,锆石ε_Hf（t）值为-23.5～-8.7,δ¹⁸O值为6.5‰～7.4‰;花岗闪长岩ISr值0.707 7～0.709 8,ε_Nd（t）值为-13.6～-8.5,锆石ε_Hf（t）值为-19.0～-7.4,δ¹⁸O值为6.7‰～8.1‰。石英闪长岩和花岗闪长岩Sr-Nd同位素组成特征和锆石Hf-O同位素组成特征亦基本一致,指示它们具有相同的成岩物质来源。结合区域地质背景和构造演化,本文认为,铜陵矿集区石英闪长岩和花岗闪长岩为富集岩石圈地幔岩浆与壳源埃达克质岩浆混合并上升侵位所形成,富集岩石圈地幔岩浆并非起源于古太平洋俯冲洋壳或俯冲洋壳析出流体交代的富集岩石圈地幔,而是新元古代华夏洋俯冲析出流体交代扬子板块岩石圈地幔所形成,壳源埃达克质岩浆为新元古代华夏板块与扬子板块碰撞之后形成的新生地壳熔融而成。铜陵矿集区晚中生代大规模岩浆作用的诱因是大陆板内构造背景下富集岩石圈地幔部分熔融岩浆上涌加热以及受古太平洋板块挤压和地壳加厚再转向拉张应力下的减压熔融。     

老湾花岗质熔体中水的演化

老湾花岗质熔体中水的演化特征表明,随着岩浆熔体的演化,溶解于熔体中的水经历不饱和→饱和→过饱和的过程以及在过饱和状态下水以气泡形式逸出熔体,成矿流体的气泡逸出可能是“含矿岩浆热液”形成的主要方式。     

铜陵新桥硫铁矿床中胶状黄铁矿微尺度观察及其成因探讨

新桥硫铁矿床是铜陵矿集区代表性的层状硫化物矿床,该矿床主要由层状、似层状矿体组成,伴有矽卡岩型、热液脉型矿体．黄铁矿是层状矿体中主要硫化物矿物,以胶状、细粒．中粗粒结构,块状构造产出,后期热动力作用使得胶状黄铁矿重结晶为细粒．粗粒黄铁矿,甚至相变为磁黄铁矿．本文利用粉晶x射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FE-SEM）和高分辨透射电镜（HR-TEM）对新桥硫铁矿床中的胶状黄铁矿物相、形貌、微结构进行研究,结果发现胶状黄铁矿基本由黄铁矿组成,表现为纳米．亚微米粒状、花瓣状和似生物状形态．粒状黄铁矿以自形一半自形立方体为主,球形、短柱状等他形为辅,粒径大约10～500nm;扫描电镜对胶状黄铁矿大量观察发现,自形．半自形黄铁矿颗粒粒径大于它形黄铁矿颗粒,显示黄铁矿从小颗粒、不规则形态向大颗粒、自形晶演化趋势．花瓣黄铁矿主要由纳米粒级自形一半自形粒状黄铁矿组成,花瓣直径介于5-10μm,类似于生物成因的草莓黄铁矿．这些形貌和微结构特征显示胶状黄铁矿为微生物参与的矿化产物;新桥硫铁矿中胶状黄铁矿形貌和微结构差异是其就位空间和演化过程差异所致．该研究为新桥矿床乃至铜陵矿集区胶状黄铁矿成因和成矿作用提供了微尺度的矿物学支撑．     

安徽铜陵狮子山矿田铜、金共生与分离的热力学研究

狮子山矿田是安徽铜陵矿集区内最具代表性的大型铜金多金属矿田.矿田内铜、金矿床或矿体既各自独立产出,义相互共生或伴生,铜矿化和金矿化在时间上和空间上存在既共生又分离的现象.本文选择矿田内代表性铜矿床和金矿床开展系统的流体包裹体地球化学研究,并进行成矿流体中铜、金溶解度的热力学理论计算和1分析,探索铜、金共生与分离的机制和...     

凹凸棒石与Zn^2＋的长期作用研究

以凹凸棒石与Zn2＋为例研究粘土矿物与重金属离子长期作用过程,并运用高分辨透射电镜和X射线衍射分析粘土矿物与重金属离子长期作用的次生物相。结果表明：Zn2＋与凹凸棒石的长期作用是一个二阶段的过程,初始阶段为快速吸附作用,其后表现为慢速沉淀反应。高分辨透射电镜和X射线衍射分析表明,凹凸棒石与Zn2＋的长期作用过程中,具有纳米矿物特性的凹凸棒石表面快速水化,提高了悬浮液的pH值,诱导Zn2＋水解沉淀。而后,凹凸棒石缓慢溶解释放Al3＋和SiO44-与Zn（OH）2沉淀反应,形成Zn-A1双氢氧化物和异极矿。这一结果对认识土壤环境中重金属与粘土矿物的作用及重金属的归宿具有重要意义。     

铜陵包村金(铜)矿床中胶状黄铁矿矿物学及成因解析

黄铁矿是安徽铜陵包村金(铜)矿床中主要硫化物,对热液成因的显晶质黄铁矿已有大量研究,而胶状黄铁矿研究较少且成因存在争议.本文以粉晶X射线衍射、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及拉曼光谱(RS)为主要研究方法和手段,对包村金(铜)矿床中胶状黄铁矿的矿物组成和微结构进行研究.包村胶状黄铁矿主要由黄铁矿组成,含有白铁矿、菱铁矿、石英、含铁白云石、高岭石和有机质.黄铁矿主要以纳米-亚微米粒径的自形、半自形的立方体为主,少量微米级他形颗粒,显著不同于胶体或非晶态的无定型黄铁矿.由黄铁矿、白铁矿和有机质组成的胶状结构中,白铁矿和有机质富集在暗色环带,黄铁矿相对富集在浅色环带,浅色和暗色交替变化主要由三者含量变化所致,与矿物粒径无关.结合铜陵地区胶状黄铁矿研究成果,我们认为铜陵地区乃至长江中下游成矿带内铜-金-铁多金属硫化物矿床相关研究文献中记载的胶状黄铁矿为铁硫化物、碳酸盐矿物、黏土矿物、石英和有机质组成的矿物集合体,是在陆源物质输入受限的半封闭海盆环境下经生物化学作用直接沉淀的纳米-亚微米黄铁矿为主的矿物集合体.虽然胶状黄铁矿经历沉积成岩作用和中生代岩浆热液叠加改造作用,但是沉积微结构、矿物成因信息仍然被有效保存.     

铜陵冬瓜山层控矽卡岩型铜金矿床的成因机制:硫同位素制约

冬瓜山铜金矿床是铜陵矿集区乃至长江中下游成矿带中的一个重要矿床。矿床上部受石炭系层位控制,发育层状、似层状层控矽卡岩型矿体;下部受岩体及其接触带控制,在岩体及其接触带围岩中发育脉状、细脉浸染状矿体。上部层控矽卡岩型矿体中的矿石类型以含铜(金)石英硫化物为主,矿石硫化物矿物的硫同位素组成显示主要成矿阶段的硫同位素基本达到了平衡。矿石矿物中的硫化物和硫酸盐的硫同位素组成对比表明,冬瓜山矿床与斑岩型矿床相似,而与Sedex型和VHMS型矿床不同。结合矿床成矿物理化学条件和矿石矿物共生组合关系,根据硫同位素储库效应,认为冬瓜山矿床硫化物阶段成矿热液中的含硫物种以H2S为主(XH2S0.99),硫化物的结晶沉淀对成矿热液的δ34S值影响不大。应用大本模式,高温岩浆来源的热液与熔体之间的硫同位素分馏Δ34S为0‰～+5‰,依据岩浆岩全岩硫同位素组成可以确定岩浆来源热液的硫同位素组成为+0.3‰～+12.0‰。在高温(600～350℃)硅酸盐阶段和氧化物阶段,硬石膏与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S为+5.0‰～+19.0‰,而在高温(450～350℃)氧化物阶段后期及低温(350～200℃)硫化物阶段,黄铁矿与成矿热液之间的硫同位素分馏Δ34S分别为-1.0‰～0‰和0‰～+1.5‰。据此计算的含硫矿物硫同位素组成理论值与冬瓜山矿床实测值基本一致,显示成矿热液流体中的硫源为岩浆来源。综合前人对区域及冬瓜山矿床的研究,本文认为冬瓜山矿床为与燕山期岩浆作用密切相关的层控矽卡岩型铜金矿床。岩浆及其平衡热液中较高的总硫同位素组成暗示岩浆混染了区域沉积地层中广泛发育的膏盐成分。虽然硫同位素组成特征显示区域沉积岩成岩过程中经历了明显的海水沉积作用和细菌硫酸盐还原作用,但冬瓜山矿床矿石没有保存海西期沉积成矿的硫同位素证据。     

浅谈岩土工程中的几个问题

本文主要对岩土工程勘察过程中的一些问题，如工程地质向岩土工程的转变、岩土工程与环境的关系，特殊土的岩土工程勘察、岩土工程分析评价、复合地基与原体试验、勘探技术发展和岩土工程的发展方向等进行了分析论述并提出了自己的见解。