江南隆起带安徽宁国西坞口矿床铷的赋存状态及其成矿机制研究

西坞口矿床是江南隆起带安徽宁国市近年来发现的首个关键金属铷(Rb)矿床,与成矿有关的岩浆岩为花岗斑岩。矿床中发育两类铷矿体:矿体I赋存于花岗斑岩体内,矿体II产于花岗斑岩体顶部。两类矿体的矿物组合均为多硅白云母+石英。矿体I呈透镜体状产于花岗斑岩体顶部,多硅白云母含量可达70%,品位为0.25%;矿体II产于花岗斑岩体和地层接触带,品位为0.21%。前人对西坞口矿床的矿化特征、岩浆岩年代学、岩浆岩成因开展了研究,但关于铷的赋存状态及成矿机制尚不明确。本次工作分别对成矿岩体和两类矿体中的主要矿物开展了电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)研究,分析结果显示花岗斑岩中斜长石、钾长石和黑云母中Rb的平均含量分别为3.10×10^-6、872×10^-6和1 328×10^-6,矿体I和II中多硅白云母的Rb平均含量分别为2 544×10^-6和2 686×10^-6。多硅白云母晶体化学计算表明,铷以Rb⁺→K⁺/Na⁺置换的方式进入多硅白云母晶格,在多硅白云母中以类质同象的形式赋存。结合矿床地质特征和区域岩浆岩对比分析,本文提出西坞口矿床成矿岩浆具有较高的Rb背景值以及氟(F)含量,矿物结晶作用使得Rb在残余岩浆含量升高,岩浆向热液过渡阶段的富F特征导致原先岩浆体系的架状硅酸盐结构变成层状,进而有利于结晶出大量富Rb的多硅白云母,并富集形成铷矿体。     

安徽泾县湛岭斑岩型钼矿床中铼的赋存状态研究

铼(Re)作为关键金属之一,是国家安全和军事战略必不可少的关键矿产,近年来受到世界各国的广泛关注。目前全球90%的Re产出于斑岩型矿床中,由于Re和Mo(钼)的元素性质相近,辉钼矿是Re的主要富集矿物。目前,前人的研究主要集中于含Re辉钼矿多型、辉钼矿中Re的含量、以及微米尺度上Re在辉钼矿中的赋存规律等方面,但纳米尺度上,Re在辉钼矿中的赋存状态研究仍十分薄弱。本次工作以安徽省泾县新发现的湛岭斑岩型钼矿床中的辉钼矿为研究对象,查明矿床中的辉钼矿主要有两种类型:粗粒叶片状辉钼矿(Ⅰ型)和细粒集合体辉钼矿(Ⅱ型)。通过电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)确定了微米尺度上辉钼矿中的Re含量呈较大的不均一性。粗粒叶片状辉钼矿核部的Re含量(90.2×10~(-6))高于边部(37.6×10~(-6)),细粒集合体辉钼矿中的Re平均含量(89.4×10~(-6))明显高于粗粒叶片状辉钼矿(50.0×10~(-6)),其中可见多个无规律的局部Re富集区域。在此基础上,对细粒集合体辉钼矿中富Re区域进行聚焦离子束(FIB)原位取样,并运用透射电镜(TEM)分析发现,在纳米尺度上,辉钼矿Re含量也有较大不均一性。在ADF-TEM照片中识别出辉钼矿具有a、b两种不同的表征。表征a的辉钼矿Re含量较高,晶格受到明显干扰,除类质同象替换外,还存在以Re-S吸附的方式赋存的Re;而表征b中的辉钼矿Re含量较低,晶格并未受到明显的干扰,Re主要是以类质同象替换的形式存在。以上研究结果表明,湛岭斑岩型钼矿床中的Re除了类质同象替代Mo进入辉钼矿晶格外,还以Re-S的形式吸附在辉钼矿晶格表面,Re的两种赋存状态是辉钼矿中Re含量不均一性的主要原因。     

砂土与混凝土顶管界面摩擦特性试验研究

为了揭示不同工况下混凝土顶管-砂土接触面剪切摩擦特性,确定管土、管浆摩擦系数,为顶管施工参数的选取及顶进力的计算提供指导与参考。采用直剪试验研究了5种砂土在不同法向压力、不同剪切速率及不同润滑状态下与混凝土管接触面的摩擦特性。试验结果表明:随着砂土颗粒粒径的增加,砂土与混凝土接触面剪切应力稳定值降低。随着法向应力的增加,砂土界面剪切应力达到峰值或稳定值时的剪切位移增加,同时界面剪切应力-剪切位移曲线的应变软化特性逐渐减弱,应变硬化趋势逐渐增强。无润滑条件下,随着法向应力的增加,剪切应力稳定值增量基本保持稳定或略有降低,泥浆润滑条件下,剪切应力稳定值增量增大;在较低法向压力下剪切速率对砂土剪切应力的影响较小;泥浆润滑条件下,砂土与混凝土接触面剪切应力可降低70%~80%,随着法向应力的增加,润滑效果降低。      

皖南逍遥岩体的年代学、地球化学特征及其成因分析

皖南绩溪县逍遥岩体侵位于新元古界南华系、震旦系和下古生界海相沉积盖层中,岩性为花岗闪长岩。测得该岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素加权平均值年龄为(149.3±2.3)和(148.6±1.9)Ma,表明:岩体侵位于晚侏罗世。逍遥花岗闪长岩体的电子探针分析显示其黑云母为镁质黑云母。岩石地球化学研究表明:其为高钾钙碱性系列,准铝质—过铝质,属于I型花岗岩;微量元素特征显示其富集轻稀土而亏损重稀土元素,富集Ba、Sr等大离子亲石元素。综合地质、年代学、电子探针和岩石主微量元素分析,逍遥岩体形成于晚侏罗世,其岩浆来源于有幔源物质加入的下地壳,在形成过程中经历了较强的部分熔融作用,该岩体具有火山弧花岗岩特点。