同步辐射软X射线吸收谱与发射谱测定天然针铁矿能带结构

天然半导体矿物由于成分、缺陷复杂,传统测试方法如紫外可见漫反射等难以准确测定其禁带宽度.本文以针铁矿为例,通过第一性原理计算得到纯针铁矿及掺Al针铁矿的电子结构.计算结果显示,纯针铁矿导带底与价带顶均由Fe3d与O2p轨道组成,而当含杂质Al时,Al2p与O2p发生杂化参与了价带组成.在此基础上,利用同步辐射X射线氧的K边吸收谱与发射谱对纯针铁矿及天然针铁矿的能带结构进行了测定.结果表明,天然含Al的针铁矿禁带宽度为2.30eV,小于纯针铁矿(2.57eV).本研究提供了一种测定天然氧化物矿物禁带宽度的新方法,为深入研究天然半导体可见光催化活性产生机制提供了理论依据.     

新疆西天山铁木里克铁矿床火山岩锆石U-Pb年代学、岩石地球化学特征及地质意义

铁木里克铁矿位于西天山阿吾拉勒铁铜成矿带中段,矿床围岩为一套以粗面安山岩、安山岩和流纹岩为主的连续变化的中酸性火山岩。本文通过对铁木里克铁矿床火山岩进行LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,并且结合Hf同位素和岩石地球化学研究,对火山岩的形成时代以及大地构造背景进行探讨。锆石LA-ICP-MS测年结果显示,粗面安山岩、安山岩以及流纹岩的测年结果分别是318.8±2.3Ma、320.8±2.5Ma和319.1±3.5Ma。地球化学分析表明该套火山岩属于高钾钙碱性-钾玄岩系列,富集轻稀土元素(LREE)和大离子亲石元素(LILE;如Rb、Th、K),重稀土元素(HREE)配分平坦,同时具有Nb、Ta的强烈亏损,具有明显的岛弧火山岩地球化学特征。在火山岩的大地构造判别图解上,样品点都落在了大陆弧部分。锆石的Hf同位素显示εHf(t)具有一致的变化范围(+6.2~+12.0),指示火山岩具有相同的岩浆来源,都是来源于早古生代新生陆壳的重熔,形成于相同的构造岩浆背景下。结合区域地质资料,本文认为铁木里克铁矿床出露的这套高钾钙碱性-钾玄岩系列火山岩可能是南天山洋闭合末期到陆陆碰撞早期大陆弧岩浆作用的产物。     

平度市新河铁矿地质特征及找矿远景

平度市新河铁矿处于莱州-安丘铁成矿带中部,矿床赋存于古元古代粉子山群小宋组二段含铁岩系中,属沉积变质型铁矿床。通过地质勘查,矿区内圈定3个铁矿体。该文以此为基础,对矿床地质特征及矿区找矿远景进行浅析,以利于矿山下一步找矿工作的开展。     

鄂东南地区鄂城岩体的时代、成因及其对成矿作用的指示

鄂城岩体位于鄂东南地区的最北部,是鄂东南地区的六大岩体之一.在该岩体的南缘接触带上产出了长江中下游地区最大的矽卡岩型铁矿床——程潮铁矿床.众多研究表明,程潮铁矿化与鄂城杂岩体的岩浆演化密切相关,然而目前对于成矿作用究竟是与花岗质岩还是闪长质岩有关仍存在争议.通过对鄂城杂岩体开展系统的锆石U-Pb年代学、元素地球化学和Sr-Nd-Hf同位素研究,结果表明该岩体主要由花岗岩、石英二长岩、花岗斑岩以及小面积的闪长岩组成,最早侵位于140±1 Ma（中粒闪长岩）,之后依次侵位形成了细粒闪长岩（132±2 Ma）、花岗斑岩（130±2 Ma）、花岗岩（中细粒花岗岩129±2 Ma,中粒花岗岩129±1 Ma）和石英二长岩（129±1 Ma）.根据全岩地球化学特征,鄂城杂岩体的岩石组成大致可以分为两组:（1）花岗岩类,包括花岗岩、花岗斑岩和角闪石英二长岩,钾质,具有高SiO₂,低TiO₂、FeO_t、MnO、MgO含量等特征;（2）闪长岩类,包括中、细粒闪长岩,钠质,具有低SiO₂,高TiO₂、FeO_t、MnO、MgO含量等特征.这些岩石均富集轻稀土元素（LREE）和大离子亲石元素（LILE,如Rb、Th等）,亏损高场强元素（HFSE,如Nb、P、Ti）等,且花岗岩类具明显的负Eu异常,而闪长岩类则无此特征.在同位素组成方面,鄂城花岗岩类具有较负的全岩ε_Nd（t）值（-11.7~-10.1）和锆石ε_Hf（t）值（-22.91~-9.83）,闪长岩类则具有稍高的全岩ε_Nd（t）值（-7.6）和锆石ε_Hf（t）值（-12.04~-4.69）.元素和同位素地球化学特征共同表明,鄂城花岗岩类属于高分异Ⅰ型花岗岩,且主要来源于古元古代基底物质的部分熔融作用,源区可能有少量幔源物质的加入;闪长岩类主要来源于富集岩石圈地幔,且经历了一定的分离结晶作用.年代学结果显示,鄂城花岗岩类和细粒闪长岩的侵位时间均与程潮铁矿床的主成矿期吻合.结合野外接触关系以及前人的研究,程潮铁矿化可能与上述两类岩石均密切相关.从整个鄂东南地区的成矿作用来看,随着岩浆源区壳源物质贡献的增大以及岩浆分异程度的增加,岩浆作用与铁矿化的关系也更加密切.      

西昆仑塔什库尔干叶里克铁矿成因:矿床地质与磁铁矿LA-ICP-MS原位分析约束

新疆塔什库尔干铁矿带是我国西部地区新近发现的重要富铁矿带.叶里克铁矿是该成矿带大型铁矿床之一,对该矿床成因方面的研究尚在起步阶段.通过对叶里克铁矿开展矿床地质研究与磁铁矿LA-ICP-MS原位分析,结果表明矿体产于布伦阔勒变质火山-沉积岩中,矿体与围岩产状基本一致,具有明显的层控特征.稠密浸染状或块状富矿体中磁铁矿主要有两种产出形式:与硬石膏或与方解石共生.这两类磁铁矿中多数微量元素含量较均一,如Mg（119×10-6~313×10-6）、Al（692×10-6~1 034×10-6）、Ti（540×10-6~840×10-6）、V（3 340×10-6~3 971×10-6）、Mn（950×10-6~1 160×10-6）、Co（4×10-6~5×10-6）、Ni（52×10-6~64×10-6）、Zn（84×10-6~143×10-6）、以及Ga（26×10-6~31×10-6）,并与高温热液中磁铁矿类似;磁铁矿Al、Ti、V含量高,Ni/Cr比高以及Ti/V比低揭示出其形成于相对还原、富Al、Ti的海底高温热液体系且沉积环境稳定.（Al+Mn）-（Ti+V）特征指示其形成温度在300~500 ℃之间.与硬石膏共生的磁铁矿比与方解石共生的磁铁矿具有相对高的Ti（前者平均690×10-6,后者平均574×10-6）、P（从27×10-6骤降到7×10-6）含量,低的Ca含量（从36×10-6骤升到203×10-6）并亏损Zr、Hf、Sc、Ta等高场强元素,指示前者形成于更剧烈的热液活动中,并且硬石膏磁铁矿在热液作用过程中多数Ca离子进入硬石膏晶格中,造成磁铁矿Ca含量降低.综合区域地质、矿床地质及磁铁矿组成等多种证据,表明叶里克铁矿形成于早寒武世的海底高温热液系统.铁矿形成与原特提斯洋南向俯冲引发的火山弧岩浆作用有关,属于海相火山岩型铁矿.      

四川盆地：周缘活动主控下形成的叠合盆地

四川盆地位于扬子板块西缘和青藏高原东缘,地震勘探资料等揭示盆地前寒武纪基底保存完整的古俯冲带和地堑-地垒结构,说明盆地基底后期构造活动非常稳定;显生宙以来经历晚震旦世-石炭纪、二叠纪-中三叠世两幕克拉通边缘强拉张-强挤压,而克拉通内弱拉张-弱挤压的构造演化过程,体现出盆地内部稳定性结构沉积演化特征。克拉通内弱拉张初期以海相碳酸盐岩大面积稳定沉积（即震旦系灯影组和二叠系栖霞-茅口组）和随后的风化壳岩溶作用（即桐湾期、东吴期等不整合面）为特征,弱拉张期以拉张槽（如：绵阳-长宁拉张槽和开江-梁平拉张槽等）的形成为典型特征;弱挤压则以古隆起（如：加里东期乐山-龙女寺古隆起、印支期泸州古隆起等）的发育为典型特征。四川盆地晚三叠世后的前陆盆地演化阶段受控于其周缘造山带逆冲推覆构造活动,是现今地貌和构造盆地的主要建造期,形成了四川盆地周缘突变（线型）和渐变（弥散型）两种盆山结构。盆地西边界（龙门山）和北边界（米仓山-大巴山）即是线型突变边界,也是扬子地块（板块）的边界,边界几何形状和扬子板块刚性特征对盆山系统结构-构造特征等有较大的控制作用;四川盆地的东边界（齐岳山-大娄山）和西南边界（大凉山）即是渐变弥散型边界,同时也是板（陆）块内部的边界,它们受控于邻区（盆外）的构造变形和盆内沉积盖层中滑脱层的分布特征。受控于盆地（克拉通）周缘活动,四川盆地垂向上前寒武纪基底与盖层、盖层内早期和晚期构造具解耦特征。基底与盖层构造的解耦有利于盆地内部前寒武纪基底结构构造的保存和盖层内大型隆-坳结构的形成演化;盖层内早期和晚期构造的解耦有利于早期构造免遭后期破环,对深层油气藏的保存意义重大。总之,四川盆地可能是具独特形成过程和特征的叠合盆地新类型,其突出特征表现为周缘活动、内部稳定及早期和晚期构造解耦。     

伊宁地块早石炭世球泡流纹岩的发现及地球化学特征

伊宁地块西段中部阿腾套山一带发现的球泡流纹岩,多数产于早石炭世海相无球泡流纹岩夹层中,整体呈层状、互层状,球泡通气孔顺层平行于流纹构造定向分布,推断是海相极浅水环境下的产物,因而具有精细指相意义。该球泡流纹岩与同期A型花岗岩类共生,属碱性岩类,SiO_2含量为69.18%~77.69%,K_2O大于4%,Al_2O_3为11.32%~16.24%,Ga/Al×10~4=2.1~7.8,∑REE=85.22×10~(-6)~348.8×10~(-6),(La/Yb)_N=6.7~14.8,相对富集轻稀土,δEu具明显负异常,稀土配分及大离子元素蛛网图均与A型花岗岩类地球化学特征总体相同。ε_(Hf)(t)均大于0(+12.5~+15.5),两阶段锆石Hf模式年龄大于锆石U-Pb年龄,表明源区可能为早古生代新生地壳物质部分熔融演化而来。A型球泡流纹岩与同期A型花岗岩类均形成于拉张构造环境,是区内早石炭世大哈拉军山组中迄今唯一发现的显示拉张构造环境的珍贵实例。为揭示和探讨伊宁地块总体处于汇聚大背景下的局部拉张环境,以及东窄西宽之楔形构造形态提供了可能。     

基于地质与重磁数据集成的河北迁安铁矿集区三维成矿预测

河北迁安铁矿矿集区是我国典型的早前寒武纪条带状铁矿富集区和重要的铁矿石原料基地, 近年来其保有资源量不断下降, 急需开展深部资源找矿工作。基于地质与重磁数据等多源信息融合开展地质理论指导下的三维地质建模是当前深部矿产资源勘查与评价的重要途径和研究热点。本文以迁安铁矿集区为研究对象, 基于地质与重磁数据资料综合解译, 建立了1:5万迁安幅三维地质结构模型; 在此基础上, 以区域成矿理论和找矿勘查模型为指导, 总结沉积-变质型铁矿的控矿要素, 建立了综合信息定量预测模型; 进一步应用“立方体预测模型”提取成矿有利信息, 依据信息量值, 圈定了5个找矿远景区。研究表明, 重磁异常能够有效推断矿集区内断裂构造分布和含铁建造, 为区域性三维地质模型的建立提供支撑; 同时将传统的二维综合信息成矿预测方法拓展到三维空间, 预测结果为该区深部及外围找矿工作提供参考。     

音频大地电磁测深在齐大山铁矿王家堡子采区深部找矿中的应用

鞍山齐大山铁矿王家堡子采区产出鞍山式沉积变质型铁矿,铁矿石多以磁铁贫矿为主,局部产出富铁矿,目前钻探工程控制标高为-600 m,采区深部的资源潜力是急待解决的问题,为此对采区进行音频大地电磁测量和研究工作。齐大山铁矿的电性变化复杂,通过先期的实验剖面确定了矿区铁矿体的3种不同电阻率特征,然后对王家堡子采区的3760线、4050线、4500线进行音频大地电磁测量、数据处理和断面反演分析。推测3760线的低阻由磁铁贫矿引起,局部高阻为假象赤铁贫矿引起;推测4050线和4500线浅部的低阻由磁铁贫矿引起,深部的高阻为假象赤铁贫矿及磁铁贫矿引起。同时预测3760线、4050线和4500线西侧深部均有低电阻率显示,反映出隐伏铁矿床的存在特征,推测在-1 000 m标高以下仍存在有隐伏的富矿体或板状磁铁贫矿。经过钻探验证,获得了预期的找矿效果。     

基于SOA的矿政一张图管理系统设计与实现

为解决当前矿政管理面临的核心数据掌控不足、信息获取手段不强、数据共享困难等问题,全面提升矿产资源开发监管水平,本文以矿业权数据库为核心,以矿政管理专业数据库为基础,集成接入矿山视频、产量数据和地下矿山三维模型数据,实现对矿山开采活动的一张图监管。