山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩地质特征及开发利用研究

玄武岩纤维是国际上重点发展的新材料之一,附加价值极高。以天然玄武岩拉制的连续纤维是一种新型无机环保绿色高性能纤维材料,具有强度高,电绝缘、耐腐蚀、耐高温等多种优异性能。笔者等通过对山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩地质特征、岩相学特征及岩石地球化学特征进行分析研究,发现产出于中新世临朐群牛山组偏基性火山岩的致密块状橄榄玄武岩,是拉丝纤维用的理想原矿石。笔者等梳理了国内部分生产企业和学者研究关于天然玄武岩成功拉丝的研究进展,分析研究了山东省临朐—沂水地区橄榄玄武岩影响连续纤维用玄武岩矿拉丝性能的七大参数指标,结果表明,研究区橄榄玄武岩除酸度系数偏低外,各项参数均符合连续拉丝纤维生产各项指标,可为后续开展纤维用玄武岩地质调查工作提供参考,助力资源的开发利用研究。     

海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维实验研究

玄武岩石粉废渣是玄武岩石材破碎加工过程中产生的废料,其粒度细、销路差,尚无成熟的大规模综合利用方法。本文采集海南岛不同地区的8组玄武岩石粉废渣,利用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)和X射线衍射仪(XRD)分析其化学成分和矿物组分,通过差示扫描量热仪(DSC)、能谱仪(EDS)及熔融实验分析其结晶性能,筛选出最符合玄武岩纤维原料特征的样品进行纤维制备研究。通过扫描电子显微镜(SEM)及XRD分析纤维表面形貌与结晶晶相,将其性能与标准纤维进行对比。结果表明,1 450℃时制得的纤维频繁断丝,表面结晶出大量树枝状及针状的硅灰石、石英、黄长石和磁铁矿;升温至1 480℃并保温1 h后成功制得的连续纤维,仍含有黄长石和磁铁矿,断裂强力略低于标准纤维。研究结果表明利用海南岛玄武岩石粉废渣制备连续纤维具有一定可行性,本研究为海南岛玄武岩石粉废渣的处理提供了导向性建议和理论基础。     

藏东江达中石炭世弧火山岩的厘定及其构造意义

金沙江特提斯洋盆是三江地区重要的洋盆之一,然而目前对于金沙江洋壳俯冲时限认识不一,弧火山岩对限定洋壳的俯冲消减过程具有重要意义.在西藏东部江达地区首次识别出一套中石炭世晚期的火山岩,主要岩性为玄武岩及安山岩,安山岩锆石U-Pb年龄为332±3.3 Ma（MSWD=2,n=14）,指示该火山活动为中石炭世晚期.江达火山岩SiO₂含量为45.65%~55.73%,具有高Al₂O₃含量（15.48%~16.79%）,TiO₂含量为0.82%~1.12%,富Na低K;轻重稀土分异明显,无δEu异常,强不相容元素Th、U等富集,高场强元素Nb、Ta等亏损,具有弧火山岩的地球化学性质.安山岩锆石ε_Hf（t）值为较均一的正值（+11.0~+15.6）,指示岩浆源区为受到富集组分影响的岩石圈地幔.研究表明江达中石炭世晚期火山岩形成于岛弧的构造环境,其火山活动与金沙江特提斯洋壳俯冲消减过程有关;结合区域地质资料认为金沙江特提斯洋壳在332 Ma之前已经开始了俯冲消减活动,进而为金沙江特提斯洋演化过程提供了岩石学证据.      

晋北中新世汉诺坝玄武岩中木化石的发现及其古气候意义

首次在晋北中新统汉诺坝玄武岩沉积夹层中发现了木化石。通过木化石的沉积环境分析,认为其为洪积扇上发育的辫状河道环境。对树木高度进行了估算,结果表明其为中等高大的乔木。结合前人对中新世中国北方孢粉、古植物、哺乳动物化石等的分析认为,中中新世晋北左云一带处于湿润的森林,且已向较干旱的疏林草原环境过渡,季节性降水导致的洪水携带大量砂砾将平缓地带的乔木迅速埋藏。这一发现,对于研究中新世时中国北方古气候变化及植物地理区系演化具有重要意义。     

东非裂谷、盆岭省和南极洲裂谷玄武岩源区特征对比

大陆裂谷是大陆岩石圈局部拉张伸展的狭长地带,常伴有高热流,广泛分布的区域性隆起和岩浆作用等现象。新生代大陆裂谷玄武岩(CRB)的全球分布图显示大多数数据来源于东非裂谷、盆岭省和南极洲。数据库数据研究表明,东非裂谷、盆岭省和南极洲CRB的地球化学特征虽然存在一些差别,但总体上类似。与盆岭省CRB相比,东非裂谷和南极洲CRB富集Ta和Nb,亏损Ba和Pb,可能与岩浆混染程度较高及源区有俯冲带物质进入的影响有关。     

川西甘孜－理塘结合带碳酸盐岩碳氧同位素特征

本文对甘孜-理塘结合带中段出露的碳酸盐岩进行了详细的野外地质调查,按其产状可分为两类:覆于玄武岩之上的碳酸盐岩构造岩片和包裹于玄武岩内的厘米—米级不规则棱角状碳酸盐岩砾岩块。经碳酸盐岩碳、氧同位素测试分析,前者δ~(13)C值主体位于0. 113‰~1. 625‰之间,δ~(18)O数值为-10. 263‰~-5. 745‰,总体变化较小,有小幅震荡;而后者δ~(13)C值明显较前者大,为4. 254‰~3. 786‰,δ~(18)O数值则明显偏小,为-13. 471‰~-13. 592‰,总体变化量较前者更小,具明显的后期成岩作用改造特征。所有样品Z值均大于123,表明研究区内碳酸盐岩为正常海相碳酸盐岩;结合玄武岩地球化学分析数据认为,碳酸盐岩总体沉积于海山环境,且包裹于其中的碳酸盐岩角砾岩块要早于上覆大套碳酸盐岩形成。     

西藏东巧地区玄武岩地球化学特征及构造环境分析

东巧蛇绿岩出露于班公湖-怒江缝合带中段,是蛇绿岩组合单元出露较完整的地区。微量(稀土)元素分析结果表明,蛇绿岩中的玄武岩具有轻稀土元素(LREE)显著富集的右倾稀土元素配分模式。(La/Yb)N=7.05~12.02,Th、Nb、Ta、Zr和Hf略具有正异常的微量元素组成特征,属于典型的洋岛玄武岩(OIB),与洋中脊玄武岩(MORB)和板块汇聚环境下的岛弧玄武岩(IAB)存在明显差异。通过对其构造环境的判别,并结合蛇绿岩与相邻地质体的关系分析,认为东巧蛇绿岩中的玄武岩形成于大洋板内岩石圈上隆减压的洋岛环境,代表班公湖-怒江洋盆形成和发展阶段洋岛环境的大洋岩石圈残片。     

玄武岩柱状节理六边形结构形成机制探讨

玄武岩柱状节理往往呈现完美的六边形石柱,这种现象引起了人们的广泛关注和好奇,但是对于其形成机理尚无合理的解释。本文通过对冷却过程中的玄武岩进行受力分析,提出当岩石（浆）冷凝收缩的凝聚力达到其抗张强度时,岩石（浆）内部发生潜在破裂和微形变;当潜在破裂面形成后,因岩石的泊松效应,微小潜在破裂面处的应力状态发生重整,形成新的潜在破裂面;当新的潜在破裂面处的剪应力等于岩石抗张强度时,岩石（浆）发生剪切破裂,形成如今所见的柱状节理。根据前人相关岩石实验数据,推算得到玄武岩相应温度下的内摩擦角、黏聚力、抗张强度和泊松比,采用应力莫尔圆方法进行数值计算,获得玄武岩在冷却到800 ℃左右时发生破裂,六棱柱形柱状节理开始形成,内角约119.1°。进一步分析认为,岩石的黏聚力、石英含量等因素可能控制着柱状节理的发育和形状。     

徐州白露山含金刚石橄榄玄武岩地球化学特征及其岩浆演化特征

江苏徐州地区位于华北克拉通的东南部,其区内及周边广泛发育碱性超基性岩-基性岩,其中不乏含金刚石母岩,但是主要为金伯利岩。笔者在苏北寻找金刚石原生矿的过程中,在徐州白露山地区发现了含金刚石的橄榄玄武岩。本区橄榄玄武岩SiO₂含量为42.64%~51.13%,K₂O+Na₂O为2.57%~5.93%,Al₂O₃为10.48%~13.53%,MgO含量变化范围较大,为3.11%~19.34%。以主量元素做TAS图解可以看出本区基性岩的投影点基本都落于玄武岩范围,属于高钾钙碱性。微量元素特征显示白露山的样品靠近OIB和火山弧区域。富集端元明显偏高的Ba/Th比值暗示玄武岩中含有大陆下地壳物质。而白露山橄榄玄武岩元素地球化学特征及组成变化范围大并不是主要由地壳混染引起的,而是因为源区含有残留的再循环大陆下地壳。这些地球化学特征说明徐州白露山橄榄玄武岩与辽宁、山东地区金伯利岩具有一定的成因联系,为该区金刚石找矿提供了有利线索。     

航空TEM及航磁资料在剥离玄武岩盖层中的应用研究——以阿巴嘎旗地区为例

二连盆地是一个大型中新生代产铀盆地,但地表大面积分布的新生代玄武岩盖层严重制约了铀矿勘查进展,开展航空TEM(瞬变电磁法)及航磁在剥离玄武岩盖层中的应用研究,对寻找深部隐伏铀矿具有重要意义。根据最新获取的盆内阿巴嘎旗东部航空TEM及航磁数据开展研究:首先根据航磁ΔT及航磁ΔT高通滤波曲线确定玄武岩岩性;再根据航空TEM反演电阻率断面确定玄武岩的底界面位置;最后提取断面解释的玄武岩位置信息并生成玄武岩空间位置数据库,得到研究区玄武岩顶/底界面海拔高程及厚度数据,从而将玄武岩剥离。对比结果表明:本次推断的玄武岩盖层分布范围总体与地质图吻合,面积由之前的3438 km²修订为4146 km²,其分布边界在研究区中南部隆起区变化相对较大,推测与第四系沉积物分布范围小且零散有关,验证了航空TEM及航磁方法在剥离玄武岩盖层中的可行性与有效性。航空TEM及航磁综合信息在玄武岩覆盖区铀矿勘查中剥离玄武岩盖层起到重要作用,值得在玄武岩覆盖区推广应用。