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。     

基于小波分析的抚松县降水量变化对矿泉水资源量的响应研究

大气降水是抚松县矿泉水资源的重要补给来源,探究其变化规律及极值概率对泉流量是否能够得到持续补给具有重要意义。为此,首先利用1960~2013年的降水资料和1981~2008年部分泉流量观测数据,对抚松县降水量的年内分配、年际变化和不同年代降水量均值变化进行降水特征分析;之后,运用皮尔逊Ⅲ型模型分析最大年降水量的概率分布;接着,利用1981年7月~2008年11月期间降水量和部分泉的泉流量监测数据,采用连续小波分析法对二者周期进行分析;最后,运用交叉小波变换法对同一时段内降水量和泉流量多时间尺度变化的相关性进行分析。结果表明:1960~2013年的54间,研究区内年降水量呈现周期性变化,变差系数为1.017×10-17,降水稳定,未发生异常变化。降水量和泉流量均存在约11个月的主震荡周期,二者属于同相位(即泉流量对降水量的变化产生即刻反应),降水量作为本区矿泉水补给的重要影响因素,可为矿泉水资源得到有效补给提供保证。     

马莲泉-小泉井断裂带运动学特征及成因分析

马莲泉-小泉井断裂带是天山-阴山纬向构造带北山西段的一条重要的近东西向断裂带,呈波状缠绕于北东东向和北西西向两组断裂的相邻交汇点之间,其成因广为地学工作者所关注。文章通过卫星影像分析和野外地质调查,对马莲泉-小泉井断裂带的几何学、运动学特征进行了详细研究,认为它是由北西西向博罗霍洛断裂带的近东西向次级压扭性断裂不断吸收主断裂的水平位移演化而成,主要形成和活动时期为中新生代,成因与中生代以来博罗霍洛断裂带的大规模右行走滑构造背景密切相关。这一研究成果对探讨天山-阴山纬向构造带北山段的成因具有重要意义。     

蟠龙山小考

辽北铁岭的蟠龙山,久负盛名,为辽北名山。但是,游人们凡游览过蟠龙山后,在头脑中却很难形成一个"巨龙盘卧"的概念来,难道是"盘龙"的叫法"有误"吗?其实,"蟠龙山应该叫做双龙山"。叫"双龙山",有山中一块石碑为证:"双龙山——圣水寺",这是一块至今还立于山中的石碑的碑文,文中的"双龙山"即指蟠龙山,那么碑文中的叫法又从何而来呢?无可考。那么,蟠龙山除了叫双龙山之外,还有无其他的叫法吗?有,当地人还叫     

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.      

西藏乌鲁穷含铜磁铁矿床的发现及地质特征

继尼雄、弗野、材玛等铁矿床的发现之后,新一轮1：5万区域地质调查又在班公湖-怒江成矿带西段乌鲁穷地区发现了较大规模的含铜磁铁矿矿床。野外路线调查、剖面实测和大比例尺填图表明,乌鲁穷磁铁矿形成于南羌塘南缘中-晚侏罗世中酸性岩体与上三叠统日干配错群二组（T₃R²）碳酸盐岩外接触带中,矿体受后期近南北向高角度正断层改造,成矿作用表现出多期次、多阶段特征。通过对矿体邻近的石英闪长岩、二长花岗岩和控矿断层中同构造碳酸盐脉进行锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年,获得石英闪长岩、二长花岗岩成岩年龄分别为：（161.3±0.72）Ma、（157.5±1.7）Ma,并获得同构造碳酸盐脉热液锆石年龄为（84.2±1.1）Ma。结合前人研究和1：5万地质调查成果,认为乌鲁穷含铜磁铁矿在中-晚侏罗世（157.5~161.3 Ma）班公湖-怒江洋北向俯冲过程中初步富集成矿,形成矽卡岩型含铜磁铁矿矿床,矿体在晚白垩世（84.2 Ma）陆内伸展过程中再次富集;提出班公湖地区在晚白垩世中期存在一期横跨缝合带的陆内伸展成矿事件,成矿作用与班公湖-怒江洋闭合后地幔软流圈底辟及其相关的地壳线性热隆伸展是一个机理关联的系统。     

银额盆地及邻区石炭纪小独山期—二叠纪紫松期岩相古地理

采用野外地质调查与室内研究相结合的方法,根据野外地质调查收集的沉积岩岩石学特征、古生物及沉积构造标志,结合室内地球化学分析测试结果,总结研究区的沉积相划分标志,将研究区石炭系—二叠系阿木山组(干泉组)划分出6种沉积相,即辫状河三角洲相、冲积扇相、滨海相、碳酸盐岩台地相、浅海陆棚相和海相火山岩相,并进一步划分为13种沉积亚相。浅海陆棚相和滨海相是研究区沉积的主体,碳酸盐岩台地相次之,辫状河三角洲相和冲积扇相仅在靠近敦煌-阿拉善-狼山古陆及马鬃山-拐子湖中间隆起带的部分有分布,海相火山岩主要分布于裂谷中心火山喷发带。