X射线衍射技术应用于宝石鉴定-合成及晶体结构研究进展

因宝石检测常附带无损要求、宝石评价具科学性和不确定性等特点,X射线衍射(XRD)在宝石学这门矿物学的分支学科中的应用具有特殊性,其应用领域主要集中在三个方面。①宝石鉴定领域:对单晶宝石和多晶宝石进行物相鉴定、宝石产地特征研究以及宝石矿物多型的种类划分等。例如根据XRD图谱,可将品种繁多的微晶石英隐晶质变种玉髓中不同的SiO₂质矿物相精确区分;通过黏土矿物成分及其含量可将鸡血石中"地"的种类进行划分。②宝石矿物的晶体结构研究:对成分复杂的单晶宝石进行晶体化学分析、获取矿物类质同象替代情况、利用结晶度划分宝石品质。例如晶格参数中的c/a比值可将绿柱石的Al八面体类质同象替代和Be四面体类质同象替代进行区分;软玉中通过XRD数据计算出的结晶度与软玉的品质关系密切。③宝石学研究技术的开发:对宝石的优化处理过程进行监测,在宝石合成过程中检验矿物晶形大小、结晶质量及内应力等,以有机宝石的晶体结构为基础的人工养殖技术研究。例如尖晶石在热处理过程中,Mg离子由四面体中的T位迁移至八面体中的M位,导致M-O和T-O键长随温度变化,并反映在尖晶石的色调中;在托帕石合成过程中,XRD数据显示770~800℃时形成含氟托帕石(与天然托帕石结构相同),而在950℃和1000℃出现含氟托帕石离解成刚玉和莫来石。目前,我国在宝石学的XRD应用方面起步较晚,国外在宝石鉴定、优化与合成方面的应用相对成熟。本文认为,该技术与扫描电镜、质子探针等分析技术的联用仍有很大发展空间。     

内蒙古自治区重要矿种成矿规律综述

2007~2013年开展的内蒙古矿产资源潜力评价项目,对铁、铜、铅锌、金、银、钨、钼、铬、镍等重要矿种进行了区域成矿规律总结,为矿产资源潜力评价提供了基础资料。文章即是对该项工作部分成果的概括总结。主要进展包括:在全国Ⅲ级成矿区带划分的基础上,首次进行了覆盖全自治区的Ⅳ级成矿亚带的划分,共划分出34个Ⅳ级成矿亚带;对内蒙古铁、铜等11个重要矿种的主要矿床类型及成矿特征进行了概述,对其时空分布规律做了归纳,认为全区70%以上的矿床数量和资源储量均集中在Ⅲ_5、Ⅲ_6、Ⅲ_8、Ⅲ_10和Ⅲ_11五个成矿区带。此外,不同矿种甚至同一矿种,由于成矿地质背景的差异,在不同的三级区带中的分布也不一样。主要成矿期为元古宙和中生代,次为太古宙和晚古生代,不同矿种的重要成矿期也不完全相同。从区域演化的角度探讨了构造与成矿的关系,认为不同的构造演化阶段形成不同的矿床类型和不同矿种的矿床,其中,古大陆边缘裂谷带以白云鄂博式铁_稀土元素矿床为代表,而大兴安岭岩浆岩带则以产出与燕山期中酸性火山侵入杂岩有关的多金属矿产为特点。     

X射线荧光光谱-电子探针在中酸性火山岩鉴定中的应用

中酸性火山岩多具斑状结构,基质可见微晶状结构、隐晶状结构、玻璃质结构等,由于基质矿物颗粒多细小,常用的偏光显微镜受放大倍数的限制,很难准确鉴定矿物种属及含量,这类岩石仅依靠偏光显微镜分类命名会存在误差。本文采用X射线荧光光谱(XRF)、电子探针(EMPA)和偏光显微镜下观察相结合的方法,对中酸性火山岩进行鉴定。结果表明:对于基质呈隐晶质、显微晶质的中酸性火山岩,基质特征相似,偏光显微镜下无法确定长石、石英的含量,因此无法对岩石准确命名;再通过XRF进行主量元素分析,并对分析结果进行标准矿物QAPF双三角图解分类、TAS图解分类及李氏火山岩定量分类,对比结果显示三种分类命名方法存在差异;通过电子探针对矿物进行校验显示,QAPF及李氏火山岩定量分类图解与显微镜下鉴定相符,TAS图解与其他分析结果存在一定偏差。因此,对于中酸性火山岩准确命名,应采用多种分析方法相结合的方式,避免测试单一引起的误差。     

三稀矿产资源新兴产业发展及政策建议

三稀矿产资源是战略性新兴产业发展的基础原料,广泛应用在国防、航天、高端电子设备、核工业、发光材料等高精尖技术领域。本文在系统收集国内外三稀矿产资源生产、消费领域、价格以及进出口资料的基础上,提出了促进三稀矿产资源新兴产业发展的政策建议     

鹿井铀矿床铀矿物学特征

鹿井矿床位于南华活动带华夏褶皱带武功—诸广断隆区,闽、赣后加里东褶皱地块西缘,诸广山复式岩体中段,受遂川断裂及热水断裂组成的地堑式断陷带控制。本文主要对鹿井矿床内铀矿物的赋存状态、成分特征及组合特征进行了研究。     

近年我国十大重要金属矿种找矿重大进展与成果

近年我国重要矿产资源勘查成果不断快速涌现。为服务矿产勘查进展长期动态跟踪与成果集成研究,2010~2014年,笔者依托原中国地质调查局发展研究中心承担的《重点成矿区带矿产勘查跟踪与成果集成》、《全国地质勘查进展分析》等项目,以铁、铜、铝、铅锌、金、钨、锡、钼、镍、锰等十大重要金属矿产勘查进展为主要研究对象,研究分析了勘查成果特征。     

新疆三塘湖盆地马朗凹陷中二叠统芦草沟组泥页岩层系SiO2赋存状态与成因

为了弄清新疆三塘湖盆地马朗凹陷芦草沟组泥页岩层系中SiO_2对储集层物性、脆性等特性的影响,通过全岩和黏土矿物X衍射、岩石力学性质、阴极发光、扫描电镜及电子能谱等实验手段对其中SiO_2的赋存状态进行了研究,初步探讨了SiO_2不同形态赋存的机理,并在此基础上探究了石英含量对储层的影响。研究表明:凝灰岩、泥页岩和粉砂质泥岩中二氧化硅多以非晶态形式存在。二氧化硅在凝灰岩中多呈不规则球粒状,而在泥页岩和粉砂质页岩中无固定形态。凝灰质泥岩、凝灰质白云岩和白云岩中二氧化硅呈现一定的晶体形态。在凝灰质泥岩中,二氧化硅以自生石英形态聚集呈条带状,在凝灰质白云岩中则以自生石英形态发育于孤立的孔、洞之中,而白云岩中二氧化硅只能生长成Opal-A/Opal-CT阶段。凝灰质成分及其脱玻化作用为自生石英的生长提供了二氧化硅和生长空间,是控制SiO_2赋存状态的根本因素。此外,储集层孔隙度、渗透率和抗压强度都与石英含量呈一定正相关性,泊松比则与其呈负相关性。     

鄂尔多斯盆地北部砂岩型铀矿铀矿物地质地球化学特征及其成因意义

鄂尔多斯盆地北部已发现系列砂岩型铀矿,由东往西依次有东胜铀矿、杭锦旗(纳岭沟)铀矿、大营铀矿等大型、特大型矿床,成为我国目前砂岩型铀矿发现规模最大、最具远景的地区。研究表明,它们具有相似的矿床地质特征和形成环境。在矿床成矿作用研究中,铀的存在形式及铀矿物特征对砂岩铀矿来说是一项重要的内容,其认识对铀的地浸开采可提供重要依据,也是了解砂岩型铀矿形成机制或矿床形成环境及成因的重要信息。本文主要从三个方面对鄂尔多斯盆地北部大营铀矿、纳岭沟铀矿等主要砂岩型铀矿中铀矿物地质地球化学特征和成因进行了研究和探讨。通过电子探针测试,高分辨率扫描电镜观察等手段,认为盆地北部铀矿的铀矿物类型主要为铀石,含少量的沥青铀矿、钛铀矿、水硅铀石、钍铀石等;铀矿物常与黄铁矿、有机质(煤屑)及方解石相伴生。采用逐级化学提取等方法定量地分析了铀矿物占矿石中铀配分的比例关系,认为其中铀矿物和吸附态约各占铀存在形式的50%。首次对砂岩型铀矿的铀矿物进行微区原位LA-ICP-MS稀土元素分析,认为ΣREE在铀矿物铀石中高度富集,是矿石中稀土元素的主要载体;稀土元素是铀矿石中可综合利用的有益组份,其标准化曲线表现为明显的右倾型,轻稀土富集,轻重稀土分馏强烈,δEu和δCe具较弱的负异常,说明总体上铀矿化形成于外生后成环境。从上述铀矿物特征,初步探讨了铀矿化形成的环境与成因,认为铀矿化形成经历了至少为低温流体作用的环境;铀矿化形成于浅部地壳即外生后成环境而与深源作用无关。     

祁连成矿带成矿特征与资源潜力分析

新祁连成矿带由原祁连成矿带及柴达木主要的钾盐产地合并而成,横跨甘肃、青海、内蒙三省区,面积达11.4×104km2。成矿带大地构造位置处于华北陆块南缘与特提斯构造带交界部位,地质演化历史复杂,岩浆活动强烈。因此,该成矿带的成矿地质条件优越,所涵盖矿种齐全,是我国重要的黑色金属、有色金属及钾盐产地。本文在前人工作的基础上,对祁连成矿带的区域地质背景、重要矿产、典型矿产成因进行了系统分析,对主攻矿种成矿特征进行了研究,划分了成矿系列,建立了成矿谱系,并对资源潜力进行了评价。设定主攻矿种为钾盐、镍、钨,划分出7个主要成矿系列。在此基础上,部署了2个重点远景区:柴达木盆地西部重点远景区;金昌一般远景区。3个一般调查区:大道尔吉一般远景区;锡铁山重点远景区;下柳沟一般远景区,为指导本区勘查工作提供了依据。     

钦杭Cu- Au- Pb- Zn- W成矿带（东段）主要地质成矿特征及潜力分析

钦杭成矿带(东段)是我国重要的成矿带之一。随着地质大调查的开展,新的找矿进展和预测成果不断涌现,需要对其开展系统的成矿区划和部署研究工作。本文以新的研究成果和找矿突破为基础,结合区域成矿地质背景的综合研究,在区内划分了3个Ⅲ级成矿带及8个Ⅳ级成矿带,并论述了8个Ⅳ级成矿单元的成矿地质特征。钦杭成矿带(东段)的成矿作用具有多期成矿的时间分布特征,主要有晋宁、加里东、海西、燕山等4个成矿期,其中燕山期最为重要。区内矿床类型以斑岩-矽卡岩型、海底火山-热水喷流沉积型铜金多金属矿、石英脉型钨锡多金属、火山热液型铅锌金银多金属矿最为重要,还产出有韧性剪切带型(金山金矿)、石英脉型、构造蚀变岩型金矿,海相沉积型铁锰矿等众多矿床类型。结合区域找矿进展和潜力评价最新成果,认为Cu、Au、Ag、W、Mo、Pb、Zn等矿种资源量潜力优势显著。为下一步勘查部署的主攻矿种,同时在本区划分了9个远景区,对研究区下一步矿产勘查部署工作有一定指导意义。