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。     

北部湾沉积物粘土矿物分布特征及其环境意义

本文以南海北部湾SO-31沉积柱为研究对象,研究了14C年代学和粘土矿物学特征,并对部分全球气候事件进行了对比,为古环境、古气候的恢复提供基础资料,也为全球重大气候事件在该区域的响应提供信息。结果显示全新世以来地层沉积正常,平均沉积速率为0.57mm/a。粘土成分主要由蒙脱石、伊利石、高岭石和绿泥石组成,组合类型为蒙脱石-伊利石-高岭石-绿泥石型。全新世以来环境气候演变可划分为五个阶段:低温期阶段、干湿交替的寒冷气候阶段、逐渐升温阶段、干旱温暖气候阶段、湿热阶段。气候在每个阶段背景下还存在一些次级波动,总体趋势为干湿交替,温度逐渐上升。由于海域环境及矿物指标的影响,北部湾SO-31沉积柱粘土矿物记录的降温事件时间比其他指标记录的新仙女木降温事件发生时间滞后500~800a。     

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。     

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。     

东海表层沉积物碎屑矿物组合分布特征及其物源环境指示

为进一步明确东海陆架区的沉积物物源及水动力环境,对研究区表层沉积物的碎屑矿物进行了鉴定分析。研究区共鉴定出49种重矿物、8种轻矿物。根据碎屑矿物的组合分布结合矿物形态特征,将东海陆架区划分为三个矿物区,内陆架矿物区、外陆架矿物区及虎皮礁矿物区。内陆架矿物区,动力分选是影响碎屑矿物分布的主要因素,物质来源相对单一,碎屑矿物主要来源于现代长江物质,闽浙沿岸近岸河流的输入,人类活动也对该区的矿物组成产生一定的影响;外陆架矿物区,重矿物分布的主控因素是长期的分选作用,主要是长江物质经后期改造形成,现代长江物质可从内陆架中北部扩散至124.5°E左右,此外外陆架东南部地形的变化也对碎屑矿物的分布起到一定控制作用;虎皮礁矿物区,有来自黄河、长江、火山物质的多重影响,且水动力环境相对复杂。