Cyclicity in the Main and Upper Zones of the Bushveld Complex, South Africa: Crystallization from a Zoned Magma Sheet

The major element composition of plagioclase, pyroxene, olivine,and magnetite, and whole-rock ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr data are presented forthe uppermost 2·1 km of the layered mafic rocks (upperMain Zone and Upper Zone) at Bierkraal in the western BushveldComplex. Initial ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr ratios are near-constant (0·7073± 0·0001) for 24 samples and imply crystallizationfrom a homogeneous magma sheet without major magma rechargeor assimilation. The 2125 m thick section investigated in drillcore comprises 26 magnetitite and six nelsonite (magnetite–ilmenite–apatite)layers and changes up-section from gabbronorite (An₇₂ plagioclase;Mg# 74 clinopyroxene) to magnetite–ilmenite–apatite–fayaliteferrodiorite (An₄₃; Mg# 5 clinopyroxene; Fo₁ olivine). The overallfractionation trend is, however, interrupted by reversals characterizedby higher An% of plagioclase, higher Mg# of pyroxene and olivine,and higher V₂O₅ of magnetite. In the upper half of the successionthere is also the intermittent presence of cumulus olivine andapatite. These reversals in normal fractionation trends definethe bases of at least nine major cycles. We have calculateda plausible composition for the magma from which this entiresuccession formed. Forward fractional crystallization modelingof this composition predicts an initial increase in total iron,near-constant SiO₂ and an increasing density of the residualmagma before magnetite crystallizes. After magnetite beginsto crystallize the residual magma shows a near-constant totaliron, an increase in SiO₂ and decrease in density. We explainthe observed cyclicity by bottom crystallization. Initiallymagma stratification developed during crystallization of thebasal gabbronorites. Once magnetite began to crystallize, periodicdensity inversion led to mixing with the overlying magma layer,producing mineralogical breaks between fractionation cycles.The magnetitite and nelsonite layers mainly occur within fractionationcycles, not at their bases. In at least two cases, crystallizationof thick magnetitite layers may have lowered the density ofthe basal layer of melt dramatically, and triggered the proposeddensity inversion, resulting in close, but not perfect, coincidenceof mineralogical breaks and packages of magnetitite layers. KEY WORDS: layered intrusion; mineral chemistry; isotopes; magma; convection; differentiation     

基于体素模型的三维显示技术

针对矿产资源勘探数据的特点,研究了适合地质体信息三维可视化的体绘制模型和空间插值算法。基于IDL软件平台,开发了三维数据可视化软件;该软件能够快速、准确地将地质体的物性特征展示出来。最后,以内蒙古某金属矿床钻孔资料为例,对建立的三维可视化方法技术进行了应用检验,取得了较好的应用效果。     

矿业开发与环境保护关系综述

笔者介绍了我国矿业发展经历的3个阶段，归纳出我国矿业开发带来的矿山环境问题主要有：地面塌陷、占压破坏土地、改变地质构造、破坏水资源、污染水、污染土壤、污染大气、瓦斯爆炸及河床抬高等。分析了环境恶化的原因主要与区域地质环境条件、历史、经济技术、矿山企业和地方保护主义等因素有关。最后提出了防治矿山环境恶化的对策，对难以治理的地区以预防、避让为主，历史问题由政府和企业共同解决，落实“谁开发、谁保护；谁受益、谁治理；谁破坏、谁恢复”的生态环境保护新机制，加强监管，加强防治对策研究，走综合勘探、综合评价、综合开发、综合利用的发展道路。     

内蒙乌拉山金矿床钾长石的矿物化学及有序度的分析

采用电子探针显微分析(EMPA)和粉末X射线衍射(XRD)分析了采自乌拉山金矿床含金钾长石石英脉、石英脉以及其他类型岩石中的10 0多个钾长石样品的化学成分和结果状态,并采用R和Q模式聚类分析、Spearman等级相关分析方法对实验数据进行了统计分析。结果表明,含金矿脉、岩浆热液脉和蚀变花岗岩中的钾长石为中等到最大微斜长石,其特征为K2 O含量高,但相对而言,Na2 O、CaO和BaO的含量低。其他岩石类型中的钾长石的化学成分和结果状态变化很大,可以从透长石、正长石到微斜长石,其特征为K2 O的含量相对较低,但Na2 O、CaO和BaO的含量相对较高。含金样品中的钾长石通常更富K2 O ,表明金的成矿作用与富钾的热液流体和碱质交代作用有关。乌拉山金矿床的成矿作用分为两个阶段,主要的含金钾长石石英脉中的钾长石富K2 O ,形成温度为30 7～379℃,平均为35 3℃;第二阶段含金石英脉中的钾长石含K2 O较低,形成温度为2 6 0～318℃,平均为2 81℃。这些结果表明成矿流体与岩浆热液作用有关,流体朝温度降低、K2 O含量降低的方向演化,K2 O含量高的热液流体和2 6 0～380℃的形成温度有利于金的成矿作用。     

甘肃灵台黄土-红粘土序列中坡缕石的分布及其古气候意义

坡缕石是典型的干旱、强蒸发环境的指示矿物,黄土-红粘土序列中坡缕石的分布对古气候和古环境重建具有重要的指示意义。本文对灵台任家坡剖面中黄土、古土壤和红粘土代表性样品进行了场发射扫描电镜和高分辨透射电镜观察,结果发现,在3.6Ma以前沉积的红粘土中存有大量的自生坡缕石,而在3.2Ma以来沉积的红粘土及其上覆黄土古土壤序列没有坡缕石。剖面样品扫描电镜原位观察形貌特征和微观结构显示,坡缕石属于成壤作用自生矿物,系由伊蒙矿物在富镁孔隙液作用下转化形成。灵台剖面中坡缕石消失的层位与红粘土磁化率升高和粉尘通量及沉积速率增加的层位相一致。坡缕石在剖面中的分布指示3.6～3.2Ma前后是东亚季风的重要转型期,东亚古气候格局发生改变,由连续干暖的夏季风占主导向干冷冬季风和暖湿夏季风高频强波动交替环境演化。     

环境矿物材料治理镉（Cd^2＋）污染研究进展

近年来,环境矿物材料以其经济、有效、无二次污染等特点,在重金属废水处理和土壤修复方面显示出了众多优势,可替代传统的镉污染处理方法。本文综述了国内外环境矿物材料在处理镉污染方面的研究进展,并对今后应用环境矿物材料治理镉污染提出了一些建议。     

资源勘查图件计算机辅助编绘系统的结构分析与开发策略研究

如何站在信息系统的高度来进行资源图件计算机辅助编绘系统的快速开发，是资源信息系统领域计算机应用的一个重要研究课题。在结构分析的基础上，将资源图件计算机辅助编绘系统划分为图形数据库，应用图形系统和基础图形系统3个基本部分。对于复杂资源图件的计算机辅助编绘，需要地矿点源信息系统的支持。在基础图形系统上进行专业编绘程序的二次开发是高效建立图件编绘系统的最佳途径，并需注意GIS集成应用，三维可视化，人工智能和参数化设计等方法的运用，而系统平台开发是复杂应用的高级阶段。该思想可应用于煤及油气勘探，工程开发，矿区管理及区域地质等诸多领域的软件开发中。     

成都粘土路堑边坡防护研究

成都外环路高速公路东半环超过有20km的路段处在成都粘土分布区，针对成都粘土的易滑性，本文提出了全封闭的浆砌片石护坡，土钉墙，非全封闭的锚杆框架护坡，钢纤维混凝土喷锚全封闭护坡，重力式挡土墙等五种方法处理成都粘土路堑边坡工程，施工实践表明，这些方法行之有效，在该类土的边坡防护中值得推广。     

南宁球粘土地质特征及矿床成因

广西南宁市郊区维罗矿区的球粘土产于新生代第四纪的更新统（Q3），曾由广西第四地质队详查证实为一大型矿床（探明会计师数千万吨），被定为高岭土矿床或耐火粘土矿床，或为其变种。认为其质量好而规模大且便于露天开采。球粘土主要由无序高岭石组成，其矿床成因系由火山岩经风化残积部分热液而成的原生高岭土再受水流冲刷剥蚀长距离搬运磨蚀而沉积于维罗等湖沼中。其中相当一部分高岭石在透射电镜下呈六角片状外形，系自生的胶体化学沉积，属于生物成矿的结果；而整体成因应属于碎屑-胶体混合沉积的球粘土矿床。     

南水北调中线工程上第三系膨胀性硬粘土的工程地质特性研究

上第三系硬粘土在中国东部新生代沉积盆地具有广泛的分布 ,因其性质复杂而成为中国区域性特殊岩土研究的重要对象。纵贯于南阳盆地和华北盆地西缘的南水北调中线工程长距离地开挖在不同的上第三系硬粘土中。本文在对南阳盆地、方城宝丰、邯郸永年三渠段上百个原状样的物质组成、物理性质、物化性质、膨胀性和收缩性、强度特性系统测试分析的基础上 ,总结了各类硬粘土的工程地质特性及其形成机理和变化规律 ,并根据不同湿度、围压状态下的试验结果分析了硬粘土的工程环境效应 ,这对于认识上第三系硬粘土在开挖运营条件下的变形破坏机理有着重要的理论和实际意义。