常压下硫酸盐与基性硅酸盐熔体不混溶的实验研究

自然界中广泛存在硅酸盐与硫酸盐之间的熔体不混溶现象,这种不混溶过程控制了岩浆演化过程的氧逸度变化和岩浆中S的含量,同时也对金属元素的富集具有重要意义。前人对硫酸盐与硅酸盐的熔体不混溶过程及稀土元素在不混溶相分配行为的研究主要集中在碱性硅酸盐与硫酸盐体系,但对基性硅酸盐与硫酸盐的熔体不混溶行为及稀土元素在此过程中的分配规律研究仍相对薄弱。本文选择基性硅酸盐样品与实验用Na₂SO₄按质量比1∶1制成混合实验样品粉末,并添加少量H₃BO₃作为助熔剂,通过马弗炉加热至1 200℃,使粉末完全熔融,并在1 200℃恒温12 h后在马弗炉中快速冷却至常温。对加温-冷却后的样品进行详细的岩矿相、SEM/EDS和不同相态的原位LA-ICP-MS分析。研究结果表明,在1 200℃的条件下,硫酸盐与基性硅酸盐熔体可以大比例混溶,且降温会造成两者的不混溶,在不混溶过程中Na、Ca、K、REEs等趋向于进入硫酸盐熔体。不混溶形成的硫酸盐熔体中,稀土元素含量明显高于残余硅酸盐熔体,但轻重稀土元素没有明显的分异。不混溶硅酸盐熔...     

湖相碳酸盐岩元素测试方法研究

湖相碳酸盐岩因形成于大陆环境,通常陆源硅酸盐组分含量较高并影响元素组成特征,不应简单地套用海相碳酸盐岩的方法进行元素测试。对柴西茫东地区红山梁剖面始新统下干柴沟组-中新统下油砂山组湖相碳酸盐岩采用酸溶法、电子探针、LA等多手段进行的地球化学综合研究,结果显示,各种测试方法应用于湖相碳酸盐岩分析时都存在适用性与局限性问题。酸溶法的局限性在于所获得的K等碱金属元素含量不能用于后续分析。而对微区测试方法而言,首先LA与探针两种微区测试方法能否进行数据上的通用需要比较二者的相关性;其次由于光斑大小的限制,对泥晶组分而言,需在判断陆源的干扰程度并进行相应扣除后,才能反映沉积水体的元素组成特征。因此,在分析陆源硅酸盐组分对湖相碳酸盐岩元素含量影响程度的基础上,提出两种排除陆源硅酸盐组分对泥晶组分元素含量影响的方法,可以实现微区测试方法在湖相碳酸盐岩中的有效应用。     

全球硅酸盐岩化学风化—二氧化碳消耗定量模型研究进展

硅酸盐岩通过与二氧化碳的化学反应,去除大气二氧化碳并将其封存在风化产物或海洋碳酸盐岩中,是影响全球碳循环以及气候变化的要素之一。定量计算全球硅酸盐岩通过风化作用消耗的二氧化碳总量是了解地球现今与过去气候变化的关键。作者系统调研了5个硅酸盐岩化学风化—二氧化碳消耗定量模型的数据来源、研究方法、计算公式以及各模型的主要影响因素,并且以最新的Celine模型所计算得出的二氧化碳消耗量为参考标准,对比了各模型的优缺点与适用范围。现有模型估计全球硅酸盐岩化学风化的二氧化碳消耗量为69～169 Tg/yr,其中各模型的主要参数包括气候(温度、径流)与岩性,次要参数包括构造隆升、火山与植物作用等。在未来探索硅酸盐岩化学风化所消耗二氧化碳的定量计算中,应考虑更多控制作用的影响以及各因素之间的相互联系。此外,利用大数据分析方法将这些定量模型推广应用于深时地球古气候重建可能是未来的研究趋势。     

含Fe~(3 )的硅酸盐尖晶石γ-Fe_2SiO_4的Mssbauer效应研究

对３个合成的含Ｆｅ~３＋的铁硅酸盐尖晶石γ－Ｆｅ_２ＳｉＯ_４进行了电子探针分析,并在２９８,１５０和９５Ｋ的温度下对它们进行了Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱的测试．每个温度下的Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱均由两个双峰组成．这两个双峰分别被指派给八面体位置上的Ｆｅ~２＋和四面体位置上的Ｆｅ~３＋,并且根据Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ吸收面积给出了占位结果表明,Ｆｅ~３＋和少量的Ｓｉ~４＋分别占据在四面体和八面体位置上．根据Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ分析所得到的占位,使用经过修正的公式,计算了八面体和四面体位置的平均键长．在此基础上,八面体和四面体的平均键长进而被用来计算含Ｆｅ~３＋的γ－Ｆｅ_２ＳｉＯ_４的晶胞参数和氧参数．此外,使用次近邻效应解释了含Ｆｅ~３＋的γ－Ｆｅ_２ＳｉＯ_４Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ谱的Ｆｅ~３＋谱线的宽化现象。     

含Fe3+的硅酸盐尖晶石γ-Fe2SiO4的M(o)ssbauer效应研究

对3个合成的含Fe3+的铁硅酸盐尖晶石γ-Fe2SiO4进行了电子探针分析, 并在298, 150和95 K的温度下对它们进行了M(o)ssbauer谱的测试. 每个温度下的M(o)ssbauer谱均由两个双峰组成. 这两个双峰分别被指派给八面体位置上的Fe2+和四面体位置上的Fe3+, 并且根据M(o)ssbauer吸收面积给出了占位. 结果表明, Fe3+和少量的Si4+分别占据在四面体和八面体位置上. 根据M(o)ssbauer分析所得到的占位, 使用经过修正的公式, 计算了八面体和四面体位置的平均键长. 在此基础上, 八面体和四面体的平均键长进而被用来计算含Fe3+的γ-Fe2SiO4的晶胞参数和氧参数. 此外, 使用次近邻效应解释了含Fe3+的γ-Fe2SiO4 M(o)ssbauer谱的Fe3+谱线的宽化现象.     

三氧化二硼-碳酸锂熔样硅酸盐岩石快速分析

偏硼酸锂类熔剂，能够有效地分解硅酸盐岩石和太多数造岩矿物。样品分解后可以使用种种分析技术完成包括钾钠在内的元素定量分析，因此自C．O．英格梅尔斯(Ingamells)推荐偏硼酸锂作熔剂以来，已经在发射光谱和火焰光度法、原子吸收、比色     

莱河矿稳定性的热力学分析

Laihunite, a mineral of ferric and ferrous iron silicate discovered in China in recent years, occurs in high grade metamorphic BIF coexisting with magnetite, quartz,fayaiite, ferrosilite and almandine. Complete nets based on Sehreinemakers bundles and partial nets with maximum closure after the method described by H. W. Day have been constructed by taking into account the existance of this minertl in order to illustrate phase relations for the (n 3) multisystem in the system of Fe2O3-FeO-SiO2. Judging from Lindsley‘s experimental data on ferrosilits, laihunite is expected to be stable at pressures probably higher than 15 Kb. Two-pyroxene and olivine-clinopyroxene geothermometere give temperatures of formation between 600--700℃. Free energy of laihunite calcultted according to the method of Chert and estimated values of heat capacity allow oxygen fugacity to be plotted against temperature at different total pressures with respect to a number of univariant reactions in which lailunite is involved. The log fo2 -T diagram demonstrates that to a first approximation the stability flels of laihunite overlaps the upper part of the magnetite field, but its upper limit is a little beyond the hematite-magnetite equilibrium. The three major requirements for laihunite stability, i.e., an unusual high pressure, a temperature in the order of 600--700℃ and a relatively higher oxygen fugacity are mutually, exclusive in common geological environment, which may probably account for the rare occurrence of this mineral in nature. For the BIF in which laihunite occurs, the pressure caused by the weight of overlying strata is not high enough to give rise to its formation even in the extreme case of geothermal gradient.So it is suggested that additional tectonic pressure in response to plate activity might have been involved.