• 2019年第38卷第2期文章目次
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      2019, 38(2):0-0.

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      摘要:

    • >专题研究
    • 北祁连造山带窑洞沟地区中奥陶世花岗岩成因——锆石U-Pb年代学和岩石地球化学制约

      2019, 38(2):145-159.

      摘要 (1118) HTML (0) PDF 15.06 M (1064) 评论 (0) 收藏

      摘要:对北祁连造山带窑洞沟地区花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年以及主量和微量元素地球化学分析,结果表明,窑洞沟花岗岩的结晶年龄为466±2 Ma。窑洞沟花岗岩具有较高的SiO2(72.45%~80.18%)和全碱含量(Alk)(6.04%~8.12%),且K2O含量低,K2O/Na2O值为0.07~0.71,里特曼指数在0.96~2.16之间,小于3.3,铝饱和指数(A/CNK)为0.94~1.01,为低钾到中钾钙碱性系列的准铝质岩石;在球粒陨石标准化的稀土元素配分模式图上表现出轻稀土元素富集的右倾型,具有中等的负Eu异常,δEu介于0.67~0.81之间,在原始地幔标准化的微量元素蛛网图上明显富集Rb、K等大离子亲石元素和Th、U等放射性元素,亏损Nb、Ta、Ti、P等高场强元素,在P2O5-SiO2协变关系图上与I型花岗岩趋势一致,在Y-Rb图上显示出分异I型花岗岩的特征。结合区域地质背景,认为窑洞沟花岗岩的形成可能与北祁连洋盆持续向北俯冲导致弧后拉张伸展,诱发幔源岩浆岩底侵上升,致使古老地壳物质重熔形成母岩浆,再经历中等程度分离结晶作用有关,其岩浆具有岛弧岩浆属性,可能是由于弧后盆地在岛弧的基础上裂开或者其岩浆源区受到了俯冲板片流体/熔体的改造作用。

    • 北山地区园包山一带晚石炭世早期花岗岩地球化学特征及年代学研究

      2019, 38(2):160-172.

      摘要 (911) HTML (0) PDF 12.16 M (1138) 评论 (0) 收藏

      摘要:园包山晚古生代花岗岩位于内蒙古额济纳旗园包山一带,其岩体特征对红石山蛇绿岩带属性及北山北带的构造演化的重建具有重要意义。通过LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素测年,确定园包山复式岩基中花岗闪长岩、二长花岗岩、奥长花岗岩的年龄分别为317.1±3.1、314.8±2.7和313.7±2.3 Ma,均属晚石炭世。岩石地球化学分析表明,园包山花岗岩高硅(SiO2=67.77%~73.00%)、富钠(K2O/Na2O<1),A/CNK=0.95~1.13,属偏铝到弱过铝质,富集大离子亲石元素(Rb、Ba、Th、K),亏损高场强元素(Ta、Nb、P、Ti),具有中等强度的负铕异常(δEu=0.46~0.65),呈现出岛弧环境的岩石地球化学特征。其中奥长花岗岩与花岗闪长岩、二长花岗岩又有所不同,岩石样品富硅,具非常弱的负铕异常(δEu=0.81~0.99),高Sr/Y和La/Yb,在Sr/Y-Y图上落入埃达克岩区域。上述特征差异暗示两者具有不同的源区。综合区域地质资料来看,晚石炭世早期研究区南侧红石山洋向北俯冲启动了这次大规模构造岩浆活动,形成了具岛弧性质的园包山花岗岩复式岩基,其中具埃达克质特征的奥长花岗岩来源于俯冲的洋板块的部分熔融,暗示红石山洋可能属较为年轻的热洋壳。

    • 新疆拜城县波孜果尔碱性花岗岩体中角闪石与黑云母地球化学特征及其对成岩成矿的记录

      2019, 38(2):173-190.

      摘要 (1267) HTML (0) PDF 18.11 M (1237) 评论 (0) 收藏

      摘要:角闪石和黑云母是含稀有稀土金属矿物的高分异碱性花岗岩中常见的暗色矿物。角闪石和黑云母对不同元素(尤其是Nb、Ta、Zr、REE等稀有稀土金属元素)的相容性特点使它们的主微量元素特征成为岩浆演化的"日志",对构建含矿岩浆的成岩成矿模型具有一定意义。本文针对新疆拜城波孜果尔碱性花岗岩体中的角闪石和黑云母,利用电子探针(EPMA)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)等分析技术,开展精细的矿物学研究,综合厘定Nb、Ta等元素在岩浆结晶过程中的富集和分配过程。波孜果尔岩体中的角闪石均为亚铁钠闪石,总体表现为较高的Na和Fe含量,而相对贫Ca(<0.15 apfu)、Mg(<0.06 apfu)和Ti(<0.07 apfu),成分的均一性以及轻稀土元素的亏损特征暗示了角闪石较晚结晶且角闪石结晶前大量富轻稀土元素矿物结晶分离。根据共生关系黑云母可分为A、B两类,它们显示出不同的化学成分。A类黑云母具有相对较高的F含量(A类为3.81%~4.82%,B类为1.68%~3.65%)和SiO2含量(A类为41.5%~43.3%,B类为35.9%~38.5%),相对较低的TFeO含量(A类为28.0%~31.4%,B类为32.2%~35.7%)和Al2O3含量(A类为6.45%~7.62%,B类为9.70%~11.00%)。黑云母与角闪石中氟的含量变化指示了氟在结晶过程中的富集、饱和过程以及氟饱和引起的稀有稀土金属矿物大量结晶现象。由于在主要矿物中的不相容性,成矿元素Nb、Ta在熔体中含量逐渐上升,但主要矿物及大部分副矿物中均高于全岩的Nb/Ta值产生了"Ta丢失"现象。结合前人研究,本文认为气热相带出与锆石的结晶分离两种机制共同作用导致Ta从熔体中分离。

    • 沙坪沟钼矿区橄榄角闪石岩岩石成因——矿物学特征约束

      2019, 38(2):191-208.

      摘要 (1049) HTML (0) PDF 18.17 M (794) 评论 (0) 收藏

      摘要:对位于秦岭-大别造山带的沙坪沟钼矿矿区出露的橄榄角闪石岩开展了系统的岩石学、岩相学及电子探针原位分析,厘定了其成岩物理化学条件,并探讨了岩石成因及形成的构造环境。橄榄角闪石岩主要造岩矿物为橄榄石、角闪石、金云母和辉石;副矿物为磷灰石、铬铁尖晶石、镁铁尖晶石、磁铁矿、磁黄铁矿、镍黄铁矿等。电子探针原位分析结果显示,橄榄石属于贵橄榄石系列,角闪石主要是韭闪石,辉石为透辉石,云母为金云母。造岩矿物结晶顺序为橄榄石-辉石-角闪石,结晶温度介于1 111.64~1 223.30℃之间,形成压力为350~740 MPa,形成于较高的氧逸度环境(角闪石结晶时的氧逸度范围为NNO+0.59~NNO+2.27)。角闪石和金云母的矿物学特征显示它们均是与幔源岩浆作用相关的原生矿物,表明该套基性-超基性岩与幔源岩浆作用有关。综合分析认为,在大别造山带中生代地壳减薄的伸展构造背景下,该橄榄角闪石岩母岩浆源于地幔,是经过地幔7.92%部分熔融的玄武质岩浆经结晶分异作用形成的幔源岩浆底侵下地壳的产物。

    • 武当隆起西段新元古代牌楼花岗岩中黑云母成分特征及成岩指示意义

      2019, 38(2):209-218.

      摘要 (1031) HTML (0) PDF 10.32 M (749) 评论 (0) 收藏

      摘要:黑云母是花岗岩中常见的造岩矿物,其化学成分可以用于判断岩体形成时的物理化学条件、岩石成因类型及构造环境。本文利用电子探针(EMPA)对武当隆起西段牌楼花岗岩中的黑云母进行了成分分析,结果发现这些黑云母Al原子数较低(0.128~0.395),而Ti原子数适中(0.236~0.267),属于铁叶云母,并且均具富Fe贫Mg的特征,Fe2+/(Fe2++Mg)值为0.985~0.989。岩相学观察和化学成分分析结果显示,牌楼二长花岗岩中的黑云母为岩浆成因,结晶温度为640~710℃,寄主岩体的固结压力为0.9~1.7 GPa,log fO2变化于-18.1~-17.4之间,指示其形成于低氧逸度环境中。岩浆的氧逸度较低可能是导致牌楼岩体不能形成Cu、Au和Mo矿化的决定因素,而缺乏Sn矿化可能与熔体温度较低有关。综合黑云母化学成分和岩石地球化学特征,认为牌楼似斑状二长花岗岩为A型花岗岩,侵位于非造山的伸展构造背景。

    • 宁芜盆地凹山铁矿床黄铁矿Re-Os同位素定年及其地质意义

      2019, 38(2):219-229.

      摘要 (966) HTML (0) PDF 12.26 M (821) 评论 (0) 收藏

      摘要:宁芜盆地是长江中下游成矿带的7个矿集区之一,以中生代火山岩和玢岩铁矿的广泛发育为特征。凹山铁矿床位于盆地中部,是宁芜盆地玢岩型铁矿床的重要代表之一。本文首次利用成矿元素Fe的金属矿物对宁芜盆地凹山铁矿床的黄铁矿进行了Re-Os同位素测年,获得凹山铁矿床的黄铁矿Re-Os同位素等时线年龄为127.7±2.6 Ma(n=5, MSWD=0.66),直接代表凹山铁矿床的成矿年龄。187Os/188Os初始比值为1.73±0.56,γOs(t值为527.18~535.93,介于地幔与地壳之间,结合已有研究成果,认为凹山铁矿床的成矿物质主要来源于富集地幔,少量来自地壳。

    • 闽中丁家山铅锌多金属矿区闪锌矿中Fe、Cd、Mn元素赋存特征及其地质意义

      2019, 38(2):230-240.

      摘要 (966) HTML (0) PDF 10.72 M (842) 评论 (0) 收藏

      摘要:闪锌矿内Fe、Cd、Mn等元素含量不但影响闪锌矿的晶胞参数,而且蕴藏着丰富的矿床成因信息。闽中梅仙矿田丁家山铅锌矿区存在磁铁矿型和磁黄铁矿型两类矿石。本文通过X射线原位衍射和电子探针分析分别对两类矿石中闪锌矿的晶胞参数和Zn、Fe、Cd、Mn元素含量进行了测试,结果表明,闪锌矿晶胞参数具有磁黄铁矿型矿石 > 磁铁矿型矿石 > 理论值的特征,引起晶胞参数差异的主要原因是闪锌矿内Fe、Mn元素的含量。此外,两类矿石闪锌矿内Fe元素含量差距悬殊,Zn、Fe、Cd元素之间的替代关系和替代强度差异明显,结合研究区地质特征,认为这两类矿石可能是两次不同成矿作用的产物。

    • 川西甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中熔体、流体包裹体固相物质研究

      2019, 38(2):241-253.

      摘要 (897) HTML (0) PDF 13.76 M (2873) 评论 (0) 收藏

      摘要:川西甲基卡二云母花岗岩和伟晶岩内发育大量原生熔体包裹体和富晶体流体包裹体。为了查明甲基卡成矿熔体、流体性质与演化特征,运用激光拉曼光谱和扫描电镜鉴定了甲基卡花岗伟晶岩型锂矿床中二云母花岗岩及伟晶岩脉不同结构带内的原生熔体、流体包裹体的固相物质。分析结果表明,甲基卡二云母花岗岩石英内熔体包裹体的矿物组合为磷灰石+白云母、白云母+钠长石、白云母+石墨;伟晶岩绿柱石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为刚玉、富铝铁硅酸盐+刚玉+锂辉石、锂辉石+石英+锂绿泥石;伟晶岩锂辉石内富晶体流体包裹体的矿物组合主要为磷灰石、锡石、磁铁矿、石英+钠长石+锂绿泥石、萤石、富钙镁硅酸盐+富铁铝硅酸盐+富铁硅酸盐+石英;花岗岩浆熔体与伟晶岩浆熔体(流体)具有一定的差异,成矿熔体、流体成分总体呈现出碱质元素(Na、Si、Al)、挥发分(F、P、CO2)含量增高及基性元素(Fe、Mg、Ca)降低的特征;包裹体中子矿物与主矿物的化学成分具有一定的差别,揭示出伟晶岩熔体(流体)存在局部岩浆分异作用,具不混溶性及非均匀性。因此认为,伟晶岩熔浆(流体)为岩浆分异与岩浆不混溶共同作用的产物,挥发分含量的增高(F、P、CO2)使伟晶岩能够与稀有金属组成各类络合物或化合物,这对于稀有金属成矿起到了至关重要的作用。

    • >方法与应用
    • 微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定痕量银的研究

      2019, 38(2):254-258.

      摘要 (790) HTML (0) PDF 5.96 M (659) 评论 (0) 收藏

      摘要:传统的应用石墨炉原子吸收光谱法测定化探样品中的痕量银,一般采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸电热板加热溶样,使用铱、铂为基体改进剂,但存在分析流程繁琐、成本高等缺点。相比于电热板消解法,微波消解技术的高压密闭消解和微波快速加热等特点,具有酸用量少、消解完全、消解过程损失少等优点。本文对传统的微波消解和仪器工作参数进行了改良,确定了最佳测定条件。建立了HNO3-H2O2高压密闭消解样品,石墨炉原子吸收法测定水系沉积物、土壤、岩石中痕量银的方法。采用65%的HNO3和H2O2微波消解溶样,加入12 g/L硫脲为介质,消除了基体干扰。方法检出限为0.018 μg/g,将所建立的分析方法用于沉积物标准物质(GBW07309、GBW07311)、土壤标准物质(GBW07402、GBW07404)和岩石标准物质(GBW07103、GBW07104)验证,结果显示测定值与推荐值吻合,准确度△lgC(GBW) ≤ ±0.024、RE(GBW) ≤ ±5.71%,精密度RSD(GBW) ≤ 5.97%。该分析方法适用于大批化探样品中痕量银的测定。

    • >综述与进展
    • 放射性核素固化材料榍石的研究进展

      2019, 38(2):259-272.

      摘要 (887) HTML (0) PDF 17.60 M (689) 评论 (0) 收藏

      摘要:高放废物的安全处置是核工业发展的关键性问题之一。榍石(CaTiSiO5)因其优良的化学稳定性和核素包容能力,被用作放射性核素固化的备选材料。在长期的地质处置过程中,榍石固化体中的放射性核素发生衰变,导致其晶格损伤,其中又以α衰变最为显著。为评估榍石固化体在放射性核素衰变过程中的物理化学性质变化和长期稳定性,研究榍石的辐照损伤机理尤为重要。本文综述了榍石的晶体结构中放射性核素的可能存在位置、高温高压和辐照损伤引起榍石的结构相变、榍石的红外和拉曼光谱、核素固化体榍石的合成方法、固化体辐照损伤效应和机理、非晶态榍石的高温再结晶、氢在辐照损伤固化体榍石中的行为以及水或者溶液与固化体的反应等,并针对辐照损伤榍石在原子尺度上非晶态的结构问题、存在长期争论的辐照损伤非晶态和快速冷却熔融相的"玻璃态"之间的结构异同、榍石中锕系核素的氧化态、高温退火无法使辐照损伤榍石晶体结构完全恢复、低温水热反应能否使辐照损伤榍石再结晶等基础科学上的争议等进行了讨论和评述。

    • >环境矿物学
    • 铁锰氧化物/硅藻土复合物的制备及其对磷的吸附性能研究

      2019, 38(2):273-278.

      摘要 (825) HTML (0) PDF 6.56 M (696) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用氧化还原共沉淀法制备铁锰氧化物/硅藻土复合物,考察原料配比、反应温度、焙烧温度及溶液pH值、离子强度对该复合物吸附磷性能的影响,同时开展吸附等温线、XRD和IR等分析。结果表明,2.5 g硅藻土与1.0 mmol锰、3.0 mmol二价铁、3.0 mmol三价铁制备的复合物在20℃、pH值为6时对磷的吸附量为10.84 mg/g,较硅藻土提高约3.6倍;沉淀反应温度对复合物吸附性能影响很小,焙烧温度400~500℃有利于复合物对磷的吸附;吸附量随溶液pH值的增大而减小,pH值较低时吸附作用主要是静电吸引和内层络合,pH值较高时减弱的静电吸引和内层络合与有利于吸附的内层络合共吸附综合作用,表现为吸附量减小;吸附等温线符合Langmuir方程,饱和吸附量34~37 mg/g,与D-R方程、R-P方程有较好相关性,平均吸附能9.9~11.3 kJ/mol,复合物具有微孔结构,有单层也有多层吸附。

    • >宝玉石矿物学
    • 云南麻栗坡祖母绿的矿物包裹体特征研究

      2019, 38(2):279-286.

      摘要 (953) HTML (0) PDF 6.33 M (786) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用偏光显微镜薄片观察、电子探针及背散射图像、阴极发光等方法,分别对伟晶岩矿脉和顺层剪切带矿脉两种产出状态的云南麻栗坡祖母绿进行了系统的包裹体特征研究。结果表明,云南麻栗坡祖母绿具有产地特征的包裹体有黑色镁电气石、含钒的白云母、具有环带的钾长石、毒砂、镁质黑云母、白钨矿包裹体。伟晶岩脉和顺层剪切带中的祖母绿均含有钾长石、钠长石、电气石、萤石、祖母绿(绿柱石)、黑云母、榍石、磷灰石、黄铁矿、绿泥石、绿帘石包裹体。白云母、方解石、石英、锆石、毒砂、闪锌矿、方铅矿、透辉石仅出现在伟晶岩脉中的祖母绿包裹体中;而白钨矿仅出现在顺层剪切带中的祖母绿包裹体中。对云南不同产状祖母绿矿物包裹体的研究不仅对祖母绿的产地鉴定具有宝石学意义,也对揭示云南麻栗坡祖母绿的成因类型具有重要意义。

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