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嫦娥六号(CE6)任务于2024年成功实现人类首次月球背面采样返回,采集了1 935.3 g月壤样品。本文综合运用扫描电子显微镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、电子能量损失谱(EELS)、三维电子衍射(3DED)等表征技术,系统研究了CE6月壤中产出于玄武岩屑和角砾岩屑的钛铁矿矿物学特征。结果表明,玄武岩屑中产出的钛铁矿表现出原生岩浆成因特征,而角砾岩屑中产出的钛铁矿普遍表现出机械破碎、冲击熔融等冲击变质特征。不同产状钛铁矿的特征拉曼峰位及半高宽均未发生可分辨变化,HRTEM观察未见位错或非晶化结构,表明其晶格在月表的冲击作用下仍能保持稳定。产出于玄武岩屑和角砾岩屑的钛铁矿的Ti、Fe价态未发生显著变化,但角砾岩屑中产出的钛铁矿,因受冲击变质作用的影响,比玄武岩屑中产出的钛铁矿更富集微量元素,且富含更多氧空位。这些发现不仅深化了对钛铁矿在月表环境中的赋存状态认识,还揭示了钛铁矿的耐冲击特性。

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嫦娥五号和嫦娥六号任务分别从月球正面的风暴洋克里普地体(PKT)和月球背面的南极艾特肯盆地(SPA)返回了月壤样品,为对比研究月球正反面不同地质单元的差异提供了宝贵材料。尖晶石族矿物是月球各类岩石中的重要副矿物,由于具有丰富的类质同象组成,尖晶石的成分可以为月球岩屑的成因提供独特的约束。本项研究系统地调查了嫦娥样品中尖晶石的岩相特征和主、微量化学组成。嫦娥五号玄武岩样品中的尖晶石主要产于玄武岩中橄榄石的包裹体中,成分随岩浆分异而向钛铁端员演化。嫦娥五号角砾岩和冲击熔岩中的尖晶石也普遍具有类似玄武岩中尖晶石的特征。嫦娥六号玄武岩中尖晶石主要产于辉石中,抑或作为填隙矿物与铁橄榄石和钛铁矿共生,极少产于大颗粒橄榄石中,其主量成分的演化规律与嫦娥五号类似。另外嫦娥六号中还出现了多种其他类型的尖晶石,对应月球镁质岩套、月球深部岩浆活动以及月外物质冲击混合等不同成因。基于玄武岩中尖晶石的成分特征,本文进一步通过热力学模拟约束了嫦娥五号玄武岩和嫦娥六号低钛玄武岩的母岩浆组成,结果表明,玄武岩全岩或熔体包裹体的主量元素组成并不适宜直接作为母岩浆的成分,实际的岩浆成分需要在此基础上进行矫正。此外,模型计算和尖晶石微量元素的测试结果表明,嫦娥五号玄武岩和嫦娥六号低钛玄武岩具有不同的结晶序列; 在利用不同矿物反演岩浆成分时,需充分考虑该矿物平衡熔体所对应的岩浆演化阶段。

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月球表面高价态铁氧化物的成因机制是行星科学领域的关键科学问题之一。为揭示此类矿物的形成条件与演化过程,本研究对嫦娥五号月壤中发现的球形磁铁矿颗粒开展了详细的微观结构表征与铁元素价态分析。结果表明,该颗粒由微米级磁铁矿晶粒组成,晶粒间由不含F、Cl等挥发分的Si—O非晶质胶结。结合颗粒的球形形貌、内部空腔、晶粒团聚结构以及晶粒间富Si—O非晶质特征,该球形磁铁矿更可能形成于撞击诱导的含氧硅酸盐气相/熔体环境。结合近期嫦娥五号与嫦娥六号月壤中高价态铁氧化物的发现,本研究进一步证实撞击诱导氧化是月球表面含Fe³⁺矿物形成的关键机制,为理解月表局部氧化环境与磁异常成因提供了新约束。此外,磁铁矿表层~40 nm范围内Fe³⁺/ΣFe值下降至~56.3%,与太阳风H⁺/He⁺注入导致的还原改造深度高度吻合,为太阳风还原磁铁矿提供了直接的原位矿物学证据,对评估太空风化对磁铁矿光谱特征的影响及未来月球遥感探测具有重要指示意义。

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高度还原的月球表面被证实存在Fe³⁺,然而其形成机制目前尚未明确。本研究使用电子探针峰肩法,原位测定了嫦娥五号(CE-5)月壤中15颗玻璃珠的铁价态,发现撞击玻璃珠内部存在Fe³⁺(Fe³⁺/ΣFe=0~0.31)。综合分析指出,陨石撞击过程中会诱发熔体内部Fe²⁺发生歧化反应生成Fe³⁺,同时产生单质铁(Fe⁰)。CE-5含金属铁颗粒撞击玻璃珠的Fe³⁺/ΣFe值与Na₂O、K₂O、P₂O₅等强挥发性元素氧化物的含量具有一定的负相关关系,同时与CaO、MgO等不易挥发性元素氧化物的含量具有一定的正相关关系,支持撞击过程同时发生挥发性元素丢失和铁的歧化反应,均质撞击玻璃珠中的Fe³⁺为撞击过程产生。CE-5撞击玻璃珠Fe³⁺/ΣFe值与Cl、SO₃含量无明显相关性,指示撞击过程中形成的熔体可能在高温脱气与冷却后进一步吸收撞击蒸气中的挥发性元素,从而部分抵消了撞击过程中的挥发性元素丢失。本研究认为挥发性元素的挥发、再吸收和铁的歧化反应为撞击过程同步发生的,无明显因果关系;部分含金属铁颗粒玻璃珠的Fe³⁺/ΣFe值极低,且玻璃珠内部的金属铁颗粒成因复杂,不完全是歧化反应的结果。

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为约束月表瞬态热事件条件下挥发分的微观迁移行为,本文利用原子探针层析(APT)技术,对嫦娥六号月壤玻璃珠表面的附着状微区进行了纳米-原子尺度三维分析。结果显示,该微区主体富O、Si和Al,且表现出明显非均质性。在玻璃基体内部识别出柱状分布的微观结构不连续面。跨越该结构时,主量元素浓度保持连续,而痕量S元素在其核心区局部亏损。同时,在该结构区域,对多种主量元素分别提取密度等值面后,均可识别出相似的柱状结构,其成因与物理界面诱发的局部电场畸变及APT轨迹重叠效应相关。综合上述化学分布特征与物理成像效应,表明该结构并非化学分异形成的相界,而更可能是与局部热事件改造有关的微观物理缺陷,痕量S的局部亏损特征可能反映了挥发性组分(本文主要讨论S元素)的重新分配。上述结果为理解月壤中痕量挥发性元素的局部分布及其与微观结构之间的关系提供了原子尺度的观测依据。

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GRV 022905是一块发现于南极格罗夫山的顽火辉石-镁橄榄石原始无球粒陨石。本文采用光学显微镜、扫描电镜背散射电子成像(BSE)及电子探针(EPMA)分析,对GRV 022905的岩石学和矿物化学特征开展了研究。光学显微及BSE图像显示,该陨石具有典型的热变质重结晶特征,矿物颗粒间广泛发育三联点结构,未见球粒或残余球粒。矿物化学分析结果表明,其主要矿物组成为镁橄榄石(Fa_4.8±0.2)、顽火辉石(Fs_4.5±0.2Wo_2.9±0.1)、铬透辉石(Fs_2.3±0.2Wo_41.5±0.5)、斜长石(An_25.5±1.5Ab_70.0±1.2Or_4.5±0.2)、铁纹石及少量陨硫铁,并含有少量特征副矿物陨磷铁镍矿和磷灰石。综合岩石学和矿物化学特征表明,该样品经历了FeNi金属-陨硫铁的部分熔融及熔体迁移,导致整体贫陨硫铁且铁纹石贫镍;此外,富钾钠长石(An_2.3Ab_78.4Or_19.3)充填于其他矿物颗粒缝隙之间,斜长石包裹10 μm左右的半自形-自形斜方辉石晶粒,均指示了硅酸盐部分熔融的发生。综上,提出GRV 022905为经历了多期热事件叠加改造的产物,其成因可用三阶段热演化模型予以解释。

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模拟火星壤作为真实火星土壤的替代材料,已广泛应用于科学研究与工程技术试验。美国火星花园公司(The Martian Garden)向全球科研人员商业化供应两种模拟火星壤: MMS-1模拟火星壤和MMS-2增强型模拟火星壤。尽管二者已在多项研究中得到应用,但其化学成分、矿物组成及光谱特性等关键基础数据仍然缺失,这限制着对材料的适用性评价及对相关实验结果的深入分析。本文综合运用X射线荧光光谱(XRF)、X射线衍射(XRD)、电子探针显微分析(EPMA)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、可见-近红外光谱(VNIR)以及扫描电子显微镜(SEM)等手段,系统表征了MMS-1与MMS-2的化学成分、矿物组成与光谱特性,并基于表征结果对其应用适用性进行评价。结果表明,MMS-1和MMS-2的主要化学成分(如SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、MgO和CaO等)与美国火星花园公司提供的参考数据以及火星着陆区原位探测获得的火星土壤化学组成存在一定偏差,但与漫游车路径上部分特定采样点的土壤或岩石化学成分表现出较高的相似性。MMS-1主要含中长石,伴有少量辉石、富铝蒙皂石、富镁蒙皂石、富铁(Ⅲ)蒙皂石、石英、方解石和赤铁矿,以及微量石膏、明矾石、橄榄石和无定形二氧化硅,可能含有伊利石和六方堇青石,其可见-近红外光谱与火星轨道器在全球主要区域的观测结果高度相符。MMS-2是在MMS-1的基础上额外添加了赤铁矿、石英、石膏和方镁石,可能添加了海绿石,其光谱特征与火星局部石膏富集区的遥感观测数据更为吻合。整体上看,MMS-1和MMS-2均可视为高质量模拟火星壤。MMS-1的化学成分、矿物组成和光谱特性与真实火星土壤高度相似,适合作为火星地质演变研究等科学理论研究的实验材料。相比之下,MMS-2作为富次生矿物的模拟火星壤,适用于火星土壤改良研究等方面。在补充翔实的物理特性和机械性能后,MMS-1和MMS-2可用于探测器工程试验和火星原位资源利用(ISRU)等研究中。

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月球成因是理解地月系统及内太阳系早期演化的关键科学问题。自Apollo时代以来,大碰撞假说一直是解释月球起源的主流假说之一,但地月之间广泛存在的同位素相似性也使其长期面临重要挑战。近年来,高精度同位素分析、月球样品年代学研究以及嫦娥五号、嫦娥六号任务的样品返回,显著推进了对月球形成、岩浆洋演化及晚期火山活动的认识。本文综合地球化学、岩石学和同位素年代学的研究进展,系统讨论月球的大碰撞起源、形成时代争议以及后续岩浆洋演化。现有研究总体支持月球形成于太阳系形成后数千万年至一亿多年之间,但不同同位素体系之间及其解释仍存在明显分歧。嫦娥五号与嫦娥六号样品分别将月球已知火山活动延长至约2.0 Ga和约2.8 Ga,并为完善月表撞击坑年代标尺、认识月球正、背面热演化差异提供了关键样品约束。

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斜锆石(baddeleyite, ZrO₂)是月球基性-超基性岩石中主要的含锆矿物,因其富铀、贫初始铅及高U-Pb体系封闭温度等特性,在限定月球岩浆活动与撞击事件年代方面具有独特优势。本文系统综述了月球斜锆石的研究进展,重点阐述其主要成因机制(岩浆结晶、锆石分解及宁静石分解)及对应的形貌特征;探讨了斜锆石晶体结构中的相变特征及其在揭示高温、高压事件中的指示意义;评述了斜锆石U-Pb年代学在约束月壳形成、月海火山活动及重大撞击事件时代方面的重要贡献。指出当前月球斜锆石的研究在热力学约束、微区元素迁移机制及U-Pb体系复杂性等方面仍存在挑战,并展望了基于高分辨率微区技术和实验模拟的未来发展方向。

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天体撞击是驱动月球地质演化的关键外动力作用,而在此过程中形成的高压矿物相则是记录这一极端物理事件的天然温度压力计与计时器,其形成与冲击压力-温度-时间路径密切相关,能够揭示月球等内太阳系天体的撞击历史。同时,作为类地行星深部物质的天然模拟样品,高压矿物相也可为理解地幔过渡带和下地幔矿物组成及性质提供重要信息,因此高压矿物相研究具有非常重要的地质学意义。本文综述了月球高压矿物相的研究进展,详细阐述了冲击导致矿物相变的物理机制和高压矿物相的保存机制,并系统总结了目前在月球样品中发现的15种高压矿物相(包括斯石英、塞石英、林伍德石和镁铁榴石等)的矿物学特征、产状、形成机理和条件。最后,本文展望了未来深空探测任务与动态高温高压实验模拟在高压矿物相研究方面的前景,指出它们将为反演月球撞击历史和地月系统演化提供关键科学证据。

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月球新矿物指首次发现的、产自月球的新矿物。它记录了在月球上无水、低氧逸度、高真空、强辐照和频繁撞击等极端环境下新矿物相的形成、转化和保存过程,是连接月球样品与行星演化研究的基础科学依据。本文在梳理Apollo、Luna、嫦娥返回样品和月球陨石中新矿物研究成果的基础上,对月球新矿物的类型、成因机制及其矿物学意义进行了归纳与探讨。结果表明,目前人类发现的并已获国际矿物学协会新矿物命名与分类委员会(IMA-CNMNC)批准的月球新矿物共10种,其中来源于月球返回样品的新矿物全部来自Apollo和嫦娥任务返回样品,包括三斜铁辉石、镁铁钛矿、宁静石、吉冈石、嫦娥石、镁嫦娥石和铈嫦娥石; 来源于月球陨石样品的新矿物包括硅二铁矿、当硅铝钙石和铈镁嫦娥石。这些月球新矿物可归为含氧盐矿物大类(主要是硅酸盐和磷酸盐)、氧化物与氢氧化物矿物大类(主要是氧化物)以及自然元素、金属互化物及碳、硅、氮、磷化物矿物大类(主要是硅化物),其成因主要涉及干燥强还原岩浆分异、冲击熔融-脱玻化与高压相变、太空风化和气相沉积作用。近年来,我国嫦娥石系列稀土磷酸盐新矿物的连续发现,为认识月球晚期岩浆演化、稀土元素分异行为和月球物质多样性提供了新的矿物学约束。其他月球相关矿物相的研究则对认识月球冲击变质、挥发分保存、氧化还原过程以及月壤演化等具有重要意义。

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对川西甲基卡地区二云母花岗岩及伟晶岩脉的岩石学特征、地球化学特征进行了分析，探讨了二云母花岗岩物质来源、构造背景及其与伟晶岩脉的成因联系。分析结果表明，甲基卡二云母花岗岩的SiO₂含量在73.93%~75.06%之间；全碱含量7.90%~8.36%，钾质含量较高，属高钾钙碱性系列岩石；Al₂O₃含量为14.24%~14.77%，A/CNK=1.14~1.24，具强过铝质S型花岗岩特征；ΣREE=31.18×10^-6~41.67×10^-6，LREE/HREE=4.15~6.41，δEu=0.46~0.70；CaO/Na₂O=0.07~0.12（<0.3），指示其物源可能是含砂屑物质极少的泥质岩；Al₂O₃/TiO₂=133.1~279.8，比值较高，表明甲基卡二云母花岗岩属高压低温型后碰撞强过铝质岩石。花岗伟晶岩脉SiO₂含量在72.59%~80.91%之间，全碱含量5.26%~10.60%，Al₂O₃含量11.79%~17.64%，σ=0.74~3.80，A/CNK=0.98~2.38，ΣREE=4.03×10^-6~8.29×10^-6，LREE/HREE=2.61~10.40，δEu=0.18~0.68，与岩体差异明显，主、微量元素含量变化也较大。甲基卡二云母花岗岩与伟晶岩脉有密切的成因联系。岩浆不混溶作用可能是形成甲基卡含矿伟晶岩脉的关键因素，花岗质岩浆在上升过程中通过不混溶作用分离出富含挥发分的伟晶岩熔体，在运移或侵位过程中可能交代围岩矿物而使稀有金属元素进一步富集。二云母花岗岩浆和伟晶岩熔体性质的不同导致稀土元素和Th、Sr、Ti、Y、Rb、N等微量元素在两者中含量有明显差异。伟晶岩熔体在运移或就位过程中所经的路径不同和周围环境的差异导致不同位置产出的伟晶岩的元素含量有较大的变化。与二云母花岗岩相比，花岗伟晶岩的形成演化具有一定的跳跃性。

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桂林"鸡血红碧玉"是一种石英质玉石,颜色以鲜艳的红色与黑色为主,质地坚硬且耐磨。目前对该矿石的野外产状、地质背景、岩石结构和颜色成因等相关研究报道较少。野外勘察表明,桂林"鸡血红碧玉"矿床位于扬子板块与华夏板块交界处,产于广西北部龙胜地区新元古界丹洲群三门街组经含铁氧化物浸染的汽水热液浅变质砂岩中,其形成过程受到了新元古代-三叠纪数次大地构造与岩浆活动的影响,成因复杂。本文利用偏光显微镜和X射线衍射分析等手段,对桂林"鸡血红碧玉"的成分进行了深入研究,结果表明桂林"鸡血红碧玉"主要矿物组合为石英和赤铁矿,部分样品中含有白云石。石英呈现他形等粒结构和自形变斑晶结构;自形石英颗粒中可见加大边,指示后期经历过变质交代作用。赤铁矿在样品中呈现3种形式产出: ① 呈单晶形式产于石英颗粒的粒间与晶内; ② 呈点尘状包裹于石英颗粒中; ③ 呈浸染状分布于石英颗粒间隙。赤铁矿中铁离子为红色致色原因。电子探针分析显示,浸染状和单晶赤铁矿中铁含量高达78.9%～85.6%;点尘状赤铁矿由于颗粒细小,难以精确分析其铁含量。结合石英和赤铁矿发育期次,认为"鸡血红碧玉"中不同形态的石英和赤铁矿的产出与区域地质演化背景相一致。

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东天山红云滩铁矿赋存于下石炭统雅满苏组火山碎屑岩地层中。矿体主要呈层状、似层状、透镜状。矿石矿物以大量磁铁矿为主,含少量的磁赤铁矿、镜铁矿、黄铁矿和极少量的黄铜矿等。脉石矿物主要有石榴石、透辉石、阳起石、绿帘石、绿泥石、黑云母、钠长石、石英等。矿石构造以块状构造和浸染状构造为主,局部为条带状构造、脉状构造;矿石结构包括半自形-他形粒状结构、交代结构。围岩蚀变对称分带明显,从矿(化)体到两侧围岩,蚀变呈现从深色到浅色的变化现象。根据矿物共生组合、矿石组构的观察,本次工作识别出矽卡岩期和热液期两个成矿期,进一步细分为4个成矿阶段:矽卡岩阶段、退化蚀变阶段(主成矿期)、热液早期阶段及石英-硫化物阶段。电子探针分析表明石榴石端员组分以钙铁榴石-钙铝榴石系列为主,辉石端员组分以透辉石-钙铁辉石为主,角闪石端员组分主要为阳起石和透闪石,这些特点表明矿区矽卡岩为热液交代钙矽卡岩。磁铁矿的主、微量元素特征表明其形成与矽卡岩密切相关。结合成矿地质特征,认为矽卡岩是由富铁岩浆热液流体沿断裂构造运移、交代下石炭统雅满苏组富钙火山碎屑岩地层而形成的,磁铁矿的形成与矽卡岩的退化变质作用有关。

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本文在IUGS变质岩系统分类分委员会2007年提出的矿物缩写方案的基础上，根据我国的实际应用情况，加以修改和补充，制定了一个系统的矿物缩写表. 该矿物缩写表由两部分组成，主表（表2）中的矿物缩写由IUGS变质岩系统分类分委员会编制，共243个矿物；副表（表3）由笔者编制，为新增加的29个矿物. 二表成为一个完整的矿物缩写表，共计272个矿物，建议予以推广并在使用中进一步完善，为最终的标准化和统一化打下初步基础

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本文提供了不同成分的8大类主岩(偏铝质(超)基性岩、过碱性(超)基性岩、偏铝质中性岩、过碱性中性岩、偏铝质酸性岩、过碱性酸性岩、过铝质酸性岩、超酸性岩)中28个矿物(橄榄石、单斜辉石、斜方辉石、角闪石、黑云母、金云母、斜长石、钾长石、石英、磁铁矿、钛铁矿、石榴石、锆石、磷灰石、绿帘石、黄玉、榍石、堇青石、蓝方石、石榴石、霞石、白磷钙矿、镁铁钛矿、板钛矿、黄长石、钙钛矿、尖晶石、金红石)的69个化学元素(Li、Rb、Cs、K、Na、Ca、Sr、Ba、Mn、Fe、Mg、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Be、La、Ce、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc、Cr、In、Ga、Al、B、Cd、Sb、Bi、U、Th、Zr、Hf、Si、Ti、Ge、Sn、Mo、Nb、Ta、W、V、P、F、Cl、S、N、O、C、As、Pu、Re、Os、He、Ne、Ar、Xe、Kr)和1个化学一价原子团OH的分配系数。综合分析对比表明,矿物、熔体的成分和结构是分配系数的最重要的控制因素。对前人未讨论过的矿物结构和熔体铝过饱和度这两个因素应引起重视。最后,本文分析了矿物-熔体间元素分配系数的研究现状、存在问题,指出了这一领域今后的研究方向。

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本文以表格的形式列举了经国际矿物学协会(IMA)新矿物与矿物命名委员会(CNMMN)批准、并于2003年度正式发表的新矿物共55种,其中硅酸盐31种,磷酸盐5种,砷酸盐2种,硫酸盐4种,硫化物3种,碳酸盐2种,钒酸盐2种,硼酸盐1种,硒化物1种,硫盐1种,氧化物1种,氢氧化物1种,复杂卤化物1种.文中表格依次列出了矿物的中外文名称及化学式、晶系及晶胞参数、主要粉晶数据、物理性质、光学性质、产状及共生(伴生)组合等.

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多接收电感耦合等离子体质谱（MC-ICPMS）与激光剥蚀系统（laser ablation）的联用，为通过单矿物微米尺度的信息示踪地质过程提供了有利工具。作为非传统稳定同位素之一，硼同位素的应用受到地学界日益广泛的关注。本文利用LA-MC-ICPMS的分析优势建立了原位高精度分析高硼矿物电气石和低硼矿物白云母硼同位素的方法，分别使用电气石标准样品和玻璃标准样品对未知样品的测试结果进行了质量歧视校正，并对2个西南天山的实际地质样品进行了微区硼同位素测试应用。测试结果表明，仪器状态可以保持长期稳定，可以采用最小10 μm的束斑对实际地质样品中电气石的硼同位素组成进行准确测定，也可对硼含量高于20×10^-6的白云母进行原位硼同位素的准确测定；标定的实验室内部电气石标准样品T-PKU的推荐值为-13.07‰±0.42‰ （2SD， n=66）。天山泥质片岩及脉体中的电气石和白云母的原位硼同位素特征为示踪与矿物平衡共生的流体来源提供了有效信息。

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利用1∶25万土地质量地球化学调查数据分析和研究了安徽省宣城市南部地区土壤中As、Cd、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Zn 8种重金属元素的地球化学特征以及重金属异常来源。调查发现地质背景是土壤元素含量的主控因素，调查区表、深层土壤重金属元素含量空间分布特征与地质背景、沉积环境表现出显著的空间一致性，重金属高含量成土母岩（荷塘组、皮园村组、蓝田组等地层）是土壤重金属元素高异常的主要影响因素，此外矿山开采、大气干湿沉降也是土壤重金属高异常的影响因素之一，土壤中Pb、Hg、Cd、Cr元素具有大气干湿沉降的输入来源。调查区土壤重金属污染风险主要影响指标为Cd，土壤Cd超过农用地土壤污染风险管制值的样品比例为2.56%，形态分析结果显示土壤Cd以离子交换态为主，结合农作物调查发现在土壤Cd高异常区存在一定的生态风险。

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量化研究幔源岩浆从源区运移至喷发或者侵位的时间尺度,对理解基性岩浆作用具有重要意义。然而,对于岩浆的喷发和就位的时间尺度研究仍缺乏有效的约束,位于我国华北克拉通北部山西大同新生代火山岩群是理想的研究地区。本文以该火山群~0.2 Ma喷发的神泉寺碱性玄武岩为研究对象,重点研究其中携带的地幔橄榄石捕掳晶来约束喷发前的时间尺度。通过对其开展详细的矿物化学研究,发现地幔捕掳晶核部的Fo值高达97.7,为极富镁橄榄石,结合其极低的Ca、Mn和Ni含量特征,认为它们捕获自被交代的地幔橄榄岩。另外,地幔橄榄石捕掳晶发育明显的CaO成分环带,表明其在地壳岩浆系统内经历了复杂的岩浆演化过程。地幔橄榄石捕掳晶反应边宽度变化很大,说明它们在源区被捕获时及在运移过程中经过了多次破碎过程。橄榄石捕掳晶最边缘的Fo值为70左右,平衡计算表明它们在边部已与主岩浆(碱性玄武岩)达到平衡。Fe-Mg元素扩散计时结果显示,橄榄石地幔捕掳晶仅在岩浆中滞留了几个月的时间。对于40~70km的岩石圈地幔厚度来说,岩浆平均上升速率最快可能超过500m/d。

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北祁连东段天水-宝鸡地区早古生代火山岩包括红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩。地球化学分析结果表明，红土堡基性熔岩和陈家河中酸性火山岩中所夹基性火山岩的特征相似，属于拉斑玄武岩，两者Ti02含量较高（1．50％～2．73％），∑REE分别为65．97×10^-6～133．46×10^-6和78．04×10^-6～175．55×10^-6，LREE轻度富集[（La／Yb）N分别为2．00-4．40和2．71～4．40]，Eu异常不明显或略具Eu负异常（6Eu分别为0．85～1．10和0．85～0．99）；两者LILE明显富集，HFSE（尤其是Ta、Nb）强烈亏损，Nb／La较低（0．28～0．43），显示出与岛弧拉斑玄武岩（IAT）的亲源性；同时，基性熔岩的εNd（t）均为正值（＋2．22～＋4．08），暗示其源区类似亏损地幔源区，Zr／Nb=17．21～36．33，Ce／Nb=5．73～8．17，又具有N-MORB的地球化学特征；两者的Sr、Nd、Pb同位素组成十分相似，显示出基性熔岩主要来自亏损地幔（DM）和富集地幔端员（EMⅠ或EMⅡ）混合源区，可能有少量地壳物质混染。陈家河中酸性火山岩属于钙碱性系列，∑REE=127．51×10^-6～276．01×10^-6，LREE显著富集[（La／Yb）N：4．79～13．51]，多数具有弱负Eu异常（8Eu：0．53～1．20）；微量元素分配型式类似于岛弧花岗岩，具明显的Nb、Ta、Zr、145低谷。综合研究表明，北祁连最东段陈家河中酸性火山岩形成于岛弧环境，而其南部的红土堡玄武岩形成于弧间裂谷环境（或初始弧后盆地），是早古生代晚期北祁连东段岛弧带扩张向弧后盆地演化的早期产物。这些研究成果为秦祁结合部位沟弧盆体系的存在提供了佐证。

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错那洞淡色花岗岩是西藏北喜马拉雅淡色花岗岩带的重要组成部分。通过地球化学分析揭示其具有富硅(SiO₂含量为74.20%~74.52%)、贫铁(Fe₂O₃含量为0.04%~0.20%,FeO含量为0.40%~0.58%)、贫镁(MgO含量为0.06%~0.14%)、钙碱性(σ为2.15~2.32)、强过铝质(A/CNK为1.11~1.15)的地球化学特征。稀土元素总量较低(∑REE为47.24×10^-6~57.59×10^-6),轻稀土元素富集(LREE为39.85×10^-6~49.23×10^-6),重稀土元素亏损(HREE为6.91×10^-6~8.68×10^-6),有明显负Eu异常(0.49~0.80);富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Zr、Ti等高场强元素。锆石U-Pb测年结果显示,错那洞淡色花岗岩形成中新世(21 Ma),属北喜马拉雅淡色花岗岩晚阶段峰值期(24~12 Ma)产物。锆石εHf(t)值为负值,且变化较大(-3.92~-17.64),说明其岩浆源区为壳源,以变泥质岩为主,可能存在多种物质组分的混合。初始岩浆结晶温度应不超过675~702℃,构造背景为后碰撞环境,是高喜马拉雅结晶岩系在板片快速折返过程中发生减压熔融而形成的产物。

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对胶东青山群中酸性火山岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb同位素年代学研究.结果表明,3个粗面岩-粗面英安岩和1个流纹岩的年龄分别为119.4±0.9 Ma、118.2±1.0 Ma、120.2±0.9 Ma和120.0±0.8 Ma, 都形成于早白垩世120～118 Ma之间.研究表明郯庐断裂带山东段及其两侧中生代青山群火山岩的年龄与苏皖段断裂带内火山岩的年龄相似,明显小于苏皖段断裂带附近火山岩盆地的火山岩年龄.其结果表明在中国东部岩石圈减薄的大背景下,受郯庐断裂控制的岩浆喷发事件持续的时间可能更长.胶东青山群中酸性火山岩表现出富钾、富碱、贫镁、贫钛和低Ni、Cr的地球化学特征,轻稀土元素富集,重稀土元素亏损.按地球化学组成可进一步分为粗面岩-粗面英安岩和流纹岩两类,前者富集大离子亲石元素Rb、Ba、K,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和P;而后者则强烈亏损Ba、Sr等大离子亲石元素和Ti、P等高场强元素.粗面岩-粗面英安岩相对流纹岩具有高的Sr和Ba含量以及La/Nb、Ba/Nb比值,而具有低的Rb/Ba比值和Eu负异常,说明它们来源于不同的岩浆源区.推测粗面岩-粗面英安岩可能是下地壳(俯冲扬子下地壳或者古老华北下地壳)部分熔融和富集地幔部分熔融混合的产物;流纹岩是由于区域拉张环境和高热异常背景下,下地壳发生深熔产生的岩浆喷出地表形成的,岩浆在上升过程中发生有分离结晶(大量斜长石的分离结晶)过程.

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优质的黑色翡翠（墨翠）也是一种稀有、高档和时尚的玉石材料，是20年间价值增长最快的翡翠品种之一。对世界上几个不同产地来源的墨翠的岩石矿物学及地球化学特征进行了比较，认为目前市场上的墨翠主要包括硬玉质黑色翡翠、绿辉石质墨翠和以闪石为主要成分的黑色“翡翠”，它们包括缅甸的乌鸡玉、墨翠、黑干青，危地马拉的墨翠和银河黑金玉，此外日本和哈萨克斯坦也有类似缅甸乌鸡玉的黑色翡翠产出。研究结果显示，不同产地来源墨翠的主要矿物组成、玉石的结构和包体特征组合具有一定的标型性，可以考虑作为区分其来源的标型特征。

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堇青石是一种具有较低热膨胀系数、良好抗热震性的矿物材料。天然的堇青石矿物原料很少，因此常常采用人工合成的方法来合成堇青石材料。本文根据近年来合成堇青石的最新研究，论述了堇青石合成方法的研究进展，具体包括高纯氧化物高温固相反应合成法、天然矿物高温固相反应合成法、利用工业废料合成法、利用农业废料合成法、溶胶-凝胶法和低温燃烧合成法。目前工业化生产堇青石大多采用天然矿物高温固相反应法，此法虽有众多优点，但同时也存在许多的不足之处。因此，如何能将其他方法用于工业化生产，将成为合成堇青石今后研究中的一个发展方向。

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对扬子地块西缘康滇裂谷北段的丹巴变质玄武岩进行了系统的岩石学、元素-Nd同位素地球化学研究,结果表明该岩石为碱性玄武岩,样品相对富MgO、富TiO₂,Mg^#值介于0.51～0.59之间。稀土总量较高,轻重稀土分馏较明显,Th、Nb、Ta、Zr、Hf和LREE等不相容元素富集,Y和HREE明显亏损,地球化学特征与洋岛玄武岩(OIB)类似。岩浆形成于板内裂谷环境,起源于类似OIB的地幔源区,并在上升过程中受到了大陆岩石圈地幔(SCLM)物质不同程度的混染,同时还可能有少量下地壳物质的混染。样品在岩石化学上表现出地幔柱岩浆作用的痕迹,很可能与导致Rodinia超级大陆裂解的新元古代地幔柱事件有关。

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天津蓟县铁岭子村附近新出露的下马岭组下部黑色岩系中富含菱铁矿,本文从野外产出特征、岩石学特征及常量元素特征等3个方面对这一富菱铁矿地层的基本地质特征进行了报道。该剖面地层主要以黑色页岩、粉砂质富铁层/菱铁矿结核层互层产出为特征,夹有少量粉砂岩。部分富铁层由于风化严重,野外露头以褐铁矿层出现。菱铁矿为地层中主要的铁矿物相,可以形成菱铁矿结核,显微镜下具泥晶或微晶结构;也可以与含量相当的石英粉砂一起,构成致密粉砂质富铁层;亦或呈颗粒状零星分布于黑色页岩、粉砂岩中;另外褐铁矿层中亦存在极少量的菱铁矿残余。地层的常量元素特征整体表现为富含SiO₂、TFe及有机质,而贫MnO、CaO、MgO、P₂O₅及S元素,且除风化层位中的铁多呈三价外,其余多呈二价。总有机碳(TOC)含量由高到低依次为菱铁矿结核、粉砂质富铁层、黑色页岩、粉砂岩。TFe与Al₂O₃含量的相关性图解显示,在富铁地层中,二者呈现出很好的负相关关系,而在正常的黑色页岩和粉砂岩中,二者则呈现一定的正相关关系,表明富铁地层中的铁主要为海洋自身铁的化学沉积,而正常的黑色页岩和粉砂岩中的铁主要源自陆源碎屑。同时新鲜样品中FeO与TOC含量呈现出很好的正相关关系,表明菱铁矿的形成可能与有机质有关。

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红外透过光谱技术是当前鉴别翡翠是否有聚合物充填的最好方法，而红外反射光谱技术是一种快速、无损伤的测试方法，主要提供矿物的基频振动光谱信息，在宝石学研究方面特别是鉴定宝石种属方面显示出新的应用可能性。本文介绍红外反射光谱技术的宝石学应用和包含318个光谱的数据库以及检索、鉴定程序的宝石红外光谱鉴定系统。

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总结了我国市场上大量常见的不同产地的天然绿松石的特征,同时对比我国市场常见的充填处理绿松石的特征,研究了天然与充填处理绿松石的一般鉴别特征,发现处理绿松石的颜色深浅、颜色分布、包裹体、外观与天然绿松石均有较大的区别。还利用红外光谱对天然的和充填处理的绿松石进行了测试,发现充填处理绿松石在1 735、1 600、1 500 cm^-1附近可见吸收峰,表明绿松石内部充填了人工类树脂,可作为鉴定充填处理绿松石的有力证据。

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本文概括地介绍了１９５８年至１９９５年底中国发现的新矿物的数量、种类、晶体结构、化学成分、产出条件、产地、发现单位和发现者以及八十年代中国新矿物的获奖情况。

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华北陆块北缘内蒙古中部地区分布着大量近东西向展布的印支期花岗岩，形成一条规模巨大的复式花岗岩带。岩石类型主要为斑状黑云二长花岗岩、钾长花岗岩，1：5万区调同位素测年获得207～227Ma的一系列锆石U—Pb表面年龄，岩相学和岩石地球化学研究显示其具有S型花岗岩特征，表明其形成于碰撞后构造环境，并不是华北板块与西伯利亚板块碰撞造山作用的产物。