淮北石台煤矿接触变质煤速热碳化的微组构解译

作为岩浆吞噬煤层的信息记录者和物质承载者,接触变质煤是揭示煤层速热碳化过程和机理的重要研究对象。为此,本研究采集了淮北石台煤矿不同热变质程度的接触变质煤样品,利用镜质组反射率测试、元素分析、工业分析、偏光显微镜(PLM)和扫描电镜(SEM)等实验手段,表征其微组构特征,以期揭示煤层速热碳化的机理和过程。结果显示,从未受影响煤、浅热变质煤到天然焦,样品最大镜质组反射率、灰分产率升高,氢、氮元素以及挥发分含量降低。未受影响煤显微组分以胶质结构体为主,局部发育丝质体;浅热变质煤中裂隙发育、少见脱挥发孔;靠近岩体的块状天然焦中镶嵌结构炭和脱挥发孔发育,孔径多介于20~150μm;岩体内的细脉状天然焦,主要由多孔炭和炭微球组成,富含圆形—椭圆形气孔,孔径多介于1~3μm。分析表明,趋近岩体,接触变质煤热变质程度连续增加:浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的结果;天然焦是浅热变质煤热解脱挥发分和中间相化的产物;至岩体附近,天然焦被液化成多孔炭和炭微球,后二者最终被氧化为气态碳氧化物而消失。我们认为,岩浆接触变质煤速热碳化的实质就是固态煤岩被岩浆热解而中间相化、液化和氧化气化的过程。

天然焦内炭微球显微光学特征、成因及其意义

天然焦内炭微球是煤层遭受岩浆速热变质的产物,其显微光学特征成因解析有助于深入认识煤速热碳化和热变质。采集安徽淮北石台煤矿富含炭微球的天然焦样品,利用高分辨率反射偏光显微镜和扫描电镜等实验手段,表征了天然焦中炭微球的粒度、分布、显微光学和超微组构特征,以揭示其光学各向异性的成因和热演化意义。结果显示,远离岩体天然焦中炭微球以粗粒为主,粒径10~100μm,少数可达150μm以上;紧邻岩体天然焦炭微球以细粒为主,粒径1~10μm,在岩体内脉状焦内甚至低至1μm以下。分析显示,粗粒炭微球和炭半球分别发育“十字”消光和“波状”消光,是其内部放射状一轴晶光率体在切面内投影的光学表征;细粒炭微球发育“十字-双曲线”消光,是其内部放射排布的二轴晶光率体切片投影的旋转效应。由此可见,趋近岩体,伴随着镜质体反射率增加,煤焦光率体逐渐由规则球形(光性均质体),向二轴椭球体(一轴晶)和三轴椭球体(二轴晶)转变。在该过程中,“十字”消光和“波状”消光的粗粒炭微球是煤热脱挥发分的产物,而“十字-双曲线”消光的细粒炭微球是煤热缩聚而片层化的标志。天然焦中炭微球的显微光学特征是煤层趋热碳化的结果,本质上是其光率体受热变形的光学表征,可有效评价岩浆蚀变煤焦的热变质程度。

基于PMF模型的矿区土壤重金属来源解析

通过在某矿区采集农田土壤和菠菜样品,分析其中重金属含量,基于相关性分析和PMF模型对该矿区农田土壤重金属来源进行解析。结果表明,研究区土壤中Cd、As、Zn、Cr和Cu元素明显富集,分别是当地土壤背景值的5.7倍、4.4倍、2.4倍、1.5倍和1.3倍;相关性分析结果显示,研究区内Cu、Zn、As、Cd元素存在一定的相关性,可能具有同一污染源;PMF模型结果说明,研究区土壤中重金属主要来源分别为工业污染源、自然母质源、交通污染源和农业污染源,其对当地土壤重金属污染贡献率分别为39.8%、22.8%、21.6%和15.8%。

指导有“法” 方能习作有“方”——小学语文习作指导的思与行

作文教学是小学语文教学中的一项重难点内容,也是学生形成个人语文能力、提升自身语文素养的关键环节,更是长久以来广大语文教师重点关注的课题。本文基于小学语文习作教学的重要意义,就小学语文习作教学实施的具体方法展开研究,从四个主要方向阐述了具有实效性的教学策略,旨在全面激发学生习作兴趣的同时提高学生的习作信心,使学生形成良好的习作能力,让学生真正做到“乐写”“善写”“能写”。

藻源性有机质沉降对沉积物甲烷释放促进作用

采集巢湖西北湖湾区水与沉积物样品,模拟藻源性有机质沉降对CH4释放的驱动作用.培养结果显示,加藻组CH4释放通量(1.59±0.51)^(98.89±14.30)μmol/(m^(2)·h)显著高于对照组(0.02±0.016)^(1.37±0.44)μmol/(m^(2)·h)(P<0.001).培养过程中,藻源性有机质降解迅速,提供了大量产甲烷底物,溶解氧和硫酸根等电子受体减少,创造了有利产甲烷菌的环境,增加了产甲烷菌数量,尤其是乙酸营养型产甲烷菌.综上,藻源性有机质的大量输入,可以增大沉积物产甲烷速率和甲烷释放通量,其中乙酸营养型产甲烷菌起到重要作用.

接触变质煤微形貌特征及成因分析

煤层作为岩石圈重要的碳库,被岩浆破坏和吞噬,直接加速了地质历史上岩石圈的碳循环。为揭示该过程中接触变质煤微形貌的变化过程和原因,本研究采集了皖北袁店二矿岩体外围不同热变质程度的接触变质煤样品,进行了煤质分析、可溶有机组分分离、气相色谱-质谱(GC-MS)、偏光显微镜(PLM)、扫描电镜(SEM)等实验。结果显示,趋近岩体,样品挥发份、氢、氮、可溶有机质含量减少;灰分产率和镜质组反射率增加;可溶芳烃当中萘系列相对含量降低,菲系列相对含量升高。未受影响煤和浅热变质煤显微组分主要由胶质结构体组成,后者裂隙发育。天然焦主要由镶嵌结构体组成,局部发育形状不规则的脱挥发孔,孔径多介于20μm×50μm至50μm×150μm。火夹焦主要由多孔炭和炭微球组成:多孔炭富含圆形-椭圆形气孔,孔径多介于0.5~3μm,炭微球群发育在裂隙以及气孔内壁上。分析表明,趋近岩体,煤层热变质程度持续增加:浅热变质煤是煤层受较弱热变质而脆性断裂的产物;天然焦是浅热变质煤脱挥发份、塑性形变所致;火夹焦是天然焦被岩浆进一步中间相化的结果。因此,本文认为,接触变质煤消失过程中微形貌的变化是煤岩组分热蚀变、脱挥发份、中间相化的过程。

皖北卧龙湖煤矿岩-煤蚀变带黄铁矿拉曼光谱特征及意义

选取皖北卧龙湖煤矿岩浆侵入区,研究其岩-煤蚀变带内不同形态和期次FeS_2的拉曼光谱特征。结果显示,依据峰型组合(M)、拉曼位移(Δν)和散射强度(I)的不同,各样品数据可以划分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型3类。Ⅰ型样品发育5个较强的散射峰,E_g值(1.16~1.59×10~3)和A_g值(2.33~2.53×10~3)均较高,T_g值(0.20~0.27×10~3)一般较低。与之不同,Ⅱ型样品拉曼谱线上仅可见到前3个散射峰,不发育后2个散射峰;其E_g值、A_g值及T_g值均与Ⅰ型相似。Ⅲ型样品与前两类均不同,仅发育327.6~328.8和389.0~390.1cm^(-1)两个较强的散射峰,样品Eg值(0.94~1.14×10~3)较高,Ag值(0.27~0.33×10~3)较低,Tg值低于检测限。分析表明,Ⅰ型样品的前三个散射峰分别为与黄铁矿的Fe-[S_2]^(2-)变形振动、伸缩振动和S—S伸缩振动相关;后两个散射峰分别与石墨微晶振动和石墨晶面内C—C伸缩振动对应,展现出黄铁矿特征和天然焦的共同特征,推测为遭受天然焦混染的黄铁矿混晶。Ⅱ型样品发育前3个散射峰,指示其为典型的黄铁矿晶体;而Ⅲ型样品的谱峰特征与白铁矿相似,推测其有可能为黄铁矿的低温白铁矿变晶。进一步分析还表明,Ⅰ型和Ⅱ型拉曼散射强度相近,Ⅲ型样品较前二者明显偏低,暗示Ⅰ型和Ⅱ型样品形成压力相近,而Ⅲ型样品形成压力较低;三者Ag峰分别依次较前者向高频偏移4.4~6.7和4.5~8.4cm^(-1),这指示Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型样品的形成温度依次显著降低。依据上述光谱证据认为,淮北卧龙湖煤矿内蚀变煤和过渡带内黄铁矿均为中高温产物,应为岩-煤蚀变过程中的产物;而侵入岩内发育黄铁矿的低温白铁矿变体很可能为岩体固结后的次生产物。

淮北袁店8煤岩浆热蚀变的微组构响应

选取袁店8煤层内碎裂煤、焦油煤、天然焦和火夹焦为研究对象,研究其显微图像和拉曼光谱特征,揭示不同变质程度煤微组构特征及其对岩浆蚀变的响应。结果显示,碎裂煤以均质镜质体为主,微裂隙网脉发育,ID=3 500~7 300,IG=5 000~12 000;焦油煤由碎裂镜质体和少量煤焦油组构,ID和IG均介于1 000~3 500;天然焦由碳质中间相及其内部所包裹的气泡和焦油液滴组成,ID=430~700,IG=380~650;火夹焦由焦化基质及较小气泡和少量矿物微球组成,ID=920~1 560,IG=640~910。分析显示,趋近岩体,碳质组分由干燥破裂、挤压破碎向中间相和熔融态转变;碳质组分拉曼光谱IG/ID值逐渐降低。这表明,趋近岩体,煤层遭受破坏和变质程度逐渐增强,煤分子片层持续解聚,层间缺陷不断增加,碳质组分的结构有序度逐渐降低。

粤西坡仔营钼矿花岗质岩石光谱学特征及意义

选取粤西坡仔营钼矿的花岗质岩石,研究其XRD,FT-NIR和Raman光谱特征。与花岗斑岩及远带样品相比,近带花岗岩样品XRD衍射信号弱,FT-NIR吸收信号强,石英Raman光谱信号弱。分析表明,其石英(101)晶面的XRD衍射峰、绢云母铝羟基(Al—OH)的FT-NIR特征峰(4 529cm-1)及石英本征位移峰(464cm-1)的半高宽均大于前二者。与其他样品不同,近带样品造岩矿物含量低,低温蚀变矿物含量高;且该带内矿物结晶度、有序度及结晶温度均较低。研究认为,坡仔营钼矿发育着一个以花岗斑岩为中心的面型低温蚀变带,而控制钼成矿的石英斑岩实为该蚀变带靠近官山嶂岩体的一部分。

钦-杭成矿带(南段)粤西丰村铅锌矿微量-稀土元素地球化学特征研究

丰村铅锌矿位于钦杭成矿带西南段,廉江-信宜上古生界褶皱系内(周永章等,2012)。野外地质观察显示,该铅锌矿由径口、山背、下园垌及大博面等四个矿段组成。其中以径口矿段规模大,矿化较集中,具工业价值。前人(广东省化工地质勘查院,2000)研究显示,径口矿段矿体主要赋存于F1断层上盘,棋子桥组灰岩地层内,存在明显的层控特征(图1)。

地下深部C-H-O超临界流体涌逸及石油(天然气)成因评述

石油(天然气)作为不可再生资源,其成因多年来一直存在着争论。本文在分析各种石油成因理论的基础上,重点剖析了深大断裂热液溶油的观点,认为石油可以通过地下深部C-H-O超临界流体涌逸交代溶解地层中的有机质而形成。

粤西眼球状花岗岩FeS_2拉曼光谱特征及意义(英文)

选取粤西官山嶂岩体眼球状花岗岩研究其内不同形态和期次FeS2的拉曼光谱特征。结果显示各组样品拉曼位移(Δν)、散射强度(Ι)及其半高宽(FHWM)明显不同。分析表明条带状样品拉曼位移Δν1,Δν2,Δν3分别位于318,381和440cm-1附近;而骸晶样品对应值分布于344,379和430cm-1附近;且与后者相比变形、自形样品对应Δν分别较向低频偏移。条带状样品ΙEgΙAgΙTg而其余样品ΙEg≈ΙAgΙTg;且自骸晶样品向自形、变形样品Ι及FHWM值均依次增大。上述光谱证据指示条带状样品Δν及Ι与白铁矿相似而其余样品均展现出黄铁矿的特征。与骸晶样品相比变形、自形样品Δν向低频偏移表明后二者形成温度依次增高;骸晶、自形、变形样品Ι及FHWM递增表明三者形成压力依次明显增大。据此研究认为官山嶂岩体内黄铁矿形成先后经历了:白铁矿期→高压黄铁矿期→高温黄铁矿期→常温常压蚀变期。

钦-杭带南段坡仔营斑岩型钼矿中黄铁矿微组构及其标型意义

坡仔营钼矿是钦-杭成矿带南段最重要斑岩型矿床之一。该矿床发育典型"中心式面型蚀变"和A、B和D三种类型矿化脉。为了加深对其成矿过程的认识,本研究选取不同矿脉中黄铁矿,通过扫描电镜(SEM)、X射线粉晶衍射(XRD)和激光拉曼光谱(Raman),研究其微组构标型特征,以期反演成矿过程的热力学及动力学信息。SEM结果显示,A脉内黄铁矿较少,呈100~200μm半自形-他形,籽晶呈扁平乳滴状;B脉黄铁矿强烈发育,呈500~1000μm自形-半自形,籽晶呈近椭圆形层状;D脉内黄铁矿呈立方体产出,粒度10~20mm左右,三组相互垂直晶纹发育,籽晶棱角状线形展布。A脉→B脉→D脉中黄铁矿粒度逐渐变大,籽晶更加规则,指示成矿早期至晚期,黄铁矿结晶速度逐渐变缓,成生环境趋于稳定。XRD结果展示,各样品谱线均发育着多组黄铁矿特征峰,但其强峰发育存在差异。A脉最强峰为28.5°,次强峰37.1°;B脉和D脉相应峰位分别为37.1°、33.1°和33.1°、56.3°。衍射峰型特征表明,A脉样品晶形应以(1 1 1)面组成的正八面体单形为主,其次为(2 1 0)晶面组成的五角十二面体,其成生温度应大于300度;B脉样品应以(2 1 0)组成的五角十二面体单形为主,其次为(1 0 0)晶面组成的立方体单形,形成温度应介于200~300℃之间或略大;D脉样品主要以(1 0 0)晶面组成的立方体为主,其形成温度应小于200℃。Raman光谱揭示,A脉样品的νEg=348.0~350.7cm^(-1)、νAg=385.2~386.5cm^(-1)、νTg=441.9~422.8cm^(-1),与之相比,B脉和D脉的对应值分别向低频偏移2~6cm^(-1)和5~14cm^(-1);A脉样品的散射强度IEg=388.8~745.5、IAg=1532.8~2071.8、ITg=238.9~254.4,而B及D脉样品的散射强度依次明显增强。自A脉→B脉→D脉,拉曼位移向低频偏移,散射强度依次增强,指示三者的成生压力依次降低。本研究认为,坡仔营斑岩型钼矿的成生早期为一个高温、高压岩浆热液活动为主阶段,随着成矿温度、压力的降低,成矿系统氧逸度逐渐降低,硫及金属元素逐步转变为金属硫化物形式而成矿。

粤西坡仔营钼矿花岗质岩石成因对比

选取坡仔营钼矿区内所发育的花岗斑岩、石英斑岩、细粒花岗岩和花岗片麻岩,对比分析其稀土组成、石英的电子探针结果及拉曼光谱特征。结果显示,细粒花岗岩与花岗片麻岩稀土组成、石英晶体SiO2含量及其结晶学特征均存在明显差异,二者应形成于不同的成因过程。花岗斑岩及其斑晶组成与细粒花岗岩相似,揭示二者很可能为同源产物;而石英斑岩组成与花岗片麻岩更接近,推测其为花岗斑岩上侵后者混染所致。

钦州湾-杭州湾构造结合带(南段)地质演化和找矿方向

钦州湾-杭州湾结合带是位于扬子与华夏两大古陆块中间的巨型构造结合带。根据内部结构不均一性和演化历史的差异,钦-杭结合带可划分为3段:北(东)段、中段和南(西)段,分界线大致为北纬24°和北纬27°。中段与南岭带大体一致;北段指南岭以北地区,即绍兴-江山-萍乡一带;南段位于南岭以南区域,大致与云开-十万大山带相当。钦-杭结合带南段是华南大陆壳再造和矿产资源寻找的重要研究课题。它的地质演化与钦-杭结合带具有整体一致性,特别是具有一致的开-合历史。震旦系底部的粤西云浮大降坪块状硫化物矿床是海底喷流沉积的产物,它与信宜和陆川新元古代蛇绿岩等是南段洋壳存在的重要证据。在进一步的矿床勘查中,要重视斑岩型铜(钼)矿床的寻找。中酸性斑岩体来自于元古宙岛弧底部玄武质岩石(下地壳)在中生代时期的部分熔融,本质上该类矿床带有岛弧俯冲环境的基因。

秦岭造山带西段八方山-二里河地区硅质岩的地球化学特征及其地质意义

陕西省凤县-太白(凤太)地区位于秦岭造山带的西段,是我国重要的金属成矿集中区之一。本文重点分析凤太地区中泥盆统古道岭组与上泥盆统星红铺组过渡部位的沉积成因硅质岩。它是八方山-二里河铅锌矿床的主要赋矿层位。硅质岩多为灰黑色,块状、层纹状、角砾状构造,致密坚硬,经受过轻微变质作用(主要是重结晶作用),主要组成矿物为细晶、微晶石英,含有少量的铁白云石、方解石、绢云母、炭质。根据地球化学分析,八方山-二里河地区沉积成因硅质岩的SiO_2含量均大于80%,最高者可达95.3%,TiO_2和Al_2O_3明显偏低,高FeO,Al/(A1+Fe+Mn)值落在0.13～0.64之间。大部分微量元素含量远小于地壳元素丰度,但Ba、As、Sb、B、Ag、Hg含量较高。在V/Y-Ti/V和Ti-V图解中,硅质岩样品投影在洋中脊→大陆边缘的洋盆位置,大部分落在远洋区域,部分靠近大陆边缘。样品稀土元素含量较低,∑REE仅为3.28×10^(-6)～20.66×10^(-6),经北美页岩标准化后的稀土元素配分曲线可以分为H和S两组。H组曲线左倾,富集重稀土(HREE),具有明显的热水成因特征。S组与H组稍有差异,是受非热水沉积作用影响所致。(La/Lu)_N介于0.36～1.99,多分布于0.36～0.70和1.00～1.99两个区间内,分别代表与洋中脊环境相似的的洋盆喷口或断裂附近环境和受一定陆源物质影响的远洋盆地或深海平原环境。(La/Yb)_N值介于0.32～2.21,多分布0.32～0.72和1.74～2.21两个区间内,地质意义与(La/Lu)_N类似。硅质岩样品的(La/Ce)_N值在1.04～3.28,多数大于1,平均为1.62,主要反映大洋盆地(或深海平原)环境,个别样品也表现出大陆边缘沉积特征。研究结果表明,尽管经历了后期成岩作用等,但硅质岩仍整体上较好地保持了初始沉积时的地球化学特征。

广东东莞地区土壤-蔬菜系统重金属分布与富集特性分析

对东莞地区常见的7种叶菜类蔬菜及其相应的土壤样品中Cu、Zn、Cr、Ni、Pb等重金属元素的全量和稀盐酸可提取态进行了分析。结果表明,蔬菜存在明显的Pb、Ni超标问题,超标率分别为20.9%、7%,Cu、Zn含量较低,均没超出食品卫生标准限值。蔬菜重金属含量与土壤重金属总量和可提取态重金属含量均无显著的相关性,但基于可提取态含量的富集系数与蔬菜重金属含量具有显著相关性。因此,在评价土壤重金属污染对作物的影响时,仅仅用土壤重金属可提取态含量仍不足以有效反映土壤污染的生态危害性。不同品种蔬菜对同一重金属元素的富集不尽相同,总体而言,叶菜类蔬菜对金属元素的富集具有较强的选择性,对Cr的富集能力最强,其次为Zn、Cu、Ni,Pb最弱。但因土壤中Cr、Zn、Cu的可提取态含量及可提取态系数均较低,故作物未出现超标,蔬菜中Pb含量超标的成因较为复杂,以大气污染为主要来源。

西秦岭八方山-二里河Pb-Zn矿区硅质岩的微区成分特征及演化

硅质岩以SiO2为主,并广泛发育于造山带内。激光Raman、SEM-EDS分析结果显示,研究区硅质岩微组构特征记录了造山作用、成矿作用和重结晶作用等的改造。SEM分析显示,研究区硅质岩中石英颗粒较小且呈紧密堆积,这些特征符合热水沉积快速结晶的特点。激光Raman分析结果中,石英颗粒自边缘向中心核部的拉曼特征峰(463cm-1)经高斯拟合(Gaussian Fitting)后尖锐程度逐渐递增,半高宽(FWHM)递减,反映了石英自身的重结晶作用。在石英颗粒边界与碳酸盐脉的接触部位,结晶程度和有序度自内向外呈递增趋势,反映了石英颗粒遭受了流体的影响,SEM分析结果中石英颗粒的絮状反应残余边界进一步支持了该结论。在SEM下,金属硫化物在裂隙和空隙中发生沉淀并呈线状和零星浸染状分布,与应力作用及杂质矿物有着密切的关系。另外,据硅质岩中的脉体穿插关系,指示西秦岭存在碳酸盐(铁白云石)热液→金属硫化物热液→硅质-碳酸盐(方解石)热液的多阶段流体演化,与东秦岭流体作用具有较好的相似性。

钦杭成矿带南段文地幅水系沉积物地球化学异常识别

基于野外地质调查工作基础上,应用统计方法和分形方法对文地幅1∶5万水系沉积物地球化学数据进行异常下限的确定,并基于不同异常下限结果绘出异常图,与矿点进行叠合。结果表明,通过常规统计法确定的Au、Ag、Cu、Pb、Zn异常下限分别为1.62 ng/g、0.12 ng/g、22.59μg/g、104.00μg/g、77.73μg/g,分形方法确定的异常下限分别为8 ng/g、0.325 ng/g、220μg/g、460μg/g、2240μg/g。在空间上,应用分形方法圈定的异常与矿点叠合的更好,可以更加有效的降低非矿引起的异常范围,减少徒劳的异常查证,提高了找矿效率。

钦-杭成矿带南段丰村铅锌矿区下园垌矿段围岩微量元素的地球化学特征及其意义

钦-杭成矿带是华南最重要的成矿带之一,丰村下园垌铅锌矿是区内典型的沉积热液改造型矿床。通过系统采集不同位置处的围岩样品,进行微量元素测试,结果表明,Cu含量相对较低,其变化范围为1.164×10-6~33.8×10-6,且不同位置丰度相差不大,Cu元素未发生明显迁移;Rb、Sr、Ba等大离子亲石元素含量较低;变化范围分别为4.73×10-6~35.7×10-6、4.06×10-6~521.1×10-6、23.04×10-6~320.6×10-6,Mn、V、Co、Ni等亲铁性元素中,Mn最为富集,V、Co、Ni相对亏损;∑REE较低,LREE/HREE较大,轻重稀土分异明显,轻稀土富集,重稀土相对亏损。围岩样品Eu中等负异常,Ce呈现微弱负异常。Sr/Ba、Sr/Cu及稀土元素特征表明,其沉积环境可能为一封闭还原的浅海海湾。多元统计分析表明,其微量元素可分为3类,各自具有明显的分布特征。此外,La/Y-Sc/Cr图解对矿区构造环境进行了指示。围岩中较高的Pb、Zn含量明显高于背景值,很可能是矿源层。