Mn^2＋和Fe^3＋的致色作用：来自意大利白垩纪远洋红色灰岩的启示

本文首先详细研究了含Mn2+和Fe3+的致色矿物菱锰矿、鲕状赤铁矿、云母赤铁矿和镜铁矿的可见光吸收光谱及其一阶导数谱,鲕状赤铁矿、云母赤铁矿和镜铁矿的可见光吸收一阶导数谱的红光区的吸收谷的位置的变化表明随赤铁矿结晶度的降低,吸收谷由586.4nm移至577.4nm,而菱锰矿展示出了Mn2+的因电子跃迁产生的四个典型吸收及其一阶导数谱上577nm的吸收谷的强度比赤铁矿相应谷的强度低一个数量级,表明其电子跃迁的致色机理与赤铁矿的染色机理完全不同。依据赤铁矿的结晶度和鲕状赤铁矿与大洋红层中赤铁矿的沉积成因相似的原则遴选出鲕状赤铁矿为含Fe3+致色矿物,依据菱锰矿是和方解石具有相似结构且为红色的原则选取菱锰矿为含锰致色矿物,并佐以化学纯氧化镁为基体配制了一系列的含菱锰矿、鲕状赤铁矿和菱锰矿及鲕状赤铁矿的两相或三相混合物。详细研究了三类混合物的可见光吸收光谱的一阶导数谱,发现含菱锰矿和含鲕状赤铁矿在573nm附近均存在一吸收谷,鲕状赤铁矿的重量分数低至0.05%时仍可见一明显吸收谷且该吸收谷移至565nm附近,菱锰矿在低至0.50%时也可见这一吸收且在低至0.11%时仍可显示出菱锰矿的信息,其575nm的吸收峰未见偏移;混合物可见光一阶导数吸收谱上鲕状赤铁矿的575nm附近的吸收谷的强度随鲕状赤铁矿的重量分数的升高而增强,而所有的配制混合物中该吸收谷的位置低于577.4nm的事实也表明为使致色矿物和氧化镁混合均匀的研磨降低了赤铁矿的结晶度。本研究表明Mn2+的电子跃迁激发和细小、结晶差的赤铁矿的染色共同造就了意大利白垩纪远洋红色灰岩的红色。

富镁和贫镁坡缕石及其酸浸蚀产物的红外吸收光谱研究

本文对两个富镁和贫镁坡缕石的红外吸收光谱高频区的拟合结果表明 ,富镁坡缕石 (p0 )和贫镁坡缕石 (g0 )的八面体离子的配置有区别 ,前者除出现 Mg3OH振动外 ,Mg M2 □ OH振动的比例比 Al M2 □ OH振动的大 ,后者则反之。经酸短时间浸蚀的和未经浸蚀的坡缕石红外吸收光谱相比 ,除部分吸收峰 (如 35 6 0 cm- 1 )的峰形发生明显变化外 ,其余各吸收峰的峰形相似、强度稍有变化 ,且 Si U- O- Si D的不对称振动吸收峰向低波数方向偏移、对称吸收峰向高波数方向偏移 ;坡缕石中 790 cm- 1 左右的吸收峰的归属是不明确的 ,据实验确认它是由 Si U- O- Si D的对称吸收所致 ;由 985 cm- 1、10 30 cm- 1、10 80 cm- 1和 12 0 0 cm- 1左右 4个吸收峰组成 Si- O骨架振动吸收带的峰形、强度和峰位移反映了酸浸蚀过程中坡缕石的结构改变。两个坡缕石经 36 0 h盐酸浓度为 1m ol/ L 和 3m ol/ L 浸蚀后 ,所得产物的粉末 X射线衍射谱虽仍具有坡缕石的衍射线 ,但它们的红外吸收光谱却只有与表面 OH振动、物理吸附水相关的 OH振动和几个 Si O振动吸收峰 ,而无代表八面体振动、硅氧骨干中的大部分 Si O振动和晶格中的结晶水的振动 。

安徽官山两种坡缕石粘土的成分与红外吸收谱

本文采用多种成分分析手段对官山两种不同颜色坡缕石全粘土进行了研究。全粘土湿化学分析扣除SiO2 含量计算得到的坡缕石阳离子数与电子探针获得的阳离子数一致。配位八面体阳离子计算表明 ,粉红色坡缕石为三八面体矿物 ,灰白色坡缕石是介于三八面体矿物和二八面体矿物间的中间类型。X射线粉末衍射的K值法对全粘土矿物定量分析有着较高的精度 ,同时用电子探针波谱可准确测定坡缕石粘土的成分。官山两种不同颜色含坡缕石的全粘土红外吸收谱能反映其中坡缕石的吸收谱特征。对X射线光电子能谱研究表明两种不同颜色的坡缕石中的铁主要是Fe3+,这与全岩湿化学分析的结果是一致的 ,同时也还可以作为电子探针成分分析的补充。

坡缕石在HCl溶液中的溶解行为及溶解机制

对两个三八面体比例不同的坡缕石分别进行了浓度为1,3和5mol/LHCl溶液的浸蚀实验,浸蚀时间为0.25,0.5,1,1.5,2,3,4,5,6和7h。实验表明,三八面体比例高的坡缕石的八面体离子的溶出明显分为3阶段,其3阶段的形成主要是由于Mg^(2+)含量高及Mg^(2+)和Si^(4+)离子的溶出行为的相互制约所致。即八面体离子的大量溶出促进了Si^(4+)离子的溶出、Si^(4+)离子溶出后以非晶态SiO_2胶粒的形式被吸附在坡缕石的表面,从而阻碍了反应的进行,随浸蚀时间的推移,或HCl溶液浓度的增加导致SiO_2胶粒絮凝沉淀,反应通道重新开放,反应得以继续进行,酸浸出液中Mg^(2+)/(Fe^(3+)+Al^(3+))比值最终达到一个定值,表明酸是渗透至结构的微空腔中和晶体进行反应的,二八面体比例高的坡缕石的八面体离子溶出的阶段性不明显,文中对两者溶解行为的差异进行了讨论。

铜在坡缕石中的吸附位置和吸附机理研究

对四个吸附铜的坡缕石的解吸附实验研究表明，被解吸附的铜来自于坡缕石的表面和纤维状晶体的网状空隙。吸附铜的坡缕石的X射线光电子能谱（XPS）上出现了932．5eV和933．7eV的光电子峰，表明坡缕石表面的铜以Cu^＋和Cu^2＋的形式存在；傅立叶变换红外吸收光谱（FTIR）上八面体离子的吸收峰出现规律性偏移，其中Mg3OH和Al2□OH吸收峰向高频方向移动了3～5cm^-1，部分铜离子进入到坡缕石的晶体结构的通道中；电子顺磁共振谱上（ESR）出现了g=2．34、2．12、2．08和2．05等4个信号：表明铜离子位于H^＋难以到达的位置。吸附铜的坡缕石的矿物学研究及其解吸附实验的结果均表明铜在坡缕石中以3种形式存在：①以Cu^＋和Cu^2＋的形式吸附在坡缕石纤维的表面，与坡缕石表面的悬空氧成键；②以ECu（H2O）4]^2＋的形式存在于坡缕石的晶体结构的微空腔中（通道）；③以Cu^2＋的形式存在于坡缕石晶体结构中的硅氧四面体六元环的底部或八面体位。

坡缕石精细鉴定的粉末X射线衍射法

对安徽官山两个含镁量不同的坡缕石进行了粉末X射线衍射(XRD)分析,结果表明其中富镁者为正交晶系、贫镁者为单斜晶系矿物,细化了判别坡缕石晶系的X射线粉末衍射标志。在排除石英和蒙脱石或伊利石的影响后,若图谱中出现d值为0.446 nm和0.428 nm的衍射线,则可认为在该凹凸棒粘土中含有正交晶系坡缕石。晶胞参数计算结果亦表明富镁坡缕石为一正交晶系坡缕石,贫镁坡缕石为一单斜晶系坡缕石。

微区衍射术在地质学研究领域中的应用

微区衍射是研究微米级矿物相信息的重要手段,因样品的细小和X射线光源的限制使得研究难以深入进行。本文介绍了常见的三种微区衍射,并给出了常规微光源下获得的碱性长石微区X射线衍射(XRD)数据,通过与碱性长石的JCPDS卡片数据的对比表明,该微区为低温钠长石,而X射线粉末衍射结果表明该碱性长石为正长石和钠长石的混晶,表明微区X射线衍射研究在地质学研究中具有较好的应用远景,它对于微米级矿物的相鉴定、相转变研究具有重要意义。

山东五莲碱性三元长石的微结构研究

笔者对产于山东五莲县七宝山辉石二长岩中的碱性长石进行了电子探针、X射线衍射、透射电子显微镜以及^(29)Si MAS NMR谱研究,确定五莲碱性三元长石(Or_(50.3)Ab_(44.3)An_(5.4))为钾长石和钠长石共格出溶连晶,其基体相钾长石为单斜对称,在透射电子显微镜下未见其呈现任何微结构。而在钠长石中见到宽度为10.4nm(钠长石的8b_0)的片晶相互形成周期钠长石律双晶,钠长石叶片的宽度平均为39nm(n=40),最窄为15nm,最宽为100 nm。五莲长石的^(29)Si MASNMR谱为4个峰(当延迟时间为30s时),其中-95.7×10^(-6)、-97.8×10^(-6)和-100.7×10^(-6)为钾长石峰,-96.6×10^(-6)为钠长石峰,若缩短实验的延迟时间为5s,其谱仅显示3个峰,与高结构态的钾长石图形相似。文中还讨论了五莲长石微结构的形成机制以及冷却史。

坡缕石精细鉴定的粉末X射线衍射法

自从1860年在俄罗斯的Palygorsk发现坡缕石以来,直至1940年方由Bradley(1940)首先给出了坡缕石的晶体结构模型,并推测其空间群可能为C32h-C2/m.……

16ka以来青海湖湖相自生碳酸盐沉积记录的古气候

研究了青海湖沉积物碳酸盐的组成、来源及其同湖水物理化学性质的关系 ,建立了文石饱和指数同温度和湖水Mg/Ca比值 (可指示盐度 )的关系 ,利用碳酸盐的组成探讨了青海湖 16kaB .P .以来的古气候环境演化过程。结果表明 ,青海湖沉积碳酸盐大都是自生的 ,16kaB .P .以来沉积碳酸盐以文石为主。文石的高含量时段同暖湿气候相对应 ,低含量则同冷干气候相对应。 15 .2kaB .P .为末次冰期盛冰阶进入晚冰期的界限 ,晚冰期气候的冷暖波动频繁 ,幅度较小 ,13.4～ 13kaB .P .,11.6～ 12kaB .P .和 11～ 10 .4kaB .P .之间的冷颤动分别相当于老仙女木、中仙女木和新仙女木事件 ,12～ 13kaB .P .和 11.6～ 11kaB .P .之间的暖期则分别对应于博令和阿勒罗得暖期。全新世初期 (10 .4～ 10kaB .P .)白云石含量的突然增高和文石的消失 ,可能同淡水快速补给前期盐度较高的湖水有关 ,反映了全新世开始时气温和降水的增加具有突变性的特点。全新世大暖期的鼎盛期 ,即 6.7kaB .P .左右时湖水的盐度较低。 6.7～ 4kaB .P .为气候转型过程中的冷暖和干湿的快速波动期。 4kaB .P .以后碳酸盐含量急剧降低 。

南祁连盆地二叠系海相烃源岩地球化学特征及其对物源属性和古环境的约束

南祁连盆地在经过多阶段油气勘探后虽然取得了一系列成果,但一直没有突破性进展。本文在结合前人研究基础上,通过系统的野外地质剖面测量和样品采集,以泥岩和碳酸盐岩的干酪根、饱和烃气相色谱、饱和烃质谱、主量、微量、稀土元素等分析技术为手段,综合评价二叠系海相烃源岩有机质成熟度、有机质类型和沉积环境。研究表明:二叠系处于缺氧环境、还原程度较高的高盐度沉积环境;泥岩有机质类型为Ⅱ2型,具单一有机质来源,有机质成熟度较高,来源于陆源高等植物的木质部分,为区内较有利烃源岩;碳酸盐岩有机质类型以Ⅲ型为主、Ⅱ2型为辅,具多种有机质来源,有机质成熟度中等,来源于具有陆源、水生二元性,是区内有利烃源岩;二叠系沉积物主要为长英质岩石,源岩来自上地壳并受到了一定富集作用的影响。刚察凹陷以潮湿环境下湿热程度较高、水体较深盐度较高的氧化环境为特征,而哈拉湖凹陷以干热环境下湿热程度较低、水体相对较浅盐度较低的氧化环境。本文为南祁连盆地下一步油气资源评价、勘探开发提供了翔实的参考价值和指导基础。

凹凸棒粘土中坡缕石的内标法X衍射定量分析研究

用聚丙烯酸钠(PAAS)作分散剂,从凹凸棒粘土中提纯得到坡缕石纯样,再被按照5%的含量间隔将坡缕石和刚玉以及石英配比制成一系列的混和样品,采用NBS方法制成X衍射样片,扣除X射线衍射背景后计算出坡缕石110衍射峰和刚玉113衍射峰的积分强度比,以此为y轴,以坡缕石含量为x轴作图,拟合出线性方程,可用于凹凸棒粘土中坡缕石的定量分析。实例验证了该方法中定量分析线性方程的可行性,证明了粘土中非晶态物质的存在。

山东济阳拗陷第三纪玄武岩的铅同位素研究

山东济阳拗陷第三纪玄武岩的Pb同位素组成变化明显:^(206)Pb/^(204)Pb值为16.864～18.361,^(207)Pb/^(204)Pb值为15.268～15.599,^(208)Pb/^(204)Pb值为36.770～39.118。在Pb-Pb和Pb-Sr图上,所有数据点形成良好的线性关系,而且都分布于DMM、EMⅠ和EMⅡ3个地幔端员组分之间。这些特征表明,同位素组成的明显变化应主要归因于玄武岩浆形成过程中地幔源区中不同端员组分之间的混合作用,地壳混染作用影响不明显。

四平山门Cu-Ni矿化辉长岩体锆石LA-ICP-MS年龄及其地质意义

吉林省四平市山门银矿受伊通-依兰深大断裂的控制,在矿区范围内除Ag-Au矿床外还发现有铜镍硫化物矿床。多年以来,人们忽视了对该小型Cu-Ni矿床的成因研究,至今未见到有关矿床精确同位素年龄的报道。文章在运用阴极发光技术对锆石晶体结构研究的基础上,利用LA-ICP-MS锆石原位定年方法,对含矿的龙王辉长岩体进行了年龄测定。结果显示,岩体形成于225.1Ma(MSWD=2.7),与吉林中部红旗岭含铜镍硫化物矿床的1号岩体年龄一致。2个受不同深断裂控制的红旗岭矿床和山门矿床成矿年代的一致性,一方面为敦化-密山断裂与依兰-伊通断裂同为郯庐断裂北延分支的观点提供了年代学依据,另一方面也揭示了区域Cu-Ni成矿作用和Au-Ag成矿作用是与郯庐断裂不同时期构造演化密切相关的规律。该成果对指导相似类型铜镍硫化物矿床和银金矿床的找寻具有重要意义。

济阳拗陷第三纪玄武岩的Nd-Sr同位素研究

本文报道了济阳拗陷29个第三纪玄武岩的Nd,Sr同位素组成。结果表明,该区早、晚第三纪玄武岩的Nd-Sr同位素组成变化较明显且具有一定的区别:早第三纪玄武岩的εNd值为-2.4～3.3,87Sr/86Sr比值为0.70481～0.70930;晚第三纪玄武岩的εNd值为0.1～2.3,87Sr/86Sr比值为0.70421～0.70530。鉴于εNd与1/Nd及87Sr/86Sr与1/Sr之间不存在相关特征,Nb正异常以及SiO2与MgO,Fe2O3+FeO,P2O5呈负相关,与Al2O3呈正相关,但与K2O不存在相关特征,因此,地壳混染作用并不是第三纪玄武岩同位素组成变化的主要原因。玄武岩87Sr/86Sr比值的升高是由热液蚀变造成的,而εNd值的变化则归因于源区混合。如果热液蚀变作用没有发生,这些玄武岩的所有数据点在Nd-Sr相关图上将可能位于地幔系列内部。这表明第三纪玄武岩主要是由DMM和EMI两个端员组分不同程度混合形成,EMII的贡献是次要的。

藏西南札达白垩纪Albian期海绿石的矿物学特征及地质意义

海绿石是海相沉积的指相矿物,通常形成于海进系列,与低的沉积物供应速率有关。本文利用岩相和扫描电子显微镜(SEM)对样品进行了详细的观察,并运用X射线粉晶衍射(XRD)、傅立叶变换红外吸收光谱(FTIR)、电子探针微分析(EPMA)等技术,对藏西南札达县波林地区夏拉剖面中的海绿石砂岩和含海绿石灰岩样品进行了系统的分析与研究。上述分析表明砂岩和灰岩中的海绿石均为高演化的海绿石,砂岩中的海绿石为原地海绿石,而灰岩中的海绿石则源于下伏砂岩。通过沉积环境分析和区域地层对比,笔者等认为札达地区砂岩中海绿石的出现可能与Albian晚期印度大陆从澳大利亚—南极大陆的彻底裂解而造成的该地区的海进有关。持续的海进过程导致了该地区高演化的海绿石的形成。

2006年3月11日南京“泥雨”降尘特征及其粉尘来源

对2006年春季南京地区一次“泥雨”形式的湿降尘特征进行了系统分析，并在此基础上对泥雨粉尘来源及泥雨降尘形成机制进行了探讨。结果表明：1）本次泥雨降尘通量为3．77g／m2，在南京全境的降尘总量达到2．49×10^4t；2）泥雨粉尘的质量磁化率值为174×10^-8m^3／kg，略高于黄土磁化率值；3）泥雨粉尘中〈16μm的细粒组分占绝对优势（含量为91．91％），平均粒径6．05μm，众数粒径7．68μm；粒度参数及分布曲线显示泥雨粉尘具有比黄土和现代干降尘更好的分选性和更对称的峰态；4）XRD和SEM分析表明，泥雨粉尘以絮状矿物颗粒为主，其中粘土矿物含量最高，占57．7％，其他矿物有石英（15．5％），钠长石（12．0％）和微量的白云石（1．0％）；5）泥雨粉尘的常量元素组成与黄土、现代干降尘以及上陆壳（UCC）大体相似，显示其主要为地壳源；而微量元素中Zn，Co，Ni，Ba，Cr，V，Cu，Zr，Cd和Pb等重金属元素含量较黄土及UCC偏高，其中Zn，Cu，Cd和Pb等含量显著偏高，显示了地壳源之外的人为污染源的影响；相比本地的下蜀黄土，南京泥雨粉尘样品的REE组成特征与北方黄土之间的相似程度更高，显示了更为密切的亲缘关系；6）根据泥雨降尘的特征，结合天气活动过程，可以判定此次南京泥雨降尘并非本地扬尘所致，而主要来源于北方尘暴活动所产生的细粒粉尘；寒潮冷锋的南侵提供了长距离输送动力，而长江下游海洋性暖湿气流对细粒粉尘的清除过程则最终导致了泥雨的形成；南京春季泥雨降尘事件实质上是长江下游地区对西北内陆干旱区沙尘暴活动的一种区域响应。

古盐度对塔北隆起泥岩中粘土矿物组合和绿泥石成分的影响

粘土矿物组合和绿泥石成分常被用来讨论盆地沉积物的成岩作用和埋藏古温度.许多沉积盆地的研究结果显示,泥岩和页岩中的粘土矿物组合和绿泥石的成分与埋藏深度/温度有关.但也见有例外的现象存在.文中主要探讨了新疆塔北隆起泥岩中的粘土矿物组合和绿泥石成分的特征,以及与盆地古盐度的关系.研究结果表明：（1） 在塔北隆起泥岩中,埋藏深度2777.37-4604.41 m,地层单位为J1-N2的粘土矿物组合为I＋Chl和I＋Chl＋Ka; 埋藏深度5071.52-5299.37 m,地层单位为T1的粘土矿物组合为R0I/S＋ I ＋ Chl和R0I/S ＋Chl.（2） 研究区的成岩绿泥石为Ⅱb型铁镁绿泥石,其成分特征主要表现为：①配位八面体中阳离子的占位数为11.532 （总平均值）;②ⅥAl含量明显大于ⅣAl含量;③（Fe＋Mg） 为4.016（总平均值）;④Si/Al比值〉1.（3） 根据研究区盐类矿物的分布范围以及古盐度的数据,讨论了古盐度对该区粘土矿物组合和绿泥石成分的影响,指出古盐度是影响本区粘土矿物组合和绿泥石成分变化的主要因素.用古盐度解释了〈5000 m深度的粘土矿物组合中不含无序伊/蒙混层（R0I/S） 矿物,而〉5000 m深度粘土矿物组合中含有无序伊/蒙混层（R0I/S） 矿物的异常现象.揭示了在一定的深度范围（2777.37-4405.27 m）,-定的古盐度条件下（Sr/Ba比值≥0.4,并有盐类矿物出现）,绿泥石成分受到古盐度的制约,并且随着古盐度的增高,绿泥石成分中的Al 、ⅣAl、Na、Na2O、Al/Si随之增高,而Si/Al则随之降低.由绿泥石成分温度计获得的温度值也伴随着古盐度的增高而增高.因此,由绿泥石成分温度计所计算的温度不能代表本区实际埋藏的古温度.（4） 研究区内绿泥石成分中的SiO2和FeO与母岩的对应成分之间有一定的相关性,其SiO2绿泥石与SiO2岩石、FeO绿泥石与FeO岩石呈负相关的线性关系,并且这种关系在古盐度的干扰下也未受到影响.

福建上杭地区燕山期花岗岩锆石U-Pb年代学及Hf同位素组成

选取福建省西南部紫金山中粗粒花岗岩、石壁寨西部含斑细粒二长花岗岩和东部斑状含黑云母二长花岗岩作为研究对象,利用LA-ICP-MS法对三个岩体的锆石进行了U-Pb、Lu-Hf和微量元素分析,获得了3个岩体的岩浆结晶分别为156.5±2.7Ma(晚侏罗世),166.2±8.1Ma(中侏罗世)和154.1±1.4Ma(晚侏罗世)。锆石的Lu-Hf同位素分析结果表明,锆石的两阶段Hf模式年龄(tDM2)分别为1.6~2.2Ga、1.7~2.0Ga和1.7~1.9Ga。锆石Hf同位素初始值ε_(Hf)(t)均为负,分别为-14.88^-8.40、-11.9^-7.8和-10.9^-7.4。锆石的ε_(Hf)(t)、Hf同位素地壳模式年龄分布范围较小,暗示岩体岩浆来源具有较为均一锆石Hf同位素组成。中侏罗世(166.2±8.1Ma)期间,古太平洋板块与欧亚板块发生碰撞,导致洋壳俯冲至陆壳之下,陆壳并发生了小规模的部分熔融,形成了石壁寨西部岩体;碰撞结束后,在晚侏罗世(145~156Ma)期发生由挤压向拉张环境的转换,闽西南岩石圈伸展减薄、壳源物质发生广泛的熔融作用,形成了大规模的紫金山岩体和石壁寨东部岩体。本文的研究成果,为研究闽西南花岗岩体的来源和区域构造演化提供了新的资料证据。

斜方蓝辉铜矿在我国的发现及其微结构

作者在我国福建省上杭紫金山铜矿中发现了一种具有页片构造的Cu S矿物。其基质相的化学式可表示为Cu1.756S ,与 1 969年在日本发现的斜方蓝辉铜矿的化学式一致 ,这是该矿物在我国的首次发现 ;该矿物页片相的化学式可表示为Cu1.684 S ,是笔者未曾查到有人曾描述过的一种新的Cu S矿物相。该矿物基质相和页片相混合的X射线衍射图谱上的绝大多数峰与合成斜方蓝辉铜矿的衍射峰可对应。由此 ,笔者认为上述成分略有差异的连生的两相晶体结构是相像的 ,只是Cu的缺位有所不同。根据两相混合的X射线粉末衍射图谱得到的晶胞参数为 :a=0 .787( 2 ) ,b=0 .785( 4) ,c=1 .1 0 8( 4)nm。该矿物页片相加温至60℃以上时会变成含Cu更低的新物相。笔者在文中讨论了这种具页片构造的Cu S矿物的形成机理。