柴北缘尕海南山晚志留世—晚泥盆世火山岩浆组合对早古生代造山后伸展时限的约束

柴达木盆地北缘(柴北缘)构造带经历了早古生代的大洋俯冲到大陆俯冲,形成了广为人知的柴北缘超高压变质带。早古生代造山带何时开始垮塌一直存在争论,火山岩和侵入岩作为深地岩石探针能为约束地壳活动提供关键制约。应用锆石LA–ICP–MS U–Pb年代学和Lu–Hf同位素方法对柴北缘东段尕海南山地区出露的牦牛山组火山碎屑岩和侵入其中的花岗岩开展研究。锆石U–Pb年代学结果显示,牦牛山组火山碎屑岩的形成时代约为423 Ma,侵入其中的花岗岩的形成时代为370 Ma,表明火山岩喷发的年龄在晚志留世,后期侵入的花岗岩结晶年龄为晚泥盆世;锆石Lu–Hf同位素结果显示,晚志留世熔结凝灰岩ε_(Hf)(t)值集中在–11.5~–8.3,其两阶段Hf模式年龄集中在1945~2133 Ma,显示火山岩主要源于古老地壳物质熔融;而晚泥盆世侵入的花岗岩的ε_(Hf)(t)值分布在3.9~9.1,其两阶段的Hf模式年龄集中在792~1118 Ma,显示花岗岩主要源于中—新元古代地壳物质的部分熔融。结合对区域地质、岩石学等资料的综合分析认为,晚志留世—早泥盆世时期,大陆深俯冲导致的强烈造山作用造成柴北缘地壳发生明显加厚,加厚的欧龙布鲁克地壳基底发生部分熔融,形成了该时期的火山岩;晚泥盆世时期,加厚地壳的拆沉作用导致软流圈地幔上涌,引发区域地壳伸展,上涌的软流圈物质与地壳相互作用并发生部分熔融作用。因此区域牦牛山组形成时代跨度较大,不能笼统地用牦牛山组代表造山结束的时限,晚泥盆世岩浆岩的出现才预示着柴北缘地区进入显著的地壳伸展状态。

矿物解理/断裂规律与晶面间距的弱相关性及证明

应用密度泛函理论、断裂键理论和晶体化学性质,定量研究了矿物解理/断裂的晶体化学机制以及与晶面间距(或面网间距)的关系。归纳发现,矿物常见解理/断裂面并不总是与晶面间距最大的晶面相对应,体现为弱相关性。理论计算结果表明,矿物常见解理/断裂面对应于表面能最低的晶面,而表面能与面网密度及晶面原子平均断裂键数τ正相关。晶面间距与面网密度正相关,意味着当晶面间距大的晶面成为常见解理/断裂面时,需通过降低晶面原子平均断裂键数τ值以降低表面能。然而,通过分析发现,晶面间距与晶面原子平均断裂键数τ的关联性差,从而使得晶面间距与矿物解理/断裂规律无直接关联性。本文的研究结果能够为矿物解理/断裂规律以及表面性质研究提供理论借鉴。

萤石颜色与微量元素关系研究

萤石是一种重要的战略性非金属矿产资源,自然产出的萤石颜色丰富,包括紫色、绿色、蓝色、黄色、无色等。萤石颜色可能与杂质元素、晶体缺陷和有机质有关。本文通过搜集有关萤石微量元素和稀土元素的国内外文献,试图讨论萤石颜色与微量元素和稀土元素之间可能存在的关系。结果表明:①不同颜色萤石与微量元素和稀土元素总量之间没有相关性;②同一颜色萤石不同深浅色调与微量元素和稀土元素总量之间也没有相关性。萤石颜色主要与Y、Ce、Sm等几个特定的稀土元素有关,且萤石颜色可能主要受稀土元素种类控制,与稀土元素含量无关。紫色萤石相对富集U、Th、Rb、Nb元素,绿色萤石相对富集Ba元素,蓝色萤石相对富集Zr元素。另外,萤石颜色与温度和矿床成因之间不存在明显关系。

辽宁第Ⅳ金刚石成矿带东部潘家沟辉绿岩中铬铁矿的矿物化学特征及其意义

辽宁省永宁地区因发现原生金刚石而被划分为辽宁第Ⅳ金刚石成矿带,但尚未厘定出金刚石的来源,有必要加强对与金刚石伴生的指示矿物的研究。对该成矿带东部潘家沟地区辉绿岩中选获的铬铁矿开展电子探针成分分析,并与辽宁典型金伯利岩管中的铬铁矿成分进行对比,以探讨该地区铬铁矿的成因及其与金刚石的关系。根据铬铁矿样品电子探针背散射图像显示的粒径、形态及熔蚀特征,以及铬铁矿电子探针成分测试显示的高Cr、富Mg、低Al及贫Ti的特征,推测该地区的铬铁矿来自地幔捕掳晶,属于镁铬铁矿亚类,主要为镁铁-铬铝铁亚种和镁铁-铬铝亚种。计算得到铬铁矿的形成温度为1 252~1 307℃,与前人报道的瓦房店典型金伯利岩中铬铁矿的形成温度基本一致,也接近金刚石的形成温度,表明潘家沟地区辉绿岩中铬铁矿的成因与金刚石关系密切,该地区具有良好的金刚石成矿潜力和找矿前景。研究成果对潘家沟地区金刚石原生矿的勘查及探明该地区金刚石的来源具有指导意义。

高岭石表面水化机理及电场弱化其吸附性能的分子模拟

高岭石是泥岩黏土矿物组成中的主要成分之一,其水理特性对分析高岭石类黏土矿物遇水工程性质劣化的研究至关重要,通过密度泛函理论和分子动力学模拟研究了高岭石表面水化机理及电化学作用对高岭石表面吸附性能的影响。结果表明:水分子在高岭石(001)晶面吸附时水中的Hw、Ow原子与高岭石表面羟基的Hs、Os原子间形成了Hw-Os及Hs-Ow两种类型的氢键,并且Hw-Os氢键作用较强;水分子与高岭石(001)晶面之间形成的氢键作用导致高岭石(001)晶面具有较强的亲水性质;外加电场对体系中水分子的平衡构象及吸附形态产生显著影响,当体系无电场时,水分子通过氢键与高岭石(001)晶面结合紧密,随着电场强度不断增加,水分子逐渐从高岭石表面脱附,以氢原子朝上、氧原子朝下的“V”字型结构向体相中扩散,水分子的偶极矩沿电场方向排列;随着水-高岭石体系中电场强度的增加,吸附体系中的氢键作用逐渐被破坏,水分子脱附能力增强,高岭石表面对水分子的吸附性降低。

金属离子对白云石矿物颗粒分散行为的影响

为研究金属离子对白云石矿浆体系分散行为的影响,通过浊度实验研究了矿浆pH及Ca^(2+)、Mg^(2+)、Fe^(3+)、Al^(3+)等金属离子对白云石矿浆浊度的影响,并采用Zeta电位、XPS和经典DLVO理论模型等进行表征。结果表明:金属离子种类和矿浆pH对白云石颗粒分散行为具有不同程度的抑制作用;未添加金属离子条件下,在pH为4~10时,矿浆浊度值均保持在400NTU左右,白云石颗粒分散行为良好;添加金属离子后,白云石矿浆浊度均出现不同程度的下降,几种金属离子对白云石颗粒分散行为的抑制能力由大到小的顺序依次为Fe^(3+)、Al^(3+)、Mg^(2+)、Ca^(2+)。在一定pH范围内,金属离子通过羟基络合物或沉淀形式附着在白云石颗粒表面,消除白云石颗粒之间的相互作用能势垒,而颗粒之间通过桥联作用发生聚集,从而破坏了白云石颗粒在矿浆体系中的分散行为。

岩浆因素对中国东部铜陵矿集区差异性矿化的控制作用:来自角闪石、斜长石矿物学证据

冬瓜山铜(金)矿床和新桥硫铁铜金矿床是铜陵矿集区内两个大型夕卡岩型矿床,二者成矿地质背景相似,矿体产于同一地层层位,冬瓜山矿床以黄铜矿和磁黄铁矿为主,新桥矿床以黄铁矿和磁铁矿为主,二者矿物组合差异性非常明显,但造成二者矿物组合差异的关键控制因素还不清楚。针对这一科学问题,本文以二者成矿岩体中的角闪石和斜长石为研究对象,拟揭示岩浆因素对二者差异性矿化的控制作用。冬瓜山矿床青山脚石英二长闪长岩和新桥矿床矶头石英闪长岩角闪石和斜长石岩相学和电子探针(EPMA)主量元素和LA-ICP-MS微量元素分析结果显示,青山脚岩体中的角闪石大部分属于镁角闪石系列;矶头岩体中的角闪石大部分属于镁角闪石和浅闪石系列。青山脚岩体和矶头岩体的角闪石结晶压力、结晶温度、结晶深度、氧逸度和含水量分别为41~306 MPa和23~225 MPa,691~916℃和634~918℃,1.6~11.6 km和0.9~8.5 km,ΔNNO=0~2.3和ΔNNO=-0.4~2.4,3.7%~5.5%和3.1%~5.4%,青山脚和矶头岩体内角闪石以地壳型为主,少部分为壳幔混合型。两个岩体中斜长石多为中长石,根据斜长石结构和成分剖面特征,推测青山脚和矶头岩体晶体群分别来自5个和4个不同的岩浆子系统,都经历了镁铁质岩浆的注入和混合作用。我们认为镁铁质岩浆中氧逸度和元素含量的差异控制了冬瓜山和新桥的差异性矿化。

风化壳中不同种类黏土矿物对离子态稀土元素富集的贡献——以帽峰山风化剖面为例

在离子吸附型稀土矿床中,黏土矿物被认为是可交换离子态稀土元素的主要载体。高岭石和埃洛石是风化壳中富集稀土元素的主要黏土矿物,高岭石和埃洛石属同族矿物,结构相似,互为多型,由于常规方法无法准确区分高岭石和埃洛石的矿物组成和含量,从而无法准确区分各黏土矿物对稀土元素富集的贡献。本文以帽峰山风化剖面为研究对象,采用甲酰胺法处理风化壳样品,对风化壳中的高岭石和埃洛石进行半定量分析。并且,通过模拟吸附实验,查明了各类黏土矿物对稀土离子的吸附特征和吸附量,并结合等温吸附模型,揭示了黏土矿物对稀土离子的吸附机理。进一步通过理论计算,量化了各类黏土矿物对风化剖面不同深度稀土元素富集的贡献。结果表明,全风化层稀土元素富集的主要贡献矿物是高岭石,全风化层下部和表土层稀土元素富集的主要贡献矿物是埃洛石,半风化层稀土元素富集的贡献矿物同时包括高岭石、埃洛石和伊利石。本文半定量分析了风化壳中高岭石和埃洛石的矿物组成,量化了各类黏土矿物对风化壳各层稀土元素富集的贡献作用,厘清了各类黏土矿物对稀土离子的吸附机理,为进一步认识风化壳中稀土元素富集机制奠定理论基础。

光照作用对水铁矿去除Cr(Ⅵ)的影响

Cr在环境中释放易导致重金属污染,其所造成的环境危害与Cr存在形态紧密相关。Cr(Ⅵ)多以Cr_(O)_(4)^(2–)或Cr_(2)O_(7)^(2−)形式存在,在水体中具有较高溶解度和迁移性,且具有较大的毒性。水铁矿具有大比表面积和高反应活性,是环境中Cr(Ⅵ)的重要吸附剂;同时,水铁矿也是一种天然半导体矿物,在光照诱导作用下可产生光电子并转移电子。然而,水铁矿表面的光化学反应对Cr(Ⅵ)地球化学行为的影响尚不清楚。因此,本研究探讨了光照对水铁矿去除Cr(Ⅵ)的影响。结果表明:在黑暗条件下,水铁矿通过吸附作用去除了57%的Cr(Ⅵ);在光照有氧条件下,水铁矿对Cr(Ⅵ)的去除率上升到67%;在厌氧条件下,光照效应的增强作用更加明显,水溶液中Cr(Ⅵ)几乎完全被去除。结合傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)分析发现,水铁矿能够快速吸附Cr(Ⅵ),其中有62%的Cr在水铁矿表面被还原,占总去除率的41.5%。因此,光照能够通过还原作用增强水铁矿对Cr(Ⅵ)的去除,从而降低Cr(Ⅵ)的迁移性和环境毒性。本研究为深入认识地表环境中铁(氢)氧化物对氧化还原敏感元素地球化学行为的制约机理提供了新信息。

天然石英矿物微量元素赋存特征研究进展及对高纯石英找矿的指示

目前,中国4N8以上高纯石英高度依赖进口,高纯石英是保障中国芯片安全、光纤安全、光伏安全、高端器件安全的战略矿产。笔者通过国内外对石英的微量(杂质)元素分布特征研究相关的文献进行了梳理和总结,并结合近年来找矿勘查实践认识。研究发现,控制4N以上中高端高纯石英杂质元素的种类主要是类质同象,包括有B、Li、Al、Ge、Ti、Fe、Mn、K和P等元素。中国高纯石英找矿方向包括变质重结晶石英、钨锡矿床云英岩和石英脉、花岗伟晶岩石英、高分异演化花岗岩石英等,其中4N以上中高端高纯石英可能为非成矿花岗伟晶岩。高纯石英矿床形成的地质背景、物质组成、物质来源、控制因素等与成矿有关的理论,即建立高纯石英成矿模型,可能是中国高纯石英矿床的找矿勘查突破的基础。这些研究除了能够很好地指导高纯石英找矿,同时也是示踪钨、锡、铌、钽和锂等金属矿床岩浆-热液演化过程的关键。中国高纯石英地质勘查处于起步阶段,笔者总结近年攻关中国高纯石英找矿勘查理论和技术研究,以供同行参考。

黄铁矿氧化产活性氧及其地球化学效应

黄铁矿是地壳中分布最广泛的硫化物矿物,其氧化过程产生多种活性氧物种,对环境物质转化和污染物衰减具有重要作用。本文系统总结了黄铁矿氧化产活性氧的反应机制、影响因素以及地球化学效应。在酸性、缺氧条件下,表面硫缺陷位Fe^(3+)氧化吸附态H_(2)O是产·OH的主要机制;而在有氧条件下,黄铁矿表面Fe(Ⅱ)与O_(2)反应生成吸附态H_(2)O_(2),后者通过非均相/均相Fenton反应产生·OH。在光照条件下,作为半导体矿物的黄铁矿产生光生空穴和电子,促进活性氧物种的产生。黄铁矿氧化产活性氧活性具有晶面选择性,受其结构中的类质同象置换、环境中的共存物质所影响。黄铁矿氧化产活性氧很可能是早期地球氧化驱动力来源之一,对全球陆-海硫通量增加以及条带状铁矿的形成具有重要影响,还对环境中的重金属和有机污染物的迁移和归趋具有重要的控制作用。未来相关研究需重点关注以下方面:均相/非均相反应以及各活性氧物种在氧化反应中的贡献;置换离子种类及微观局域环境对黄铁矿氧化活性氧反应性的影响;反应过程中黄铁矿表面微结构的变化。

浙江缙云骨洞坑萤石稀土地球化学与阴极发光特征

骨洞坑大型萤石矿床位于华夏古板块北东端,产出于下白垩统馆头组与燕山晚期花岗岩的接触带中。本文在地质调查基础上,对浙江缙云骨洞坑萤石矿床中的萤石进行阴极发光(CL)及原位稀土元素(REE)地球化学研究,以探讨缙云骨洞坑萤石矿床REE演化过程以及成矿物质来源。结果表明,骨洞坑萤石REE配分模式包括3种类型:“V”字型、重稀土元素(HREE)富集型和轻稀土元素(LREE)富集型。扫描电镜阴极发光(SEM-CL)图像显示,骨洞坑萤石发育不同类型的条带,早期萤石被晚期萤石交代,表明骨洞坑萤石经历了复杂的演化。萤石光学显微镜阴极发光(OM-CL)图像主要呈蓝色与绿色,可能与Sm^(3+)和Dy^(3+)的激活作用有关。单颗粒萤石原位分析结果显示,从核心到边缘,骨洞坑萤石的REE地球化学特征存在3种情况:①完全相同的REE配分模式和∑REE;②REE配分模式相同,但∑REE递减;③REE配分模式和∑REE都不相同。通过对比萤石样品与围岩REE配分模式,推断萤石REE具有多种来源,其与矿区内各类围岩密切相关,成矿流体受REE稳定性及络合作用影响,表现出与围岩不同的HREE富集特征。

大连石河地区洪积物磁化率特征及其环境意义

对大连金州石河地区更新世以来堆积的洪积物磁化率进行分析,旨在探讨辽南地区洪积物的沉积特性及其与古气候之间的关系。通过野外调查和系统采样、室内实验分析,得出石河洪积物剖面沉积物质量磁化率变化范围介于56.63×10-8m3/kg~184.14×10-8m3/kg之间,平均值134.74×10-8m3/kg;频率磁化率变化范围介于1.59%~13.30%,平均值为9.69%,质量磁化率和频率磁化率的数值在较大范围内波动,与洪积物沉积过程具有较好的相关性。根据质量磁化率和频率磁化率的分布特点,并结合沉积与地层特征,得出洪积物的磁化率变化与古环境之间的关系,该地区沉积物沉积过程中,整体处于相对暖湿的气候条件下,且砾石层磁化率值呈降低趋势,表明石河地区洪积物沉积过程中水动力增强。

新疆和田玉子料表皮次生矿物谱学研究

和田玉子料是经过长期的河流冲刷、搬运、沉积而成的和田玉次生矿石,因独特的皮色特征深受消费者喜爱。一段时期以来,和田玉子料价格不断上涨导致市场上出现不少人工制作的和田玉仿子料。对和田玉子料与仿子料的鉴别成为了消费者、从业者乃至鉴定实验室经常面临的难题。选用一组具有代表性的新疆和田玉子料样品开展研究,这些样品来源可靠并根据形态学和皮色分布特征进行了子料属性的确认,在此基础上通过宝石显微镜观察、激光拉曼光谱测试、红外光谱测试、 X射线粉晶衍射光谱测试和紫外-可见光漫反射光谱测试对和田玉子料表皮的次生矿物进行了研究。宝石显微镜观察结果表明,和田玉子料表皮除了可见红-黄色皮及棕褐色树枝状矿物集合体外,可见裂隙内存在平行排列的片状矿物集合体,表皮凹坑内存在纤维状矿物、具极完全解理面矿物和不均匀薄膜状分布矿物等次生矿物。拉曼光谱测试表明,和田玉子料表皮基础矿物与其内部主要矿物一样仍为透闪石。和田玉子料表皮拉曼光谱的荧光强度和被测试区域的风化程度有关,强烈风化作用产物的荧光不仅使次生矿物的拉曼谱峰被掩盖,甚至使表皮原生矿物透闪石的次要谱峰也被弱化。红外光谱和X射线粉晶衍射测试显示,和田玉子料样品裂隙内、凹坑内等表皮部位存在的片状集合体、纤维状、具极完全解理以及呈薄膜状分布的次生矿物均为斜绿泥石。红、黄色皮紫外-可见光漫反射光谱的一阶导数谱图具430 nm附近和520~541 nm附近的谱峰,部分样品有575 nm附近的谱峰,指示着致色矿物为针铁矿和赤铁矿。子料的表皮次生矿物谱学研究表明,子料在大气、水等地质营力的长期作用下经历了一系列表生地质作用,形成了斜绿泥石、针铁矿等次生矿物,为子料和仿子料的鉴别提供了科学依据。

长江水中悬浮物含量与矿物和化学组成及其地质环境意义

在2003～2007年间,在长江干流及主要支流的水文控制站系统采样,对长江悬浮物的矿物和化学组成的时空变化及其地质与环境意义进行了系统研究。所采样品中悬浮物含量平均值为256.5mg/L,在世界各大河中居于中等水平。悬浮物含量呈现大幅度的时空变化,与水流速度、径流量及泥沙供给情况的变化相对应,受河床坡度、降雨量、风化强度、侵蚀情况及人为活动等多种因素的影响。近年来,长江悬浮物含量逐渐下降,与上游的退耕还林和水库建设密切相关。特别是三峡库区的大量泥沙沉积,使河水的悬浮物含量显著降低,导致其下游河段堤岸冲刷加剧和洞庭湖区沉积减少。这种变化带来的环境效应需要慎重评估和应对。长江水中悬浮物主要由粘土矿物、碎屑硅酸盐矿物和碳酸盐矿物组成;含少量氢氧化铁和有机物。对矿物组成的对比研究表明:与黄河流域相比,长江流域的化学风化作用较强,而物理侵蚀作用较弱。由上游到下游,长江悬浮物中粘土和碎屑硅酸盐矿物含量逐渐增高,而碎屑碳酸盐矿物含量逐步降低,与气候条件和化学风化强度的变化相对应。与上地壳岩石相比,长江悬浮物中的SiO2、CaO、K2O、Na2O含量较低,而TFe2O3含量较高,反映硅酸盐矿物化学风化过程中部分硅、钾、钠、钙的流失和铁的富集。与全球河流悬浮物和黄河悬浮物相比,长江悬浮物的SiO2、Na2O含量较低,同样反映长江流域的化学风化作用较强。与长江水系沉积物相比,长江悬浮物的SiO2、Na2O含量较低,而Al2O3、K2O、MgO、TFe2O3较高,与悬浮物富含粒度较小的粘土与铁质成分有关。从上游往下游,长江悬浮物中CaO、MgO含量逐渐降低,SiO2含量逐步升高,与粘土矿物含量增高和碳酸盐含量降低的趋势相对应。长江悬浮物中Co、Ni、Cu、Zn、Pb、Cd含量均高于上地壳岩石的平均含量,可能反映粘土矿物对它们的优先吸附。攀枝花、宜宾、九江、大通、南京等站悬浮物中铜、铅、锌的高含量,可能与当地的采矿活动有关。悬浮物中Cu、Pb、Zn、Cd含量显著高于水系沉积物的平均含量,可能是近年来流域采矿活动加剧的反映。与全球页岩的平均值相比,长江悬浮物的稀土总量稍稍偏高,并略富轻稀土元素,可能受川西地区广泛分布的富含轻稀土的矿床的影响。

湘南铜山岭铜铅锌矿床闪锌矿矿物化学特征及其成矿指示意义

为探讨湘南铜山岭铜铅锌矿床的形成过程,本文对不同类型矿石中的闪锌矿开展了电子探针成分分析。结果表明,Fe主要通过直接置换Zn的方式进入闪锌矿,Cd可能通过与Fe耦合置换Zn的方式(Cd^(2+)+Fe^(2+)←→2Zn^(2+))进入闪锌矿,含铜矿石的闪锌矿中可能含有亚显微级黄铜矿包裹体。闪锌矿的Fe、Cd含量和Fe/Zn、Zn/Cd值的变化指示近端内矽卡岩、近端外矽卡岩和远端矽卡岩矿体依次形成,铜硫化物-石英脉、铜铅锌硫化物-石英脉和铅锌硫化物-石英脉矿体依次形成,碳酸盐交代型矿体形成较晚。结合矿床地质和闪锌矿矿物学特征,本文认为铜山岭铜铅锌矿床可能存在两期流体出溶,早期出溶温度较高的含Cu、Pb、Zn流体,引起近端内矽卡岩、近端外矽卡岩、远端矽卡岩、铜硫化物-石英脉和铜铅锌硫化物-石英脉矿化;晚期出溶温度较低的含Pb、Zn流体,导致铅锌硫化物-石英脉型和碳酸盐交代型矿化。

桂林龙胜红色系“贵妃料”鸡血玉的矿物学特征及其颜色成因

桂林“龙胜鸡血玉”为一种新兴的石英质玉石,商业上称玉化程度好的品种为“贵妃料”鸡血玉。本文以不同红色系(呈现不同色调的粉色、粉紫、红色)“贵妃料”鸡血玉为研究对象,采用常规宝石学仪器、偏光显微镜、电子探针、X射线荧光光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪及紫外-可见光谱现代测试技术,对其矿物学特征及其颜色成因进行研究。结果表明“贵妃料”鸡血玉主要由粒度大约为60μm石英颗粒组成,占总含量约86%以上。放大观察下粉色和红色“贵妃料”含有可致色的赤铁矿、针铁矿以及无定形水合氧化铁。粉色“贵妃料”中赤铁矿仅以粉尘状形式存在,其含量小于0.5%;红色“贵妃料”样品中赤铁矿以粉尘状、鳞片状、浸染状形式存在,含量约为0.5%~1%,随含量的增加鸡血玉的颜色越红。此外,紫外-可见光吸收光谱的分析结果进一步表明,粉色“贵妃料”还受到Mn离子的影响,碳酸盐为Mn离子主要赋存矿物;粉紫色鸡血玉中几乎不含致色矿物,推测与杂质元素Fe^(3+)引起的空穴色心[FeO_(4)]^(4-)有关。

山西繁峙义兴寨金矿黄铁矿热电系数与导型特征及其地质意义

山西省繁峙县义兴寨金矿为一大型石英脉型矿床。为了获得含金石英脉空间分带性和相对埋深的信息,利用BHTE-6型热电仪,对35件矿石样品4 158粒黄铁矿进行了热电系数分析。结果表明,该矿床黄铁矿的热电导型以N型为主,N型黄铁矿出现率为75.1%,热电系数均值αN为-155.3μV/℃。时间上从早到晚,从黄铁绢英岩化阶段到石英碳酸盐阶段,黄铁矿热电导型组合从N%(P%渐变为N%(P%;空间上从上到下,从1 190 m中段到830 m中段,N型黄铁矿热电系数均值的绝对值|αN|和N%增大,P型热电系数均值αP和P%减小,具正向分带的变化规律。通过上述参数获得矿床的形成温度为143.3~323.3℃,为一中低温热液矿床。热电系数在0^-200μV/℃之间的黄铁矿是富金矿段的标志。按照经验公式计算结果,现开采中段属矿体的中下部位置,但相对埋深部位稳定。综合分析认为,该矿床830 m以下仍有良好的找矿潜力。

云南省富乐铅锌矿床闪锌矿中微量元素地球化学特征——兼论深色闪锌矿富集Cd的原因

富乐铅锌矿床位于川滇黔铅锌多金属成矿域东南部,其闪锌矿中Cd含量居全国前列。单矿物常量分析表明闪锌矿内w(Fe)低,平均0.23%。微量分析和电子探针微区分析显示,微量元素w(B)主要为Cd 16 183×10-6,Cu 1 514×10-6;Ni 414×10-6;As215×10-6;Se 163×10-6;Ge 135×10-6;Ga 86×10-6;Sb 35×10-6;Ag 16×10-6,其次为Cr,Co,Mn,Ba,Ti,Sr,Mo等,其含量一般1×10-6～10×10-6。Cd与Cu,Ag,Sb,As,Ni等呈正相关。闪锌矿的颜色由这些微量元素共同引起,Ni使闪锌矿呈紫色,Cu使闪锌矿呈红色,Ga使闪锌矿呈黄色。Cd不影响闪锌矿颜色,Cd之所以在深色闪锌矿中相对富集,是因为Cd与引起闪锌矿颜色改变的这些微量元素含量正相关,它们同步进入闪锌矿的晶格。Fe因为含量过低,对闪锌矿颜色影响不明显。

关键带中天然半导体矿物光电子的产生与作用

在地球上最不均匀和最复杂的区域——关键带这一极为复杂的开放系统中,矿物与微生物无时无刻不在发生着人们尚未充分认识到的自然作用。文中总结了作者十余年来在矿物与微生物交互作用研究领域,侧重在半导体矿物与微生物协同作用研究方向上所取得的研究成果,重点简述了自然界中半导体矿物特征、半导体矿物光电子特性、矿物光电子促进生命起源与演化、微生物利用矿物光电子——光电能微生物的发现以及土壤矿物光电子与微生物协同固碳作用等研究工作。矿物与微生物之间电子转移和能量流动是关键带中最为重要的动力机制之一,探讨关键带中大量存在的天然半导体矿物如何转化太阳能为化学能或者生物质能的微观作用,可为揭示关键带中多个圈层之间交互作用如何影响地球物质演化、生物进化与环境演变的宏观过程提供理论依据,充满着科学发现与理论突破的机遇。