贵州省安顺地区煤矿矿山生态环境修复示范研究——以普茂煤矿为例

研究区煤矿废弃矿山环境恢复治理工作重视矿山地形地貌恢复治理,而对生态环境修复理念重视程度不够。从生态修复的角度出发,通过对研究区典型矿山治理现状、治理优缺点、植物对矿山生态修复的功能等方面进行分析研究,探寻建立研究区煤矿矿山生态修复的示范体系,为研究区的煤矿矿山生态修复提供理论依据。提出研究区矿山生态修复示范体系应包括下列内容:通过现场调查,详细了解矿区内的地质灾害情况,采用人工配合机械的手段对矿区内地质灾害隐患点进行治理;根据现状调查及土地利用现状图,对地形地貌景观破坏区域进行恢复治理,同时应对破坏区域的环境污染现状进行调查,若存在环境污染的破坏区域,应对环境污染物质进行治理;矿山开采过程中,对含水层造成破坏的矿山,应对矿山含水层进行治理,恢复含水层未被破坏前的状态,其中包括重金属污染物质破坏方面的恢复;矿山土地被占用的工业场地、尾矿渣堆场、矿山废水池等区域,在恢复占用土地现状的同时,应对尾矿渣、工业废水等进行污染物质调查,存在污染物质时应对污染物质进行治理;对于存在污染物质的矿山,应高度重视污染物质的处理,建议采用植物种植的生态修复方式进行生态修复,种植的植物优选蕨类植物(蜈蚣草、芒萁)、商陆、凤眼莲、芦苇、地枇杷、辣蓼等。

锂辉石在花岗质熔体中溶解度及其成矿意义

本次研究利用快速淬火高温高压实验装置,在100MPa和650~850℃条件下,开展了锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度及其影响因素的高温高压实验。实验结果表明温度是影响锂辉石在简单花岗质熔体中溶解度最为重要的因素,其次为铝饱和指数(ASI),而熔体的Na/K比值对锂辉石的溶解度几乎没有影响。结合已有的数据,建立了锂辉石溶解度与温度、铝饱和指数的关系:logLi_(2)O(%)=-0.61×(1000/T)+0.53×ASI+0.10,R^(2)=0.60其中T为绝对温度。该关系式可以用来量化锂辉石的结晶温度或评价花岗伟晶岩的成矿潜力。本次研究结果表明,伟晶岩矿床中锂的成矿潜力受限于初始岩浆中锂的含量和伟晶岩的结晶温度。

川西马尔康地区李家沟锂辉石伟晶岩同构造侵位记录:来自白云母和锂辉石显微构造的证据

中国西部松潘-甘孜造山带广泛分布晚三叠世-早侏罗世花岗伟晶岩型锂矿床。理清该时期锂辉石伟晶岩脉形成的构造地质背景及其侵位过程对于未来勘探找矿具有重要意义。本文以川西李家沟晚三叠世-早侏罗世锂辉石伟晶岩为例,在详细的野外观测和显微构造分析基础上,聚焦伟晶岩脉中白云母和锂辉石两种矿物的显微结构和构造特征。研究发现白云母主要有两种类型,一种是分布于锂辉石破裂处,具有自形、板条状特征;另一种白云母主要分布于相邻锂辉石晶体的边缘,并发生明显的弯折、沿解理面的滑动、晶内破裂、重结晶造成的晶内及边缘新晶粒生成,以及云母鱼等现象,为典型的韧-脆性变形特征。锂辉石呈巨晶状,表现出脆、韧性两种变形特征。脆性变形主要是晶内破裂,破裂处被晚期结晶的白云母、石英等充填;韧性变形特征包括晶体弯曲、双晶纹错动、双晶纹一端变细或尖灭等。这些显微结构、构造证据表明锂辉石伟晶岩脉完全结晶固结之前发生脆、韧性变形,是吸收了区域构造应力的结果。区域调查发现围岩地层中顺层侵位的同构造无矿伟晶岩脉与部分切层含矿伟晶岩脉为连通关系,指示二者为同源岩浆、同期侵位。此外,李家沟矿区井下工作发现大部分锂辉石伟晶岩脉都是侵位在三叠系变沉积地层褶皱的核部,靠近伟晶岩脉的围岩变形面理平行或小角度斜交二者接触面。以上证据表明李家沟锂辉石伟晶岩脉形成于造山挤压背景下,即锂辉石伟晶岩为同构造岩浆侵位的产物。

川西可尔因矿田李家沟矿床锂辉石工艺矿物学研究

李家沟伟晶岩型锂辉石矿床是中国四川松潘-甘孜褶皱带中部可尔因矿田中的典型矿床之一。经过最新的勘探评估工作,李家沟矿床已被确定为超大型锂辉石矿床,备受国内外学者关注,且李家沟矿床矿石工艺特征随高程而变化,急需正确评价李家沟矿床矿石的工业价值。本文在详细的镜下以及手标本观察的基础上,通过X射线粉晶衍射(XRD)、电子探针(EPMA)、激光剥蚀等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)、化学全元素分析、化学物相分析、矿物参数自动分析系统(MLA)等方法和技术,查清矿石组成,确定有益、有害元素种类与赋存状态,查明矿石工艺性质,为该区稀有金属资源的综合利用提供理论和技术支持。锂矿石平均品位0.94%,约84.7%的Li来自锂辉石,矿石中Rb_(2)O平均品位0.13%,达到了综合回收伴生元素工业品位要求。锂辉石粒度范围较宽,属于极不均匀矿石,需多段磨矿。根据矿石解离度特征,在进入最终浮选工艺前,建议将物料磨至-0.075 mm。

缅甸紫色翡翠的致色机理——光谱和色度学研究

采用电子探针分析、能量色散X射线荧光光谱、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见光谱和色度学方法等多种手段,对55个缅甸紫色翡翠样品进行了全面分析。结果表明,缅甸紫色翡翠的主要化学成分为SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Na_(2)O,含量与标准硬玉接近。色度学测试分析显示,缅甸紫色翡翠的彩度C^(*)主要受色度值a^(*)控制,而色调角h°主要由色度值b^(*)控制。缅甸紫色翡翠可分为两种类型:Ⅰ型紫色翡翠主要由Mn^(3+)致色,并在紫外-可见-近红外光谱570 nm显示主要吸收带;Ⅱ型紫色翡翠由于Fe^(2+)-Ti^(4+)之间的电荷转移致色,在光谱540 nm和610 nm显示吸收。两种翡翠中均存在Fe^(3+)的吸收峰,样品中的全铁含量决定其色调角及明度。

卡尔斯伯格脊天休洋脊段的深部岩浆过程:来自洋中脊玄武岩中单斜辉石结晶条件的约束

洋中脊玄武岩(MORB)是了解洋中脊的热状态、岩浆供给及演化过程的绝佳研究对象。本文对中国大洋49航次第五航段(DY49V)在西北印度洋卡尔斯伯格脊天休热液区周边获得的拖网(49V-DR02)玄武岩样品进行了详细的岩石学和矿物学研究,并利用单斜辉石-熔体温压计对玄武岩中单斜辉石的结晶温度和压力进行了估算,用以探讨天休热液区所在洋脊段的深部岩浆过程。结果表明,所研究的玄武岩样品属于拉斑质N-MORB,其中单斜辉石呈鳞片状、树枝状或骸晶状微晶,主要为普通辉石和透辉石。单斜辉石-熔体温压计计算结果显示天休洋脊段单斜辉石结晶温度为1153~1225℃,结晶压力在0.08~0.64GPa范围内,相当于2.6~21.1km的深度,但主要集中在10~16km深度。这说明单斜辉石的结晶温度相对集中,但结晶深度范围变化很大,从浅层上洋壳区域到大洋岩石圈地幔区域均有单斜辉石结晶作用发生,但主要集中在大洋岩石圈地幔区域,暗示天休洋脊段下方洋壳内可能不发育熔体透镜体或岩浆房。天休洋脊段单斜辉石如此深的结晶深度指示天休洋脊段岩石圈地幔厚度厚,地幔部分熔融产生岩浆的终止深度深。在该洋脊段10~16km深处富含高温熔体,为天休热液系统的热液循环提供深部热源。

扬子北缘大洪山地区新元古代辉长辉绿岩中单斜辉石成因及其构造意义

为进一步解析扬子地块北缘新元古代造山作用过程,本文对扬子地块北缘大洪山造山带~820Ma辉长辉绿岩中的单斜辉石进行了岩相学和原位主微量元素分析,共识别出三类单斜辉石:Ⅰ类单斜辉石核部和边部结晶温度分别为1159~1192℃、1162~1187℃,结晶压力分别为0.16~0.44GPa、0.31~0.52GPa;Ⅱ类单斜辉石结晶温度为1145~1179℃,结晶压力为0.27~0.53GPa;Ⅲ类单斜辉石结晶温度为1118~1150℃,结晶压力为0.09~0.35GPa。三类单斜辉石反演获得的母岩浆含水量分别为1.6%~2.4%、1.7%~2.2%、0.9%~2.1%。三类单斜辉石结晶于岩浆演化的不同阶段:早期基性岩浆形成了高Mg#值的Ⅰ类单斜辉石核部;随着岩浆结晶演化,形成低Mg#值的Ⅰ类单斜辉石边部和Ⅱ类单斜辉石;岩浆演化晚期伴随地壳混染,形成Ⅲ类单斜辉石。综合研究表明扬子地块北缘大洪山辉长辉绿岩形成于弧后盆地背景。

东疆二叠纪镁铁-超镁铁岩体中辉石的成分特征及其对成岩和Ni-Cu成矿的指示

新疆东部早二叠世镁铁-超镁铁岩体主要分布在天山东段觉罗塔格构造带、中天山地块和北山地区,与这类岩体相关的Ni-Cu矿床主要产出在觉罗塔格带和中天山地区,北山目前并未发现典型Ni-Cu矿床。这些岩体中的斜方辉石主要为古铜辉石,少量为紫苏辉石;单斜辉石属透辉石、次透辉石或普通辉石。矿物成分系统变化显示橄榄石Fo值北山最高、觉罗塔格带到中天山逐次降低的特点,橄榄石Fo值在78~86和Ni含量低于1800×10-6范围内更有利于Cu-Ni成矿;斜方辉石En端元和单斜辉石Wo端元极差值也显示北山最高、觉罗塔格带和中天山较低的规律,且相对小的极差值更有利于成矿。单斜辉石AlⅣ/AlⅥ比值结果显示北山岩体在矿物结晶过程中压力较低,硫溶解度较大,可能是其矿化程度弱于觉罗塔格带和中天山的一个重要因素。觉罗塔格带、中天山和北山镁铁-超镁铁质岩体的母岩浆为非碱性系列、大陆拉斑玄武质岩浆。根据北山和觉罗塔格带岩体单斜辉石微量元素成分估算的母岩浆具有LREE富集以及Nb、Ta、Zr、Hf负异常的特征,指示出两者源区为受俯冲板片交代的地幔,且坡北源区俯冲交代程度更低。觉罗塔格带和中天山单斜辉石Alz vs.Ti显示裂谷堆晶趋势向弧堆晶趋势演化,而北山单斜辉石Alz vs.Ti则显示明显的裂谷堆晶趋势,这说明俯冲交代作用在觉罗塔格带和中天山地区表现的更为强烈。北山镁铁-超镁铁岩体中发现单斜辉石Ti的高异常及矿物温压计算结果显示,表明北山地区具有比觉罗塔格带和中天山更高的岩浆温度,这可能与塔里木二叠纪地幔柱的活动有关。

角闪石族和辉石族矿物的系统矿物学分类命名

角闪石族和辉石族矿物是链状硅酸盐矿物的重要组成部分,它们中的许多矿物种属于造岩矿物和/或工业矿物,具有重要的成因矿物研究意义和工业应用开发价值。国内学者对它们的分类命名和基本系统认识主要源自于王璞等(1984)编著的《系统矿物学》。随着科学技术发展和矿物学研究的不断深入,原有的矿物基础资料和分类命名都在不断更新与完善,迄今已有专业学术机构和学者在不同年代陆续发表了不同版本对该两类矿物的修订或修改意见,但一直没有统一整合,导致在涉及该两类矿物的应用研究中,在分类命名上与国际标准不统一。根据本课题组在国家公益性行业科研专项项目(新编《系统矿物学》)所承担的研究任务和当前国内外研究进展,本文系统归纳、梳理并综述了角闪石族和辉石族矿物的分类方案和命名原则,使分类命名统一标准、原则和认识并与国际接轨,这有利于该两类矿物的理论研究与开发应用,更好地支撑地质学及相关学科的研究与发展。

青藏米巴勒地区中新世钠质方沸石(霞石)响岩中单斜辉石环带研究:对岩浆-构造演化的启示

在拉萨地块中部米巴勒地区产出的中新世钠质方沸石（霞石）响岩中的单斜辉石发育大量环带结构,环带结构包括正环带、反环带和韵律环带。其中正环带结构从核部到边部Mg#、MgO、Cr2O3呈逐渐降低趋势,而FeO、Na2O、Al2O3、TiO2呈逐渐升高的趋势,它反映了岩浆正常结晶的历史。反环带结构中Mg#、MgO、Cr2O3从核部到边部呈升高的趋势,FeO、Na2O、Al2O3的含量总体上呈降低趋势,本文认为响岩中单斜辉石的这种环带结构是受到了和它共存的钾质-超钾质火山岩岩浆混合或混染所致,两种岩石应是各自独立的母岩浆的结晶产物。具韵律环带结构的单斜辉石从核部到边部出现成分规律性波动,Na2O、Al2O3、TiO2、Cr2O3含量的变化在正反环带的范围内,Mg#值的变化范围较小,在正环带斑晶和基质的范围内,它是岩浆多次混合作用的结果。该地区钠质过碱性岩的出现可能指示青藏高原在这套火山岩喷发时（13-12Ma）,构造体制发生了显著的改变,进入到一个典型的陆内伸展阶段。

河南卢氏官坡伟晶岩中锂辉石的矿物学特征研究

对河南卢氏官坡伟晶岩中的锂辉石进行了系统的矿物学特征研究。通过手标本和薄片观察得出含锂辉石伟晶岩的主要矿物组成为锂辉石、石英、长石和白云母。其中锂辉石矿物结晶程度好,颗粒粗大,易于分离。运用X射线粉晶衍射分析、红外光谱分析、X射线荧光光谱分析以及微量元素分析可知,锂辉石中氧化锂的含量为6.56%～6.82%,具有重要的开发价值。锂辉石的稀土元素配分中存在一定程度铕负异常,说明锂辉石是在结晶分异过程中斜长石结晶析出后而逐渐结晶析出的。

南海新生代玄武岩中单斜辉石矿物化学及成因意义

从南海南大陆坡底至北大陆坡底采集的玄武岩样品,基本可以代表南海新生代岩浆活动的代表性样品。本文中对这些玄武岩中单斜辉石的矿物化学成分进行了研究,研究的单斜辉石以顽透辉石为主(占3/4),还有少量普通辉石及次透辉石等,也出现少量较为罕见的富钙辉石,位于深绿辉石区域内。基质微晶辉石比辉石斑晶更富钙、钛、铁,可能反映了岩浆演化向着富钙、钛、铁方向发展,且碱度逐渐降低。与碱性系列的演化趋势基本一致。由单斜辉石-熔体平衡温压计计算的岩浆房深度分别为:碱玄岩岩浆房约49km左右,粗面玄武岩岩浆房约25km;玄武岩岩浆房约15km。由碱玄岩→粗面玄武岩→玄武岩,平衡温度(K)依次降低:从1535～1498→1429→1369。南海新生代玄武岩为板内碱性玄武岩。碱性玄武岩系列可能是地幔柱在上升过程中在不同深度处发生部分熔融并伴随有分离结晶作用等物理化学过程的连续演变的产物。

滇西剑川苦橄玢岩中单斜辉石的矿物学特征及其地质意义

利用电子探针对滇西剑川的二龙和满元两个地区苦橄玢岩和苦橄质堆晶岩中的单斜辉石进行了详细的矿物学研究,结果表明绝大多数单斜辉石属于普通辉石,具有贫硅、贫碱、高钙和低氧逸度的特征。在单斜辉石形成过程中,阳离子间普遍发生类质同像替代。单斜辉石温压计算结果显示,二龙和满元苦橄玢岩的形成温度（1 324~1 428℃）和压力（1.5~2.9 GPa）明显低于满元苦橄质堆晶岩的温度（1 439~1 462℃）和压力（3.0~3.2 GPa）,二龙和满元苦橄玢岩的形成深度也比满元苦橄质堆晶岩的深度（99~106 km）浅,整体看来,剑川苦橄玢岩形成的温度和压力较高,来源较深,可能是软流圈沿断裂带上涌导致上地幔部分熔融的结果,也可能是地幔柱活动所导致。

云南香格里拉洛吉乡基性-超基性岩中单斜辉石矿物成分特征及其地质意义

云南香格里拉洛吉乡出露一套基性-超基性岩块,前人对其属性的认识有分歧。岩相学研究发现该岩块具有正堆积结晶和补堆积结晶的特点,岩石化学特征具有贫碱、高钙和低氧逸度的特征,其母岩浆为亚碱性系列,并且显示出堆晶层状岩系演化特征。对其中的单斜辉石进行了矿物成分及化学成分研究,结果表明辉石种属为透辉石,晶体中类质同像替代现象普遍,阳离子取代特征显示出形成于高温低压的条件。温压计算结果表明透辉石形成平均温度为1 084℃,平均压力为0.15 GPa,结合岩石的成分和演化特征,认为该岩石形成于洋中脊,属洋壳组成的基性-超基性堆晶岩系,为甘孜-理塘延伸带的残余产物。

河北武安洪山正长岩杂岩体中单斜辉石矿物成分特征与岩浆演化过程

洪山正长岩杂岩体发育较多的具有核-边(核-幔-边)结构的单斜辉石,通过研究单斜辉石成分的变化,可以获得岩石成因及演化信息。本文在详细野外地质调查的基础上,采用锆石U-Pb年代学、矿物学研究,获得洪山正长岩杂岩体内黑云辉石正长岩锆石U-Pb年龄为(126.9±1.2)Ma,是华北克拉通岩石圈减薄峰期的产物;洪山正长岩杂岩体内辉石正长岩与黑云辉石正长岩中单斜辉石Mg#值分别在39.4~72.5、55.4~81.7,具有较高FeO、Na2O、CaO含量,较低Al2O3、MgO、TiO2含量的特征;单斜辉石总体具有透辉石→霓石的演化趋势,并与熔体达到平衡状态,单斜辉石在初始演化时具有Fe2+对Mg2+的取代关系,随着演化的进行,岩浆更加富钠、富铁,反映了岩浆体系具有高温、中等氧逸度和富碱的特点。结合单斜辉石核-边(核-幔-边)具有截然的接触关系和不连续的化学组成,表明洪山正长岩杂岩体在形成后还经历了富钠、富铁流体的改造,致使单斜辉石形成了具有富钠、富铁的边部,流体可能是由西向东(或者由洪山正长岩杂岩体中部向外部)对杂岩体进行改造的。

西天山异剥钙榴岩的地球化学研究

西天山长阿吾子的蛇绿混杂岩带的超基性岩及其伴生岩石异剥钙榴岩位于伊犁中天山板块和塔里木板块碰撞造山带。微量元素特征表明退变榴辉岩原岩成因与俯冲带环境有关。异剥钙榴岩中稀土元素和微量元素全面、大幅度降低,反映出来自于蛇纹岩化,作用于异剥钙榴岩化流体的强大的淋滤作用。因而异剥钙榴岩的稀土和微量元素特征都不能反映原始岩浆的特点,无法据此推断原始岩浆产生的大地构造环境。对退变榴辉岩的主元素和微量元素稀土元素的研究表明,长阿吾子异剥钙榴岩的原岩钙碱性玄武岩可能形成于俯冲上板片(SSZ)的岛弧环境。

岚皋绿色辉石捕虏体矿物学及其地质意义

产于扬子板块北缘岚皋县境内的早古生代镁铁－超镁铁质煌斑杂岩中的绿色辉石捕虏晶及捕虏体，按其岩相学及化学成分可分成三种类型，它们是同一种岩浆在不同深度结晶分异的结果。绿色辉石岩系列是早古生代大陆边缘裂谷中超碱质基性岩浆活动的产物。同寄主煌斑杂岩的初始岩浆（煌斑岩浆）一样，是于裂谷作用不同阶段由交代富集的亏损地幔部分熔融所形成。

安徽女山单斜辉石巨晶的地球化学

本文研究了安徽女山14个单斜辉石巨晶。它们属于铝普通辉石、透辉石和铁钠造辉石。主要元素、稀土和微量元素及同位素特征表明：它们是同一碱性玄武岩浆在幔源条件下不同程度结晶分异的产物，相对于寄主岩均属捕虏晶，可能自中生代即已开始形成。

新疆北山地区坡北镁铁-超镁铁岩体单斜辉石的矿物学特征及其地质意义

单斜辉石是坡北镁铁-超镁铁杂岩体的主要造岩矿物之一,在各岩相中普遍存在。本文对岩体各岩相中单斜辉石的矿物化学组成进行了电子探针和LA-ICPMS分析,以探明岩体性质、形成的构造背景及演化过程。分析表明,单斜辉石主要氧化物含量为：SiO21.05%-54.00%、MgO 13.95%-17.64%、CaO 19.87%-23.56%、FeO3.44%-6.58%、TiO20.13%-1.36%、Al2O32.17%-4.21%、Na2O 0.17%-0.50%、Cr2O30.01%-1.27%。岩石判别图解表明寄主岩浆为亚碱性拉斑玄武岩,形成于岛弧环境。单斜辉石的结晶温度范围介于1 141-1 221℃。∑REE和（Ce/Yb）N值表明从（异剥）橄榄岩和橄榄单辉辉石岩到橄榄辉长岩和角闪辉长岩,岩浆结晶作用增强。与岩浆正常结晶演化相比,（异剥）橄榄岩和橄榄单辉辉石岩中单斜辉石的SiO2、Na2O含量有所增大,角闪辉长岩和橄榄辉长岩中单斜辉石的CaO含量略有富集,结合前人研究成果和围岩性质,初步认为成岩过程中,可能发生过地壳同化混染作用,其中大理岩为角闪辉长岩和橄榄辉长岩提供了部分Ca元素,而黑云母石英片岩则为（异剥）橄榄岩和橄榄单辉辉石岩贡献了Si、Na等。（异剥）橄榄岩和橄榄单辉辉石岩具较低的FeO含量,此外黑云母石英片岩混入其中,这可能是引起硫化物熔离的重要因素。

河北矾山杂岩体中单斜辉石的研究

河北矾山杂岩体属于二氧化硅不饱和的超钾质碱性-过碱性岩浆系列,由单斜辉石岩、辉石正长岩和碱长正长岩等不同类型岩石组成。各类型岩石主要组成矿物为单斜辉石、黑云母、石榴石和正长石。本文利用电子探针对单斜辉石进行了详细研究,发现所有单斜辉石属于高钙透辉石,随着岩浆的演化,主要表现为Fe^(2+)对Mg^(2+)的替代关系,结晶趋势为透辉石→钙铁辉石,这揭示矾山杂岩体岩浆体系的特点是高温、中等大小的氧逸度、贫硅、富碱(尤其是钾)。辉石中的Al~Ⅳ含量取决于岩浆的硅饱和度,硅越不饱和,Al~Ⅳ含量越高;Al~Ⅵ含量则与体系中的Al含量呈正相关关系。由Al对Si的替代引起的电荷不平衡主要由八面体位置的Fe^(3+)来补偿,其次为少量的Ti^(4+)和更少量的Al^(3+)。体系中的Ti含量与体系的温度呈正相关关系,而Na含量则与辉石中的Ti和Fe^(3+)含量成正相关关系。不同类型岩石中单斜辉石从核部到边部随着Mg~#的降低,Al、Ti含量呈现不同的演化趋势,这是因为它们于岩浆演化的不同阶段开始结晶,经历了不同的岩浆演化史。碱性岩中高钙辉石的出现和成分环带的普遍发育是由岩浆的贫硅富钾特征决定的。单斜辉石的成分不仅受控于结晶时的温度、压力务件,也受控于岩浆的总成分及其变异。