雅鲁藏布江缝合带及藏南地区硅质岩微组构特征及其地质意义

在雅鲁藏布江缝合带及藏南地区产出红、绿、黑、褐等多色调的中生代硅质岩。石英是它们的主要矿物,但不同样品的石英晶体微形貌各有特征,X衍射和红外吸收光谱特征表现出细微差别。夏鲁和彭错林分别作为生物成因和热水成因硅质岩的代表,它们在矿物演化路径、石英晶体微形貌和集合体微结构存在差异,为利用微组构区分不同成因硅质岩提供了参考依据。在夏鲁硅质岩中生物化石残骸内存在方英石和玉髓,为反演生物成因硅质岩的矿物演变序列提供了很好的证据。硅质岩成岩过程中微组构演变和元素迁移具有良好的对应关系。石英在重结晶过程中对杂质元素的剔除作用是促使某些微量元素产生富集的重要机制。从微组构角度切入硅质岩研究是一种新的研究思路,它综合运用微区微束手段对硅质岩的微观组构特征进行测试,进而探讨微观组构信息所指示的地质意义。结果对探讨硅质岩的成因、演化和藏南地区硅质岩容矿型Au-Sb-Cs矿床的成矿机理具有重要的指导作用。

扬子地台东南大陆边缘上震旦统硅质岩的超微组构及其成因

根据显微镜和扫描电镜的观察以及X射线衍射和能谱分析,在层状硅质岩中鉴定出最古老的海绵骨针和放射虫化石,提出古菌藻类微生物活动在硅质沉淀中起着重要的作用。这些微生物活动形成了一系列形状奇特的石英单晶和集合体,生物成因的单晶常呈球状、杆棒伏、板状、胶粒状和晶粒状。最常见的集合体是由密集分布的球形石英构成的菌群,被认为是典型的细菌成因。其它蜂巢状、双联球状、链球状和球状集合体可能是藻类细胞硅化的结果,它们主要为原生成因。该文还讨论了古海底热水沉积的碧玉岩以及交代、成岩重结晶硅质岩的超微组构特征和鉴别标志。

桂西北明山卡林型金矿床热液矿物的显微组构与化学成分特征及其对成矿作用的指示

桂西北明山金矿是滇黔桂地区代表性的卡林型金矿之一,矿体受平行于区域性断裂右江断裂的北西西向次级断层控制,赋存于二叠系灰岩之上的中三叠统钙质细砂岩、碳钙质泥质粉砂质岩中。地质、岩相学特征和阴极发光、背散射电子影像、电子探针等分析研究表明,明山金矿发育了3个成矿阶段的热液矿物组合,不同热液矿物普遍具有多世代的特点。热液矿物中见有波状消光、带状消光、毕姆纹、压溶劈理、位错滑移等韧性剪切带粒内应变特征,坑道中也见有黄铁矿石英脉发生韧性变形、又被后期石英脉切断的现象,说明矿床经历了多次的脆-韧性变形。不同矿化期(阶段)的黄铁矿中Au和As的含量表明:沉积期黄铁矿Au、As的含量较低;成岩期黄铁矿中Au的含量高但As含量不高;而成矿期3个阶段的热液黄铁矿中都含较高的As和Au;热液黄铁矿核部包裹的交代残余黄铁矿Au、As含量较高,但变化范围较大,可能是变质成因。紧邻矿体的围岩中成岩黄铁矿从中心向外Au和As的含量逐渐降低,说明其中的As和Au在后来的构造和(或)热液事件中发生了活化迁移,越靠近颗粒边缘元素的活化迁移越强,这表明成矿物质来自于围岩。根据这些事实,推断明山矿区可能在成岩期发生了金的预富集,变形变质早期富含有机质的变质流体活动又使As发生了富集,主变质期流体的广泛渗透交代、活化出先存含金富砷黄铁矿中的Au和As,形成成矿流体。当成矿流体遇到富含活性铁的炭钙质泥质粉砂岩时,形成黄铁矿的同时发生Au的沉淀。

大巴山弧形构造带主要断裂带变形岩石显微组构分析及意义

位于扬子板块北缘和秦岭造山带南缘的大巴山构造带以其独特的弧形特征吸引着众多学者的广泛关注。本文主要从显微组构方面对石泉–安康断裂和城口–房县断裂附近的样品进行了详细分析和对比,旨在为扬子与华北板块穿时斜向碰撞及陆内造山作用提供一些基础信息。大巴山石泉–安康断裂带两侧样品主要发育矿物鱼、压力影、旋转碎(残)斑系,运动学指示标志以右旋为主,石英颗粒呈波状消光和带状消光,定向拉伸明显,以亚颗粒旋转(SGR)动态重结晶为主,具有韧性变形特征,石英c轴点极密大多数分布边缘,少数位于中心,指示了底面滑移为主或底面滑移与菱面滑移共同作用,Flinn指数K值大于1表明应变样式为拉长型椭球体。城口–房县断裂带东段样品石英碎斑波状消光较弱,弱定向或无,无动态重结晶,石英c轴点极密均为位于边缘,指示了底面滑移为主,呈现脆韧性变形特征,Flinn指数K值小于1表明应变样式为压扁型椭球体。综合分析认为大巴山变形变质温度以中–低温为主,相当于绿片岩相;南、北大巴山构造变形存在显著差异性,后者变形变质温度比前者的相对较高,且变形强度呈现由北而南的递减趋势。综合研究认为,大巴山弧形构造带早期受北东向挤压形成向南西逆冲推覆,后期经历了北北东向挤压发生强烈右旋走滑。

华北地台西缘早—中寒武世之交的核形石:微组构与生物矿化机制研究

内蒙古乌海地区毛庄组上部灰岩产大量核形石,其内核与包壳含丰富的矿化细菌和有机质残余。显微观察显示:内核以微晶质为主,含少量生屑和陆源碎屑;包壳由亚毫米级亮/暗纹层交互构成。亮层具微亮晶—微晶混合组构,以自养蓝细菌居多;暗层以微晶质为主,富含异养细菌和黄铁矿莓球;这种差异表明两种纹层具不同的生物矿化机制,但都是微生物-化学过程与环境相互作用诱发碳酸盐沉淀并矿化微生物质的结果。超微研究表明:纹层内含大量纳米球粒(40~200 nm),与非晶质胞外聚合物(EPS)密切共生,可能源于EPS的降解。纳米球粒通过粘结-融合形成多面体(0.2~5μm),并进一步集合形成微米级微晶质球粒,后者常被齿状亮晶质环边包围。在寒武纪核形石内部观察到的这种多级微组构的有序组合及其与细菌残余和有机质的规律性配置关系,与近代矿化微生物席和实验研究中观察到的情况相似。本研究认为寒武纪核形石包壳纹层的形成可能与现代微生物席的矿化机制相近,都是微生物与环境相互作用诱发碳酸盐沉淀并矿化有机质的结果。

中元古代微指状叠层石:超微组构和有机矿化过程

微指状叠层石(microdigitate stromatolites,以下简称MDS)是新太古代—中元古代一种重要的沉积构造。由于其内部以纤维状组构为重要特征,而缺乏直接的微生物化石证据,被认为代表特定海洋化学条件下形成的一种海底碳酸盐沉淀,属无机成因。本文对华北中元古代雾迷山组硅化MDS的显微组构研究发现,其柱体由亚毫米级浅色微亮晶纹层(平均厚约65μm)和暗色微晶纹层(平均厚约680μm)交互叠加而成。前者含较少细菌残余,重结晶显著;后者富含细菌残余、微晶多面体及微球粒,并进一步分为具密集连续次级微纹层的(平均厚约380μm)和具稀疏断续微纹层的(平均厚约300μm)两种暗纹层。这三种纹层在纵向上的规律性交互可能反映了季节性变化。毛发状垂向纤维贯穿于整个柱体,但在亮纹层内稀疏。这种纤维可能由垂向生长的丝状菌束(宽<10μm)矿化而成,有些由微球粒(粒径为10～30μm)定向富集构成。微球粒富含细菌残余、胞外聚合物(EPS)以及与之密切共生的纳米颗粒(粒径<45nm)。纳米颗粒可粘结形成亚μm级多面体,构成碳酸盐晶体生长的基点。包围微球粒的微亮晶环边和纤维组构间的微亮晶条带内少细菌残余,可能属微生物影响的矿化成因,而纤维体和微球粒则是微生物诱发矿化的结果。故中元古代MDS属微生物成因,它所展现的有机矿化过程可能也适用于更古老的叠层石。此外,MDS内有机矿物从纳米颗粒到微球粒的有序聚合可能代表了有机矿化的普遍过程,并可用作判定微生物成因碳酸盐岩的重要标识。

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。

岩矿显微组构对水银洞金矿成因的指示

黔西南水银洞金矿为产于上二叠统龙潭组中的超大型、高品位金矿床,矿床由多个金矿体组成。工业金矿体顺层产于龙潭组含煤地层所夹的玄武质、硅质、生物碎屑碳酸盐岩中。对水银洞金矿赋矿地层岩石以及矿石显微组构进行了研究,矿石中主要载金矿物为细粒黄铁矿,具再生边、粒内孔隙、铸模孔隙结构及镶边生物矿化构造、铸模式生物矿化构造,是一典型的具沉积-成岩组构。金矿化与硅化有密切的成因联系,金与SiO2来源于峨嵋山玄武岩的喷溢活动,主要金矿体更多显示与峨嵋山玄武岩准同生特征。矿床为沉积-成岩弱改造成因金矿床。

钦杭成矿带南段云浮硫铁矿黄铁矿微组构特征及其对矿床成因的启示

云浮硫铁矿是位于钦杭结合带南段的超大型硫铁矿床,长期以来对其成因类型及成矿构造背景存在争议。基于矿床地质和岩相矿相学观察,应用最新的扫描电镜能谱技术(SEM-EDS)对其进行了细致研究。研究表明,云浮硫铁矿床黄铁矿矿石结构可分为条带状、浸染状、块状和脉状4种类型。手标本及镜下观察发现,条带状矿石存在揉皱构造,块状矿石中存在两种不同粒度的黄铁矿,黄铁矿细脉普遍存在于各种矿石中。扫描电镜观察和能谱分析显示,条带状矿石中黄铁矿主要呈立方体自形晶,立方体表面生长层发育平整,边缘平直,晶体按照多个层位同时堆积的方式生长,方铅矿等伴生矿物晶形也较好;浸染状矿石中黄铁矿粒度要大于条带状矿石中黄铁矿,但生长层不如后者平整;块状矿石中黄铁矿紧密接触,黄铁矿表面呈贝壳状断口,晶体边缘较难分辨,但样品表面也常见到近八面体晶形的晶体;脉状矿石中黄铁矿粒度较大,伴生有方铅矿等金属矿物,但由于生长空间的限制,晶形为半自形-他形。认为云浮硫铁矿具有2期叠加成矿的特点,为改造加富的热水喷流沉积矿床。喷流沉积阶段形成条带状和浸染状黄铁矿,其成矿温度较低,成矿环境相对平静。后期热液叠加富集阶段形成块状和脉状黄铁矿,其成矿温度较高。

岩土体显微组构与力学性能关系研究现状与展望

岩土体的显微组构特征是岩土体的重要特征之一 ,在很大程度上决定其物理力学性能 ,但岩土体显微组构和力学性能关系的研究还是一个尚待开发的新领域。综述了岩土体显微组构与力学性能关系的研究现状、研究方法和基本理论、研究目的和意义以及存在的问题 ,同时 ,突出强调了岩土体显微组构对岩土体力学性能的控制作用。侧重讨论了岩土体显微组构、力学性能以及二者关系研究的有关问题 。

河北省峰峰矿区通二井田石炭系—二叠系砂岩显微组构特征分析

对河北省峰峰矿区通二井田煤系地层砂岩中石英光轴的组构特征进行了显微镜下的观察分析。实测的12个岩组图均呈大圆环带状,表现为多组的极密区和次极密区,并以单斜对称组构为主体,具有一个对称面和垂直对称面的1个二次轴,以该轴两两对称的极密区和次极密区有2对或2对以上,表明研究区发生过不容忽视的旋转或剪切运动,它们的构造变形史可能具有多次活动性,并伴随有地温上升的过程。根据水平相岩组图所做的主应力轨迹图显示F56断层是形成张家庄向斜构造区和集贤村构造区的内部边界条件,并表明通二井田最大主压应力方向在北部以北西—南东向为主,向南逐渐转为东西向;最小主压应力方向在集贤村构造区以北东向为主,在中南部张家庄向斜构造区则以近南北向为主。

南大西洋14°S热液区残余氧化物超显微组构及REE特征

南大西洋14°S热液区是由中国科研人员于2009年在大西洋中脊首次发现的。为进一步了解研究本区硫化物后期蚀变过程,我们利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及质谱仪(ICP-MS)等方法,对14°S热液区原生热液产物蚀变风化所形成的残余氧化物进行了超显微组构及稀土元素(REE)研究。结果显示,残余氧化物主要由无定形硅组成,结晶矿物种类少,结晶程度较差。热液成因的无定形硅在海水蚀变过程中,表现出溶解再沉淀的特征,易形成硅质盖层,有助于深部硫化物矿床的保存。原生热液产物遭受海水蚀变是一个富集REE的过程,表明表生环境下热液产物中稀土可较好地保存。

岩、矿石的显微组构研究对水银洞金矿成因的指示作用

黔西南水银洞金矿是一特大型富金矿床,矿体成群多层、顺层产于龙潭组地层中,通过系统研究水银洞金矿赋矿地层岩石及矿石的显微组构特征,以及与金矿成因联系密切的硅化及黄铁矿化特征,均显示为同沉积—成岩特征,共同指示水银洞金矿沉积—成岩后期轻微改造的成因机制。

碱性长石在次固相下的微组构重组织:碱性长石流体相互作用

辫状微纹长石通过粗化、微孔隙和亚颗粒的形成 ,最终发展为脉状微纹长石和条纹长石 ,粗化沿着不规则的前锋从晶体边缘往内部推移和扩展。亚颗粒和微孔隙的形成极大地提高了碱性长石的反应性和岩石的渗透性。通过沿着晶体边缘的拱状褶边、平行褶边以及褶头的过渡带往整个晶体内的推移和“繁殖” ,辫状微纹长石最终改造为脉状微纹长石和条纹长石。水从褶边向晶体内部的扩散促进了褶边的粗化以及过渡带的发展。流体长石相互作用机制包括 :体积扩散、管道扩散、溶解再沉淀。碱性长石流体的氧同位素交换机制主要是溶解再沉淀。碱性长石在次固相下的微组构重组织发生于约 4 75～ 4 0 0℃的温度下 ,区块性条纹长石的形成温度更低。碱性长石的微组构重组织导致放射成因氩的局部和部分丢失 ,从而给出年轻的表面年龄。

鄂北膨胀土的微组构特征试验研究

通过扫描电子显微镜(SEM)对多个膨胀土试样进行观察,研究了中膨胀土的微观结构形貌,提出了恰当的微组构特征分类方案,并表征鄂北膨胀土的部分特征,评价了微组构特征在膨胀土状态中的作用,分析了导致膨胀和收缩的内在原因和改性膨胀土微组构与工程性状的关系。SEM图像显示,土颗粒排列方式可分为紊流结构、层流结构、粒状堆积结构和胶结式结构等。土颗粒组合包括基质、团聚体及连结物,由于颗粒连结比较松散,组合间孔隙性比较显著,导致水分容易渗入与排出,为团聚体的胀缩创造水分迁移变化的必要条件,同时从微观结构上解释了膨胀土胀缩的内在原因。改性膨胀土的SEM图像显示石灰和粉煤灰对膨胀粘土颗粒有絮凝作用,土颗粒的组织结构发生变化,粘粒含量减小,土的膨胀与收缩也相应减小,膨胀土的工程性质也得到相应改善。

潞安矿区显微组构研究及动力学分析

从微观角度分析了山西省潞安矿区文王山正断层和王家沟逆冲断层的运动学和动力学特征。石英组构图清晰地反映了南京东向和北东东向的构造挤压作用。岩组分析与共轭剪节理分析结果一致,反映了潞安矿区地质构造的多期复合变形。

广西明山金矿变质成矿作用:黄铁矿化学成分与显微组构证据

广西明山金矿是滇黔桂地区代表性的卡林型金矿之一,矿体产出于二叠系灰岩之上的紧邻的中三叠统砂泥岩中,矿体明显受到北西西向断层控制。金主要赋存在黄铁矿、毒砂和粘土矿物中。前人基于流体包裹体氢氧氩同位素和矿区附近石英斑岩化学分析数据,认为矿床与岩浆活动和大气降水循环关系密切(胡瑞忠等,1995;黄永全等,2001;陈懋弘等,2009)。我们的初步研究发现,变形变质作用在矿床的形成中可能发挥了重要作用,下面主要从黄铁矿化学成分与显微组构的角度进行分析。

糜棱岩的重结晶作用及其显微组构

重结晶作用在糜棱岩中广泛存在,是与应变硬化相反的一种软化作用。依据形成机制和过程可以划分为动态重结晶和静态重结晶作用。动态重结晶发生在韧性变形过程中,消除晶粒内应力,并改变其大小和形态。其作用方式有颗粒边界迁移重结晶和亚晶粒旋转重结晶两种。静态重结晶发生在韧性变形晚期或期后温度升高环境中,消除晶内变形组构,减少颗粒边界区域,形成稳定多边形大颗粒晶体。

刘桥井田二叠系砂岩显微组构特征及其研究意义

据刘桥井田不同构造块段二叠系砂岩石英光轴组构特征及二维有限应变特征的研究，通过微观分析，得出本区应力场方向为SE116°左右，并伴有顺时针旋转，其结论与区域构造分析相吻合。通过砂岩组构分析研究及煤系地层应力场的微观分析测试，进一步证实区域构造分析的结论是正确的。

东秦岭东沟超大型钼矿床矿石显微组构成矿阶段划分

河南汝阳东沟钼矿床是近几年我国发现并探明的第六个超大型斑岩型钼矿床。就矿石组构而言,结构方面以自形叶片状、鳞片状结构为主;构造方面以细脉浸染状构造为主。成矿阶段共划分为5个:(1)黄铁矿-石英脉阶段;(2)辉钼矿-石英脉阶段;(3)辉钼矿-钾长石-石英脉阶段;(4)萤石-钾长石-石英脉阶段;(5)碳酸盐脉阶段。其中最强烈矿化作用应归属第(2)、(3)两阶段。