ICP-MS分析汝瓷釉料中玛瑙和燧石的矿物元素

采用电感耦合等离子体-质谱法(ICP-MS)对汝瓷釉料玛瑙中17种矿物元素Al、As、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Mn、Na、Pb、Se、Sr、V、Zn和燧石中14种矿物元素Al、Ba、Ca、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Mg、Na、Pb、Sr、V、Zn进行分析测定.玛瑙中17种矿物元素的相对标准偏差为0.52%~4.58%,准确度范围为89.70%~101.03%;燧石中14种矿物元素的相对标准偏差为0.52%~4.40%,准确度范围为89.70%~101.03%.实验结果表明:玛瑙和燧石中Al、Ca、Fe、K、Mg、Na 6种矿物元素的含量均较高,其中,燧石中Fe的含量高于玛瑙中Fe的含量,玛瑙中其他5种矿物元素的含量均高于燧石中的含量.

雄安新区D05井燧石白云岩地层钻头应用探索

D05井是雄安新区一眼地热勘探井,完钻井深4014.42 m,揭露了雾迷山组和高于庄组两个热储层。在高于庄组石英含量较高的燧石白云岩地层钻进中,出现了钻头严重磨损、钻头使用寿命短的状况。为解决钻探施工中的难题,进行了钻头应用探索,通过分析研究、实践应用优化,探索出了一种适宜于石英含量较高的燧石白云岩地层?215.9 mm井径使用的牙轮钻头,平衡了钻头磨损和钻进效率方面的难题。使用该型号钻头顺利地完成了D05井三开?215.9 mm孔径钻探施工任务。通过本次钻头应用探索,为类似地层钻头应用提供了参考方案,丰富了深部地热钻探工艺技术,为深部地热钻探的发展提供了技术支撑。

我国早第三纪湖泊中纹层状燧石的发现及成因探讨

在我国湖盆中燧石是一种非常罕见的岩石类型，到目前为止，国内尚没有人对湖相地层中的燧石作专门研究报道。本文首次提出在辽河西部凹陷下第三系湖相地层中存在着纹层状燧石，并从地质背景条件、沉积和地球化学特征入手，对其成因机制作了初步的探讨。

碳酸盐岩中燧石条带成因争鸣——以北京西山中元古界雾迷山组为例

北京地区中元古界雾迷山组主要由燧石条带白云岩、燧石结核白云岩、叠层石白云岩和少量含陆源粉砂质碎屑的白云岩组成,广泛出露于北京山区,厚度2000~3500 m。以雾迷山组为代表的大量中元古代硅质沉积物的物源和形成原因,一般教科书均认为层状燧石为生物成因,结核状燧石为成岩交代成因。笔者等在北京西山等地多次野外考察发现,二维剖面上的硅质条带或硅质结核在三维实体上实际上是透镜状或席状(下一般称燧石席或硅胶席)。燧石席内部常包裹或胶结有下伏白云岩的砾石并且因混有有机质等,表现为各种暗色或杂色。硅胶席在上覆白云质沉积物堆积之前与其周围的白云质灰泥和粒屑几乎同时形成,燧石透镜体与白云质沉积物之间存在着相互穿插、包裹的关系,但彼此之间边界清晰,无论是白云石粒屑还是燧石席都没有任何被交代痕迹。因此,笔者等认为:燧石“结核”是硅胶聚集成席,再经压实、固化的结果,其浑圆状边缘是水下硅胶与沉积介质的相变面。硅胶固化作用是北京西山中元古界雾迷山组中原生燧石的唯一成因。在成岩重力压实过程中,连续分布的原生硅质沉积物会形成布丁或“结核”构造。白云质灰泥和粒屑的胶结速度明显快于硅胶的固化速度,遇地震等外力作用,软的硅胶席会沿着弱固结的白云岩裂隙向上侵入或向下挤入,形成硅质脉。遇有后期的岩浆侵入或热变质作用的改造,硅质条带和硅质结核的成分和颜色会发生相应的变化,质地变纯,颜色由深变浅,但是仍然保留原生的层理或纹理,容易被误认为是成岩期或成岩后硅质交代碳酸盐矿物而成。

辽西下白垩统义县组湖相碳酸盐岩中的燧石成因

辽西义县鹰窝山下白垩统义县组砖城子层中部发育一套湖相碳酸盐岩,可识别出4种岩相类型,其中角砾化团块灰岩相中含有大量燧石,所含的燧石可据形态划分为结核状、透镜状和团块状3种类型,据颜色和透明度识别出两种类型。燧石以微晶石英和玉髓为主,含少量的白云石和方解石晶粒。该岩相系相对干旱气候背景下的洪积-漫湖沉积体系中较浅储水洼地沉积,火山活动也具一定的影响力。

安徽淮南群四顶山组燧石Sm-Nd年龄测定

在对苏皖北部的上前寒武系进行了矿物学研究基础上 ,选择安徽北部淮南群四顶山组燧石作为测定对象 ,系统测试 Rb- Sr和 Sm - Nd同位素 ,应用 Sm- Nd等时线方法进行了定年。本次研究表明 ,安徽淮南群四顶山组燧石可能是在海洋环境中形成 ,主要反映了陆源物质特征 ,其形成时代约为 80 0 Ma。这为苏皖北部地区上前寒武系是位于华北区青白口系和扬子区震旦系之间的一套地层提供了一个新的证据 。

湖北峡东地区“盖帽碳酸盐岩”中燧石条带的地球化学特征及其古环境意义

湖北峡东地区新元古代陡山沱组一段的"盖帽碳酸盐岩"中发育有保存良好,与白云岩界线截然,顺层产出的燧石条带。利用硅酸盐的BrF5硅氧同位素分析方法对燧石条带进行测试,得到较高的硅同位素(δ^(30)Si_(NBS-28)为0.4‰~1.7‰)和氧同位素(δ~18O_(V-SMOW)为24.0‰~26.6‰)组成。燧石条带可能为温暖的滨海相化学沉积产物,氧同位素测温得到的沉积海水温度为35.4~47.7℃。燧石条带的Al/(Fe+Mn+Al)为0.43~0.50,Si/Al比值为257~269,表明燧石条带形成过程中有少量的陆源物质参与,而较低的∑REE(2.19×10^(-6)~3.59×10^(-6)),Ce正异常(1.20~1.24)和U/Th比值(3.75~14.45)上则明显带有热水沉积的特征。燧石条带的硅质可能主要来自远源火山热液活动,在温暖的滨海环境达到硅质饱和而形成的化学沉积,同时验证了早期研究者认为的"雪球事件"冰后期环境温度曾一度极为温暖的猜想。

中太平洋结壳区海山燧石岩成因研究

燧石岩成因较为复杂,一般认为它主要是在深水环境中形成的。通过对燧石的宏观和微观特征、矿物和化学成分以及硅氧同位素组成特点,并结合区内地质构造背景等方面研究,认为中太平洋海山燧石岩是SiO_2交代有孔虫灰岩之产物。其主要特征和分析结果是:燧石中具有已硅化了的白色斑块,在显微镜下可见其岩石薄片上的有孔虫化石。有些燧石标本的局部处仍残留着有孔虫灰岩小块体(经鉴定有孔虫属正常海相)。燧石岩的矿物成分为较纯的低温石英,SiO_2含量高达96％以上。具较高的δ^(18)O值(0.032)和较低的δ^(30)Si值(0.0004)。区内断裂构造发育,出现多期火山喷发。海山形成地质时代大致在白垩纪—早第三纪,并经历了沉降过程.燧石形成于半深海环境,火山热液作用是SiO_2来源的主要渠道。

安徽巢湖地区中二叠统栖霞组灰岩中燧石成因

安徽省巢湖地区中二叠统栖霞组以发育一套滨海沼泽-浅海碳酸盐台地环境为主的细碎屑岩至碳酸盐岩沉积建造为特征,灰岩中常见结核状及条带状燧石。燧石多为椭球状和串珠状,部分燧石与灰岩间发育宽约0.5 cm的过渡带。镜下观察灰岩为微晶生物碎屑灰岩;过渡带也多由微晶方解石组成,多数钙质生物壳体被石英充填或半充填,扫描电镜下可见方解石微溶、石英充填溶孔的现象;燧石主要为隐晶及微晶石英,生物碎屑类型与灰岩中基本一致,且多被石英交代。岩石学特征表明死亡的生物在腐烂降解过程中形成的有机酸抑制了碳酸钙的沉淀,并使部分生物碎屑及灰泥发生溶蚀,胶质二氧化硅沉淀,形成燧石结核。燧石中w(Al)/w(Al+Fe+Mn)平均值为0.63,远大于热水沉积硅质岩的最大值0.35;Fe/Ti平均值为9.5,小于热水成因的最小值20;Al-Fe-Mn三角图投点位于非热液成因区域;燧石中Al2O3含量平均值为0.20%,远高于MgO、Na2O、K2O的含量。分析认为,该区燧石结核的二氧化硅可能来源于陆源物质。

湖北秭归庙河早寒武世水井沱组燧石层中的微化石

本文首次报道了湖北秭归庙河早寒武世水井沱组底部,燧石层岩石薄片中发现的徽化石9个属、9个种和3个未定种(包括1个新种)。依据这些化石材料,论证了本区水井沱组底部这一化石层位可能相当梅树村阶小壳化石第2—3组合带。为解决本区震旦系—寒武系界线地层的对比,提供了极为重要的古生物依据。

华南地区二叠纪栖霞组燧石结核成因研究及其地质意义

燧石结核是华南地区二叠纪栖霞组的重要识别特征之一,其成因具重要的古地理、古海洋意义。通过对湖北黄石、江苏南京和广西来宾三地栖霞组燧石结核的岩石矿物学研究,确定了栖霞组燧石结核的矿物组成和成岩作用序列。研究区燧石结核主要由微石英、负延性玉髓、粗晶石英组成,并含少量白云石、方解石及生物碎屑。其中,微石英、负延性玉髓、正延性玉髓、白云石形成于早期成岩作用,方解石晶粒形成于晚期成岩作用,粗晶石英的形成则具有多期性。结合栖霞组菊花状天青石和海泡石成因研究结果,本文认为组成栖霞组燧石结核的硅质来源与当时全球硅质生物的繁盛有关。燧石结核内玉髓和白云石形成环境条件及形成时间的确定,为建立更加合理的燧石结核成因模式和白云岩化模式提供了重要资料,同时也对深入探讨本区二叠纪层状硅质岩的成因具启发意义。

徐淮地区新元古代九顶山组燧石结核的地球化学特征

徐淮地区新元古代九顶山组燧石结核中保存有很好的丝状、球形蓝藻和细菌化石。为了探讨其化石化过程和沉积环境,我们利用地球化学方法对燧石结核进行了分析,结果显示,该燧石结核中Al/(Al+Fe+Mn)值为0.127—0.383,平均0.247;Ti O2和Al2O3含量较低;与地壳克拉克值相比,Ba,Co,Nb,Cu,Be,V,Sr,Ni相对亏损,Ti,Cr,Mn强烈亏损。稀土元素总量低,轻稀土元素大于重稀土元素;具弱的Ce负异常和较明显的Eu正异常,北美页岩标准化模式曲线呈平坦状或右倾。这些地球化学特征反映了九顶山燧石结核形成于离大陆较近的边缘浅海碳酸盐台地沉积环境,在其形成的过程中伴有海相热液的作用。化石的保存与Si O的快速沉积和硅化有关。

渭北奥陶系的放射虫燧石岩

渭北奥陶系的放射虫燧石岩是在稳定的华北地台上形成的远洋沉积.它们产在赵老峪组深水碳酸盐地层的下部,并以层位稳定、纹层发育、富含放射虫骨骼、成岩交代组构清楚,以及在剖面上与薄层的硅质页岩呈韵律互层等为等征,表明是深水的放射虫软泥在成岩作用早期由生物蛋白石经溶解-再沉淀反应快速转变而成.这种产在地台上的远洋沉积虽不多见,却是海平面大规模上升及其伴生的重大地质事件的反映.渭北放射虫燧石岩的时代相当于中奥陶世卡拉道克期.当时正值全球性海平面上升,秦岭古海盆也在发生强烈扩张与俯冲,因此,华北地台南缘下沉,使渭北地区变成了弧后深水盆地的北部边缘.当时研究区的古地理位置也恰好处于低纬度的赤道附近.这些都为放射虫燧石岩的堆积提供了有利的条件.由于当时钙质浮游生物尚未大量兴起,所以其沉积作用不受CCD的控制,水深较之现代的类似物可能要浅得多.

华北蓟县中元古界剖面中燧石条带的形成机制——硼硅同位素证据

天津蓟县中新元古界海相沉积碳酸盐岩建造中分布大量燧石条带,特别是雾迷山组燧石条带与白云岩互层密集产出,沉积韵律非常明显,记录了其形成时海洋的化学和生物等信息,但关于其成因和形成机制还存在不同的认识。我们对蓟县中元古界剖面中碳酸盐岩的硼同位素和燧石条带的硅氧同位素进行了系统研究。燧石条带的δ 30 Si NBS 28 值为0. 6‰~3. 3‰,平均2. 2‰,较热水化学沉积硅质岩的δ 30 Si NBS 28 值显著偏高,与浅海生物沉积硅质岩的硅同位素组成相近。燧石条带的δ 18 O V SMOW 值为21. 7‰~27. 8‰,平均25. 5‰,较热液成因硅质岩的值明显偏高,而与常温海相硅质岩的δ 18 O值相似。蓟县剖面白云岩和灰岩等碳酸盐岩的δ 11 B SRM 951 值为0‰~11. 0‰之间,平均4. 8‰,较现代海相碳酸盐的值明显偏低。高于庄组至雾迷山组燧石条带白云岩的δ 11 B值普遍高于白云岩和灰岩的值,在3. 3‰~12. 9‰之间,平均8. 4‰。在酸性条件下富集重硼同位素的B(OH) 3掺入碳酸盐的比例增加,可导致其δ 11 B值升高。这表明燧石条带白云岩可能形成于局部酸性水环境。结合碳酸盐和SiO 2溶解/沉淀与pH之间相互关系,提出蓟县剖面中的燧石条带是一种具有时代特征的同沉积的生物化学沉积硅质岩。中元古代海水中SiO 2浓度高,基本呈饱和状态,Mg/Ca比值高,生物活动已成为影响海洋环境的重要因素。在生物活动繁盛期大量有机质沉积于海底,导致海水-沉积物界面附近pH值大幅下降(pH<7. 8),白云石等碳酸盐溶解度升高,难以沉淀;与此相反,SiO 2溶解度降低,达到过饱和,大量沉淀形成燧石条带/透镜体。生物活动羸弱期,海底pH值升高恢复到正常水平,SiO 2溶解度升高,碳酸盐溶解度降低,形成白云岩等碳酸盐沉淀。生物活动的周期性变化,则形成白云岩与燧石互层的条带状韵律层。燧石条带白云岩的硼同位素组成反映的是局部流体的δ 11 B和pH值,不适合用来反演海水的硼同位素组成。

太平洋板块中生代俯冲构造事件的响应:来自黑龙江东部饶河三叠纪层状燧石的古地磁证据

黑龙江东部饶河境内的层状燧石是中生代完达山造山带蛇绿混杂岩的重要组成部分,这些层状燧石的构造意义成为人们关注的热点。对完达山造山带饶河三叠纪大佳河组层状燧石280余块定向手标本开展深入的古地磁研究,结果表明这些层状燧石遭受不同程度的重磁化,重磁化的时间推测为晚侏罗世中期—早白垩世之间。说明对黑龙江东部晚侏罗世—早白垩世存在太平洋板块俯冲的响应。本区重磁化的机制是太平洋板块向西俯冲导致的地体增生、拼贴过程中的造山带流体造成的区域性重磁化现象。

山东济南下寒武统朱砂洞组软沉积变形中燧石的Sm-Nd年龄测定及其意义

在济南南部下寒武统朱砂洞组丁家庄段硅质白云岩中,发育地震引起的硅质触变脉、硅质触变沉陷构造和触变楔等软沉积变形构造。从同一地震触变沉陷构造中,采得一组灰黑色燧石样品。使用英国VG354同位素质谱仪和同位素质谱分析方法,测得每个样品的147Sm/144Nd和143Nd/144Nd同位素值。采用Sm-Nd等时线法,对燧石进行了测年。获得燧石的成岩年龄为530.8±6.1Ma,由于软燧石(硅胶体)成岩至少经历了0.1Ma的时间,所以,地震沉积事件发生在530.7±6.1 Ma,属早寒武世早期。由于测年结果与沧浪铺阶的下界年龄接近,山东朱砂洞组丁家庄段无化石且河南省标准地层剖面中的整个朱砂洞组属沧浪铺阶,这暗示济南地区朱砂洞组丁家庄段属沧浪铺阶。本次测年得到了鲁西地区第1个下寒武统的同位素年龄值,这对确定该地区早寒武世地震沉积事件发生的时间具有参考价值和意义,也为深入研究鲁西地区寒武纪地层提供了新资料。

燧石粉对ASR膨胀性抑制作用的研究

当存在碱硅酸反应风险时,如何抑制混凝土的膨胀破坏是很重要的。本文探讨将磨细碱活性骨料作为混凝土掺合料,研究其对ASR膨胀性的抑制作用。文中对比燧石粉不同比表面积和不同掺量的胶砂试件,采用快速砂浆棒法测定其在各龄期膨胀率,并结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS),研究磨细燧石粉对于ASR(Alkali-Silica Reaction,ASR)膨胀性的影响。结果表明:通过掺加一定比表面积和掺量燧石粉可以有效地抑制胶砂试件因ASR产生的膨胀;SEM和EDS分析显示掺入一定比表面积和适量的燧石粉后,燧石骨料周围碱硅酸凝胶产量减少,说明燧石粉的掺入可以有效减少活性骨料表面发生ASR;同时水化硅酸钙的钙硅比亦有所降低,提升水化硅酸钙的固碱能力,进一步有效抑制ASR。本研究结果能为使用潜在碱活性骨料时,抑制其ASR反应措施提供一定的参考。

塔河油田奥陶系碳酸盐岩地层燧石的测井识别

塔河油田奥陶系鹰山组第4段及其以下的地层中广泛分布着结核状、条带状燧石,研究燧石的测井响应特征,区分燧石发育的非储集段,对有效评价储集层、划分地层及地层对比具有重要意义。通过讨论电成像测井、化学元素测井及岩性密度测井等识别燧石的基本原理,结合塔河油田的电成像图、化学元素测井资料及光电截面吸收指数曲线识别结核状、条带状燧石实例,建立了燧石测井资料识别方法;将鹰山组第4段底界附近的燧石密集发育段作为地层对比标志层,对塔河油田部分地层进行地层对比,讨论了塔河油田中上奥陶统的剥蚀量估算问题。

燧石^(40)A-^(39)Ar马鞍形年龄谱形成机制探讨——以蓟县剖面铁岭组燧石为例

对燕山地区蓟县剖面铁岭组条带状燧石进行Ar - Ar 阶段加热实验,获得一个马鞍形年龄谱。通过对各温度阶段K、Ca 、Cl 质量分数及Cl/K、Ca/K 比值变化特征的分析,笔者认为马鞍形谱线左侧视年龄的变化与燧石中流体包裹体含过剩Ar 有直接关系;而右侧的变化则与燧石晶格中过剩Ar 的释放有关。马鞍形谱线往往意味着样品含过剩Ar;但含过剩Ar 的样品不一定都呈马鞍形。当燧石纯度很高,加热阶段划分得很细时,马鞍形谱线中温区间最小视年龄具有某种年代学意义。

华北中元古代碳酸盐岩中燧石的δ30Si峰值及其对古海洋环境变化的指示意义

燧石是一种主要由微晶石英组成的沉积岩，在从早太古界到现代的沉积地层中均有产出，是地表沉积环境变化的重要标志物。燧石的硅同位素组成更是研究其形成的海洋环境条件的重要手段。