用动态重结晶石英颗粒的分形确定变形温度及应变速率

韧性变形岩石中动态重结晶石英颗粒边界形态具有自相似性 ,表现出分形特征。动态重结晶石英颗粒边界的分形维数随温度的升高而减小 ,随应变速率的增加而增大 ,可作为韧性变形温度及应变速率的标度计。适合重结晶石英边界分维值的计算方法有封闭折线法和面积周长法。鲁西青邑韧性剪切带中糜棱岩动态重结晶石英颗粒边界具有自相似性 ,分维值为 1.2 2 8～ 1.32 6 ,初步估算出古应变速率为 10 - 7.6～ 10 - 8.7s- 1,属绿片岩相。

场发射扫描电镜在现代河流沉积石英颗粒表面形态特征研究中的应用

石英具有稳定的物理化学性能,能够较好地保存各种地质营力在搬运和沉积过程中形成的微观形貌特征。这些表面形态特征可以用来反映沉积物的源区、搬运动力、沉积环境与演化历史等信息。利用场发射扫描电镜对黄河下游边滩沉积物中石英颗粒表面形态特征进行了观察研究,并统计计算了35种表面形态特征出现的频率分布。结果表明,其发育机械成因、化学成因及机械+化学成因3大类共22种表面形态特征。其中V型撞击坑大量出现;棱角—半棱角轮廓、中贝壳状断口、直形阶梯、溶蚀坑、中浮雕和高浮雕一般发育;圆形轮廓、小贝壳状断口、大贝壳状断口、弓形阶梯、曲型脊线、平行节理面、翻板、新月型撞击坑、定向溶蚀坑、溶蚀裂缝、低浮雕和弓形曲型多边形裂纹少量出现;碟形坑和黏附颗粒极少量出现。其总体表面形态特征表明其搬运时间和长距较短,在流水中并未经过长期磨蚀,棱角轮廓被保留,表面形态改造程度较弱,表面起伏程度较高。其机械形态组合说明石英颗粒处于高能水动力条件下搬运,发生过强烈地机械碰撞与磨损。发育的溶蚀坑证明搬运水体化学性质活泼,石英颗粒在受到强烈机械作用的同时,化学作用亦十分明显。获得了典型河流沉积的标志性形态特征:颗粒一般均有磨圆,以半棱角轮廓为主,随搬运距离越远磨圆度越高;表面起伏程度较高,以高、中浮雕为主;最重要的特征是机械成因形成的V型撞击坑大量发育;各种大小的贝壳状断口及阶梯共生在一起,较发育;水下化学作用明显,溶蚀现象大量出现,溶蚀坑较发育。该研究弥补了国内现代河流沉积物石英颗粒表面研究空白,虽然这些微观形貌的深层意义还有待进一步研究,但这将为沉积过程及其环境意义的研究提供新的思路和证据。

南极普里兹湾柱样中石英颗粒的表面结构

本文统计分析了南极普里兹湾陆坡区一个柱样（ＮＰ９５１）１３个层位的石英颗粒的形态和表面结构。石英表面呈现出强烈的冰川运动和较弱的化学溶蚀－沉淀作用留下的表面特征，表明该沉积物主要是处于低能海洋环境中的冰碛物。石英颗粒因化学溶蚀－沉淀作用形成的组合表面特征的定量统计结果与矿物的Ｘ射线衍射和微体古生物的分析结果相对应，能较好地解释该海区经历的沉积环境和古气候变化。

滇西思茅盆地景谷地区曼岗组石英颗粒表面特征及其指示意义

石英具有硬度大和化学稳定性高的特点,其颗粒表面特征能很好的反映沉积环境,通过扫描电镜观察石英表面微细特征是判别沉积环境行之有效的方法。思茅盆地白垩系曾一度被认为是陆相水成沉积,笔者通过野外识别及室内基础研究发现,景谷地区下白垩统曼岗组具有风成沉积特征,需对该套地层开展石英颗粒表面特征的系统研究来进一步确定其沉积相,研究结果表明:研究区曼岗组石英颗粒表面具有明显的风成特征,磨圆度高,普遍发育典型的蝶形撞击坑、新月形撞击坑、毛玻璃化表面,存在沙漠漆,极易与水成特征相区别;而其较强的溶蚀作用与沉淀作用则显示了当时干旱炎热的气候条件。在风成沉积确定的基础上,笔者再结合典型沉积构造,粒度分析、岩性特征等沉积特征进行综合分析,认为研究区曼岗组应属沙漠沉积。

风尘堆积物中石英颗粒表面微结构特征及其沉积学指示

通过对黄土—沙漠交接带的定边县、黄土高原中部偏南的灵台县表土样品及甘肃灵台剖面不同层位的黄土—古土壤—红粘土样品中石英颗粒的形态特征及表面微结构的观察测试 ,结果表明红粘土、古土壤及灵台表土原样中石英颗粒表面具有较丰富的次生硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹 ,指示了碎屑石英在沉积之后 ,由于适宜的温湿气候条件而经历了较强烈的风化成壤改造作用 ;而定边县表土样及上粉沙层 (L9)土样中的石英颗粒表面干净 ,具有较多的撞击浅坑等风力搬运痕迹。经过双氧水和盐酸清洗过后的石英颗粒的形态特征及表面微结构非常清晰 ,多为次棱角至次圆状 ,均具有较丰富的撞击麻点和浅坑 ,少数样品可见裂纹分布 ,说明红粘土和上覆的黄土和古土壤一样 ,主要为风力搬运堆积 ;但红粘土样中石英颗粒表面所具有的丰富硅质沉淀和明显的溶蚀痕迹 ,似乎暗示了晚第三纪沉积气候环境显著不同于第四纪的冷干、暖湿气候组合演化格局。

西宁黄土石英颗粒表面结构与黄土物质来源探讨

利用电子扫描电镜分析了西宁黄土地层中的石英颗粒表面形态和机械结构特征，发现近１．２Ｍａ以来西宁黄土石英颗粒形态以尖棱角—棱角为主，颗粒表面具有典型的剪切断口或大贝壳状断口或平行擦痕，且比例较高；有些颗粒表面还具有Ｖ形坑、水下磨光面，这类颗粒以次圆状为主，这些信息指示出，西宁黄土物质不是主要来源于沙漠环境，而是来源于青藏高原第四纪冰川和冰缘作用区。

江西南昌横岗“砂山”石英颗粒表面形态特征

长江中下游第四纪砂沉积的成因仍然存在争论。通过对江西南昌横岗"砂山"剖面石英颗粒表面形态特征的研究,分析探讨"砂山"的成因。结果表明:石英颗粒大多呈次棱角状到次圆状,表面具有碟形坑、新月形坑、麻坑等风成特征,还存在贝壳状断口、V形坑、水下磨光面等水成特征,SiO_2溶蚀和沉淀也显著发育。综合分析,横岗剖面是河床砂经风力近距离搬运堆积而成的,是长江中下游第四纪风成砂的一部分。横岗剖面由下而上黄色砂层与褐红色砂层交替出现,褐红色砂层石英砂磨圆度较黄色砂层略好,黄色砂层石英砂表面较为洁净,外动力在石英颗粒表面留下的机械作用痕迹较为清晰,褐红色砂层石英砂表面SiO_2溶蚀和沉淀作用显著发育,部分颗粒表面机械作用痕迹被SiO_2溶蚀和沉淀所遮蔽或改造,颗粒表面凹凸不平,横岗剖面颜色和石英颗粒表面形态的变化记录了该地区由干到湿气候环境的周期性波动。

山东七宝山隐爆角砾岩型金铜矿床含矿蚀变斑岩石英颗粒中高温高盐度沸腾包裹体的发现及其意义

山东七宝山隐爆角砾岩型金铜矿床一直以来被认为是浅成低温、低盐度热液型矿床。本研究通过对该矿床含矿蚀变斑岩石英颗粒中流体包裹体的研究,发现存在大量多相包裹体与气体包裹体、气液两相包裹体共生。显微测温显示这些包裹体具有相似的均一温度(374～404℃),盐度高达48%NaCleqv。激光拉曼光谱和扫描电镜能谱分析显示,多相包裹体中的子矿物除了石盐外,还有赤铁矿、重晶石、黄铜矿与黄铁矿等。这些捕获有高温高盐度沸腾包裹体的石英颗粒可能是早期成矿流体在硅化交代蚀变的过程中重结晶形成的,而不是斑岩体的斑晶。这一结果表明该矿床深部存在高温、高盐度的沸腾包裹体。这种高温高盐度的沸腾流体包裹体及多相包裹体中黄铜矿、黄铁矿等子矿物是斑岩型矿床的典型特征,因此该发现表明山东七宝山隐爆角砾岩型金铜矿在深部可能转变为斑岩型矿床。

海岸、内陆沙漠与大陆架砂质沉积石英颗粒表面结构的对比研究

东海大陆架砂质沉积石英颗粒表面结构与东海现代海岸沉积具相似性，而与内陆沙漠具明显的差异性。末次冰期时东海大陆架属河口－海岸环境，部分地区发育有海岸风成堆积，但未见大陆架发生过大规模沙漠化的迹象。

苏北盆地白垩纪沙漠石英颗粒表面特征及环境意义

利用扫描电镜对苏北盆地赤山组石英颗粒表面机械成因特征、化学成因特征和表面附生物特征等进行了系统分析研究。研究结果表明,石英颗粒表面结构特征与沉积环境有关,它受搬运营力、气候条件和后生成岩作用等因素影响,其表面特征反映了颗粒所经历的不同环境。赤山组石英颗粒具有典型的风成沉积特征,进一步证实了研究区白垩纪沙漠相沉积的存在,对古气候的恢复及油田的下一步勘探开发有重要的理论意义。

冲绳海槽沉积物中火山型石英颗粒表面的微结构

本文利用扫描电镜对冲绳海槽沉积物中火山型石英颗粒表面的微结构进行了研宄。发现此类石英颗粒具有明显的火山作用痕迹;如有结晶良好的六方双锥状高温β-石英晶体,有被高温熔蚀成卵形的石英颗粒,有的石英颗粒表面粘附着火山玻璃,有的在火山玻璃气泡内壁存在大小不等的熔蚀坑。上述各种火山型石英的出现,再次证明了冲绳海槽存在着火山沉积作用。

钦杭结合带(南段)庞西垌断裂中动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数估算

广东庞西垌断裂带发育于钦杭结合带南段,是控制该区域银金矿床的重要构造,也是钦杭结合带构造演化的重要窗口。分析了庞西垌断裂带中心发育的糜棱岩及其内动态重结晶石英颗粒分形特征及主要流变参数。研究显示,庞西垌断裂带糜棱岩中可以观察到典型的S-C组构。σ型旋转碎斑系指示北东向韧性剪切带经历了右行剪切。在显微镜下,可以观察到矿物颗粒表现出波状消光、核幔构造、亚晶粒化、动态重结晶、单晶拉长及石英晶条带等现象。石英颗粒的动态重结晶作用十分普遍。单个石英晶粒表现为拉长状、锯齿状、港湾状等不规则状边界形态。整体上石英晶粒表现出微弱的定向趋势。根据分形法估算得到的变形温度,结合显微镜下观察的矿物特征,推断庞西垌断裂带内岩石韧性变形温度在600℃左右,相当于低角闪岩相。石英的"重结晶颗粒粒径压力计"估算得到古差异应力下限在9.1～10.7 MPa之间。石英岩的实验高温流变率显示,应变速率应低于10-13.8S-1。这些流变参数可以利用来加深对断裂带韧性变形过程的认识。

热带地区玄武岩发育时间序列土壤中石英颗粒微形态特征

利用扫描电镜研究了热带地区雷州半岛和琼北地区不同年代喷发的玄武岩土发育的时间序列土壤中石英颗粒的表面形态特征，结果表明：①同一剖面中表层土壤中石英的风化程度相对较大。②从新成土到铁铝土阶段（0．01～1．33Ma），石英颗粒表面风化程度逐渐加深，机械作用形成的特征完全消失。成土时间较长的铁铝土（6．12Ma）中石英颗粒出现裂解现象。③本研究一方面证实Darmody评估方法在研究我国热带地区土壤石英颗粒表面风化程度的可行性，同时也说明在相同母质和环境条件下发育的土壤中，石英颗粒表面的风化状况在一定程度上可以指示土壤的相对发育程度。

我国不同海区沉积物石英颗粒表面的微结构

同为海洋沉积环境 ,不同海区底质沉积物石英颗粒表面的微结构不同 ,反映出不同的海区沉积环境下的动力能、化学能的强弱 ,同时温度是化学溶蚀作用重要因素。

粤琼海岸沙丘砂石英颗粒的表面结构特征

本文通过对广东和海南海岸沙丘砂石英颗粒的扫描电镜分析,认为其表面结构特征,既具有典型的风成环境特征.又有继承和改造了的海滩砂的特征.风成环境特征的机械撞击痕迹和化学作用痕迹都很明显.

青藏高原可可西里库赛湖年纹层石英颗粒表面形态特征研究

湖泊是风成沉积的理想载体,利用扫描电镜分析石英砂的表面微结构特征,可以用于判断石英颗粒被风或水流搬运的相对距离和湖泊的水动力条件,从而判断其沉积环境与演化历史.库赛湖位于青藏高原北部可可西里地区,是青海省沙尘天气频发的地区之一,为进一步证实库赛湖年纹层粗颗粒层的风成成因,以库赛湖沉积年纹层为研究对象,结合青藏高原北部典型沙丘沉积、库赛湖冰面风成沉积、典型河流沉积和库赛湖湖滨相水成粗颗粒沉积样品,利用扫描电镜对上述沉积物石英颗粒表面特征进行观察研究,并统计35种特征的出现频率.结果表明:库赛湖地区典型风成物石英颗粒表面具有圆形轮廓、中低浮雕、翻板、新月型撞击坑、球根状边缘、直形阶梯、弓形阶梯、碟形坑等微形貌特征;典型水成物石英颗粒表面具有V型撞击坑、小型和中型贝壳状断口、少量溶蚀坑等微形貌特征;库赛湖年纹层粗颗粒层石英颗粒表面具有圆形轮廓、低浮雕、翻板、新月形撞击坑、球根状边缘、碟形坑等明显风成特征,与研究区风成物的石英颗粒表面特征相似,而与研究区典型水成物的石英颗粒表面特征差别很大.因此,库赛湖年纹层中的粗颗粒层是由风成作用形成的.

我国内陆沙漠与海岸沙丘石英颗粒表面结构的对比研究

本文通过扫描电镜分析，对我国内陆沙漠与海岸抄丘石英颗粒表面结构进行了对比研究。研究认为，无论是内陆沙漠砂或海岸沙丘砂，其石英颗粒都具有较好的磨圆度，表面有碟形坑、麻坑及ＳｉＯ＿２沉淀物等代表风成环境的典型特征；此外，还叠加有代表原生沙物质来源于水下环境的Ｖ型撞击坑、撞击沟等痕迹。然而，受环境尤其是气候影响，其表面结构特征仍有差异，表现在内陆干旱区大陆性气候的沙漠砂的风成机械作用和化学沉淀作用，都要比沿海湿润季风性气候的海岸沙丘砂强烈；但海岸沙丘砂的化学溶蚀作用却比内陆沙漠砂要明显。同属海岸抄丘环境，其石英颗粒表面结构特征表现为北方温带海岸沙丘砂的机械作用痕迹强；而南方热带海岸沙丘砂的化学作用痕迹发育，但机械作用痕迹并非少见，仍然十分明显。

表面极性对微细石英颗粒沉降速度的影响

通过对微细石英颗粒的表面进行变性处理 ,研究表面极性对微细石英颗粒沉降速度的影响。石英砂粒群在水中的干涉沉降试验结果表明 ,干涉沉降速度的对数与松散度的对数基本保持直线关系。在相同的松散度下 ,疏水后的沉降速度比疏水前明显增大。疏水前后的直线斜率相等 ,均为 4 0 2 0 8,疏水前后的截距发生了变化。疏水前颗粒的自由沉降末速为 2 2 77cm/s ,疏水后为 2 411cm/s 。

中国南方红土中石英颗粒的E’心寿命

利用石英颗粒进行电子自旋共振（ＥＳＲ）年代学研究，其Ｅ’心的寿命必须大于样品可能沉积年龄一个数量级以上。本文绘制了南方红土中石英颗粒的等时退火曲线，选择出合适的等温退火温度。根据实验结果，拟合出石英颗粒的Ｅ’心的寿命温度曲线，推导出常温（２９３Ｋ）下Ｅ’心的年龄为３．０９ｘ１０８年，证明了就Ｅ’心的寿命而言，石英颗粒完全可以用来对中国南方红土剖面进行ＥＳＲ断代。

伊犁尼勒克黄土石英颗粒微形态特征及其成因与物源意义

石英颗粒表面微形态分析是判断沉积物成因和来源的重要方法之一。对伊犁盆地尼勒克黄土石英颗粒表面微形态特征进行了研究,并将其与冰川、河流、沙漠样品进行比较,结果表明尼勒克黄土石英颗粒磨圆较差,冰川和水流作用的微形态特征明显,系近源风力搬运沉积。通过对比分析讨论了石英粉砂的可能产生机制,认为流水和寒冻风化作用为伊犁黄土的形成提供了重要动力来源。尼勒克黄土的物质来源和匈牙利黄土类似,而与黄土高原黄土有较大差别,这主要表现在经受风力搬运-沉积的次数上或者风力搬运的距离上。该研究为解译伊犁地区黄土的古气候环境意义提供了重要基础。