拉曼光谱研究天然FeS_2晶须结构及其相变规律

利用显微激光拉曼技术研究了山西耿庄天然纳-微米FeS2晶须的结构。发现FeS2晶须中有白铁矿和黄铁矿两种结构类型。较粗的藕节状、粗柱状、串珠状等不规则形貌为白铁矿相,直线状、平直、表面光滑的晶须为黄铁矿相。耿庄FeS2晶须结晶生长早期以白铁矿相为主,中期是白铁矿和黄铁矿型结构共存,晚期以黄铁矿相为主。晶须生长过程有早期白铁矿结晶向晚期黄铁矿结晶转变的趋势。而且有黄铁矿包覆白铁矿的生长现象。FeS2晶须结构相变规律与形貌、形成时间和成分特点具有关联性。

纳米-微米FeS2晶须微形貌及其生长界面稳定性研究

在前期天然纳米-微米FeS2晶须研究基础上,开展晶须微形貌观察研究.发现不同时期生长FeS2晶须的密集程度、直径、表面微形貌有明显差别,从早期到晚期晶须密集程度增加,直径减小,表面微形貌呈现出结瘤突出→表面粗糙→表面较光滑→表面平直、光洁的变化规律.根据晶体生长理论、晶须形成的地质背景和地质作用方式,分析讨论了耿庄FeS2晶须结晶生长时期生长界面稳定性及其变化过程.认为晶须生长早期有负温度梯度和过冷出现,晚期则是平稳的正温度梯度状态.晶须生长时期组分浓度经历了早期极不均匀,中期阶段相对均匀,晚期较均匀的变化过程.界面状态变化过程的总体趋势是由不稳定状态向稳定状态转变.耿庄FeS2晶须微形貌是热液体系中温度、组分浓度、界面相稳定性的协同作用结果.晶须微形貌不仅反映出晶须生长时期热液体系的物理、化学特点,而且对界面相的稳定性特征反映特别明显,记录了晶须生长界面的变化过程.

耿庄金矿含FeS_2晶须环带重晶石巨晶的特征及成因意义

在山西耿庄金矿区含金隐爆角砾岩体的晶洞内,发现了含FeS2晶须环带重晶石巨晶,用扫描电镜、电子探针、X射线粉晶衍射等手段系统研究了重晶石及其所含FeS2晶须的矿物特征。结果表明,重晶石化学成分单一;晶体结构标准;发育完好;晶须为FeS2-Fe(Ni,Co)S2的类质同象系列。根据地质背景,结合包裹体研究成果,运用晶体生长和地球化学理论,讨论了重晶石巨晶及所含晶须的成因。认为重晶石巨晶是该区燕山期花岗岩浆活动的期后热液演化到后期阶段时,SO2-4与围岩中的钡反应而形成;所含的FeS2晶须是持续进行的火山隐爆作用所产生的大量H2S、SO2等与热液中分解出的Fe2+、Ni2+、Co2+反应而形成的;富碱、H2S溶解度增大,S2-增高有利于晶须的生长;重晶石和晶须生长的地质环境具有宏观上的一致性和具体条件的差异性。当pH值为1～8.5、lgfO2为-31～-38时,优先进入FeS2生长的优势场,形成FeS2晶须矿物。当pH值为5.5～10、lgfO2在-25～-36时形成重晶石;FeS2环带和重晶石的共生现象是两者共结晶交互生长的结果;重晶石的套叠生长和晶须环带特征,是耿庄地区隐爆作用脉动性和周期性作用的结果。耿庄含晶须重晶石巨晶,明确标示出所形成的地质条件和地质作用过程,为深入研究隐爆作用和理解该区成矿作用提供了矿物学证据。