西藏罗布莎铬铁矿床中的金刚石包体X更线衍射研究

在西藏罗布莎蛇绿岩的豆荚状铬铁矿石及橄榄岩中找到了金刚石,少数金刚石存在有硅酸盐包体。本研究采用X射线衍射中的CCD(电子藕合)探测技术,测得了粒度仅为20 μm左右的包体矿物的粉晶X衍射数据,数据表明该硅酸盐包体有两种,为滑石和蛇纹石。从而说明了西藏罗布莎产于蛇绿岩中的金刚石是天然金刚石,并非“人工合成物”。

蛇绿岩地幔岩中自由SiO_2的发现及其地质意义

自由SiO_2系指石英及其同质多型物(polymorphs)柯石英、斯石英等。石英广泛分布于地壳中的各种岩石中,柯石英和斯石英只存在于超高压岩石和陨石坑中。由于石英和非饱和SiO_2的橄榄石不能共生,因此在地幔橄榄岩和超镁铁岩中不存在原生石英。最近笔者在西藏罗布莎蛇绿岩的地幔岩(方辉橄榄岩)的豆荚状铬铁矿中发现了自由SiO_2和柯石英相。根据高温高压相平衡实验资料,橄榄石、辉石这样的硅酸盐矿物在地幔深部的压力条件下可以分解成简单氧化物,如FeO(方铁矿)、MgO(方镁石)以及SiO_2(斯石英)等。由此推测,西藏蛇绿岩地幔岩中自由SiO_2可能是来自于下地幔的矿物,是地幔柱作用将其搬运到上地幔浅部。

核-幔物质晶体化学、矿物学及矿床学初探

大量的高温、高压实验表明随着温度和压力的增加 ,地幔氧化物及硅酸盐的晶体结构会发生与其温度和压力相适应的多型转变 ,并导致元素金属性的增加 ,即氧离子半径的缩小以及硅和其他阳离子半径的增大。来自地核部分物质的晶体化学及晶体物理目前还很少涉及 ,根据其物质组成 ,可能具有金属及金属互化物的性质 ,即原子呈等大球最紧密堆积 ,具有高熔点、难溶性等特征。在地球形成时作为地核物质是最先凝聚的 ,并由于重力分异沉入地核 ,上升至浅部时不与其他元素化合 ,保持了零价状态 ;等大球最紧密堆积使其在地球各层圈中晶体结构保持恒定。地幔热柱使核、幔物质上升至地球浅部成为可能 ,并形成矿物及矿床。以西藏罗布莎铬铁矿床为例 ,已经发现了多达 5 0种的铂族元素矿物、铁族元素矿物及其金属互化物 ,包括成分复杂多变的Os Ir ,Os Ir Ru ,Pt Fe ,Ir Fe Ni,Fe Ni Cr及Fe Co等矿物 ,它们还与来自核幔边界的Si,Fe ,FexSiy,FeO和SiO2 矿物共生 ,其中铂属矿物及其金属互化物矿物应视为来自E层的地核矿物 ;探讨了该区矿物与陨石矿物在共生组合方面的相似性 。

地球深部金属碳化物的晶体化学

金属碳化物的矿物十分稀少,但人工合成物则在化学成分及晶体结构两方面分布均较为丰富,可分成两种结构类型,即填隙结构型及复杂化合物型,其形成机理与碳原子与金属原子的半径比(Rc/Rm)有关。金属碳化物是西藏罗布莎铬铁矿床地幔矿物群的重要组成部分。列举了在该地区已发现的若干金属碳化物种属。探讨了该类矿物的形成机理以及该类矿物中的某些种属表征其形成的温度、压力状态的可能性。

雅鲁矿：一种金属碳化物新矿物

雅鲁矿产于中国西藏曲松县罗布莎蛇绿岩铬铁矿山中（29°5′N，92°5′E，拉萨市东南约200公里处）。伴生矿物有金刚石、碳硅石、方铁矿、饿铱矿、铱锇矿（自然锇）、方镁石、铬铁矿等。与雅鲁矿伴生的金属碳化物有桐柏矿、陨碳铁矿、钛碳矿和曲松矿（IMA2007—034）。雅鲁矿及其伴生矿物都是从人工重砂大样中经选矿富集后得到的。该矿物为不规则粒状，粒径20～60μm，钢灰色，不透明。莫氏硬度：5．5～6，性脆{001}解理完全，贝壳状断口。化学分子式为：（Cr4Fe4Ni）∑9C4，或（Cr,Fe，Ni）∑9C4。六方晶系，空间群：P63／mc，a=18．839（2）A，c＝4．4960（9）A，V＝745．7（2）A3，Z＝6，计算密度：7．19g／cm^3。雅鲁矿己被国际新矿物命名及矿物分类委员会（CNMMNC）批准为新矿物（IMA2007—035），样品（M11650号）保存在中国地质博物馆。

高压相变晶体化学与西藏罗布莎矿物群研究新成果

1高压相变晶体化学高压下压力增加时,氧化物和硅酸盐矿物中的阳离子会从配位数低的多面体向配位数高的多面体迁移。这种迁移是由于阴阳离子半径的比值发生改变引起的。

(Fe_4Cr_4Ni)_9C_4的晶体结构

(Fe,Cr,Ni)9C4是一种(Fe,Cr,Ni)与C化合而成的金属碳化物矿物,产于西藏罗布 莎蛇 绿岩块铬铁矿床中,经晶体结构测定确定其晶体化学式为:(Fe4.12Cr3.84Ni0.96)8.92C3.7 0,简化的化学分子式为(Fe4Cr4Ni)9C4,该矿物属六方晶系,空间群为P63mc, Z=6,计算比重 Dx=7.089g/cm3.Fe,Cr,Ni各有其不同的晶体化学位置,配位数近似于12,形成带折皱的 堆积 层与平的堆积层的互层结构,部分金属原子具有缺位结构.Fe,Cr,Ni原子间的键长为0.2525 ～0.2666nm,C与Fe,Cr,Ni原子之间的距离为0.1893～0.2169nm.C的配位数为6,充真于Fe,Cr ,Ni金属原子间构成三方柱配位多面体.该配位多面体以共角顶或共棱方式相互连接构成了一 种新型的金属碳化物结构.