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短波红外(SWIR)光谱仪器间系统误差评价及其在矿物勘查中的应用

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大地构造与成矿学 2025年

作者：赵骏峰朱亚博王雪娜陈华勇肖兵杨征坤杜亮中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室中国科学院大学广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室西藏华泰龙矿业开发有限公司

短波红外(SWIR)光谱技术是蚀变矿物鉴别与光谱参数分析的关键手段。然而,不同仪器间潜在的系统误差严重制约了国内外光谱数据的横向对比与融合。本研究采用国产常用的CSD350A光谱仪与国际通用的ASD TerraSpec 4光谱仪,对西藏甲玛、河南... 详细信息

短波红外(SWIR)光谱技术是蚀变矿物鉴别与光谱参数分析的关键手段。然而,不同仪器间潜在的系统误差严重制约了国内外光谱数据的横向对比与融合。本研究采用国产常用的CSD350A光谱仪与国际通用的ASD TerraSpec 4光谱仪,对西藏甲玛、河南夜长坪和福建悦洋三个矿床的1628个样品进行了系统测试,从矿物识别情况、光谱特征参数及空间分布趋势三个维度开展对比分析。研究结果表明,两种仪器对矿物大类的识别具有较高一致性,但在矿物亚类细分中存在显著差异,尤其体现在白云母族矿物中伊利石与云母的区分上。在光谱参数方面,两种仪器在吸收特征峰位置检测上表现出明显的系统误差,其中TerraSpec4仪器测试值普遍偏高,不同吸收峰位置的系统误差范围为2～6nm;而吸收深度、光谱成熟度及半高宽的差异相对较小。空间趋势对比分析显示,由两种仪器获得的光谱参数变化规律在空间分布上具有一致性,但在实际应用中需考虑具体数值的系统偏差。本研究系统提供了常用蚀变矿物在国内外光谱仪器间的识别结果及其光谱参数的系统误差,为不同仪器间数据的标准化处理提供了定量依据。

关键词：蚀变矿物短波红外光谱矿物勘查光谱仪系统误差

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地壳岩浆氧化性和斑岩型铜矿床成矿潜力

中国科学:地球科学 2025年第1期55卷 227-238页

作者：艾宇民 Massimo CHIARADIA 吴超陈华勇中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室广州510640 中国科学院大学北京100049 Department of Earth Sciences University of GenevaGeneva 1205Switzerland 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广州510640

斑岩型铜矿床是全球铜(Cu)、钼(Mo)和金(Au)资源的主要供应源,其形成过程受到多种地质因素的控制,尤其是岩浆的氧化性是当前研究的焦点.本文综合分析了全球范围内已发表的弧岩浆中钒(V)和钪(Sc)的比值(V/Sc)数据,并收集了V和Sc在矿物和... 详细信息

斑岩型铜矿床是全球铜(Cu)、钼(Mo)和金(Au)资源的主要供应源,其形成过程受到多种地质因素的控制,尤其是岩浆的氧化性是当前研究的焦点.本文综合分析了全球范围内已发表的弧岩浆中钒(V)和钪(Sc)的比值(V/Sc)数据,并收集了V和Sc在矿物和硅酸盐熔体中的分配系数.通过探讨V/Sc比值与岩浆氧逸度(f O2)之间的相关性,评估了不同厚度弧地壳中岩浆的氧化性特征.研究结果表明,磁铁矿的分离结晶是降低残余岩浆的V/Sc比值的关键因素.此外,磁铁矿结晶开始时的镁值(Mg#)与岩浆氧化性呈现显著的正相关性.利用这一规律,进一步评估第四纪弧岩浆的氧化性,发现在地壳厚度超过20km的成熟岛弧和大陆弧中,岩浆随着地壳厚度的增加趋向于更高的氧逸度.这表明在这些环境中,石榴石和角闪石的地壳内分异作用增强了岩浆的氧化性;相比之下,地壳厚度小于20km的薄弧中的岩浆则可能由于更多的俯冲板片氧化性物质输入,展现出比厚弧岩浆更高的氧化性.这些发现表明,俯冲动力学和地壳厚度在决定弧岩浆氧化性及其形成斑岩型铜矿的能力方面起着至关重要的作用.高度氧化的原始弧岩浆由于在岩浆演化的早期阶段经历磁铁矿结晶,从而导致硫化物饱和,这一过程导致铜的早期亏损,因此不利于斑岩型铜矿的形成.相反,在厚弧中磁铁矿结晶被广泛抑制,使硫化物大量饱和出现在岩浆晚期阶段,因此更有利于保留演化岩浆中铜的成矿潜力.本研究深入探讨了地壳内分异作用和俯冲带物质输入对弧岩浆氧化性的双重影响,并基于V/Sc比值变化规律的系统研究,为斑岩型铜矿床的成矿潜力提供了新的地球化学指示.

关键词：岩浆演化 V/Sc变化规律磁铁矿氧逸度斑岩铜矿

影响弧岩浆成矿潜力的因素:来自台湾岛东部火山岩内熔体包裹体和锆石组成的指示

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中国科学:地球科学 2025年第03期55卷 789-802页

作者：李建平张世涛初高斌陈华勇中国科学院广州地球化学研究所矿物学与成矿学重点实验室 Department of Earth and Planetary Sciences McGill University 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室广州拓岩分析技术有限公司广东省矿物物理与材料重点实验室中国科学院大学

俯冲相关的斑岩Cu（-Au）矿床代表了上地壳中金属和硫的巨量富集,通常与弧岩浆密切相关.然而,形成这些矿床的富矿岩浆和贫矿岩浆之间的根本差异目前仍存在很大争议.本研究报道了来自台湾岛东部贫矿弧火山岩内锆石和硅酸盐熔体包裹体（S... 详细信息

俯冲相关的斑岩Cu（-Au）矿床代表了上地壳中金属和硫的巨量富集,通常与弧岩浆密切相关.然而,形成这些矿床的富矿岩浆和贫矿岩浆之间的根本差异目前仍存在很大争议.本研究报道了来自台湾岛东部贫矿弧火山岩内锆石和硅酸盐熔体包裹体（SMIs）的化学成分,旨在增加对影响弧岩浆成矿潜力因素的认识.锆石U-Pb年龄显示岩浆活动发生在距今约0.7Ma,且安山质熔体在约900～950℃的还原环境中形成.斜长石内的熔体包裹体显示母岩浆具有安山质组成特征和较高（且可变）的Cu含量,经计算熔体的H2O含量接近3～4wt.%.以上证据表明,岩浆氧化还原状态和H2O含量可能是控制弧岩浆Cu（-Au）成矿潜力的关键因素,文章认为还原且相对贫水的岩浆可能是导致台湾岛东部缺乏斑岩铜矿的潜在重要因素.

关键词：硅酸盐熔体包裹体锆石氧化还原状态弧岩浆 Cu(-Au)成矿潜力

水银洞卡林型金矿载金黄铁矿含砷环带特征及砷赋存状态

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矿物岩石 2025年

作者：徐亮鲜海洋杨文淋朱建喜中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物与成矿重点实验室/广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室成都理工大学材料与化学化工学院

卡林型金矿中金主要以“不可见”金的形式赋存于含砷黄铁矿。黄铁矿中As的含量限制着以固溶体形式进入晶格的Au含量，As的掺入对黄铁矿的晶体结构和卡林型金矿中“不可见”金的形成机制的影响亟待研究。本文以贵州水银洞金矿作为典型卡... 详细信息

卡林型金矿中金主要以“不可见”金的形式赋存于含砷黄铁矿。黄铁矿中As的含量限制着以固溶体形式进入晶格的Au含量，As的掺入对黄铁矿的晶体结构和卡林型金矿中“不可见”金的形成机制的影响亟待研究。本文以贵州水银洞金矿作为典型卡林型矿床进行研究，利用扫描电镜（SEM）结合背散射（BSE）、电子背散射衍射（EBSD）、电子探针（EPMA）、聚焦离子束（FIB）以及三维电子衍射（3DED）技术等手段，对载金黄铁矿的含砷环带特征及砷赋存状态进行研究，发现大颗粒黄铁矿通常存在低As多孔的沉积-成岩黄铁矿核心和As震荡环带，反映了成矿流体的周期性剧烈波动；小颗粒黄铁矿的含砷环带大多为1-2层，且含砷环带的外侧As含量逐步降低，与高Au区域耦合；含As震荡环带的晶体取向与核部一致，说明了环带为核部黄铁矿外延生长形成；含砷黄铁矿中的As主要呈随机替代S位置的形式进入黄铁矿的晶格，黄铁矿晶格的整体结构并不发生改变，但由于Fe-S（As）键长、S（As）-S（As）键长均随As含量的增加而变大，黄铁矿的晶胞参数随之变大，其相关性为a0（?）=5.415 + 0.031 × CAs（at%）。含砷黄铁矿的晶胞参数变大为Au替代进入黄铁矿晶格提供了空间，提高了Au在黄铁矿晶格中的稳定性。

关键词：卡林型金矿水银洞金矿含砷黄铁矿含砷环带不可见金

内蒙古白云鄂博矿床发现一种新的含羟基、铌-镁氧化物新矿物——福元铌矿

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岩石学报 2025年第1期41卷 1-3页

作者：佘海东范宏瑞展云翔谷湘平李晓春杨奎锋王其伟中国科学院地质与地球物理研究所矿产资源研究重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 白云鄂博稀土资源研究与综合利用全国重点实验室包头014030 江西应用科技学院宝石与矿物资源学院南昌330100

铌具有熔点高、耐腐蚀、耐磨和超导性等优点,被广泛应用于特种钢铁、超导材料和航空航天等领域,是发展低碳绿色能源产业的战略性关键金属。内蒙古白云鄂博矿床是全球最大的稀土矿床,也是中国最大的铌矿床。据统计,在该矿床已发现的矿物... 详细信息

铌具有熔点高、耐腐蚀、耐磨和超导性等优点,被广泛应用于特种钢铁、超导材料和航空航天等领域,是发展低碳绿色能源产业的战略性关键金属。内蒙古白云鄂博矿床是全球最大的稀土矿床,也是中国最大的铌矿床。据统计,在该矿床已发现的矿物达210余种,其中新矿物23种;铌矿物近31种,其中新矿物10种。福元铌矿是近期在该矿床发现的又一种新的含铌矿物,呈红褐色至褐色,板状,自形至半自形,粒度约为40~60μm,通常与鄂博铌矿、铌钙矿、烧绿石、磁铁矿及碳酸盐矿物等共生。福元铌矿是一种结构简单的含羟基、镁-铌氧化物类矿物,理想化学式Mg_(7)Nb_(6)O_(18)(OH)_(8),铌氧化物平均含量为67.3%,属于三方晶系,空间群P 3(#147)。福元铌矿是鄂博铌矿水热蚀变后的产物,且Nb_(2)O_(5)含量显著升高。福元铌矿新矿物的发现增加了白云鄂博可用铌金属选冶矿物种类,也表明了蚀变作用过程中Nb的弱迁移性。

关键词：新矿物福元铌矿含羟基铌镁氧化物白云鄂博

中拉萨地体当惹雍措锆石微量元素特征及其对地壳厚度演化的指示

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地学前缘 2025年第1期32卷 343-366页

作者：刘晓惠刘一珉丁林郭晓玉黄兴富李蕙琳高锐中国石油大学(北京)地球物理学院油气资源与工程全国重点实验室北京102249 中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化与环境演变全国重点实验室北京100029 中国科学院青藏高原研究所青藏高原地球系统与资源环境重点实验室北京100101 中山大学地球科学与工程学院广东珠海519082 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海) 广东珠海519082 桂林理工大学地球科学学院广西桂林541004

拉萨地体位于青藏高原南部,是全球地壳厚度最大的区域之一。然而,拉萨地体地壳增厚的时间和过程仍存在一定争议。锆石的微量元素特征受控于锆石与其他微量元素载体矿物之间的共生关系,即不同矿物的分配系数不同,因此,锆石微量元素可用... 详细信息

拉萨地体位于青藏高原南部,是全球地壳厚度最大的区域之一。然而,拉萨地体地壳增厚的时间和过程仍存在一定争议。锆石的微量元素特征受控于锆石与其他微量元素载体矿物之间的共生关系,即不同矿物的分配系数不同,因此,锆石微量元素可用于定量重建地壳厚度。本研究对来自中拉萨地体当惹雍措地区的岩浆岩和沉积岩中的锆石开展了U-Pb年代学和微量元素地球化学研究。利用锆石的Eu异常对地壳厚度进行定量重建,结果显示,中拉萨地体在侏罗纪至新近纪期间,经历了两次地壳减薄(150~130和85~65 Ma)和两次地壳增厚(130~85和65~15 Ma)事件。在150~130 Ma期间,中拉萨地体地壳减薄主要与班公湖—怒江洋的板片回撤有关。在130~85 Ma期间,由于新特提斯洋向北俯冲和班公湖—怒江洋向南俯冲,中拉萨地体发生了地壳增厚。在85~65 Ma期间,新特提斯洋的板片回撤和弧后拉张导致中拉萨地体再次发生地壳减薄。在65~15 Ma,印度与亚欧板块的碰撞和后续挤压作用,导致中拉萨地体地壳再次加厚。

关键词：青藏高原中拉萨地体地壳厚度锆石U-Pb年龄锆石微量元素

(TiZrNbMoTa)B2高熵陶瓷的制备与摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2025年第02期45卷 187-197页

作者：高显己辛本斌张爱军韩杰胜孟军虎中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室中国科学院大学材料与光电研究中心

通过高能球磨和放电等离子烧结（SPS）技术制备了（TiZrNbMoTa）B2高熵陶瓷，探讨了球磨条件对高熵陶瓷物相组成、微观结构和力学性能影响，着重研究了（TiZrNbMoTa）B2高熵陶瓷从25～800℃的摩擦学性能及磨损机制.结果表明：随着球磨... 详细信息

通过高能球磨和放电等离子烧结（SPS）技术制备了（TiZrNbMoTa）B2高熵陶瓷，探讨了球磨条件对高熵陶瓷物相组成、微观结构和力学性能影响，着重研究了（TiZrNbMoTa）B2高熵陶瓷从25～800℃的摩擦学性能及磨损机制.结果表明：随着球磨速度的提高，（TiZrNbMoTa）B2高熵陶瓷内各元素分布趋向均匀，（TiZrNbMoTa）B2逐渐形成单一均匀的具有六方最密堆积（HCP结构）的金属二硼化物固溶相；高熵陶瓷的硬度、断裂韧性和弯曲强度也随之提升.（TiZrNbMoTa）B2高熵陶瓷的高温耐磨性能较低温耐磨性能提高了36倍，其磨损机制由中低温的磨粒磨损转变为高温下的氧化磨损和磨粒磨损. B2O3的高温自润滑效应和磨损表面氧化釉质层的生成是高熵陶瓷具有良好高温耐磨性能的主要原因.

关键词：高熵陶瓷高熵硼化物力学性能摩擦学性能磨损机制

哀牢山构造带晚二叠世花岗岩锆石微量元素特征及其意义

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大地构造与成矿学 2025年第1期49卷 218-228,I0018-I0021页

作者：黄卓辉夏小平徐健莫静中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

哀牢山构造带保留了大量古特提斯洋演化的地质记录,是研究古特提斯洋演化的关键区域之一。然而,该构造带经历了复杂的地质过程,特别是新生代印度-欧亚板块碰撞的强烈改造,其演化历史存在诸多争议。前人针对哀牢山洋俯冲的地球化学研究,... 详细信息

哀牢山构造带保留了大量古特提斯洋演化的地质记录,是研究古特提斯洋演化的关键区域之一。然而,该构造带经历了复杂的地质过程,特别是新生代印度-欧亚板块碰撞的强烈改造,其演化历史存在诸多争议。前人针对哀牢山洋俯冲的地球化学研究,多基于全岩的主量、微量元素及同位素分析,缺少更精细的单矿物研究,且全岩元素易受后期地质过程影响,难以得到准确结果。锆石作为酸性岩浆中常见的副矿物,具有稳定的物理化学性质,是更可靠的研究对象。本次研究在哀牢山东部高级变质带和西部火山岩带采集了三件花岗岩样品,通过锆石微量元素探究哀牢山洋的俯冲作用。前人锆石U-Pb定年和全岩地球化学研究表明这些样品均为晚二叠世S型花岗岩。本研究发现样品中锆石的稀土元素配分模式具有轻稀土元素相对亏损、重稀土元素显著富集、明显的Ce正异常与Eu负异常等特征,大部分锆石的稀土和微量元素特征与世界其他典型俯冲带花岗岩相似,不同于碰撞/碰撞后花岗岩。结合前人研究,认为锆石的微量元素组成特征支持哀牢山构造带两侧的花岗岩形成于哀牢山洋俯冲构造环境,而非哀牢山洋闭合后陆-陆碰撞阶段产物。结合区域地质背景,认为哀牢山洋在晚二叠世处于俯冲消减阶段,且存在东向和西向俯冲。

关键词：晚二叠世哀牢山洋锆石微量元素俯冲作用碰撞造山

增黏、减摩抗磨多功能一体化的聚合物型水基润滑添加剂的设计制备及性能

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第2期 325-337页

作者：张崇瑞邹坤刘骁于强亮王新刚蔡美荣周峰中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室中国科学院大学烟台先进材料与绿色制造山东省实验室哈尔滨工程大学烟台研究院

采用绿色环保的水基润滑剂代替易造成环境污染的油基润滑剂，是实现绿色摩擦学的有效方法之一。然而，水基润滑剂普遍存在黏度低、易腐蚀、润滑效果差等问题。该文通过合理的分子结构设计，将聚合物链式增黏结构与质子型离子液体润滑结... 详细信息

采用绿色环保的水基润滑剂代替易造成环境污染的油基润滑剂，是实现绿色摩擦学的有效方法之一。然而，水基润滑剂普遍存在黏度低、易腐蚀、润滑效果差等问题。该文通过合理的分子结构设计，将聚合物链式增黏结构与质子型离子液体润滑结构相结合，制备了具有一定抗腐蚀性能、优异增黏和润滑性能的质子型聚离子液体(PPILs)水基润滑添加剂PPD-N。借助SRV-V微动摩擦磨损试验机和全自动真彩共聚焦显微镜表征了不同温度条件下PPD-N的减摩抗磨性能；采用扫描电子显微镜(SEM)考察了磨斑的表面微观形貌；通过光干涉法研究了PPD-N在弹性流体动力润滑状态(EHL)下的润滑性能；利用X射线光电子能谱(XPS)和飞行时间二次离子质谱(ToF-SIMS)对添加剂的润滑机理进行了研究。结果表明：PPD-N不仅能显著提高水基润滑液的黏度，还能有效抑制铸铁在水中的腐蚀。与商用增黏剂Koreox W55000相比，含有6%质量分数PPD-N的水基润滑液的摩擦系数和磨损体积可分别降低约75%和60%。EHL测试结果表明PPD-N水溶液在界面处的薄膜厚度随着滚动速度的增加而增大，接触区域中心膜厚和润滑剂出口处的最小膜厚均显著高于去离子水。在边界润滑状态下，PPD-N能在摩擦界面处形成吸附膜和摩擦化学反应膜，两者协同作用，显著提高了水基润滑液的摩擦学性能。PPD-N不含磷、硫和卤素，合成简单，绿色环保，有望作为难燃液压液和水基全合成金属加工液的增黏、润滑添加剂使用。

关键词：聚离子液体水基润滑润滑添加剂润滑机理

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