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新疆玉海-三岔口铜矿黑云母矿物化学特征及成岩成矿意义

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地球科学 2018年第9期43卷 2929-2942页

作者：龚林陈华勇王云峰赵联党肖兵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东广州510640 中国科学院大学北京100049 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640

黑云母的化学成分对于揭示结晶条件、岩石成因、成矿演化以及含矿性评价等具有重要的指示意义.利用电子探针(EPMA)对新疆玉海和三岔口铜矿中的黑云母进行成分分析,结果表明与成矿相关岩体的黑云母具有富镁贫铁的特征,而无矿化岩体中的... 详细信息

黑云母的化学成分对于揭示结晶条件、岩石成因、成矿演化以及含矿性评价等具有重要的指示意义.利用电子探针(EPMA)对新疆玉海和三岔口铜矿中的黑云母进行成分分析,结果表明与成矿相关岩体的黑云母具有富镁贫铁的特征,而无矿化岩体中的黑云母则呈现富铁贫镁的特征.分析结果显示矿化岩体中黑云母为再平衡镁质黑云母,而无矿化岩体中黑云母为原生铁质黑云母;它们的寄主岩石均属于I型花岗岩,形成于与俯冲相关的构造背景,但是与矿化相关岩体的岩浆源区为壳幔混合来源,而无矿岩体的源区为地壳来源,形成过程中有新生地壳组分的混染;两类黑云母的结晶温度为529~677℃,寄主岩体的固结压力为1.1~2.8kbar,均形成于高氧逸度条件;此外,黑云母的Mg/Fe和Fe^(2+)/(Fe^(2+)+Mg^(2+))还可以区分斑岩型铜矿的含矿性.

关键词：矿物成分黑云母成岩成矿作用新疆玉海-三岔口铜矿地球化学

攀西地区新街层状岩体粒间不混熔作用:来自斜长石环带结构的记录

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大地构造与成矿学 2017年第2期41卷 369-380页

作者：董欢邢长明王焰中国科学院广州地球化学研究所中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广东广州510640 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640 中国科学院大学北京100049

位于攀西地区的新街层状岩体赋含大量钒钛磁铁矿,是峨眉山大火成岩省的一部分。岩体下部带和中部带以单斜辉石岩为主,并伴生浸染状钒钛磁铁矿矿化;上部带以辉长岩为主,赋存厚层的钒钛磁铁矿矿体。之前研究认为厚层的钒钛磁铁矿矿体的形... 详细信息

位于攀西地区的新街层状岩体赋含大量钒钛磁铁矿,是峨眉山大火成岩省的一部分。岩体下部带和中部带以单斜辉石岩为主,并伴生浸染状钒钛磁铁矿矿化;上部带以辉长岩为主,赋存厚层的钒钛磁铁矿矿体。之前研究认为厚层的钒钛磁铁矿矿体的形成与粒间不混熔的富Fe熔体有关,但对富Fe熔体的演化过程缺乏细致研究。本文通过对新街岩体上部带的富矿辉长岩层和上覆浅色辉长岩中斜长石环带结构和成分的研究,揭示了富Fe熔体的演化过程。在浅色辉长岩中保存的岩浆不混熔的直接证据表现为矿物粒间共轭的富Si交生体和富钛铁矿交生体代表的非反应结构。本次研究发现,与粒间富Si交生体接触的斜长石边部的FeO和TiO_2含量随斜长石牌号(An)值的降低而降低,而与粒间富钛铁矿交生体接触的斜长石边部的FeO和TiO_2含量随An值的降低而升高,说明斜长石的边部成分变化记录了粒间共轭的富Si和富Fe熔体的成分特征。在富矿辉长岩中,斜长石可分为初生和新生两种,初生斜长石的An值介于57~62,FeO含量为0.34%~0.50%,TiO_2含量为0.06%~0.13%,新生斜长石具有相对较高的An值(61~81)和FeO、TiO_2含量,二者的内部和边部还发育增生斜长石,其An值(~50)相对较低;在初生斜长石边部可见不连续的新生斜长石环带和增生斜长石边,造成其内部成分显著不均一,并发育复杂的环带结构。本文认为,初生斜长石是岩浆正常分离结晶作用的产物。在粒间熔体发生不混熔后,不混熔的富Fe熔体逐渐向岩浆房下方迁移并结晶出了一些相对高An值的新生斜长石,或沿一些初生斜长石边部生长形成不连续的高An环带。当富Fe熔体演化至晚期,由于矿物生长空间受限,仅在初生和新生斜长石局部形成了相对低An值的增生边、或沿颗粒裂隙进入斜长石内部形成增生斜长石核。

关键词：斜长石环带岩浆不混熔钒钛磁铁矿矿床层状岩体峨眉山大火成岩省攀西地区

矿物增效的生物泵:基于矿物-微生物作用的水体CO_(2)增汇策略

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科学通报 2022年第10期67卷 924-932页

作者：袁鹏刘冬中国科学院广州地球化学研究所广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室中国科学院矿物学与成矿学重点实验室广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640

2015年12月,人类应对全球气候变化危机的重要国际公约——《巴黎协定》(Paris Agreement)在巴黎气候变化大会上通过.《巴黎协定》提出,要将全球21世纪的平均气温上升幅度(相比前工业化时期)控制在2℃(甚至1.5℃)以内.目前,中国、美国、... 详细信息

2015年12月,人类应对全球气候变化危机的重要国际公约——《巴黎协定》(Paris Agreement)在巴黎气候变化大会上通过.《巴黎协定》提出,要将全球21世纪的平均气温上升幅度(相比前工业化时期)控制在2℃(甚至1.5℃)以内.目前,中国、美国、德国、法国等世界主要大国已签署了该协议,部分国家还提出了“碳中和”甚至碳负排放的中期目标与完成时间表.

关键词：中期目标微生物作用工业化时期碳中和《巴黎协定》国际公约生物泵时间表

金川铜镍硫化物矿床中铂族矿物的主要类型和产出特征:热液蚀变过程中铂族元素的富集机理

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岩石学报 2021年第9期37卷 2875-2888,I0025,I0026页

作者：董宇魏博王焰中国科学院矿物学与成矿学重点实验室中国科学院广州地球化学研究所广州510640 中国科学院大学北京100049 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广州510640 中国科学院深地科学卓越创新中心广州510640

金川铜镍硫化物矿床是我国最主要的铂族元素(PGE)资源产地,其矿石受热液蚀变作用影响明显,并产出多种铂族矿物(PGM)。岩浆演化和热液蚀变过程中PGE的迁移富集机制和PGM的成因,一直是研究PGE地球化学行为非常关注的问题。本文对金川铜镍... 详细信息

金川铜镍硫化物矿床是我国最主要的铂族元素(PGE)资源产地,其矿石受热液蚀变作用影响明显,并产出多种铂族矿物(PGM)。岩浆演化和热液蚀变过程中PGE的迁移富集机制和PGM的成因,一直是研究PGE地球化学行为非常关注的问题。本文对金川铜镍硫化物矿床中PGM的研究发现,其主要类型包括含PGE的硫砷化物(硫砷铱矿)和砷化物(砷铂矿),Pd的铋化物、碲化物和硒化物,以及少量其他铂族矿物。其中,硫砷铱矿可包裹于各种贱金属硫化物(镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿)中,表明硫砷铱矿可能结晶于早期的含As硫化物熔体,随后被包裹于硫化物熔体冷凝分异产生的单硫化物固溶体(MSS)和中间硫化物固溶体(ISS)中。硫化物熔体中的As可能主要通过地壳混染作用加入幔源岩浆。大量铋钯矿(PdBi)呈微细乳滴状包裹于黄铜矿中,为晚期ISS冷凝形成黄铜矿过程中出溶的产物。少量铋钯矿(PdBi_(2))呈不规则状充填于矿物裂隙,与次生磁铁矿脉紧密共生,并随矿石的蚀变程度增加,铋钯矿的化学成分由PdBi逐渐向PdBi_(2)转变,表明这部分铋钯矿为后期热液蚀变产物。铋碲钯矿和钯的硒化物则主要产出于镍黄铁矿裂隙且与次生磁铁矿紧密共生,指示明显的热液成因。钯的硒化物的出现表明,岩浆期后酸性、高盐度、高氧逸度的富Cl^(-)流体对金川铜镍硫化物矿床中Pd的迁移和富集起到了关键控制作用。

关键词：金川铜镍硫化物矿床铂族矿物贱金属硫化物热液蚀变

从矿物粉晶表面反应性到矿物晶面反应性——以黄铁矿氧化行为的晶面差异性为例

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岩石学报 2019年第1期35卷 129-136页

作者：何宏平鲜海洋朱建喜谭伟梁晓亮陈锰中国科学院矿物学与成矿学重点实验室中国科学院广州地球化学研究所广州510640 广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室中国科学院广州地球化学研究所广州510640 中国科学院大学北京100049

地球系统中各种矿物相的物理化学反应大多是从矿物表面或界面开始的。要揭示矿物表面反应性的本质,就需要从控制其反应性的表面结构入手。由于实验条件的限制,绝大多数关于矿物表面物理化学性质的研究主要采用粉晶作为研究对象。尽管粉... 详细信息

地球系统中各种矿物相的物理化学反应大多是从矿物表面或界面开始的。要揭示矿物表面反应性的本质,就需要从控制其反应性的表面结构入手。由于实验条件的限制,绝大多数关于矿物表面物理化学性质的研究主要采用粉晶作为研究对象。尽管粉晶方法在研究诸如硅酸盐、碳酸盐溶解和沉淀结晶等过程中被普遍采用,但这种基于矿物粉晶的研究方法还是有一定的不足。因为形成粉晶的破碎研磨过程会导致晶体高能面的出现,高能面所具有的高活性可能会加速其反应过程,应用于地球化学反应的计算结果就可能高估了实际的地球化学反应速率。本研究以黄铁矿表面氧化反应的晶面差异性为例,从晶面结构制约反应性的角度出发,重新审视了黄铁矿氧化的相关问题,弥补了传统"粉晶研究"中对黄铁矿氧化速率和氧化机理认识的缺陷。黄铁矿宽范围的氧化速率实测值很可能是由不同晶面间较大的反应性差异导致;水在黄铁矿的氧化过程中同时扮演着传递电子的催化剂和反应物的角色,也是黄铁矿氧化反应速控步(rate-limiting step)的核心物质。这些认识首次明确了黄铁矿不同晶面反应性差异的重要性,并提示我们应将传统表面矿物学的研究推向更为精确的晶面矿物学水平。这一从晶面角度考察发生在矿物表面的地球化学反应的研究方法可为构建更为精确的地球化学模型提供理论基础。

关键词：黄铁矿晶面反应性氧化速率氧化机理

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

离子吸附型稀土矿床形成的矿物表/界面反应机制

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地学前缘 2022年第1期29卷 29-41页

作者：梁晓亮谭伟马灵涯朱建喜何宏平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东广州510640 中国科学院广州地球化学研究所广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640

华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变... 详细信息

华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变质岩及火山岩的风化壳中。基岩中的(含)稀土矿物是风化壳中离子态稀土的主要来源,其矿物组合很大程度上决定了稀土矿床的禀赋和分异特征。在物理-化学风化和微生物作用下,造岩矿物、含稀土矿物和稀土独立矿物逐渐溶解,使稀土元素活化和再富集。一方面,母岩风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物具有较大的比表面积和一定的表面电荷密度,是稀土离子的主要载体;另一方面,稀土离子通过离子交换、表面吸附与络合、共沉淀,以及形成次生稀土矿物等途径富集在次生矿物表面,其富集-分异特征和赋存状态受矿物类型、pH、微生物活动等因素所控制。利用高分辨透射电镜结合选区电子衍射和电子能量损失谱,以及同步辐射X射线吸收精细结构谱,有望在原子级尺度查明稀土的微观赋存状态。未来研究需更多关注基岩中(含)稀土矿物组合及其演化路径的制约因素、微生物风化对离子吸附型稀土矿床成矿作用的约束,以及稀土元素的微观赋存状态等问题。

关键词：离子吸附型稀土矿床矿物溶解矿物演化稀土元素富集-分异微生物风化矿物表/界面反应

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纳米结构矿物的特殊结构和表-界面反应性

地球科学 2018年第5期43卷 1384-1407页

作者：袁鹏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东广州510640 中国科学院广州地球化学研究所广东省矿物物理与材料研究开发重点实验室广东广州510640

纳米矿物是纳米地球科学(Nanogeoscience)的核心研究对象之一.鉴于"纳米矿物"的概念在实际运用时较宽泛,有时与经典定义不符,建议用"纳米结构矿物"代替"纳米矿物",并简析了纳米结构矿物(Nanostructured Minerals)的概念.以管状纳米结构... 详细信息

纳米矿物是纳米地球科学(Nanogeoscience)的核心研究对象之一.鉴于"纳米矿物"的概念在实际运用时较宽泛,有时与经典定义不符,建议用"纳米结构矿物"代替"纳米矿物",并简析了纳米结构矿物(Nanostructured Minerals)的概念.以管状纳米结构矿物(埃洛石和伊毛缟石)、球状纳米结构矿物(水铝英石)、层间纳米结构矿物(蒙脱石和伊/蒙混层矿物)和多孔纳米结构矿物(硅藻质蛋白石)为例,分析了纳米结构矿物的结构、表面基团的特殊性及其所衍生的特殊界面反应性,讨论了它们对矿物资源利用和油气生成等地球物质循环过程的重要意义.

关键词：纳米结构矿物管状纳米结构层间纳米结构埃洛石硅藻质蛋白石伊毛缟石蒙脱石水铝英石

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新型智能矿床勘查指导信息系统构建

大地构造与成矿学 2023年第6期47卷 1323-1329页

作者：张俊岭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东广州510640 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049 广东省矿物物理与材料重点实验室广东广州510640

为充分挖掘矿床勘查大数据价值,提升矿床勘查效率,本文从分析矿床勘查大数据、总结矿床勘查流程出发,提出了利用人工智能技术驱动“勘查活动–勘查大数据–勘查标识体系”三元智能循环的新型智能矿床勘查指导系统研究思路,设计了5层系... 详细信息

为充分挖掘矿床勘查大数据价值,提升矿床勘查效率,本文从分析矿床勘查大数据、总结矿床勘查流程出发,提出了利用人工智能技术驱动“勘查活动–勘查大数据–勘查标识体系”三元智能循环的新型智能矿床勘查指导系统研究思路,设计了5层系统体系结构,并提出了“人工智能+微服务+云化部署”的技术路线,构建了涵盖数据采集处理、标识体系构建、预测区圈定与勘查指导方案生成等在内的八大功能模块,并对系统的多元应用形态、应用流程进行了展望。新型智能矿床勘查指导系统是服务矿床勘查活动的未来形态的综合信息系统,探索并构建该系统对于推动矿床勘查智能化进程具有现实意义。

关键词：矿床勘查勘查标识人工智能信息系统