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含超轻元素Be矿物的电子探针定量分析——测试条件的约束

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岩石学报 2022年第7期38卷 1879-1889页

作者：张文兰汤志敏胡欢车旭东靳文楷谢磊内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210023 南京大学关键地球物质循环前沿科学中心南京210023

铍(Be)是战略性资源,属于关键金属。Be在电子探针(EMPA)可分析的元素范围内属于最难测准的一个元素。难测准的原因在于Be属于超轻元素,其特征X-射线不但信号弱、能量低,而且易受其他元素强烈吸收效应的影响,因此硬件上需要EMPA配置大面... 详细信息

铍(Be)是战略性资源,属于关键金属。Be在电子探针(EMPA)可分析的元素范围内属于最难测准的一个元素。难测准的原因在于Be属于超轻元素,其特征X-射线不但信号弱、能量低,而且易受其他元素强烈吸收效应的影响,因此硬件上需要EMPA配置大面网间距的特殊分光晶体。而不同厂家不同大面网间距分光晶体配置的EMPA在铍矿物的测试条件存在明显差异,即使同一EMPA测试不同Be矿物分析条件也不一致。尤其是占据国内市场主流的JEOL电子探针目前也只尝试分析过绿柱石一种Be的矿物。本文利用配置LDE3H分光晶体的JXA-8100(JEOL)电子探针,对除绿柱石之外的金绿宝石、硅铍石、硼铍石和锌日光榴石四种Be矿物开展了Be等元素最佳定量分析方法的研发。通过不同铍矿物的全元素扫描,发现与CAMECA电子探针不同,JEOL电子探针不存在Be_(Kα)峰被Si_(L2,3,M1)峰干扰问题。同时发现每种含Be矿物Be_(Kα)峰位存在不同程度的漂移现象,并结合原子轨道杂化及吸收效应等理论对该现象进行了合理的解释。在此基础上,建立起配置LDE3H分光晶体的JEOL电子探针定量分析金绿宝石、硅铍石、硼铍石和锌日光榴石不同Be矿物中Be等元素含量的有效方法。该Be矿物原位分析方法的探索,不仅为JEOL EMPA用户提供Be矿物分析的成熟经验,也必将为铍资源的相关研究和找矿勘查提供有力的技术支撑。

关键词：电子探针定量分析铍矿物分析条件

会泽铅锌矿区摆佐组地层白云石类型、特征及成因

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地球科学 2024年

作者：赵思博刘英超岳龙龙马旺郑宁唐波浪中国地质科学院地质研究所深地科学与探测技术实验室中国地质大学(北京)地球科学与资源学院江苏南京地质工程勘察院

白云岩赋矿的密西西比河谷型（Mississippi Valley-Type， MVT）铅锌矿床中，白云石的成因长期存在争议，川滇黔地区会泽超大型铅锌矿床为典型的白云岩和白云质灰岩赋矿的MVT矿床，是回答这一问题的有利对象. 本文选择会泽矿区远矿端摆... 详细信息

白云岩赋矿的密西西比河谷型（Mississippi Valley-Type， MVT）铅锌矿床中，白云石的成因长期存在争议，川滇黔地区会泽超大型铅锌矿床为典型的白云岩和白云质灰岩赋矿的MVT矿床，是回答这一问题的有利对象. 本文选择会泽矿区远矿端摆佐组地层中浸染状、条带状、块状白云石（岩），通过详细的矿相学和阴极发光（CL）镜下观察，结合主量元素、LA-ICP-MS原位成分和碳、氧、锶同位素分析，系统研究了其成因. 结果发现，摆佐组地层中的白云石分三个阶段产出. 其中，第一阶段交代型粉晶白云石（Dol 1）见选择性和组构保留交代，CL呈蓝紫色，MgO/CaO平均值0.68，Fe，Mn含量较低，具有LREE弱亏损，Eu、Ce负异常和La正异常；第二阶段交代型细-粗晶白云石（Dol 2）见组构保留交代和重结晶现象，CL呈紫红色、暗红到橙红色，MgO/CaO平均值0.71，Fe、Mn含量较第一阶段升高，显示轻微LREE亏损，Eu负异常，Ce负异常-轻微正异常，C-O、Sr同位素均在同期早石炭世海水范围之内；第三阶段孔隙充填型白云石胶结物（Dol 3），CL为暗红色和亮红色两种环带交替，MgO/CaO平均值为0.68，具有较高的Fe、Mn含量，显示MREE富集，Eu负异常、Ce无异常. 这些特征表明，第一阶段白云石化流体为局限的氧化海水，第二阶段为氧化到弱氧化的浅部孔隙海水，第三阶段可能为还原环境下的富锰深部孔隙海水或残余海水. 基于此，本文建立了会泽铅锌矿区摆佐组地层大范围白云石化的形成过程：（1）近地表-浅埋藏环境中渗透回流模式形成Dol 1和Dol 2，（2）埋藏环境发生重结晶作用对白云石进行改造，形成粗晶白云岩，（3）成岩后深埋藏阶段粗晶白云岩的孔隙中沉淀Dol 3. 因而，近矿端与远矿端白云石具有相似的特征和成因机制，局部近矿端白云石可能经历了热液流体的改造.

关键词： MVT铅锌矿床会泽铅锌矿区摆佐组白云石成因

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长江中下游地区白垩纪富碱火山岩浆作用

地球科学（中国地质大学学报） 2009年第1期34卷 105-116页

作者：禹尧徐夕生南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室江苏南京210093

根据长江中下游地区中生代火山岩与成矿作用的研究现状,选择研究工作较为薄弱的、最东端的溧水盆地火山岩为研究对象,进行了详细的锆石U-Pb同位素分析,并结合本区4个不同中生代火山盆地火山岩地球化学、岩性地层学资料,对各盆地中4个火... 详细信息

根据长江中下游地区中生代火山岩与成矿作用的研究现状,选择研究工作较为薄弱的、最东端的溧水盆地火山岩为研究对象,进行了详细的锆石U-Pb同位素分析,并结合本区4个不同中生代火山盆地火山岩地球化学、岩性地层学资料,对各盆地中4个火山旋回的火山岩进行了对比研究.研究表明:溧水盆地龙王山组粗面岩的结晶年龄为128Ma,这标志着长江中下游地区由西向东中生代火山作用的全面展开.4个火山旋回的时代分别为:>125Ma、125～120Ma、120～110Ma和110～90Ma.庐枞盆地的浮山组与宁芜盆地的姑山组+娘娘山组(即溧水盆地的观山组+甲山组)对应较为恰当,应属第三火山旋回.本区白垩世火山岩的地球化学特征,反映这些幔源碱性岩浆在上升过程中受到了陆壳物质的混染,早期火山岩(如溧水盆地龙王山组)则是Sr矿的矿源层.

关键词：溧水盆地富碱火山岩锆石U-Pb定年白垩纪长江中下游地区

沥青质在高定向热解石墨表面络合机制的分子动力学模拟

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石油学报 2020年第5期41卷 592-603页

作者：李晔帆张迎春刘显东张弛陆现彩南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室江苏南京210093

沥青质在固体表面的络合机制是解决剩余油开采难题的重要理论基础。为了给聚集抑制剂和表面活性剂的开发提供理论依据,采用分子动力学模拟,系统研究了沥青质在高定向热解石墨表面附着、聚集的特征。通过计算表面吸附过程中沥青质的自由... 详细信息

沥青质在固体表面的络合机制是解决剩余油开采难题的重要理论基础。为了给聚集抑制剂和表面活性剂的开发提供理论依据,采用分子动力学模拟,系统研究了沥青质在高定向热解石墨表面附着、聚集的特征。通过计算表面吸附过程中沥青质的自由能变化,基于Yen-Mullins模型的定量判据,结合沥青质平均相互作用分子数和分子密度分布,定量分析了沥青质在固-液界面体系与溶液体系中聚集作用的差异。分子动力学模拟分析表明,固体表面会降低沥青质的聚集程度,加快聚集过程中的阶段分化,具体包括4个阶段的界面过程:①沥青质覆盖固体表面并逐渐铺满一层;②固体表面上形成纳米聚集体;③固体表面上纳米聚集体与溶液中的纳米聚集体通过边缘堆叠、T形堆叠形成簇状物;④固体表面的聚集体与溶液中的聚集体通过脂肪侧链接触形成絮凝物。

关键词：沥青质聚集沥青质沉积多层吸附模型络合机制粗粒化方法平均力势

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大陆再造与钦杭带北东段多期铜金成矿作用

岩石学报 2017年第11期33卷 3373-3394页

作者：倪培王国光南京大学内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室地质流体研究所地球科学与工程学院南京210023

大陆再造与铜金成矿系统的研究是当前国际矿床学前沿领域。钦杭成矿带是我国21个重点成矿区带之一,也是扬子与华夏地块的拼贴带。近年,对钦杭带北东段一系列铜金矿床的系统研究表明,成矿作用与富铜金大陆地壳形成和随后的多期再造过程... 详细信息

大陆再造与铜金成矿系统的研究是当前国际矿床学前沿领域。钦杭成矿带是我国21个重点成矿区带之一,也是扬子与华夏地块的拼贴带。近年,对钦杭带北东段一系列铜金矿床的系统研究表明,成矿作用与富铜金大陆地壳形成和随后的多期再造过程密切相关。晚中元古代-早新元古代,在被动大陆边缘的伸展环境,软流圈地幔部分熔融形成铁砂街岩群细碧岩和VMS型铁砂街铜矿。之后新元古代的洋壳俯冲,岛弧环境的俯冲板片部分熔融形成双溪坞岩群岛弧火山岩和VMS型平水矿铜矿体,其成矿流体主要来自于深循环海水,成矿物质主要来自于平水组幔源火山岩。随后发生的扬子与华夏地块的陆陆碰撞造山作用,新元古代双桥山群基底地层发生强烈再造,形成了受韧性剪切带控制的金山造山型金矿,富CO2变质流体的不混溶作用是金富集沉淀的最重要机制。早古生代,华南陆内造山作用导致新元古代双溪坞岩群和陈蔡岩群发生再造,形成了早古生代韧性剪切带及相应的造山型金矿(璜山、平水金矿等),金的富集沉淀与富CO2变质流体的演化密切相关。韧性剪切带及特征的富CO2变质流体,可以作为加里东期造山型金矿的找矿标志。晚中生代,古太平洋板块开始向华南大陆东南缘俯冲,位于华南内陆的德兴地区受到俯冲作用远程效应,导致德兴地区新元古代富铜金新生地壳部分熔融,形成低镁埃达克质岩及与其相关的银山和建德铜金多金属矿床,当部分熔融过程受到岩石圈地幔影响,则形成高镁埃达克质花岗闪长斑岩及超大型德兴斑岩铜矿。因此,钦杭成矿带北东段先后发生晚中元古-新元古代、早古生代和晚中生代多期铜金成矿。新元古代江南造山事件和稍早的板内岩浆作用形成了富铜金的新生地壳,为钦杭带北东段多期铜金成矿作用以及燕山期金属巨量堆积奠定了丰厚的物质基础,是该成矿带产出的关键控制要素。新元古代富铜金大陆再造是大型、超大型铜金矿床形成的一种重要机制。

关键词：铜金成矿大陆再造江南造山事件钦杭成矿带

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稳定氯同位素地球化学研究进展

地学前缘 2020年第3期27卷 29-41页

作者：刘茜王奕菁魏海珍南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室江苏南京210023

地球卤素元素含量相对稀少,相对而言氯为最常见的卤素元素。氯是一种挥发性元素,具有强烈的亲水性。自然界氯两个稳定同位素^35Cl和^37Cl,其相对丰度分别为75.76%和24.24%。文章综述了氯在各个地质储库的特征、稳定氯同位素分馏的控制... 详细信息

地球卤素元素含量相对稀少,相对而言氯为最常见的卤素元素。氯是一种挥发性元素,具有强烈的亲水性。自然界氯两个稳定同位素^35Cl和^37Cl,其相对丰度分别为75.76%和24.24%。文章综述了氯在各个地质储库的特征、稳定氯同位素分馏的控制因素以及氯同位素的地质应用三大方面的研究进展。地球主要储库中蒸发岩、海水、岩浆岩、沉积物、变质岩、地幔的氯同位素组成分别为-0.5‰^+0.8‰、0.00±0.05‰、-1.12‰^+0.79‰、-3.0‰^+2.0‰、-3.6‰~0、-1.9‰^+7.2‰。地外(月球、火星及其他小行星4-Vesta)氯同位素组成变化范围分别为-4‰^+81.1‰、-5.6‰^+8.6‰、-3.8‰^+7.7‰。相对地球上氯同位素δ^37Cl的变化范围(-14‰^+16‰),月球和火星δ^37Cl的变化范围可达-5.6‰^+81‰,表明挥发分氯在地内和地外迁移循环过程中有显著不同同位素分馏主控机制。已经探明氯同位素分馏受控于物理过程(如扩散、离子过滤、沉淀溶解作用、火山作用)和化学作用(如水岩作用、变质作用,尤其是蛇纹石化作用)等。扩散作用、淋滤作用和火山作用富集重同位素,沉淀作用结晶盐δ^37Cl先减小后上升,而蛇纹石化过程中多种因素共同影响。与其他指标结合,氯同位素地球化学可用于有效指示钾盐矿床远景区,评估示踪地下水的来源和演化路径、示踪污染物源区和量化生物修复、探究矿化流体来源、指示行星演化岩浆海洋脱气等过程。

关键词：氯同位素储库特征平衡-动力学氯同位素分馏地质应用

中国东南部晚中生代基性岩脉地幔源区的岩性演化历史

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地球科学 2019年第4期44卷 1159-1170页

作者：雷祝梁曾罡王小均陈立辉南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室江苏南京210023

中国东南部晚中生代的岩浆活动被认为与古太平洋板块的俯冲作用密切相关,而板块的俯冲作用又势必会对地幔的性质产生重要影响.晚中生代基性岩脉在中国东南部尤其是沿海地区广泛分布,为揭示中国东南部地幔演化历史及其与古太平洋板块俯... 详细信息

中国东南部晚中生代的岩浆活动被认为与古太平洋板块的俯冲作用密切相关,而板块的俯冲作用又势必会对地幔的性质产生重要影响.晚中生代基性岩脉在中国东南部尤其是沿海地区广泛分布,为揭示中国东南部地幔演化历史及其与古太平洋板块俯冲之间的潜在成因联系提供了理想的研究对象.因此,对湘、赣、浙、闽、粤五省基性岩脉的年代学和地球化学数据进行了总结,通过恢复它们的原始岩浆组成,厘定其地幔源区岩性,揭示了研究区地幔的岩性演化历史.研究发现,中国东南部晚中生代基性岩脉的源区岩性在地域上没有显著差异,在时间尺度上表现出明显变化.在150～110Ma期间,中国东南部地幔源区的岩性包含富硅辉石岩和贫硅辉石岩两类;而在110～64Ma期间,地幔源区的主体岩性转变为贫硅辉石岩,伴随部分橄榄岩.基于上述地幔岩性的演化规律,并结合前人对研究区基性玄武岩的研究工作,认为研究区晚中生代地幔的岩性转变主要受控于古太平洋板块的俯冲过程,是板块俯冲角度改变的结果.

关键词：基性岩脉原始岩浆源区岩性古太平洋板块中国东南部岩石学

陕西小秦岭地区太华群的锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成

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岩石学报 2011年第10期27卷 3095-3108页

作者：时毓于津海徐夕生唐红峰邱检生陈立辉内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京大学地球科学与工程学院南京210093 地质过程与矿产资源国家重点实验室中国地质大学武汉430074 中国科学院地球化学研究所地球深部物质与流体作用地球化学研究室贵阳550002

本文对陕西华山岩体南侧一个太华群黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析。地球化学分析显示其原岩为中酸性钙碱性花岗质岩石,稀土含量较低(∑REE=83.13×10-6),但富集Pb和LILE元素(如Rb、Ba)。锆石的176Hf/177Hf... 详细信息

本文对陕西华山岩体南侧一个太华群黑云斜长片麻岩进行了地球化学、锆石U-Pb年龄和Hf同位素分析。地球化学分析显示其原岩为中酸性钙碱性花岗质岩石,稀土含量较低(∑REE=83.13×10-6),但富集Pb和LILE元素(如Rb、Ba)。锆石的176Hf/177Hf比值变化于0.281258～0.281404,具明显负的εHf(t)值(-6.86～-11.23)。锆石的Hf同位素模式年龄(2.96～3.24Ga)表明原岩是由中太古代地壳演化而来。对比显示小秦岭太华群黑云斜长片麻岩与鲁山地区的太华群具有相似的中太古代地壳源区,但它们的形成时代可能不同。锆石内部结构、Th/U比值以及定年结果显示小秦岭地区的太华群在～1.91Ga经历了一期重要的变质热事件,该事件与Columbia超大陆拼合时的全球性碰撞造山事件相关联。小秦岭太华群为华北克拉通块体南缘的地质单元,但各地区太华群在原岩组成、形成时代和变质时代上具有不同的特征,太华群应是一个杂岩体,至少可以解体为新太古代和古元古代两部分。

关键词：锆石U-Pb定年锆石Hf同位素 Columbia超大陆太华群华北克拉通

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龙游石榴石角闪岩是退变榴辉岩吗？

科学通报 2016年第6期61卷 556-560页

作者：于津海舒良树南京大学地球科学与工程学院内生金属矿床成矿机制研究国家重点实验室南京210093

2015年一篇题为"浙江龙游石榴石角闪岩(退变榴辉岩):华夏加里东期碰撞造山事件的新证据"的论文发表在《科学通报》第13期上(陈相艳等,2015).但是作者提供的岩相学和矿物化学证据明显不足,加里东期高压-超高压变质作用的结论与区域地质... 详细信息

2015年一篇题为"浙江龙游石榴石角闪岩(退变榴辉岩):华夏加里东期碰撞造山事件的新证据"的论文发表在《科学通报》第13期上(陈相艳等,2015).但是作者提供的岩相学和矿物化学证据明显不足,加里东期高压-超高压变质作用的结论与区域地质背景也不吻合.结合我们对野外和岩相学特征的观察,可以认为该石榴石角闪岩没有经历过榴辉岩相的变质作用,不能作为加里东碰撞造山的证据.

关键词：浙江龙游石榴石角闪岩退变榴辉岩