应用扫描电镜-X射线衍射-电子探针研究北山斑岩铜矿区绢英岩中白色云母的特征
叶美芳, 刘三, 解古巍, 赵慧博, 周宁超, 魏小燕, 杨建国, 侯弘, 王磊, 王轶
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.02.009
绢英岩化蚀变带是近地表寻找斑岩型铜矿的重要矿物学标志之一。公婆泉和白山堂铜矿是甘肃北山成矿带中典型的斑岩型矿床, 本文应用偏光显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和电子探针等技术, 研究矿区绢英岩化蚀变带中白色云母的结构与化学特征, 探讨其成矿指示意义。结果表明, 绢英岩中的云母集合体呈边缘不规则的细小花瓣状、扭折板片状和平直板片状等形态; 公婆泉矿区云母晶体化学式中四次配位Si原子数为3.04~3.37, 白山堂矿区为3.03~3.35, 绢英岩中的白色云母结构为1M型普通绢(白)云母与2M1型热液成因的多硅白云母共存。不同多型的云母具有不同的b0值, 二者共存的温度和酸度条件, 揭示了斑岩铜矿成矿过程中流体从较高温、强酸性快速向低温、弱酸性演化的现象。
关键词: 北山成矿带, 斑岩型铜矿, 绢云母, 多硅白云母, 扫描电镜, X射线衍射法, 电子探针
应用电子微探针-扫描电镜-拉曼光谱-电子背散射衍射研究一种未知Ti-Zr-U氧化物的矿物学特征
刘亚非, 王立社, 魏小燕, 周宁超, 来志庆, 杨文强, 李智明, 赵慧博
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.01.009
本文应用电子微探针(EPMA)、扫描电镜(SEM)在阿尔金地区的榴闪岩中发现了一种微米级含铀氧化物矿物, 结合光学显微镜、拉曼光谱和电子背散射衍射(EBSD)技术对该矿物的化学成分、赋存状态、物理及光学性质、晶体结构等矿物学特征进行了研究。结果表明, 该矿物在空间上与钛铁矿关系密切且主要产于其边部, 为一种不透明矿物; 主要化学组成为TiO2、ZrO2和UO2, 实验化学式为(Zr, U)Ti2O6, 其中U与Zr互为类质同象替代; 具独特的拉曼光谱特征, 初步确定为斜方晶系且具有序的铌钙矿结构。通过电子微探针U-Th-Pb定年获得等时线年龄为451±49 Ma, 可能代表了寄主岩石的退变质年龄。将该矿物与化学成分类似的晶体进行对比, 发现与斯里兰卡石等已知天然矿物存在差异, 而与一种人工合成晶体Zr5Ti7O24在化学成分和晶体结构上较为相似, 可以初步推断Ti-Zr-U氧化物为一种未被人们发现的新矿物。
关键词: Ti-Zr-U氧化物, U-Th-Pb定年, 电子微探针, 扫描电镜, 拉曼光谱, 电子背散射衍射
电子探针测年方法应用于晶质铀矿的成因类型探讨
赵慧博, 刘亚非, 阳珊, 叶美芳, 王志海, 王博, 常娜
电子探针Th-U-Pb测年因其高分辨率与高精度的优势,在独居石、锆石等定年矿物中得到了推广,但在Th、U、Pb含量高的晶质铀矿、沥青铀矿等矿物中则应用较少。本文在铁矿床变质岩绿泥石、阳起石黑云母蚀变岩首次发现U含量高的晶质铀矿,基于此,结合该铁矿床地区的地质背景,利用偏光显微镜与电子探针等分析测试手段,将镜下蚀变现象、年龄计算与其他相关元素分析相结合,重点对晶质铀矿的成矿年龄及成矿规律进行探讨。研究发现:通过镜下观察判断,晶质铀矿的成因类型与澳大利亚著名的变质型铀矿相似,均为古老的变质型,且周围的脉石矿物均为绿泥石,绿泥石皆由黑云母退变质而成,铀矿的赋存位置显示其与黑云母、绿泥石之间有紧密联系,其成矿年龄与黑云母、绿泥石形成年龄息息相关。继而根据电子探针数据计算成矿年龄,判断成矿期次,得出主要成矿期在(1654±17) Ma~(1805±17) Ma,为中元古代中期,且主要成矿期与热液蚀变作用黑云母化有关,后期活化富集时期在(657±17) Ma~(807±17) Ma,为新元古代南华纪时期,此阶段是热液侵入、绿泥石化广泛发育的时期;选取较大颗粒对晶质铀矿的环带年龄进行计算,从年龄分布上证实后期有强烈的流体活动的发生,且主要与绿泥石化相关。另外,对比变质型与沉积型铀矿中Y2O3与UO2含量发现,两者之间存在负相关关系,此关系对判断铀矿成因即是否为变质型或沉积型可能有指示意义,但缺乏大量的数据佐证,需进一步研究。
关键词: 晶质铀矿, 电子探针, 定年, 环带年龄, 成矿期次
激光剥蚀电感耦合等离子体质谱-电子探针分析白山堂铜矿中的黄铁矿成分
闫巧娟, 魏小燕, 叶美芳, 赵慧博, 周宁超
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2016.06.012
通过激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)获得被测物相中痕量元素的丰度值是目前原位分析矿物物相的技术之一。黄铁矿作为斑岩铜矿中的重要矿物,其主量、微量元素的特征能为成矿过程提供重要信息。本文建立了应用LA-ICP-MS测定黄铁矿微区微量元素组成、电子探针(EMPA)测定主量元素的方法,并将该方法应用到白山堂斑岩铜矿区。LA-ICP-MS实验采用60 μm的激光束对分析样品进行斑点式剥蚀,以氦气作载气,重复频率5 Hz,激光能量约6 J/cm2;单点分析时间60 s,分析数据以Fe作内标,用MASS-1黄铁矿标样进行校正,多数元素分析精度好于10%。针对黄铁矿与毒砂光学性质相似,容易混淆的问题,可以利用二者物理性质的差异进行区分。测试结果显示:矿区黄铁矿的主量元素呈亏硫高铁的特征,指示其为热液成因;微量元素特征表明其形成深度为中部,属与火山作用有关的中低温热液型黄铁矿。此结论对白山堂铜矿的成因类型、成矿流体来源等提供了相应的证据,对矿区的勘查具有理论指导意义。
关键词: 黄铁矿, 白山堂铜矿, 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱, 电子探针, 主量和微量元素
应用偏光显微镜和电子探针技术研究安徽铜官山矽卡岩型铜铁矿床伴生元素金银铂钯铀的赋存状态
刘亚非, 赵慧博, 高志文, 来志庆
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.006
安徽铜官山矽卡岩型铜铁矿床富含多种稀有贵金属金银铂钯和铀, 本文应用偏光显微镜与电子探针技术对该地区贵金属和铀矿物的含量、矿物种类、赋存状态及其嵌布特征进行研究, 并利用电子探针Th-U-Pb定年技术推测铀矿物的形成时期。研究表明:金主要以银金矿独立矿物存在, 成色均值约为638, 与铜的硫化物密切依存, 金矿物形成于成矿中晚期的中低温环境; 银的独立矿物有银金矿、碲银矿、辉银矿, 还与铜铋铅等以类质同象形式结合形成不同种类的矿物组合, 且含量在74.15%~0.12%不等; 铂钯矿物以含铂碲钯矿为主; 铀以晶质铀矿独立矿物存在且与磁铁矿密切依存, 晶质铀矿的形成年龄约为124±14 Ma, 晚于岩体形成年龄(约139 Ma), 早于黄铜矿和含金银铂钯等矿物, 而与磁铁矿同在燕山中晚期形成。结合镜下观察, 认为铜官山矽卡岩型铜铁矿床主要矿物生成顺序依次是:石榴子石-磁铁矿、晶质铀矿, 含金银铂钯矿物, 黄铜矿。本研究为贵金属选矿提供了线索, 同时利用晶质铀矿的年龄数据界定了伴生贵金属的形成年代。
关键词: 偏光显微镜, 电子探针, 铜官山, 矽卡岩型铜铁矿床, 伴生元素, 赋存状态, 贵金属, 晶质铀矿
流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法研究
王志海, 叶美芳, 董会, 赵慧博, 王轶
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2014.06.009
氯盐溶液作为流体包裹体中最普遍和最重要的盐水化合物, 是测定包裹体盐水溶液含盐度的主要溶质, 但由于其强离子键化合物的分子特性在常温、常压下没有拉曼效应, 拉曼光谱测试无法获取氯盐的有效特征信息, 使得利用拉曼光谱研究流体包裹体分子组分及含盐度的方法存在严重缺陷。本文联合利用激光拉曼光谱探针和冷热台, 原位采集了不同盐度的NaCl-H2O和CaCl2-H2O标准盐水溶液在低温下(-185℃)形成的冰、NaCl水合物和CaCl2水合物的拉曼光谱, 分析了不同盐度标准盐水溶液形成的水合物拉曼特征峰的变化规律, 尝试建立流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法。分析表明, NaCl水合物约3425 cm-1拉曼特征峰与冰约3120 cm-1拉曼特征峰峰面积比值和配制的NaCl-H2O标准溶液盐度呈良好的正相关(r2=0.9995), CaCl2水合物约3431 cm-1拉曼特征峰与冰约3120 cm-1拉曼特征峰峰面积比值也和配制的CaCl2-H2O标准溶液盐度呈较好的正相关(r2=0.9458)。利用愈合人工水晶法合成的NaCl-H2O和CaCl2-H2O包裹体标样检验了用上述方法低温测定流体包裹体盐度的可靠性, 结果表明该技术用于盐度大于0.5 mol/L的NaCl-H2O体系流体包裹体时, 数据精度好于20%;用于盐度大于0.5 mol/L的CaCl2-H2O体系流体包裹体时, 数据精度最高可达5%, 完全可达到半定量-定量测定的要求。研究还发现, 包裹体内压可能对低温拉曼光谱测定流体包裹体盐度影响不大, 分析中获得的冰拉曼特征峰的拉曼位移(约3120 cm-1)与前人略有差异, 可能与实验条件下获得的冰的多型不同有关。与国内外同行的研究结果比较, 本研究更加注重该项实验技术的实际应用, 通过对不同体系盐水溶液系列进行拉曼光谱实验分析, 对实验条件和方法进行不断优化, 在确定流体体系的同时实现了包裹体盐水溶液盐度半定量-定量测定, 准确度优于传统方法, 并且该方法具有很强的实用性。
关键词: 流体包裹体, 低温拉曼光谱法, NaCl-H2O, CaCl2-H2O, 盐度
应用X射线衍射-激光拉曼-电子探针等分析测试技术研究旬阳朱砂玉的矿物学特征
王轶, 常娜, 刘亚非, 赵慧博, 刘三
doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2014.06.007
近年来外观形似鸡血石的红色朱砂玉备受关注, 其中吉林、贵州、青海等地这种红色岩石已有矿物成分、岩性等相关方面的研究。本文利用常规宝石常数测定手段、偏光显微镜、X射线粉晶衍射仪、激光拉曼光谱仪、电子探针等分析测试技术, 对陕西旬阳朱砂玉的矿物学和宝石学特征进行了研究。结果表明, 该产地朱砂玉的矿物成分以石英、辰砂为主, 含有少量的方解石、白云石、重晶石、黄铁矿; 其中主要矿物成分辰砂的颜色随铁含量的增加而逐渐加深; 矿物结构以碎屑结构、粒状变晶结构、穿插交代结构为主。根据矿物成分以及矿床成因的研究分析, 初步认为陕西旬阳朱砂玉属于沉积-热液-强烈改造型矿床。该地区的朱砂玉与鸡血石的相似之处在于矿物的主要成分都含有辰砂, 致使外观品质上具有一定的相似性, 但具体矿床成因以及矿物成分有着明显的差别:旬阳朱砂玉产于沉积-热液-强烈改造型矿床中, 其“地”主要矿物成分为石英岩, “血”为辰砂; 而浙江昌化和内蒙古巴林鸡血石均产于中生代交代蚀变酸性火山岩的次级断裂小构造中, 其“地”主要为地开石、高岭石、叶腊石, “血”为辰砂。此次研究采用多种分析测试手段为旬阳朱砂玉与鸡血石的鉴别提供了可靠的依据。
关键词: 朱砂玉, 矿物学特征, X射线粉晶衍射仪, 电子探针, 激光拉曼光谱仪, 辰砂, 石英

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