矿物学报

Acta Minalogica Sinica

  • 川西扎瓦拉岩体岩石成因与铜成矿潜力

    刘迁;潘力川;颜军;朱经经;

    成矿潜力评估是斑岩矿床研究中非常重要的环节,本文采用岩石和矿物地球化学方法揭示川西扎瓦拉岩体的岩石成因与铜成矿潜力,为如何有效开展斑岩铜矿潜力评估工作提供了一个范例。扎瓦拉岩体位于义敦地块的中咱微地块内部,锆石U–Pb定年的结果表明该岩体形成于(226.9±1.1) Ma。结合区域构造演化历史,可判断该岩体形成于中咱微地块与昌都-思茅微地块的碰撞或后碰撞阶段,是幔源基性岩浆上侵并其诱发的中下地壳熔融的产物。全岩地球化学特征表明该岩体属于I型花岗岩,岩体Sr/Y、(La/Yb)_N以及δEu值较典型埃达克质岩低。通过锆石计算的岩浆氧逸度(△FQM=0.1),以及锆石和磷灰石的地球化学特征(如锆石的Ce/Nd、Ce~(4+)/Ce~(3+)值、磷灰石的δEu、δCe值)显示该岩体母岩浆较典型的斑岩铜成矿岩浆体系更加还原。基于扎瓦拉岩体角闪石成分计算的岩浆水含量(w(H_2O_(melt))>4.5%)和侵位深度(7~8 km)以及磷灰石X_(Cl)/X_(OH)与X_F/X_(Cl)的变化关系,推测岩浆在演化过程中发生了大规模热液出溶。此外,通过磷灰石的氯含量计算出岩浆氯含量大于2000×10~(–6),表明该岩体岩浆体系在热液出溶期间或之后仍然具有较高的氯含量,因此其初始岩浆应是富氯体系。总体来说,该岩体母岩浆具有富水、富氯特点,并且在岩浆演化过程中经历了显著热液出溶。基于此,扎瓦拉岩体可能具有形成斑岩铜矿床的一定潜力,但是鉴于其偏低的岩浆氧逸度,形成大-超大型斑岩铜矿床的可能性较小。最后,结合前人的研究成果,并根据全岩的Sr–Nd同位素特征,推测岩浆源区深度较浅及源区性质为古老下地壳缺乏幔源或新生地壳物质的加入,可能是导致扎瓦拉岩体岩浆肥沃度有限的原因。

    2026年01期 v.46 1-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 5415K]
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  • 一种新的磷质岩结构成因分类

    韩雪;陈仁;叶太平;王建红;陈建书;王敏;

    统一岩石分类命名有利于学术交流及指导资源开发。磷质岩分类命名国家标准将结构成因分类作为磷质岩分类命名的主要指标。因此,磷质岩成因研究的进展都将对磷质岩分类命名方案产生直接影响。本文基于对黔、滇、川、湘、鄂五省典型磷质岩显微观察积累及综合前人研究成果,参照碳酸盐岩微相研究思路,提出新的磷质岩结构成因分类建议:1)将磷质岩分为异地磷质岩、原地磷质岩、重结晶磷质岩、泥裂磷质岩及硅化磷质岩等,以反映磷质岩的动态形成历史;2)细化并补充了磷质岩中粒屑类型,并将粒屑类型具体划分为内碎屑、生物碎屑、包粒、团粒及团块,补充了生物碎屑作为粒屑成分,强调生物碎屑作为磷质岩中的重要组成部分参与磷质岩的形成;3)在原地磷质岩中,增加叠层石磷质岩、层纹石磷质岩、凝块石磷质岩类型,以反映藻在磷质岩中的不同形态,并增加了陆相沉积型磷华的磷质岩类型。以上增改内容为构建新版国家标准提供了新素材。

    2026年01期 v.46 20-31页 [查看摘要][在线阅读][下载 3016K]
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  • 四方晶系二氧化锗的合成实验

    石雯昕;黄智龙;王新松;韦晨;

    四方晶系二氧化锗具有优异的电学和光学性能,在电子元件等领域应用价值突出,但其规模化制备面临多项挑战。现有六方晶系二氧化锗向四方晶系二氧化锗的转变方法大多需要中高温条件、高压环境催化剂辅助,且普遍存在反应周期长、易引入杂质等问题。本研究开发了一种在相对低温条件下制备纯净四方晶系二氧化锗的新方法,并详细研究了温度、压力和氧逸度等参数对产物形成的影响。研究结果表明,在200~450℃温度范围内,只需1.30×10~3k Pa的低压条件,通过添加气相水就能将六方晶系二氧化锗完全转化为四方晶系二氧化锗。拉曼光谱和X射线衍射(XRD)分析证实,产物为高纯度的四方晶系结构,未发现杂质。使用不同氧逸度缓冲对(Ni-Ni O、Fe_3O_4-Fe_2O_3、Mo O_2-Mo O_3)进行的对照实验证明,在氧逸度高于1.05×10~(–28)k Pa的条件下,四方晶系氧化锗具有良好的热力学稳定性。与已报道的制备方法相比,本研究的合成路线具有三个主要优势:反应条件容易达到、无需催化剂、工艺流程简单。通过增大反应装置容量,可以实现六方晶系氧化锗向四方晶系二氧化锗的批量转化。这种新型制备方法为高质量四方晶系氧化锗的大规模生产提供了可行方案,有助于推动其在新型电子学和光电子学领域的应用。本研究优化了材料制备工艺,显著提升了氧化锗在高技术领域的应用潜力,为相关产业发展提供了重要支持。

    2026年01期 v.46 32-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K]
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  • 白云母与酸性水界面反应过程中结构和微观形貌的变化

    曾鹂;彭同江;孙红娟;张曦月;赵丁冉;

    硅酸盐矿物的溶解反应对于许多地球化学过程具有重要的意义。为了更好地理解造岩矿物白云母的溶解特性,本文研究了白云母与草酸和硫酸溶液的水界面反应中阳离子的溶出过程及结构和微观形貌的变化。采用ICPOES、XRD、SEM和AFM等手段测试了水界面反应过程中白云母的组分、结构及形貌的变化。研究表明,在反应初期,由于硫酸溶液中H~+浓度相对较大,使得白云母在硫酸溶液中的离子溶解速率较大,随着反应的进行,草酸溶液显示出对Si~(4+)、Al~(3+)和K~+等离子的快速溶解作用,这可归因于草酸阴离子配体在白云母表面的吸附作用使得键能削弱并降低白云母表面H~+排斥性。在白云母与草酸和硫酸溶液反应过程中,K~+的溶解速率大于Al~(3+)和Si~(4+),这与离子之间的结合力有关。白云母与草酸溶液反应后,溶出的Al~(3+)和Si~(4+)浓度比值(Al/Si)随反应时间的延长逐渐增大,而与硫酸溶液反应后Al/Si值的变化呈相反的趋势。这种差异性是由于草酸阴离子配体对Al~(3+)的络合作用加速了白云母结构中Al~(3+)的溶出,而对Si~(4+)的影响较弱导致的。白云母与草酸和硫酸溶液水界面反应后,表面出现条状蚀坑,这与白云母缺陷位点优先溶解有关。蚀坑的形成使得新的边缘面(hk0)暴露于质子和配体的攻击之下,导致蚀坑尺寸增大的程度大于加深的程度。

    2026年01期 v.46 41-48页 [查看摘要][在线阅读][下载 2526K]
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  • 太行山中段观音堂高Ba-Sr花岗质侵入岩的成因及其成矿意义

    张聚全;陈超;卢静;张乐民;张福祥;郭海全;张桐;张才龙;范启超;邢欢;

    太行山地区发育一系列高Ba-Sr花岗岩,并伴随大量金属成矿,解析其成因对研究华北克拉通破坏过程中的壳-幔相互作用及相应的岩浆成矿系统演化有着重要的意义。本次研究以太行山中段观音堂岩体为例,对其不同岩性进行锆石U–Pb年代学、岩石地球化学和成因矿物学研究。研究表明,观音堂岩体的主体成分为石英二长岩和花岗闪长岩,其边缘相为闪长岩,与岩体伴生的脉岩成分与观音堂岩体的主体成分一致。闪长岩形成于125.2 Ma,斑状石英二长岩、花岗闪长岩和斑状花岗闪长岩测得的三个年龄分别为124.6、129.9、130.33 Ma。锆石Lu–Hf同位素特征表明观音堂岩体为古老地壳部分熔融产生的酸性岩浆与地幔部分熔融产生的基性岩浆混合的结果。正长石斑晶环带结构特征表明,观音堂高Ba-Sr花岗岩为幔源岩浆多次脉动侵入酸性岩浆房并发生岩浆混合的结果。

    2026年01期 v.46 49-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 6487K]
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  • 石榴石和符山石微量元素对滇东南南秧田W矿床多期次流体成矿作用的指示意义

    唐梓超;赵晓瑜;邓明国;李文昌;陈应华;

    位于老君山矿集区的南秧田W矿是滇东南地区规模最大的W矿床。最新年代学研究表明,该矿床发育有晚三叠世、早白垩世两期矽卡岩化作用,分别以层型石榴石-透辉石矽卡岩和石英-石榴石-符山石-白钨矿脉为代表。本文基于野外和显微矿相学观察,识别出了层型(第一期)、团块型和石英脉型(第二期)三种类型石榴石。不同期石榴石和符山石原位主、微量元素分析结果表明,两期石榴石均属于钙铝–钙铁榴石系列(Gro_(95)Alm_5~Gro_(85)Alm_(14)),符山石也具有富铝特征。BSE图像显示两类矿物均不发育生长环带,表明二者均形成于较为封闭稳定的流体环境。南秧田石榴石中的稀土主要受[REE~(3+)]~(VII)+[Y~(2+)]~(VI)→[X~(2+)]~(VII)+[Y~(3+)]~(VI)和[REE~(3+)]~(VII)+[Z~(3+)]~(IV)→[X~(2+)]~(VII)+[Si~(4+)]~(IV)两种替代机制控制,符山石中的Na与REE存在一定的正相关,暗示稀土元素的替代机制可能为2Ca~(2+)??REE~(3+)+Na~+。层型石榴石明显亏损HREE,同时具有正Eu异常和相对较高的U和HFSE含量,表明早期矽卡岩形成于相对还原、酸性、低水岩比的流体环境。石英脉型石榴石明显亏损LREE而富集HREE,同时具负Eu异常和相对较低的U和HFSE含量,与之同期的符山石也表现出强烈的负Ce异常,表明晚期矽卡岩形成于相对氧化、中-碱性、高水岩比的流体环境。晚三叠世还原、酸性的流体环境不利于白钨矿的沉淀,W以类质同象的形式赋存于矽卡岩矿物当中。早白垩世具弱碱性、强氧化性、高水岩比特征的新一期岩浆流体更有利于白钨矿的沉淀,最终形成了大规模的W矿化。

    2026年01期 v.46 70-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 5175K]
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  • 核幔边界处布里奇曼石矿物晶格中结构水赋存机制的理论研究

    谢雷;王异;蒋佳俊;张飞武;

    布里奇曼石(Mg-Pv)作为下地幔最丰富的矿物,近年来众多学者讨论了布里奇曼石中结构水的不同取代机制以及它们对于下地幔结构水含量的重要科学意义。核幔边界作为承载着板块俯冲和地幔对流过程的关键区域,探究该区域中结构水在布里奇曼石中不同赋存机制间的相对稳定性将有助于深入理解水在地球深部的含量、分布、迁移和循环规律。本次研究通过第一性原理分子动力学模拟,系统研究了核幔边界温压条件下V_(Mg)2H(V_(Mg)~(′′)+2OH~·)、VSi_4H(V_(Si)~(′′′′)+4OH~·)和AlSiH(Al_(si)~′+OH~·)三种不同的取代机制在布里奇曼石中的相对稳定性。研究结果表明,高压下的三种取代机制中,温度会显著影响AlSiH(Al_(si)~′+OH~·)取代机制的稳定性,且其稳定性随着温度升高而增加。另一方面,V_(Si)4H(V_(Si)~(′′′′)+4OH~·)机制和VMg_2H(V_(Mg)~(′′)+2OH~·)机制的相对稳定性研究显示,在核幔边界条件下,结构水可能更倾向于以前者的方式取代进入矿物中,即占据矿物晶格中的Si位,但如果核幔边界中Si空位的浓度很低,结构水通过阳离子空位缺陷溶解进入布里奇曼石中的能力也会非常有限。而与之相对的,AlSiH(Al_(si)′+OH~·)机制在高温高压下相对较高的稳定性则暗示了核幔边界处富Al的区域很可能具有相当可观的含水量,可能高达约0.5%(质量分数)。另外,布里奇曼石填隙位的分子氢(H_2)在下地幔底部的高温高压条件中也可能具有一定程度的稳定性,这为地球内部水赋存的形式和来源带来了一些新的启示。

    2026年01期 v.46 86-94页 [查看摘要][在线阅读][下载 954K]
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  • 黔北岩孔磷块岩型铀矿床中铀的赋存状态和富集机制研究

    徐进鸿;吴承泉;张正伟;徐海;王琼;刘开坤;李溪遥;靳子茹;黄启琳;李艳桃;彭松;范云飞;卢平;

    扬子地台是全球最重要的沉积型磷矿产地之一,磷矿层主要产于上震旦统-下寒武统地层。其中位于黔北金沙县的岩孔磷矿床富集U、REE、V等关键金属元素,是代表性的磷块岩型铀矿床。为了查明铀的赋存状态和富集机制,本文对该矿床开展矿物学、元素地球化学和有机碳含量研究。电子探针波普和能谱面扫描分析结果表明铀主要以类质同象富集在磷灰石中,其次为微米级独立铀矿物和黏土矿物、有机质等吸附形式存在。磷块岩的全岩Y/Ho值介于55~66之间,在稀土元素配分模式图上具有明显的Ce负异常和Y正异常,表明岩孔矿床成矿物质主要来源于海水自生沉积作用。磷块岩富集氧化还原敏感元素,U、Mo和V的平均含量分别为492×10~(–6)、19.1×10~(–6)和4611×10~(–6),U_(EF)、Mo_(EF)和V_(EF)的平均值分别为1338、156和330,表明岩孔矿床P-U成矿作用形成于还原环境中。与区域上相近时代的磷块岩矿床对比,表明更加还原的沉积环境和更低的沉积速率是岩孔矿床磷块岩富集U和REE的重要因素。

    2026年01期 v.46 95-111页 [查看摘要][在线阅读][下载 5952K]
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  • 黏土型锂矿热化学活化焙烧-水浸提锂研究

    饶明军;张豆;王静;钟玉琦;常劭扬;王博琪;

    日益增长的锂资源需求,使黏土型锂矿开发技术成为了业界关注的热点。本文以云南某黏土型锂矿为对象,通过热化学活化焙烧-水浸提锂,实现了黏土型锂矿中锂资源的利用。本文研究了黏土型锂矿热化学活化焙烧过程中添加剂种类及用量、焙烧温度及时间对水浸提锂的影响,考察了浸出温度及时间、液固比等对活化产物水浸提锂的影响,分析了水浸中可溶性物质的溶解-扩散过程。在硫酸钠用量为30%、焙烧温度700℃,焙烧时间60 min,浸出温度和浸出时间分别为30℃和1 min,液固比为1 mL/g的条件下,锂的浸出率为89%。焙烧样的XRD、XPS、TOF-SIMS分析结果表明,黏土型锂矿在硫酸钠作用下与锂绿泥石、高岭石和蒙脱石反应生成硅线石和钠长石等,锂转化为可溶性的硫酸锂。通过飞行时间离子质谱和XPS的结果分析对锂提取过程的机理进行探究,黏土型锂矿在热化学的作用下导致硅铝矿物结构的坍塌和缺陷,使得矿物中的锂游离到矿物表面,锂和添加剂硫酸钠反应生成了可溶性的硫酸锂,通过水浸过程溶解-扩散到溶液中实现了锂的绿色高效提取。

    2026年01期 v.46 112-125页 [查看摘要][在线阅读][下载 6432K]
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  • 绿柱石可见-短波红外与热红外光谱特征研究及其对铍资源遥感勘查的启示

    徐萍;贾磊;包虹剑;邱骏挺;冯波;周钟生;

    铍是一种关键战略金属,对我国科技与工业发展意义重大,到2030年将存在巨大缺口。前人研究表明,喜马拉雅地区具有较大铍勘查潜力,但高海拔严重制约了传统地质找矿方法。高光谱遥感技术具有探测面积广且无侵入式测量的特征,倘若能直接识别含铍矿物,将为高海拔地区铍资源勘查提供重要技术支持。绿柱石是我国铍矿床中最典型的矿石矿物。本文使用可见光-短波红外光谱仪和热红外光谱仪对含铍绿柱石的光谱进行测量,同时模拟伟晶岩型铍矿的主要矿物特征,制备了不同绿柱石含量的矿物混合样品,进行了短波红外光谱的定量研究。实验结果表明:绿柱石在可见光-短波红外谱段的850、1150、1400、1900、2055、2155和2200 nm处有吸收特征,在热红外谱段的960 cm~(–1)(约10 417 nm)处有反射特征;还发现850和1400 nm处的吸收峰深度和一阶导数均随混合样品中绿柱石含量增加而增大。通过与以往地物光谱特征进行对比,本研究发现,利用热红外高光谱遥感对伟晶岩型铍矿中的绿柱石进行直接识别具有较高可行性,而可见光-短波红外遥感若以太阳为光源会受大气影响,直接识别绿柱石的可行性较低,但若使用人工光源在较近距离对绿柱石识别的可行性较高,此外,还能根据吸收峰深度等指标反演伟晶岩脉中的绿柱石含量。

    2026年01期 v.46 126-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 2795K]
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  • 西昆仑库地东中奥陶世岩浆岩岩石成因对原特提斯洋闭合时限的制约

    白春东;张新征;

    虽然前人对西昆仑早古生代原特提斯构造演化开展了诸多研究,但是对于原特提斯洋闭合时限认识仍存在分歧。本文对库地东麦仑一带中奥陶统火山地层岩片和侵入增生杂岩的二长花岗岩开展地质学、岩石学、地球化学和同位素年代学研究。流纹岩的SiO_2含量为75.83%~76.24%,K_2O含量为4.68%~5.35%,Na_2O含量为3.09%~4.22%,A/CNK值为1.00~1.05,为弱过铝质岩石,属于高钾系列。∑REE值为161.95×10~(–6)~238.53×10~(–6),(La/Yb)_N值为10.11~10.97,(Gd/Yb)_N值为1.26~1.33,δEu值为0.24~0.26。二长花岗岩的SiO_2含量为69.39%~74.81%;K_2O含量为4.01%~5.41%,Na_2O含量为3.62%~3.99%,A/CNK为1.01~1.20,属于弱过铝质-强过铝质岩石,属于高钾系列—钾玄岩系列。∑REE为233.08×10~(–6)~754.92×10~(–6),(La/Yb)_N值为12.04~34.84,(Gd/Yb)_N值为1.60~5.26,δEu值为0.54~0.7。库地东中奥陶统火山地层的流纹岩LA-ICP-MS锆石U–Pb年龄为(473.4±4.8) Ma,时代为中奥陶世早期,形成于活动大陆边缘环境。二长花岗岩LA-ICP-MS锆石U–Pb年龄为(459.3±1.1) Ma,时代为中奥陶世晚期,属于S型强过铝质花岗岩,岩浆源区为变沉积岩。二长花岗岩代表后碰撞阶段的开始,表明库地东一带原特提斯洋闭合时代为中奥陶世晚期。前人研究成果和本团队研究西昆仑地区原特提斯洋具有多岛洋特征,发育库地蛇绿岩和康西瓦-苏巴什蛇绿岩,自北向南依次俯冲。

    2026年01期 v.46 135-154页 [查看摘要][在线阅读][下载 6777K]
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  • 冀东迁安孟家沟BIF铁矿床深、浅部矿体地质特征、地球化学特征及其地质意义

    许曼;吕水;韦文国;杨爱雪;刘海龙;安梦莹;李彪;

    孟家沟铁矿床位于冀东迁安铁矿北区西矿带孟家沟-北屯-蔡园复向斜褶皱带北端,矿体以平缓开阔的向斜形态赋存于太古宇迁西群三屯营组变质岩中。近年来,随着勘查程度的提高,在孟家沟铁矿床深部发现了第二层铁矿体,为冀东迁安地区铁矿找矿工作开辟了新的找矿空间。但深部铁矿体的研究程度较低,制约了对区域成矿理论的认识。本文通过对孟家沟铁矿床深、浅部矿体地质特征、地球化学特征分析,旨在探讨两层矿体异同之处、判别成矿物质来源及其成矿环境。结果表明,孟家沟深、浅部矿体矿石类型均以辉石磁铁石英岩为主,少量二辉磁铁石英岩,磁铁矿含量相差不大,矿石结构与构造基本相同,但浅部的二辉磁铁石英岩含量略多于深部;浅部矿体赋矿围岩岩性较一致,深部矿体赋矿围岩岩性较复杂。深、浅部矿石的主要化学成分为TFe_2O_3和SiO_2,具较低的Al_2O_3、TiO_2和极低的高场强元素(Hf、Sc、Rb、Th)含量,暗示其沉积作用过程中未有陆缘碎屑物质加入。深、浅部矿石均具左倾稀土配分曲线特征,具La、Y正异常和Eu正异常,各种元素比值表明孟家沟铁矿床两层矿体均具有海水和热液流体双重叠加的特征;Ce负异常的缺乏,表明孟家沟铁矿床形成时为缺氧环境。与冀东地区不同变质程度的BIF铁矿进行地球化学特征对比分析结果显示其成矿物质来源一致。

    2026年01期 v.46 155-170页 [查看摘要][在线阅读][下载 5596K]
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