一种定量鉴别分馏熔融和分馏结晶作用的方法

沙连堃在文献[1]中首次用数学定量方法研究花岗岩中包体成因,给出了“花岗岩中不同成因类型包体的稀土元素定量模型”。这是一项很好的工作,因为这对“探讨那些成因上长期争论的问题具有重要意义”。本文对文献[1]提出一点修正和补充:主要指出其中的多元素模型与两元素模型没有实质的区别,同时,给出另一种鉴别分馏结晶和分馏熔     

岩浆过程中铁同位素的地球化学行为

铁同位素在岩浆过程中可以发生明显的分馏。相对于地幔橄榄岩(δ⁵⁶Fe平均值约为0‰),玄武岩略微富集铁的重同位素(δ⁵⁶Fe平均值约为0.1‰)。相对于中基性岩浆岩,酸性岩浆岩更加富集铁的重同位素。岩浆过程中的铁同位素分馏主要受铁的价态或氧逸度所控制。通常岩浆岩中的三价铁矿物(如磁铁矿等)相对于二价铁矿物(如橄榄石、辉石等)富集铁的重同位素。地幔橄榄岩部分熔融过程中,由于Fe³⁺比Fe²⁺更加不相容,熔体比固体相更加富集Fe³⁺,因而部分熔融产物(通常为玄武岩)相对富集铁的重同位素。在结晶分异过程及低氧逸度条件下,橄榄石、辉石等含Fe²⁺的矿物结晶导致熔体更加富集Fe³⁺,熔体铁同位素组成变重;在高氧逸度条件下,磁铁矿等含Fe³⁺的矿物结晶促使熔体更加富集Fe²⁺,熔体铁同位素组成变轻。在流体出溶过程中,出溶的流体相对富集铁的轻同位素,残余的岩浆铁同位素组成变重。现有研究表明,铁同位素在示踪岩浆作用方面具有很大潜力。     

PET的结构形态对固相缩聚反应的影响及其在固相缩聚过程中的变化

本文对用不同的预结晶方法(热结晶、应力与热结晶)所得到的具有不同结构形态的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)对固相缩聚反应的影响进行了较系统的研究。并利用广角X射线衍射(WAXD)、小角X射线散射(SAXS)、差示扫描量热计(DSC)等手段研究了各种预结晶PET的结构形态在同相缩聚过程中的变化及其熔融行为。     

鲁西地块济南辉长岩岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究

对华北克拉通东部陆块鲁西地块济南辉长岩进行了详细的岩石学、地球化学和Os-Nd-Sr同位素研究,探讨了该岩体的成岩过程、地幔源区特征以及地壳混染在幔源岩浆演化过程中的作用。济南辉长岩在地球化学上富集轻稀土元素和大离子亲石元素,亏损重稀土元素以及高场强元素;它们具有高放射性成因的Os同位素组成,Sr-Nd同位素组成具有EM1型特征。岩石学和元素地球化学研究表明,该岩体在成岩过程中经历了显著的橄榄岩+辉石+斜长石的分离结晶、岩石学、地球化学和Sr-Nd同位素特征研究表明,济南辉长岩的母岩浆应该是含水的岩浆体系,且起源于一个古老的富集岩石圈地幔?岩体所具有的高放射性成因的初始Os同位素组成以及呈反相关关系的ε_Nd(t)值和初始Sr同位素比值表明,其母岩浆在深部地壳位置侵位过程中遭受了古老的前寒武纪基性下地壳的混染。     

斑岩型矿床母岩浆中水的来源及其成矿机理

母岩浆富水(H₂O质量分数高于4%)被认为是斑岩体中Cu、Au等成矿元素富集成矿的关键因素,是形成岩浆-热液成矿系统的必要条件之一,主要表征为成矿斑岩中角闪石斑晶发育,轻稀土元素富集而中稀土元素亏损,w(Sr)/w(Y)和w(La)_N/w(Yb)_N值高(w(Sr)/w(Y)>40,w(La)_N/w(Yb)_N>20)等特征。弧环境下形成的斑岩成矿系统中的水主要来源于俯冲洋壳或交代岩石圈的脱水作用;而后碰撞环境下形成的斑岩成矿系统中的水可能主要源自矿区内同时代、共空间产出的镁铁质岩浆的混合注入,或含矿岩浆自身的分异结晶。尽管不同地球动力学背景下形成的斑岩成矿系统母岩浆中水的来源和富集机制不同,然而它们仍然被认为具有统一的成矿机理:母岩浆在地幔源区或地壳岩石部分熔融过程中,水的加入可以降低其熔点,促进源区含Cu、Au硫化物重熔,或萃取岩石中Cu、Au成矿元素,或聚集岩浆中分散分布的金属元素,形成富金属的岩浆;含矿岩浆就位后,富水岩浆很快达到水饱和,大量流体出溶,岩浆水会与各类卤化物一起以独立流体相形式从熔体中分离出来,这种富含挥发分和高盐度的流体具有很强的金属携带能力,为随后发生的斑岩矿化提供热液和金属来源,提高母岩浆的成矿潜力。     

中国西部典型铜镍矿床亲铜元素特征对比

通过对喀拉通克、黄山东、金川和白马寨4个铜镍矿床亲铜元素特征进行比较,结果发现所有矿床具有相似的左倾原始地幔标准化配分模式和铂族元素明显亏损的共同特点;其亲铜元素质量分数却明显不同,铂族元素质量分数最高的金川铜镍矿床以Ni为主,喀拉通克矿床则表现为Cu占优势;矿床的初始岩浆为铂族元素不亏损的玄武质岩浆,应是地幔岩石较高程度部分熔融的产物;少量硫化物预先熔离是造成中国铜镍矿床成矿母岩浆亏损铂族元素和w(Cu)/w(Pd)远大于原始地幔(w(Cu)/w(Pd))的控制因素;不同程度(量)的硫化物熔离导致母岩浆中亲铜元素质量分数不同,R值低不是主要原因;早期发生硫饱和可能是铜镍矿床成矿的必要条件,成矿的关键可能在于新鲜岩浆的不断补给;少量硫化物预先熔离结合不含矿岩石亏损铂族元素,暗示这些矿区深部具有找矿潜力。     

科迪勒拉式“I”型花岗岩中的假垂向化学变异

主要讨论秘鲁科迪勒拉布兰卡岩基的化学成分垂向变异及科迪勒拉式“I”型花岗岩中所确定的垂向变异,其次给出生热元素和岩浆类型与垂向化学变异的关系。研究结果表明:布兰卡岩基深成岩体的顶部存在亲石元素的简单变异。熔结凝灰岩是沿布兰卡断裂系统直接在深成阶段侵出的,而不是由现代岩基所示的岩浆房顶部喷出的。化学成分的变异与花岗闪长岩的演化有关,也与不同岩相的空间分布有关。由于早期副矿物的分离,生热元素不随岩石中矿物的分馏作用而富集。许多在分馏期间被保存下来的具有重要经济价值并在矿化系统中富集的元素,由于在岩浆高度演化之前早期副矿物的分离作用而被迁移,故在花岗岩中很少见到它们的矿化。     

滩间山花岗质岩石化学特征 和脉岩型金矿成矿作用的关系

通过对青海滩间山金矿花岗质岩石的岩石化学、稀土元素和铅同位素研究,证明了和金矿有关的花岗质 岩浆源于加里东期基性超基性岩的部分熔融或同源玄武岩分离结晶。岩浆中富金属硫化物的热液以及岩浆自 身的热能,为地层和岩浆中金元素的活化和运移提供了能量和载体,对金起着捕获和富集的作用,有利于金矿床 的形成。     

MA-SEBS对超高分子量聚乙烯/碳纳米管复合材料结晶和熔融行为的影响

以马来酸酐接枝SEBS (MA-SEBS)作相容剂,采用溶液共混的方法制备超高分子量聚乙烯(UHMWPE)/碳纳米管(CNTs)复合材料.熔融结晶的UHMWPE/CNT复合材料是将其熔体以20℃/分的速率降温结晶而成.采用差示扫描量热法(DSC)研究了以不同方式结晶制备的UHMWPE/CNT复合材料的结晶和熔融行为.结果表明UHMWPE/CNT复合材料中UHMWPE相在溶液态结晶比在熔融态结晶形成的晶片厚,因而表现出更高的熔点(Tm)和结晶度(Xc).随着CNTs含量增加,UHMWPE/CNT复合材料中UHMWPE相的结晶温度(Tc)趋于提高.而且MA-SEBS的加入降低了UHMWPE/CNT复合材料中UHMWPE相的Tm 和 Tc. 此外UHMWPE/CNT复合材料中UHMWPE相的结晶速率随CNTs的引入而提高; MA-SEBS起相容剂的作用,改善了CNTs在UHMWPE基体中的分散性,使UHMWPE相的结晶速率进一步提高.     

区域变质-混合岩化-花岗岩形成连续演化的模式——地壳花岗岩类形成的一种重要途径

区域变质作用与花岗岩的形成具有不可分割的成因联系。区域变质岩、混合岩、交代花岗岩、侵入花岗岩四者均属同一作用(深成作用)过程不同发展阶段所形成的产物。南岭地区两个时期(晋宁旋回和加里东旋回)区域变质岩、混合岩和花岗岩的规律伴生与相互依存的关系,证明了这一客观规律的存在。不论交代花岗岩抑或侵入花岗岩,均是业已形成的花岗质岩浆冷凝结晶的产物。所谓花岗岩化,其确切涵义是指固态原岩经选择熔融转变为花岗岩浆的过程,是花岗岩类形成初期阶段(岩浆发生阶段)的特征作用。混合岩化则系花岗岩化过程的低级阶段,也可称为低级花岗岩化。成矿作用主要与这一演化系列的高级阶段所形成的侵入花岗岩,特别是地槽发展末期的后构造期侵入花岗岩密切相关。     

西秦岭造山带早中生代花岗岩成分多样性及形成机制

花岗质岩体产状及组成上的差异主要受控于源区性质和岩浆过程。以西秦岭造山带内几个代表性早中生代花岗岩为例,简要介绍其形成中所记录的岩浆过程,探讨花岗岩成分多样性的原因。西秦岭造山带内S型花岗岩是变泥质岩部分熔融的产物; 根据地球化学特征可分为两类,即高Sr含量、低Rb/Sr值和稀土元素总含量的Group A,及低Sr含量、高Rb/Sr值和稀土元素总含量的Group B,其分别可由白云母水致熔融和脱水熔融形成。糜署岭岩体的暗色微粒包体中发育3类晶形和成分不同的锆石,其与寄主岩石的锆石具有一致的U-Pb年龄; 其中,暗色微粒包体中的类型3锆石与寄主岩石中锆石具有一致的晶形和ε_Hf(t)值,捕获于寄主岩石,而类型1和类型2锆石具有较高的Th/U值和ε_Hf(t)值,结晶于混合程度不同的基性岩浆,其基性端元可能来自幔源岩浆; 因此,糜署岭岩体的暗色微粒包体记录了壳-幔岩浆混合过程。中川岩体由形成时代没有明显差异的5个岩相呈同心环状产出; 边部的似斑状花岗闪长岩被含斑中粒黑云母二长花岗岩侵入,中粒黑云母二长花岗岩被中粒电气石二云母花岗岩侵入,后者又被细粒黑云母二长花岗岩侵入; Rb-Sr-Ba微量元素特征显示各岩性之间不存在成分分异趋势; 因此,中川岩体的环带结构是由多期次岩浆侵位、聚集形成的。     

微粒花岗岩类包体的成因

花岗质岩石中广泛产出的微粒花岗岩类包体的成因是多种多样的。本文通过综合与微粒花岗岩类包体形成机理相关的实验、理论资料,结合华南7个花岗岩体中岩石包体地质实例,着重讨论3种不同成因的微粒花岗岩类包体(淬冷包体、残留体和不混溶包体)在岩相学、地球化学等方面的特征。这些特征表明,3种包体分别受岩浆混合作用、部分熔融作用和交代作用、岩浆液态不混溶作用所制约,是不同岩浆作用过程的反映。     

Response of coal reservoir porosity to magma intrusion in the Shandong Qiwu Mine, China

The Qiwu Mine is located in the Ten Xian coal field of Shandong province. It experienced repeated volcanic activity, after the coal beds formed, where magma intrusion was significant. The effect of coal reservoir porosity after magma intrusion was studied by analysis of regional and mine structure and magmatic activity. Experimental methods including maceral measurement under the microscope and mercury porosimetry were used for testing the pore structure. The authors believe that magma intrusion into low-rank bituminous coal causes reservoir porosity to gradually increase: the closer to the magmatic rock a sample is, the less the porosity. The pore size distribution also changes. In the natural coal bed the pore size is mainly in the transitive and middle pore range. However, the coal changes to anthracite next to the magmatic rock and larger pores dominate. Regional magma thermal evolution caused coal close to magmatic rock to be roasted, which reduced the volatile matter, developed larger holes, and destroyed plant tissue holes. The primary reason for a porosity decrease in the vicinity of magmatic rock is that Bituminite resulting from the roasting fills the holes that were present initially.     

含氟羟磷灰石的生物微晶玻璃的制备

由熔融浇铸压制成形法与晶化、水热合成过程相结合,研制出用于牙面修复的CaO-SiO_2-P_2O_5系统新型生物微晶玻璃。经DTA、XRD和TR分析鉴定主晶相为氟羟磷灰石固溶体[Ca_(10)(PO_4)_6F_(2-x)(OH)_x],其组成和结构与天然牙的羟基磷灰石[Ca_(10)(PO_4)_6(OH)_2]相近。并具有比天然牙更优的力学性质,如抗弯强度(142MPa)、断裂韧性(4.75MPam~(1/2)),硬度(VHN 5.33GPa)等。本文主要研究相变现象、核化、晶化和水热合成过程以及对生物微晶玻璃结构性质的影响。     

铝合金熔体氢含量计算模型建立及其可信性评价

为了更加深入的了解铝合金凝固特性,经理论分析后,建立了铝液中氢扩散过程的数学模型,对铝合金熔体吸/释氢过程进行了动力学推导.对不同的熔体温度、保温时间以及熔体初始氢含量等工艺参数条件下铝熔体的表面吸氢情况进行了计算,并利用铝合金熔体氢分压动态测氢装置,对实际扩散过程做了测试,给出了诸多因素作用下的熔体氢含量变化曲线.计...     

MgCu_2型laves相的微观熔化模型与熔化的电子理论分析

本文基于固体与分子经验电子理论,确定了八种laves相的价电子结构,提出了MgCu_2型laves相的熔化条件是A—A键断,并从理论上给予了解释,应用熔点的电子理论对MgCu_2型laves相的熔点进行了计算,理论值与实际值的误差在10％以内,使原子杂化态的高温效应观点的正确性在化合物中得到了新的证明。     

东天山红石岗镁铁—超镁铁质岩体成因及铜镍成矿潜力

红石岗岩体是新疆东天山铜镍成矿带东段近年来新发现的含铜镍矿化的镁铁—超镁铁质岩体。红石岗岩体由橄榄岩相、辉长岩相和闪长岩相组成,铜镍硫化物主要赋存于辉长岩相和橄榄岩相中。辉长岩中锆石U-Pb定年表明红石岗镁铁—超镁铁质岩体的形成年龄为(280±1)Ma,与东天山其他主要含铜镍矿岩体形成年龄一致。红石岗岩体中橄榄石Fo牌号为82.2～87.3,Ni含量为(1 240～3 470)×10^-6,橄榄石Fo牌号与Ni含量的关系表明岩浆在橄榄石结晶过程存在硫化物熔离,但是模拟计算表明仅橄榄石分离结晶不能使岩浆中硫化物达到饱和。红石岗岩体全岩微量元素特征为轻稀土元素富集,具明显的Nb、Ta负异常,Nb/Yb-Th/Yb图解表明其母岩浆侵位过程中曾经历了10%～20%的地壳物质混染,这可能促使母岩浆中发生硫化物熔离。红石岗镁铁—超镁铁质岩体具有与东天山铜镍成矿带内其他含矿岩体相似的成岩成矿时代、母岩浆特征及硫化物饱和机制,表明红石岗岩体具有形成铜镍硫化物矿床的潜力。     

一种测定岩浆岩形成时岩浆流体上升速度的方法

静态流体中的球形固体重物的沉降速度服从Stocks公式 ,岩浆岩是由岩浆上升冷凝而成 ,在形成时与其中的深源包体也是这种关系 ,只是包体没有沉下去 ,反而随岩浆上升 ,说明岩浆上升速度大于最重最大包体的下沉速度 ,据此可确定该岩浆岩形成时岩浆流体上升的最小速度并推导出计算公式。以姑婆山花岗岩体主体为实例 ,用岩石成份、包体大小及其密度值、地质温度计和压力计算出的各种参数 ,求出了其岩浆上升的最小速度vmin。vmin值精度的影响因素有包体的深源性、已暴露出来的包体最大尺寸的确定、粘度的精度、固态岩石在熔融后体积的变化率公式的计算精确性等。     

岩浆作用中几个重要的流体动力学问题

近年来,流体动力学被广泛引入地质学,特别是岩浆岩石学领域,逐渐形成新的学科生长点。引入流体动力学中牛顿流体与非牛顿流体、流体的雷诺数、绕流物体的阻力和悬浮速度等有关基本理论对岩浆作用过程中的一些疑难问题,诸如岩浆的分类归属、岩浆混合作用的制约、同化作用的制约、科马提岩熔岩流、岩浆中包体沉降速度的计算等进行了有益的探讨。结果表明,流体动力学的基本理论对解决岩浆作用中的一些问题有着重要作用。