陕西略阳玄武岩连续纤维的物化性能

通过热重-差示扫描量热分析法和旋转法对陕西略阳玄武岩原矿的化学成分、熔化过程中析晶的上下限温度、熔化的黏度-温度变化等物理化学性能作了定性的分析与研究。确定出该矿区的玄武岩可以用来制备玄武岩连续纤维,并进一步确定出略阳玄武岩样品析晶的上限温度为1271℃。同时根据样品的黏度-温度变化规律最终得出样品的最佳成形温度为1320～1340℃。利用这些数据可为进一步研究开发和合理利用玄武岩资源提供理论依据。     

玄武岩制备连续纤维熔融反应热力学研究

玄武岩纤维由天然岩石直接熔融拉丝制备而成，性能优异，其原料调控对纤维制备和性能提升有重要影响，熔融反应的热力学分析是研究原料特征的重要手段。本文以代表性玄武岩样品为原料，分析其矿物组成，进而构建复杂硅酸盐体系热力学模型，研究其在1400℃时的熔融反应热力学。结果表明，单一矿物如长石、辉石熔融反应的吉布斯自由能为负值且相对较小；钛铁矿、磁铁矿、磷灰石等矿物熔融反应的吉布斯自由能为正数。所选玄武岩样品熔融反应的吉布斯自由能为-225～-257 kJ/mol,表明可自发进行；样品熔融过程的理论能耗为2.4～2.5 GJ/t,接近某些玻璃纤维池窑工艺能耗(考虑窑炉热效率)。纤维的制备条件和性能参数与原料的成分关系密切，以直径约9μm的纤维为例，其拉丝温度及缠绕机线速度等条件各不相同，纤维表面光滑，断裂伸长率约3%～4%,弹性模量59～66 GPa,抗拉强度1700～2400 MPa;采用Giordano的模型，计算出不同原料成纤粘度(lgη)约0.70～1.21 Pa·s。本研究的热力学模型及实验结果可为玄武岩纤维制备的原料优选、能耗计算、条件调控及性能预测提供参考。     

贵州赫章地区玄武岩拉丝试验研究

对采自贵州省赫章县不同地区的16件致密状和3件杏仁状玄武岩进行了拉丝试验,从化学成分、矿物成分、拉丝温度、试验转速、析晶上限温度等方面分析了拉丝成功的影响因素,讨论了本区玄武岩作为生产连续玄武岩纤维原矿石的可能性,同时探讨了生产连续玄武岩纤维的拉丝作业温度.结果 表明,赫章县不同地区19件玄武岩,16件拉丝成功、3件拉丝失败;16件致密状玄武岩有15件拉丝成功、3件杏仁状玄武岩有2件拉丝失败.该区致密状玄武岩化学成分和矿物成分绝大部分符合连续纤维用玄武岩标准,具有重要的开发利用价值;利用本区致密状玄武岩生产连续纤维过程中,拉丝作业温度应高于1350 ℃.     

玄武岩纤维增强铝基复合钻杆材料的制备研究

针对铝合金钻杆耐磨性和耐腐蚀性差导致其难以在深部钻井中应用的技术难题,本文以7075铝合金粉作为基体,玄武岩短纤维作为增强体,利用真空热压烧结技术制备了玄武岩纤维增强型铝基复合材料,并对其微观组织结构、密度和显微硬度等性能进行了研究。结果表明,玄武岩纤维在铝基体中分散均匀,界面处发生了化学渗透,SiO₂和Al之间发生置换反应,从而获得了良好的界面结合强度,复合材料的密实度较高,玄武岩纤维的加入显著提高了复合材料的显微硬度。     

峨眉山高钛玄武岩中主要的赋钛矿物——榍石的产状、特征及成因

峨眉山玄武岩中钛以什么矿物形式存在一直以来很少有学者提及。本文通过镜下观察、全岩化学分析、X-衍射、能谱、扫描电镜、电子探针、阴极发光对川西南部周公山-汉王场地区钻井岩心中峨眉山玄武岩进行了详细的分析,讨论了其主要赋钛矿物及成因。(1)SiO₂含量46.4%~48.3%和TiO₂>3%显示区内峨眉山玄武岩属于高钛峨眉山玄武岩系列。但多个层段榍石含量>5%,而极少见磁铁矿、钛铁矿;(2)榍石主要以隐晶质的云雾状、雪花状、芝麻点状、枝状等形态分布于微晶长石之间和溶孔、溶洞边缘及裂缝中,少量呈显晶质粒状分布于微晶长石、绿泥石之间。(3)电子探针分析显示:所有含钛矿物中,钛铁矿中TiO₂含量最高,为39.069%,榍石中TiO₂次之,TiO₂含量为17.143%~38.648%,磁铁矿中TiO₂含量最高为12.293%,平均在5%~10%左右,其他矿物基本上都少于1%。(4)扫描电镜及其能谱分析显示:榍石中的Ti含量(2.49%~24.97%)明显高于含钛磁铁矿(2.68%~9.21%)、含钛赤铁矿(3.64%)中Ti含量,与钛铁矿(19.51%)含量相当。分析结果认为:峨眉山玄武岩中大量出现的隐晶榍石可能是岩浆后期产物或期后蚀变的产物。在峨眉山玄武岩中首次鉴别出的大量隐晶质榍石是高钛峨眉山玄武岩中最主要的赋钛矿物。隐晶榍石在玄武岩中的含量是区分"高钛"和"低钛"玄武岩的主要标志之一。     

连续玄武岩纤维矿石中TiO2、MgO含量的探讨

玄武岩纤维是以天然玄武岩为生产原料，高温熔融后经漏板拉丝制备而成的纤维。玄武岩纤维中TiO₂、MgO组分含量较低，但对纤维形成的影响不可忽略。根据峨眉山玄武岩中TiO₂、MgO含量不同的斜斑玄武岩和致密玄武岩进行拉丝试验，从玄武岩纤维成丝率、纤维断裂强度、熔制性能等分析，结合已有研究成果对玄武岩中TiO₂、MgO含量进行讨论。结果表明，连续玄武岩纤维矿石中的TiO₂、MgO可增强玄武岩纤维的热性能和化学性能，在一定范围内TiO₂含量增加、MgO含量减少，可提高玄武岩纤维的稳定性和成丝率，增强纤维断裂强度。在现有的工艺条件下，根据不同类别的玄武岩，可将连续玄武岩纤维矿石中TiO₂含量扩大到4%，增加矿石原料的选取范围。     

四川沐川地区峨眉山玄武岩的岩石特征及其纤维用的初步评价

四川沐川地区峨眉山玄武岩出露广泛，开采技术条件好。采集11件玄武岩岩芯样品进行地球化学、薄片鉴定和拉丝试验等测试分析，从化学成分、岩石组构和拉丝工艺等3个方面对其进行了纤维用玄武岩原矿的初步评价。结果显示，玄武岩样品w(SiO₂)为47.15%～51.35%,w(Al₂O₃)为10.52%～14.30%,w(Fe₂O₃)为2.42%～7.56%,w(FeO)为6.02%～9.26%,w(CaO)为4.20%～8.88%,w(MgO)为3.26%～5.25%,全碱w(K₂O+Na₂O)为3.29%～5.66%,w(TiO₂)为2.78%～4.94%。玄武岩类型包括致密块状玄武岩、含杏仁状玄武岩和杏仁状玄武岩，均属碱性—亚碱性过渡系列岩石，岩石结构主要为拉斑玄武结构和粗玄结构。6件致密块状玄武岩均能连续拉丝成功，其化学成分稳定和析晶上限温度为1 270℃,应优考虑其作为连续纤维用玄武岩原矿；2件含杏仁玄武岩均能连续拉...     

老挝北部黄色图章石的矿物成分及微量元素特征

老挝北部黄色图章石(又称老挝北部黄料)呈明亮的黄色至褐黄色,多见水波纹状内部纹理,与我国图章石中的田黄外观特征具有一定相似性。本文运用X射线粉晶衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(LRM)、扫描电子显微镜(SEM)、电子探针(EPMA)、激光剥蚀等离子质谱(LA-ICP-MS)、全铁化学分析等测试方法对其矿物组成、微量元素及产地特征等进行了研究。结果表明,老挝北部黄料的主要组成矿物单一,为无序地开石,杂质矿物包括重晶石、锐钛矿、硬水铝石和赤铁矿等,其中地开石颗粒表面平整,呈板状紧密排列;萝卜纹主要呈枝状、短脉状零星分布在基体中;老挝北部黄料的黄色由Fe~(3+)所致,且颜色深浅与Fe~(3+)含量呈正相关关系,其Cr、Rb、Sr含量低于田黄,Ga含量高于田黄。通过多元统计判别分析法可将老挝北部黄料和田黄进行有效区分,其判别函数对未知样品进行验证的正确率可达92. 9%,且模型的可靠性较高。通过稀土元素配分模式图可以直观区分老挝北部黄料和田黄。     

辽河盆地沙三期火山-侵入岩地球化学与岩石成因

辽河盆地沙三期火山-侵入岩为一套偏碱性的双峰式岩系，其基性端元为碱性玄武岩，中偏碱性端元为粗面质熔岩和侵入岩。碱性玄武岩富集高场强元素(如Nb、Th、Zr、Hf、V等)和轻稀土、Sr、Ba等大离子亲石元素，而亏损Rb和K，具有与板内碱性玄武岩和洋岛玄武岩类似的特征。粗面质岩石显示与基性端元相似的地球化学特征，其不相容元素含量总体上高于碱性玄武岩，但具强烈的Sr和Eu亏损。矿物学、岩石学及地球化学证据表明，玄武质岩石是软流圈地幔低程度部分熔融的产物，并经历了橄榄石和辉石的分离结晶作用，其源区可能有金云母和石榴石残留。玄武质岩浆上升到较浅部位后进一步发生橄榄石、辉石、斜长石和磁铁矿等的分离结晶作用而形成粗面质岩浆，地壳物质混染作用不显著。     

南海及周缘地区地幔组成和动力学的岩石地球化学制约

南海及其周边(包括雷州半岛、海南岛、印支半岛)广泛分布新生代以来形成的板内玄武岩(弥散火成岩省),本文搜集了该区已发表的新生代玄武岩的地球化学数据并据此进行了总结分析。结果显示,该区板内火山岩主要分为拉斑玄武岩和碱性玄武岩两个系列,其微量元素组成为典型的洋岛玄武岩(OIB)特征。Sr-Nd-Pb-Hf同位素结果指示其源区为亏损地幔端元(DMM)与富集端元(EM2)二端元混合。总体上,相对橄榄岩源区形成的熔体而言,这些玄武岩具有低的CaO、较高的Fe/Mn、Zn/Mn及Zn/Fe值;同时,南海海盆玄武岩、海南岛和印支半岛玄武岩中的橄榄石斑晶相对典型地幔橄榄岩部分熔融形成的玄武岩橄榄石斑晶具有低的Ca和Mn含量,以及高的Ni含量和Fe/Mn值,显示其源区辉石岩组分含量较高。南海停止扩张后出现碳酸盐化火山岩并在地球化学上表现为向碱性玄武岩连续转化,同时海南岛和印支半岛的新生代玄武岩整体具有低于亏损橄榄岩地幔的Mg同位素组成,这些都表明南海及周缘地区的地幔源区中有俯冲板块带入的沉积碳酸盐混入。综上认为,该弥散火成岩省在地幔源区组成上均体现有"俯冲-再循环"组分的加入,该再循环地幔组分可能与该地区长期俯冲滞留板块的重熔有关。     

玄武岩石材矿尾砂应用实验研究

针对玄武岩质建筑石材矿山产生的废弃物（碎石和尾砂）,依据环氧树脂有机胶黏剂的热固成型原理,使用环氧树脂乳液、有机固化剂和无机胶黏剂对废弃物进行复合石材试验.经物料均匀搅拌、模具成型、热压机施压和样品干燥、抛光、切边、修整等工序试制复合石材.通过测试复合样品的物理性能参数,其抗折强度超过天然石材商品,其他指标也基本达到相应建筑石材产品的质量标准.这种矿山废料的再利用方法,对减少矿山尾砂、治理环境污染、变废为宝以及增加企业经济收益有一定的作用.     

河南信阳地区龟山岩组新元古代变质玄武岩的地球化学特征、Sr-Nd同位素组成及地质意义

对信阳地区商丹断裂带南侧龟山岩组新元古代变质玄武岩进行了岩石学、地球化学及Sr-Nd同位素研究,分析结果显示该套玄武岩为亚碱性拉斑玄武系列,分为低Ti及高Ti两种类型：低Ti型较富Mg,不相容元素富集程度及稀土分馏程度较低,具有E-MORB的微量元素地球化学特征,Sr-Nd同位素组成相对富集,可能来自地幔柱引发的岩石圈地幔的部分熔融,并受到一定程度的地壳混染;高Ti型较富Fe,强烈富集不相容元素,具有OIB的地球化学特征,Sr-Nd同位素组成较为亏损,可能来自地幔柱的部分熔融,并较少受到地壳物质的影响。综合构造判别显示该套玄武岩可能为地幔柱伸展背景下的岩浆活动产物,可能为区域上沿商丹断裂带分布的中—新元古代局部伸展背景岩浆活动产物的组成部分。     

海南岛北部晚新生代玄武岩成分演化及成因讨论

板内玄武岩通常具有复杂的成分组成和成因过程。海南岛北部（简称“琼北”）自渐新世始逐渐发育了大量板内玄武岩,岩性跨度大,从石英拉斑玄武岩到橄榄拉斑玄武岩,再到碱性橄榄玄武岩和碧玄岩均有分布。对琼北晚新生代玄武岩虽已开展了广泛的研究,但“琼北晚新生代玄武岩的成分随时间演化规律”这一问题却未引起足够的关注。本文从晚更新世道堂组橄榄玄武岩入手,对其开展了细致的岩石学、矿物学和主微量及Sr- Nd- Pb同位素地球化学的研究;并结合文献中琼北其他时代（组）玄武岩的数据,阐述了琼北晚新生代玄武岩成分随时间演化的规律并对其成因进行了探讨。研究发现,自中—上新世到更新世再到全新世,琼北晚新生代玄武岩呈现从碱性玄武岩过渡到拉斑玄武岩再突变到碱性—强碱性系列的演化规律;中—上新世到更新世这一时期的碱性玄武岩和拉斑玄武岩可能形成于石榴子石二辉橄榄岩由低到高程度的部分熔融作用,而全新世碱性岩则更可能形成于石榴子石辉石岩的部分熔融。琼北晚新生代玄武岩的Sr- Nd- Pb同位素组成揭示其源区地幔以PREMA端元为主,但经历了来自古老陆壳的沉积物不同程度的改造作用。采用“海南地幔柱”模型可以较好地解释琼北晚新生代玄武岩的复杂组成和成因。     

敦化地区玄武岩的开发利用前景

本文介绍了敦化地区玄武岩的分布范围、厚度和目前开发利用状况。玄武岩除了做石材外,还有一个新的用途——生产玄武岩纤维,它用途广泛,性能优良。国外已开发利用多年,我国刚刚起步。在敦化地区无论是开采玄武岩石材还是生产玄武岩纤维其前景都十分广阔。     

大陆板内玄武岩数据挖掘:成分多样性及在判别图中的表现

通常认为,大陆溢流玄武岩(CFB)、裂谷玄武岩(CRB)、板内玄武岩(WPB)均产于板内构造环境,其地球化学特征与OIB类似,源于富集的下地幔,与地幔柱的活动有关。本文利用GEOROC数据库对全球CFB、CRB和WPB数据进行挖掘,发现上述三类玄武岩判别图投图几乎落入了全部的构造环境域,有些甚至主要落入MORB和IAB区,而不是落入WPB区。结果表明原先的玄武岩判别图的判别功能值得商榷,尤其对大陆玄武岩来说,许多判别图都存在问题。全体CFB、CRB和WPB的地球化学成分变化巨大,暗示其源区具有强烈的不均一性:部分CFB、CRB和WPB来自富集的地幔柱,仍然具有经典的OIB的特征;部分来自MORB的源区,与MORB的再循环作用有关;部分来自岛弧岩石圈之下的亏损地幔源区,以强烈亏损Nb-Ta为特征,类似岛弧玄武岩的地球化学特征。许多地区的大陆玄武岩可分为低钛和高钛两类,低钛玄武岩大多是亏损或强烈亏损的,而高钛玄武岩通常是富集型的。本文的研究表明,富集型大陆玄武岩可能来自富集的下地幔,而亏损的和强烈亏损的玄武岩可能来自具有MORB或岛弧特征的软流圈地幔。进一步指出,源区性质可能是大陆玄武岩多样性的主控因素,其次为部分熔融程度、熔融深度、结晶分离、陆壳混染以及AFC过程。     

全球大陆弧玄武岩（CAB）的特征——与岛弧玄武岩（IAB）和弧后玄武岩（BAB）的对比

活动陆缘玄武岩（CAB）主要出现在安第斯,早先大多认为CAB 大体相当于IAB,在许多判别图中, CAB 基本上与IAB 在一起, 只是LILE 富集和HFSE 亏损的程度略有差别而已。本文的研究表明,尽管CAB 富集LILE,但是,Nb-Ta 亏损不是非常明显。在最新的采用大数据方法厘定的判别图中,CAB 不同于IAB,不是落在IAB 区,而是位于IAB 与OIB 的过渡区域。CAB 中保留了很多OIB 的印记,说明板块俯冲时伴随有来自地幔深部的岩浆的加入,故CAB 中保留了OIB 的印记。我们的研究还发现, 在安第斯弧后盆地玄武岩具有OIB 的印记,而非MORB 的特征。本文按照大数据的思路,讨论了CAB 的特征,并与IAB、BAB 进行了初步的对比。研究表明,CAB 明显不同于IAB,CAB 兼具IAB 和OIB 的特征,但对其深度的认识还有待于今后进一步的研究。     

元素比值研究玄武岩源区成分的若干问题讨论

本文讨论了以元素比值研究玄武岩成分的限制条件及岩浆结晶分异作用对熔体元素比值的影响，笔者认为采用元素比值研究源岩成分时，除了要考虑两元素分配系数及部分熔融程度的差异外，还应考虑部分熔融方式的影响，另外，由于结晶分异作用对元素比值的影响很小，因此该方法很适合于研究玄武岩源岩的不相容元素，最后，本文提出了一种较为实用的逼近玄武岩源岩元素比值的方法。     

玄武岩的大地构造岩石化学特征与判别的初步研究

本文用地洼学说的大地构造观点,对与地壳演化的深部作用有密切关系的玄武岩类岩石的一些岩石化学数据进行研究,指出反映深部作用差异的地槽、地台、地洼三阶段玄武岩时空分布的三个高峰,揭示出三阶段玄武岩类岩石,总的存在由拉斑玄武岩系列→钙碱性玄武岩系列→碱性玄武岩系列的演化规律,以及三阶段玄武岩浆源的深度有逐渐加深的趋势。最后提出了一个较简明的判别不同大地构造属性玄武岩的岩石化学标志图。     

峨眉山二滩玄武岩地球化学特征

峨眉山大火成岩省二滩地区玄武岩w(S iO2)/%=40.5~59.65;普遍高碱,w(K2O N a2O)=2.64%~7.67%。w(T iO2)=2.10%~6.53%,T i/Y>500,该区玄武岩属于高钛(HT)型玄武岩;其M g#=58~84,明显高于高于宾川高钛玄武岩(31~53),说明岩浆演化程度明显低于宾川高钛玄武岩浆。岩石样品中Sr显示明显负异常,暗示了二滩玄武岩经历了广泛的斜长石结晶分离;而Eu不显异常,则反映了玄武岩岩浆中有高Eu3 /Eu2 比值的存在,其环境为氧化环境。在二滩玄武岩和宾川高钛玄武岩中,N i,Z r,T iO2和M g#均显示了明显差异,说明二滩玄武岩具有独立的地球化学特征。二滩玄武岩不相容元素(R b,B a,Th,U,N b,T a,L a,C e等)配分曲线与O IB相似,及其T a/Y b vs Th/Y b双变量图解也显示出了富集地幔特征,这些特征反映了峨眉山二滩玄武岩源区为富集地幔源,玄武岩岩浆可能为地幔柱物质。此外,B a/Th,Z r/N b,L a/N b,B a/N b等比值介于EM I O IB和EM II O IB之间,以及C e/Pb比值也说明:二滩玄武岩缺少H IMU O IB端元组分,是EM I O IB和EM II O IB两端元的混合产物。     

Geochemistry of Two Types of Basalts in the Emeishan Basaltic Province: Evidence for Mantle Plume-Lithosphere Interaction

Based on the temporal-spatial distribution and geochemical characteristics, the Emeishan basalts can be divided into two types: high-P2O-TiO2 basalt (HPT) and low-P2O5-TiO2 basalt (LPT), which differ distinctly in geochemistry: the LPTs are characterized by relatively high abundances of MgO, total FeO and P2O5 and compatible elements (Cr, Ni, Sc), and relatively low contents of moderately compatible elements (V, Y, Yb, Co), LREE and other incompatible elements compared with the HPT. On the diagrams of trace element ratios, they are plotted on an approximately linear mixing line between depleted and enriched mantle sources, suggesting that these two types of basalts resulted from interactions of varying degrees between mantle plume and lithospheric mantle containing such volatile-rich minerals as amphibole and apatite. The source region of the LPT involves a smaller proportion of lithospheric components, while that of the HTP has a larger proportion of lithospheric components. Trachyte is generated by pa