华北板块东南缘五河杂岩的麻粒岩相变质、部分熔融与交代作用

华北板块东南缘五河杂岩属于前寒武纪变质基底,出露于蚌埠及相邻地区,主要由变质的镁铁质和长英质火成岩以及表壳岩系组成,并伴生有古元古代片麻状花岗岩和中生代花岗岩类,构成了“蚌埠隆起”。五河杂岩中主要有石榴斜长角闪岩/榴闪岩、石榴麻粒岩、异剥钙榴岩、石榴斜长角闪片麻岩、花岗片麻岩、云母片岩、大理岩和变质砂岩等岩石类型。这些不同类型的变质岩具有类似的峰期变质矿物,如石榴子石、单斜辉石、斜长石、金红石和石英等;结合其锆石U-Pb年龄,表明它们共同经历了古元古代高压麻粒岩相变质作用。石榴斜长角闪岩的石榴子石包体中存在钾长石+斜长石+石英+黑云母等矿物交生体,指示早期花岗质熔体的存在,证明五河杂岩在古元代变质过程中发生了部分熔融作用。此外,部分变基性岩中存在方解石、绿帘石和绿泥石等蚀变矿物,沿石榴子石的裂隙中分布有钾长石+斜长石+石英+黑云母+角闪石等矿物,表明它们经历了含碳酸盐的熔/流体交代作用以及绿帘石化和绿泥石化作用等。遭受过古元古代含碳酸盐的熔/流体交代作用的变基性岩表现为高放射成因Pb同位素组成,而未遭受含碳酸盐的熔/流体交代作用的变基性岩则表现为典型华北板块前寒武纪麻粒岩地体和下地壳包体岩石的低放射成因Pb同位素组成。     

扬子北缘下高川盆地上泥盆统铁矿梁组沉积物源分析

下高川盆地为扬子地块和秦岭造山带结合处的特殊构造单元,其构造演化与相邻的构造单元存在明显差异,晚泥盆世尤为突出。为全面理解下高川盆地的构造演化,重点研究了下高川盆地上泥盆统铁矿梁组砂岩的沉积物源。以石英砂岩为研究对象,分析重矿物组成,进而进行电气石电子探针分析和LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb定年。砂岩样品的闪锌矿、白钛石、钛铁矿重矿物组合说明其物源为岩浆岩。电气石电子探针分析结果表明,铁矿梁组石英砂岩主要来自于变质板岩和变质砂岩,少量为贫锂花岗岩类、伟晶岩和细晶岩。砂岩锆石U Pb年龄谱分析表明,铁矿梁组砂岩的主要物源来自425~530 Ma的天水和丹凤花岗岩、佛坪片麻岩、清水英安岩,以及578~982 Ma的柞水（黑沟）碱性花岗岩、天水和西峡的花岗质片麻岩、丹凤和卢氏的花岗岩。另外,1 015~1 551 Ma的佛坪黑云母斜长片麻岩,1 658~1 957 Ma的太白和宝鸡花岗岩、佛坪片麻岩,2 329~2 502 Ma的丹凤石榴黑云斜长片麻岩和2 625~3 147 Ma的商南太古宙结晶基底岩石均经历多次搬运,为扬子北缘下高川盆地提供次要物源。综合区域资料,晚泥盆世的物源大致来自北部,同时古地理格局表现为天水、丹凤、清水、西峡等地区岩体隆升剥蚀,成为物源区,而在华北古陆与扬子北缘下高川盆地之间可能存在多个较小古陆,如佛坪也属于物源区。     

柴北缘沙柳河榴辉岩 岩石化学及变质条件研究

柴达木盆地北缘东端沙柳河一带榴辉岩呈布丁构造赋存在新元古代末期花岗质片麻岩中,榴 辉岩主要由石榴子石、绿辉石和金红石等矿物组成。通过对该地榴辉岩的岩石化学和变质条件研究,发 现其峰期变质条件为492.12℃～653.48℃和1.008～1.625GPa,未达到超高压的环境,在岩石中也未 发现明显的超高压证据,与柴达木盆地北缘其他地区(鱼卡河、锡铁山、野马滩)榴辉岩有所区别。     

西藏多巴地区片麻岩变质演化过程及其地质意义

拉萨地体普遍出露一套角闪岩相、局部达麻粒岩相的变质岩系, 以往的区域地质研究普遍认为这套变质岩为拉萨地体的前寒武纪变质基底, 称之为念青唐古拉岩群。尽管现有的研究认为念青唐古拉岩群经历了前寒武纪变质作用,但部分地区仍缺少令人信服的岩石学及地质年代学证据。通过对拉萨地体北部多巴地区出露的片麻岩进行岩石学及矿物学研究,认为其为一套经历角闪岩相变质作用的中级变质岩系,主要岩石类型有云母片岩和含石榴石黑云母斜长片麻岩。矿物电子探针分析表明,组成岩石的石榴石、长石、黑云母等矿物均为变质成因矿物。石榴石无明显核边分带结构,成分相对均一。利用传统矿物对温压计进行了温压条件估算,得到640 ℃～660 ℃和0.60~0.67 GPa的角闪岩相变质温压条件。首次利用LA-ICP-MS方法对该区花岗质片麻岩中的锆石进行年代学研究,得到(847.0±5.7)Ma的新元古代变质年龄,可与该区域念青唐古拉岩群的变质时代对比,为该片麻岩归入念青唐古拉岩群提供了切实可靠的年代学证据。     

华北中部造山带南缘洛宁东部太华变质杂岩SIMS锆石U-Pb年龄及其地质意义

太华变质杂岩出露于华北克拉通中部造山带南缘,整体呈近EW向展布。洛宁地区的太华变质杂岩岩性多样,保留了至少3个阶段的变质矿物组合。作为前人研究的补充,报道了该地区东部含榴斜长角闪片麻岩和长英质片麻岩的SIMS锆石U-Pb定年结果,证实该区太华变质杂岩至少保留了3期地质事件的年龄。其中两期岩浆年龄(2.32~2.33 Ga和2.18 Ga)表明,太华变质杂岩与华北中部造山带中—北段各杂岩一样,共同经历了华北克拉通的地壳再造过程;另一期变质年龄(1.94~1.95 Ga)表明,太华变质杂岩的变质作用开始时间比该造山带中—北段大部分杂岩区早了约0.1 Ga,变质作用延续时间也长了约0.1 Ga。这再次说明华北中部造山带古元古代末的构造 变质事件是一个漫长且复杂的过程。     

大别山宿松变质带花岗片麻岩的锆石U-Pb年龄和Hf同位素成分

宿松变质带位于大别碰撞造山带南部,是一个相对低级变质的构造岩石单位。该带岩石类型丰富,如云母石英片岩、花岗片麻岩、变玄武岩/斜长角闪岩、变质辉长岩、异剥钙榴岩、大理岩、石墨片岩和含磷岩系等。然而,它们的形成时代和岩石成因一直存在较大争议。为此,重点对大别山宿松变质带中花岗片麻岩进行了锆石SHRIMP U-Pb定年及Hf同位素分析。锆石定年结果表明,这些花岗片麻岩的原岩形成时代包括晚太古代(2.5~2.7 Ga)和新元古代(770~830 Ma)两大类,经历了晚三叠纪的绿帘角闪岩相变质作用。新元古代花岗片麻岩的原岩是由经历了约2.0 Ga变质作用的晚太古代岩石在新元古代大陆裂解过程中发生重熔作用形成的。鉴于花岗片麻岩的新元古代岩浆锆石年龄记录与大别造山带超高压正变质岩的原岩形成时代一致,结合变质作用特点和已有资料与区域地质背景,进一步证明宿松变质带花岗片麻岩等参与了扬子板块的三叠纪俯冲,并发生了绿帘角闪岩相变质作用,局部可能达到高压榴辉岩相变质作用,是扬子俯冲板块在较浅深度折返的岩片。由于大陆碰撞→造山后的逆冲、推覆以及构造堆叠与剥蚀作用,造成宿松变质带中有可能卷入较深俯冲的岩片。     

兖州矿区红层砂岩中自生绿泥石的产状和成因

运用带有Ｘ射线能谱仪的扫描电子显微镜,详细研究了兖州矿区上侏罗统红层砂岩中自生绿泥石的产状、成因及其水文地质意义．根据其在砂岩孔隙中的分布特征及其与颗粒骨架的关系,自生绿泥石的产状可分为网膜式,渡桥式和填隙式（玫瑰花状集合体）３种;依据扫描电镜图片中矿物间的赋存关系并参考其化学成分、矿物成分和成岩环境,自生绿泥石的成因被划分为高岭石蚀变形、钾长石蚀变形和酸性热液生成３类．     

柴北缘鱼卡榴辉岩变质P-T演化历史

鱼卡榴辉岩-片麻岩地体位于柴北缘超高压变质岩带的北西端,以榴辉岩系为主的高压-超高压变质岩主要以透镜状、布丁状或似层状赋存于片岩、片麻岩中。区内榴辉岩的典型矿物组合为石榴石+绿辉石+多硅白云母+金红石。石榴石变斑晶普遍保存进变质生长环带,从核部到边部石榴石的化学成分、包体矿物的种类和粒度皆呈现出规律的分带性。岩相学和矿物化学研究显示榴辉岩经历了4期与俯冲和折返作用有关的变质演化历史:进变质角闪岩相(P=0.91~0.98 GPa,T=527~600℃)、峰期榴辉岩相(P=2.62~3.07 GPa,T=675~711℃),减压降温过程中的麻粒岩相-高角闪岩相(P=1.33~1.72 GPa,T=633~687℃)和低角闪岩相(P=0.56~0.88 GPa,T=490~587℃)。榴辉岩中的各类超高压变质矿物组合完整的记录鱼卡榴辉岩从俯冲到折返整个变质过程,即从最初增温增压的进变质到温度和压力都达到顶峰的峰期变质,再到降温降压的退变质这样一个顺时针P-T演化过程。     

东昆仑高压变质带榴辉岩和榴闪岩地球化学特征及形成动力学背景

大陆造山带的高压—超高压变质带是古板块汇聚边界及古大洋俯冲和大陆碰撞造山的重要标志,榴辉岩作为高压变质作用形成的岩石,历来被广为关注。根据近几年东昆仑新发现的加当、苏海图、温泉、浪木日上游、宗加、五龙沟西（大格勒）等榴辉岩及榴闪岩,厘定出一条超过500 km的高压变质带,它是青藏高原北部一条重要的古板块接合带。在野外调查基础上,综合大量前人资料,从岩相学、矿物学及岩石地球化学等方面对东昆仑榴辉岩进行了系统的分析和研究。结果表明:东昆仑高压变质带榴辉岩可分为两种类型,即榴辉岩和退变质榴辉岩;石榴石矿物化学成分均表明榴辉岩为C型;榴辉岩主要为拉斑玄武岩系列,球粒陨石标准化稀土元素配分模式均为轻稀土元素富集型,主要介于富集型洋中脊玄武岩（E-MORB）与正常型洋中脊玄武岩（N-MORB）之间,原始地幔标准化微量元素蛛网图基本一致,显示出洋中脊玄武岩（MORB）特征;榴辉岩、榴闪岩温压条件近于一致,形成压力介于1.2~2.0 GPa或更高,温度不小于575 ℃,具有一个顺时针“发卡”型P-T轨迹,其变质峰期温压达到榴辉岩相;峰期变质年龄出现3个明显峰值,分别为451、432、412 Ma,432 Ma主峰期变质年龄约束了东昆仑早古生代洋盆关闭时间。     

金山店铁矿东区膨胀岩形成机理及预测

为弄清金山店铁矿东区膨胀岩形成机理,分别用Ｘ射线衍射仪、扫描电镜和电子能谱仪检测和鉴定膨胀岩中膨胀矿物的种类、含量及膨胀岩的原岩. 检测和鉴定结果表明,膨胀物主要是蒙脱石,其次为伊利石和高岭石,膨胀岩的原岩为石英闪长岩. 在此基础上,对东区工程地质特征、膨胀岩形成的物质基础和动力条件进行了系统分析,揭示出膨胀岩体的低温热液蚀变、强膨胀岩体的地质构造、近矿强膨胀岩的热力接触变质等3种膨胀岩的形成机理,并提出了下盘膨胀岩分布具有条带性、大理岩层缺失部位即为膨胀岩、膨胀岩的膨胀性与岩体的破裂程度呈正比的发育规律. 根据研究成果,预测膨胀岩主要分布在３４－４０勘探线间,中间厚度在９０ ｍ左右,具有两端薄中间厚的特点.     

河北曲阳地区中佐伟晶岩脉中电气石原位硼同位素分析及其意义

电气石在各类矿床中均有分布,常用来探讨成岩、成矿环境。鉴于不同矿床类型中电气石硼同位素的组成差别较大,硼同位素已被广泛应用于花岗岩、伟晶岩和各类热液型矿床的地球化学示踪研究中。在偏光显微镜鉴定基础上,利用激光剥蚀等离子质谱对河北曲阳地区中佐伟晶岩脉中电气石开展了原位微区硼同位素分析。结果表明:中佐伟晶岩脉中电气石硼同位素δ¹¹B值为-10.5‰～-7.3‰,处于伟晶岩中电气石δ¹¹B值的峰值变化区间,与加拿大马尼托巴坦科伟晶岩的δ¹¹B值基本一致;根据电气石野外产状及显微岩相特征,粒度粗大的伟晶岩脉中电气石δ¹¹B值明显偏负约2‰的原因在于其形成过程中岩浆脱气引发硼同位素分馏,而粒度细小的伟晶岩脉中电气石可能在硼同位素分馏前就已晶出;中佐伟晶岩脉电气石中B主要来源于岩浆-热液流体的出溶,围岩中Fe、Mg可能为电气石的形成提供了必要的物质来源。     

碧玺的宝石学特征

根据不同产地碧玺的成分及红外光谱特征，广西。云南、内蒙等地的碧玺分别属于镁电气石、锂电气石．锂电气石．碧玺的颜色，透明度，双折射率，密度与电气石成分中的微量元素种类和含量有密切关系。翠绿色碧玺的颜色是由Ｃｒ２Ｏ３，Ｖ２Ｏ５致色；粉红色碧玺的颜色是内ＭｎＯ引起的，深蓝色碧玺的颜色与ＴＦｅＯ有关；黑色碧玺的颜色是由ＴＦＣＯ及ＴｉＯ２所致．     

营养盐浓度对胶结重塑泥岩试样力学特性及微观结构的影响试验研究

采用一次浸泡菌液的方式，制备不同浓度（0、0.3、0.5、0.7 mol/L）营养盐处理的微生物诱导碳酸钙沉淀（MICP）胶结重塑泥岩样。基于直接剪切、碳酸钙酸洗法、扫描电镜（SEM）等试验测试胶结试样，分析了营养盐浓度对胶结试样力学性能、碳酸钙含量及微观结构的影响。结果表明：同等反应条件下（相同时间、体积），随着营养盐浓度的增加抗剪强度先增大后减小，当营养盐浓度达到0.5 mol/L时抗剪强度最大，此时，试样黏聚力、内摩擦角分别为15.5 kPa、18.83°；碳酸钙含量随着营养盐浓度的增加而增加，当营养盐浓度达到0.7 mol/L时，试样平均碳酸钙含量提高较少；碳酸钙晶体分布均匀性随着营养盐浓度由低到高变化呈凸字形态；胶结试样的强度依赖于生成的CaCO₃晶体量及其分布形态；生成的方解石型碳酸钙晶体主要沉积在颗粒接触处形成积聚晶体或填充在孔隙中形成“胶结桥”，产生胶结效果而增强试样的力学性能。     

电气石对厌氧氨氧化菌驯化与反应器启动的影响

为了研究电气石对厌氧氨氧化菌驯化过程的影响,采用2个平行的连续搅拌式生物反应器,其中一个添加电气石(记为R1),另一个未添加电气石作为空白对照(记为R2).2个反应器均在第23天观察到显著的NH_4~+-N和NO_2~--N同时去除,即表现出厌氧氨氧化活性.添加电气石反应器R2的污泥适应期比对照反应器R1缩短42 d(R2为12 d,R1为54 d),且最高氮负荷达到205.0mg/(L·d),比对照表现出更好的耐负荷冲击能力.此外,电气石可以调控pH和氧化还原电位使其保持在厌氧氨氧化菌适合范围内,为驯化提供稳定环境.厌氧氨氧化活性批式实验显示,添加电气石驯化得到的菌体的SAA最高比对照增加48.8%,微生物胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)检测结果显示,添加电气石反应器R2的多糖、蛋白质和总EPS分别比对照反应器R1增加7.6%、86.7%和43.8%,说明电气石可以促进微生物生长代谢,提高厌氧氨氧化反应活性.粒径与扫描电子显微镜检测说明:电气石并不利于污泥颗粒化,而是大部分污泥与电气石分散生长.谱系分析说明:驯化过程中,微生物组成由接种活性污泥中大量杆菌与丝状菌逐渐演变,筛选出如反硝化菌、亚硝化菌等功能菌种.     

高游离氧化钙水泥的显微结构与膨胀机理研究

运用扫描电子显微镜（SEM）研究了高游离氧化钙（f-CaO）水泥的 经及其在水泥石中氢氧化钙的分布和显微结构特征。讨论了水化早期和后期Ca(OH）2晶体的结晶特性及界面结合关系,指出了熟料中成大堆分布的f－CaO晶体缓慢水化导致Ca（OH）2晶体不断长大是造成水泥安定性不合格的主要原因。     

Reactivity of Tourmaline by Quantum Chemical Calculations

ZnAb initio calculations on reactivity of tourmaline were performed using both Gaussian and density function theory discrete variation method （DFT-DVM）. The HF, B3LYP methods and basis sets STO-3G（3d,3p）,6-31G（3d,3p） and 6-311＋＋G（3df,3pd） were used in the calculations. The experimental results show energy value obtained from B3LYP and 6-31＋＋1G（3df,3pd） basis sets is more accurate than those from other methods. The highest occupied molecular orbital （HOMO） of the tourmaline cluster mainly consists of O atom of hydroxyl group with relative higher energy level, suggesting that chemical bond between those of electron acceptor and this site may readily form, indicating the higher reactivity of hydroxyl group. The lowest unoccupied molecular orbital （LUMO） of the tourmaline cluster are dominantly composed of Si, O of tetrahedron and Na with relative lower energy level, suggesting that these atoms may tend to form chemical bond with those of electron donor. The results also prove that the O atoms of the tourmaline cluster have stronger reactivity than other atoms.     

The Surface Modification of Tourmaline Powder with Triethoxyvinylsilane and Characterization

The surface modification of the tourmaline powder with triethoxyvinylsilane was studied to prepare the polymerizable organic tourmaline.The experimental results showed that the surface of modified tourmaline had the better hydrophobicity compared with unmodified tourmaline,when the mass ratio of triethoxyvinylsilane to tourmaline powder was 1∶5,and reacted at 60 ℃for 1.5hin the mixed-solvent of ethanol and distilled water(1∶5in volume ratio).The structure characterization results indicated that the vinylsiloxane was introduced into the surface of tourmaline powder to generate the polymerizable organic tourmaline,and the crystal structure of tourmaline had no change.     

电气石改性聚乳酸切片的制备及分析

以聚乳酸母粒为原料,通过添加不同含量的电气石制备聚乳酸改性切片,利用SEM、DSC和毛细管流变仪分别对其表观形貌、热学性能和熔体的流动性能等进行研究。结果表明：改性切片中电气石颗粒的分散较为均匀;结晶度从27％提高到36％,熔点基本不变;随着温度的升高,熔体的表观粘度降低,非牛顿指数增大,并且在同一温度下,流体的表观粘度随着电气石含量的增加呈现先减小后增大的趋势。