云南格咱岛弧普朗斑岩型铜矿年代学、岩石矿物学及地球化学研究

普朗斑岩型铜矿床位于西南三江构造火成岩带义敦岛弧南端,是晚三叠世甘孜-理塘洋壳向德格-中甸陆块俯冲的产物,是我国近年来印支期新发现的超大型铜多金属矿床。与成矿关系密切的斑岩体的岩石类型主要为石英闪长玢岩和石英二长斑岩,通过系统的锆石U-Pb测年方法获得,含矿石英闪长玢岩的形成年龄为219.6±3.5Ma,石英二长斑岩的形成年龄为212.8±1.9Ma。岩石地球化学特征表明,SiO₂含量为61.99%~70.58%,Al₂O₃含量为10.84%~14.96%,MgO含量为1.5%~3.96%,A/CNK值为0.80~1.08,为准铝质-弱过铝质。岩石轻稀土较富集,轻重稀土分馏明显((La/Yb)_N=11.41~16.48),δEu(0.76~0.9)值无明显异常。微量元素表现出具较高的Sr(244×10^-6~845×10^-6)、Ba(543×10^-6~2237×10^-6)含量,Y、Yb含量较低(Y=6.83×10^-6~17.65×10^-6,Yb=0.97×10^-6~1.09×10^-6)指示岩石类型为造山带钙碱性花岗岩系列,具I型花岗岩的特点。利用黑云母和角闪石地质温压计估算出岩浆的结晶温度为750~800℃,岩体侵位的压力为0.77×10⁸~0.9×10⁸ Pa,相应的岩体侵位深度在2.55~2.97km,氧逸度为10^-9~10^-12bar,反映了成矿斑岩体形成于高温、高氧逸度的环境,岩浆侵位具浅成-超浅成侵位的特点。结合本区岩石地球化学、矿物学及同位素年代学的研究,推测普朗成矿斑岩体深部仍存在类似的斑岩型Cu(Au)矿化,具有良好的找矿前景。     

玉龙铜矿带马拉松多斑岩体岩石学及成岩成矿系统年代学分析

马拉松多斑岩铜钼矿床是玉龙斑岩铜矿带中第二大的大型斑岩铜钼矿床,本文分析了岩体化学组成及用锆石LA-ICP-MS U-Pb法以及黑云母K-Ar法测定了成岩成矿体系同位素年代。赋矿岩体可分为早晚两期, 早期岩体主要由石英二长斑岩及碱长花岗斑岩组成,晚期岩体主要由碱长花岗斑岩组成。早期岩体和晚期岩体在化学组成上有一定的差异,早期岩体富Al₂O₃、MgO、CaO、Na₂O、Fe ₂O₃、TiO₂,晚期岩体则相对富SiO₂及K₂O;马拉松多早期岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄(36.9±0.4Ma, MSWD=1.52)与晚期岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄（36.9±0.3Ma, MSWD=1.38）相同,也和黑云母K-Ar年龄（36.9±0.6Ma）及前人的辉钼矿Re-Os年龄一致。早期和晚期岩体是在现有同位素体系难以区别的相同的时间间隔内脉动侵入形成的,马拉松多成岩成矿系统在很短时期内从高温（800℃,锆石U-Pb封闭温度）冷却至中低温（300℃黑云母Ar同位素体系的封闭温度）,成岩成矿时间跨度小于1Ma。玉龙矿带主要赋矿岩体锆石年龄表明,玉龙斑岩铜矿带岩浆活动时间跨度4.3Ma内,约发生过四次成岩成矿事件。     

江西德兴斑岩铜矿石英闪长玢岩成因及成矿学意义

为探究石英闪长玢岩成因及幔源基性岩浆对斑岩铜矿的贡献,本文选取德兴矿床石英闪长玢岩开展了锆石U-Pb定年、Hf同位素和全岩地球化学研究。获得石英闪长玢岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为169 Ma,与成矿花岗闪长斑岩侵位时间一致,岩体为中侏罗世岩浆活动的产物。石英闪长玢岩具有低的SiO₂(58.41%~63.12%)和K₂O(1.68%~2.94%)含量及A/CNK值(0.85~1.04),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和重稀土元素,属于钙碱性到高钾钙碱性系列岩石。具有相对亏损的锆石Hf同位素组成,εHf(t)=2.20~7.93(最大值7.93),指示其源区为岩石圈地幔。锆石稀土元素配分模式图显示出明显的正Ce异常,岩浆氧逸度(lg f_O2)为-20.05~-6.66,达到磁铁矿-赤铁矿氧逸度等级,指示石英闪长玢岩结晶自高氧逸度岩浆。全岩地球化学特征显示,德兴石英闪长玢岩与成矿花岗闪长斑岩及其暗色包体符合岩浆混合的演化趋势,说明成矿花岗闪长斑岩可能是中侏罗世幔源基性岩浆和地壳酸性岩浆大规模混合作用的产物,并且石英闪长玢岩代表了岩浆混合过程中的幔源基性端员。结合前人研究成果,认为在中侏罗世伸展构造背景下,软流圈物质上涌导致新元古代受交代的岩石圈地幔部分熔融形成幔源基性岩浆,基性岩浆的底侵作用诱发下地壳物质熔融并与之发生一定程度的岩浆混合作用,形成了花岗闪长斑岩的母岩浆。高氧逸度幔源岩浆的加入可抑制斑岩体系硫化物的过早饱和,同时为德兴矿床注入了成矿所需的部分挥发分和金属元素。     

吉林大黑山钼矿床成矿流体地球化学特征及其地质意义

大黑山钼矿床为一产于燕山早期花岗闪长岩-花岗闪长斑岩复式侵入体内的超大型斑岩型矿床,按矿物组合不同,其成矿作用可划分为Ⅰ浸染状黄铁矿±辉钼矿-石英;Ⅱ辉钼矿-石英;Ⅲ黄铁矿±黄铜矿-石英及Ⅳ贫硫化物-石英4个阶段。流体包裹体研究表明,Ⅰ、Ⅱ矿化阶段石英中主要发育含NaCl子矿物三相、富气相及气液两相三种类型的流体包裹体,成矿流体为中高温、高盐度NaCl-H₂O体系热液,来源于含矿的花岗闪长斑岩体;Ⅲ、Ⅳ矿化阶段石英中主要发育气液两相包裹体,成矿流体为中低温、低盐度NaCl-H₂O体系热液,来源于花岗闪长斑岩岩浆流体与大气降水混合物。大黑山钼矿床成矿流体地球化学特征与陆内环境下斑岩钼矿床NaCl-CO₂-H₂O体系型成矿热液有明显区别,暗示其形成于非陆内环境,而是中生代太平洋板块俯冲体制下活动大陆边缘或岛弧环境岩浆活动产物。     

中冈底斯成矿带龙根铅锌矿床含矿斑岩年代学与地球化学特征

龙根铅锌矿床是在西藏中冈底斯成矿带中段发现的一个矽卡岩型矿床。对该矿床含矿斑岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb定年,主量、微量元素分析和Sr-Nd-Hf同位素组成研究,首次获得中冈底斯成矿带中段铅锌银矿床的矿化时代。含矿斑岩锆石U-Pb年龄明显可分为2组,²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄分别为（70.5±2.0） Ma和（61.4±1.2） Ma,前者记录了印-亚板块俯冲大陆边缘弧后伸展过程中的早期岩浆-流体成矿事件,后者代表了印-亚板块主碰撞聚合中的主成矿期岩浆-流体成矿作用时代。斑岩具富硅、富钾,贫钛、贫磷等特征,铝饱和指数（A/CNK）为1.11~1.16,富集大离子亲石元素Rb、Th、U,亏损高场强元素Zr、Nd、Sm等,与冈底斯成熟大陆地壳物质相比具相对高的ε_Nd（t）值（-6.42~-6.05）和相对低的（⁸⁷Sr/⁸⁶Sr）_i值（0.708 026~0.709 071）,并具不均一的锆石ε_Hf（t）值（-3.34~-1.12）以及古老的锆石Hf同位素地壳模式年龄（T^C_DM=1.06~1.19 Ga）,属于过铝质“S”型花岗岩类。笔者认为中冈底斯成矿带中段晚白垩世—古新世岩浆活动和成矿作用很可能是与雅鲁藏布江洋盆闭合之后的印-亚板块俯冲大陆边缘弧后伸展和主碰撞聚合诱发幔源岩浆底侵导致的冈底斯地体古老地壳物质部分熔融有关,岩浆在上升过程中有不同程度的分离结晶。     

西藏尼雄矿田滚纠铁矿成矿作用机制：来自矿物学和稳定同位素证据

本文分析了冈底斯成矿带西段尼雄矿田滚纠铁矿石榴子石、辉石、绿泥石成因矿物学特征,结果显示矿区石榴子石多为钙铁榴石,并存在一定量的钙铝榴石;辉石主要为透辉石、次透辉石和铁次透辉石,表明成矿流体早期为酸性、高温和高氧逸度环境。矽卡岩内接触带富钙铝榴石,外接触带富钙铁榴石,反映成矿流体由矽卡岩内接触带运移至矽卡岩外接触带过程中,温度逐渐降低,而pH和氧逸度逐渐升高。绿泥石主要为富铁贫镁的铁镁绿泥石,其在低温(206~268℃)、低pH值、还原环境下形成。方解石C-O同位素揭示成矿流体δ¹³C_∑C为-2.6‰~-0.7‰,δ¹⁸O_V-SMOW为+9.8‰~+12.0‰。石榴子石、磁铁矿、石英δD_V-SMOW值为-121‰~-105‰,成矿流体δ¹⁸O_H2O为8.7‰~11.3‰,反映成矿流体主要来源于花岗质岩浆。磁铁矿矿石中黄铁矿弱富铁亏硫,S/Fe为1.05~1.07,Co/Ni>1,指示为岩浆热液成因;黄铁矿δ³⁴S为4.2‰~11.1‰,与花岗质岩浆硫相当,综合反映成矿物质也来源于花岗质岩浆。结合前人研究资料,认为高温、高氧逸度使金属元素大量进入岩浆,岩浆上升侵位、分异出富含成矿物质的流体。成矿流体运移过程中遭遇围岩,并与之反应形成矽卡岩和退化蚀变矿物,导致成矿流体物理化学性质改变,在温度(180~400℃)、氧化-弱氧化和弱碱性-碱性条件下,发生磁铁矿沉淀。     

西藏甲玛铜多金属矿含矿斑岩黑云母和角闪石矿物化学特征

甲玛超大型铜多金属矿床位于冈底斯成矿带东段,矿体主要包括矽卡岩型、斑岩型、角岩型和独立金矿体4种类型。矿床中酸性侵入体中广泛发育岩浆黑云母,部分岩体较发育角闪石。本文在全面开展矿区地质调查和详细的钻孔岩芯编录的基础上,对含矿二长花岗斑岩和含矿花岗闪长斑岩中的岩浆黑云母以及含矿花岗闪长斑岩中的角闪石开展了矿物学及矿物化学研究,以揭示其成岩成矿意义。研究结果表明,二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩中的岩浆黑云母为镁质黑云母,具有富镁高钛、高铝低硅、富钾贫钠的特点。与花岗闪长斑岩相比,二长花岗斑岩中的岩浆黑云母具有较低的TiO₂、FeO^T、MgO、MnO、Na₂O、BaO含量,较高的Al₂O₃和SiO₂含量。花岗闪长斑岩中的角闪石属于阳起石,具有高硅低铝钛、富镁钙贫钠钾等特征。黑云母和角闪石温度计计算结果显示,含矿二长花岗斑岩中黑云母结晶温度为740.1~783.8℃,平均为762.4℃;含矿花岗闪长斑岩中黑云母结晶温度为750.3~766.9℃,平均为757.2℃;含矿花岗闪长斑岩中角闪石结晶温度为654.1~698.9℃,平均为680.3℃。黑云母和角闪石矿物化学特征指示,二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩为造山带钙碱性岩系、Ⅰ型花岗岩,具有壳幔混源的特征。二长花岗斑岩和花岗闪长斑岩具有较高的氧逸度（NNO以上）及水含量,有利于铜、钼等成矿物质进入成矿流体中。     

广西佛子冲大型铅锌多金属矿床的成因：流体包裹体和H-O-S-Pb同位素地球化学约束

佛子冲矿床发育在钦杭成矿带南段广西境内,是近年来在全国危机矿山接替资源勘查项目中取得重要突破的一处大型铅锌多金属矿床。本研究通过流体包裹体和H-O-S-Pb同位素地球化学研究手段,重点提取了佛子冲矿床古益矿区深部矿段的成因信息。流体包裹体分析表明,早期硫化物阶段（阶段I）出现含子矿物型、CO₂-H₂O型及H₂O型包裹体类型组合,而主成矿阶段（阶段Ⅱ）和晚期硫化物阶段（阶段Ⅲ）则变化为相对单一的H₂O型包裹体,成矿流体的均一温度和盐度均表现出从成矿作用早期到晚期逐渐降低的趋势。H、O同位素（δD值介于-59‰~-41‰,δ¹⁸O_H2O值介于-5.47‰~4.00‰）和流体包裹体成分指示,初始成矿流体可能来自于岩浆分异热液,但随着成矿作用的进行,天水热液的掺入比例显著增大。矿石硫化物的δ³⁴S值集中于2.3‰~4.3‰,指示矿化剂S主要来自于矿区内的中酸性岩浆岩体系。矿石铅的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb比值为18.592~18.794,²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb比值为15.648~15.864,²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb比值为38.909~39.580,数据分布呈线性趋势,且正好落入岩浆铅和地层铅之间,构成一条混合线,它指示了成矿物质可能具有岩浆源和地层源的混合属性。野外地质和矿床地球化学证据都表明,佛子冲矿床的发育与燕山晚期（106Ma）的花岗斑岩侵入事件密切相关,该期岩浆作用在矿区内导致了强烈的热液流体活动并产生了显著的铅锌银多金属成矿效应。河三和古益两个矿区的矿化类型有所不同,前者代表了产在斑岩接触带的矽卡岩型,而后者代表了远离斑岩的中低温热液充填交代型,二者在整体上构成了一个以Pb-Zn为主矿种的岩浆热液流体成矿系统。     

西藏雄村斑岩铜金矿床Ⅲ号矿体岩浆岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素及微量元素组成

对雄村斑岩矿集区新发现的Ⅲ号矿体开展了斑岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄、原位Hf同位素以及微量元素分析,结果显示：Ⅲ号矿体的角闪石英闪长玢岩与石英闪长斑岩侵位时代相近,分别为（171.2±2.2）Ma（1σ,MSWD=2.5）和（171.0±1.9）Ma（1σ,MSWD=1.8）,形成时代与Ⅰ号和Ⅱ号矿体中的斑岩体类似;角闪石英闪长玢岩的（¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf）_i介于0.282 959~0.283 162之间,ε_Hf（t）介于10.217~17.436之间,二阶段模式年龄为95~559 Ma;石英闪长斑岩（¹⁷⁶Hf/¹⁷⁷Hf）_i介于0.282 949~0.283 123之间,ε_Hf（t）为10.015~16.207,二阶段模式年龄为220~577 Ma。锆石原位Hf同位素结果表明角闪石英闪长玢岩与石英闪长斑岩的源区为亏损地幔,与新特提斯洋向北俯冲的岛弧环境有关。角闪石英闪长玢岩、石英闪长斑岩的锆石U-Pb年龄与结晶温度T_z及与Yb/Nd、Nb/Ta、Th/U比值的关系显示,起源于亏损地幔的岩浆上涌过程中并没有经历过岩浆混合以及同化混染作用,同时石英闪长斑岩晚期阶段明显比角闪石英闪长玢岩的Th/U比值增长范围大,这可能与石英闪长斑岩岩浆更富含水,并出溶较多的流体有关,而岩浆-流体演化过程暗示着石英闪长斑岩与矿化关系更为密切,这与地质观察事实相符。     

西秦岭太阳山斑岩铜-钼矿床岩体氧逸度及成矿意义

甘肃天水三叠纪太阳山斑岩铜钼矿床位于西秦岭造山带东段。矿体主要赋存于石英闪长斑岩、二长斑岩、石英二长斑岩和泥盆系大草滩群。氧逸度是表征岩石物理化学性质的重要参数,对岩浆热液成矿具有明显的控制作用。在综合评述常用氧逸度计算方法及适用性的前提下,文中应用激光剥蚀等离子质谱分析方法对太阳山矿床含矿岩体锆石微量元素进行测定,选用含量较高的Sm、Nd进行Ce异常计算,查明含矿斑岩岩浆氧逸度,探讨其成矿意义。太阳山矿床岩浆氧逸度计算结果表明,太阳山成矿二长斑岩和石英二长斑岩相对氧逸度ΔFMQ分别为+3.04和+3.15,成矿前石英闪长斑岩相对氧逸度ΔFMQ为-1.83,成矿岩体氧逸度明显高于成矿前岩体。成矿岩体岩浆氧逸度高于成矿前岩体的原因可能与富集地幔有关。富集岩石圈地幔的加入,带来了大量的硫和金属铜,并提高了岩浆氧逸度。     

Neoichnology and implications for stratigraphy of reworked Upper Oligocene oysters,Antigua, West Indies

The Late Oligocene oyster Hyotissa antiguensis (Brown) is locally common in the Antigua Formation of Hughes Point, eastern Antigua, Lesser Antilles; it was not commonly bored at that time. Its valves and shells are robust, and reworked into the shallow water near-shore environment in Antigua; it could potentially be incorporated into younger rocks. Its neoichnology includes clues that would facilitate identification of these oysters as reworked fossils. The suite of modern borings found in these specimens includes common Caulostrepsis taeniola Clarke, Gastrochaenolites isp. cf. G. turbinatus Kelly and Bromley and Entobia isp., and rare Oichnus simplex Bromley and Rogerella? isp. The latter three taxa are limited to oyster shell substrates. Of the common ichnotaxa, Caulostrepsis and Gastrochaenolites are particularly prominent in limestone clasts and limestone cemented to oyster shells, which would be an indicator of reworking if found in a post-Oligocene lithified deposit. Caulostrepsis and Gastrochaenolites are relatively less common in oyster shells and valves, and in many specimens are seen to terminate against the shell. Entobia is the only common boring limited to the shell substrate. The fidelity of preservation of modern borings is also superior in limestone clasts. This suite of borings is comparable with those found in the Neogene of the Antillean region.     

吉林南部辉南-靖宇地区岩石圈地幔氧化-还原状态及研究意义

吉林省南部辉南-靖宇地区第四纪碱性玄武岩中的地幔包体主要为尖晶石相二辉橄榄岩和方辉橄榄岩。二辉橄榄岩和方辉橄榄岩的平衡温度分别为770~1000℃和850~1025℃,对应的氧逸度 (f_O2)值分别为FMQ -0.70至+0.34 (均值为FMQ -0.06) 和FMQ -0.46至+0.05 (均值为FMQ -0.15),它们与深海橄榄岩(abyssal peridotites)以及软流圈地幔的f_O2相似。橄榄岩的f_O2值,连同其全岩化学成分(如Mg^#、Al₂O₃、CaO、Ni、Co和Cr)和矿物化学成分(如橄榄石的Fo、尖晶石的Cr^#和Mg^#,以及辉石的Mg^#)特征,表明辉南-靖宇地区龙岗火山群下面的岩石圈地幔很可能是在晚中生代以来,伴随着华北克拉通和扬子板块的碰撞以及来自东侧太平洋板块和北侧蒙古-额霍次克(Mongolo-Okhotsk)板块分别向西和向南的俯冲叠加,原来的古老岩石圈失衡、塌陷(拆沉？),取而代之的深部软流圈底辟、上涌,又经历了低度部分熔融的产物。     

对与氧逸度有关的花岗岩类成矿专属性-含矿性问题的再思考

花岗岩类的成矿专属性与氧逸度密切相关,但氧逸度只是矿床形成时的必要非充分条件之一。本文从成矿专属性和含矿性两个方面讨论氧逸度的成矿学意义,得到两点主要认识：还原性斑岩型Cu-Au多金属矿床具有高氧逸度成因,不同元素的矿化分别对应于氧逸度对演化程度、岩石类型、硫逸度、pH协变图上的不同分区,其中可能以氧逸度和岩石类型这两种因素的配合最具专属性意义;从专属性到成矿性分从岩浆到热液、从热液到矿石两个阶段完成,这期间氧逸度对元素地球化学行为的影响不容忽视,但其在矿质沉淀过程中的角色有时不宜夸大,因为有的沉淀与氧逸度关系不大。     

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定钒钛磁铁矿中钒钛钴镍

钒钛磁铁矿样品经过氧化钠熔融,盐酸提取,溶液分取稀释后用电感耦合等离子体发射光谱法同时测定其中的V2O5、TiO2、Co、Ni。实验确定过氧化钠的用量为1.5 g,盐酸的用量为10 mL,选择干扰元素较少和背景干扰较小的V、Ti、Co、Ni分析谱线分别为292.4 nm、334.9 nm、230.7 nm、231.6 nm,在稀释因子为10(总稀释因子5000)的条件下进行分析,方法检出限为0.05～0.17μg/g。用国家一级钒钛磁铁矿标准物质GBW 07225(原矿)、钒钛磁铁矿标准物质GBW 07226a(精矿)、钒钛磁铁矿标准物质GBW 07227(尾矿)验证方法精密度和准确度,方法精密度(RSD,n=12)为0.41%～1.91%;除含量较低的Ni和Co外,相对误差(RE,n=4)均小于5%。通过安装氩气加湿器有效地解决了盐分较大带来的影响,在标准系列中加入等量空白溶液,保持基体与试样一致,消除了基体效应。方法分解样品彻底完全,分析流程简单,易于掌握,一次熔样可以同时测定多种元素,可适用于大批量样品分析。     

地下水中高锰酸盐指数和硝酸根铵根稳定性研究

高锰酸盐指数(CODMn)、硝酸根(NO-3)、铵根(NH+4)是判断水体是否受到三氮污染的重要指标。对于测定这三个指标的水样保存方式和时间,地质行业标准和国内外主要国家标准间存在明显差异。地质行业标准规定地下水样品原水室温保存,CODMn和NH+4在3天内测定;NO-3在20天内测定;国家标准和美国标准推荐样品硫酸酸化,避光或冷藏保存,在2~7天内完成CODMn和NO-3和1~7天内完成NH+4测试。为了分析各类标准在样品保存要求上的差异对检测结果的影响,确保检测数据能真实地反映水体污染状况,找寻简便的保存方式,本文在广州地区采集地下水,按照地质行业标准与国家标准进行处理和保存,并在不同时间段对三个指标进行测试。分析验证结果表明:地质行业标准与国家和美国标准关于水样的保存方法均非常可靠。地质行业标准主要针对静态地下水,保存方法相对宽松;国家标准和美国标准适用范围除了地下水,还包括动态的地表水和废水,采样对象成分更为复杂,更不稳定,更容易受外界影响发生变化,故保存条件高于地质标准。在广州地区,采用原水室温避光保存水样,CODMn、NH+4保存时间可为5天,NO-3保存时间可为30天;采用酸化水室温保存水样,CODMn、NO-3和NH+4保存时间可长达30天。这两种方式均比地质行业标准和国家标准推荐的有效时间长,且原水和酸化水室温保存方式相对于冷藏保存方式更为方便。本文提出,如果采集的水样能方便、快速送达实验室,可采用原水保存;如果不能在短时间内送达实验室检测,可采用硫酸酸化保存。     

碱处理对河北围场天然沸石结构和性能的影响及其机理研究

采用NaOH对围场地区天然沸石进行处理,采用X射线衍射仪、红外光谱仪、N2吸附-脱附技术、扫描电子显微镜等对材料进行表征分析,采用水蒸气吸附法评价材料的亲水性,采用Cr3+和Mn2+评价材料的离子交换性能,探讨了碱处理对天然沸石的结构、亲水性和离子交换性能的影响及其机理.实验结果表明,围场地区天然沸石中主要含有斜发沸石...     

Yellow fluorescence from baghdadite and synthetic Ca3(Zr,Ti)Si2O9

Baghdadite from Fuka, Okayama Prefecture, Japan shows a bright yellow fluorescence under UV (Hg 253.7 nm) excitation. The photoluminescence (PL) spectrum at 300 K consists of one large band near 580 nm and two small UV bands at 318 and 397 nm. The optical excitation spectrum of the bright yellow fluorescence consists of two bands near 220 and 250 nm. The temperature dependence of the PL intensity exhibits linear thermal quenching. To reveal the origin of the bright yellow fluorescence from baghdadite, powder Ca₃(Zr,Ti)Si₂O₉ crystals are synthesized. Synthetic Ca₃(Zr,Ti)Si₂O₉ shows luminescence spectra similar to those of baghdadite, and the intensity of the yellow fluorescence is markedly increased by titanium addition. The origin of the bright yellow fluorescence from baghdadite is ascribed to the existence of titanium.     

Deformation-induced polymorphic transformation: experimental deformation of kyanite, andalusite, and sillimanite

Torsion experiments were performed on the Al₂SiO₅ polymorphs in the sillimanite stability field to determine basic rheological characteristics and the effect of deformation on polymorphic transformation. The experiments resulted in extensive transformation of andalusite and kyanite to sillimanite. No transformation occurred during the hot-press (no deformation) stage of sample preparation, which was carried out at similar P–T conditions and duration as the torsion experiments. Experiments were conducted on fine-grained (< 15 µm) aggregates of natural andalusite, kyanite and sillimanite at 1250 °C, 300 MPa, and a constant shear strain rate of 2 × 10^− 4/s to a maximum shear strain of 400%. Electron back-scattered diffraction (EBSD) analysis of the experiments revealed development of lattice-preferred orientations, with alignment of sillimanite and andalusite [001] slightly oblique to the shear plane. The kyanite experiment could not be analyzed using EBSD because of near complete transformation to sillimanite. Very little strain ( 30%) is required to produce widespread transformation in kyanite and andalusite. Polymorphic transformation in andalusite and kyanite experiments occurred primarily along 500 µm wide shear bands oriented slightly oblique and antithetic to the shear plane and dominated by sub-µm (100–150 nm) fibrolitic sillimanite. Shear bands are observed across the entire strain field preserved in the torsion samples. Scanning transmission electron microscope imaging shows evidence for transformation away from shear bands; e.g. fibrolitic rims on relict andalusite or kyanite. Relict grains typically have an asymmetry that is consistent with shear direction. These experimental results show that sillimanite is by far the weakest of the polymorphs, but no distinction can yet be made on the relative strengths of kyanite and andalusite. These observations also suggest that attaining high bulk strain energy in strong materials such as the Al₂SiO₅ polymorphs is not necessary for triggering transformation. Strain energy is concentrated along grain boundaries, and transformation occurs by a dynamic recrystallization type process. These experiments also illustrate the importance of grain-size sensitive creep at high strains in a system with simultaneous reaction and deformation.     

Photoluminescence properties of thenardite from Ai-Ding Salt Lake,Xinjiang, China

The photoluminescence (PL) spectra, excitation spectra, and PL decay curves of natural, heat-treated, and γ-ray-irradiated thenardites from Ai-Ding Salt Lake, Xinjiang, China, were studied. The natural thenardite under 300 nm excitation showed milk-white luminescence, and the PL spectrum consisted of an extremely broad band with a peak located at approximately 509 nm, spreading over a wide range of UV and visible wavelengths. The excitation spectra, obtained by monitoring the luminescence at 530 nm, consisted of a broad band with a peak located at approximately 235 nm and a flat band spreading over a wide range of UV and visible wavelengths. The PL decay curve of natural thenardite consisted of a fast-decay component with a lifetime of less than 0.1 μs and a slow-decay component with a half-decay time of approximately 0.4 s. The heat treatment of thenardite at 900°C for 20 min reduced the luminescence efficiency to 1/100. The γ-ray irradiation of thenardite reduced the luminescence efficiency to approximately half.