四川平通512地震地表破裂带土壤近红外光谱分析及意义

在四川省平武县平通镇的512地震地表破裂带中采集黄色土壤样品,采用现代近红外光谱分析技术进行分析测试。通过对土壤中的矿物微粒特征吸收峰的快速鉴别,表明土壤样品主要由方解石、白云石、白云母、绢云母、伊利石、蒙脱石、滑石、透闪石、阳起石、绿泥石等矿物组成,其矿物成分与四川地区分布的黄壤成分基本一致。分析对比发现,土壤中的部分矿物与破裂带下部岩体的矿物组成特征相符合,说明该破裂带中的部分土壤矿物的演化与该地区岩石的矿物组成密切相关;地表破裂带土壤中的粘土矿物组成与北方的马兰黄土相似,推测这两种土壤中的粘土矿物可能具有相似的成因。研究结果说明近红外土壤矿物的分析技术可以有效分析土壤中的矿物微粒、指示成土环境,从而论证了将近红外光谱分析技术应用于土壤矿物的快速分析、地质研究的可行性。同时研究结果可以成为该地区土壤矿物分析的基础,为以后的土壤矿物以及地震破裂带的研究提供新的思路和方法。     

硫化物矿床断层微粒的红外光谱分析

前人的研究着重于断层活动对矿体空间位置的改造或成矿方面,忽视了硫化物矿石及其围岩在断层活动过程中形成微粒的研究。文章采用傅里叶变换红外光谱和扫描电镜分析硫化物矿床断层微粒,结果表明,样品主要由含水硫酸钙、含水硫碳酸钙、石英、绢云母和有机质组成。其中含水硫碳酸钙是新发现的矿物。这反映在断层活动过程中,硫化物矿物中的S2-发生了氧化转变为S6+,形成含水硫酸钙,或者含水硫碳酸钙矿物。研究结果不仅可应用于该类型矿床找矿勘探,而且对于矿石利用等方面也是有意义的。另外,文章还讨论了含水硫酸钙、含水硫碳酸钙的红外光谱鉴定特征,提出红外光谱分析技术十分适合断层活动形成的含水硫酸钙和含水硫碳酸钙微粒的分析。     

内蒙古草原拜仁达坝矿区地表土壤的X射线衍射和近红外光谱分析

在内蒙古草原拜仁达坝矿区上部的地表覆盖层中均匀采集土壤样品,用X射线衍射和近红外光谱技术对样品进行分析测试,旨在探讨草原矿区土壤成分来源及其与地下岩体的关系。结果表明,该土壤样品主要由石英、石墨、碳酸盐、角闪石、云母、绿泥石、蒙脱石、伊利石、块磷铝矿、硬水铝石、蓝铜矿、赤铁矿等组成,说明了地表土壤成分不仅来源于地表岩体风化产物,与地下岩体及其围岩蚀变作用更加密切相关。土壤中所含蓝铜矿和赤铁矿主要来源于矿体氧化带,可作为找矿标志;蚀变矿物组合主要为绿泥石-伊利石-蒙脱石,推测该区域大致经历了钾化→硅化、碳酸盐化→绢云英岩化→泥化的蚀变过程。通过分析蚀变矿物组合,可以还原围岩蚀变及物理风化过程,为深部找矿以及矿床成因研究提供了重要的参考信息,提高了找矿的成功率。X射线衍射和近红外光谱技术用于矿物、矿床研究方面,有着经济、快速的特点,能很好的鉴定矿区地表土壤中的矿物成分。尤其是近红外光谱分析技术对样品要求低,可以对样品进行快速批量的分析,具有其独特的优越性。随着近红外技术的发展,其在地质领域中将有越来越广泛的应用,并且能在找矿勘探中发挥重要的作用。     

汶川地震带断层泥X射线衍射和红外光谱分析

汶川地震在北川县擂鼓镇和赵家沟村一带产生了一系列的同震地表破裂带,采集破裂带内的同震断层泥,同时采集了平武县南坝镇断裂带中的老断层泥。采用X射线衍射和红外吸收光谱对新老断层泥样品进行测试,综合分析其矿物成分、粘土矿物含量及组合等特征。分析结果显示新老断层泥的矿物成分存在较为明显的差异,老断层泥主要由围岩的碎屑或碎粉组成,而新鲜断层泥的主要成分则为粘土矿物。其中新鲜断层泥中的粘土矿物成分主要为伊利石、蒙脱石和伊蒙混层,这一粘土矿物组合表明断层活动的演化环境主要为温暖湿润的环境,粘土矿物所受构造应力变质作用主要表现为低温低压的浅变质作用,这也一定程度上指示了该区域断层最新的活动方式可能是蠕移。前人对汶川地震带断层泥的研究主要集中在其力学性质和结构以及构造方面,而本文的研究则主要通过断层泥中矿物成分和粘土矿物含量的特征来判定断层活动的物理化学环境,这对于断层环境演化和地震的活动机制研究具有重要的科学意义。     

内蒙古卡休他他铁矿断层泥近红外光谱学特征及意义

内蒙古卡休他他铁矿是一个矽卡岩型磁铁矿床,矿区内有多组成矿后期发育的断层。本研究采用近红外光谱(NIR)分析技术对矿区内地下,地表断层泥以及地表土壤进行分析,通过矿物特征峰鉴定发现地下断层泥主要成分为镁铁质矿物,地表断层泥成分为硅铝质矿物,而地表土壤成分则两者兼有之。三组样品的成分分析结果都与采样地的地质背景一致。研究表明,鉴于矿化区内断层泥的主要成分为断层活动形成的粘土及其他早期成矿期的蚀变矿物,近红外光谱分析技术十分适用于此类样品,利用近红外光谱分析,一方面可鉴定断层泥中粘土矿物,进一步推测粘土的蚀变原岩成分。另一方面有也可鉴别成矿期蚀变矿物的种类,从而对热液矿床的研究提供有用的信息。     

油气微渗漏区蚀变矿物含量与光谱之间的定量分析

油气微渗漏的地表异常表现为：地表土壤的矿物组分异常和地表土壤的光谱异常,以中国的榆林地区为研究区,以在研究区内采集的119个样本的矿物组成及反射率光谱为研究数据,对油气微渗漏造成的地表蚀变矿物碳酸盐含量与其光谱吸收峰深度、宽度等特征参数进行了相关分析,建立并评价了测定碳酸盐含量的方法,提出了利用碳酸盐含量表征油气微渗漏程度的新方法。研究结果表明,该法不仅适于表征碳酸盐类油气微渗漏程度,也适用于对其他类型的蚀变矿物油气微渗漏程度的研究,因此可为利用高光谱遥感的光谱信息进行油气勘探的技术研究提供借鉴。     

内蒙古东升庙白垩系红层的近红外光谱分析

在内蒙古东升庙矿区西部采取白垩系红层岩心及地表风化土壤样,用近红外光谱分析技术对各个样品进行测试分析。结果表明,近红外光谱技术能通过矿物中各基团的特征吸收峰快速鉴别出矿物,东升庙矿区西部白垩系红层为泥质胶结主要由石英、长石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、白云母等组成,其矿物组成主要受到上游物源区影响;其崩解主要为蒙脱石等粘土矿物吸水膨胀,失水收缩不均匀,使原有裂隙扩大并产生新的裂隙,导致强度降低,发生崩解;根据其粘土矿物的组合推测其风化过程中气候以寒冷干燥为主,风化过程主要为物理风化。研究结果一方面可以完善该矿区地质特征,另一方面表明在矿物光谱学的基础上,近红外光谱分析技术可以有效地分析土壤和岩石的矿物成分,从而论证了近红外光谱分析技术应用于土壤、岩石矿物的的快速分析可行性,表明了其在地质研究中的可行性,为以后的土壤、岩石研究提供新思路。     

自悬浮定向流法制备纳米铜微粒及其结构表征

 采用自悬浮定向流法制备金属铜纳米微粒，并用TEM，XRD和AES等分析手段研究了铜纳米微粒的形貌、粒度、结构及其表面氧化层特性。结果表明，在一定的参数条件下采用自悬浮定向流法可制备出单晶纳米铜微粒，并且通过工艺参数的调控可达到对微粒粒度的控制。     

泥质岩及其变质脱水产物中含水矿物稳定性的实验研究

 俯冲带沉积物（岩）的变质脱水作用对俯冲带流体组成、矿物和同位素组成及岛弧岩浆演化具有深远影响。以天然泥质岩为研究对象,通过高温高压实验,确定了1.5~3.5 GPa、746~930 ℃条件下,俯冲带沉积物中绿泥石、绢云母及其脱水后产物角闪石和黑云母在俯冲带的稳定范围,绘制了高温高压条件下泥质岩体系相图。研究结果表明,在泥质岩体系中,绿泥石是最早发生变质脱水的矿物,在俯冲带50 km深度以上全部分解,其分解产物——角闪石可携带流体进入到俯冲带85 km处,黑云母则可俯冲至120 km或更深的深度,据此可知,在俯冲带深部,沉积物完全脱水的深度范围（≥120 km）要大于蚀变洋壳（90~100 km）。     

矿物流场冲击与极性吸附作用产物的红外光谱研究

 在马赫数M≥3冲击作用下和偶极矩大于或等于2.0极性分子的表面吸附作用条件下,对比了7种重要矿物微粒的红外吸收光谱特征及其变化,分析了7种矿物微粒的力学-结构效应以及表面基团的转化过程。     

大宝山多金属矿床氧化微粒的X射线衍射和近红外光谱分析及其意义

利用XRD和NIR技术对大宝山东岗岭组下亚组氧化矿中7个氧化物样品微粒进行分析,其中前4个样品为同一标高,后3个样品为不同标高。XRD,NIR研究结果表明随着氧化程度的加深（04-2→04-3→04-4）,Al-OH矿物吸收峰位所对应的波长不断加大（2 160.72→2 163.05→2 200.36 nm）,说明矿物中的阳离子Al被取代,产生贫Al现象;且对应的峰的强度从7.08×10-4, 7.83×10-3到6.66×10-2,说明Al-OH矿物的含量不断上升;另外SO2-₄矿物所对应的吸收峰位（1 938.80→1 946.94→1 926.47 nm）的强度从5.635×10-2, 1.82×10-2到1.668×10-2,说明随着氧化的进行,SO2-₄矿物的含量不断下降, 结合前人研究, 我们可以推测出早期形成的铜多金属硫化物矿床在后期发生强烈氧化作用, 使得硫化矿体氧化, 其中的硫经氧化形成强酸性硫酸溶液, 围岩受到硫酸溶液的腐蚀, 转变成松散的黏土;在04-2, 04-3, 13-1号样品中发现钠明矾石和钾明矾石,矾类矿物的大量发现说明该矿区的氧化淋滤作用仍在进行;通过XRD与NIR技术发现了石英、绢云母、方解石、绿帘石、角闪石、透闪石、金云母、绿泥石、高岭土等矿物,很好的反映出蚀变类型,且与此区域的地质特征相吻合,目前近红外已开始用于矿床勘查中的蚀变填图。通过光谱分析发现了矿床深部氧化过程与阳离子取代间的关系, 并以光谱学的视角验证了前人对于大宝山矿床成因的解释。研究表明一方面XRD和NIR可以有效的分析土壤和岩石的矿物成分,从而为该地区矿床矿石研究提供服务;另一方面NIR可以波长的迁移情况反映离子交代,峰的尖锐程度反映结晶程度,峰的强度反映矿物含量,这些独具的优势使其可以从微观角度研究矿物的氧化。不过有一点需要指出来,和近红外与X射线衍射在其他领域的研究相比,这两种技术在地质学的应用需要进一步加深,包括地质学应用的理论基础研究和光谱的分析解释手段,以尽量做到不仅可以通过光谱技术分析出所对应的矿物类型还能快速分析出不同矿物的含量及同一矿物的不同构型。     

内蒙古维拉斯托锌铜多金属矿床深部断层泥特征及其意义

在维拉斯托矿区深部矿井的不同中段共采集了六组断层泥样品,采用X射线衍射和近红外光谱现代测试分析技术对样品进行分析测试,旨在探讨断层泥的矿物成分特征及其与成矿作用关系。分析结果表明,(1)断层泥中含有低温蚀变的粘土矿物(如蒙脱石、高岭石、地开石、绿泥石等)和中高温热液蚀变矿物(如石墨、黑云母、叶腊石、重晶石、蛇纹石、透闪石、阳起石等),同时也含有与成矿作用密切相关的矿物成分(如铜锌氧化物、氯铜钒、蓝铜矿、斑铜矿等)。(2)不同深度的断层泥矿物成分有所不同,地表浅部以浅变质矿物为主,深部以变质程度较深的矿物为主。(3)从断层泥矿物成分、矿物成因及发展演化规律来看,断层泥主要形成于含矿热液活动时期及矿后构造,且后期经历了表生氧化作用。(4)通过分析断层泥蚀变矿物成分及其矿物组合特征可以推测,该矿床形成于中-高温热液环境下,经历了硅化、高岭石化、绿泥石化、萤石化及绢云母化等蚀变过程。因此,通过分析断层泥的矿物成分及其矿物组合特征,不仅对指导找矿有一定的现实意义,同时也可以对矿床成因类型的判断提供重要的参考信息。     

云南个旧富锡铜矿床表层土壤近红外光谱分析及其意义

在个旧卡房矿区矿体上部的覆盖层中均匀采集土壤样,用近红外光谱分析技术对样品进行测试分析。结果表明,近红外光谱技术能较好的识别出土壤中的矿物,包括蚀变矿物大致组合。将这些矿物组合与矿床的特征对比发现,土壤中的一些成分与深部矿体组份有一定程度的相关性,尤其是蚀变矿物,其与该区的蚀变条件是基本一致的。因此,推测土壤中的矿物成分可以用于指示深部矿体的一些信息,能为找寻该类型铜矿床提供一些依据。此外,矿床表层土壤近红外光谱信息是可以提供找矿依据的一种快速有效的研究手段,可以将其用于其他矿床类型的研究,尤其是为深部隐伏矿床以及地质环境较为脆弱的地区提供初步找矿依据。     

SO2在CaCO3颗粒表面转化的DRIFTS研究

碳酸钙 (CaCO3 )是大气中矿物颗粒物的重要组分 ,其非均相大气化学行为很不清楚。利用原位漫反射红外傅里叶变换光谱 (DiffuseReflectanceInfraredFourierTransformSpectroscopy ,DRIFTS)研究了二氧化硫(SO2 )在CaCO3 颗粒物表面的转化情况。通过比较不同条件下 ,亚硫酸盐和硫酸盐的原位光谱 ,探讨了SO2在CaCO3 表面氧化中臭氧 (O3 )所起的作用。结果表明 ,利用DRIFTS原位分析反应器研究CaCO3 表面硫酸盐的生成是可行的。在存在O3 条件下 ,SO2 在CaCO3 表面能够被氧化成硫酸盐 ,反应分为吸附和氧化两个步骤进行。     

Synchrotron PEEM and ToF‐SIMS study of oxidized heterogeneous pentlandite,pyrrhotite and chalcopyrite

Synchrotron‐based photoemission electron microscopy (PEEM; probing the surface region) and time‐of‐flight secondary ion mass spectrometry (ToF‐SIMS; probing the uppermost surface layer) have been used to image naturally heterogeneous samples containing chalcopyrite (CuFeS₂), pentlandite [(Ni,Fe)₉S₈] and monoclinic pyrrhotite (Fe₇S₈) both freshly polished and exposed to pH 9 KOH for 30 min. PEEM images constructed from the metal L₃ absorption edges were acquired for the freshly prepared and solution‐exposed mineral samples. These images were also used to produce near‐edge X‐ray absorption fine‐structure spectra from regions of the images, allowing the chemistry of the surface of each mineral to be interrogated, and the effect of solution exposure on the mineral surface chemistry to be determined. The PEEM results indicate that the iron in the monoclinic pyrrhotite oxidized preferentially and extensively, while the iron in the chalcopyrite and pentlandite underwent only mild oxidation. The ToF‐SIMS data gave a clearer picture of the changes happening in the uppermost surface layer, with oxidation products being observed on all three minerals, and significant polysulfide formation and copper activation being detected for pyrrhotite.     

内蒙古扎木敖包铁、石墨矿床钻孔样品的NIR和XRD分析

近年来,科学技术的发展让越来越多的测试技术得以适用于地质领域。相比于采用一种测试技术来解释某些地质问题,地质工作者们开始尝试采用多种测试技术优优结合的方法来提高研究的准确度。综合近红外光谱分析(NIR)和X射线衍射分析(XRD)两种现代测试技术,对扎木敖包矿床4202钻孔线不同层位采取的9个岩心样品进行测试分析,并对两种测试技术的测试结果进行比对和总结。结果表明,不同层位上的矿物成分存在着一定的差异,从上至下不同层位的岩性分别为：第四系、第三系粘土砂砾层-泥岩-云母石英片岩-石英阳起石矽卡岩-矽卡岩化大理岩-铁矿矿层-石墨矿层-云母石英片岩。不同深度的岩石成因上亦有所不同,主要发生了风化、碳酸盐化、绿泥石化及矽卡岩化的作用。研究结果一方面可以完善该矿区的地质特征,另一方面对于该区的勘矿、找矿及采矿亦有重要意义。此外,由于XRD可以初步提供矿物成分信息,NIR则可以在XRD测试数据基础上进一步判断矿物存在与否,综合NIR和XRD的优点,采用两种现代测试技术相互结合的方法,较好地识别出样品中的矿物组成,提高了矿物成分鉴定的准确度。同时也表明在矿物光谱学的基础上,NIR将会更加广泛地应用于地学领域。     

内蒙古河套平原表层土壤近红外光谱分析及其意义

近红外分析技术已经广泛应用于岩石分析中,方法简单、快速、有效,可以在短期内分析较多样品,适合应用于区域地质物质成分的分析。近红外光谱中不同矿物分子会表现出不同的峰值特征,故对层土壤进行近红外分析,可以较精确的获得土壤中矿物成分、含水量、矿物结晶程度等信息。通过分析河套平原土壤样品,推测出其矿物成分、含水量、晶体结晶程度等,结合当地气候特征和地质环境,推测其物质来源和矿物形成环境,不仅完善了当地的地质特征,还对河套地区土壤的成因机制的研究有重要意义。实验结果表明,河套平原表层土壤的矿物主要由高岭石、蒙脱石、伊利石、白云母等蚀变矿物组成,从而推测其来源为阴山山脉中酸性岩体,同时提出阴山山脉在气候方面对河套平原土壤形成也有重要影响,内蒙古地区虽然为大陆性干旱气候,但降水量充足,且阴山山脉南北两侧的年平均降水量差异巨大,阴山山脉南部的年平均降水量较北部大,保证了河套平原湿润的环境,有利于沉积物充分蚀变,这些均为土壤成因机制的完善提出了新的研究方向。     

金属Sn薄膜的高温氧化与表面特征

侧重研究了高温氧化（300－550℃）引起金属Sn薄膜的表面显微形貌和表面氧化状态的变化．利用原子力显微镜（AFM）的测量，观察到金属Sn薄膜表面的金属晶粒呈现近似方形的显微形貌，但是金属Sn氧化薄膜表面的金属氧化物颗粒却具有近似圆形的显微形貌，因此，金属晶粒的高温氧化是一个各向异性的过程．在X射线光电子能谱（XPS）测量的基础上，不仅发现在金属Sn薄膜和金属Sn氧化薄膜的表面都存在大量的吸附氧粒子，而且发现吸附氧粒子的吸附形式与表面的氧化程度有关 关键词：