显微红外光谱填图法示踪中国三个产地的天然钻石中氮杂质的非均匀生长

钻石产地特征研究在了解地幔演化及遏制国际冲突钻石非法交易等方面具有重要意义,采用傅里叶变换显微红外光谱技术对采自中国三个商业性产地的14片天然IaAB型钻石进行了系统的面扫描分析,根据显微红外光谱谱图定量计算出钻石中的氮含量(1 616个红外测试数据)并进行填图示踪。结果表明,钻石生长过程中氮的含量和聚集度不断变化,且成核阶段氮含量可高于或低于其他生长阶段,不同生长阶段氮杂质含量不具有单向变化规律,显示钻石生长过程中地幔流体碳和氮存在复杂的交换,不同产地钻石中氮含量频率分布及NB%/N(T)特征存在一定的区域性差异,与跳点法红外光谱测试相比,面扫描法填图能更直观和连续的示踪钻石生长过程中氮杂质的不均匀生长。     

辽宁岫岩透闪石质河磨老玉中石墨的成因及其指示意义

石墨常出现在岩浆作用、变质作用及热液蚀变交代作用过程中,是成岩成矿物理化学条件的指示性矿物。辽宁岫岩透闪石质玉、特别是其中河磨老玉(子料)中常常含有大量的石墨,目前,对这些石墨形成条件及其与闪石质玉石成因联系知之甚少。通过显微岩相学、拉曼光谱和X射线单晶衍射等分析,探讨了辽宁岫岩河磨老玉中石墨与透闪石质玉矿的成因联系。河磨老玉中的石墨呈条带状、星点状和云雾状3种分布形态,计算获得的石墨化度值在0.562~0.644之间,菱面体多形含量变化在19.52%~23.00%,温度范围为454~623℃,与角闪岩相变质峰期温度基本一致,明显高于前人获得的透闪石质玉的形成温度范围。结果显示,河磨老玉中的石墨与闪石质玉石是不同地质作用产物。结合野外地质产状,推测河磨老玉中的石墨形成早于闪石质玉石,是区域变质作用形成的变质残余矿物。透闪石质河磨老玉石墨的特征暗示辽河群含石墨方解石大理岩、含石墨的透闪变粒岩、透闪岩大理岩可能是河磨老玉主要的原岩,而透闪石玉是多期次/阶段成矿作用产物。     

福建明溪锆石巨晶中的斜锆石、锆石矿物包裹体及其成因启示

福建明溪是我国和火山岩有关的锆石巨晶的典型产地.通过对该地的锆石巨晶晶体形态及其包裹体的研究发现,福建明溪锆石巨晶四方柱明显较双锥发育,表面有熔蚀结构,内部结构均匀;锆石巨晶中发现的斜锆石包裹体和其它产地斜锆石相比具有贫大离子半径元素U,Th,Y,Zr/Hf高的特点.巨晶中的锆石包裹体的拉曼光谱有两种不同类型,其中一类锆石包裹体的拉曼谱和变质及热处理锆石相似,说明锆石巨晶形成时曾经历过变质作用过程.锆石巨晶及其包裹体特征暗示锆石巨晶不是玄武岩结晶产物,和伴生的刚玉巨晶相比其来源可能更深,是壳一幔物质相互作用产物.     

湖南现代河流砂矿金刚石的红外光谱测定及其源区指示

红外光谱分析可以有效地厘定金刚石类型和杂质成分，揭示金刚石形成的物理化学条件及其源区特征，约束金刚石的形成机制。对湖南现代河流砂矿金刚石红外光谱原位分析结果显示，样品以ⅠaAB型为主（93%），含有少量ⅠaA型（5%）、ⅠaB型（<1%）和Ⅱa型（1%）；大部分表现为中-低氮含量（35.0~436 μg·g-1）和中-低氮聚集度（3%~57%，平均转化率为37%），少数具有高氮特征（517~2 848 μg·g-1，甚至高达6 829 μg·g-1）。这些金刚石在地幔中的存储温度集中在1 100~1 230 ℃，与前人根据金刚石内包裹体矿物得出的形成温度基本一致。此外，它们在地幔中的存储时间普遍较短（大部分<0.2 Ga）。这些特点暗示湖南现代河流砂矿的金刚石可能主要形成于上地幔，其来源与超基性岩或榴辉岩有关；少数高氮含量、低聚集氮特征的金刚石的存在则显示它们与榴辉岩关系更密切。与扬子克拉通贵州原生金刚石红外光谱数据的对比显示，贵州金刚石以高比例极低氮含量的Ⅱa型金刚石为主（占约75%），同时具有破碎度大、表面熔蚀强烈等特点，表明其来源较深，且在岩浆上升过程中经历了高温熔蚀作用。红外光谱数据显示，湖南砂矿和贵州原生矿来源的金刚石形成深度及其地球化学环境存在明显的差异，可能是在扬子克拉通地幔不同深度范围或者不同阶段形成的产物。进一步分析表明，湖南砂矿金刚石和贵州原生金刚石可能构成了扬子克拉通内一个完整的金刚石形成序列，它们分别与不同源区或不同的地球化学环境相对应。前者搬运距离较短，推测其源区可能主要来自近源补给区。现代河流砂矿金刚石的红外光谱分析为进一步探索扬子克拉通金刚石的源区特征和形成环境提供了新的指示和约束。     

湖南宁乡钾镁煌斑岩及相关岩石重砂锆石地球化学特征、U-Pb年龄及其地质意义

 对湖南宁乡等地多个含有金刚石的钾镁煌斑岩及相关岩石的重砂矿物进行了分离,利用电子探针、阴极发光图像及LA-ICPMS等对其中的锆石进行了主微量元素成分、内部结构及U-Pb同位素年龄的分析。结果表明,不同地点钾镁煌斑岩重砂锆石的地球化学特征具有一定相似性;与钾镁煌斑岩有关锆石的U-Pb年龄显示研究区的岩浆活动具有多期次的特点,其中宁乡Ⅰ号及Ⅲ号岩管钾镁煌斑岩4颗重砂锆石的²⁰⁶Pb/²³⁸U加权平均年龄为(101.6 ± 5.1)Ma,显示出较为年轻的特点,但石门上五通地区白垩系红层中也发现具有²⁰⁷Pb/ ²⁰⁶Pb 谐和年龄为(2 008±29)Ma古老岩浆结晶锆石的存在,证实该地和金刚石有关火山物质的来源具有复杂性。     

广东省石英质“台山玉”矿物谱学及其标型特征研究

石英质玉分布广泛,在我国十几个省区均有产出,是国内市场上重要的特色玉石品种,其使用历史悠久,是岭南先秦时期重要的玉石材料。石英质玉石的产地区分具有重要的宝石学和考古学意义。然而,由于石英质玉产地众多,外观、成分特征相似,尚缺乏有效的产地判别方法,其产地来源标型特征的研究仍然非常薄弱。"台山玉"是产于广东台山的一种石英质玉石,因其颜色质感酷似田黄而日益受到重视。该研究在常规的宝石学测试基础上,采用X射线粉末衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、显微激光拉曼光谱(Raman)等分析方法,对6件具有代表性不同类型的台山玉的谱学特征及矿物组成进行了测试分析。实验结果显示,台山玉主要矿物为石英,次要矿物为地开石或高岭石;地开石、高岭石在台山玉中以其中一种为主,二者不共存;利用XRD-Rietveld法定量计算出台山玉中石英含量低于85 Wt%,高岭石族矿物含量介于17 Wt%~36 Wt%。台山玉的拉曼光谱缺失斜硅石的502 cm^-1特征峰,暗示了台山玉的主要矿物石英与玉髓、玛瑙类低温石英相比具有较高的结晶度;台山玉可分为地开石石英岩玉和高岭石石英岩玉两种类型,其中地开石型石英质台山玉红外光谱羟基振动区出现3 622, 3 653和3 703 cm^-1三个谱带,而拉曼光谱相应地出现3 622, 3 644和3 706 cm^-1三个谱带,二者均有谱带分裂明显,峰强向高频方向递减的特点,台山玉多为此类型;高岭石型台山玉红外光谱羟基振动区出现3 620, 3 652, 3 670和3 695 cm^-1四个谱带,而拉曼光谱出现3 620, 3 651, 3 670和3 687 cm^-1四个谱带,其中3 670 cm^-1带强度很弱,不易识别,该类型台山玉比例相对较少。台山玉中高有序度地开石、高岭石的出现指示其原岩中富Al质矿物经历了中温酸性热液交代蚀变作用,成矿条件与黄龙玉、金丝玉、霍山玉等石英岩玉存在差异。可以确定,地开石、高岭石是台山玉区别于其他产地石英岩玉的标型矿物。结果为台山玉的产地鉴定提供了科学依据,并为国内石英质玉的源区鉴定和古代石英质玉器的产地溯源提供了重要的参考。     

与碱性玄武岩有关刚玉巨晶的多阶段成因—包裹体的证据

分析山东昌与碱性玄武岩有关的刚玉巨晶不同部位的常量元素、稀土元素及包裹体组成。刚玉巨晶的主体以大量流体－熔体包裹体、锆石、铌（钽）铁矿包裹体为主,而巨晶中的“晶核”部位则以大量的熔体包裹体为主,反映研究区的刚玉巨晶是在不同的阶段形成的,刚玉“晶核”以及“铜皮刚玉”形成于熔体相为主的体系中,而主体刚玉则形成于熔体－流体过渡的急剧变化的不均一的地球化学环境中。     

海南碱性玄武岩中的刚玉巨晶成因探讨

海南蓬莱地区的刚玉巨晶主要和新生代碱性玄武岩有关。刚玉巨晶表面具有明显熔蚀结构，内含锆石、铌钛我矿等矿物ＣＯ２流体熔融包裹体，包裹体均一温度为１１２５－１２６５℃，而且巨晶富含烃稀土元素，稀土分配模式与碱性玄琥岩明显不同，而与伟晶岸 型刚玉巨晶母岩－紫苏花岗岩相似。     

甘肃马衔山软玉成矿及玉料产地来源地质地球化学特征分析

甘肃马衔山软玉矿矿化见于新元古界马衔山群一套混合岩、大理岩、黑云母片岩组成的变质地层内,被认为是新石器时代晚期齐家文化玉器玉料的重要来源之一。在野外考察采样基础上,采用X射线粉末衍射、扫描电镜、电子探针、ICP-MS、LA-ICP-MS等测试技术,对马衔山成矿围岩及其软玉玉料进行了矿物、岩石及地球化学分析,确定了该地软玉矿物组成、结构构造和主微量、稀土元素组成;在此基础上探讨了马衔山软玉成矿及产地来源的地质地球化学特征。获得以下主要认识:(1)马衔山软玉具片状变晶结构和纤维交织结构,玉料主要由透闪石、少量榍石、微量黝帘石及磷灰石组成,优质玉料透闪石含量可达98%以上;(2)透闪石为3个不同时期矿化产物,成玉主要和中晚期的透闪石化有关。玉料属于镁质大理岩成因,成玉主要和晚期的碱性花岗岩侵入形成的交代变质作用有关;(3)马衔山软玉微量元素组成,稀土元素含量及分布模式和新疆和田、青海地区及辽宁的软玉有所不同。微量元素具有Th/U高、Cu低特点,稀土元素含量低、具有"海鸥式"稀土元素配分模式等可以作为该产地玉料的源区特征。     

等离子体技术在山东蓝宝石改色中的应用

利用等离子体技术对较难改色的山东蓝宝石进行改色实验，样品在温度低于800℃条件下处理4h后，蓝宝石透射光谱曲线的主、次峰波长的峰值增至原来的1．4—3．4倍，主、次峰波长向蓝紫波段(即短波方向)前移，显示出山东蓝宝石的透明度提高，颜色的色度变得纯正。实验表明，低温等离子体技术宝石改色工艺的效果是明显的。和其它改色方法相比，等离子体技术有使改色处理温度大大降低，时间缩短，效果显，节能、不污染环境等优点，表明该方法是一个值得尝试的改善处理方法。该方法的具体原理仍有待进一步探讨。