内蒙古白云鄂博矿床是世界最大的稀土矿之一,其矿床内部及周边出露有大量板岩并且板岩具多种颜色(黑色、黄绿色、深绿色等),板岩的研究程度相对较低。为了厘定板岩的矿物组成,本次研究应用玻片全扫描、TIMA(TESCAN Intergrated Mineral ...内蒙古白云鄂博矿床是世界最大的稀土矿之一,其矿床内部及周边出露有大量板岩并且板岩具多种颜色(黑色、黄绿色、深绿色等),板岩的研究程度相对较低。为了厘定板岩的矿物组成,本次研究应用玻片全扫描、TIMA(TESCAN Intergrated Mineral Analyzer)全扫描、电子探针、LA-ICP-MS(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪)对其矿物组合特征和成分特征进行分析。玻片全扫描和TIMA全扫描比对表明板岩虽颜色各异,但主要由正长石组成,正长石体积比可达86.37%;在白云鄂博矿床范围内正长石有隐晶质、单晶集合体和单晶三种赋存形态。电子探针分析表明正长石中SiO_(2)为59.44%~64.76%、Al_(2)O_(3)为16.89%~19.73%、K_(2)O为13.96%~17.90%,K_(2)O/Na_(2)O为15.86~45.71;环带结构正长石K_(2)O的含量较其它正长石较低,K_(2)O/Na_(2)O为15.86~20.85。LA-ICP-MS分析表明正长石中Ba含量为700.08×10^(-6)~47 606.91×10^(-6),其它微量元素和稀土元素含量很少且差异不大。板岩整体颜色和正长石色带均具有随着Ba含量增多而颜色变深的现象,因此正长石的颜色深浅与Ba含量多少呈正相关关系。展开更多
松花江水系作为中国东北地区最主要的河流系统,其重矿物组成对于揭示其沉积环境、沉积物源-汇过程和水系演化等地表过程具有重要意义。但目前对松花江水系重矿物组成了解有限,对影响其重矿物组成的控制因素尚不明晰。为此,在松花江干流...松花江水系作为中国东北地区最主要的河流系统,其重矿物组成对于揭示其沉积环境、沉积物源-汇过程和水系演化等地表过程具有重要意义。但目前对松花江水系重矿物组成了解有限,对影响其重矿物组成的控制因素尚不明晰。为此,在松花江干流和10个主要支流的边滩采集河流沙样品,在通河获取2个松花江T3阶地样品,分别采用TESCAN Integrated Mineral Analyzer(TIMA)自动化矿物识别技术和人工方法,对63~250μm粒级组分进行重矿物分析,旨在给出松花江水系的重矿物组成,并分析物源、河流过程和化学风化等因素对重矿物组成的影响和控制,以及评估人工和TIMA方法在重矿物鉴定中的应用情况。结果表明,发源于不同山岭(大兴安岭、小兴安岭和长白山)的各支流具有显著不同的重矿物组成,角闪石、榍石、绿帘石、白钛石、辉石、钛铁矿和赤、褐铁矿是区分各物源的指示性矿物。源自大兴安岭的嫩江支流具有显著高含量的辉石(诺敏河)、钛铁矿(甘河、多布库尔河和阿伦河)和赤、褐铁矿(甘河、多布库尔河和雅鲁河),显示了基性火成岩物质对重矿物组成的控制,这在现代河床砾石的岩性中得到证明。然而,在松花江干流中,这些重矿物含量显著降低,显示了极弱的大兴安岭源区信息,表明支流物源对重矿物组成的控制受到干流所携带沉积物的削弱,干流物源占据了主导地位。值得指出的是,松花江干流的重矿物组成显示出为拉林河和第二松花江物源的混合,表明干流更多地继承了松嫩平原东南山岭(长白山余脉)的重矿物信息。受到严重化学风化影响的通河T3阶地样品的重矿物组成简单,辉石和角闪石等抗风化能力弱的不稳定重矿物已完全消失,而稳定矿物高度富集,反映了化学风化对重矿物组成起到主要控制作用。相对于传统人工鉴定方法得到的重矿物组成(通常只能鉴定出20余种矿物相),TIMA方法能够给出更多的矿物种类信息(通常能识别出40余种矿物相),但在识别同质异相和多晶型矿物方面存在不足。展开更多
水系演化研究是揭示流域地貌—构造—气候演化之间相互作用的重要途径。松花江水系演化研究目前还相对薄弱,尤其是第四纪松花江中上游是否发生流向反转存在争议。自动定量矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)在源区...水系演化研究是揭示流域地貌—构造—气候演化之间相互作用的重要途径。松花江水系演化研究目前还相对薄弱,尤其是第四纪松花江中上游是否发生流向反转存在争议。自动定量矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)在源区识别和古地理重建方面有极大的应用潜力。为此,本文利用TIMA技术对位于松花江T2阶地的哈尔滨荒山岩心沉积物进行重矿物及全岩矿物地球化学组成分析。结果表明,以深度62.3 m为界,岩心上、下地层沉积物的重矿物(例如,锆石、磷灰石、金红石、榍石、石榴石、钛铁矿、铁磁矿物和硅铁矿)及全岩矿物地球化学组成均存在明显差异。62.3 m以上地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+榍石+铁磁矿物,硅铁锂钠石在上段地层中出现,全岩矿物地球化学元素较为稳定,波动幅度较小;62.3 m以下地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+钛铁矿+榍石,方解石、铬铁矿、蛇纹石、黄铁矿和磁黄铁矿仅在下段地层中出现,全岩矿物地球化学元素波动幅度较大。TIMA重矿物和全岩矿物地球化学组成反映了岩心沉积物的物源发生明显变化,进而指示了松花江的水系演化。结合在依兰发现的河湖相地层,我们提出了松花江水系演化的新模式。早更新世时期,佳依(佳木斯—依兰)分水岭将松嫩水系和三江平原水系分隔开,作为松花江上游的牡丹江向东流经依兰—通河—哈尔滨,最终注入松嫩古湖。在0.94 Ma B. P.之后,松辽分水岭局部隆升,古松花江发生反转,从西向东流至通河—依兰地区形成古大湖。湖泊水位不断升高致使湖水溢流切穿佳依分水岭,形成现代松花江水系的基本格局。这挑战了以前的向源侵蚀导致佳依分水岭被切穿的水系演化模式。展开更多
近年来,矿物自动定量分析系统已广泛应用于地质、石油、矿业、冶金、考古和环境等领域,而中国对该系统在岩矿科研领域的应用则刚刚起步。文章以捷克泰思肯电镜公司(TESCAN)的全自动矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer...近年来,矿物自动定量分析系统已广泛应用于地质、石油、矿业、冶金、考古和环境等领域,而中国对该系统在岩矿科研领域的应用则刚刚起步。文章以捷克泰思肯电镜公司(TESCAN)的全自动矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)为例,简述了该系统的基本原理、硬件和软件组成。TIMA是基于扫描电镜和能谱分析的岩石矿物全自动化定量分析系统,能同时进行极高分辨率的背散射与X射线能谱快速成像,且配备专业的矿物处理软件辅助分析结果并生成报告。该系统在岩矿研究方面主要有以下方面的功能和应用:(1)获取岩矿样品的整体形态和矿物及元素的种类、含量及分布;(2)查明矿物的结构构造、共生、连生和包裹关系特征;(3)提供特定矿物和亮相搜索模块,可以快速准确寻找细小目标矿物和金、银和铂等贵金属以及稀有、稀土金属。TIMA系统将分析测试和数据处理分开,可满足不同用户需求,对矿物成分和结构的定量解析达到微米的尺度,相对于传统光学显微镜和扫描电镜在地学微区信息提取方面具有不可代替的优势。文章以榴辉岩、蚀变蛇纹岩和花岗岩-伟晶岩的全岩矿物组成和成分,古沉积物反映沉积环境的演化,稀土矿石的元素赋存状态和矿物共生组合关系,金、银和锆石等特定矿物的寻找,变形和出溶结构,锆石和石英的阴极发光联用以及优化选矿工艺流程等具体实例展示了TIMA在岩矿研究中的应用。展开更多
沉积物重矿物组成分析是开展物源分析的重要手段之一。然而,常规重矿物人工鉴定存在误差大、统计量小、重复性差等问题,在如何通过重矿物组成揭示物源特征和示踪沉积物源汇过程等方面还具有很大挑战。通过矿物自动定量分析技术TIMA(TESC...沉积物重矿物组成分析是开展物源分析的重要手段之一。然而,常规重矿物人工鉴定存在误差大、统计量小、重复性差等问题,在如何通过重矿物组成揭示物源特征和示踪沉积物源汇过程等方面还具有很大挑战。通过矿物自动定量分析技术TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer),本文对钱塘江、椒江、闽江等浙闽流域8条主要入海河流的26个沉积物样品进行了重矿物分析,通过对人工鉴定结果对比及流域地质背景的比较,探讨了TIMA重矿物分析在物源示踪方面的潜力。共分析了209019个矿物颗粒,区分出36种不同类型的重矿物。与人工鉴定方法比较,二者对河流主要重矿物类型及其相对含量变化的鉴定结果基本一致,但TIMA耗时更少,鉴别出的重矿物数量和类型更多,且鉴定结果重现性好。TIMA重矿物分析结果表明:浙闽流域主要的重矿物组合为帘石族、角闪石族与铁质金属矿物,其中,绿黝帘石占重矿物百分比高,是浙闽流域的典型重矿物;角闪石族矿物主要为普通角闪石,其次为铁阳起石,含量在不同流域样品间有显著差异;铁质金属矿物百分比在大部分样品中大于40%,含有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、钛铁矿与自生黄铁矿等矿物。整体上,浙西北、浙东南与闽西北、闽西南、闽东地区出露地层岩性的差异决定了浙闽河流重矿物组成的特征差异。主成分分析表明,磷灰石、角闪石族和榍石的较高正载荷(>0.88)与主成分1相关,指示了主成分1受岩浆岩源岩的控制;而主成分2与黑电气石、石榴石族和绿泥石的较高正载荷相关,代表了受变质岩源岩的影响。本研究表明,在对重矿物精确性要求较高的研究中利用TIMA等自动矿物识别方法对河流至海域的重矿物进行从源到汇的系统研究更为高效。展开更多
【目的】近年来,鄂尔多斯盆地陇东地区太原组含铝岩系的天然气勘探取得重大突破。然而,受传统光学显微镜的制约,含铝岩系的矿物学研究仍较为薄弱。【方法】本文使用全自动矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer),结合薄...【目的】近年来,鄂尔多斯盆地陇东地区太原组含铝岩系的天然气勘探取得重大突破。然而,受传统光学显微镜的制约,含铝岩系的矿物学研究仍较为薄弱。【方法】本文使用全自动矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer),结合薄片观察等手段,研究含铝岩系的矿物学特征,查明矿物组成及其赋存状态,详细测定矿物的种类、含量,并讨论其成因、总结矿物演化序列。【结果】该地区含铝岩系的主要矿物成分包括硬水铝石、菱铁矿、黄铁矿、伊利石、高岭石、鲕绿泥石等。伊利石主要是流体蚀变的产物,早期沉积高岭石为风化过程的产物,晚期成岩高岭石由后期硬水铝石硅化而成。锐钛矿和硬水铝石同期结晶,并形成于还原环境。早期的鲕绿泥石形成于喀斯特环境,并经过一段距离的运移到达成矿场所,晚期的鲕绿泥石形成与菱铁矿溶蚀有关。该地区含铝岩系中矿物形成于地表风化期、成矿期、后生期等三个阶段。【结论】对于含铝岩系这类矿物组成复杂、晶粒细小光学显微镜不易观察的样品,基于扫描电镜和能谱分析的TIMA能够快速、有效地识别含铝岩系的矿物组成,获取矿物含量和元素信息,并查明不同矿物之间共生、连生和包裹关系。展开更多
文摘内蒙古白云鄂博矿床是世界最大的稀土矿之一,其矿床内部及周边出露有大量板岩并且板岩具多种颜色(黑色、黄绿色、深绿色等),板岩的研究程度相对较低。为了厘定板岩的矿物组成,本次研究应用玻片全扫描、TIMA(TESCAN Intergrated Mineral Analyzer)全扫描、电子探针、LA-ICP-MS(激光剥蚀电感耦合等离子体质谱仪)对其矿物组合特征和成分特征进行分析。玻片全扫描和TIMA全扫描比对表明板岩虽颜色各异,但主要由正长石组成,正长石体积比可达86.37%;在白云鄂博矿床范围内正长石有隐晶质、单晶集合体和单晶三种赋存形态。电子探针分析表明正长石中SiO_(2)为59.44%~64.76%、Al_(2)O_(3)为16.89%~19.73%、K_(2)O为13.96%~17.90%,K_(2)O/Na_(2)O为15.86~45.71;环带结构正长石K_(2)O的含量较其它正长石较低,K_(2)O/Na_(2)O为15.86~20.85。LA-ICP-MS分析表明正长石中Ba含量为700.08×10^(-6)~47 606.91×10^(-6),其它微量元素和稀土元素含量很少且差异不大。板岩整体颜色和正长石色带均具有随着Ba含量增多而颜色变深的现象,因此正长石的颜色深浅与Ba含量多少呈正相关关系。
文摘松花江水系作为中国东北地区最主要的河流系统,其重矿物组成对于揭示其沉积环境、沉积物源-汇过程和水系演化等地表过程具有重要意义。但目前对松花江水系重矿物组成了解有限,对影响其重矿物组成的控制因素尚不明晰。为此,在松花江干流和10个主要支流的边滩采集河流沙样品,在通河获取2个松花江T3阶地样品,分别采用TESCAN Integrated Mineral Analyzer(TIMA)自动化矿物识别技术和人工方法,对63~250μm粒级组分进行重矿物分析,旨在给出松花江水系的重矿物组成,并分析物源、河流过程和化学风化等因素对重矿物组成的影响和控制,以及评估人工和TIMA方法在重矿物鉴定中的应用情况。结果表明,发源于不同山岭(大兴安岭、小兴安岭和长白山)的各支流具有显著不同的重矿物组成,角闪石、榍石、绿帘石、白钛石、辉石、钛铁矿和赤、褐铁矿是区分各物源的指示性矿物。源自大兴安岭的嫩江支流具有显著高含量的辉石(诺敏河)、钛铁矿(甘河、多布库尔河和阿伦河)和赤、褐铁矿(甘河、多布库尔河和雅鲁河),显示了基性火成岩物质对重矿物组成的控制,这在现代河床砾石的岩性中得到证明。然而,在松花江干流中,这些重矿物含量显著降低,显示了极弱的大兴安岭源区信息,表明支流物源对重矿物组成的控制受到干流所携带沉积物的削弱,干流物源占据了主导地位。值得指出的是,松花江干流的重矿物组成显示出为拉林河和第二松花江物源的混合,表明干流更多地继承了松嫩平原东南山岭(长白山余脉)的重矿物信息。受到严重化学风化影响的通河T3阶地样品的重矿物组成简单,辉石和角闪石等抗风化能力弱的不稳定重矿物已完全消失,而稳定矿物高度富集,反映了化学风化对重矿物组成起到主要控制作用。相对于传统人工鉴定方法得到的重矿物组成(通常只能鉴定出20余种矿物相),TIMA方法能够给出更多的矿物种类信息(通常能识别出40余种矿物相),但在识别同质异相和多晶型矿物方面存在不足。
文摘水系演化研究是揭示流域地貌—构造—气候演化之间相互作用的重要途径。松花江水系演化研究目前还相对薄弱,尤其是第四纪松花江中上游是否发生流向反转存在争议。自动定量矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)在源区识别和古地理重建方面有极大的应用潜力。为此,本文利用TIMA技术对位于松花江T2阶地的哈尔滨荒山岩心沉积物进行重矿物及全岩矿物地球化学组成分析。结果表明,以深度62.3 m为界,岩心上、下地层沉积物的重矿物(例如,锆石、磷灰石、金红石、榍石、石榴石、钛铁矿、铁磁矿物和硅铁矿)及全岩矿物地球化学组成均存在明显差异。62.3 m以上地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+榍石+铁磁矿物,硅铁锂钠石在上段地层中出现,全岩矿物地球化学元素较为稳定,波动幅度较小;62.3 m以下地层沉积物的重矿物组合是闪石类+帘石类+钛铁矿+榍石,方解石、铬铁矿、蛇纹石、黄铁矿和磁黄铁矿仅在下段地层中出现,全岩矿物地球化学元素波动幅度较大。TIMA重矿物和全岩矿物地球化学组成反映了岩心沉积物的物源发生明显变化,进而指示了松花江的水系演化。结合在依兰发现的河湖相地层,我们提出了松花江水系演化的新模式。早更新世时期,佳依(佳木斯—依兰)分水岭将松嫩水系和三江平原水系分隔开,作为松花江上游的牡丹江向东流经依兰—通河—哈尔滨,最终注入松嫩古湖。在0.94 Ma B. P.之后,松辽分水岭局部隆升,古松花江发生反转,从西向东流至通河—依兰地区形成古大湖。湖泊水位不断升高致使湖水溢流切穿佳依分水岭,形成现代松花江水系的基本格局。这挑战了以前的向源侵蚀导致佳依分水岭被切穿的水系演化模式。
文摘近年来,矿物自动定量分析系统已广泛应用于地质、石油、矿业、冶金、考古和环境等领域,而中国对该系统在岩矿科研领域的应用则刚刚起步。文章以捷克泰思肯电镜公司(TESCAN)的全自动矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer)为例,简述了该系统的基本原理、硬件和软件组成。TIMA是基于扫描电镜和能谱分析的岩石矿物全自动化定量分析系统,能同时进行极高分辨率的背散射与X射线能谱快速成像,且配备专业的矿物处理软件辅助分析结果并生成报告。该系统在岩矿研究方面主要有以下方面的功能和应用:(1)获取岩矿样品的整体形态和矿物及元素的种类、含量及分布;(2)查明矿物的结构构造、共生、连生和包裹关系特征;(3)提供特定矿物和亮相搜索模块,可以快速准确寻找细小目标矿物和金、银和铂等贵金属以及稀有、稀土金属。TIMA系统将分析测试和数据处理分开,可满足不同用户需求,对矿物成分和结构的定量解析达到微米的尺度,相对于传统光学显微镜和扫描电镜在地学微区信息提取方面具有不可代替的优势。文章以榴辉岩、蚀变蛇纹岩和花岗岩-伟晶岩的全岩矿物组成和成分,古沉积物反映沉积环境的演化,稀土矿石的元素赋存状态和矿物共生组合关系,金、银和锆石等特定矿物的寻找,变形和出溶结构,锆石和石英的阴极发光联用以及优化选矿工艺流程等具体实例展示了TIMA在岩矿研究中的应用。
文摘沉积物重矿物组成分析是开展物源分析的重要手段之一。然而,常规重矿物人工鉴定存在误差大、统计量小、重复性差等问题,在如何通过重矿物组成揭示物源特征和示踪沉积物源汇过程等方面还具有很大挑战。通过矿物自动定量分析技术TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer),本文对钱塘江、椒江、闽江等浙闽流域8条主要入海河流的26个沉积物样品进行了重矿物分析,通过对人工鉴定结果对比及流域地质背景的比较,探讨了TIMA重矿物分析在物源示踪方面的潜力。共分析了209019个矿物颗粒,区分出36种不同类型的重矿物。与人工鉴定方法比较,二者对河流主要重矿物类型及其相对含量变化的鉴定结果基本一致,但TIMA耗时更少,鉴别出的重矿物数量和类型更多,且鉴定结果重现性好。TIMA重矿物分析结果表明:浙闽流域主要的重矿物组合为帘石族、角闪石族与铁质金属矿物,其中,绿黝帘石占重矿物百分比高,是浙闽流域的典型重矿物;角闪石族矿物主要为普通角闪石,其次为铁阳起石,含量在不同流域样品间有显著差异;铁质金属矿物百分比在大部分样品中大于40%,含有赤铁矿、磁铁矿、褐铁矿、钛铁矿与自生黄铁矿等矿物。整体上,浙西北、浙东南与闽西北、闽西南、闽东地区出露地层岩性的差异决定了浙闽河流重矿物组成的特征差异。主成分分析表明,磷灰石、角闪石族和榍石的较高正载荷(>0.88)与主成分1相关,指示了主成分1受岩浆岩源岩的控制;而主成分2与黑电气石、石榴石族和绿泥石的较高正载荷相关,代表了受变质岩源岩的影响。本研究表明,在对重矿物精确性要求较高的研究中利用TIMA等自动矿物识别方法对河流至海域的重矿物进行从源到汇的系统研究更为高效。
文摘【目的】近年来,鄂尔多斯盆地陇东地区太原组含铝岩系的天然气勘探取得重大突破。然而,受传统光学显微镜的制约,含铝岩系的矿物学研究仍较为薄弱。【方法】本文使用全自动矿物分析系统TIMA(TESCAN Integrated Mineral Analyzer),结合薄片观察等手段,研究含铝岩系的矿物学特征,查明矿物组成及其赋存状态,详细测定矿物的种类、含量,并讨论其成因、总结矿物演化序列。【结果】该地区含铝岩系的主要矿物成分包括硬水铝石、菱铁矿、黄铁矿、伊利石、高岭石、鲕绿泥石等。伊利石主要是流体蚀变的产物,早期沉积高岭石为风化过程的产物,晚期成岩高岭石由后期硬水铝石硅化而成。锐钛矿和硬水铝石同期结晶,并形成于还原环境。早期的鲕绿泥石形成于喀斯特环境,并经过一段距离的运移到达成矿场所,晚期的鲕绿泥石形成与菱铁矿溶蚀有关。该地区含铝岩系中矿物形成于地表风化期、成矿期、后生期等三个阶段。【结论】对于含铝岩系这类矿物组成复杂、晶粒细小光学显微镜不易观察的样品,基于扫描电镜和能谱分析的TIMA能够快速、有效地识别含铝岩系的矿物组成,获取矿物含量和元素信息,并查明不同矿物之间共生、连生和包裹关系。
