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岩石与矿物论文选题背景

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岩石与矿物论文选题背景

前景广阔!矿产资源是不可再生的,具有不可替代性,从最近几年的各种矿石的需求和价格在我们的一生中,这件作品的矿产资源,未来的职业前景,无限!

通过1∶50万遥感解译地质编图研究发现,制约研究区Cu、Au、Pb、Zn、Ag等多金属矿产源出(矿浆/析出)—运移—沉淀—富集—就位—改造/剥离这一成矿全过程的区域构造-岩石-成矿背景,主要包括板块缝合带及其二级构造带、赋矿岩系、岩浆岩条件、矿化与蚀变类型等方面。一、赋矿地层三江地区地层含矿性较好,对铜、金、铅、锌、银而言,背景值较高,在有的地段形成了沉积型铜金矿(床)点和铅、锌、银矿床。如江达地区晚三叠世洞卡组内赋存层状含铜砂岩,昌都地区晚三叠世甲丕拉组内有沉积的含铜砂岩型铜矿。例如:江突卡铜矿点,还有沉积改造型,大型足那铅锌银矿床包买铜锌银矿床,昌都地区晚侏罗世上察雅群内赋存层准沉积砂岩型铜矿。例如:宰后铜矿点,丁桑铜矿点,吞多挤铜矿点,小东索铜矿点。丁青-吉塘地区,中侏罗世中雁石坪群中含钙质长石英砂岩内见有砂岩型铜金矿体,如热若龙铜矿点。在江达、昌都地区古近纪贡觉组内有规模较大、研究程度较低的沉积砂岩型铜矿,铜矿内还伴生有铅银,如玉扎铜矿点。第四纪沉积物还有砂金矿,如拉妥砂金矿床、瓦达塘砂金矿床、甲弄沟砂金矿点、查列曲砂金矿点。二、岩浆岩成矿地质背景江达侵入岩带江达侵入岩带是三江地区重要成矿带之一,形成类玢岩型、矽卡岩型、热液型、斑岩型铁铜多金属矿产,构成三江铁铜多金属成矿带。该带侵入岩有印支期超基性岩、基性岩和M型闪长岩类及I型花岗岩类,还有燕山早期的S型花岗岩类和喜马拉雅早期的I型浅成斑岩类。岩体类型复杂,但已知与矿产有成生联系的侵入岩有印支晚期的M型闪长玢岩、I型花岗闪长岩和燕山早期的S型二长花岗岩及喜马拉雅早期的I型二长花岗斑岩等。印支期I型花岗闪长岩与中新元古代宁多群大理岩接触,形成了木协乡赞达和赞达村东北矽卡岩型铜金、铜多金属矿点。燕山早期的二长花岗岩与晚三叠世洞卡组接触形成矽卡岩型仁达铁铜矿床、丁钦弄铜矿床。该岩体与晚三叠世巴贡组接触,形成矽卡岩型下西接铁矿点。喜马拉雅早期二长花岗斑岩,形成斑岩型萨色拉铜矿。昌都侵入岩带玉龙花岗斑岩带是我国最有远景的以铜钼金为主的多金属成矿带之一,已知斑岩型矿床有玉龙、马拉松多、多霞松多、莽总、扎尕那等超大—大、中型矿床。斑岩型矿点有恒星措、各贡弄、夏日多牧场、色错、扎母、吉措、日曲、遵喜、萨色拉、觉洞、高吉等铜、钼、金、铅锌银矿点。喜马拉雅早期斑岩成矿背景最好,成矿元素分带性最清楚,岩体内是Cu、Mo,伴生有Au、Ag、Re及铂族元素等;接触带以Cu、Fe为主,其次为Co、W、Mo,伴生有Au、Ag、Ni、铂族元素等;向外由Pb、Zn、Au、Ag、Sb、As、Hg、Mn等元素构成外晕圈。上述元素分带特征不受围岩时代、岩性差异的影响,表明是岩浆期后热液作用(或通过岩浆热水作用)的结果。该带的喜马拉雅早期斑岩体,从整体上看有益元素背景值高,从I型斑岩体到S型斑岩体,金属元素含量有逐步增高的趋势。没有形成金属矿产的斑岩体,元素含量也比其他时期花岗岩(包括斑岩)元素背景值高出几倍至几十倍,如贡觉县拉妥乡各贡处喜马拉雅早期英云闪长斑岩与全球酸性岩的对比(表9-1),结果证实了上述观点。表9-1 全球花岗岩类与玉龙斑岩克拉克值对比表斑岩体中矿体产出的构造部位:①岩体内形成细脉浸染型Cu、Mo矿体;②岩体与围岩接触带处形成脉状、透镜状矽卡岩型铜磁铁矿和含铜黄铁矿及含铜磁铁矿体;③岩体外接触带层间形成层状含铜黄铁矿和含铜磁铁矿体;④远离岩体接触带形成脉状硫化物矿(化)体。总之,喜马拉雅早期斑岩体成矿地质背景较好,有利于矿产的形成。值得说明的是,玉龙斑岩带矿产资料很多,而昌都-澜沧江断裂以东地区及澜沧江结合带地区也有喜马拉雅早期的斑岩体,成矿地质条件与玉龙斑岩带有相似之处,但由于工作程度低,尚未发现与斑岩有成生联系的矿产信息,还需要认真总结,再到野外验证。对昌都地区遥感解译发现了很多出露地表和隐状地下的斑岩体,为该区找矿提供了重要线索,为今后的野外调查和深部工作指明了方向,对全面评估三江地区矿产资源提出了更高的要求。关于昌都侵入岩带中的印支期I型花岗岩类、燕山早期的S型花岗岩类成矿信息资料很少,是否与Hg、As、Sb、Au、Cu、Ag矿有关,还需进一步研究。丁青-吉塘侵入岩带该带内的燕山晚期I型和S型的二长花岗岩、正长花岗岩类Sn、W含量丰度值较高,南段Sn含量720×10-6~800×10-6、W 7×10-6~8×10-6;中北段类乌齐岩体,Sn含量达12×10-6~1020×10-6;北段寨北弄、娘涌带脉岩Sn含量达65×10-6~84×10-6;局部矿化岩石Sn高达826×10-6~2800×10-6,比维诺格拉夫花岗岩Sn、W平均值高出200~270倍。可见上述花岗岩对锡钨矿产的形成有利。已知与花岗岩有成生联系的锡钨矿床点有:寨北弄中型锡矿床、墙龙锡矿点、昌国晒钨矿点、长巴罗钨矿点、夏雅钨锡矿点,拉荣钨钼矿点。从《藏东花岗岩类及铜锡金成矿作用》一书中澜沧江花岗岩带主要岩体微量元素丰度表可得出,自花岗闪长岩到二长花岗岩、正长花岗岩,随着岩石酸度的增加,则Sn、W、Mo、Ag含量也增加,而Ni、Ti含量减少,正长花岗岩出现了W、Sn、Ag、Li、Be、Nb的富集趋势。燕山晚期的二长花岗岩、花岗闪长岩Cu、Pb、Zn、Ag、Au等也比维诺格拉夫同类花岗岩丰度值高,Cu高出2~8倍,Pb、Zn高出2~5倍。皆为热液充填交代形成铜、铅、锌、银、金矿床/点提供了丰富的矿源物质。实质上讲,该区大多数矿(床)点都与花岗岩有着成生联系,如盐井县其之卡铜矿,花岗闪长岩与晚三叠世竹卡群灰岩接触形成的矽卡岩型铜矿,就说明了花岗闪长岩就是成矿母岩。木嘎岗日侵入岩带该带晚三叠世—侏罗纪属裂谷—洋盆之构造环境,在丁青蛇绿岩群中存在着超基性岩、基性岩。超基性岩、基性岩在图解中分布在贫碱质区,基性岩投点主要落在弱碱质区和贫碱质区,微量元素Cr、Ni丰度值较高。而超基性岩Ti、Sc、Cr等元素相对较高,对形成与超基性岩相关的矿产有利,如丁青西铬铁矿床、丁青东铬铁矿床、八宿铬村铬铁矿点等。该类矿化常伴随铂族矿产形成。与燕山晚期花岗岩有关的矿产资料依据不充分,但岩体周围的震旦纪嘉玉桥群等地层确有金、铜矿化点集中分布,如丁青西集中群、加玉乡集中群及达秀白庆集中群,皆是找金最有希望的地段之一。波密-八宿侵入岩带该带总体上研究程度较低,大部分地区可以说是个空白区,仅伯舒拉岭大断裂以东或以北到怒江缝合带之间的八宿地区研究程度相对较高,发现矿(床)点也较多。燕山晚期岩体之岩石微量元素的特征:①从黑云母二长花岗岩、二云母二长花岗岩到正长花岗岩,Ni、Co、Cr含量逐渐减少,而Sn含量有增加的趋势;②与维诺格拉夫的花岗岩微量元素平均值比较,东带主要岩体微量元素含量Pb、Ni、Co、Cr、Mo、Th略高,Cu持平,Sn、W特高(Sn高达30倍,W高达10倍,U含量也较高,约高出3倍);③二长花岗岩极富Pb、Zn;④二长花岗岩、花岗闪长岩富Cu,各岩体还普遍富Sn、W、V,局部Sn丰度比维诺格拉夫岩体平均值高40~70倍。从以上元素丰度而言,该带对铜、钼、锡、钨、铅、锌、银等成矿有利。花岗闪长斑岩与晚石炭世来姑组接触形成矽卡岩型用不拉铜矿及聪古拉铜金矿,二长花岗岩与前震旦纪念青唐古拉群大理岩接触形成矽卡岩型那阿钨锡矿,还有与该期花岗岩有成生联系的热液型钨矿、钨锡矿、锡多金属矿及金矿、多金属矿等。雅鲁藏布江侵入岩带该带无资料,只能依据雅鲁藏布江缝合带内已知矿产进行推断,在中印边界中方一侧阿米里以北糜棱岩带内有两处。罗布莎蛇绿岩群,分别长22 km,宽5 km;长11 km,宽5 km,规模较大。该蛇绿岩主要为超基性岩和基性岩,是找铬、铁、钒、钛矿的良好地段。根据藏东蛇绿岩的找矿之规律,基性—超基性岩体规模越大,对成矿越有利,往往就能形成具有经济价值的矿床。希望在该地段加强地表及深部地质工作。三、构造对成矿的控制构造对成矿的控制包括区域构造特点对成矿的控制,大地构造对成矿的控制、断裂构造对成矿的控制。区域构造特点对成矿的制约藏东区域构造特点是,构造单元以区域断裂为界,区域断裂常形成构造变质带,带中有超基性岩侵位体、残片,并伴生糜棱岩化作用,少数地段出现有高压变质矿物和构造混杂堆积,属长期多次板块汇集而成。因此,Ⅱ、Ⅲ级构造单元具有不同的地质构造背景,造成矿产资源的复杂化或多样性及矿种的低温、中温、中高温、高温热液矿产的分带性和集中性。藏东地区实属造山带,具有变质,变形,变位之特点,华力西期—喜马拉雅期岩浆侵入活动频繁,但印支晚期、燕山早期、燕山晚期及喜马拉雅早期是藏东三江重要的成矿期。藏东地质构造复杂,同一构造单元,往往经历了扩张裂谷洋环境后,经闭合—俯冲—碰撞,又发展到岛弧环境,故形成的矿产资源具多期性、复杂性、重叠性。前文已阐明地层中Cu、Pb、Zn、Ag、Au背景值高,有的具有形成规模较大矿床的可能性。如果经岩浆活动、断裂活动、变质作用致使元素进一步迁移,便可富集成矿。在强烈挤压岛弧环境下,侵入活动更剧烈,易形成有价值的矿产资源。总体规律特点如下。(1)处于裂谷—洋盆环境的幔源岩浆成矿作用十分活跃,与超基性、基性岩有成生关系的形成铬、镍、铜、金、铂族、石棉等矿产,与M型(幔源型)闪长玢岩有关的形成大型铁矿床。(2)晚三叠世—喜马拉雅期,不同地区、不同时代岛弧阶段往往形成与上地壳源S型花岗岩有关的钨、锡、钼、铁、金、铅锌、银等矿产,以及与下地壳源I型花岗岩有成生联系的铁、铜、铅锌、银、金等矿产资源。(3)与怒江、澜沧江、金沙江及车所乡-德钦大断裂走滑陆内形变发育相关的喜马拉雅早期斑岩体,形成斑岩型钼、铼、银、钛、钨、铋、锌、铂族等矿产。(4)板块边缘,断裂活化地下含矿热卤水的作用频繁形成低温热液型砷、汞、锑、金、多金属矿产。(5)板块内夹持相对稳定的沉积盆地,形成沉积型铜、银、铅锌等矿产。(6)断裂控矿容矿是本区矿产资源的重要形成条件,它控制着高温、中高温、中温、中低温、低温热液矿床点的分布及规模。总之,不同构造环境、不同的构造发展阶段,对区域不同矿种不同成因类型的矿产有明显的制约作用,这对指导找矿有重要意义。大地构造对成矿的控制(1)金沙江-江达结合带该结合带形成与裂谷环境M型闪长玢岩、石英闪长玢岩类相关的加多岭大型铁矿床,与弧后盆地花岗岩类和围岩接触形成矽卡岩型的仁达铁铜矿床丁钦异铜矿、赞达铜金矿床、赞达东北铜多金属矿床等,以及热液型的给拉、郭伦多、下郭堆铜矿点,颠达冬昌异、一道班、正泽门错金多金属矿点及喜马拉雅早期斑岩型萨色拉铜矿等。(2)昌都板块它基本上地处肩弧和岛弧构造环境,靠近车所乡-德钦大断裂,有喜马拉雅早期玉龙斑岩体带,形成斑岩型玉龙、马拉松多、多霞松多、莽总、扎那铜钼金等矿床。还有9个斑岩型矿点;沉积改造型足那、包买大型铅锌银矿床;砂岩型江突卡、玉扎铜矿点;热液型支日阿等14个铅锌、铜、金矿(床)点。靠近澜沧江大断裂的昌都板块,基本上有这样的规律,即北部为多金属(金)矿产;中部为汞、砷、铅锌矿产;南部为金银矿产。北部热液型矿床有达拉贡、浪欠那、孔莎、白翁异—金勒异、打归、卓登尕、赵发涌等金银、铜铅锌、铜、铅锌等,还有16个铜、铜银、铜汞、金、铅锌矿点及含铜砂岩型的4个铜矿点。中部汞砷、铅锌矿床/点有俄洛桥砷汞矿床,包果卡、西岗铅锌矿床及4处汞砷矿点。南部有李丁、大水等金银矿点。(3)澜沧江结合带在古特提斯阶段为扩张的裂谷环境,新特提斯时期又变成肩弧—岛弧环境,所形成的矿产主要与岛弧阶段形成的高温、中高温、中温、中低温、低温热液活动有关。其规律是:该带北部为钨、锡、金、铜、铅、锌矿产,如寨北弄锡矿床,墙龙、长巴界、昌国晒、君达卡、夏雅锡/钨/钨锡等矿点及拉日卡铜金矿床、接拉、国从格铅锌银矿床/矿点共18处。此带中部为铁铜铅锌金矿产,如吉塘铁矿床、卡贡铁矿床、我卡地铅锌矿(床)点等17处。南部以金/铜矿为主,其次是铅锌银矿,其矿点共10余处。(4)怒江缝合带该带新特提斯晚三叠世时期为裂谷环境;晚三叠世—侏罗纪发展到深海洋盆环境;早白垩世时期又为岛弧环境。此带控制的矿点主要是铬、金、铜。如丁青西铬铁矿床、丁青东铬铁矿床2处,金矿(化)点9处,铜矿点5处,铅锌矿点2处。(5)波密-八宿板块八宿肩弧-岛弧板片。该板片在新特提期阶级地处肩弧—岛弧之构造环境,形成高温、中温、低温矿(床)点。北为金矿带,发现金矿(化)点10处。中部为汞、砷、锑、铅、锌矿,发现有俄龙呷汞砷矿床、俄龙呷东锑矿床、纳多弄铅锌矿床,还有多金属矿点2处。南部钨、锡、钼、金、铜矿,如满总金、多金属矿床,铜金钼/钨钼/铜钼/锡/钨/金矿点4处。波密肩弧侵入岩(热弧)板片。该板片靠近舒伯拉岭断裂,为肩弧岛弧之构造环境,形成矽卡岩型和高温、中温热液型矿产。中北部以铜、铅、锌、金、银、铌、钽矿为主,如青卡铅锌矿床、多依弄巴铅锌矿床、格选铜矿床等矿(化)点14处。南部发现锡钨矿点4处。雅鲁藏布江缝合带、喜马拉雅滑脱板块、西瓦利克A型俯冲带等,矿产资料未搜集。综上所述,大地构造对成矿的控制作用总结如下:(1)板块缝合带/结合带级构造是区内的一级构造单元分界构造带,它在控制区内板块构造单元形成与演化的同时,对区内矿产资源的形成亦起到决定性的导矿/控矿作用。除雅鲁藏布江板块缝合带以外,早于渐新世形成的怒江缝合带、澜沧江缝合带、金沙江缝合带,这3条巨型构造系统勾勒出藏东三江地区Cu、Au、Pb、Zn、Ag等多金属矿产形成与矿带分布之基本格局。(2)二级构造带对区内矿产的控制,主要表现在矿带分布和矿床成因方面。例如,同属于金沙江板块的江达、玉龙、昌都盆地、类乌齐等4个成矿带分别对应Cu/Au—Pb/Zn/Cu/(Mo)Au—Pb/Zn/Ag/Au—W/Sn多金属4种矿带类型;而以舒伯拉岭大断裂为界,南北两侧矿带类型差异极大,北带为与韧性剪切相关的金矿类型;南带为构造蚀变岩型金矿类型。区内二级构造由断裂构造和沉积盆地边缘分界带组成。(3)区内与Cu、Au、Pb、Zn、Ag等多金属矿产相关的赋矿岩系主要包括卡贡群(C1K)、结扎群甲丕拉组(T3j)、上察雅群(J3c)、下香堆群(K1x)、贡觉组(E1~2g)等。(4)岩浆岩条件对矿床的形成与定位非常重要。一般地讲,喜马拉雅早期花岗斑岩类与Cu、Mo、Au关系密切;燕山晚期二长花岗岩类与金矿相关;而岩浆晚期气化热液作用则是石英脉型金矿床形成和沉淀的基本条件之一。同时,岩浆作用也是沉积改造型Pb、Zn矿床后期富集和沉淀的重要条件。(5)从区域成矿时间上分析,藏东三江地区最重要的成矿时期为喜马拉雅早期,在此之前一切成矿作用都经历了它的改造,而以后时期的成矿作用一般规模很小,不足以形成大矿床,或者仅起到对矿床的后期改造作用。断裂构造对成矿的控制藏东三江地区除沉积型、斑岩型、接触交代型、岩浆结晶分异型矿产外,高温、中温、低温热液型成矿作用都与断裂构造相关。大断裂控矿较差,但派生断裂控矿较好。经统计,金沙江-江达结合带内近NS—NW向断裂控矿;昌都板块NNW—NW向断裂控矿为多,其它方向如近SN向,NE向断裂等也控矿;怒江缝合带EW、NW向断裂控矿较好;波密-八宿板块的控矿断裂有EW向、NW向及NE向。四、矿化蚀变与成矿地质条件本区变质岩普遍发育,均受区域构造控制。这里重点叙述接触变质、气化—热液作用等对成矿的控制。(1)喜马拉雅早期斑岩体的蚀变分带特征,即岩体内部的钾化、硅化、绢云母化、粘土化,岩体内外接触带及其附近的矽卡岩化、大理岩化、角岩化、绢云母化、硅化等对斑岩型铜钼金矿生成有利。(2)矽卡岩化对接触交代型铜金、铁铜、铅锌银、锡矿生成有利。(3)硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、碳酸盐化、高岭土化、绿泥石化等围岩蚀变对热液型铜、铜金多金属矿形成有利;云英岩化、硅化、黄铁矿化对铜钼矿形成有利。(4)黄铁矿化、褐铁矿化、硅化、绢云母化、粘土化等围岩蚀变对石英脉型/破碎蚀变岩型金、金铜矿形成有利。(5)重晶石化、硅化、碳酸盐化、少量黄铁矿化等蚀变对沉积改造型铅锌银矿床生成和进一步富集有利。(6)重晶石化、硅化、碳酸盐化、萤石化、褐铁矿化,少量绢云母化、白云母化、石膏化等围岩蚀变对热液型铅锌银矿形成有利。(7)电气石化、云英岩化、黄玉/萤石化、硅化等围岩蚀变对锡、钼高温热液矿床生成有利。(8)闪长玢岩、石英闪长玢岩体的钠长石化、纳黝帘石化、绿帘石化、绿泥石化、高岭土化、绢云母化等对类玢岩型铁铜矿床形成有利。(9)碳酸盐化、绿泥石化、高岭土化、重晶石化、硅化、黄铁矿化、褐铁矿化、绢云母化、萤石化等围岩蚀变对汞、锑、砷、硫矿形成有利。

岩石成因探讨自从Loiselle and Wones(1979)提出非造山、碱性、无水的A型花岗岩以来,对该类型花岗岩的研究一直受到国内外地质学家的高度关注。近年来对A型花岗岩的研究又取得了许多新的进展,从构造环境分为两种:非造山和造山后(Eby, 1990; Bonin,1990;洪大卫等,1995;王德滋等, 2002),洪大卫等(1995)把A型花岗岩分成AA型和PA型,并分别与非造山的板内环境和后造山的造山带构造环境相对应。目前对A 型花岗岩的识别标志像埃达克岩(adakite)一样越来越依赖于主元素、微量元素、同位素等地球化学多数能落入A 型花岗岩区为总体特征(Whalen,1987; Eby, 1990,1992;洪大卫等,1995; King et ,1997;许保良等,1998;孙德有等,2005;苏玉平等, 2005;吴锁平等,2007);又从化学成分上分为碱性和准铝质甚至过铝质A型花岗岩(King et , 1997; Eby,1990),但它们都受控于拉张环境,这是所有A 型花岗岩产生的共同机制,在造山带中的A型花岗岩主要形成于造山后伸展作用阶段,从而使A 型花岗岩成为判断造山作用结束时间的重要岩石学标志(Eby,1992;洪大卫等,1995; King et ,1997;王德滋等,1995,2002)。前人对小兴安岭东南地区出露的早中生代正长-碱长花岗岩已做过大量的岩石学、岩石化学、岩体成因等方面研究,认为是Ⅰ型或S型花岗岩,或与高分异I型花岗岩有关,形成于大陆内部张性断裂或造山后构造环境中(黑龙江省地质矿产局,1993;黑龙江省地调院齐齐哈尔分院,1997~2008)。对正长-碱长花岗岩岩石成因上的分歧,制约了对区域构造演化的深入认识,且以往只强调了碱性A型花岗岩的特征及其构造属性(孙德有等,2001、2004、2005; Wu at al,2002),而对铝质A型花岗岩的研究没有予以足够的重视,从而其形成的构造背景没有得到充分认识。小兴安岭正长—碱长花岗岩岩石矿物组合以条纹长石、石英为主,少量铁质黑云母,无碱性暗色矿物和微细粒闪长质包体。岩石组合的NK/A(分子数比)大多数为70~97(平均为88)>85,A/CNK总体上>1,符合Whalen(1987)的划分碱性和偏碱性花岗岩的界限。在(Al2O3+CaO)/(TFeO+Na2O+K2O)-100(MgO+TFeO+TiO2)/SiO2图中大多数落入碱性岩区和高分异钙碱性岩区(图3-31),在A/CNK-A/NK图中均落入过铝质-偏铝质岩石区(图3-30)。岩石具高硅、富碱、富铝和低钙、镁的特点,与吉林张广才岭南端三道河晚三叠世铝质A型花岗岩完全一致(孙德有等,2005),而不含碱性暗色矿物区别于小兴安岭地区的典型碱性A型花岗岩。岩石的稀土配分曲线呈轻稀土略微富集的、缓向右倾斜的右倾而重稀土较为平坦、铕亏损的“海鸥型”(图3-32a),与吉黑张广才岭—小兴安岭地区的铝质A 型碱长花岗岩稀土特征完全相似(孙德有等,2005),并与典型的碱性A 型花岗岩具轻、重稀土均较为平坦、前者略向右缓倾斜的、后者略上翘呈海鸥型(与球粒陨石Chondrite)相比有所差别(Whalen, 1987; Eby,1990、1992;Martin et ,1994;洪大卫等,1995; King et ,1997;赵广涛等,1997;范春方等,2000;刘昌实等,2003a、b;吴锁平等,2007)。对于高硅的正长-碱长花岗岩需要用SiO2-TFeO/MgO图来有效区分A型与I、S 型花岗岩(Whalen,1987; Eby, 1990;洪大卫,1995; King et ,1997;卢成忠等,2006;吴锁平等, 2007)。在TFeO/MgO图和Na2O-K2O图(图3-33)中,大多数岩石落入A型花岗岩区。正长-碱长花岗岩在10000 ×Ga/Al-(Zr+Nb+Ce+Y)图(图3-34)中,正长-碱长花岗岩落入A型花岗岩区。岩石在10000 ×Ga/Al-(Na2O +K2O)图、10000 ×Ga/Al-(Na2O +K2O)/CaO图、10000×Ga/Al-K2O/MgO图、10000 ×Ga/Al-TFeO/MgO图、10000 ×Ga/Al-Zr、Nb、Ce、Y图(图3-35)等成因类型判别图解中,正长-碱长花岗岩岩石样品点绝大多数落入A型花岗岩区。图3-33 正长-碱长-碱性花岗岩Na2O-K2O图及TFeO/MgO-SiO2图图3-34 岩石10000×Ga/Al-(Zr+Nb+Ce+Y)图当SiO2>72%的铝质A型花岗岩与高度分异的I型、S型花岗岩之间有许多相似之处,因此进一步需要将它们区分开来(Eby,1990;吴锁平等,2007)。(1)正长-碱长花岗岩岩石的主要氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、Na2O、K2O等含量以及平均值(表3-15、表3-18),与世界A型花岗岩平均值最为接近,与澳大利亚高分异的I型Ackley岩体、S型Scandy Cape岩体间存在较大差异(Whalen,1987; King et ,1997;吴锁平等,2007)。表3-18 正长-碱长花岗岩主、微量元素与A型花岗岩对比表(%)图3-35 岩石10000×Ga/A1-(Na2O+K2O)图、(Na2O+K2O)/CaO图、K2O/MgO图和TFeO/MgO图和10000×Ga/Al-Zr、Nb、Ce、Y图37 × 10-6),远高于I型花岗岩(71 ×10-6)和S型花岗岩(14 ×10-6)(吴锁平等,一般来讲,高分异的I型花岗岩的TFeO含量较低<00%,而正长-碱长花岗岩Fe2O3值总体偏高,碱长花岗岩的TFeO含量02%~92%,平均为67%>00%,正长花岗岩的TFeO含量大多09%~08%,平均为13%>00%,反映了A型正长-碱长花岗岩形成于相对氧化的介质环境,这可能与其定位较浅的特点有关。(2)高温岩浆浅成就位又是A型花岗岩的主要特征之一,是高硅A型花岗岩与高分异I型花岗岩的主要区别之一(Eby,1990;卢成忠等,2006;吴锁平等,2007)。这也与正长-碱长花岗岩岩石中出现较自形的高温锥状石英,以及部分岩石具晶洞构造、文象结构得到证实。(3)从正长-碱长花岗岩石英包裹体测温(表3-19)上得到了高温岩浆浅成就位的A型花岗岩的又一佐证。正长花岗岩的石英包裹体测温成岩温度在720℃~900℃,碱长花岗岩石英包裹体测温成岩温度为750℃~980℃,碱性花岗岩石英包裹体测温成岩温度为750℃~1050℃,其成岩温度逐渐略有升高,表明源区岩石均经历了较充分的熔融,这也是形成A 型花岗岩的重要条件。以上石英包裹体测温表明,正长-碱长花岗岩形成温度高于高分异I型花岗岩形成温度764℃(King et ,1997),表现出不同于高分异I型花岗岩的特征,也高于似斑状二长花岗岩的石英包裹体成岩温度670℃~870℃,反映出高温岩浆浅部就位结晶的特点。(4)岩石δ18O值从早期正长花岗岩(00%。~83‰,平均为25‰)向晚期碱长花岗岩(10‰)变低(表3-9),说明了岩石形成中可能同化了被大气降水浸泡过的岩石或是与这种岩石直接熔融作用有关,也从另一面说明了其形成于相对定位较浅的氧化环境(李之彤等,2001)。(5)岩石的微量元素Ga、Rb、Ba、Sr、Zr、Y等含量、平均值(表3-17、表3-18)与A型花岗岩相似(Whalen,1987;吴锁平等,2007)。正长花岗岩的Ga元素6 ×10-6~25 ×10-6(平均为81 ×10-6),碱长花岗岩中G a元素80 ×10-6~60 ×10-6(平均为70 ×10-6),与中国、世界的典型A 型花岗岩的平均值54 ×10-6~6 ×10-6接近。正长花岗岩的Rb含量124 ×10-6~385 ×10-6,平均为193 ×10-6<270 ×10-6,碱长花岗岩的R b含量大多为209 ×10-6~271 ×10-6(除GC-F-WL4 样外),平均为242 ×10-6<270 ×10-6,说明不是由高硅I型花岗岩分异形成(Pearce et ,1984)。岩石富含稀土元素(除Eu外),大多数样品的REE为00 ×10-6~03 ×10-6(平均为2007),也明显高于区域上广泛出露的同时代略早期的似斑状二长花岗岩(94 ×10-6)(韩振哲等,2008b)。岩石的稀土配分曲线形态呈轻稀土略微富集且缓向右倾斜、重稀土平坦的、铕强亏损的海鸥型,且微量标准化蛛网图上出现Ba、Sr呈负异常,也与A型花岗岩特征相符。表3-19 早中生代花岗岩类包裹体测温分析结果表续表(6)在(Zr+Nb+Ce+Y) -(Na2O+K2O) /CaO图(图3-36)、TFeO/MgO 图(图3-36)中,岩石大多数落入A型花岗岩区、高分异的I、S花岗岩区,可能说明了正长-碱长花岗岩与同时代略早形成的壳幔混合成因似斑状二长花岗岩之间具一定的岩浆源岩的亲缘性。以上充分说明了正长-碱长花岗岩的岩石学、岩石化学、地球化学特征上具铝质A型花岗岩的共性特征,略微不同于典型的碱性A型花岗岩。关于A型花岗岩的成因有多种观点,主要有岩浆混合、残留体再熔融、幔源碱性基性岩浆和I型花岗岩浆分异、下地壳火成岩部分熔融和俯冲洋壳部分熔融等模式(Collins W J,1982; Bedarad J, 1990; Eby,1992; Turner S P,1992a; King et ,1997;吴才来等,1998;肖庆辉等,2002;王德滋等,2002)。由此可见,A型花岗岩的成因与其所处大地构造背景不同、物质来源不同、岩浆演化过程的分异程度不同等密切相关,因而不可能用统一的成因模式来简单解释(吴锁平等,2007)。小兴安岭地区的晚三叠世—早侏罗世正长-碱长花岗岩的成因,可能与基性岩浆底侵作用下的地壳古老变质基底物质的部分熔融作用和一定程度的壳幔岩浆混合、分异作用参者共同控制作用有关(韩振哲等,2009a)。其依据如下:(1)残留体再熔融成因说只能解释传统的A型碱性花岗岩的高温、贫水和富氟、富HFSE的特征,而对铝质A型花岗岩要求另外的成因来解释,因与碱性花岗岩相比相对富铝,微量元素Y、Zr、Ta、Ba、Sr、Eu、P、Ti等富集程度也不同。King等(1997,2001)在对澳大利亚Lacklan褶皱带的A型花岗岩进行研究的过程中,提出了铝质A型花岗岩的概念(包含了准铝至弱过铝A 型花岗岩),并认为A型花岗质岩浆都是由长英质地壳岩石在高温条件下部分熔融产生,岩浆在上升和侵位过程中的速度差异造成了岩浆化学成分的分异。铝质A型花岗岩与A型花岗岩在地球化学特征上既有共性,也有明显差异,尽管各家观点对铝质A 型花岗岩的源区物质组成、成因认识上存在一定分歧(Collinset ,1982; Whalenet ,1987;E,1990,1992),但几乎一致地认为铝质A 型花岗岩源区应处在下地壳位置(Kinget , 1997),但与I型源区不同,A型源区应是经过地幔流体交代而成为饱满型源区(fer-tile) (Zindleret , 1986; Kinget , 1997),即富集碱质和HFSE元素。Poitrasson et ( 1994、1995)也主张铝质A型花岗岩起源于下部地壳物质的部分熔融,但他们认为下地壳源区的成分应主要是镁铁质的,而碱性花岗岩则为幔源岩浆与下地壳物质相互作用的产物,可能与壳幔岩浆混合作用有关。图3-36 岩石(Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO图、(Na2O+K2O)/CaO图研究区内正长-碱长花岗岩,以及碱性花岗岩的稀土配分模式曲线、微量元素蛛网图(图3-32),以及Nd同位素特征基本相似(详见下述),说明两类A型花岗岩具有相似的岩浆源区,两者均为幔壳物质混熔的产物。两类岩石在地球化学特征的略微差异可能是岩浆分异演化的途径不同所致,而并非由岩浆源区的差异所引起。(2)小兴安岭东南地区仅出露少量基性岩,且从出露的辉石闪长岩等的产出状态来看,大多为壳幔岩浆混合作用有关的同深成作用岩墙,缺少岩浆分异演化形成的闪长岩等过渡成分的岩石类型,说明幔源碱性岩浆分异模式缺少地质事实。(3)岩石富K2O、富Al2O3的特征也表明岩石成因与地壳有关,而仅有幔源碱性岩浆分异、俯冲洋壳部分熔融是不可能形成高硅、高铝的A:型花岗岩,这可能是与幔源岩浆底侵作用下的富K2O、贫水的玄武质中下地壳间的壳幔岩浆混合、部分熔融作用有关。(4)正长-碱长花岗岩的143Nd/144Nd初始值为512144~512513,介于上地壳(512120)和地幔值(513000)之间(李志昌等,2004)。岩石86Sr/87Sr初始值(72056~73990>大陆壳值719)变化很大,说明其物质来源和形成过程的复杂性。一般认为与地幔Sr同位素的不均匀性和与基性岩浆底侵作用下的地壳物质的不同程度卷入有关或下地壳源岩成分差异有关(Collins等,1982;吴福元等,1999;李之彤等,2001;肖庆辉等,2002;李志昌等,2004)。岩石tDM模式年龄为1118~1328Ma,与时空上紧密相伴的、区域上的碱性花岗岩(143Nd/144Nd初始值为512513,tDM模式年龄为1244+18Ma)、似斑状二长花岗岩(86S/87S初始值为71066~72429之间,143Nd/144Nd初始值为512139~512377,tDM模式年龄为982~1295Ma)相似。岩石的高Sr、低Nd同位素反映花岗岩的原岩可能主要由沉积岩或变质岩组成的上地壳的特征,与tDM模式年龄反映的岩浆源区物质均为中元古代变质基底物质的特征相吻合(韩振哲等,2009a)。(5)全岩δ18O也能作为物质来源的示踪剂(吴锁平等,2007)。正长-碱长花岗岩(δ18O 值大多为00‰~83‰,平均为25‰<10‰),属正常δ18O略偏低值花岗岩类(表3-9),说明其源区物质成熟度低,且与地幔物质混入有关(泰勒,1968;张理刚,1983;李之彤等,2001)。少数正长-碱长花岗岩表现出低δ18O 花岗岩类(<6‰),这可能与岩石形成中同化了被大气降水浸泡过的岩石或是这种岩石直接熔融作用有关(泰勒,1968;张理刚,1983)。(6)随正长-碱长-碱性花岗岩岩石的SiO2含量逐渐升高,岩石的Al2O3、Fe2O3、FeO、TiO2、MgO、CaO、P2O5、Na2O等与之呈显著负相关线性关系(大多数呈分散状线性相关性,除Al2O3外),而且各氧化物的线性斜率基本一致,说明在岩浆结晶分异、演化过程中与SiO2的结晶习性的一致性(图3-37)。从似斑状二长花岗岩石的分异指数(DI)值(大多为82~85)向正长-碱长花岗岩分异指数(DI)值(87~92)逐渐变大,固结指数(SI)值(平均值从36~92)逐渐变小,显示出岩浆分异演化的特征。图3-37 正长-碱长花岗岩、碱性花岗岩哈克图解○—细中(中细)粒正长花岗岩;●—细中粒碱长花岗岩;口—碱性花岗岩(7)在时空上铝质A:型正长-碱长花岗岩与同时代的壳幔混合型(或称H型)似斑状二长花岗岩,以及典型的A型碱性花岗岩密切伴生(图3-1),构成了小兴安岭东南地区早中生代巨量的I(或称H型)-A型花岗质复合岩基,形成了构造环境有序演化的同一构造-岩浆序列,构造环境由碰撞后向碰撞后崩塌有序演化为特征。似斑状二长花岗岩、正长-碱长花岗岩的微量元素蛛网图(图3-7b、图3-32b)、稀土元素球粒陨石配分模式曲线图(图3-7a、图3-32a)的形态基本相似,可能反映了其物质来源、成因上的相似性,说明正长-碱长花岗岩成因也可能涉及一定程度的壳幔岩浆混合作用(孙德有等,2000、2004)。岩石形成的构造环境探讨A型花岗岩作为深源岩石之一,虽然对其成因机制还存在较大的争议,但它们均形成于拉张或非挤压的构造环境这一点已成共识。拉张地壳的减薄在时空上往往与深部热活动(如地幔上涌或基性岩浆的注入)有密切联系,A型花岗岩的形成多归因于热的软流圈地幔向上运动。软流圈上涌不仅为A型花岗岩浆的形成提供了必需的热和物源,而且会引起大范围内地壳物质的部分熔融。因此,大陆环境下的A 型花岗岩在一定程度上指示岩石圈减薄和软流圈上涌的时间、过程及其动力学机制(Loiselle and Wones,1979; Whalen et ,1987; Sylvester P J,1989; Eby,1990,1992; Turner S P et ,1992; Neves S ,1995;洪大卫等,1995; King et ,1997; Sylvester P J1998;邵济安等,2001a、b,2002;王德滋等,2002;苏玉平等,2005;卢成忠等,2006;吴锁平等,2007)。近来普遍的看法是,A型花岗岩代表了造山带岩浆作用和地盾区与裂谷有关的非造山岩浆作用的最后事件,并划分出了代表非造山板内环境的AA或A1型和造山后构造环境的PA或A2型(Whalen et , 1987; Eby,1992;洪大卫等,1995)。小兴安岭东南地区的正长-碱长花岗岩岩体中均无主动侵位造成的定向组构、岩浆面理构造等构造应变特征。岩体与围岩接触界面多见有岩枝、岩脉等,与围岩构造线方向不一致,围岩不因岩体侵入而发生变形,说明岩体的就位构造总体上显示出拉张环境下的被动就位的构造样式。正长-碱长花岗岩岩石在微量元素Rb-(Y+Nb)和Nb-Y构造环境判别图解(图3-38)中均落入碰撞后花岗岩(POG)区。岩石在多阳离子R1-R2构造环境判别图(图3-39)中,大多数岩石落入造山晚期和非造山花岗岩的界线附近,说明了大陆碰撞结束、崩塌时的张性构造环境。在岩石微量元素Sr-Yb图中,正长-碱长花岗岩大多数落入低Sr高Yb的南岭-浙闽型花岗岩区(图3-39),少数为低Sr低Yb类的喜马拉雅型花岗岩,可能说明其形成与碰撞后崩塌-伸展构造背景下的底侵幔源岩浆作用有关(张旗等,2005、2009)。图3-38 花岗岩Rb-(Y+Nb)图和Ta-Yb构造环境判别图解图3-39 花岗岩R1-R2构造判别图和Sr-Yb构造环境判别图解在Eby(1992) Nb-Y-3Ga的A1、A2型判别图解(图3-40)中,样品投点大多落入了A2型造山晚期花岗岩区。在岩石微量元素比值Rb/Nb-Y/Nb图(图40)中,岩石大多数落入A2型花岗岩区及其附近。综上所述,小兴安岭东南地区形成于晚三叠世—早侏罗世的正长-碱长花岗岩具有铝质A2型花岗岩的典型岩相学、岩石化学、地球化学特征,不同于高分异Ⅰ型花岗岩。该地区早中生代铝质A2型花岗岩的确定,对该地区早中生代大地构造环境的探讨,提供了新的思路。图3-40 花岗岩Nb-Y-3Ga构造判别图l和Rb/Nb-Y/Nb构造环境判别图

矿物和岩石研究的意义:1)了解地球的形成与演化历史。2)寻找矿产资源:固体矿产,油气资源。3)为解决工程地质、地震、火山灾害、环境的变化等问题提供重要依据。

矿物岩石学论文选题背景

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对我国北东部变质岩区燕山、招掖和小秦岭几个重要金矿带的研究,认为金的成矿特点具有:金的成矿地球化学上的分散性、伴生性和长期复杂迭加特点;不同时代金矿化又具有明显地继承性;矿质初始来源的深源性和矿化的层控性但对一系列众所共知的地质特征,有待深入研究诸如:为什么金丰度高的基性、超基性岩中金的工业矿化并不发育,而低金丰度的花岗质岩石常常是金矿的容矿岩石;为什么金矿的容矿岩石常常是无例外地受到复杂地改造作用(变质交代、混合岩化、花岗岩化、同化作用及蚀变淋滤等);前寒武纪绿岩带作为变…

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矿物岩石与人类生活论文选题背景

矿物是人类生活和科学技术发展的重要物质来源,放眼能见的未来,人类都离不开矿物的基础物质来源。我生活中用到的几乎所以有的物品都与矿物有关的。

举例来说,建材很多是用花岗岩等做的。有用的矿物例如:自然金,黄铜矿,石墨矿等等可以开采资源

岩石成因探讨自从Loiselle and Wones(1979)提出非造山、碱性、无水的A型花岗岩以来,对该类型花岗岩的研究一直受到国内外地质学家的高度关注。近年来对A型花岗岩的研究又取得了许多新的进展,从构造环境分为两种:非造山和造山后(Eby, 1990; Bonin,1990;洪大卫等,1995;王德滋等, 2002),洪大卫等(1995)把A型花岗岩分成AA型和PA型,并分别与非造山的板内环境和后造山的造山带构造环境相对应。目前对A 型花岗岩的识别标志像埃达克岩(adakite)一样越来越依赖于主元素、微量元素、同位素等地球化学多数能落入A 型花岗岩区为总体特征(Whalen,1987; Eby, 1990,1992;洪大卫等,1995; King et ,1997;许保良等,1998;孙德有等,2005;苏玉平等, 2005;吴锁平等,2007);又从化学成分上分为碱性和准铝质甚至过铝质A型花岗岩(King et , 1997; Eby,1990),但它们都受控于拉张环境,这是所有A 型花岗岩产生的共同机制,在造山带中的A型花岗岩主要形成于造山后伸展作用阶段,从而使A 型花岗岩成为判断造山作用结束时间的重要岩石学标志(Eby,1992;洪大卫等,1995; King et ,1997;王德滋等,1995,2002)。前人对小兴安岭东南地区出露的早中生代正长-碱长花岗岩已做过大量的岩石学、岩石化学、岩体成因等方面研究,认为是Ⅰ型或S型花岗岩,或与高分异I型花岗岩有关,形成于大陆内部张性断裂或造山后构造环境中(黑龙江省地质矿产局,1993;黑龙江省地调院齐齐哈尔分院,1997~2008)。对正长-碱长花岗岩岩石成因上的分歧,制约了对区域构造演化的深入认识,且以往只强调了碱性A型花岗岩的特征及其构造属性(孙德有等,2001、2004、2005; Wu at al,2002),而对铝质A型花岗岩的研究没有予以足够的重视,从而其形成的构造背景没有得到充分认识。小兴安岭正长—碱长花岗岩岩石矿物组合以条纹长石、石英为主,少量铁质黑云母,无碱性暗色矿物和微细粒闪长质包体。岩石组合的NK/A(分子数比)大多数为70~97(平均为88)>85,A/CNK总体上>1,符合Whalen(1987)的划分碱性和偏碱性花岗岩的界限。在(Al2O3+CaO)/(TFeO+Na2O+K2O)-100(MgO+TFeO+TiO2)/SiO2图中大多数落入碱性岩区和高分异钙碱性岩区(图3-31),在A/CNK-A/NK图中均落入过铝质-偏铝质岩石区(图3-30)。岩石具高硅、富碱、富铝和低钙、镁的特点,与吉林张广才岭南端三道河晚三叠世铝质A型花岗岩完全一致(孙德有等,2005),而不含碱性暗色矿物区别于小兴安岭地区的典型碱性A型花岗岩。岩石的稀土配分曲线呈轻稀土略微富集的、缓向右倾斜的右倾而重稀土较为平坦、铕亏损的“海鸥型”(图3-32a),与吉黑张广才岭—小兴安岭地区的铝质A 型碱长花岗岩稀土特征完全相似(孙德有等,2005),并与典型的碱性A 型花岗岩具轻、重稀土均较为平坦、前者略向右缓倾斜的、后者略上翘呈海鸥型(与球粒陨石Chondrite)相比有所差别(Whalen, 1987; Eby,1990、1992;Martin et ,1994;洪大卫等,1995; King et ,1997;赵广涛等,1997;范春方等,2000;刘昌实等,2003a、b;吴锁平等,2007)。对于高硅的正长-碱长花岗岩需要用SiO2-TFeO/MgO图来有效区分A型与I、S 型花岗岩(Whalen,1987; Eby, 1990;洪大卫,1995; King et ,1997;卢成忠等,2006;吴锁平等, 2007)。在TFeO/MgO图和Na2O-K2O图(图3-33)中,大多数岩石落入A型花岗岩区。正长-碱长花岗岩在10000 ×Ga/Al-(Zr+Nb+Ce+Y)图(图3-34)中,正长-碱长花岗岩落入A型花岗岩区。岩石在10000 ×Ga/Al-(Na2O +K2O)图、10000 ×Ga/Al-(Na2O +K2O)/CaO图、10000×Ga/Al-K2O/MgO图、10000 ×Ga/Al-TFeO/MgO图、10000 ×Ga/Al-Zr、Nb、Ce、Y图(图3-35)等成因类型判别图解中,正长-碱长花岗岩岩石样品点绝大多数落入A型花岗岩区。图3-33 正长-碱长-碱性花岗岩Na2O-K2O图及TFeO/MgO-SiO2图图3-34 岩石10000×Ga/Al-(Zr+Nb+Ce+Y)图当SiO2>72%的铝质A型花岗岩与高度分异的I型、S型花岗岩之间有许多相似之处,因此进一步需要将它们区分开来(Eby,1990;吴锁平等,2007)。(1)正长-碱长花岗岩岩石的主要氧化物SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MgO、Na2O、K2O等含量以及平均值(表3-15、表3-18),与世界A型花岗岩平均值最为接近,与澳大利亚高分异的I型Ackley岩体、S型Scandy Cape岩体间存在较大差异(Whalen,1987; King et ,1997;吴锁平等,2007)。表3-18 正长-碱长花岗岩主、微量元素与A型花岗岩对比表(%)图3-35 岩石10000×Ga/A1-(Na2O+K2O)图、(Na2O+K2O)/CaO图、K2O/MgO图和TFeO/MgO图和10000×Ga/Al-Zr、Nb、Ce、Y图37 × 10-6),远高于I型花岗岩(71 ×10-6)和S型花岗岩(14 ×10-6)(吴锁平等,一般来讲,高分异的I型花岗岩的TFeO含量较低<00%,而正长-碱长花岗岩Fe2O3值总体偏高,碱长花岗岩的TFeO含量02%~92%,平均为67%>00%,正长花岗岩的TFeO含量大多09%~08%,平均为13%>00%,反映了A型正长-碱长花岗岩形成于相对氧化的介质环境,这可能与其定位较浅的特点有关。(2)高温岩浆浅成就位又是A型花岗岩的主要特征之一,是高硅A型花岗岩与高分异I型花岗岩的主要区别之一(Eby,1990;卢成忠等,2006;吴锁平等,2007)。这也与正长-碱长花岗岩岩石中出现较自形的高温锥状石英,以及部分岩石具晶洞构造、文象结构得到证实。(3)从正长-碱长花岗岩石英包裹体测温(表3-19)上得到了高温岩浆浅成就位的A型花岗岩的又一佐证。正长花岗岩的石英包裹体测温成岩温度在720℃~900℃,碱长花岗岩石英包裹体测温成岩温度为750℃~980℃,碱性花岗岩石英包裹体测温成岩温度为750℃~1050℃,其成岩温度逐渐略有升高,表明源区岩石均经历了较充分的熔融,这也是形成A 型花岗岩的重要条件。以上石英包裹体测温表明,正长-碱长花岗岩形成温度高于高分异I型花岗岩形成温度764℃(King et ,1997),表现出不同于高分异I型花岗岩的特征,也高于似斑状二长花岗岩的石英包裹体成岩温度670℃~870℃,反映出高温岩浆浅部就位结晶的特点。(4)岩石δ18O值从早期正长花岗岩(00%。~83‰,平均为25‰)向晚期碱长花岗岩(10‰)变低(表3-9),说明了岩石形成中可能同化了被大气降水浸泡过的岩石或是与这种岩石直接熔融作用有关,也从另一面说明了其形成于相对定位较浅的氧化环境(李之彤等,2001)。(5)岩石的微量元素Ga、Rb、Ba、Sr、Zr、Y等含量、平均值(表3-17、表3-18)与A型花岗岩相似(Whalen,1987;吴锁平等,2007)。正长花岗岩的Ga元素6 ×10-6~25 ×10-6(平均为81 ×10-6),碱长花岗岩中G a元素80 ×10-6~60 ×10-6(平均为70 ×10-6),与中国、世界的典型A 型花岗岩的平均值54 ×10-6~6 ×10-6接近。正长花岗岩的Rb含量124 ×10-6~385 ×10-6,平均为193 ×10-6<270 ×10-6,碱长花岗岩的R b含量大多为209 ×10-6~271 ×10-6(除GC-F-WL4 样外),平均为242 ×10-6<270 ×10-6,说明不是由高硅I型花岗岩分异形成(Pearce et ,1984)。岩石富含稀土元素(除Eu外),大多数样品的REE为00 ×10-6~03 ×10-6(平均为2007),也明显高于区域上广泛出露的同时代略早期的似斑状二长花岗岩(94 ×10-6)(韩振哲等,2008b)。岩石的稀土配分曲线形态呈轻稀土略微富集且缓向右倾斜、重稀土平坦的、铕强亏损的海鸥型,且微量标准化蛛网图上出现Ba、Sr呈负异常,也与A型花岗岩特征相符。表3-19 早中生代花岗岩类包裹体测温分析结果表续表(6)在(Zr+Nb+Ce+Y) -(Na2O+K2O) /CaO图(图3-36)、TFeO/MgO 图(图3-36)中,岩石大多数落入A型花岗岩区、高分异的I、S花岗岩区,可能说明了正长-碱长花岗岩与同时代略早形成的壳幔混合成因似斑状二长花岗岩之间具一定的岩浆源岩的亲缘性。以上充分说明了正长-碱长花岗岩的岩石学、岩石化学、地球化学特征上具铝质A型花岗岩的共性特征,略微不同于典型的碱性A型花岗岩。关于A型花岗岩的成因有多种观点,主要有岩浆混合、残留体再熔融、幔源碱性基性岩浆和I型花岗岩浆分异、下地壳火成岩部分熔融和俯冲洋壳部分熔融等模式(Collins W J,1982; Bedarad J, 1990; Eby,1992; Turner S P,1992a; King et ,1997;吴才来等,1998;肖庆辉等,2002;王德滋等,2002)。由此可见,A型花岗岩的成因与其所处大地构造背景不同、物质来源不同、岩浆演化过程的分异程度不同等密切相关,因而不可能用统一的成因模式来简单解释(吴锁平等,2007)。小兴安岭地区的晚三叠世—早侏罗世正长-碱长花岗岩的成因,可能与基性岩浆底侵作用下的地壳古老变质基底物质的部分熔融作用和一定程度的壳幔岩浆混合、分异作用参者共同控制作用有关(韩振哲等,2009a)。其依据如下:(1)残留体再熔融成因说只能解释传统的A型碱性花岗岩的高温、贫水和富氟、富HFSE的特征,而对铝质A型花岗岩要求另外的成因来解释,因与碱性花岗岩相比相对富铝,微量元素Y、Zr、Ta、Ba、Sr、Eu、P、Ti等富集程度也不同。King等(1997,2001)在对澳大利亚Lacklan褶皱带的A型花岗岩进行研究的过程中,提出了铝质A型花岗岩的概念(包含了准铝至弱过铝A 型花岗岩),并认为A型花岗质岩浆都是由长英质地壳岩石在高温条件下部分熔融产生,岩浆在上升和侵位过程中的速度差异造成了岩浆化学成分的分异。铝质A型花岗岩与A型花岗岩在地球化学特征上既有共性,也有明显差异,尽管各家观点对铝质A 型花岗岩的源区物质组成、成因认识上存在一定分歧(Collinset ,1982; Whalenet ,1987;E,1990,1992),但几乎一致地认为铝质A 型花岗岩源区应处在下地壳位置(Kinget , 1997),但与I型源区不同,A型源区应是经过地幔流体交代而成为饱满型源区(fer-tile) (Zindleret , 1986; Kinget , 1997),即富集碱质和HFSE元素。Poitrasson et ( 1994、1995)也主张铝质A型花岗岩起源于下部地壳物质的部分熔融,但他们认为下地壳源区的成分应主要是镁铁质的,而碱性花岗岩则为幔源岩浆与下地壳物质相互作用的产物,可能与壳幔岩浆混合作用有关。图3-36 岩石(Zr+Nb+Ce+Y)-TFeO/MgO图、(Na2O+K2O)/CaO图研究区内正长-碱长花岗岩,以及碱性花岗岩的稀土配分模式曲线、微量元素蛛网图(图3-32),以及Nd同位素特征基本相似(详见下述),说明两类A型花岗岩具有相似的岩浆源区,两者均为幔壳物质混熔的产物。两类岩石在地球化学特征的略微差异可能是岩浆分异演化的途径不同所致,而并非由岩浆源区的差异所引起。(2)小兴安岭东南地区仅出露少量基性岩,且从出露的辉石闪长岩等的产出状态来看,大多为壳幔岩浆混合作用有关的同深成作用岩墙,缺少岩浆分异演化形成的闪长岩等过渡成分的岩石类型,说明幔源碱性岩浆分异模式缺少地质事实。(3)岩石富K2O、富Al2O3的特征也表明岩石成因与地壳有关,而仅有幔源碱性岩浆分异、俯冲洋壳部分熔融是不可能形成高硅、高铝的A:型花岗岩,这可能是与幔源岩浆底侵作用下的富K2O、贫水的玄武质中下地壳间的壳幔岩浆混合、部分熔融作用有关。(4)正长-碱长花岗岩的143Nd/144Nd初始值为512144~512513,介于上地壳(512120)和地幔值(513000)之间(李志昌等,2004)。岩石86Sr/87Sr初始值(72056~73990>大陆壳值719)变化很大,说明其物质来源和形成过程的复杂性。一般认为与地幔Sr同位素的不均匀性和与基性岩浆底侵作用下的地壳物质的不同程度卷入有关或下地壳源岩成分差异有关(Collins等,1982;吴福元等,1999;李之彤等,2001;肖庆辉等,2002;李志昌等,2004)。岩石tDM模式年龄为1118~1328Ma,与时空上紧密相伴的、区域上的碱性花岗岩(143Nd/144Nd初始值为512513,tDM模式年龄为1244+18Ma)、似斑状二长花岗岩(86S/87S初始值为71066~72429之间,143Nd/144Nd初始值为512139~512377,tDM模式年龄为982~1295Ma)相似。岩石的高Sr、低Nd同位素反映花岗岩的原岩可能主要由沉积岩或变质岩组成的上地壳的特征,与tDM模式年龄反映的岩浆源区物质均为中元古代变质基底物质的特征相吻合(韩振哲等,2009a)。(5)全岩δ18O也能作为物质来源的示踪剂(吴锁平等,2007)。正长-碱长花岗岩(δ18O 值大多为00‰~83‰,平均为25‰<10‰),属正常δ18O略偏低值花岗岩类(表3-9),说明其源区物质成熟度低,且与地幔物质混入有关(泰勒,1968;张理刚,1983;李之彤等,2001)。少数正长-碱长花岗岩表现出低δ18O 花岗岩类(<6‰),这可能与岩石形成中同化了被大气降水浸泡过的岩石或是这种岩石直接熔融作用有关(泰勒,1968;张理刚,1983)。(6)随正长-碱长-碱性花岗岩岩石的SiO2含量逐渐升高,岩石的Al2O3、Fe2O3、FeO、TiO2、MgO、CaO、P2O5、Na2O等与之呈显著负相关线性关系(大多数呈分散状线性相关性,除Al2O3外),而且各氧化物的线性斜率基本一致,说明在岩浆结晶分异、演化过程中与SiO2的结晶习性的一致性(图3-37)。从似斑状二长花岗岩石的分异指数(DI)值(大多为82~85)向正长-碱长花岗岩分异指数(DI)值(87~92)逐渐变大,固结指数(SI)值(平均值从36~92)逐渐变小,显示出岩浆分异演化的特征。图3-37 正长-碱长花岗岩、碱性花岗岩哈克图解○—细中(中细)粒正长花岗岩;●—细中粒碱长花岗岩;口—碱性花岗岩(7)在时空上铝质A:型正长-碱长花岗岩与同时代的壳幔混合型(或称H型)似斑状二长花岗岩,以及典型的A型碱性花岗岩密切伴生(图3-1),构成了小兴安岭东南地区早中生代巨量的I(或称H型)-A型花岗质复合岩基,形成了构造环境有序演化的同一构造-岩浆序列,构造环境由碰撞后向碰撞后崩塌有序演化为特征。似斑状二长花岗岩、正长-碱长花岗岩的微量元素蛛网图(图3-7b、图3-32b)、稀土元素球粒陨石配分模式曲线图(图3-7a、图3-32a)的形态基本相似,可能反映了其物质来源、成因上的相似性,说明正长-碱长花岗岩成因也可能涉及一定程度的壳幔岩浆混合作用(孙德有等,2000、2004)。岩石形成的构造环境探讨A型花岗岩作为深源岩石之一,虽然对其成因机制还存在较大的争议,但它们均形成于拉张或非挤压的构造环境这一点已成共识。拉张地壳的减薄在时空上往往与深部热活动(如地幔上涌或基性岩浆的注入)有密切联系,A型花岗岩的形成多归因于热的软流圈地幔向上运动。软流圈上涌不仅为A型花岗岩浆的形成提供了必需的热和物源,而且会引起大范围内地壳物质的部分熔融。因此,大陆环境下的A 型花岗岩在一定程度上指示岩石圈减薄和软流圈上涌的时间、过程及其动力学机制(Loiselle and Wones,1979; Whalen et ,1987; Sylvester P J,1989; Eby,1990,1992; Turner S P et ,1992; Neves S ,1995;洪大卫等,1995; King et ,1997; Sylvester P J1998;邵济安等,2001a、b,2002;王德滋等,2002;苏玉平等,2005;卢成忠等,2006;吴锁平等,2007)。近来普遍的看法是,A型花岗岩代表了造山带岩浆作用和地盾区与裂谷有关的非造山岩浆作用的最后事件,并划分出了代表非造山板内环境的AA或A1型和造山后构造环境的PA或A2型(Whalen et , 1987; Eby,1992;洪大卫等,1995)。小兴安岭东南地区的正长-碱长花岗岩岩体中均无主动侵位造成的定向组构、岩浆面理构造等构造应变特征。岩体与围岩接触界面多见有岩枝、岩脉等,与围岩构造线方向不一致,围岩不因岩体侵入而发生变形,说明岩体的就位构造总体上显示出拉张环境下的被动就位的构造样式。正长-碱长花岗岩岩石在微量元素Rb-(Y+Nb)和Nb-Y构造环境判别图解(图3-38)中均落入碰撞后花岗岩(POG)区。岩石在多阳离子R1-R2构造环境判别图(图3-39)中,大多数岩石落入造山晚期和非造山花岗岩的界线附近,说明了大陆碰撞结束、崩塌时的张性构造环境。在岩石微量元素Sr-Yb图中,正长-碱长花岗岩大多数落入低Sr高Yb的南岭-浙闽型花岗岩区(图3-39),少数为低Sr低Yb类的喜马拉雅型花岗岩,可能说明其形成与碰撞后崩塌-伸展构造背景下的底侵幔源岩浆作用有关(张旗等,2005、2009)。图3-38 花岗岩Rb-(Y+Nb)图和Ta-Yb构造环境判别图解图3-39 花岗岩R1-R2构造判别图和Sr-Yb构造环境判别图解在Eby(1992) Nb-Y-3Ga的A1、A2型判别图解(图3-40)中,样品投点大多落入了A2型造山晚期花岗岩区。在岩石微量元素比值Rb/Nb-Y/Nb图(图40)中,岩石大多数落入A2型花岗岩区及其附近。综上所述,小兴安岭东南地区形成于晚三叠世—早侏罗世的正长-碱长花岗岩具有铝质A2型花岗岩的典型岩相学、岩石化学、地球化学特征,不同于高分异Ⅰ型花岗岩。该地区早中生代铝质A2型花岗岩的确定,对该地区早中生代大地构造环境的探讨,提供了新的思路。图3-40 花岗岩Nb-Y-3Ga构造判别图l和Rb/Nb-Y/Nb构造环境判别图

岩石与矿物论文选题

岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分次生变化的现象导致上述现象的作用称风化作用分为:①物理风化作用主要包括温度变化引起的岩石胀缩、岩石裂隙中水的冻结和盐类结晶引起的撑胀、岩石因荷载解除引起的膨胀等②化学风化作用包括:水对岩石的溶解作用;矿物吸收水分形成新的含水矿物,从而引起岩石膨胀崩解的水化作用;矿物与水反应分解为新矿物的水解作用;岩石因受空气或水中游离氧作用而致破坏的氧化作用③生物风化作用包括动物和植物对岩石的破坏,其对岩石的机械破坏亦属物理风化作用,其尸体分解对岩石的侵蚀亦属化学风化作用人为破坏也是岩石风化的重要原因岩石风化程度可分为全风化、强风化、弱风化和微风化4个级别大约在200年前,人们可能认为高山、湖泊和沙漠都是地球上永恒不变的特征可现在我们已经知道高山最终将被风化和剥蚀为平地,湖泊终将被沉积物和植被填满,沙漠会随着气候的变化而行踪不定地球上的物质永无止境地运动着暴露在地壳表面的大部分岩石都处在与其形成时不同的物理化学条件下,而且地表富含氧气、二氧化碳和水,因而岩石极易发生变化和破坏表现为整块的岩石变为碎块,或其成分发生变化,最终使坚硬的岩石变成松散的碎屑和土壤矿物和岩石在地表条件下发生的机械碎裂和化学分解过程称为风化由于风、水流及冰川等动力将风化作用的产物搬离原地的作用过程叫做剥蚀 地表岩石在原地发生机械破碎而不改变其化学成分也不新矿物的作用称物理风化作用如矿物岩石的热胀冷缩、冰劈作用、层裂和盐分结晶等作用均可使岩石由大块变成小块以至完全碎裂化学风化作用是指地表岩石受到水、氧气和二氧化碳的作用而发生化学成分和矿物成分变化,并产生新矿物的作用主要通过溶解作用水化作用水解作用碳酸化作用和氧化作用等式进行虽然所有的岩石都会风化,但并不是都按同一条路径或同一个速率发生变化经过长年累月对不同条件下风化岩石的观察,我们知道岩石特征、气候和地形条件是控制岩石风化的主要因素不同的岩石具有不同的矿物组成和结构构造,不同矿物的溶解性差异很大节理、层理和孔隙的分布状况和矿物的粒度,又决定了岩石的易碎性和表面积风化速率的差异,可以从不同岩石类型的石碑上表现出来如花岗岩石碑,其成分主要是硅酸盐矿物这种石碑就能很好地抵御化学风化而大理岩石碑则明显地容易遭受风化气候因素主要是通过气温、降雨量以及生物的繁殖状况而表现的在温暖和潮湿的环境下,气温高,降雨量大,植物茂密,微生物活跃,化学风化作用速度快而充分,岩石的分解向纵深发展可形成巨厚的风化层在极地和沙漠地区,由于气候干冷,化学风化的作用不大,岩石易破碎为棱角状的碎屑最典型的例子,是将矗立于干燥的埃及已35个世纪并保存完好的克列奥帕特拉花岗岩尖柱塔,搬移到空气污染严重的纽约城中心公园之后,仅过了75年就已面目全非地势的高度影响到气候:中低纬度的高山区山麓与山顶的温度、气候差别很大,其生物界面貌显著不同因而风化作用也存在显著的差别地势的起伏程度对于风化作用也具普遍意义:地势起伏大的山区,风化产物易被外力剥蚀而使基岩裸露,加速风化山坡的方向涉及到气候和日照强度,如山体的向阳坡日照强,雨水多,而山体的背阳坡可能常年冰雪不化,显然岩石的风化特点差别较大剥蚀与风化作用在大自然中相辅相成,只有当岩石被风化后,才易被剥蚀而当岩石被剥蚀后,才能露出新鲜的岩石,使之继续风化风化产物的搬运是剥蚀作用的主要体现当岩屑随着搬运介质,如风或水等流动时,会对地表、河床及湖岸带产生侵蚀这样也就产生更多的碎屑,为沉积作用提供了物质条件岩石在日光、水分、生物和空气的作用下,逐渐被破坏和分解为沙和泥土,称为风化作用沙和泥土就是岩石风化后的产物

概述   地质毕业论文是指地学类专业学生毕业前,为了全面表述学业水平而撰写的一篇综合性学术论文或某一领域的专业论文,要求论点新颖,论据充分,论证过程合理、科学,数据翔实可靠,结论明确。  岩浆岩的观察与描述  对岩浆岩的观察,一般是观察其颜色、结构、构造、矿物成分及其含量,最后确定其岩石名称。肉眼鉴定岩浆岩,首先看到的就是颜色。颜色基本可以反映出岩石的成分和性质。   对岩浆岩进行肉眼鉴定:  第一步是要依据其颜色大致定出属于何种岩类  比如,若是浅色,一般为酸性岩(花岗岩类)或中性岩(正长岩类);若是深色,一般为基性岩或超基性岩。由酸性岩到基性岩,深色矿物的含量逐渐增多,岩石的颜色也就由浅到深。同时还要注意区别岩石新鲜面的颜色和风化后的颜色。还可根据其中暗色矿物与浅色矿物的相对含量来进行描述,如暗色矿物含量超过60%者为暗色岩,在30—60%者为中色岩,在30%以下者为浅色岩。  第二步是观察岩浆岩的结构与构造  据此,便可区分出是属深成岩类、浅成岩类或是喷出岩类。根据岩石中各组分的结晶程度,可分为全晶质、半晶质和玻璃质等结构。不仅要对全晶质的结构区分出显晶质或隐晶质结构,还要对其中的显晶质结构岩石按其矿物颗粒大小,进一步细分出等粒、不等粒、粗粒或细粒等结构。对具有斑状结构的岩石要描述斑晶成分、基质的成分及结晶程度。假如岩石中矿物颗粒大,呈等粒状、似斑状结构,则属深成岩类;假如矿物颗粒微细致密,呈隐晶质、玻璃质结构,则一般皆属喷出岩类;假如岩石中矿物为细粒及斑状结构,即介于上述两者之间,属于浅成岩类。观察岩石中矿物有无定向排列,进而就能推断岩石的形成环境,含挥发组分多少以及岩浆流动的方向。若无定向排列称之为块状构造;若有定向排列,则可能是流纹构造、气孔构造或条带状构造。深成岩、浅成岩大多是块状构造;喷出岩则为流纹构造和气孔构造等。对于岩石中有规律排列的长柱状矿物、气孔捕虏体等均要观测其方向。  第三步是观察岩浆岩的矿物成分  矿物成分是岩石定名最重要的依据。岩浆岩类别是根据SiO2含量百分比确定的,而SiO2含量可在岩石矿物成分上反映出来。假如有大量石英出现,说明是酸性岩;如果有大量橄榄石存在,则表明是超基性岩;如果只有微量或根本没有石英和橄榄石,则属中性岩或基性岩。假如岩石中以正长石为主,同时所含石英又很多,就可判定是酸性岩;倘若以斜长石为主,暗色矿物又多为角闪石,属于中性岩;若暗色矿物多系辉石,则属基性岩。对于岩石中凡能用肉眼识别的矿物均要进行描述。首要的是描述主要矿物形态、大小及其性质。  沉积岩的观察与描述  沉积岩是分布于地表的主要岩类。它种类繁多,岩性变化较大。野外识别沉积岩,其最显著的宏观标志就是成层构造,即层理。据此,很容易与岩浆岩、变质岩相区别。根据沉积岩成因、结构和矿物成分,可进一步区分出次一级的类别。凡具碎屑结构,即碎屑粒径大于2—005毫米,被胶结物胶结而成的岩石,是碎屑岩;凡具泥质结构,即粒径小于005毫米,质地均匀、较软,有细腻感,常具页理的岩石是粘土岩;凡具化学和生物化学结构,多为单一矿物组成的岩石,是化学岩和生物化学岩。由于各类沉积岩的岩性差别,因此在鉴定方法上也不相同  1、碎屑岩的肉眼鉴定  鉴定碎屑岩时着重观察其岩石结构与主要矿物成分。首要的是看碎屑结构。抓住这一特征,就不会与其他岩石相混淆了。要仔细观察碎屑颗粒大小:粒径大于2毫米是砾岩,2—05毫米是砂岩,05 —005毫米是粉砂岩。粉砂岩颗粒肉眼难以分辩,用手指研磨有轻微砂感。按砂岩的粒径又可定出粗砂岩(2—5毫米)中砂岩(5—25毫米)和细砂岩(25—05毫米)。对于砾岩,还应注意观察其颗粒形状,颗粒外形呈棱角状者是角砾岩,系圆状或次圆状者为砾岩。其次,看碎屑岩的矿物成分(碎屑颗粒成分和胶结物成分)。砾岩类的碎屑成分复杂,分选较差,颗粒较大,一般不参与定名;砂岩,主要矿物成分有石英、长石和一些岩石碎屑。在碎屑岩中,常见的胶结物有铁质(氧化铁和氢氧化铁)、硅质(二氧化硅)、泥质(粘土质)、钙质(碳酸钙)等。铁质胶结物多呈红色、褐红色或黄色。硅质最硬,小刀刻不动。钙质滴稀HCI起泡。弄清楚了结构和成分,就可为碎屑岩定名。例如,碎屑矿物成分以石英为主,其含量超过50%,长石和岩屑含量均小于25%的砂岩,叫做石英砂岩。也可按其胶结物命名,如可称某岩石为铁质石英砂岩。碎屑岩中可见化石,但一般保存较差。   火山碎屑岩的鉴别比较困难。因为,它在成因上具有火山喷发和沉积的双重性,是一种介于岩浆岩与沉积岩之间的过渡型岩石。常常是以其成因特点、物质成分、结构、构造和胶结物的特征来区别于碎屑岩。  2、粘土岩的肉眼鉴定  鉴定粘土岩的主要依据是其泥质结构。粘土岩矿物颗粒非常细小,肉眼仅能按其颜色、硬度等物理性质及结构、构造来鉴定。它多具滑腻感,粘重,有可塑性、烧结性等物理性质。若是纯净的粘土岩,一般为浅色的土状岩石。层理是粘土岩中最明显的特征,因此,人们就按粘土岩层理(倘层理厚度小于1毫米称页理)及其固结程度进行分类,将固结程度很高、页理发育,可剥成薄片者称作页岩。页岩常含化石。粘土岩中以页岩为主。将那些固结程度较高、不具页理,遇水不易变软者称泥岩。最后,再根据颜色与混入物的不同进行命名,如可称作紫红色铁质泥岩、灰色钙质页岩等。  3、化学岩和生物化学岩的肉眼鉴定  此类岩石中分布最广和最常见的有碳酸盐岩、硅质岩、铁质岩和磷质岩,尤以碳酸盐类岩石分布为广。有无生物遗骸是判断属于生物化学岩或是化学岩的标志。化学岩成分常较单一。它们多为单矿物岩石,故此,可按其矿物的物理性质进行鉴定。   化学岩具有化学结构,即结晶粒状结构和鲕状结构等;生物化学岩具生物结构,即全贝壳结构、生物碎屑结构等。   综合上述,在观察和描述沉积岩时应注意:   要描述岩石整体的颜色,区分岩石是碎屑结构、泥质结构或结晶结构和生物结构等;   据其矿物成分、颗粒大小及颜色上的差异,观察岩石的层理,注意层面上波痕、泥裂等构造特征;   要描述组成岩石的主要矿物、碎屑物及胶结物等成分。   对砾石的形状、大小、磨圆度和分选性等特征要描述,并要确定胶结类型,以及胶结程度。   对沉积岩命名时应遵循“颜色+胶结物+岩石名称”的法则。此外,还需注意沉积岩体形状、岩层厚度及产状、风化程度、化石保存情况及其类属。  变质岩的观察与描述  我国区域变质岩系十分发育,时代自太古宙到期中生代均有出露。其变质岩石类型十分复杂,主要有片麻岩、粒状岩石(变粒岩、浅粒岩)、片岩、千枚岩、变质硅铁质岩、大理岩、变质铁镁质岩及区域混合岩等。有关原岩建造主要有超基性到酸性喷出岩(包括熔岩、凝灰岩)、硬砂岩、各种沉积岩及不同性质的侵入岩。上述变质岩类均属不同的原岩建成造经受不同时期、不同类型区域变质作用的结果。区域变质作用的主要类型大致可分为地壳演化早期造盾阶段的区域中高温变质作用,及造盾阶段之后与造山运动有关的区域动力热流变质作用、区域低温动力变质作用和埋深变质作用。不同成分的原岩经受不同类型的区域变质作用,在一定的温高压力条件下,形成各具特征的矿物和常见矿物共生组合,并因之分别构成不同温压条件的麻粒岩相、角闪岩相(高角闪岩 、低角闪岩相)、绿片岩相(高绿片岩相、低绿片岩相)、蓝闪石片岩相(蓝闪绿片岩相、蓝闪石—硬柱石片岩相)及次绿片岩相(浊沸石相和葡萄石—绿纤石相)。我国区域层状变质岩系按大地构造运动可分为12期,从太古宙迁西期—新生代喜马拉期变质岩系均有。所以,变质岩系的发生和发展与大地构造环境和地壳演化有密切的关系。在全球构造位置上,我国处于欧亚板块、太平洋板块及度板块的结合部位,地质环境差异较大,发展历史很不相同,因而区域地质各具特色,造成变质岩石类型复杂,岩石相对难以识别。   在野外鉴别变质岩的方法、步骤与前述岩浆岩类似,但主要根据是其构造、结构和矿物成分。这是因为,变质岩的构造和结构是其命名和分类的重要依据。第一步可先根据构造和结构特征,初步鉴定变质岩的类别。譬如,具有板状构造者称板岩;具有千枚构造者称千枚岩等。具有变晶结构是变质岩的重要结构特征。例如,变质岩中的石英岩与沉积岩中的石英砂岩尽管成分相同,但前者具变晶结构,而后者却是碎屑结构。第二步再根据矿物成分含量和变质岩中的特有矿物进一步详细定名。一般来讲,要注意岩石中暗色矿物与浅色矿物的比例,以及浅色矿物中长石和石英的比例,因这些比例关系与岩石的鉴定有着极大关系。例如,某岩石以浅色矿物为主,而浅色矿物中又以石英居多且不含或含有较少长石,就是片岩;若某岩石成分以暗色矿物为主,且含长石较多,则属片麻岩。变质岩中的特有矿物,如蓝晶石、石榴子石、蛇纹石、石墨等,虽然数量不多,但能反映出变质前原岩以及变质作用的条件,故也是野外鉴别变质岩的有力证据。关于板岩和千枚岩,因其矿物成分较难识辩,板岩可按“颜色+所含杂质”方式命名,如可称黑色板岩、炭质板岩;千枚岩可据其“颜色+ 特征矿物”命名,如可称银灰色千枚岩、硬绿泥石千枚岩等。   在野外,还要观察地质体产状、变质作用的成因。比如,石英岩与大理岩两者在区域变质与接触变质岩中均有,就只能根据野外产状和共生的岩石类型来确定。假如此类岩石围绕侵入体分布,并和板岩共生,则为接触变质形成;假如此类岩石呈区域带状分布,并和具片状或片麻状构造的岩石共生,则为区域变质所形成。   对变质岩我们也应描述岩石总体颜色,注意其岩石结构。若为变晶结构,则要对矿物形态进行描述。注意观察岩石中矿物成分是否定向排列,以便描述其构造。用肉眼和放大镜观察可见的矿物成分应进行描述。若无变斑晶,就按矿物含量多少依次描述;若有变斑晶,则应先描述变斑晶成分,后描述基质成分。至于其它方面,如小型褶皱、细脉穿插、风化情况等,亦应作简略描述。在为变质岩定名时,应本着“特征矿物+片状(或柱状)矿物+基本岩石名称”的原则。如,可将某岩石定名为蓝晶石黑云母片岩。

地壳是地球的表面层,分为上地壳和下地壳,由硅铝层和硅镁层组成。是人类生存和从事各种生产活动的场所。它的外部呈现出高低起伏的形态,因而地壳的厚度并不均匀:大陆下的地壳平均厚度约35公里,我国青藏高原的地壳厚度达65公里以上;海洋下的地壳厚度仅约5~10公里;整个地壳的平均厚度约17公里。地壳下面是地球的中间层,叫做“地幔”,厚度约2865公里,主要由致密的造岩物质构成,这是地球内部体积最大、质量最大的一层。 地幔又可分成上地幔和下地幔两层一般认为上地幔顶部存在一个软流层。软流层以上的地幔部分和和地壳共同组成了岩石圈。下地幔温度、压力和密度均增大,物质呈可塑性固态。地幔下面是地核,地核的平均厚度约3400公里。地核还可分为外地核、过渡层和内地核三层,外地核厚度约2080公里,物质大致成液态,可流动;过渡层的厚度约140公里;内地核是一个半径为1250公里的球心,物质大概是固态的,主要由铁、镍等金属元素构成。

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岩石与矿物论文选题意义

首先纲领性把握两者区别:目的——重在阐述论文要解决的问题。即为什么选这样一个题目进行论述,要论述出什么东西。意义——重在表明论文选题对理论研究有哪些贡献,或对实践具有哪些帮助和指导。在明确两部分的区别之后可以对选题的相关领域进行搜索,明确当下该选题有哪些研究成果,还有哪些部分是你的选题需要补充和完善的。对选题的价值有一个综合性的判断。最后进入实战部分:可以先简单叙述该课题的起源或者发展状况,然后阐明选题着重解决哪些问题(讨论范围)。最后对你的选题进行价值性评估,说清楚这篇论文将对理论产生哪些推动作用,或者对实践有什么指导意义就可以了。PS目的和意义可以分开写,也可以合并写,看个人爱好以及资料的详实程度。希望对你有帮助~祝论文顺利 O(∩_∩)O

首先纲领性把握两者区别:目的——重在阐述论文要解决的问题。即为什么选这样一个题目进行论述,要论述出什么东西。意义——重在表明论文选题对理论研究有哪些贡献,或对实践具有哪些帮助和指导。在明确两部分的区别之后可以对选题的相关领域进行搜索,明确当下该选题有哪些研究成果,还有哪些部分是你的选题需要补充和完善的。对选题的价值有一个综合性的判断。

选题意义和目的一般作为开题报告里面的第一块内容,是阐述你所研究的这个选题有没有研究价值或者说讨论价值的, 写开题报告的目的,其实就是要请导师来评判我们这个选题有没有研究价值、这个研究方法有没有可能奏效、这个论证逻辑有没有明显缺陷 写意义的时候根据你的选题来决定形式可以分现实意义和理论意义也可以不细分,把目的和意义和在一起写,总之突出你观点的新颖和重要性即可建议可以从这两点来叙述,不过要根据自己的选题,不要生搬硬套: (你的选题)是前人没有研究过的,也就是说研究领域中一个新颖有意义的课题,被前人所忽略的 前人有研究过,或者说阐述过但是没有阐述论证的足够全面,你加以丰满,或者驳斥前人的观点,总之,意义和目的一定要叙述的清晰并且是有一定新意的其次注意自己所使用的理论,你是用什么理论证明你的观点也要叙述清楚,否则难以有说服力在做文献综述和国内外研究水平的评价等等也要有翔实的根据这样才能衬托出你的选题的意义所在

岩石学(petrology,来自希腊文petra—岩石,和logos—论述和解释)作为研究岩石的学科,在地球科学中占有重要地位。岩石学主要研究岩石的产出方式、组成特征、分类命名、岩石成因、形成环境和资源背景,包括岩相学(petrography,lithology)和岩理学(petrogenesis)两方面。传统上,岩相学主要是在野外地质调查的基础上,在显微镜下对岩石进行系统描述和分类命名,属于描述岩石学范畴。随着科学技术的进步,岩相学的研究已经拓展到将显微镜观察与现代分析测试技术相结合,全面研究岩石的矿物组成、化学成分和物理性质(光性矿物学、岩石化学、矿物化学、岩石物理、矿物物理等)。岩理学又称为成因岩石学,主要研究岩石的成因和形成过程:就是在深入的岩相学研究基础上,结合实验研究和理论分析,通过比较、归纳、演绎深入认识岩石的形成过程,理解地球上发现的(以及来自其他星球的)各种各样岩石的多样性的起因,分析人类难以直接观察的地球内部岩石物质的性质,进而为探讨地球和行星系统动力学过程提供知识储备和理论支撑。岩相学是岩理学的基础,也是地质类大学生首先要掌握的内容,因此,本书将把讨论的重点放在岩相学部分。岩理学是岩相学的深化,也是现代地球科学理论的基石。正如Philpotts & Ague(2009)在 《火成岩和变质岩岩石学原理》 一书中指出的,自然界提供的有关岩石形成事件和过程的证据是零碎的,这就要求岩石学家把这些零碎的证据组合起来,才能构成一个连贯的故事。由于岩石是地质历史时期发生的地质事件的产物,是地球和行星历史的实物 “档案”。因此,对岩石的特征、时空分布规律、形成时的物理化学环境和岩石成因过程的研究,可以为解决有关地球乃至太阳系形成和演化历史的重大问题作出贡献。另一方面,矿石也是岩石,人类社会赖以生存的矿产资源就赋存在岩石之中,而岩石的性质对人类赖以生存的地下水、油气资源的赋存状态以及地表的地质作用、地质灾害都有重要影响。因此,对各类岩石的研究,不仅是认识地球的需要,也是实现资源的永续利用、预防和减轻地质灾害、保护人类的生存环境、促进人类社会可持续发展的需要。岩石学在解决地质学重大科学问题方面的作用,可以从以下例子中体现出来。◎岩石圈组成和深部过程的岩石学探针:对于大陆岩石圈组成和深部过程,人类难以直接观察,就需要结合岩石学探针技术和地球物理方法来间接进行研究。岩石学探针技术是通过对各种岩石样品的综合研究,分析岩石所处地质时期的岩石圈组成、结构和深部过程。主要的研究对象包括:(1)产于火山岩中的深源捕虏体(Pearson et ,2003),例如,我国辽宁复县古生代金伯利岩,道县、信阳和阜新中生代火山岩,以及汉诺坝、鹤壁、山旺、女山等地新生代玄武岩中,都存在上地幔橄榄岩、下地壳麻粒岩的捕虏体(郑建平,2009);(2)因构造运动抬升剥露到地表的高级变质地体以及中下地壳甚至上地幔剖面,例如,意大利下地壳剖面(马昌前,1998);(3)火成岩的源区示踪和岩浆房过程分析,其中,镁铁质-超镁铁质岩石主要反映地幔组成和过程,长英质岩石主要反映地壳的组成及其内部过程,而中性岩往往是地壳分异-混合和壳幔相互作用的产物。在研究方法上,不相容元素和同位素比值反映了岩浆源区化学成分的变化;而相容元素反映了矿物稳定性的变化,可提供有关地壳和地幔深处压力、温度和流体条件的信息。地球物理资料反映的是现今岩石圈的深部结构,代表了晚近时期地质作用留下的综合信息,主要包括岩石波速测量(路凤香等,2006)、现今地表热流测量(Rudnick & Gao,2003)等。例如,我国开展的深部探测技术与实验研究,利用深地震反射技术,了解地壳底部30km以上的精细的地壳结构(董树文等,2011)。地球物理模型与岩石学模型的结合,将对岩石圈结构和组成提出更全面的约束。◎大地构造环境的岩石学分析:20世纪60年代中期建立的板块构造理论,发端于大陆漂移、海底扩张和地幔对流假说和模式。这一理论不仅解释了地震、火山、山链的分布样式,而且解释了大陆和海底的形成机制,也为地质历史时期不断变化着的地球气候及其对生物演化过程的影响提供了新解释(NRC,2008)。有些岩石类型和岩石组合,只有在特定的大地构造环境中才能出现(莫宣学等,2009),因此,结合其他的地质标志,就能从岩石学上分析有关岩石产出的古构造环境。例如,钙碱性岩浆岩常常出现在与大洋板块俯冲有关的岛弧和陆弧环境中,而碱性岩或双峰式岩浆岩则代表了与地壳伸展有关的构造环境。在沉积岩中,碳酸盐岩和石英砂岩通常形成于稳定的构造环境内,而长石砂岩、杂砂岩则形成于构造活动强烈的地区;在克拉通内部形成的碎屑沉积岩富含石英和长石,而在活动大陆边缘则多形成富含岩屑和长石的碎屑沉积岩。又如,麻粒岩是大陆下地壳的代表性岩石,而蓝片岩、榴辉岩等高压-超高压变质岩则是板块俯冲-碰撞环境的产物。◎盆-山关系的岩石学印迹:地质学上最初争论最大的问题就来自对沉积岩的观察。英国地质学家、火成学派的创始人詹姆斯·郝顿(James Hutton,1726~1797年)就曾根据沉积地层的厚度、沉积岩的各种特征以及沉积岩中化石的存在,推测过地球的年龄(Hutton,1788)。今天,对盆地中沉积岩的观察仍然是认识造山带的演化过程和盆-山关系的切入点。盆地和山岭是陆地表面的两个基本构造单元,它们在时间和空间上相互依存,在物质和能量上相互交换,二者具有密切的耦合关系。在碰撞造山带,构造活动直接控制盆地的发育和演化过程。一个典型的实例是印度板块与欧亚板块在始新世的碰撞,造成了青藏高原的隆升和周缘盆地的形成(许志琴等,2007)。山岭的隆升和剥蚀产生了大量的碎屑沉积物,这些沉积物分布于印度板块及其边缘海盆地中,如孟加拉扇新生代以来沉积物的总体积就达到了12×106km3,为解决与青藏高原形成演化相关的科学问题打开了一扇窗口。例如,关于印度板块和欧亚板块的碰撞是何时发生的问题,在巴基斯坦西北部Waziristan地区的古近系-新近系地层中就记录了这次事件造成的不整合接触,从而可以将碰撞时间限定在66~55Ma之间(Beck et ,1995)。研究表明,在俯冲带或垮塌的造山带,大规模岩浆活动产生的热和力学效应可导致上覆岩石快速的抬升和剥蚀,表现为岩浆侵入与粗碎屑岩堆积近于同时,新形成的岩浆岩直接作为弧前盆地的沉积物源(Kimbrough et ,2001)。这一系列过程可以发生在短短的几百万年之间,其信息被记录在造山带和相关盆地的各类岩石中。◎矿产资源的岩石学专属性:人类可资利用的矿产资源大都取自地壳浅部的三大类岩石中。深入研究岩石的特征和形成过程,对于了解有用物质的迁移和聚集机制,指导找矿勘探有重大的价值。例如,岩浆岩蕴藏了大量的金属和非金属矿产,其中,金刚石主要产于金伯利岩和部分钾镁煌斑岩中,Cr、Ni矿与镁铁质-超镁铁质岩石有关,Mo、W、Sn矿常与某些花岗岩有关,一些超大型的斑岩铜矿产于与大洋板块俯冲有关的中酸性浅成岩浆岩中,而Li和稀土矿可以在伟晶岩中寻找。目前世界上最大的铜矿是智利的丘基卡马塔(Chuquicamata)和埃尔特尼恩特(El Teniente)斑岩铜矿,铜总储量分别达6935万吨和6776万吨。值得注意的是,煤、油页岩等可燃性有机矿产以及石油、天然气等能源几乎全是沉积成因的,而赋存于沉积岩及沉积变质岩中的密西西比河谷型(MVT)及沉积喷流型(SEDEX)Pb-Zn矿床,其储量占Pb、Zn总储量的1/2,产量占Pb、Zn总产量的2/3(赵振华等,2003)。变质岩中直接产出了不少金属矿产,如Au、Ag、Cu、Zn、Pb、Fe及稀有、稀土等矿产,其中变质岩中的铁矿床占全世界铁矿总储量的80%以上。W、Sn、Mo、Sb和稀土等矿产为我国优势矿产,我国内蒙古白云鄂博碳酸岩型REE-Nd-Fe矿床是世界上最大的稀土矿床。据研究,该稀土矿受控于中元古代的古火山机构,矿床产于火成白云石碳酸岩体和部分脉状碳酸岩中(郝梓国等,2002)。需要指出的是,石油天然气不仅赋存于沉积岩中,在多种类型的结晶岩中也有产出,尤以火山岩可作为油气藏的优质储层或盖层(Petford & McCaffrey,2003)。目前,在世界范围内已发现了300多个与火山岩有关的油气藏,实际探明储量的火山岩油气藏169个,其中不乏大型油气藏,如利比亚锡尔特盆地(Sirte Basin)的拿法拉(Nafoora)油田。我国也先后在准噶尔、三塘湖、松辽、海塔、二连、渤海湾等盆地不断发现了火山岩油气田,显示了火山岩油气勘探开发的巨大潜力(贾承造等,2007)。◎过去全球变化的岩石学线索:(1)今天形成的不同类型的沉积物的相对量与地质历史时期是完全不同的,这种差别是否意味着地球环境发生了显著的变化?例如,现今地球上形成的白云岩很少,主要出现在波斯湾及荷兰Antilles等异常的环境中,而在前寒武纪时期,形成的白云岩是石灰岩的3倍以上。与现今相比,前寒武纪时期,蒸发盐(岩)十分稀少,为什么? 是否25亿年以来,海水成分已经发生了变化? 是不是自前寒武纪以来,由于剥露出地表被风化的岩石成分发生了变化,因而由河流带到大洋中的物质也就出现了变化?(2)大多数进化生物学家认为,生命物质是在38亿年前在还原环境中由无生命的物质进化而来的,因为原始的细胞不能抵抗氧化作用。这就意味着,在地球早期的大气圈中,氧很少或几乎没有。然而,太古宙的铁矿含有磁铁矿,表明既有Fe2+,也有Fe3+,这就要求大气中有氧存在。这些铁矿中所含的氧化铁物质是一开始就有的(原生)?还是后来随大气中自由氧的增多而逐渐氧化而来的(Blatt et ,2006)?(3)地球现今的大气圈很适于生物生存,但对早前寒武纪岩石的研究表明,在地球形成初期,大气中几乎没有氧气,而富含甲烷。大气中氧气的增多和甲烷的减少是内在因素,还是外在因素造成的?是由于地球深部活动的变化引发的,还是与地外天体的撞击有关?(4)新元古代,在全球范围内广泛沉积了一套冰成岩系,这些沉积记录表明当时地球曾经历了一次极其严重而漫长的冰期,不仅陆地全部被冰川覆盖,而且海洋也被完全冻结,称为雪球地球(Snowball Earth)。“雪球地球” 是如何形成的,又是如何消失的?这些问题的答案记录在相关的岩石中。(5)大规模的火山活动可能只延续几天,但火山喷发出的大量气体和火山灰对气候的影响可能达数年之久。例如,1991年6月15日菲律宾的Pinatubo火山喷发,据估计就有2000万吨的SO2和火山灰颗粒喷发到了20km高的大气中。含硫酸的气体会转化为硫酸盐气溶胶,那些微米级的液滴中75%是硫酸。火山喷发之后,这些气溶胶颗粒会在平流层中停留3~4年。这些火山物质减少了太阳辐射到达地球表面的量,降低了对流层的温度,于是会对大气环流产生明显影响。因此,研究地质历史时期熔结凝灰岩大爆发(ignimbrite flare-up)对全球变化和生命演化的影响,有着十分重要的意义。◎地外岩石研究对早期地球和太阳系演化的启示:据认为,月球是在一次对地球的撞击事件中形成的,撞击会抹去地球更早的岩石记录,所产生的热量甚至会使地球成为一个熔融的星球。加上后来地球表面始终不断的板块构造运动的改造,对古老岩石的保存产生了不利的影响。目前,在地球上发现的最老的岩石大约为40亿年,大陆壳中老于36亿年的岩石只占0001%(Nutman,2006)。在岩石 “档案” 中,从3亿年撞击产生月球到地球上保存的最古老岩石(40亿~38亿年)的这段时间里,地球上保留的历史记录几乎为零。与地球上缺少最早期的岩石不同,在太阳系形成的初始阶段之后,许多陨石基本上完好地留在围绕太阳不停运行的轨道上。因此,陨石(包括后来从月球和火星上落下的一些岩石)就成了这个起始阶段的主要实物档案。需要指出的是,在澳大利亚西部30亿年老的石英岩中,找到了地球上最老的矿物——碎屑锆石。测年显示,最老的锆石年龄达到了44亿年,这些锆石的稀土元素以及氧和铪同位素的研究表明,在距今45亿~42亿年之时,地球上就有花岗质陆壳甚至有大洋存在(Harrison et ,2005)。近年来,地球上发现的38亿年之后的记录越来越多。例如,在我国北方的鞍山地区就发现了大量36亿~38亿年的岩石和锆石,在冀东、信阳、焦作及其他地区也有始太古代-古太古代的岩石和锆石存在(刘敦一等,2007)。

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