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1.
夏群科 《矿物岩石地球化学通报》2015,(3)
<正>"水"在地幔的矿物中主要以晶格缺陷中的结构水形式存在,尽管其含量可能只有"10-6"的量级,但是这些微量的结构水会强烈的影响深部地幔矿物与岩石的化学物理性质,如矿物结构、岩石应变强度、部分熔融温度等,进而影响地幔的动力学性质和地球物理特征。大洋板块俯冲是"水"进入深部地幔的重要途径,各种高压、超高压含水相矿物是俯冲过程中"水"进入地幔的重要载体。因此,合成与研究超高压含水相硅酸盐矿物及其相变过程一直是实验岩石学的热点。 相似文献
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大别山超高压硬玉石英岩中的水: 来自红外光谱的证据 总被引：2，自引：0，他引：2
为了探讨大别山“名义上无水矿物”(NAMs)中结构水的分布特征, 研究相关的流体活动、矿物变形以及板块俯冲和折返动力学过程提供重要的微观信息.对大别山双河和碧溪岭地区超高压硬玉石英岩中的石英、硬玉、石榴石和金红石进行了傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析, 研究结果显示这些矿物都含有以OH-或者H2O形式存在的氢, 硬玉中结构水平均含量在1000×10-6左右; 石榴石结构水含量在(900~1600)×10-6之间, 各样品颗粒结构水的分布不均匀; 副矿物金红石结构水含量在2000×10-6以上, 而石英结构中基本不含或仅含微量水(< 4×10-6).双河和碧溪岭地区的硬玉石英岩全岩含水量分别为(490~600)×10-6和545×10-6, 不同地区同一种NAMs中结构水含量基本相同.表明在高压-超高压变质岩的形成过程中, 地壳或原岩中的水可以通过这些超高压变质岩中的NAMs携带到地球深部. 相似文献
3.
《矿物岩石地球化学通报》2017,(1)
<正>地球上水的起源以及地幔中水的存储,是长期以来的前沿领域和热门方向。学术界广为流行的学说是:早期地球生长过程中,水来自其他星体中氧化形式的H_2O或OH(+1价的氢);地幔主要由各种硅酸盐矿物组成,以OH等点缺陷形式赋存在矿物结构中的氢(结构水)构成了深部地球最重要的水储库。在长达四十多亿年的漫长地质演化过程中,这些水在地球内外不同层圈中不断发生交换和循环,影响整个地球的动力学过程乃至 相似文献
4.
《吉林大学学报(地球科学版)》2015,(Z1)
<正>水是人类赖以生存的基础。水在地幔和地表间的交换,是影响地球的气候、宜居性、化学演化、物理性质和动力学过程等的关键因素之一。与地表液态的水不同,地幔中的水主要以OH形式赋存在名义上无水矿物(nominally anhydrous minerals–NAMs,即理想化学式中不含H的矿物,如橄榄石、辉石等)的晶体结构中,构成了所谓的结构水。虽然含量很低(ppm级别),结构水的存在会显著影响矿物和岩石的多种物理 相似文献
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对硅酸盐中非沸石类矿物进行的晶体结构特征分析发现,某些链层状硅酸盐矿物(如坡缕石和海泡石)、钛硅酸盐中的硅钛铌钠石、硅钛铌钠矿、钙霞石、方钠石等,以及锰、锆、钒、钇硅酸盐矿物中的水硅钡锰石、堇青石、水钠锆石、水硅钒钙石等矿物中都存在有孔道结构,其孔道直径为0.25~1.0 nm。本文综述了这些孔道结构矿物吸附和交换有害重金属离子、催化降解有机污染物的环境功能和属性。 相似文献
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本文介绍了名义上无水的辉石族矿物中结构水的研究现状,特别是硬玉矿物的结构水红外表征和含量。且笔者以缅甸硬玉岩为研究对象,使用显微红外光谱、电子探针等测试手段,从微观角度研究其中硬玉矿物的结构水表征。研究结果表明:缅甸硬玉岩中硬玉矿物的结构水在红外光谱中主要表征为3 610~3 620 cm-1和3 540~3 550cm-1两个区域的吸收峰,且结构疏松的硬玉岩中硬玉矿物的结构水含量呈现外侧多中间少,结构致密的硬玉矿物的结构水含量各部位较为均一。结构水的含量差异和变化趋势可能是硬玉岩形成时板块俯冲和折返过程中的流体参与作用的结果,进一步为缅甸硬玉岩成因提供了的佐证。 相似文献
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四、矿物大孔洞骨架结构的分类 (接上期) 矿物中大孔洞骨架构造首先是在沸石族矿物中发现的。沸石是一类架状构造铝硅酸盐,具有很空旷的硅氧骨架,结构中有许多孔径均匀的孔道和内表面很大的孔穴,其中含有水分子,这些水分子在加热时可以被赶出,硅氧骨架并不破坏,在合适的湿度下水分子也可重新进入骨架,此种水称为“沸石水”。结构的孔道和孔穴中还可存在有一些阳离子,这些阳离子常是电价较低、半径较大的碱金属或碱土金属离子,结构中的这些离子可以与矿物所处的溶液中的离子发生交换,因此称为“交换性阳离子”。由于沸石结构具有上述特点,它可以作为吸附剂、分离剂(分子筛)、催化剂、离子交换剂而被应用,工业上称之为分子筛。由于沸石分子筛具有很高的活性、较好的选择性和热稳定性,使得沸石分子筛在化工、石油、冶金、建材、医药等方面得到广泛的应用。一般所说的分子筛就是指的沸石分子筛。 相似文献
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外加热及助熔剂熔样法测定含水矿物的D/H比值 总被引：3，自引：0，他引：3
测定岩石和含水矿物的氢同位素组成,对研究成岩成矿作用中水的来源、性质和演化可提供重要的信息,也对研究成岩成矿作用、成矿流体的来源、矿床成因等都具有重要意义。测定含水矿物中D/H比值的关键是从矿物中把水、羟基等含氢成份全部以水的形式提取出来。含水矿物中的水主要以结构水、结晶水和层间水形式存在。其中结构水在矿物中结合得最牢固,只有在高温下(1300℃甚至1400℃以上),使矿物熔融、才能释放出全部水。因此,从含水矿物中提取水必须采用专门的熔样技术。目前国内外都使用高频熔样法(Friedman等,1958;Go 相似文献
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湘西震旦—寒武系页岩中粘土矿物和层状变质矿物的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
湘西震旦—寒武系页岩与沉积改造型铀矿床有关。页岩中的粘土矿物主要为水云母,次为高岭石、多水高岭石、蒙脱石,少量水铝英石。层状变质矿物为绢云母、绿泥石、斜绿泥石、滑石。采用多种方法对这些矿物作了分析,认为水云母是赋铀的重要载体矿物。 相似文献
11.
对超高压变质岩中含水矿物和名义上无水矿物的地球化学研究,极大地深化了我们对大陆碰撞带地壳俯冲和折返过程中流体体制的认识。就流体体制和化学地球动力学来说,有关研究在大别-苏鲁造山带进行的最为详细,因此已经成为研究大陆俯冲带变质的典型地区。本文以大别-苏鲁造山带为对象,从矿物水含量的角度,结合稳定同位素论述了大陆俯冲带流体活动。超高压变质岩中名义上无水矿物含有大量的水,以结构羟基和分子水形式存在。名义上无水矿物中结构羟基和分子水出溶与含水矿物分解共同构成了折返过程中退变质流体的主要来源。名义上无水矿物所释放的水以富集轻的氢氧同位素为特征,而含水矿物分解则提供了富集D的流体来源。折返过程中,名义上无水矿物降压脱水存在亏损D的分子水的优先丢失和不同形式水之间的相互转化。不同岩性的水含量差异导致了它们在折返过程中不同的流体活动行为。大陆板块俯冲和折返过程中,在不同矿物、不同岩性以及板片不同部位之间存在水的再分配;板片的一部分作为富水流体的源,而另一部分可能作为汇。 相似文献
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超高压变质矿物的某些显微构造缺陷可能指示了岩石短暂和快速抬升过程。文中报道了中国大别山双河地区超高压硬玉石英岩矿物显微构造缺陷的透射电镜(TEM)和Fourier变换红外光谱(FTIR)的研究结果。用TEM研究方法,在硬玉石英岩中硬玉包裹体内发现了亚微米级天然蒙钠长石(MA,C2/m)、高钠长石(HA,C)和低钠长石(LA,C)三种多形变体。表明岩石在折返过程经历过高温变质作用(>930℃),以及退变质过程的快速冷却;在石英包裹体内发现了纳米级柯石英和石盐子矿物,提供了柯石英转变为石英以及峰期变质条件下高盐流体存在的证据。"名义上无水矿物"(NAMs)的结构水(OH/H2O)是以缺陷形式赋存于矿物结构中。FTIR分析结果显示硬玉、石榴石、金红石和石英中结构水的平均含量分别为1000×10-6、(900~1600)×10-6、>2000×10-6和<4×10-6,硬玉石英岩全岩含水量为(490~600)×10-6,表明在高压-超高压变质作用过程中,地壳或原岩中的水可以通过这些NAMs携带到地球深部。该类显微构造缺陷可能是大陆碰撞造山带在高应变速率下的局部弱化和深部断层作用的结果。 相似文献
13.
John M. Bartley 《Tectonophysics》1982,83(3-4)
Structural and petrographic relationships on east Hinnøy, north Norway, indicate that the Caledonian nappes which are exposed directly to the east were emplaced over an older Precambrian crystalline terrane (Lofoten terrane) while at amphibolite facies metamorphic conditions. Caledonian structural and metamorphic effects disappear structurally downward away from the basal thrust of the nappe stack. The limited involvement of the basement in Caledonian deformation is explained by the limited availability of water which was introduced from external sources. The external water source is hypothetically the autochthonous and allochthonous cover, and the Precambrian Austerfjord Group metasedimentary rocks within the basement, which underwent prograde metamorphic dehydration during Caledonian orogenesis. The mechanisms by which addition of water concentrated strain in the basement probably include reaction-induced ductility-and hydrolytic weakening of the constituent silicate minerals. There are two main tectonic implications: (1) in collisional metamorphic belts, the lithosphere of the underthrusted plate may remain rigid below 15–25 km depth; and (2) the common phenomenon of detachment of crystalline thrust sheets at mid-crustal levels may be controlled in some cases by the limited access of water to pre-existing crystalline rocks, rather than by thermal structure. 相似文献
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利用偏光显微镜阴极发光技术可观察到其他常规成分结构测试法不易识别或容易忽略的多种矿物的生长结构, 该技术是进行后续成分分析的有效预研究手段, 可为重建矿物形成演化过程提供重要信息.该技术在国际岩石矿物学、油气储层及矿床学领域应用广泛, 但在变质岩研究领域的应用较薄弱.综述该技术在国际超高压变质岩研究领域的应用, 并利用其对大别-苏鲁超高压变质带经典地区的超高压榴辉岩、云母片岩、大理岩进行初步研究, 讨论它在多期微细矿物相快速鉴别、生长环带、微量元素分布规律、双晶纹、出溶结构等内部结构表征方面的应用价值和前景.偏光显微镜阴极发光技术与拉曼光谱、扫描电镜、电子探针等分析技术相结合, 可为我国超高压变质岩的研究开辟和扩展一条新思路. 相似文献
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Ren-Xu Chen Bing Gong Zi-Fu Zhao Tian-Shan Gao Bin Chen Yuan-Bao Wu 《Geochimica et cosmochimica acta》2007,71(9):2299-2325
By taking advantage of having depth profiles between contrasting lithologies from core samples of the Chinese Continental Scientific Drilling (CCSD) project, a combined study was carried out to examine changes in mineral H isotope, total water and hydroxyl contents in garnet and omphacite across the contacts between ultrahigh-pressure (UHP) eclogite and gneiss in the Sulu orogen, east-central China. The samples of interest were from two continuous core segments from the CCSD main hole at depths of 734.21-737.16 and 929.67-932.86 m, respectively. The results show δD values of −116‰ to − 64‰ for garnet and −104‰ to −82‰ for omphacite, consistent with incorporation of meteoric water into protoliths of UHP metamorphic rocks by high-T alteration. Both equilibrium and disequilibrium H isotope fractionations were observed between garnet and omphacite, suggesting fluid-assisted H isotope exchange at local scales during amphibolite-facies retrogression. While bulk water analysis gave total H2O concentrations of 522-1584 ppm for garnet and 1170-20745 ppm for omphacite, structural hydroxyl analysis yielded H2O contents of 80-413 ppm for garnet and 228-412 ppm for omphacite. It appears that significant amounts of molecular H2O are present in the minerals, pointing to enhanced capacity of water storage in the UHP eclogite minerals. Hydrogen isotope variations in the transition between eclogite and gneiss show correlations with variations in their water contents. Petrographically, the degree of retrograde metamorphism generally increases with decreasing distance from the eclogite-gneiss boundary. Thus, retrograde metamorphism results in mineral reactions and H isotope variation. Because hydroxyl solubility in nominally anhydrous minerals decreases with dropping pressure, significant amounts of water are expected to be released from the minerals during decompression exhumation. Decompression exsolution of structural hydroxyl from 1 m3 volume of eclogite composed of only garnet and omphacite results in release of a quantitative estimate of 3.07-3.44 kg water that can form 140-156 kg amphibole during exhumation. Therefore, it is concluded that fluid for retrogression of the eclogites away from the eclogite-gneiss boundary was derived from the decompression exsolution of structural hydroxyl and molecular H2O in nominally anhydrous minerals. For the eclogites adjacent to gneiss, in contrast, the retrograde metamorphism was principally caused by aqueous fluid from the gneiss which is relatively rich in water. Consequently, both the origin and availability of metamorphic fluid during exhumation of deeply subducted continental crust are deciphered by this combined study focusing on the transitions and the retrograde processes between the felsic and mafic UHP rocks. 相似文献
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深刻理解同位素在超高压变质及退变质过程中的地球化学行为对获得超高压变质岩准确并有明确意义的年龄值是非常重要的。对 Sm-Nd,Rb-Sr 同位素体系,只有变质矿物同位素体系达到平衡才能给出精确有意义的等时线年龄。研究表明,与副变质岩互层的细粒榴辉岩的高压变质矿物之间,或者强退变质岩石的退变质矿物之间,其 Nd,Sr 同位素可以达到平衡;然而高压变质矿物与退变质矿物之间 Nd,Sr 同位素不平衡。由于全岩样品总是含有数量不等的退变质矿物,因此石榴石 全岩 Sm-Nd 法或多硅白云母 全岩 Rh-Sr 法将有可能给出无地质意义的年龄。通常低温榴辉岩的高压变质矿物之间存在Nd 同位素不平衡。超高压变质岩多硅白云母所含过剩 Ar 主要源于榴辉岩原岩中角闪石在变质分解时释放出来的放射成因 Ar。因此,不含榴辉岩的花岗片麻岩多硅白云母基本不含过剩 Ar。对变质锆石成因的准确判断是正确理解锆石 U-Ph 年龄意义的关键。本文对不同成因锆石的判别标志及年龄意义做了总结,并指出将阴极发光图形,锆石痕量元素组成及矿物包裹体鉴定相结合是进行锆石成因鉴定的有效方法。高压变质或退变质增生锆石组成单一,是理想变质定年对象。然而变质重结晶锆石域常是重结晶锆石和继承晶质锆石的混合区,因而给出混合年龄。只有完全变质重结晶锆石才能给出准确变质时代。 相似文献
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Experimental hydrogen isotope studies III: Diffusion of hydrogen in hydrous minerals,and stable isotope exchange in metamorphic rocks 总被引：4，自引：0，他引：4
Colin M. Graham 《Contributions to Mineralogy and Petrology》1981,76(2):216-228
Diffusion parameters for hydrogen diffusion in epidote-group minerals and micas have been measured under hydrothermal conditions, or calculated from existing experimental data, for bulk hydrogen isotope exchange experiments between hydrous minerals and water. Activation energies in the range 14 to 31 kcals/g-atom H are comparable to those derived by application of kinetic theory to experimental hydrogen isotope exchange data, and to those for oxygen diffusion in minerals under hydrothermal conditions. Diffusion of hydrogen in epidote is about four orders of magnitude faster than in muscovite, and about two orders of magnitude faster than in zoisite. Hydrogen diffusion in micas is about five orders of magnitude faster than oxygen diffusion, and hydrogen transport occurs dominantly parallel to the layers rather than parallel to the c-axis as for oxygen.Rapid hydrogen transport in minerals may proceed by hydrolysis of Si-O and Al-O bonds, followed by exchange of hydrolyzed oxygens with slower-diffusing (OH) or H2O. Water appears to be essential for stable isotope exchange between minerals in slowly cooling metamorphic rocks.Stable isotope data for regional metamorphic mineral assemblages suggests that water is usually present in small amounts during cooling of prograde regional metamorphic systems, and estimated closure temperatures for cessation of stable isotope exchange are often more comparable to those calculated from diffusion data than to likely temperatures of metamorphism.Alpine deformation of the Hercynian Monte Rose Granite (Frey et al. 1976) permitted access of water and initiated stable isotope exchange amongst coexisting minerals. The diffusional behaviour of species in relict Hercynian muscovites is consistent with available experimental diffusion data. 相似文献
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经过地热地质调查、物探验证和分析论证,在红河流域中段的戛洒盆地古元古界大红山群变质岩系中钻探获得了可供开发利用的热矿水。勘探孔深2 200.71 m,大红山群第4至第5段（Pt1dhs4-5）热储层富水性强,钻孔涌水量1 089 m3·d?1,孔底测温84.3 ℃,地热水矿化度9 777 mg·L?1,水化学类型为Cl-Na型,水化学成分复杂。此次成功的勘探研究,揭示了大红山变质岩系的热储特征及地热资源潜力,拓展了地热水勘探开发的新领域。综合研究认为,大红山群变质岩系中的硬脆性大理岩、石英片岩、火成岩等热储层（带）、导热导水的深大断裂及上覆隔水隔热的三叠系红层等盖层,构成了较为典型的带状热储。热储层赋存承压地热水,主要由地下水在重力和热力作用下,沿区域深大断裂带的主干和次级导热导水断裂作深循环逐渐增温和对流运动所形成,实测地热增温率为3.0 ℃·(100 m)?1。 相似文献