不同沉积变质型铁矿石中磁铁矿_赤铁矿的微区拉曼光谱研究_谭伟

弓长岭磁铁矿拉曼光谱特征及意义刘静;姚玉增;付建飞;李梓宁;侯婷婷;张永利【期刊名称】《光谱学与光谱分析》【年(卷),期】2024(44)6【摘要】弓长岭铁矿床是我国最大的沉积变质型磁铁富矿,诸多学者对其开展了大量研究工作,但磁铁矿拉曼光谱方面的研究较少。

采用HORIBA XploRA PLUS显微拉曼光谱仪对弓长岭铁矿床典型贫铁矿石和富铁矿石中的磁铁矿进行了拉曼光谱测试,结果表明,贫铁矿石中磁铁矿在300、550和670 cm^(-1)处的拉曼峰位向高波数偏移,应与其中磁铁矿的铁平均氧化态升高及微量元素类质同象取代导致矿物晶格尺寸减小有关;富铁矿石中磁铁矿的拉曼峰强明显升高,应为富铁矿形成过程中磁铁矿重结晶致使其内部微量元素整体含量降低而铁离子含量相对升高所致。

贫铁矿石中部分磁铁矿出现了微弱的赤铁矿拉曼光谱特征,可能与磁铁矿形成后的表生氧化有关。

X射线衍射(XRD)分析表明,富矿中铁氧化物主要为磁铁矿,而贫铁矿石中的磁铁矿有向镁磁铁矿转变的趋势。

扫描电镜能谱分析结果表明,富矿中磁铁矿相较于贫矿中的微量元素含量降低,即由贫矿到富矿,磁铁矿经历了“纯化”,与前面拉曼结果研究相一致。

本次研究表明,拉曼光谱测试具有快速、简单、可重复且无损伤的特点,可有效估计磁铁矿中微量元素含量并可用以鉴别鞍本地区贫、富两类铁矿石。

【总页数】6页(P1697-1702)【作者】刘静;姚玉增;付建飞;李梓宁;侯婷婷;张永利【作者单位】东北大学资源与土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】P62【相关文献】1.安页1井志留系龙马溪组页岩有机质拉曼光谱特征及其地质意义2.胶东焦家金矿床中黄铁矿拉曼光谱特征及其成因指示意义3.豫西陆院沟金矿黄铁矿拉曼光谱特征及其对多期成矿的指示意义4.四川拉拉铜矿流体包裹体拉曼光谱特征及其地质意义5.高-过成熟海相页岩中矿物-有机质复合体(MOA)的显微激光拉曼光谱特征作为成熟度指标的意义因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

第１１卷　第２期中　国　地　质　调　查Ｖｏｌ．１１　Ｎｏ．２２０２４年４月ＧＥＯＬＯＧＩＣＡＬＳＵＲＶＥＹＯＦＣＨＩＮＡＡｐｒ．２０２４ｄｏｉ：１０．１９３８８／ｊ．ｚｇｄｚｄｃ．２０２４．０２．０５引用格式：李怀远，袁杰，吴文贤，等．高精度磁测在内蒙古额济纳旗苦泉山铁矿区勘查中的应用［Ｊ］．中国地质调查，２０２４，１１（２）：３７－４２．（ＬｉＨＹ，ＹｕａｎＪ，ＷｕＷＸ，ｅｔａｌ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｐｒｅｃｉｓｉｏｎｍａｇｎｅｔｉｃｓｕｒｖｅｙｉｎｔｈｅｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎｏｆＫｕｑｕａｎｓｈａｎｉｒｏｎｍｉｎｉｎｇａｒｅａｉｎＥｊｉｎＢａｎｎｅｒｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ［Ｊ］．ＧｅｏｌｏｇｉｃａｌＳｕｒｖｅｙｏｆＣｈｉｎａ，２０２４，１１（２）：３７－４２．）高精度磁测在内蒙古额济纳旗苦泉山铁矿区勘查中的应用李怀远１，袁杰２，吴文贤１，胡俊峰１，蒋首进１，陈强林１（１．中国地质调查局军民融合地质调查中心，四川成都　６１００３６；２．内蒙古金彩实业（集团）有限公司，内蒙古呼和浩特　０１００１０）摘要：为了高效地在内蒙古额济纳旗苦泉山地区寻找深部隐伏的磁铁矿体，评价该区铁多金属矿的资源潜力，在预查的基础上开展了１∶１００００地面高精度磁测工作，识别出了５条断裂，圈定了２个磁异常（Ｃ１和Ｃ２），经探槽工程验证，在Ｃ２磁异常揭露了２个磁铁矿体，取得了较好的找矿效果。

勘查结果表明：通过ΔＴ磁异常化极运算能较好地推测铁矿体的分布范围，ΔＴ水平方向导数运算能有效识别区域构造格架；初步确立“接触带＋断裂＋高磁异常区”是区域铁矿成矿的有利靶区；磁铁矿体在经历构造改造作用后会在地表引起强负磁异常，在磁铁矿勘查中要重视这种非正常的磁化现象。

研究可为北山地区的矽卡岩型铁矿勘查提供经验借鉴。

关键词：地面高精度磁测；磁铁矿；非正常磁化；强负磁异常；北山地区中图分类号：Ｐ６３１．２ 文献标志码：Ａ 文章编号：２０９５－８７０６（２０２４）０２－００３７－０６　收稿日期：２０２２－１２－０１；修订日期：２０２３－０１－０３。

２０１４年１２月Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０１４岩　矿　测　试ＲＯＣＫＡＮＤＭＩＮＥＲＡＬＡＮＡＬＹＳＩＳＶｏｌ．３３，Ｎｏ．６８１３～８２１收稿日期：２０１４－０１－１６；修回日期：２０１４－１０－１１；接受日期：２０１４－１１－１５基金项目：中国地质调查局国土资源大调查项目“引进现代分析测试设备配套方法研究（激光拉曼光谱现代微区分析技术及其在地质中的应用”（１２１２０１０８１６０２４），“北山地区斑岩型铜矿特征矿物测试技术研究”（１２１２０１１３０１４５００）作者简介：王志海，高级工程师，主要从事拉曼光谱分析和流体包裹体研究。

Ｅ ｍａｉｌ：６０１１２５Ｗ５５５＠１６３．ｃｏｍ。

文章编号：０２５４５３５７（２０１４）０６０８１３０９ＤＯＩ：１０．１５８９８／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－２１３１／ｔｄ．２０１４．０６．００９流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法研究王志海，叶美芳，董　会，赵慧博，王　轶（中国地质调查局西安地质调查中心，陕西西安７１００５４）摘要：氯盐溶液作为流体包裹体中最普遍和最重要的盐水化合物，是测定包裹体盐水溶液含盐度的主要溶质，但由于其强离子键化合物的分子特性在常温、常压下没有拉曼效应，拉曼光谱测试无法获取氯盐的有效特征信息，使得利用激光拉曼光谱研究流体包裹体分子组分及含盐度的方法存在严重缺陷。

本文联合利用激光拉曼光谱探针和冷热台，原位采集了不同盐度的ＮａＣｌ－Ｈ２Ｏ和ＣａＣｌ２－Ｈ２Ｏ标准盐水溶液在低温下（－１８５℃）形成的冰、ＮａＣｌ水合物和ＣａＣｌ２水合物的拉曼光谱，分析了不同盐度标准盐水溶液形成的水合物拉曼特征峰的变化规律，尝试建立流体包裹体盐度低温拉曼光谱测定方法。

分析表明，ＮａＣｌ水合物约３４２５ｃｍ－１拉曼特征峰与冰约３１２０ｃｍ－１拉曼特征峰峰面积比值和配制的ＮａＣｌ－Ｈ２Ｏ标准溶液盐度呈良好的正相关（ｒ２＝０．９９９５），ＣａＣｌ２水合物约３４３１ｃｍ－１拉曼特征峰与冰约３１２０ｃｍ－１拉曼特征峰峰面积比值也和配制的ＣａＣｌ２－Ｈ２Ｏ标准溶液盐度呈较好的正相关（ｒ２＝０．９４５８）。

国外某赤铁矿矿泥中铁的回收试验研究
方萍;张瑞洋;高淑玲;刘文刚;卢涛
【期刊名称】《有色矿冶》
【年(卷),期】2012(028)006
【摘要】针对国外某赤铁矿矿泥含铁56.65％、-0.023 mm粒级占76.56％的特性,先后采用单一磁选、磁选-反浮选以及强化分散的磁选工艺对其进行了分选试验.结果表明,采用一粗-一精-一扫-两次再选的磁选流程,并在粗选和扫选分别加入分散剂3 kg/t和1 kg/t,可以获得铁精矿品位和回收率分别为65.05％、68.58％的良好分选指标.本研究对处理此类微细粒赤铁矿矿石具有良好的借鉴意义.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】方萍;张瑞洋;高淑玲;刘文刚;卢涛
【作者单位】东北大学,辽宁沈阳110004;东北大学,辽宁沈阳110004;东北大学,辽宁沈阳110004;东北大学,辽宁沈阳110004;东北大学,辽宁沈阳110004
【正文语种】中文
【中图分类】TD92
【相关文献】
1.Kelsey离心跳汰机回收赤铁矿的试验研究 [J], 杨雪莹;李登敏;蔡正鹏;邓久帅;刘洋
2.提高某地鲕状赤铁矿回收率的试验研究 [J], 孙达
3.从攀西黑色风化矿泥中回收锰及稀土的中间试验研究 [J], 朱国才
4.应用SLon脉动高梯度磁选机回收大冶铁矿尾矿泥的试验研究 [J], 贺政权
5.立环脉动高梯度磁选机回收姑山细粒赤铁矿泥的试验与应用 [J], 谢金清
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赤铁矿磁铁矿粒度分布和嵌布特征11A19 XTZ-26-30#西安天宙矿业科技开发有限责任公司二〇一一年八月目录1 矿石特征 (1)2 矿物粒度分布 (3)2.1 金属矿物的粒度分布和嵌布关系 (3)2.2 脉石矿物的粒度分布和嵌布关系 (4)3 矿物结构及嵌布特征 (5)3.1 矿石矿物的结构及分布特征 (5)3.2 脉石矿物的结构及分布特征 (7)4 矿石结构构造 (9)5 岩石类型 (9)6 结论 (10)赤铁矿粒磁铁矿矿石样品的物相组成比较简单，矿石矿物有磁铁矿、赤铁矿。

矿石的结构简单，矿石经历了较强的韧性变形，所以其中的赤铁矿矿物的分布粒度细小，结构以鳞片状为主。

磁铁矿以交代赤铁矿形成，粒度比较粗，分布相对集中。

矿石中的脉石矿物也比较简单，主要脉石矿物为石英、硬绿泥石、石榴石。

含矿岩石为硬绿泥石石英岩。

磁铁矿为变质过程中赤铁矿的磁铁纩化形成。

变质岩的原岩可能和沉积作用有关。

1 矿石特征矿石样品描述：赤铁矿磁铁矿样品为变质的含铁沉积岩石，经过了变质作用原岩中的铁质组分变质成赤铁矿，岩石的韧性变形使得赤铁矿定向排列。

磁铁矿进一步交代赤铁矿，形成以磁铁矿为主的重结晶的含铁矿物组合，重结晶作用和热变质作用对磁铁矿形成的关系极为密切。

矿石中的磁铁矿一般以粗粒半自形为主，其中可见包裹的没有完全磁铁矿化的赤铁矿残留体。

矿石中的脉石矿物主要为石英、硬绿泥石和石榴石，这一矿物组合反映了热液交代作用的存在，所有脉石矿物全部以热液变质形态出现。

矿石经受过动力作用的影响，其中的赤铁矿形成了变形线理，交代赤铁矿的磁铁矿被相应拉长，这种变形和韧性作用有关。

矿石局部可以见到团块磁铁矿中的赤铁矿条带，反映了磁铁矿化前，已经有过一起韧性变形作用存在。

磁铁纩化后的氧化作用在矿石中也有表现，赤铁矿交代磁铁纩普遍存在。

矿石类型为：矽卡岩型赤铁矿磁铁矿矿石矿石中各矿物的含量百分比：1、矿石矿物种类及含量：总量31.8%磁铁矿23.5% 赤铁矿8.3%2、脉石矿物种类及含量：总量68.2%蛭石10.9% 石英36.6%石榴石17.1% 硬绿泥石 3.6%2 矿物粒度分布2.1 金属矿物的粒度分布和嵌布关系矿石样品中的矿石矿物为赤铁矿、磁铁矿。

高分辨率遥感影像在新疆塔什库尔干地区沉积变质型铁矿勘查中的应用陈玲;张微;周艳;刘伟;陈微【期刊名称】《地质与勘探》【年(卷),期】2012(48)5【摘要】采用Worldview-2、Quickbird高辨率分数据及Aster数据,开展了新疆塔什库尔干地区的沉积变质型铁矿遥感综合研究工作。

在对研究区开展高分辨率遥感影像特征、遥感异常等成矿信息综合分析的基础上,以老并-赞坎铁矿区为例,建立了区域沉积变质型铁矿的遥感找矿模型,并利用该模型选择塔萨拉地区作为成矿有利地段进行了深入细致的研究,圈定了塔萨拉地区矿化蚀变带的分布范围。

研究成果表明在布伦阔勒岩群南部的塔萨拉地区具有较好的寻找沉积变质型铁矿的前景。

【总页数】10页(P1039-1048)【关键词】高分辨率遥感影像;沉积变质型铁矿;塔什库尔干【作者】陈玲;张微;周艳;刘伟;陈微【作者单位】中国国土资源航空物探遥感中心;中国地质博物馆【正文语种】中文【中图分类】TP79【相关文献】1.遥感信息在新疆河肃地区火山沉积变质型铁矿勘查预测中的应用 [J], 汪冰;张恩;张策;付丽华;魏本赞;卢辉雄;董双发2.高分辨率影像在新疆阿尔金山地区地质解译中的应用——以环形山变质侵入体解译为例 [J], 张兴;张焜;李晓民;李冬玲;靳旭亮3.遥感信息在新疆河肃地区火山沉积变质型铁矿勘查预测中的应用 [J], 汪冰;张恩;张策;付丽华;魏本赞;卢辉雄;董双发;4.WorldView-2影像在新疆迪木那里克地区火山沉积变质型铁矿勘查中的应用 [J], 张策;彭莉红;汪冰;张恩;付丽华;魏本赞;揭文辉;5.WorldView-2影像在新疆迪木那里克地区火山沉积变质型铁矿勘查中的应用 [J], 张策;彭莉红;汪冰;张恩;付丽华;魏本赞;揭文辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

内蒙古某矿床不同铁矿石类型中稀土矿化特征
严钊;郭宾;孟文祥;苑星宇;洪国敏;贾瑞敏;侯新宇;田畸;杨进军
【期刊名称】《现代矿业》
【年(卷),期】2024(40)4
【摘要】为明确内蒙古某矿床不同铁矿石类型与稀土矿化特征的关系,基于矿区内海量、系统的勘查工程所揭露的岩/矿石类型以及稀土、铁的基本分析数据,在已有的铁矿石分类基础上,进一步对铁和稀土资源进行分类。

共划分出6种不同类型的铁-稀土矿石类型,并对各类型中稀土的成矿规模、强度及其在空间上的分布特征进行刻画。

研究表明,不同类型的铁矿石中稀土成矿性和富集强度存在较大差异,稀土在浅部成矿富集规模大于深部;稀土与铁的矿化在空间产出上存在一定的相关性,但并非同体系流体成矿作用形成。

【总页数】6页(P41-45)
【作者】严钊;郭宾;孟文祥;苑星宇;洪国敏;贾瑞敏;侯新宇;田畸;杨进军
【作者单位】包钢集团矿山研究院;包钢(集团)公司白云鄂博铁矿
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.论广西桂东南地区稀土矿不同矿床类型的地质背景及其找矿方向
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4.内蒙古白云鄂博超大型稀土-铌-铁矿床
控矿构造特征及深部找矿方向5.“寨背式”离子吸附型稀土矿床多类型稀土矿化及其成因
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第42卷 第6期2023年 11月 地质科技通报B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g yV o l .42 N o .6N o v . 2023王保锋,程鑫,姜南,等.羌北地块上志留统龙木措上组岩石磁学特征[J ].地质科技通报,2023,42(6):310-318.W a n g B a o f e n g ,C h e n X i n ,J i a n g N a n ,e t a l .R o c k m a g n e t i c p r o p e r t i e s o f t h e U p p e r S i l u r i a n L o n g m u C o U p pe r F o r m a t i o n i n t h e N o r t h Q i a n g t a n g T e r r a n e [J ].B u l l e t i n of G e o l og i c a l S c i e n c e a n d T e ch n o l o g y,2023,42(6):310-318.基金项目:国家自然科学基金项目(41774073;91855211;42074075);第二次青藏高原综合科学考察研究(2019Q Z K K 0704)作者简介:王保锋(1997 ),男,现正攻读地球探测与信息技术专业硕士学位,主要从事古地磁学研究工作㊂E -m a i l :614975769@q q.c o m 通信作者:程 鑫(1982 ),男,教授,主要从事古地磁学与区域大地构造的教学与科研工作㊂E -m a i l :c h e n x i n @n w u .e d u .c n©E d i t o r i a l O f f i c e o f B u l l e t i n o f G e o l o g i c a l S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y .T h i s i s a n o pe n a c c e s s a r t i c l e u n d e r t h e C C B Y -N C -N D l i c e n s e .羌北地块上志留统龙木措上组岩石磁学特征王保锋1,程 鑫1,姜 南1,卫弼天1,张伟杰2,吴 珂1,许鹏祥1,周亚楠1,刘雨纯1,吴汉宁1(1.西北大学地质学系,西安710069;2.南方科技大学海洋科学与工程系海洋磁学中心(C M 2),广东深圳518055)摘 要:开展羌北地块早古生代古地磁学研究,定量约束出其古生代以来的古地理位置,可为研究青藏高原古构造格局㊁显生宙特提斯演化和古地理重建等提供重要基础和关键制约㊂在进行古地磁研究之前,首先进行岩石磁学特征的研究,明确岩石中载磁矿物的组合类型和特征,为后续退磁实验方案的选择以及剩磁的原生性的讨论提供岩石磁学基础㊂对羌北地块上志留统龙木措上组灰岩和砂岩进行岩石磁学特征研究,包括等温剩磁获得曲线㊁磁化率随温度变化(χ-T )曲线㊁三轴等温系统热退磁实验㊁低温磁学性质测试以及扫描电镜(S E M )和能谱分析(E D S)等㊂实验结果表明,龙木措上组灰岩样品中的磁性矿物以磁铁矿为主,另外还有少量的磁赤铁矿和磁黄铁矿,砂岩样品中的磁性矿物较为复杂,主要为磁铁矿,可能还含有磁黄铁矿等其他磁性矿物㊂研究结果表明龙木措上组地层中灰岩样品可以分离出稳定的高温剩磁分量,适宜开展进一步古地磁学研究㊂关键词:青藏高原;岩石磁学;羌北地块;上志留统;龙木措上组2022-03-11收稿;2022-05-26修回;2022-06-17接受中图分类号:P 318.41;P 534.43 文章编号:2096-8523(2023)06-0310-09d o i :10.19509/j .c n k i .d z k q.t b 20220102 开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):R o c k m a g n e t i c p r o p e r t i e s o f t h e U p p e r S i l u r i a n L o n gm u C o U p p e r F o r m a t i o n i n t h e N o r t h Q i a n g t a n g Te r r a n e W a n g B a of e ng 1,C h e n X i n 1,J i a n g N a n 1,W e i B i t i a n 1,Z h a n g W e i ji e 2,W u K e 1,X u P e n g x i a n g 1,Z h o u Y a n a n 1,L i u Y u c h u n 1,W u H a n n i n g1(1.D e p a r t m e n t o f G e o l o g y ,N o r t h w e s t U n i v e r s i t y,X i 'a n 710069,C h i n a ;2.D e p a r t m e n t o f O c e a n S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,C e n t r e f o r M a r i n e M a g n e t i s m (C M 2),S o u t h e r n U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ,S h e n z h e n G u a n g d o n g 518055,C h i n a )A b s t r a c t :[O b je c t i v e ]P a l a e o m a g n e t i c s t u d y of t h e e a r l y P a l a e o z o i c N o r t h Q i a ng t a n g T e r r a n e c a n q u a n t i t a -t i v e l y c o n s t r a i n i t s p a l a e o g e o g r a phi c l o c a t i o n s i n c e t h e P a l a e o z o i c ,w h i c h s e r v e s a s a n i m po r t a n t f o u n d a t i o n a n d k e y c o n s t r a i n t f o r s t u d y i n g o f t h e p a l a e o t e c t o n i c p a t t e r n o f t h e Q i n gh a i -T i b e t P l a t e a u ,t h e e v o l u t i o n o f t h e P h a n e r o z o i c T e t h y s a n d p a l a e o g e o g r a p h i c r e c o n s t r u c t i o n .[M e t h o d s ]P r i o r t o p a l a e o m a g n e t i c s t u d y,i t i s e s s e n t i a l t o i n v e s t i g a t e t h e m a g n e t i c p r o p e r t i e s o f r o c k s t o i d e n t i f y t h e t y p e s a n d a s s e m b l a g e s o f m a gn e t -i c c a r r i e r s p r e s e n t i n r o c k s ,w h i c h w i l l f a c i l i t a t e t h e s e l e c t i o n o f d e m a g n e t i z a t i o n e x pe r i m e n t a l p r o t o c o l s a n d d i s c u s s i o n s o n t h e p r i m a r y n a t u r e of r e m a n e n t m ag n e t i z a t i o n .Thi s p a p e r f o c u s e s o n t h e m a gn e t i c p r o p e r t i e s o f l i m e s t o n e a n d s a n d s t o n e f r o m t h e L a t e S i l u r i a n L o n g m u C o U p pe r F o r m a t i o n i n t h e N o r t h第6期王保锋等:羌北地块上志留统龙木措上组岩石磁学特征Q i a n g t a n g T e r r a n e ,t h r o u g h a n a l y s e s o f i s o t h e r m a l r e m a n e n c e a c q u i s i t i o n c u r v e s ,m a g n e t i c s u s c e p t i b i l i t yw i t h t e m p e r a t u r e (χ-T )c u r v e s ,t r i a x i a l t h e r m a l d e m a g n e t i z a t i o n e x p e r i m e n t s ,l o w -t e m p e r a t u r e m a g n e t i c p r o p e r t i e s t e s t s ,s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y (S E M )a n d e n e r g y d i s p e r s i v e s p e c t r a l (E D S )a n a l ys i s .[R e -s u l t s ]R e s u l t s s h o w t h a t m a g n e t i t e i s t h e p r e d o m i n a n t m a g n e t i c c a r r i e r i n t h e l i m e s t o n e s a m pl e s o f t h e L o n g m u C o U p p e r F m ,w i t h s m a l l a m o u n t s o f p y r r h o t i t e .T h e m a g n e t i c a s s e m b l a ge i n t h e s a n d s t o n e s a m -p l e s i s m o r e c o m p l e x ,d o m i n a t e d b y m a g n e t i t e ,p o s s i b l y w i t h o t h e r m a g n e t i c m i n e r a l s s u c h a s p yr r h o t i t e .[C o n c l u s i o n ]M o r e o v e r ,i t d e m o n s t r a t e s t h a t s t a b l e h i g h -t e m p e r a t u r e r e m a n e n t m a g n e t i z a t i o n c o m po n e n t s c a n b e i s o l a t e d f r o m t h e l i m e s t o n e s a m p l e s i n t h e L o n g m u C o U p p e r F o r m a t i o n ,m a k i n g t h e m s u i t a b l e f o r f u r t h e r p a l a e o m a g n e t i c r e s e a r c h e s .K e y wo r d s :Q i n g h a i -T i b e t P l a t e a u ;r o c k m a g n e t i s m ;N o r t h Q i a n g t a n g T e r r a n e ;U p p e r S i l u r i a n ;L o n g m u C o U p pe r F o r m a t i o n R e c e i v e d :2022-03-11;R e v i s e d :2022-05-26;A c c e pt e d :2022-06-17图1 羌北地块及邻区大地构造简图(a )和采样区地质简图(b)F i g .1 S i m p l i f i e d t e c t o n i c m a p o f t h e N o r t h Q i a n g t a n g T e r r a n e a n d a d j a c e n t a r e a s (a )a n d s i m p l i f i e d g e o l o g i c a l m a po f t h e s a m p l i n g ar e a (b ) 青藏高原各个块体的裂离㊁漂移㊁碰撞造山和大陆增生等地质历史过程[1-4],是研究冈瓦纳大陆与欧亚大陆的离散与汇聚㊁特提斯演化和古地理重建的重要基础和核心科学问题[5-7]㊂羌北地块位于青藏高原腹地,北部以西金乌兰-金沙江缝合带为界,与松潘-甘孜地块相邻(图1-a ),南部以龙木措-双湖缝合带为界与羌南地块相邻,被认为是研究青藏高原地质演化的重要窗口㊂目前,羌北地块在早古生代的古地理位置以及它和周缘古大陆的关系仍不清楚[8-9],羌塘中部龙木措-双湖缝合带特提斯洋的性质及演化过程仍然存在争议,早古生代和晚古生代是否是一个连续的大洋[10-11],需要利用古地磁方法定量确定羌北地块早古生代的古地理位置和运动学过程㊂开展古地磁工作首先要对岩石的载磁能力进行研究,识别出岩石中所含磁性矿物的种类,为后续退磁实验方案的选择以及剩磁原生性的讨论提供岩石磁学基础㊂目前在羌北地块,已经获得了多个晚石炭世以来的古地磁数据[12-16],但早古生代只有姜南等[17]所报道的唯一一个从灰岩中所获得的古地磁数据㊂北羌塘地块早古生代地层主要出露于块体西部的拉竹龙-龙木措地区[18-20]和东部的青泥洞-海通地区,奥陶系-志留系为碎屑岩和海相碳酸盐沉积,具有扬子板块西缘沉积建造和生物组合面貌的特点㊂笔者拟对拉竹龙-龙木措地区龙木措上组灰岩和砂岩进行系统的岩石磁学研究,包括等温剩磁(i s o t h e r m a l r e m a n e n t m a y n e t i z a t i o n ,简称I R M )及反向场退磁曲线㊁三轴等温系统热退磁实验㊁磁化率随温度变化曲线㊁低温磁学性质测试以及扫描电镜(s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o pe ,简称S E M )和能谱分析(e n e r g y d i s p e r s i v e s pe c t r o m e t e r ,简称E D S )等㊂识别出龙木措上组地层中磁性矿物的种类㊁组合与含量等特征,为后续古地磁工作提供岩石磁学基础㊂1 区域地质概况与样品采集21世纪初,在1ʒ25万温泉幅㊁松西幅地质调查中,安徽省地调院在龙木措的北部边缘发现了完整的古生代地层,包括奥陶纪㊁志留纪以及泥盆纪3个年代的地层,而山西省地调局在托合平措幅以及113h t t p s://d z k j q b.c u g.e d u.c n地质科技通报2023年土则岗日幅的地质调查中,首先划分出了早古生代地层,在土则岗日幅㊁托和平错幅中,主要位于在羌塘西部的龙木措地区[19],志留纪地层从下到上依次划分为:下部地层为龙木措下组,主要岩性是灰岩;上部地层为龙木措上组,主要岩性是碎屑岩和灰岩㊂根据岩性和沉积环境的不同,龙木措上组又可分为下段和上段㊂这些地层剖面连续完整,化石丰富,地层年龄明确,变形和变质的程度都很小,为在北羌塘地块开展早古生代古地磁学研究提供了可能㊂选取西藏自治区阿里地区日土县龙木措北东的单面山剖面(剖面坐标:N34ʎ4',E80ʎ32.8')进行古地磁采样(图1-b)㊂剖面下段为志留系龙木措下组,底部出露不全,主要是灰青色薄中层灰岩㊁细晶白云岩及钙质页岩,龙木措下组含丰富的腕足㊁双壳㊁珊瑚及海百合茎等㊂包括珊瑚S u b s l v e o l i t e s s p.,H a l y s i t e s s p.,C a t e n i p o r a s p.等志留纪的常见分子,腕足类H i n d e l l a,S t r i c k l a n d i a,S t r i-i s p i r i f e r等是下志留统典型的化石类型,及丰富的G e i s o n o c e r a s c f.r i v a l e,O o n o x e r a s c f.a c i n a c a s, C o l u m e n a s s p.,A r i o n c e r a s s p.,A.s u b m o n i i l-f o r m,V i r g o c e r a s s p.,D a w s o n o c e r a s s p.等中志留世常见的头足类化石㊂顶部和中部龙木措上组下段呈整合接触关系㊂中部龙木措上组下段,主要是灰白色厚层石英质砾岩㊁石英砂岩㊁粉砂质泥岩㊂含腹足:S u b u l i t e s s p.,腕足:D i s c u l i n a c f.h e m i s p h a-e r i c a(S o w e r b y),H o l c o t h y r i s s p.和植物茎干化石;上部龙木措上组上段被古新统蚂蟥山组红层覆盖,其底和中部龙木措上组下段呈整合接触关系,未见顶,主要是灰黄色薄中层砾岩㊁钙质细粒岩屑石英砂岩以及一些生物碎屑灰岩㊂这2个组的化石较少,具有珊瑚㊁双壳㊁腕足类化石及植物茎干化石,但保存均较差㊂但据与下伏早-中志留世龙木措下组的整合关系推测,这套厚逾1000m的地层的时代应晚于中志留世,且区域上又被中-上泥盆统不整合所覆,故推测其时代为晚志留世[21-23]㊂根据地层出露情况,结合采样区交通情况,笔者拟选择一条出露较好,地层连续完整,变形和变质程度较弱的剖面,进行古地磁样品的采集,共设计17个采点采集砂岩和灰岩2种样品(图2),使用汽油钻机钻样,然后使用太阳罗盘测量样品产状,使用磁罗盘测定地层产状㊂2实验方法与原理将野外所采的样品加工成标准的古地磁样品(高2.2c m,直径2.54c m的圆柱体),然后选取灰岩和砂岩2种不同岩性的样品,进行等温剩磁图2龙木措上组地层柱状图和野外露头照片F i g.2 S t r a t i g r a p h i c c o l u m n a n d f i e l d o u t c r o p p h o t o-g r a p h s o f t h e L o n g m u C o U p p e r F o r m a t i o n (I R M)获得及反向场退磁实验㊁三轴等温热退磁实验㊁磁化率随温度变化(χ-T)曲线㊁低温磁学性质测试以及扫描电镜(S E M)和能谱分析(E D S)㊂采用逐步热退磁(t h e r m a l d e m a y n e t i z a t i o n,简称T D)和交变退磁(a l t e r n a t i n g f i e l d,简称A F)2种退磁方法来对样品的剩磁进行清洗和分离㊂以上实验在西北大学大陆动力学国家重点实验室和中国科学院地球环境研究所完成㊂2.1等温剩磁(I R M)获得及反向场退磁实验该曲线是将岩石样品在室温下逐步加场测量得到的,先测量样品的天然剩磁(n a t u r a l r e m a n e n t m a g n e t i z a t i o n,简称N R M),然后利用A S C-I M-10-30脉冲磁力仪对样品从1m T逐步加场至2500 m T,正向场加完后加反向场退磁,每次加场后用J R-6A旋转磁力仪测试其磁化强度㊂根据矫顽力的不同,磁性矿物可以分为硬(高矫顽力)磁矿物和软(低矫顽力)磁矿物,硬磁矿物主要有赤铁矿和针铁矿等,软磁矿物主要有磁铁矿㊁磁黄铁㊁矿磁赤铁和矿胶黄铁矿等㊂在外场加到200m T时,软磁矿物213第6期王保锋等:羌北地块上志留统龙木措上组岩石磁学特征基本上趋于饱和,但硬磁矿物在2500m T时仍然难以达到饱和㊂K r u i v e r等[24]和S t o c k h a u s e n[25]提出,已经获得的等温剩磁(I R M)曲线可以用累计对数高斯(c u-m u l a t i v e l o y-G a u s s-i a n,简称C L G)曲线进行分析㊂利用该曲线可以分析磁性矿物的矫顽力谱㊁样品中磁性矿物的种类以及定量的描述不同组分所占的比例[26],如果样品中的矫顽力差别较大,或者矫顽力有重叠的部分不好分离时,可以将累计对数高斯曲线分解为I R M线性获得曲线(l i n e a r a c q u i s i t i o n p l o t,简称L A P)㊁梯度获得曲线(g r a d i e n t o f a c q u i-s i t i o n p l o t,简称G A P)以及标准化获得曲线(s t a n d-a r d i z e d a c q u i s i t i o n p l o t,简称S A P)来进行分析㊂但是利用等温剩磁(I R M)获得曲线及反向场退磁曲线只能判断出载磁矿物是软磁性还是硬磁性,还需结合三轴等温热退磁实验及磁化率随温度变化实验等,才能确定出样品中的磁性矿物㊂2.2三轴等温热退磁曲线主要是根据不同磁性矿物具有不同的矫顽力谱和解阻温度㊂利用A S C-I M-10-30脉冲磁力仪依次在样品Z㊁Y㊁X3个相互垂直的轴分别施加2.5T (强场)㊁0.4T(中场)㊁0.1T(弱场)的外场,获得3种等温剩磁(I R M),即硬磁㊁中间磁㊁软磁㊂然后用T D-48热退磁炉对样品进行系统热退磁,每次加温后利用J R-6A旋转磁力仪进行剩磁测量㊂最后根据不同磁化组分的最大解阻温度,来判别磁性矿物的类型㊂2.3磁化率随温度变化曲线(χ-T曲线)磁性矿物的种类不同,其磁化率随温度的变化表现出的特征也不同[27],利用χ-T曲线可以判断磁性矿物的种类以及颗粒大小[28]㊂磁化率随温度变化实验所使用的仪器为M F K2-F A型卡帕桥多频磁化率,将样品从室温开始一直加热到700ħ,然后冷却到40ħ,加热和冷却过程中,仪器会自动测量其在该温度点所对应的磁化率,该实验在氩气环境中完成,主要是为了降低加热过程中磁性矿物的氧化反应[29]㊂磁性矿物在加热至其居里温度附近时磁化率会急剧上升后快速下降并趋近于0,这一现象也被称为H o p k i n s o n效应[30]㊂不同磁性矿物颗粒在加热时磁化率变化形态不尽相同,如果磁化率随温度变化曲线出现了较为明显的H o p k i n s o n峰,这可能是样品中所含磁性矿物的粒径较小导致的,因为粒径较大的磁性矿物颗,通常很难观察到明显的H o p-k i n s o n峰[31]㊂2.4低温磁学性质测试某些磁性矿物的磁学性质会随着温度的降低发生转变,如磁铁矿在120K左右时发生大程度的退磁,称为V e r w e y转换[32];单斜磁黄铁矿剩磁冷却曲线在30~34K左右会出现一个突然降低[33]㊂由于磁性矿物低温转变的温度点不同,还可以区分出混合磁性矿物组合中的单个成分,因此低温曲线适用于样品中存在热不稳定的磁性矿物或含有多种磁性矿物的样品㊂取约0.1g粉末状样品装入胶囊,然后将样品冷却至2K,若在零场状态下冷却至2K时,再对样品施加5T外场,使样品在低温下获得饱和等温剩磁(s a t u r a t i o n i s o t h e r m a l r e m a n e n t m a g n e t i s a t i o n,简称S I R M),然后去掉外场,在零场中测量S I R M 随温度升高变化曲线,得到零场冷(z e r o f i e l d c o o l-i n g,简称Z F C)曲线㊂若在强场状态(5T)下冷却至2K时将外场去掉,样品获得S I R M,然后在零场中测量S I R M随温度升高变化曲线,得到场冷(f i e l dc o o l i n g,简称F C)曲线㊂2.5扫描电镜(S E M)和能谱分析(E D S)通过扫描电镜(S E M)可以在镜下观察到样品中磁性矿物的形态,能谱分析(E D S)可以分析磁性矿物的元素组成,将样品固定在载玻片上打磨至厚度在0.50~0.55mm之间,用抛光液抛光后烘干,实验前对样品表面喷炭处理确保其导电性,然后在20k V的加速电压与4.80mm的工作距离下,用T h e r m o-S c i e n t i f i c H e l i o s G4U C型聚焦离子双束显微镜观察其详细显微结构,随后用牛津电制冷能谱仪获取元素组成㊂3实验结果3.1等温剩磁(I R M)获得曲线及反向场退磁曲线通过灰岩样品的I R M曲线(图3-a,d)可以看出,随着外加场强度的增加,I R M曲线迅速爬升,样品在300m T时获得了最大剩磁强度的70%~80%左右,且在加到最大外场2500m T时仍未达到饱和,表明样品中同时存在低矫顽力和高矫顽力的磁性矿物㊂从C L G模型I R M线性获得L A P曲线(图3-b,e)和梯度获得G A P曲线(图3-c,f)的结果中得出存在2个组分,砂岩样品中以低矫顽力组分为主,所有样品低矫顽力组分的剩磁矫顽力均小于100 m T,高矫顽力组分的含量较少,其剩磁矫顽力均大于1200m T㊂样品的S-r a t i o(-I R M-0.3T/I R M)值分别为0.768和0.847,S-r a t i o的值越大,则说明低矫顽力的组分含量更高㊂综合判断可知,灰岩样品中以低矫顽力磁性矿物为主,同时还含有一些的高矫顽力磁性矿物㊂通过砂岩样品的I R M曲线(图3-g,j)可以看出,313h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年图3 龙木措上组灰岩(a ~f )和砂岩(g~l )样品等温剩磁及反向场退磁曲线㊁累计高斯模型获得曲线F i g .3 A c q u i s i t i o n c u r v e s o f i s o t h e r m a l r e m a n e n t m a g n e t i z a t i o n (I R M ),b a c k -f i e l d d e m a gn e t i z a t i o n c u r v e s o f I R M a n d c u -m u l a t i v e l o g G a u s s i a n a n a l y s i s c u r v e s f o r t h e l i m e s t o n e (a -f )a n d s a n d s t o n e (g -l )s a m p l e s f r o m t h e L o n g m u C o U p-pe r F o r m a t i o n 砂岩样品的I R M 曲线在300m T 前迅速爬升并且达到饱和,表明砂岩样品中主要以中低矫顽力的磁性矿物为主㊂L A P 曲线(图3-h ,k )和G A P 曲线(图3-i ,l)表明其同样存在2个组分,以低矫顽力组分为主,剩磁矫顽力小于100m T ㊂样品的S -r a t i o (-I R M -0.3T /I R M )值分别为0.919,0.867,高矫顽力组分的剩磁矫顽力差别较大,说明砂岩样品的磁性矿物的种类较为复杂㊂3.2三轴等温热退磁曲线灰岩样品的三轴等温剩磁系统热退磁曲线(图4-a ~d )表明,灰岩样品中软磁和中间磁占主导组分,软磁㊁中间磁组分在450~500ħ时已完全解阻,可能代表了磁铁矿和铁的硫化物存在㊂硬磁组分在580~620ħ完全解阻,可能指示了磁赤铁矿的存在㊂砂岩样品的三轴等温剩磁系统热退磁曲线(图4-e ,f)表明砂岩样品中同样也是软磁组分占主导成分,硬磁和中间磁含量较少,各组分在450ħ之前磁化强度迅速衰减,最终在580ħ完全解阻,应该是矫顽力低的磁铁矿㊂3.3磁化率随温度变化曲线(χ-T 曲线)灰岩样品磁化率随温度变化曲线(χ-T 曲线)可以看出,样品的冷却曲线都在升温曲线之上,样品的初始磁化率都比较低,但冷却后的磁化率和样品的初始磁化率相差都比较大,表明在加热过程中产生的大量磁铁矿,可能是由于氩气环境中少量铁硅酸413第6期 王保锋等:羌北地块上志留统龙木措上组岩石磁学特征图4 龙木措上组灰岩(a ~d )和砂岩(e ,f)样品三轴等温剩磁系统热退磁曲线F i g .4 T h e r m a l d e m a g n e t i z a t i o n o f t h r e e -a x i s I R M f o r l i m e s t o n e (a -d )a n d s a n d s t o n e (e ,f )s a m p l e s f r o m t h e L o n g-m u C o U p pe r F o r m a t i on 图5 龙木措上组灰岩(a ~d )和砂岩(e ,f )样品磁化率随温度变化(χ-T )曲线F i g .5 χ-T c u r v e s f o r l i m e s t o n e (a -d )a n d s a n d s t o n e (e ,f )s a m p l e s f r o m t h e L o n g m u C o U p pe r F o r m a t i o n 盐和磁赤铁矿㊁赤铁矿等被还原为磁铁矿所致㊂升温曲线在0~400ħ处于下降状态,在400~600ħ出现明显的峰值,可能是H o p k i n s o n 峰的存在,表明了样品中含有磁铁矿,或者是由于含F e 黏土矿物或铁硫化物的热分解造成的[34](图5-a ~d)㊂砂岩样品的冷却曲线同样高于升温曲线,冷却后的磁化率明显大于样品的初始磁化率,表明了在加热过程中有磁铁矿的产生㊂升温曲线在0~450ħ处于下降状态,在500~600ħ出现一定的峰值,说明在所测样品中均有顺磁性矿物的存在,并且在500ħ以后有磁性矿物的相变发生,在温度到达580ħ后,磁化率数值有明显下降,这可能是在实验过程中,磁性矿物发生了相变,产生了新的磁铁矿㊂冷却曲线350ħ附近出现了明显峰值,表明磁黄铁矿存在的可能(图5-e ,f)㊂3.4扫描电镜(S E M )和能谱分析(E D S )以及低温磁学性质测试为进一步确定灰岩样品中的磁性矿物,对灰岩样品进行了扫描电镜(S E M )和能谱分析(E D S )以及低温磁学性质测试㊂扫描电镜观察和能谱分析显513h t t p s ://d z k j q b .c u g.e d u .c n 地质科技通报2023年示,龙木措上组灰岩样品中的主要磁性矿物为铁氧化物(图6-a ,b ),大多数铁氧化物呈自形或半自形,直径介于2.0~5.0μm 之间,同时还含有一些铁的硫化物(图6-c),同样呈自形或半自形,直径介于2.0~4.0μm 之间㊂灰岩样品的Z F C 和F C 磁化强度随温度变化及其一阶导数曲线显示(图7),在0~50K ,样品的磁化强度随温度的升高而迅速升高,在50K 开始出现下降的趋势㊂从Z F C 曲线看,灰岩样品中可能存在磁赤铁矿[35],刚好对应了三轴等温热退磁实验中图6 龙木措上组灰岩样品扫描电镜与能谱分析图F i g .6 S c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p e i m a g e s a n d e n e r g y d i s p e r s i v e s p e c t r a o f t h e l i m e s t o n e s a m pl e s f r o m t h e L o n g m u C o U p pe r F o r m a t i on 图7 灰岩样品的Z F C 和F C 磁化强度随温度变化曲线F i g .7 F i e l d -c o o l e d (F C )a n d z e r o -f i e l d -c o o l e d (Z F C )h e a t i n g cu r v e s o f R T S I R M o f l i m e s t o n e s a m -p l e s f r o m t h e L o n g m u C o U p pe r F o r m a t i o n 在600~620ħ解阻的硬磁组分㊂通过低温实验无法直接观察到磁铁矿的存在,可能是由于灰岩样品的磁性太弱导致的㊂3.5退磁特征灰岩样品通过热退磁和交变退磁都获得了较为稳定的特征剩磁分量,结果较为理想,样品退磁曲线具有单分量或双分量的特征,通过强度衰减曲线可以看出,灰岩样品在580ħ(70m T )时,其强度基本已衰减为0,曲线趋于原点,这和三轴等温热退磁实验的结果基本上是一致的,都表明了灰岩样品中主要的磁性矿物是磁铁矿,且磁铁矿很有可能记录了原生剩磁的方向(图8-a ,b)㊂砂岩样品的热退磁结果不太理想,虽然其天然剩磁(N R M )远大于灰岩样品的天然剩磁,但通过强度衰减曲线可以看出砂岩样品在400ħ,其强度已经衰减为N R M 的10%,在400ħ以后其退磁曲线方向已经紊乱,无法获得高温段的特征剩磁分量(图8-c ,d )㊂4 结 论(1)龙木措上组灰岩样品中的载磁矿物和砂岩样品明显不同,灰岩样品中的磁性矿物以磁铁矿为主,还存在着磁赤铁矿和少量的磁黄铁矿,不同样品中磁黄铁矿的占比不同㊂砂岩样品中的磁性矿物类型较为复杂,主要为磁铁矿,还可能含有磁黄铁矿等其他磁性矿物㊂613第6期 王保锋等:羌北地块上志留统龙木措上组岩石磁学特征N R M 为天然剩磁强度;实心㊁空心点分别代表正㊁负半球的投影图8 龙木措上组灰岩(a ,b )和砂岩(c ,d)样品退磁结果F i g .8 D e m a g n e t i z a t i o n r e s u l t f o r l i m e s t o n e (a ,b )a n d s a n d s t o n e (c ,d )s a m p l e s f r o m t h e L o n g m u C o U p pe r F o r m a t i o n (2)从退磁曲线来看,灰岩样品在热退磁和混合退磁过程中获得了高温段特征剩磁分量方向,很有可能是原生剩磁的方向,适合开展进一步古地磁研究㊂而砂岩样品的剩磁强度衰减较快,当温度到达400ħ时,强度已衰减为N R M 的10%,其退磁曲线轨迹已经紊乱,无法分离出高温剩磁分量㊂(所有作者声明不存在利益冲突)参考文献:[1] H o u Z ,Y a n g Z ,L u Y ,e t a l .A g e n e t i c l i n k a ge b e t w e e n s u b d u c -t i o n -a n d c o l l i s i o n -r e l a t e d p o r p h y r y C u d e p o s i t s i n c o n t i n e n t a l c o l l i s i o n z o n e s [J ].G e o l o g y,2015,43(3):247-250.[2] 王成善,郑和荣,冉波,等.活动古地理重建的实践与思考:以青藏特提斯为例[J ].沉积学报,2010,28(5):849-860.W a n g C S ,Z h e n g H R ,R a n B ,e t a l .O n p a l e o g e o g r a ph i c r e c o n -s t r u c t i o n 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E-mail ：zhouyiyi@ *通信作者：刘存E-mail ：liucun@ ；王玉军E-mail ：yjwang@ 基金项目：国家重点研发计划项目（2018YFC1800503）Project supported ：National Key R&D Program of China （2018YFC1800503）摘要：为探究赤铁矿的晶面效应对Cr （Ⅵ）迁移的影响，采用批实验研究了{001}主导晶面的片状纳米赤铁矿（HNPs ）与{110}主导晶面的棒状纳米赤铁矿（HNRs ）对Cr （Ⅵ）的吸附机制，并通过柱实验考察了不同环境因素（pH 、入流浓度、流速和离子强度）对Cr （Ⅵ）在两种赤铁矿修饰石英砂表面的迁移规律。

批实验结果表明：HNPs 与HNRs 对Cr （Ⅵ）的吸附过程符合准二级动力学模型王玉军，男，1977年9月出生，江苏泰兴人，中国科学院南京土壤研究所研究员，中国科学院大学岗位教授。