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关键词： 气化炉渣   矿物学特征   比表面积特征  

摘要： 以新疆新型煤气化工业产生大量煤基固废-气化炉渣为研究对象,以新疆甘泉堡煤化工基地为主要研究中心,对准噶尔、吐鲁番-哈密、伊犁3大煤炭资源分布区及煤化工产业聚集区的气化炉渣资源开展调研工作。对上述区域和不同煤化工工艺过程中产生的气化炉渣进行岩石矿物学及比表面积特征对比分析研究表明:(1)气化炉渣是惰性玻璃体,物相组成主要呈非晶态,形态构成表面致密光滑,为不规则块状、球形颗粒,纤维状灰渣,大小不一。少量呈疏松多孔,形态不规则。矿物学微观形貌呈海绵状多孔结构,煤炭气化工艺不同,产生的气化炉渣灰分、残余碳含量不同,炉渣比表面积值差异很大;(2)新天项目6件气化炉渣样品比表面积BET平均4.6405 m^(2)/g;庆华项目6件气化炉渣样品比表面积BET平均8.2496 m^(2)/g;广汇项目6件气化炉渣样品比表面积BET平均4.1927 m^(2)/g;兖矿项目3件气化炉渣样品比表面积BET平均21.5702 m^(2)/g,滤饼为78.9909 m^(2)/g;国能神华4件气化炉渣样品比表面积BET平均54.5594 m^(2)/g;云南水务2件气化炉渣样品比表面积BET平均53.2582m^(2)/g。兖矿、国能神华、云南水务气化炉渣样品比表面积值较新天、庆华、广汇气化炉渣样品高,主要是前三者渣样灰分低、残余碳含量高,残余碳颗粒粒径细小。残余碳中多孔碳类型及层状碳类型BET比表面积和微孔面积最高,可用于活性炭或优质碳产品前驱体;(3)结构决定性能,性能与应用紧密相关。炉渣具高强度,低密度,比表面积大,孔隙率高,吸附截污能力强,热稳定性好,耐腐蚀,隔水保气及保温隔热等性能。大量残余碳结构蓬松、表面积大和孔径宽等特征是增强新型材料理化特性的关键因素,因此,合理利用气化炉渣特性研制新型材料前景广阔。炉渣具多孔性,孔隙表面对气体具很强吸附力,气在炉渣中储集量主要依赖于孔隙体积及比表面积大小。弄清比表面积和体积特征对了解炉渣吸附能力及资源化利用非常重要。比表面积也是表面微观特征的重要参数。研究结果可为气化炉渣资源化利用试验研究及科学规划提供基础理论依据,利于后续试验的开展与理论分析。

关键词： 普通球粒陨石   分类   复合球粒   成因机制  

摘要： 普通球粒陨石数量约占球粒陨石的80%,对其开展研究有助于揭示早期太阳系的演化。本文使用扫描电镜和电子探针对三块普通球粒陨石的岩石学、矿物学和地球化学特征进行了分析,重点讨论了复合球粒的成因。研究表明,三块陨石均具典型的球粒陨石结构,其中GRV 050191与GRV 051993分别为LL3型和H3型陨石,球粒结构清晰且丰富;NWA 15005为H5型陨石,球粒可分辨,基质出现重结晶。GRV 050191与GRV 051993中矿物成分变化较大,橄榄石有成分环带,NWA 15005中矿物成分均一。根据陨石岩石矿物学特征,GRV 050191、GRV 051993和NWA 15005冲击变质程度分别为S2、S1和S3,风化程度为W1、W1和W2。复合球粒是由两个或多个球粒熔融形成的,本次研究发现的3个复合球粒,其中2个属于包封型复合球粒(CPC-1和CPC-3),1个为伴生型复合球粒(CPC-2)。SiO_(2)-FeO-MgO相图数据表明,复合球粒形成温度窗口约为100℃。根据复合球粒中橄榄石的FeO含量变化推测越早形成的球粒,其FeO含量越低,橄榄石化学成分变化趋势表明复合球粒可能经历了类似岩浆结晶的过程。

关键词： NWA 15004陨石   L群普通球粒陨石   球粒   岩石学   矿物学   M-FeO-CaO分类  

摘要： 普通球粒陨石是目前发现数量最多的陨石,对认识早期太阳星云演化和太阳系物质成分具有重要的意义。Northwest Africa(NWA)15004是一块非洲西北部新发现的普通球粒陨石。本次研究使用光学显微镜、电子探针以及扫描电镜等分析仪器对该陨石进行详细的岩石学、矿物学及球粒特征研究。结果表明该陨石球粒轮廓较为模糊,基质重结晶明显,橄榄石平均Fa值为25.4 mol%(PMD为2.65%),低钙辉石的平均Fs值21.3 mol%(PMD为3.95%),硅酸盐矿物化学成分较为均一,根据岩相学及矿物学特征将其划分为L5型普通球粒陨石。橄榄石和辉石颗粒发育波状消光和面状破裂,且观察到有熔融囊的出现,表明该陨石受到S3以上的冲击变质作用。球粒的成因和形成的星云环境需要准确的球粒类型划分,球粒按结构类型分类较多,但其化学成分均一,该陨石所有球粒的橄榄石辉石的Mg^(#)约为74.5,均为Ⅱ型富铁球粒,结合“CIPW标准”计算基质化学成分均为A5型球粒。利用共生单斜辉石和斜方辉石矿物对成分特征计算得到NWA 15004陨石热变质平衡温度为814℃,说明该陨石母体经历了较高程度热变质过程。利用镍纹石中心镍浓度和镍纹石的带宽计算得到平均冷却速率约为10℃/Myr,说明该陨石在母体阶段还经历了较快速的冷却历史。

关键词： 华北地台   金伯利岩   华北克拉通   蒙阴   复县  

摘要： 金伯利岩因携带地幔捕虏体,使得人们得以研究地幔动力学、探讨岩石圈演化等重大科学问题,同时也因携带金刚石,使得工业、珠宝业等各行各业经济得以发展。但由于受到研究思路与手段的限制,金伯利岩的研究始终停滞不前。非洲、加拿大、俄罗斯、澳大利亚等国家至发现金伯利岩以来,金刚石产量遥遥领先,2016年全球的金刚石产量达到1.28亿克拉,排名前五位分别是俄罗斯、博茨瓦纳、加拿大、安哥拉、南非,中国金刚石的产量似乎一直没有突破。国内,金伯利岩型金刚石矿床产出背景主要在华北地台、扬子地台和塔里木地台大地构造单元。其中,具有重大开采经济价值的仅蒙阴与复县两处的含矿金伯利岩岩区,又以50号岩管的金刚石质量为上等。本文综述华北克拉通的发展与演化、华北地台金伯利岩区域地质构造与华北地台各岩区含矿金伯利岩的岩相学、矿物学、地球化学特征,旨在通过描述各岩区的金伯利岩的不同偏差,与金刚石的品味和质量是否具有关联性。

关键词： 重大研究计划   英语语言文学   获奖论文   研究生阶段   双学位   学士学位   重点项目   主要研究人员  

摘要： 获奖论文:《黄海透光层悬浮半导体矿物组成及其促进微生物胞外电子传递过程初探》(2020年第39卷第1期)。刘佳,女,1995年9月出生。2018年7月获中国地质大学(武汉)宝石及材料工艺学专业学士学位;同时,获武汉大学英语语言文学专业双学位;2018年9月至今就读于北京大学地球与空间科学学院,为地质学(材料及环境矿物学)专业在读博士研究生,导师为鲁安怀教授。研究生期间,作为主要研究人员参与导师主持的1项国家自然科学基金重大研究计划重点支持项目,1项国家自然科学基金委重大研究计划集成项目,1项国家自然科学基金委员会国际(地区)合作与交流重点项目,合作发表学术论文6篇,其中第一作者SCI论文3篇,第一作者中文核心2篇,共同获批1项国家实用新型专利,参与专著Environmental Mineralogy编写工作。曾获2022年博士研究生国家奖学金、北京大学博士校长奖学金、第十二次李四光优秀学生奖、北京大学“三好学生标兵”等。研究生阶段,主要负责开展近海及河口透光层半导体矿物协同微生物胞外电子传递驱动地球化学元素循环机制的研究工作。

关键词： 岩石矿物学   地球化学专业   矿床学   斑岩铜矿   获奖论文   学生论文   学士学位   硕士学位  

摘要： 获奖论文:《西藏驱龙矿区中新世侵入岩锆石微量和Hf-O同位素研究》(2021年第40卷第6期)。李秋耘,女,1986年9月出生,工程师。2009年获中国地质大学(北京)地球化学专业学士学位;2012年获中国地质大学(北京)岩石学、矿物学、矿床学硕士学位;2020年7月获得北京大学岩石学、矿物学、矿床学博士学位。硕博期间合作发表论文20余篇,2014年获第十四届国际矿床成因协会大会“卓越学生论文奖”。博士研究论文为《非弧环境斑岩铜矿岩浆起源及深部过程——以驱龙和木吉村矿床为例》。2022年至今,在防灾科技学院学科与研究生处工作。长期从事大陆型斑岩铜矿床研究。

关键词： 钱家店地区   铀矿床   矿物   成矿   松辽盆地  

摘要： 松辽盆地钱家店地区姚家组岩石矿物类型,成分特征与该区铀矿化密切相关。姚家组含铀岩系从砾岩到泥岩,随着岩石粒度的减小,黏土矿物的种类和含量有所增加。而且泥岩中出现了砂岩中没有出现的蒙脱石和绿泥石两类黏土矿物。还原带中灰色细砂岩的黏土矿物以高岭石和伊利石为主,多不含绿泥石,矿化细砂岩中的黏土矿物高岭石和伊利石同样呈现高含量的特征,少量矿化样品中含有些许蒙脱石和绿泥石。相比于还原带中的灰色细砂岩,矿化细砂岩中具有高岭石明显偏高的特征;氧化带中的红色细砂岩中高岭石含量明显偏低,同时蒙脱石明显偏高。矿化灰色细砂岩中高岭石含量普遍比无矿灰色细砂岩中的高,反映了铀的矿化作用与黏土矿物的类型密切相关。

关键词： 普通球粒陨石   陨石分类   复合球粒   成因机制  

摘要： 球粒陨石蕴含着太阳系早期演化的信息,也可能揭示地球等类地行星的起源历史,对其进行研究有着重要的科学意义。普通球粒陨石在球粒陨石中最常见,其数量约占球粒陨石的80%,是当前陨石学研究的主要对象之一。本文使用扫描电镜和电子探针对三块普通球粒陨石的岩石学和矿物化学特征进行了分析,在准确分类且命名的基础上,重点讨论了复合球粒的成因。 研究表明,三块陨石均具典型的球粒陨石结构特征,其中GRV 050191和GRV 051993分别为LL3型和H3型陨石,球粒结构清晰且丰富;NWA 15005为H5型陨石,球粒可分辨,基质出现重结晶。GRV 050191与GRV 051993中矿物成分变化较大,橄榄石有成分环带,NWA 15005中矿物成分均一。根据陨石岩石矿物学特征,GRV 050191、GRV 051993和NWA 15005冲击变质程度分别为S2、S1和S3,风化程度为W1、W1和W2。根据GRV 050191、GRV 051993和NWA 15005三块陨石的化学成分对比发现,GRV 051993和NWA 15005的Fa与Fs值呈线性正相关,GRV 050191的Fa与Fs不在线性相关直线上。此外GRV050191和GRV 051993中橄榄石的均一性高于辉石,表明辉石成分平衡能力滞后于橄榄石,非平衡型陨石的辉石不平衡特征会导致相应的数据点在Fa-Fs图的纵坐标上出现漂移。 复合球粒是由两个或多个球粒熔融形成,本次研究发现的3个复合球粒,CPC-1（NWA 15005）和CPC-5（GRV 051993）属于包封型复合球粒,CPC-2（GRV050191）为伴生型复合球粒。其中CPC-2的橄榄石FeO含量变化最大,根据Si O2-FeO-Mg O相图表明,CPC-2的形成温度窗口约为100℃。原生球粒和次生球粒的FeO含量在非平衡型普通球粒陨石中存在较大差异,在平衡型普通球粒陨石中没有显著区别,但总体呈次生FeO（sec）>原生FeO（pri）的趋势。单调冷星云模型可以解释大多数次生球粒的FeO含量更高,但少量的原生球粒表现出FeO含量更高,这可能暗示了某些次生球粒是由低FeO的原生球粒形成。根据复合球粒中橄榄石的FeO含量变化推测越早形成的球粒,其FeO含量越低,橄榄石的化学成分变化趋势表明复合球粒可能经历了类似岩浆结晶的过程。

关键词： L群普通球粒陨石   球粒类型划分   岩石学   矿物学   演化历史  

摘要： 球粒作为普通球粒陨石中重要组分,形成于太阳系早期高温事件,它记录了陨石母体形成和演化过程中的关键信息。本文使用电子探针、扫描电镜及光学显微镜等分析仪器,对一块2018年非洲西北部新发现的普通球粒陨石的岩石学、矿物学特征及球粒类型进行研究,划分陨石类型和球粒类型。通过对陨石中球粒及硅酸盐矿物研究,探究该类型陨石的热变质历史和冲击历史,讨论球粒类型与形成环境的关系,最终完成国际申报命名:Northwest Africa（NWA）15004普通球粒陨石。涉及的主要工作及结果如下: （1）NWA 15004是一块L5型普通球粒陨石,冲击程度S3,风化程度W2。该陨石的组成部分包括:球粒、基质、铁镍金属及硫化物。硅酸盐矿物由橄榄石（约55.7 vol%）、低钙辉石（约36.4 vol%）和长石（约4.5 vol%）组成;不透明矿物（约3.4 vol%）包括铁镍金属、铬铁矿、陨硫铁等。陨石中橄榄石和辉石颗粒广泛发育波状消光和面状破裂,指示其冲击变质作用。硅酸盐矿物未见明显氧化物侵染,但金属及硫化物周围可见微弱的氧化边,指示其风化程度。 （2）对球粒类型进行划分,据Fe O-Si O2化学分类体系,该陨石所有球粒平均Mg#约为74.5 mol%,故均为Ⅱ型富铁球粒;按照M-Fe O-Ca O分类体系,根据球粒中橄榄石成分并结合“CIPW标准”计算基质化学成分,所有球粒划分为A5型。不同球粒的化学成分类型划分相同,说明该陨石的球粒可能经历了高温事件导致化学成分均一。球粒主要呈现圆形或椭圆形,大小从0.3 mm到2.5 mm不等。陨石中球粒丰富且残余球粒较多,按球粒结构类型分类,包括放射状辉石球粒（RP）、炉条状橄榄石球粒（BO）、粒状橄榄石球粒（GO）、斑状橄榄球粒（PO）、斑状辉石球粒（PP）、斑状橄榄石辉石球粒（POP）。 （3）陨石中球粒轮廓较为模糊,球粒粒径差异较大,基质重结晶明显,球粒结构类型较多,但不同类型球粒成分差异小。陨石中橄榄石Fa值为25.4 mol%（PMD为2.65%）、低钙辉石的Fs值为21.3 mol%（PMD为3.95%）。这说明球粒在形成过程中经历了较高程度热变质作用,导致元素扩散平衡,硅酸盐矿物化学成分均一。而陨石中金属矿物的化学成分因热变质作用发生分异,导致镍纹石最高镍浓度达到57.4 wt%,金属硫化物含有较低浓度的镍含量。 （4）根据共生高钙辉石-低钙辉石的化学成分计算该陨石热变质温度为 814℃,根据铁镍纹石带宽和中心镍浓度计算平均冷却速率约为10℃/Myr。反映了该陨石在母体阶段经历了较高温度的热变质作用和较快速的冷却历史。陨石中熔融囊和铬铁矿-长石共熔体的特殊产状也反映了其冲击变质历史。