Como todos sabemos, la komatiita es un tipo de lava ultramáfica con una estructura especial descubierta por M.J. Wirgin y R.P. Wirgin en el cinturón de piedras verdes de Barberten del río Azania komatite en Sudáfrica[65438 ], y posteriormente En 1970, R.W. Nersbitt y otros adoptaron sucesivamente el término Spinifextexture al describir las rocas Komati en Australia Occidental [2]. Este término se ha extendido por todo el mundo y ha sido ampliamente citado.
En la actualidad, debido a que el cinturón de piedras verdes está estrechamente relacionado con el oro, el níquel y otros recursos minerales, y porque es una fuente de información sobre el desarrollo temprano y la historia de la evolución de la tierra, el estudio de las piedras verdes El cinturón ha atraído gran atención en las últimas dos décadas, convirtiéndose así en uno de los puntos calientes de la investigación en geociencia. La komatiita es parte del cinturón de piedra verde y es un símbolo claro importante, y la estructura de la columna es la característica estándar y la información genética importante para identificar la komatiita. Por lo tanto, comprender e identificar la estructura de la columna es de gran importancia para la prospección de minerales y la investigación petrológica.
En el pasado, algunos investigadores creían que la estructura spinifex se formó en un ambiente específico donde la suspensión fundida ultramáfica (o máfica parcial) se apagaba y condensaba rápidamente cuando encontraba agua durante las erupciones del fondo marino, y se distribuía principalmente en almohadas como la parte superior y media del flujo de lava, enfatizando el agua como condición necesaria para su formación.
二
Sin embargo, cuando el autor visitó la planta de fundición de Hongqiling Nickel Company con el equipo de investigación de níquel de la Oficina Provincial de Geología y Recursos Minerales de Jilin en 1983, descubrió accidentalmente que el spinifex estructura desarrollada en la escoria de fundición, por lo que recolectó muestras para análisis posteriores.
La muestra se tomó de la capa de silicato de la parte superior del tanque de fundición, con un espesor de 1,5 cm, y la parte inferior fue de aleación de cobre-níquel (Figura 1).
Ya sea a simple vista o bajo un microscopio polarizador, se puede ver que todo el baño de fundición está dividido en dos capas, a saber, la capa superior de silicato y la capa inferior de sulfuro de cobre-níquel, que están compuestas por inmiscible formado por el efecto. La capa de silicato superior se puede dividir en dos subcapas, la parte superior es la capa de cristal de esqueleto hueco de acanto apagado (Fig. 1, A), y la parte inferior es la capa de agregado granular semieuédrico de forma especial ( Fig. 1, B), en total 3 capas. Para facilitar la descripción, se denominan capa A, capa B y capa C de arriba a abajo.
Capa A: denominada capa de cristal esqueleto hueco espinoso apagado, con un espesor de 7 a 8 mm, está compuesta por cristales esqueleto huecos de olivino largos columnares o aciculares y un 70% de piroxeno. El 30% restante es vidrio con cristalitos en forma de agujas y plumas rellenos entre los cristales esqueléticos antes mencionados.
En condiciones de enfriamiento rápido y sobreenfriamiento, el esqueleto de olivino tiene una mayor viscosidad de fusión y una difusión lenta, por lo que no puede crecer normalmente. Tiene que crecer rápidamente a lo largo del borde de un determinado cristal en forma de aguja o. una columna larga, de aproximadamente 1,75 ~ 4 mm. El cristal esqueleto es hueco o está lleno de vidrio. El borde exterior del cristal esqueleto es irregular y tiene láminas o dentados. La división de (010) y (100) paralela al eje C se denomina extinción paralela del desarrollo, 2v = 85 ~ 88. Esta capa se caracteriza por el desarrollo de estructuras esqueléticas de espinas cristalinas huecas.
Capa B: denominada capa de agregado de partículas de olivino y piroxeno, con un espesor de 6 ~ 7 mm, compuesta por olivino, piroxeno y vidrio irregular-semiédrico con microcristales aciculares y plumosos. El tamaño de partícula del primero es de 0,33 a 0,75 mm y el contenido representa más del 70%. Este último contenido es inferior al 30%. El fenómeno hueco todavía se puede ver en los minerales máficos granulares, pero no está tan desarrollado como la capa A. Aunque está en una relación de transición con la capa A, existe un límite obvio entre la capa A y la capa B. La capa B pasa completamente hacia abajo a una capa de aleación de cobre-níquel, es decir, la capa A y la capa c.
Figura 1 Diagrama esquemático de la estratificación del material en el tanque de fundición (1) Fenómeno de estratificación del material en el tanque de fundición; (b) Diagrama de ampliación de capas A: enfriamiento del espolón grande (capa de cristal de esqueleto hueco); Capa de agregado de partículas de piedra y piroxeno; capa de aleación de carbono, cobre y níquel
Documentos geológicos seleccionados de Fu Debin
Figura 2 Diagrama esquemático del perfil de flujo del mineral máfico de Oleaceae [3] | (a) Canada Gate Luo Town (según D.R. Pyke, 1973); (b) zona estructural A-spinifex (zona de falla de enfriamiento superior) en el área de Anora en Australia (según N.T. Arndt, 1977 capas de B-C); la zona de acumulación granular de olivino: llamada Es una capa de aleación de cobre-níquel, compuesta de aleación pura de cobre-níquel.
Es muy interesante que el fenómeno de estratificación de la escoria en la fundición mencionado anteriormente es muy similar al fenómeno de zonificación de la sección de roca komati (Figura 2), aunque uno se forma en la planta de fundición y el otro se forma en la planta de fundición y se forma en condiciones naturales.
En otras palabras, la parte superior de los dos está compuesta de cristales de esqueleto de piroxeno y olivino huecos, columnares largos, vítreos, en forma de aguja, con una estructura espinosa típica, la parte inferior es un agregado heteromórfico-semiédrico de olivino y piroxeno; Y entre los dos hay una interfaz clara.
Tres
Ya sea escoria o komatiita, la diferencia en el grado de cristalización o forma cristalina de las partes superior e inferior se debe a las diferentes velocidades de enfriamiento. Es decir, la parte superior se condensa rápidamente (directamente en contacto con agua o aire) y se condensa rápidamente en una zona de enfriamiento con una textura de esqueleto cristalino-spinifex hueco, la parte inferior se enfría lentamente, formando olivino columnar granular-semi-euédrico irregular y piroxeno; agregados. El límite claro entre ellos significa que existe una velocidad de enfriamiento crítica entre ellos [4]. Cuando la velocidad de enfriamiento es mayor que esta velocidad de enfriamiento crítica, el olivino y el piroxeno formarán cristales esqueléticos huecos y columnares largos, formando una estructura espinosa; si la velocidad de enfriamiento es menor que la velocidad de enfriamiento crítica, el olivino y el piroxeno formarán agregados columnares; No hace falta decir que el problema de la velocidad de cristalización o enfriamiento es en realidad un problema de gradiente de temperatura.
Los experimentos de Green (1975) y otros demostraron que cuando el flujo de ágata de olivino entra en erupción a 1450 ~ 1500 ℃, si la viscosidad del magma es de 10 poises y la diferencia de densidad entre el cristal y el magma es de 0,4, entonces el diámetro del retardo de cristalización de partículas de olivino de 0,5 mm es 40. El retraso de cristalización del olivino del mismo tamaño cristalizado a partir de magma basáltico a 1200°C es de 0,04 cm/h. Este experimento resolvió de manera convincente el fenómeno de por qué existe una interfaz obvia entre las capas superior e inferior. La Tabla 1 es una tabla comparativa de las composiciones químicas de la roca hekomatiita sudafricana y la peridotita Hongqiling.
Tabla 1 Comparación de composiciones químicas entre la Hekematita sudafricana y la peridotita Hongqiling
Nota: 1~4 series de Hekematita oliva sudafricana, de las cuales el valor medio de 4 series es 1~ 3; 5 Es el promedio de 8 valores analíticos del macizo rocoso Hongqiling 1.
En cuanto a la formación de cristales de esqueleto hueco, es obvio que en condiciones de enfriamiento o condensación rápidas, el olivino y el piroxeno se enfrían mucho más rápido que la suspensión fundida que proporciona los ingredientes para el crecimiento de los cristales. Sólo de esta manera los componentes de la suspensión fundida pueden crecer rápidamente a lo largo de los bordes del cristal. Debido al suministro insuficiente de componentes de la suspensión fundida, se forman cristales esqueléticos alargados que son huecos o están llenos de vidrio.
En términos generales, la composición química de la masa fundida es consistente y sólo bajo las mismas condiciones de formación se pueden formar las mismas (o similares) características estructurales. Pero el hecho anterior es que la composición de las rocas mineralizadas en Hongqiling es básicamente la misma que la de la komatiita (ver tabla adjunta), pero fue en condiciones diferentes (una bajo el agua, otra en el aire) que las rocas con las mismas características se formaron. La estructura de espinela nos ha dado una iluminación profunda y pionera.
Las observaciones del autor muestran que las estructuras de Spinifex no son exclusivas de las rocas ultramáficas que surgieron del fondo marino. Las estructuras de Spinifex también pueden formarse en el aire a temperaturas y presiones normales. Parece que la estructura espinosa de la komatiita no necesariamente se formó en presencia de agua. Si las estructuras espinosas artificiales se pueden comparar con las de las komatiitas, no hay necesidad de asumir que todas las rocas con estructuras espinosas son productos submarinos. Por lo tanto, la idea de que sólo el agua es necesaria para la formación de la textura del spinifex merece una mayor exploración. бл.Malyuk (бпмалюк) y аа. Sivoronov (аааси). En 1983, ап Rihachev (апаихачев 1983) también señaló [6]. Desde este punto de vista, la comprensión anterior no es descabellada.
Principales referencias
[1]Huang. Roca Komati. Geología y Geoquímica, 1979, (12): 71 ~ 72.
[2] Nesbrtt R. W. Se forman cristales esqueléticos en rocas ultramáficas del macizo de Yilgann, Australia Occidental, evidencia de fluidos ultramáficos arcaicos, 1970
[ 3] Arndt N T, p.e. koma tites Lodon George Allen y Unwin pup listers Ltd., 1982
Ruxi Liu. Mineral de titanio Koma y su marca identificativa.
Tendencias geológicas metalúrgicas, 1981, (3)
[5] Малюк Б,Сиворонов А А.О природе коматиитов геология и игеофизика, 1982, (4)
апrihace marido. Características geológicas y clasificación de los depósitos de cobre-níquel. Foreign Geological Science and Technology, 1983, (8)
La estructura de la espinela y su significado de la escoria de fundición de la mina de níquel Hongqiling
Resumen
La espinela como científico La estructura típica de la matita es bien conocida (por ejemplo, en Australia, Sudáfrica y América del Norte).
Generalmente se cree que las estructuras Spinifex son el resultado de erupciones ultramáficas suboceánicas. Esta creencia tradicional ahora está siendo cuestionada debido al descubrimiento de tejidos espinosos sobre escorias de hornos de fundición. Las investigaciones muestran que las erupciones ultramáficas en el aire también pueden formar estructuras de espinela. Este hecho nos aclara que podemos buscar komatiita y recursos minerales relacionados que no se forman bajo el océano en el cinturón de piedras verdes.