相分析的方法是

⑴ 交流电路中相量分析方法的含义内容是什么

相量(phaser
method)析弦稳态电路便捷用称相量复数代表弦量描述
相量
弦稳态电路微(积)程变换复数代数程简化电路析计算该自1893由德C.P.施泰梅茨提广泛应用相量复平面用矢量表示任何刻虚轴投影即弦量该刻瞬值引入相量两同频率弦量加、减运算转化两相应相量加、减运算相量加、减运算既通复数运算进行相量图按矢量加、减则进行弦量与相量应求相量难写原需要求弦量

⑵ 什么是物相分析

物相分析主要基于矿石中的各种矿物在各种溶剂中的溶解度和溶解速度不同，采用不同浓度的各种溶剂在不同条件下处理所分析的矿样，使矿石中各种矿物进行分离，从而可测出试样中某种元素呈何种矿物存在和含量多少。 据已有的资料介绍，对如下元素可以进行物相分析： 铜、铅、锌、锰、铁、钨、锡、锑、钴、铋、镍、钛、铝、砷、汞、硅、硫、磷、钼、锗、铟、铍、铀、镉等。 各种元素需要分析哪几个相，可以查找有关资料，在此不赘述。 同依靠显微镜分析作为主要方法的岩矿鉴定比较，物相分析操作较快，定量准确，但不能将所有矿物一一区分，更重要的是无法测定这些矿物在矿石中的空间分布和嵌布、嵌镶关系，因而在矿石物质组成研究工作中只是一个辅助的方法，不可能代替岩矿鉴定。 对选矿工作人员来说，并不需要掌握物相分析这门技术，主要是要了解物相分析可以做哪些元素？每一种元素需要分析哪几个相？即每一种元素呈哪几种矿物存在？各种矿物的可选性如何？例如某钨矿石，光谱分析只知钨元素的大致含量，化学分析可知钨氧化物的含量，但钨的氧化物究竟是呈白钨矿还是黑钨矿，或者二者皆有，这就必须通过物相分析和岩矿鉴定等综合分析确定：如为白钨矿，可根据其嵌布粒度采用重选或浮选方法；如为黑钨矿目前一般仅采用重选方法；如二者皆有，可用重－浮联合方法处理。有了这些基本概念以后，才能对物相分析提出合理的要求，才能正确分析和运用物相分析资料拟定方案。如果目前不能做的就不要送物相分析样。 由于矿石性质复杂，有的元素物相分析方法还不够成熟或处在继续研究和发展中，因此必须综合分析物相分析、岩矿鉴定或其它分析方法所得资料，才能得出正确的结论。

⑶ 相关性分析的概念及方法

相关分析就是根据一个因素（变量）与另一个因素（变量）的相关系数是否大于临界值，判断两个因素是否相关。在相关的因素之间，根据相关系数大小判断两个因素关系的密切程度，相关系数越大，说明两者关系越密切（何晓群，2002）。这种方法从总体上对问题可以有一个大致认识，但却很难在错综复杂的关系中把握现象的本质，找出哪些是主要因素，哪些是次要因素，有时甚至得出错误结论。为此，提出使用数学上的偏相关分析与逐步回归相结合的办法来解决这类问题。

偏相关性分析基本原理是，若众多因素都对某一因素都存在影响，当分析某一因素的影响大小时，把其他因素都限制在某一水平范围内，单独分析该因素对某一因素所带来的影响，从而消除其他因素带来的干扰。比如分析压实作用（或埋深）对孔隙度和渗透率的影响时，便把岩石成分、粒度、胶结类型等都限制在一定范围来单独讨论压实作用，而数学上的偏相关分析恰恰就是解决这类问题的方法，偏相关系数的大小就代表了这种影响程度。结合多因素边引入、边剔除的逐步回归分析方法，也可消除多个因素（自变量）间的相互干扰和多个因素对因变量的重复影响，保留其中的有用信息，挑选出对因变量影响较显着的因素，剔除了一些次要因素，被挑选出的主要因素的标准回归系数和偏回归平方和的大小反映了各参数对因变量（充满度）的影响大小。因此根据各因素（自变量）与因变量间的偏相关系数大小，结合标准回归系数和偏回归平方和，便可以将各因素对因变量的影响大小进行定量排序。其基本步骤如下：

第一步，找出所有可能对因变量产生影响的因素（或参数），同时对一些非数值型参数进行量化处理；

第二步，计算因变量与各参数间的简单相关系数，根据这些简单相关系数的大小，初步分析它们与因变量间的简单相关关系；

第三步，计算因变量与各参数间的偏相关系数、标准回归系数和偏回归平方和；

第四步，根据偏相关系数的大小，再结合标准回归系数和偏回归平方和，综合分析因变量与各参数间的关系密切程度，其值越大，关系越密切，影响越大，反之亦然。

⑷ 物相分析的分析方法有

①物理方法，如磁选分析法、比重法、X射线结构分析法、红外光谱法、光声光谱法;②化学方法，选择不同溶剂使各种相达到选择性分离的目的，再用化学或物理方法确定其组成或结构。由于自然界矿物的成分极为复杂，因此在用溶剂处理的过程中，某些物理、化学性质的改变（如晶体的破裂、结晶水和挥发物的损失、价态的变化、结构的变异，以及部分溶解、氧化、还原）都会影响分析结果的可靠性。

⑸ 分析方法有哪些

1、系统分析法：市场是一个多要素、多层次组合的系统，既有营销要素的结合，又有营销过程的联系，还有营销环境的影响。运用系统分析的方法进行市场分析，可以使研究者从企业整体上考虑营业经营发展战略，用联系的、全面的和发展的观点来研究市场的各种现象，既看到供的方面，又看到求的方面，并预见到他们的发展趋势，从而做出正确的营销决策。

2、比较分析法：比较分析法是把两个或两类事物的市场资料相比较，从而确定它们之间相同点和不同点的逻辑方法。对一个事物是不能孤立地去认识的，只有把它与其他事物联系起来加以考察，通过比较分析，才能在众多的属性中找出本质的属性。

3、结构分析法：在市场分析中，通过市场调查资料，分析某现象的结构及其各组成部分的功能，进而认识这一现象本质的方法，称为结构分析法。市场分析的方法是这样子的，可以供你参考。

⑹ 硅酸盐岩相分析方法有哪些

煤的岩相分析的方法有两种：
一、宏观分析
用肉眼或放大镜（10X）直接观察研究煤，主要观察：颜 色，光泽，端口，条痕，硬度等外观特征。适于野外勘探、采煤。
按平均光泽强度和煤岩成分不同，将煤划分四种基本宏观煤岩类型。
1、光亮煤：煤层中总体光泽最强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者之 和大于 75%） ，只含有少量的暗煤和丝炭，条带结构不明显，具有贝 壳状断口，内生裂隙发育，脆度大，易破碎。
2、半光亮煤: 煤层中总体光泽较强的类型，主要由镜、亮煤组成（二者 之和大于 50-75%） ，其余为暗煤，也夹有丝炭，条带状结构明显，内 生裂隙较发育，常带有棱角状或阶梯状断口。是最常见的宏观煤岩类型。
3、半暗煤： 煤层中总体光泽较弱的类型， 亮煤二者之和仅为 50-75%， 其余为暗煤，也夹有丝炭，硬度、韧度和密度都较大。
4、黯淡煤：煤层中总体光泽最弱的类型，镜、亮煤二者之和 25%以下， 其余多为暗煤，也夹有丝炭。通常呈块状构造，层里不明显，硬度、 韧度和密度都大。
二、微观分析
利用光学仪器来研究煤的岩相组分及其特征，通常采用显微镜。 煤岩的显微研究是指将煤制成煤片以后，在显微镜下观察研究。
在显微镜下观察，按颜色和形态不同，把煤中有机物分成三大显微组分，即镜质组、丝质组和壳质组（稳定组） 。
1、镜质组（Vitrinite） （凝胶化组分） 煤中主要显微组分。
主要来源：植物中的木、纤组织经凝胶化作用形成，我国多数煤田镜质组含量约为 60%-80%。
颜色：
透光下：透明，橙红， 棕红（低中度） ，随 Vdaf增加颜色加深。
反光下：深灰， 浅灰，随 Vdaf颜色逐渐变浅，无突起。
2、丝质组（Inertinite）(惰性组或惰质组) 也是煤中常见显微组分，另叫惰质组或惰性组。
主要来源：植物木、纤组织经丝炭化作用形成。
颜色：透射光下，黑色，不透明 反射光下，白， 亮黄色（黄白色） ，有较高的突起。随 Vdaf 变化不明显。
3、壳质组（Exinite）(稳定组) 来源：植物中的皮壳和分泌物，即生化稳定性高的脂类转来。
颜色：透光下，黄 ， 橙黄，半透明， 反光下，灰黑 ， 黑灰，具有中高突起在同变质程度煤中其反射率最低。
树皮体（木栓体） ：呈叠瓦状和鳞片状。
角质体：角质体存在于植物的叶，枝芽的最外层，呈宽度不等的条带 状，外缘光滑，内缘有锯齿状。
孢子体：呈封闭的扁环形，内缘光滑。
树脂体：由树脂转来，呈圆或椭圆形。

⑺ 如何对x射线图进行物相分析方法

晶体的X射线衍射图像实质上是晶体微观结构的一种精细复杂的变换,每种晶体的结构与其X射线衍射图之间都有着一一对应的关系,其特征X射线衍射图谱不会因为它种物质混聚在一起而产生变化,这就是X射线衍射物相分析方法的依据.制备各种标准单相物质的衍射花样并使之规范化,将待分析物质的衍射花样与之对照,从而确定物质的组成相,就成为物相定性分析的基本方法.鉴定出各个相后,根据各相花样的强度正比于改组分存在的量（需要做吸收校正者除外）,就可对各种组分进行定量分析.目前常用衍射仪法得到衍射图谱,用“粉末衍射标准联合会（JCPDS）”负责编辑出版的“粉末衍射卡片（PDF卡片）”进行物相分析.
目前,物相分析存在的问题主要有：⑴ 待测物图样中的最强线条可能并非某单一相的最强线,而是两个或两个以上相的某些次强或三强线叠加的结果.这时若以该线作为某相的最强线将找不到任何对应的卡片.⑵ 在众多卡片中找出满足条件的卡片,十分复杂而繁锁.虽然可以利用计算机辅助检索,但仍难以令人满意.⑶ 定量分析过程中,配制试样、绘制定标曲线或者K值测定及计算,都是复杂而艰巨的工作.为此,有人提出了可能的解决办法,认为 从相反的角度出发,根据标准数据（PDF卡片）利用计算机对定性分析的初步结果进行多相拟合显示,绘出衍射角与衍射强度的模拟衍射曲线.通过调整每一物相所占的比例,与衍射仪扫描所得的衍射图谱相比较,就可以更准确地得到定性和定量分析的结果,从而免去了一些定性分析和整个定量分析的实验和计算过程.
2、点阵常数的精确测定
点阵常数是晶体物质的基本结构参数,测定点阵常数在研究固态相变、确定固溶体类型、测定固溶体溶解度曲线、测定热膨胀系数等方面都得到了应用.点阵常数的测定是通过X射线衍射线的位置（θ ）的测定而获得的,通过测定衍射花样中每一条衍射线的位置均可得出一个点阵常数值.
点阵常数测定中的精确度涉及两个独立的问题,即波长的精度和布拉格角的测量精度.波长的问题主要是X射线谱学家的责任,衍射工作者的任务是要在波长分布与衍射线分布之间建立一一对应的关系.知道每根反射线的密勒指数后就可以根据不同的晶系用相应的公式计算点阵常数.晶面间距测量的精度随θ 角的增加而增加, θ越大得到的点阵常数值越精确,因而点阵常数测定时应选用高角度衍射线.误差一般采用图解外推法和最小二乘法来消除,点阵常数测定的精确度极限处在1×10-5附近.
3、应力的测定
X射线测定应力以衍射花样特征的变化作为应变的量度.宏观应力均匀分布在物体中较大范围内,产生的均匀应变表现为该范围内方向相同的各晶粒中同名晶面间距变化相同,导致衍射线向某方向位移,这就是X射线测量宏观应力的基础；微观应力在各晶粒间甚至一个晶粒内各部分间彼此不同,产生的不均匀应变表现为某些区域晶面间距增加、某些区域晶面间距减少,结果使衍射线向不同方向位移,使其衍射线漫散宽化,这是X射线测量微观应力的基础.超微观应力在应变区内使原子偏离平衡位置,导致衍射线强度减弱,故可以通过X射线强度的变化测定超微观应力.测定应力一般用衍射仪法.
X射线测定应力具有非破坏性,可测小范围局部应力,可测表层应力,可区别应力类型、测量时无需使材料处于无应力状态等优点,但其测量精确度受组织结构的影响较大,X射线也难以测定动态瞬时应力.
4、晶粒尺寸和点阵畸变的测定
若多晶材料的晶粒无畸变、足够大,理论上其粉末衍射花样的谱线应特别锋利,但在实际实验中,这种谱线无法看到.这是因为仪器因素和物理因素等的综合影响,使纯衍射谱线增宽了.纯谱线的形状和宽度由试样的平均晶粒尺寸、尺寸分布以及晶体点阵中的主要缺陷决定,故对线形作适当分析,原则上可以得到上述影响因素的性质和尺度等方面的信息.
在晶粒尺寸和点阵畸变测定过程中,需要做的工作有两个：⑴ 从实验线形中得出纯衍射线形,最普遍的方法是傅里叶变换法和重复连续卷积法.⑵ 从衍射花样适当的谱线中得出晶粒尺寸和缺陷的信息.这个步骤主要是找出各种使谱线变宽的因素,并且分离这些因素对宽度的影响,从而计算出所需要的结果.主要方法有傅里叶法、线形方差法和积分宽度法.
5、单晶取向和多晶织构测定
单晶取向的测定就是找出晶体样品中晶体学取向与样品外坐标系的位向关系.虽然可以用光学方法等物理方法确定单晶取向,但X衍射法不仅可以精确地单晶定向,同时还能得到晶体内部微观结构的信息.一般用劳埃法单晶定向,其根据是底片上劳埃斑点转换的极射赤面投影与样品外坐标轴的极射赤面投影之间的位置关系.透射劳埃法只适用于厚度小且吸收系数小的样品；背射劳埃法就无需特别制备样品,样品厚度大小等也不受限制,因而多用此方法 .
多晶材料中晶粒取向沿一定方位偏聚的现象称为织构,常见的织构有丝织构和板织构两种类型.为反映织构的概貌和确定织构指数,有三种方法描述织构：极图、反极图和三维取向函数,这三种方法适用于不同的情况.对于丝织构,要知道其极图形式,只要求出求其丝轴指数即可,照相法和衍射仪法是可用的方法.板织构的极点分布比较复杂,需要两个指数来表示,且多用衍射仪进行测定 .

⑻ 相分析的方法有哪几种元素成分分析的方法有哪几种简述一下它们的优缺点

相分析的方法有很多种，元素成分分析的方法有很多种，优缺点各有各的好坏。相分析的方法有很多种，元素成分分析的方法有很多种，优缺点各有各的好坏。相分析的方法有很多种，元素成分分析的方法有很多种，优缺点各有各的好坏。相分析的方法有很多种，元素成分分析的方法有很多种，优缺点各有各的好坏。

⑼ 矿物物相及结构分析方法

在矿物物相分析和晶体结构研究中，最常用的方法是粉晶和单晶X射线衍射分析，其次为红外和拉曼光谱分析、热分析及阴极发光分析等。

1.X射线分析法

本方法在矿物晶体结构分析、矿物鉴定和研究等方面起着极其重要的作用，已成为不可缺少的常规分析手段。

X射线是一种波长很短（0.01～1nm）的电磁波，在实验室里它是通过一个高度真空的玻璃或陶瓷管（X射线管）产生的。X射线管中有两个金属电极，阴极为钨丝卷成，阳极为某种金属的磨光面（习称“靶”）。用两根导线通入阴极3～4A的电流，在钨丝周围产生大量热电子。在阴极和阳极之间加以高电压（30～50 kV），钨丝周围的热电子即向阳极作加速度移动。当高速运动的电子与阳极相碰时，运动骤然停止，电子的能量大部分变为热能，少部分变成X射线由靶面射出。射入晶体的X射线（称原始X射线S₀），引起晶体中原子的电子振动，这些电子因而发出与原始X射线波长相同的次生X射线（如S₁、S₂）。晶体中各原子所射出的次生X射线在不同方向上具有不同的行程差，当某些方向上的行程差等于波长的整数倍时，X射线便相互叠加（增强）成为衍射线，通过探测器即可收集到衍射数据。

图24-6 面网对X射线的衍射

图24-6中各点代表晶体中相当的原子，面网1，2，3是一组平行的面网，面网间距为d，波长为λ的原始X射线S₀沿着与面网成θ角（掠射角）的方向射入，并在S₁方向产生“反射”。产生“反射”（即衍射）的条件是相邻面网所“反射”的X射线的行程差等于波长的整数倍，即：nλ=2dsinθ（n=1，2，3，…整数，称为“反射”的级次）。此式经转换可得到

结晶学与矿物学

式中：d_hkl为面网（hkl）的面网间距；θ_hkl为面网（hkl）的掠射角；λ为波长。该公式称为布拉格公式。

X射线衍射分析是通过仪器得到晶体的面网间距d和衍射线的相对强度I/I₀两组衍射数据，根据衍射数据进行物象分析。

X射线衍射分析有粉晶（多晶）衍射分析和单晶衍射分析两种方法。粉晶衍射采用粉末状（1～10μm）多晶为样品（50～100 mg），粉晶衍射仪通过转动2θ角，用辐射探测器和计数器测定并记录衍射线的方向和强度，获得衍射图谱（图24-7）。衍射图中每个衍射峰代表一组面网。每组面网的面网间距d直接打印在峰上，它的衍射强度与峰高成正比，用相对强度表示，即以最强峰的强度作为100，将其他各衍射峰与之对比确定相对强度I/I₀。获得衍射数据后，与鉴定表（ICDD卡片或其他矿物X射线鉴定表）中标准数据对比，即可作出矿物鉴定，也可采用计算机数据库检索分析软件进行辅助鉴定。

粉晶衍射物相分析快速简便，分辨率高，记录图谱时间短，精度高，用计算机控制操作和进行数据处理，可直接获得衍射数据，对矿物定性、定量都十分有效，目前已得到了广泛的应用。

单晶衍射分析一般采用小于0.2～0.5mm的单个晶体（或单晶碎片）为测试样品。目前较多用四圆测角系统的单晶衍射仪。它是通过一束单色X射线射入单晶样品，用计算机控制4个圆协同作用，调节晶体的取向，使某一面网达到能产生衍射的位置，用计数器或平面探测器记录衍射方向和强度。据此，可测定晶胞参数，确定空间群，求解原子坐标，计算键长、键角，最终得到晶体结构数据。

图24-7 单晶硅粉末衍射图（Mo靶）

2.红外光谱和拉曼光谱分析法

红外光谱（IR）为红外波段电磁波（波长0.75～1000μm；频率13333～10cm^-1）与物质相互作用而形成的吸收光谱，是物质分子振动的分子光谱，反映分子振动的能级变化及分子内部的结构信息。

红外吸收光谱是由矿物中某些基团分子不停地作振动和转动运动而产生的。分子振动的能量与红外射线的光量子能量相当，当分子的振动状态改变时，就可以发射红外光谱，而因红外辐射激发分子振动时便产生红外吸收光谱。分子的振动能量不是连续而是量子化的，但由于分子在振动跃迁过程中也常伴随转动跃迁，使振动光谱呈带状（图24-8）。分子越大，红外谱带也越多。将一束不同波长的红外光照射到矿物上，某些特定波长的红外射线被吸收，就形成了这个矿物的红外吸收光谱。每种矿物都有由其组成和结构决定的独有的红外吸收光谱，可以采用与标准化合物的红外光谱对比的方法来做分析鉴定。

红外光谱仪有两类。一类是单通道测量的棱镜和光栅光谱仪，属色散型，它的单色器为棱镜或光栅。另一类为傅里叶变换红外光谱仪，它是非色散型的，有许多优点：可实现多通道测量，提高信噪比；光通量大，提高了仪器的灵敏度；波数值的精确度可达0.01cm^-1；增加动镜移动距离，可使分辨本领提高；工作波段可从可见区延伸到毫米区，可以实现远红外光谱的测定。

图24-8 石英的红外光谱图

拉曼光谱（RS）为分子振动能级间的跃迁产生的联合散射光谱。用单色光照射透明样品时，一部分光子与样品分子发生非弹性碰撞，进行能量交换（因分子大多处于基态，故光子通常将损失能量）后成为拉曼散射光。入射光频率（v）与散射光频率（v′）之差等于分子的某一简正振动频率（v_i），而物质振动的频率及强度由物质内部分子的结构和组成决定，因此，拉曼散射谱线能够给出物质的组成和分子内部的结构信息。

现代激光拉曼光谱仪除其主要部件激发源（氩离子激光）、样品室、信号检测系统和数据处理系统外，还常加装显微镜，构成显微拉曼探针仪。其空间分辨率为1μm²，检测限为10^-9～10^-12g，是微粒、微区、微结构中的分子类别及含量鉴定的有力工具。

近几十年来，红外和拉曼光谱技术不断有新的发展，成为矿物学和矿床地球化学研究的重要手段。此外，随着宝玉石业的蓬勃发展，作为非破坏、快速鉴定的方法，红外、拉曼光谱也在宝玉石鉴定中被广泛认可和使用。

3.热分析法

热分析法是根据矿物在不同温度下所发生的热效应来研究矿物的物理和化学性质，目的在于求得矿物的受热（或冷却）曲线，以确定该矿物在温度变化时所产生的吸热或放热效应。此法常用于鉴定肉眼或其他方法难以鉴定的隐晶质或细分散的矿物；特别适于鉴定和研究含水、氢氧根和二氧化碳的化合物，如粘土矿物、铝土矿、某些碳酸盐矿物、含水硼酸盐及硫酸盐矿物、非晶质的铌、钽矿物等；还可以测定矿物中水的类型。

热分析法包括热失重分析和差热分析。

一些矿物在受热后可能发生脱水、分解、排出气体、升华等热效应引起物质质量发生变化，在程序控温下测量物质和温度变化关系的方法称热重分析法，在加热过程中测量得到物质质量和温度的关系曲线称热失重曲线（图24-9）。在含水矿物中测定矿物在不同温度条件下失去所含水分的质量而获得温度-质量曲线，从而查明水在矿物中的赋存状态和水在晶体结构中的作用。不同含水矿物具有不同的脱水曲线。利用这种方法，可以鉴定和研究含水矿物，如粘土矿物等。

操作过程是：从低温起至高温（1000℃左右）止逐渐以各种不同的固定温度加热矿物，至质量不再变化为止，然后称矿物的质量，算出因加热而损耗的质量（脱出的水分质量）。以损失质量的百分数及加热的温度为纵横坐标绘成曲线，即得失重曲线。

图24-9 热失重曲线图

差热分析法是将矿物粉末与中性体（不产生热效应的物质，常用煅烧过的Al₂O₃）分别同置于一高温炉中，在加热过程中，矿物发生吸热（因相变、脱水或分解作用等引起）或放热（因结晶作用、氧化作用等引起）效应，而中性体则不发生此效应，将两者的热差通过热电偶，借差热电流自动记录出差热曲线，线上明显的峰、谷分别代表矿物在加热过程中的吸热和放热效应。不同的矿物在不同的温度阶段，有着不同的热效应。由此可与已知矿物标准曲线进行对比来鉴定矿物。本方法对粘土矿物、氢氧化物、碳酸盐和其他含水矿物的研究最有效。

目前，矿物的差热分析法有了很大的进展，不仅用来定性地鉴定矿物，有时还可以做定量分析、探讨矿物在加热时结构的变化和研究矿物的类质同象混入物等。差热分析曲线的解释如下：

1）含水矿物的脱水：普通吸附水脱水温度为100～110℃；层间结合水或胶体水脱水温度在400℃内，大多数在200或300℃内；架状结构水脱水温度400℃左右；结晶水脱水温度在500℃内，分阶段脱水；结构水脱水温度在450℃以上。

2）矿物分解放出气体：CO₂，SO₂等气体的放出，曲线有吸热峰。

3）氧化反应表现为放热峰。

4）非晶态物质的析晶表现为放热峰。

5）晶型转变通常有吸热峰或放热峰。

6）熔化、升华、气化、玻璃化转变显示为吸热峰。

差热分析有一定的局限性，只适用于受热后有明显的物理、化学变化的物质，并有许多干扰因素而影响效果。因此，它必须和其他测试方法结合起来，如和X射线分析、电子显微镜、化学分析等密切配合使用。

4.阴极发光分析法

阴极发光是物质表面在高能电子束轰击下发光的现象。不同矿物或相同种类不同成因的矿物，在电子束的轰击下，会发出不同颜色或不同强度的光，同时能显示与晶体生长环境有关的晶体结构或生长纹，可辅助矿物鉴定。

阴极射线发光分析方法是研究矿物结构和能态的一种重要方法。近年来，这种分析方法的灵敏度和功能等都获得很大改善，特别是在扫描电镜中，将阴极射线发光、二次电子、背散射电子和X射线特征谱等结合起来形成的综合测量方法，成为研究矿物结构和微区性质的有力工具。

⑽ 大地构造相分析方法研究理论基础和框架

大地构造相分析既是适应新世纪跨学科融合交叉研究发展地球科学、又是为国民经济可持续发展,开展成矿地质背景与资源潜力评价的需求。

由于全国新的1:25万区调基本上以板块构造理论为指导采用大地构造相分析的研究方法,研究区域大地构造形成演化、划分大地构造单元。因此采用大地构造相分析方法编制各类大地构造图是我国应用板块构造学说开展大地构造研究并表达其成果的历史必然,顺其自然的结果,并非特意标新立异。

(一)大地构造相分析方法的理论基础

大地构造相分析方法体系的理论基础是板块构造学说。20世纪60年代板块构造学说的兴起,导致长期遭到冷遇的大陆漂移说的复活,使地球科学思想发生从固定论向活动论的戏剧性转换。40年来板块构造学说在全球范围的广泛实践,已证明是一个高度成功的理论。它有着涉及面广、符合科学规律的简单性原理,又具有很大的兼容力、解释力和预见力。展望整个地球科学领域,几乎不可能不被板块构造学说给诸如构造作用、沉积作用、岩浆作用、变质作用、造山作用、成矿作用、古生物地理古气候、古环境、海平面升降变化、超大陆的形成和裂解,大陆边缘多岛弧-盆系的形成等问题,带来的一系列创新见解留下深刻的烙印。

中国地学界以李春昱、尹赞勋、傅承义三位杰出科学家为代表,成为板块学说登陆中国大陆及边缘海地质的先驱,使越来越多的研究者走上了地球科学根本性观念转换的道路。板块构造的魅力在于:在地球观层次上,从原来相信大陆位置亘古不变的固定论地球科学,转换到地球表面洋陆大规模漂变和转换的活动论地球科学;在地学观层次上,从原来各自偏向均变论或突变论、幕次论,以及垂直运动或水平运动、旋转运动论,转换到强调多学科相互渗透融合的整体论、系统论和过程论地质学;在方法论层次上,既要重观察、事实的归纳法,更要重演绎、重假说的因果论。大多数地质学家从大陆到海洋、从将今论古到将古论今、从全球构造的视角,将各类地质事件群及其过程,置于板块构造演化模式的总体框架中加以阐释,实现了观念的转换。板块构造登陆并不宣告该学说的终结,而是预示着新的征途的开始。板块构造说的兴起才真正是地球科学发展史上的一个里程碑。

李春昱先生研究大陆地质的实践给了我们特别重要的告诫和启迪:一是分析研究大陆的形成与板块构造演化,首先要认识到地球表层的岩石圈是不断的漂变的,不仅大陆及陆缘海,而且包括大洋盆地都是在地质时期作长距离漂移;二是欧亚大陆或其他大陆均不是在整个地质历史时期从来就是统一的整体,大陆是在不断解体中增生,大陆上无疑保留了过去地史上大洋岩石圈形成、发展、消亡和转换为大陆岩石圈的活动遗迹,大陆上能够识别和重塑与板块构造模式有关的大洋及其边缘演化过程中产生的地质记录;三是碰撞造山不一定是造山带两相邻大陆块之间的原地踏步式的多次开与合。大地构造格局的形成和演化,实质上是不同地史时期海洋盆地的迁移以及不同陆块群之间的碰撞聚合过程。

在原有板块构造的理论框架中,全球构造格架和洲际板块边界是清晰的,但在区域地质调查,中比例尺地质填图、编图中,大地构造单元划分是当前板块构造细结构研究的关键问题。它既是大地构造研究的理论问题,也是区域地质研究和成矿预测评价亟待解决的实际问题。因此,如何应用板块构造观点划分中国大地构造单元,还有许多值得探讨之处,关键在于理顺大地构造研究的思路,理解中国大地构造形成演化的基本特征以及确立构造单元划分准则。

中国大陆是以不同规模相对稳态的古老陆块区与不同时期动态的造山系组成的复杂聚集和镶嵌结构为基本特征。大地构造单元细结构的厘定和划分,可以揭示中国大陆地壳的陆块区和造山系结构组成及其形成过程和演化规律。中国三大陆块区,均经早期陆核形成→新太古代—元古宙洋陆转换、增生、碰撞聚集固化形成稳定陆块(即基底形成阶段)→碰撞后裂谷事件(华北长城纪裂谷事件,扬子、塔里木南华纪裂谷事件),其后经碎屑岩“填平补齐”进而发育碳酸盐岩台地,形成稳定的地壳构造单元(即巨厚盖层形成阶段),为陆块区地壳三大阶段发展演化的基本规律。华北陆块区与扬子及塔里木陆块区的基底形成时间相隔1000~800Ma,其盖层的时空结构组成有明显的差异性,揭示了前南华纪两者空间上是从来没有聚集在一起。至少在18~10亿年期间两者被大洋相隔,无所谓有华北与扬子间的大洋开合旋回。

造山系是造山带的集成,主体是一系列规模巨大的蛇绿混杂岩带、不同类型岛弧、不同时代裂离地块集成的多岛弧盆系构造的组合体,是大洋岩石圈俯冲消亡,大陆边缘增生作用的洋陆转换过程的产物。中国大陆地壳中,斋桑-额尔齐斯-索伦-西拉木伦结合带(对接带)是古亚洲洋消亡的地质遗迹,但不能认定它是华北陆块与西伯利亚大陆裂解再闭合的产物。北高加索向东经科佩特、兴都库什,进入西藏班公湖-怒江带,再经滇西昌宁-孟连,向南延到马来西亚劳勿-汶冬带,该沿线是冈瓦纳大陆与古欧亚板块最初的碰撞结合带,但它并不能表述为特提斯大洋最初打开的域所。古亚洲洋、原特提斯洋均是Rodinia超大陆裂解的产物。大洋岩石圈双向俯冲消减,在漂移的大陆边缘形成多岛弧盆系构造系统。古生代的阿尔泰-兴蒙多岛弧盆系隶属于西伯利亚大陆边缘,哈萨克斯坦(包括天山-准噶尔)多岛弧盆系很可能隶属于俄罗斯大陆边缘。早古生代的秦祁昆多岛弧盆系、晚古生代羌塘-三江多岛弧盆系隶属于泛华夏大陆西部边缘。中生代西藏多岛弧盆系(冈底斯为主体)隶属于印度大陆边缘。它们的形成演化过程均很相似于新生代的东南亚多岛弧盆系构造系统。古大陆及其边缘的多岛弧盆系形成过程控制了成矿作用过程,结合带、岩浆弧和地块(盆地)有着不同的成矿条件,形成了不同的成矿类型。

晚三叠世以来的中国大地构造格局,大致以贺兰山-六盘山-横断山为界,以东为叠加盆岭-裂谷构造系统及新生的弧盆系;西部则以昆仑-阿尼玛卿山为界,北部为陆内汇聚盆山构造系统,南部为西藏继承性弧盆系构造。这一三分构造系统的形成,受控于古亚洲构造域、特提斯构造域和滨太平洋构造域之间的地球动力学相互作用制约。中国大陆中生代以来三大构造系统全然不同的构造体制和大地构造格局控制了不同的区域成矿作用。

(二)大地构造相研究历史

1.大地构造相定义演变和发展过程

自从有了大地构造研究,实际上就产生了大地构造相的雏形,槽台说的地槽和地台,优地槽、冒地槽、准地台等可以说都是初始的大地构造相。到20世纪60年代,板块构造学说的问世,将大地构造研究推向一个全新的阶段,大家所熟知的经典的板块构造模式中所列举的洋中脊、岛弧、弧前盆地、弧后盆地、前陆盆地、岩浆弧、俯冲带、海山、洋岛等实际上也是一些大地构造相,只是未曾系统化和冠名。实际上在大地构造相未曾正式提出来之前,地学家们已经在自觉或不自觉地运用大地构造相的观点来研究大地构造。

首先正式提出“大地构造相(tectonic facies)”这一术语是许靖华(Kenrnth J.Hsu,1991)。他在对阿尔卑斯造山带系统研究的基础上,认为造山带并非杂乱无序,是依一定形式或四维“蓝图”叠加构成的,其“蓝图”就是可推知的大地构造相。他提出碰撞造山带主要由仰冲陆块、俯冲陆块和一个位于其间的大洋岩石圈的残余遗迹三种大地构造相叠加组成,分别称作雷特相(Raetide faci-es)、凯尔特相(Cetlide facies)和阿尔曼相(Alemanide facies)(许靖华等,1994)。许靖华和孙枢等按照该模式编制了《中国大地构造相图》(许靖华等,1998)起到了为大地构造相奠基性的作用。但许氏的大地构造相是一种碰撞造山带构造相,对碰撞造山带以外的陆块区等大地构造单元没有涉及,尚没有明确大地构造相定义,并未形成完整的大地构造相分类体系,较多强调造山带的构造变形样式作为大地构造相类划分基础。

李继亮(1992)在《碰撞造山带的大地构造相》一文中将大地构造相定义为:在相似的环境中形成的,经历了相似的变形与就位作用并具有类似的内部构造的岩石构造组合。他共划分并阐述了6类15种大地构造相的特征及就位时代与环境。同样,李氏的大地构造相对许氏大地构造相的细化,同样局限于碰撞造山带,而且他强调构造变形样式作为大地构造相类划分基础。

Burchifel(1993)将构造地层学的概念应用于美国西部科迪勒拉造山带的大地构造编图,称作科迪勒拉造山带构造地层学图。他建立了5类构造地层组合(tectonostratigraphic elements):汇聚环境构造地层、伸展环境构造地层、板内环境构造地层、转换环境构造地层及混合环境构造地层,每种构造环境下又分若干个构造地层单元。他对科迪勒拉造山带构造单元的详细解剖对于造山带的大地构造研究和造山带编图具有重要指导意义,而且将编图范围从造山带扩展到北美克拉通(地台)。

其后,Robertson(1994)将大地构造相定义为具有一套岩石构造组合,其组合特征足以系统地确认造山带地史时期的一定大地构造环境。他强调把大地构造环境作为大地构造相类的划分基础,并依4种基本的构造环境(离散、汇聚、碰撞、走滑),共划分出29种大地构造相。该划分方案是对造山作用全过程按板块不同演变阶段(离散、汇聚、碰撞、走滑)进行细分,每种相以一定大地构造环境中的物质建造为基础,试图反映造山带的组成、结构与演化。但Robertson划分的一些相是根据对现代全球大地构造环境的观察而识别出来的,某些大地构造相对古大陆造山带可能不适用,而且对于构造变形及变质作用基本上没有涉及,其划分的大地构造相类在研究大陆造山带的过程中还有待完善和补充。

自从上述Robertson的大地构造相提出以来,国内许多学者对不同造山带的研究中尝试性运用了他的大地构造相概念,也各自提出对大地构造相含义的理解与划分方案(冯益民等,2002;殷鸿福等,2003;张克信等,2004)。

1996~2002年殷鸿福、张克信等在青海、甘肃、四川、云南开展造山带史密斯地质填图典型示范,并引进Roberston大地构造相划分方案,在此基础为进行了一定的修改和补充,完成了七幅1:25万区调填图,总结了大地构造相在造山带区调中应用成果。最近潘桂棠等在青藏高原基础地质综合研究的基础上,编制了青藏高原大地构造相图。

Dickinson(1971)把岩石构造组合(petrotectonic assemblage)定义为表示板块边界或特定的板块内部环境特征的岩石组合,后来进一步提出了砂岩成分与板块构造的关系(Dickinson,andC.A.Suczek,1979;Dickinson,1985)。Condie(1982)按现在构造环境划分出五种岩石构造组合:大洋组合、消减带相关组合、克拉通裂谷组合、克拉通组合和碰撞相关组合。Hyndman(1985)也提出了类似的五种岩石构造组合。莫宣学和邓晋福等进一步发展了火成岩岩石构造组合的概念(Mo, et al,1991,莫宣学等,1993;邓晋福等,1996,1999,2004)。

前人的这些理念使我们认识到岩石构造组合是大地构造相的基础,我们提出大地构造相的定义是:反映陆块区和造山系(带)形成演变过程中,在特定演化阶段、特定大地构造环境中,形成的一套岩石构造组合,是表达岩石圈板块经历离散、聚合、碰撞、造山等地球动力学和地质构造作用过程而形成的综合产物。

经典地质学研究中,相是环境的物质表现,如沉积相是沉积环境的物质表现(Reading,1978;刘宝珺,1985)。根据岩石构造组合的理念,大地构造相应该是大地构造环境的物质表现。各种大地构造环境均赋存有相含义,即特定的岩石构造组合(Condie,1982;Robertson,1994)。我们在地质调查中,在造山带的研究中,在稳定陆块区的基底及盖层的划分及其盆地分析中,在成矿条件、成矿地质背景的认知中,使得构造环境的复原能够建立在可观察、可鉴别、可测量的岩石构造组合的基础之上。

我们关于大地构造相的定义和划分方案继承了前人提出的岩石构造组合的理念,同时在前人认识的基础又进一步丰富了大地构造相的内容。第一,在空间尺度上,不仅仅局限于碰撞造山带的研究,而且扩展到增生造山带,特别是扩展到陆块区形成过程中大地构造环境及其岩石构造组合的研究,具有恢复与揭示陆块区和造山系(带)两种大地构造单元组成、结构、演化与成矿地质背景的功能;第二,新太古代陆核和新太古代岩浆弧等的划分,对地球整个历史演变过程进行大地构造相的分析;第三,在动力学机制上,强调在板块水平运动的基础上,结合垂向运动为主的软流圈底侵和地幔柱上涌的动力学机制来研究大地构造环境;第四,强调洋-陆演变和发展过程的大地构造环境和综合地质记录作为大地构造相划分基础,而不是仅仅依构造变形样式作为大地构造相分类的基础;第五,强调不同的大地构造相控制着不同成矿作用和成矿类型。当代地质找矿勘查、资源评价和预测,以及成矿作用理论研究中均离不开大地构造相的判别以及厘定。

深入细致地研究大地构造相,不仅对大洋岩石圈与大陆岩石圈构造体制的转换,陆块区和造山系的结构组成和演化具有重要意义,而且是构造成矿带的划分,认识资源形成的地质背景、成矿作用、成矿远景预测及资源潜力评价的有力工具。

2.大地构造相划分

根据大地构造相的研究,可以揭示中国陆块和造山带结构组成及其演变和发展规律。中国的三大陆块,均经早期陆核形成,新太古代—元古宙的洋陆转换、增生、碰撞聚集形成稳定陆块(即基底形成阶段),其后产生碰撞后裂谷事件(华北长城纪裂谷事件,扬子、塔里木南华纪裂谷事件),尔后经碎屑岩“填平补齐”进入陆架碳酸盐岩台地稳定的地壳构造单元,为陆块区地壳发展演化的基本规律。绝大多数造山带均为洋陆转换中的弧盆系及其被卷入的基底残块(地块)组成,而且主要由多岛弧盆系中弧后盆地(弧后洋盆)俯冲消减、弧-弧、弧-陆或陆-陆碰撞造山形成,因而产生了各种不同的大地构造相。如果造山带由不止一个弧后盆地(弧后洋盆)的消减碰撞造山形成,则可产生多个大地构造相及其转化。一般来说陆块和造山带结构由不同大地构造相相互叠加构成的,它们相互间是按一定序次和级别分布的。因此我们依据中国陆块区和造山系地质构造形成演化规律和基本特征,划分出两大相系,即造山系相系、陆块区相系。在造山系相系中,划分出三大相:结合带大相、弧盆系大相及地块大相;进而将三大相依据造山带洋-陆构造体制和盆山构造体制时空结构转换过程的特定大地构造环境,划分为大地构造相及其亚相。陆块区相系根据基底、盖层的时空结构、组成演化特征,划分为不同陆块大相。

(三)地质建造类型

地质建造及其划分是本次成矿地质背景研究工作的基本内容。建造概念在地质学中有不同的理解以及相应的划分方案,为更好地服务于矿产资源潜力评价,根据矿产预测的实际需要,本次工作对建造含义及其划分进行了统一厘定。

1.地质建造

在成矿地质背景研究中,一般是从地质作用产物,即地质建造实体出发开展研究。地质建造构造图中的地质建造是指同一时代、同一地质作用(沉积、侵入、火山、变质)形成的一种岩石或几种岩石的自然组合。通常,建造划分应符合下列条件:①岩性、岩相、变质程度一致;②内部结构一致或相近;③不同建造之间的界线明显;④具一定的规模和分布范围。

2.地质建造的类型

地质建造包含沉积岩建造、火山岩建造、侵入岩建造、变质岩建造等几种类型。

1)沉积岩建造:同一时代、同一沉积作用下形成的、同一沉积亚相(或微相)的一种或几种岩石的自然组合。

2)火山岩建造:同一火山作用形成的一种或几种岩石的自然组合。按照岩性、岩相双重填图法的要求表示。多种岩相无法区分的,选择优势岩相表示,对于潜火山岩和沉积岩夹层则单独表示。

3)侵入岩建造:是指同一时代、同一岩浆侵入作用形成的侵入体,在建造构造图中必须表达深成岩体解体以后的侵入体。在分析构造环境时,一般利用侵入岩岩石组合判断其构造环境,因此在侵入岩建造综合柱状图中要表示反映构造环境的侵入岩岩石构造组合。

4)变质岩建造:是沉积岩、火山岩、侵入岩等在同一期变质作用形成的,具有相对一致地质体结构类型的一种岩石或几种岩石组合。原则上,同一变质建造的岩石及变质程度应基本一致;在区域上有着一定规模和分布范围,可以在图面上合理表达;地质体结构类型和产状显示出一系列的共生特征,属于同一原岩系列;与其他变质建造之间应具有较清晰的边界,具有可分性。变质岩建造划分应注意以下几个方面。第一,应正确区分变质表壳岩和变质深成侵入体,在变质岩建造综合柱状图上一起表示;第二,变质岩建造一般是(岩)组级单位的进一步细分,变质深成侵入体应按岩性划分,各类片麻岩代号按国标表示,变质侵入体遵照侵入岩的规定;第三,变质岩建造划分尺度应适当,一般以原岩建造为基础,结合变质作用类型,原岩建造不同而变质作用类型相同时,应分为两个变质岩建造。

本次工作中,建造构造图不同于地质图,建造不同于岩石地层单位的组,建造是对组级地层单位的进一步细分,尤其要对各种含矿岩系建造单独区分给予突出表达。这是本次建造构造图编图的核心。

(四)大地构造相分析研究的框架结构

1.总体思路

大地构造研究的总体思路是以板块构造理论为指导,进一步理解中国大地构造形成演化的基本特征,对演化规律的深化认识还有待于大地构造这门地质学上层建筑的学科走向基层,还应有更富有实践勇于探索地学调查研究者的共同参与。在地质调查中,在造山带的研究中,在稳定陆块区的基底及盖层的划分及其盆地分析中,在成矿条件、成矿地质背景的认知中,使得构造环境的复原能够建立在可观察、可鉴别、可测量的岩石构造组合的基础之上。

深入系统细致地研究大地构造相,不仅对大洋岩石圈与大陆岩石圈构造体制的转换,陆块区和造山系的结构组成和演化具有重要意义,而且是构造成矿带的划分,认识资源形成的地质背景、成矿作用、成矿远景预测及资源潜力评价的有力工具。

2.大地构造相分析方法研究的框架结构

大地构造分析研究的框架结构应是:①以1:25万区调、1:50万省级大地构造研究为基础,②以1:150万大区大地构造研究及编图为纽带,③综合集成1:250万全国大地构造研究及编图。

大地构造相单元分级分类、正确识别其特征、鉴别标志。大地构造单元分级分类(见下述)。进一步构建大地构造相分析方法(理论)体系的框架结构。

3.研究内容

综合地质构造研究工作是研究岩石圈板块在大陆动力学过程中由各种地质作用所形成的地质建造、地质构造及其相互关系。其研究内容包括:①以板块构造观为指导,运用将今论古的比较构造地质方法论和大地构造相时空结构分析方法,依据中国大陆各种地质构造建造实际,精细划分特定构造阶段和大地构造环境中形成的、各个不同尺度、不同岩石构造组合的构造单元;②厘定构成地壳表层构造的存在状态、结构组成和组合系统,揭示在空间上形成于不同部位和不同深度的构造单元彼此间的相互关系及其演化过程。以服务于成矿地质背景、成矿地质条件和资源预测勘查评价需求。

针对《矿床模型综合地质信息类比预测方法》框架思路中提出的26项一级要素,确定出需要研究的与大地构造有关的二级预测要素共21项。

一级要素“大地构造位置”中的二级预测要素(共12项):

①大地构造分区;②大地构造相名称及大地构造相划分方案;③大地构造相特征;④地质建造类型;⑤区域构造环境;⑥预测工作区范围大地构造位置;⑦编图工作区范围大地构造位置;⑧各级成矿带大地构造位置;⑨矿集区大地构造位置;⑩矿田地质构造位置;(11)矿床地质构造位置;(12)预测区大地构造位置。

一级要素“大地构造演化阶段”中的二级预测要素划分(共9项):(13)构造旋回;(14)构造演化阶段;(15)构造期;(16)预测工作范围构造演化阶段;(17)成矿带构造演化阶段;(18)矿集区构造演化阶段;(19)矿田构造演化阶段;(20)矿床构造演化阶段;(21)预测区构造演化阶段。