黔北铝土矿稀土元素富集机制——以新民铝土矿为例

通过对黔北新民铝土矿岩矿石稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素特征与富集机制。研究发现:黄龙组灰岩呈"平坦型"稀土元素配分模式,韩家店群泥岩、梁山组炭质泥岩及大竹园组(含矿岩系)呈"右倾型"轻稀土富集特征,而大竹园组随着风化作用的增强从陡"右倾型"的铝质泥岩→缓"右倾型"的豆状、致密块状、碎屑状铝土矿→缓"左倾型"土状铝土矿的特征。且含矿岩系由底到顶,∑REE具减少趋势,顺着其倾向∑REE有下降趋势,沿着走向其有升高趋势;这受到不同底板岩性及厚度大小的影响,底板泥岩比灰岩更易使含矿岩系富集稀土,同为灰岩,其厚度越大其稀土总量有富集趋势。而∑REE受到矿物组合(岩性)控制,其有"含独高稀,鲕粒富稀,豆状少稀,高铝贫稀"特征。对实验数据进行分析和做相关性图解(Sr/Ba—∑REE、Sr/Cu—∑REE、δCe—∑REE、δEu—∑REE)可知,在干热气候的海相咸水环境更易使稀土富集,虽含矿岩系主要是在氧化环境中形成,但高∑REE样品易在还原环境中富集。     

黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集机制

通过对黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿样品主量和稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素富集特征以及底部层位中稀土元素的富集机制.研究认为:1)介质pH值以及剖面上铝土矿化程度是稀土元素富集的关键影响因素,含矿岩系底部由于地下水活性减弱以及碳酸盐岩基岩的影响,pH为中性到碱性,有利于稀土元素聚集,且铝土矿稀土元素含量随着风化程度的降低而增加;2)铝土矿底部的更高含量的粘土矿物是造成铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集的重要因素之一,REE主要的寄主矿物磷灰石也更易于在含矿岩系底部保存,而铝土矿底部自生稀土矿物的存在也是造成含矿岩系底部稀土元素富集的因素之一;3)针铁矿对稀土元素尤其是轻稀土元素发挥了重要的吸附作用,新木—宴溪铝土矿底部层位Fe含量相对较高,且含矿岩系底部接近中性到偏碱性的pH值,更有利于针铁矿的形成.4)稀土元素富集与氧化还原环境有关.该矿床底部部分样品Ce明显负异常,说明弱氧化的沉积环境可能有利于稀土的富集.样品的δCe与(La/Nd)N近似呈弱的负相关关系,表明轻稀土的富集可能与介质的氧化还原条件有关,在弱氧化的条件下,轻稀土越富集.     

重庆大佛岩铝土矿床地质特征、矿床成因及伴生矿产综合利用

重庆大佛岩铝土矿床位于渝南黔北成矿带内.铝土矿含矿岩系分布在二叠系栖霞组灰岩或二叠系梁山组炭质页岩之下、志留系韩家店组粉砂质页岩或石炭系黄龙组灰岩之上,为一套含铝黏土岩组合,矿体一般在含矿岩系中部,平面上连续分布;矿石以土状和致密状铝土矿为主,含少量砾屑状和土豆状铝土矿;矿石矿物主要由硬水铝石组成,次为高岭石.通过对含矿岩系微量以及稀土元素的分析,认为重庆大佛岩铝土矿床主要是在弱酸性、氧化环境中形成的具陆相沉积特点的铝土矿床,铝土矿物源主要来自陆源;从含矿岩系中稀土元素与基底页岩中稀土元素相关系数、稀土元素配分模式曲线来看,成矿物质来源主要为下伏志留系韩家店组粉砂质页岩.大佛岩铝土矿床不仅具丰富的铝土矿资源,同时伴生有REO(rare earth oxides)、Ga、Sc、Li以及V等多种有益元素.铝土矿中伴生Ga、V等的综合利用可同主元素铝的利用结合起来,但REO、Sc、Li等因受到多方制约,目前尚无综合开发利用的可行性.因此在开发铝土矿的同时,开展伴生元素综合利用研究具有重要意义.     

山西高家山铝土矿稀土元素地球化学特征及意义

山西沁源县高家山铝土矿床是山西省地质调查院于2013年发现的大型铝土矿床。本文通过对高家山铝土矿的研究,分析并研究铝土矿样品的稀土元素含量和地球化学特征,探讨稀土元素对于本区铝土矿成因和环境的指示意义。研究表明:该区铝土矿体的ΣREE总量较大,轻稀土元素相对富集,具有明显的Eu负异常;利用稀土元素图解大致反映出底板碳酸盐岩是本区铝土矿床的主要物质来源,铝土矿形成于被动大陆边缘地带海相或海陆过渡相环境。ΣREE与Al2O3含量相关性不大。本区矿床稀土元素含量达到或超过综合利用标准,具有巨大的潜在经济价值。     

黔中-渝南铝土矿含矿岩系稀土元素地球化学特征

黔中-渝南成矿带内,不同沉积环境形成的铝土矿含矿岩系,其岩石组合与REE特征有着明显差别。各沉积区铝土矿、黏土岩的∑Ce/∑y均大于1,皆以轻稀土为主。修文沉积区铝土矿、黏土岩的∑REE含量最多,重稀土相对含量最少,息烽-遵义沉积区的则均次之,黔北沉积区的铝土矿、黏土岩中∑REE含量最少,重稀土相对含量最多。区内铝土矿特殊稀土(TSE)含量排序为HoEuTbTmLu,黏土岩的TSE含量排序多为EuHoTbTmLu,与国内外各时代页岩一致。这些特征均与下伏基底岩石有密切的成因联系。修文沉积区九架炉组铝土矿含矿岩系的母岩,是寒武系碳酸盐岩与下奥陶统页岩、白云岩、灰岩;息烽-遵义沉积区九架炉组铝土矿含矿岩系的母岩,是下奥陶统页岩、白云岩和灰岩;黔北沉积区大竹园组铝土矿含矿岩系的母岩,则是下志留统页岩与上石炭统灰岩。各沉积区铝土矿、黏土岩REE特征与下伏母岩REE特征相似,它们之间可能具有继承性规律,因而可以追踪到铝土矿含矿岩系的物质来源。     

南川铝土矿沉积相特征

通过野外观察,在南川地区铝土矿含矿岩系中识别出一层底砾岩和一层分流河道沉积,结合岩性特征和B、Sr、Ba、Ga、Rb、MnO、TiO2等的地球化学特征,对南川地区铝土矿含矿岩系的沉积相进行了划分。认为南川地区铝土矿形成于中二叠世海侵过程中的陆缘近海湖环境,为沉积型铝土矿床。．     

黔东大田铝土矿(岩)伴生元素分布特征

通过对大田铝土矿矿床钻孔岩芯样品进行地球化学分析,探讨了矿床铝土矿矿石和围岩中的Li、Sc、Ga和稀土元素(REE)的分布特征.大田矿床赋矿层位为二叠系梁山组,研究发现含矿岩系中Li、Ga等元素有一定的富集特征.Li主要聚集在铝含量相对较少的的黏土矿物中,Ga在Al含量较高的土状铝土矿中未发生富集,但在剖面上与Al具有一定的相关性特征,并主要富集于含碎屑块状铝土岩下部,推测其分布形式受矿源岩演化作用的影响,与其它含铝矿物一起向下迁移富集.Sc主要以离子赋存的形式存在,其次为类质同象替代形式.对剖面上REE研究显示,含矿岩系在矿源岩风化淋滤过程中轻稀土元素(LREE)和重稀土元素(HREE)发生了一定程度的分馏,致使铝土矿层显示左倾的配分模式.虽然剖面上的脱硅作用未发育,但去铁作用使得含矿岩系中稀土元素与含铁矿物一起迁移,在底部的铁矿层中发生异常富集.     

贵州大竹园大型铝土矿稀土元素地球化学特征及其意义

贵州大竹园大型铝土矿是中国近年来取得重要找矿进展的大型铝土矿之一。以采自大竹园矿区栗园向斜不同部位铝土矿、铝土岩和黏土岩的样品为研究对象,分析了这些样品的稀土元素含量（质量分数）特征及空间分布特征,研究了稀土元素含量与铝土矿质量及成矿过程的关系,最后就稀土元素对于成因和环境的指示意义进行了讨论。结果表明：铝土矿、铝土岩和黏土岩稀土元素总含量（不包括Y）分别为107.07×10-6、185.00×10-6和246.28×10-6,依次增高,说明铝土矿的成矿过程是一个稀土元素贫化的过程,也是Eu异常和Ce异常趋于增大的过程,即相对于黏土岩来说,铝土矿具有高Eu异常、Ce异常的特征;相对于重稀土元素来说,无论是栗园向斜西翼还是东翼,铝土矿轻稀土元素相对富集,且轻稀土元素含量以及La与Yb含量之比均随深度变浅而增加;单纯利用稀土元素图解不能有效反映成矿物质的来源,但可以大体反映含矿岩系形成于海相或海陆过渡相环境;大竹园大型铝土矿与黔北其他铝土矿一样,总体上属于沉积型,可能与古喀斯特化过程、古风化过程有关。     

重庆车盘向斜南东翼铝土矿含矿岩系中镓的分布特征及控制因素分析

渝南地区蕴藏着丰富的铝土矿资源,但大多数品位较低,开采成本较高。而其中伴生的Ga等有益微量元素却具有巨大的潜在经济价值。但有关重庆地区铝土矿中镓的分布特征及控制因素的研究程度较低,为提升铝土矿的开采价值,综合利用其中的伴生有益组分,本文以重庆车盘向斜南东翼铝土矿含矿岩系为研究对象,依据41个样品的主量、微量元素分析测试数据,利用统计学原理分析了Ga的分布特征。结果表明,Ga在不同厚度的矿体及各类岩石中分布不均匀,Ga含量与Al2O3呈弱正相关、与SiO2呈弱负相关;Zr-Cr-Ga图解显示含矿岩系物质主要来源于基底韩家店组(S2h)粉砂质页岩,石炭系黄龙组灰岩为部分黏土岩的形成提供了物质支持。物源中Ga含量直接影响含矿岩系中Ga的含量,Ga在铝土矿中的存在形式也是一个重要的影响因素;另外,潮湿、炎热且酸性环境也有利于铝土矿的形成,有利于Ga的富集。     

贵州务川大竹园铝土矿床伴生镓富集规律及沉积环境特征

通过对贵州务川大竹园铝土矿床的研究,发现矿床中伴生镓的含量普遍超过了工业综合利用的最低指标。Ga在含铝岩系中均有不同程度的分布,Ga与TiO₂、Cr、Zr、Sn呈中等正相关关系,说明Ga可能赋存于含TiO₂、Cr、Zr、Sn的矿物中; Ga与Al₂O₃呈弱正相关关系,说明Ga可能以类质同象的形式存在于Al的化合物中。Sr/Ba=1.09~19.69>1,表明铝土矿形成于海相沉积环境; Th/U=1.72~12.31,表明铝土矿可能风化作用不彻底; Ga/Al=0.45~1.84,表明成矿介质酸碱度的变化幅度较小。从含矿岩系矿物组合中含黄铁矿、高岭石等矿物可以推断介质为酸性的可能性较大; 稀土元素(rare earth element, REE)球粒陨石标准化分布曲线向右倾斜,轻稀土元素(LREE)富集,重稀土元素(HREE)亏损,δCe显示为弱正异常,Ce/Ce^*=1.17~10.17>1,表明铝土矿形成于富氧的沉积环境,δEu显示为负异常,进一步表明成矿是以氧化环境为主。综合分析认为大竹园铝土矿床形成于以海相沉积作用为主的富氧的沉积环境。     

贵州务川瓦厂坪铝土矿床地质特征

研究表明[2~5],铝土矿产于中下志留统韩家店组(S1-2hj)页岩或上石炭统黄龙组(C2h)灰岩侵蚀面上,含矿层位为中二叠统梁山组(P2l),赋矿围岩主要为炭质页岩和铝土质页岩,分布受向斜构造控制,含矿岩系厚度与铝土矿层厚度、铝土矿石质量关系密切;矿床成因属古风化壳沉积型。     

黔北道真沙坝铝土矿矿床地质特征

沙坝铝土矿床是实施务正道铝土矿整装勘查以来,在道真向斜构造单元内发现的第一个大型铝土矿床,矿体产于石炭系中统黄龙组(C2hn)碳酸盐岩或志留系中下统韩家店组(S1-2hj)页岩、泥岩、砂质页岩及粉砂质泥岩之上。含矿岩系厚度、沉积基底、含矿岩系埋藏深度、厚度稳定性与矿石质量及厚度有关。成因属碎屑岩系侵蚀基准面(部分为碳酸盐岩溶蚀基准面)上的古风化壳沉积型铝土矿床[1-4]。     

鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组物源方向分析与三角洲沉积体系

首次利用稀土元素和微量化学元素,分析鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组母岩类型和物源方向。研究表明盆地中部延长组砂岩和泥岩的稀土元素地球化学特征、REE分配模式及微量化学元素蜘蛛图解相同,表现为轻稀土富集,重稀土亏损,铕、铈元素亏损;REE分配模式均呈“右倾斜、LREE富集、HREE平坦”型;微量化学元素蜘蛛图解具“四峰三谷一平台”型,曲线呈阶梯状分布;砂岩和泥岩的地球化学特征、REE分配模式及微量化学元素蜘蛛图解与盆地东北缘的太古代、元古代变质岩相一致,而与火成岩的重稀土富集、轻稀土亏损、“V”字型REE分配模式和“三峰两谷”型、曲线呈“W”字型分布的蜘蛛图解的特征有显著的差别。说明延长组母岩是盆地东北缘的太古代、元古代变质岩,主要物源方向为北东向。依据物源方向、沉积环境、砂岩岩石学特征、砂岩稀土元素和微量化学元素的地球化学特征,将鄂尔多斯盆地中部上三叠统延长组沉积划分为两大三角洲沉积体系,即北东向的安塞三角洲沉积体系、志靖三角洲沉积体系、安边三角洲沉积体系和北西向的盐定三角洲沉积体系。在三角洲沉积体系划分的基础上,详细阐述了不同三角洲沉积体系的岩石学特征、稀土元素和微量化学元素的地球化学特征及延长组长6-长2期三角洲沉积体系的演化过程。     

滇东南丘北县大铁铝土矿稀土元素特征研究

本文以丘北大铁铝土矿含铝岩系为研究对象, 通过ICP-MS分析测试, 研究了含铝岩系与下伏灰岩、玄武岩的稀土元素特征。研究结果表明, 丘北大铁铝土矿含铝岩系稀土配分模式曲线为向右倾斜的曲线, 与下伏马平组、黄龙组灰岩的稀土配分曲线相似, 而与峨眉山组玄武岩的稀土配分曲线相差较大; 灰岩具有较明显的Ce负异常和Eu负异常, 部分铝土矿和铁铝质岩具明显的Ce正异常和较明显的Eu负异常, 而多数铝土矿、铁铝质岩和铝质粘土岩则无明显的Ce、Eu异常。含铝岩系的稀土元素特征, 反映出其成矿物质来源于下伏灰岩而非玄武岩, 同时也反映出铝土矿的成矿物质来源于风化壳, 成矿物质搬运距离较近, 与海水的水合作用不甚明显。     

西秦岭下三叠统江里沟组构造环境和物源特征 ——来自碎屑岩地球化学、锆石U-Pb年代学的约束

甘肃省夏河—合作地区是西秦岭重要的金矿富集区之一,下三叠统江里沟组是区内主要的赋矿地层,主要岩性有长石砂岩、泥质板岩。砂板岩中SiO2=53.2%~69.34%,平均值62.36%;Al2O3=10.80%~17.46%,平均值14.20%;FeO=0.45%~4.85%,平均值3.31%;CaO=1.92%~7.66%,平均值3.59%。稀土元素总量较高,REE=117.97×10^-6~258.93×10^-6,平均=179.98×10^-6。经球粒陨石标准化,曲线明显右倾,富集轻稀土元素,δEu=0.55~0.77,平均值0.65,具有明显的负异常;经北美页岩标准化,可见曲线近似平行略向右倾斜,δEu=0.85~1.18,平均值1.00,不具有异常。锆石的年龄范围为260~2594 Ma,主要集中在印支期—海西期(峰值276 Ma、391 Ma)、加里东期(峰值463 Ma)、古元古代—新太古代(峰值1866 Ma、2501 Ma)三个阶段。通过碎屑岩主微量元素地球化学、碎屑锆石U-Pb年龄谱系、结合区域地质背景综合判断,江里沟组源区的构造环境主要呈现出大陆岛弧、活动大陆边缘的特征,物源主要是来自上地壳的长英质火山岩,绝大多数来西秦岭及其邻区同期岩浆岩,部分来自北秦岭构造带、祁连造山带及华北板块南缘的变质基底。本次研究为西秦岭地区构造演化提供了沉积学的证据。     

Geochemical and mineralogical characteristics of recent clastic sediments from lower Godavari river: Implications of source rock weathering

The major, trace and rare earth elements geochemistry and clay mineral compositions in the river bed sediments from lower reaches of Godavari river suggest that they are derived from weathering of felsic rocks. Trace and rare earth elemental compositions indicate evidence of sedimentary sorting during transportation and deposition. Lower concentrations of transition elements, such as V, Ni and Cr imply enrichment of felsic minerals in these bed sediments. The REE pattern in lower Godavari sediments is influenced by the degree of source rock weathering. The light rare earth elements (LREE) content are indicating greater fractionation compared to the heavy rare earth elements (HREE). A striking relationship is observed between TiO₂ and gZREE content suggesting a strong control by LREE-enriched titaniferous minerals on REE chemistry. Shale-normalized REE pattern demonstrate a positive Eu anomaly, suggesting weathering of feldspar and their secondary products, which are enriched in Eu. Chondrite-normalised REE pattern is characteristic of felsic volcanic, granites and gnessic source rocks. Trace elemental compositions in sediments located near urban areas suggest influence of anthropogenic activity. Chemical Index of Alteration (CIA) is high (avg. 65.76), suggesting a moderate chemical weathering environment. X-ray diffraction analysis of clay fraction shows predominance of clay minerals that are formed because of the chemical weathering of felsic rocks.     

贵州修文小山坝铝土矿中稀土元素地球化学特征

前人已经积累了大量贵州铝土矿的研究成果,但关于铝土矿与其中稀土元素的关系至今不清。本研究以修文小山坝铝土矿为例,通过ICP-MS分析测试,研究了矿石和围岩的稀土元素组成。结果表明,矿石中稀土配分模式为轻稀土富集向右倾斜型,具明显Eu负异常,与下寒武统娄山关群含泥质白云岩稀土特征参数和配分模式相似,指出该矿床成矿物质来源以下寒武统娄山关群含泥质白云岩为主,在相对氧化环境下经风化作用成矿。矿床中稀土元素主要富集于矿体及其周围,与Al2O3含量具正相关关系。矿石中稀土元素含量大多达到或超过综合利用标准,具有巨大的潜在经济价值。     

下扬子地区下寒武统幕府山组黑色岩系地球化学特征及其地质意义

为探讨下扬子地区下寒武统幕府山组底部富有机质黑色岩系的物源属性及源区构造背景特征,在南京幕府山剖面幕府山组底部系统的采集样品,并对其进行地球化学测试与分析。Th/Sc?Zr/Sc图解表明幕府山组黑色岩系未曾经历沉积再循环;通过分析主量元素比值特征、稀土元素（REE）配分模式、δEu、（La/Yb）_N及La/Th?Hf和La/Yb?∑REE判别图解,认为幕府山组黑色岩系源岩主要是花岗岩和富含长英质矿物的沉积岩等上地壳长英质岩石,存在基性岩的混入。从物源属性、地质年代关系、华南大陆构造演化历程等多方面考虑,源岩中花岗岩成分主要为新元古时期岩浆活动形成的岩浆岩,物源区为江南古陆（江南造山带）。通过分析K₂O+Na₂O?SiO₂、K₂O/Na₂O?SiO₂/Al₂O₃、La?Th?Sc、Th?Co?Zr/10和Th?Sc?Zr/10图解,认为幕府山组黑色岩系源区构造背景为被动大陆边缘。     

云南个旧锡铜多金属矿集区稀土元素分布特征

通过对云南个旧锡铜多金属矿集区内与成矿关系密切的玄武岩、花岗岩以及不同类型的矿石、围岩的研究,并进行了有关稀土元素地球化学参数的计算,对原始测试数据进行球粒陨石标准化后,分别建立了各种岩石、矿石的稀土元素配分模式。并对印支期的玄武岩、燕山中晚期含锡花岗岩和围岩等进行稀土元素特征分析与研究,认为个旧不同类型矿体稀土元素分配特征与其相关的围岩之间具有一定的继承性,矿集区的成矿物质来源具有多元和多期叠加的成矿特点。