四川盆地西缘上二叠统宣威组顶部泥岩、砂岩的地球化学特征及其地质意义

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径。了解四川盆地西南缘上二叠统宣威组物源,对于重建晚二叠世扬子克拉通周缘演化具有重要意义。本文对峨眉山地区宣威组顶部泥岩、砂岩开展了岩石学和全岩地球化学分析,进行了物源、沉积环境和构造背景的研究。宣威组泥岩主要成分为黏土矿物,SiO₂含量(平均49.42%)中等;砂岩成分大部分为火山岩屑,含有少量石英及长石,具中等的SiO₂含量(平均44.12%),属于杂砂岩系列。泥岩与砂岩均具有轻稀土元素富集、重稀土元素较右倾的稀土元素配分型式,微量元素相对大陆上地壳富集高场强元素(如Nb、Zr),亏损大离子亲石元素(如Sr、Ba)。根据地球化学分析结果结合已发表的扬子克拉通周缘二叠系沉积岩数据,认为上二叠统宣威组顶部沉积岩物源区经历了强烈的化学风化作用,沉积古环境为富氧的淡水沉积环境;宣威组顶部沉积物物源不仅来自于近源搬运的峨眉山高Ti玄武岩,还接受了扬子克拉通的补给,扬子克拉通西缘晚二叠世时期是活动大陆边缘沉积。     

黔西北玉龙地区稀土含矿层地球化学特征

黔西北玉龙地区稀土含矿层(Pxt)处于宣威组(P₃x)底部,假整合于峨眉山玄武岩组(P_2-3em)之上,是一套富集了Nb、REE的铁质、铝质黏土岩。研究表明,铁质段与玄武岩微量元素、稀土元素配分曲线形态基本一致,说明铁质段与峨眉山玄武岩具亲源性,主量元素投点反映出铁质段物源主要由峨眉山玄武岩提供。铝质段与玄武岩微量元素、稀土配分曲线存在差异,且主量元素投点显示铝质段物源具多源性,表明除峨眉山玄武岩提供物源外,还有部分中酸性岩浆物质提供部分物源。铁质段和铝质段均呈轻稀土富集型,铝质段富集程度更高,轻稀土元素中La、Ce、Pr、Nd富集明显,占轻稀土元素的85.76%～98.36%,重稀土元素中Gd、Dy、Er、Yb富集较明显,占重稀土元素的84.41%～89.33%。铁质段形成于水动力较弱的氧化环境,铝质段形成于水动力强-弱交替的氧化-还原界面,CIA、CIW、ICV值反映铁质段、铝质段经历过强烈的风化改造作用。     

中国东部新生代玄武岩稀土配分的分形结构因子与其它化学组成的相关性

本文提出了稀土配分分形结构因子概念和计算方法。利用这个新方法，计算了中国东部新生代玄武岩中稀土配分的分形结构因子。研究了这些因子与玄武岩主元素、稀土元素、分散元素和同位素之间的关系，并求出了其相关性参数。利用这些参数，求出了两个端元玄武岩的主元素和稀土元素含量；提出了五大莲池地区玄武岩可能与富钾交代地幔部分熔融作用有关，其它玄武岩的形成与软流圈地幔或岩石圈地幔部分熔融有关；玄武岩同位素的比值不仅受玄武岩浆地幔源区本身的特征制约，还可能受地幔岩部分熔融程度的制约。     

贵州威宁地区沉积型稀土含矿岩系成因与富集规律

贵州威宁地区宣威组底部稀土含矿岩系的成因类型一直有较大争议.在野外实地调查的基础上,运用矿物学、岩相古地理与地球化学等手段进行了系统性研究.结果显示,区内二叠系宣威组底部稀土含矿岩系广泛分布,连续性好,含矿段厚度为2~16 m,并伴生有铌、锆、镓等元素;稀土氧化物平均品位0.15%,最高可达1.60%.主量、微量和稀土元素分析表明威宁地区稀土含矿岩系中含有来自玄武岩及火山灰的典型矿物,稀土配分模式与玄武岩相比具有继承性,研究区化学风化作用较强、成分成熟度较高代表其经过长距离搬运,遭受了改造;峨眉山玄武岩为该稀土层提供了主要物质来源,稀土层受源岩成分的控制,经历了沉积分选及再循环作用,还遭受了来自上地壳的中酸性岩浆物质源区的混染.其成因机制可能为在晚二叠世炎热、潮湿、强风化的环境中,玄武岩经过风化剥蚀后,搬运至沉积基底低洼处的三角洲平原亚相中的洪泛平原微相环境,与火山灰一同沉积沉淀,在风化和淋滤作用下稀土等元素以离子形式被解析出来,从而被吸附性强的高岭石等黏土矿物吸附于表面,或进入矿物晶格,形成富稀土层.      

鄂尔多斯镇原地区下白垩统砂岩地球化学特征及其对物源区、构造背景的指示

本文通过对鄂尔多斯盆地镇原地区下白垩统砂岩进行主量元素、微量元素及稀土元素REE等地球化学分析, 就下白垩统砂岩的沉积再循坏特征、化学风化及其构造背景和物质来源等展开讨论。研究表明: ① 下白垩统洛河组、环河组和罗汉洞组的物源主体上具有相似性, 且在构造背景、物源区及物源特征上有良好的继承性。物源区总体具有富石英、富方解石胶结物、钾长石或富钾矿物较斜长石多的特点, 罗汉洞组较环河组和洛河组硅质更高、方解石胶结物更少、质更纯。稀土元素REE配分模式曲线一致, 轻重稀土分馏明显, 富集大离子亲石元素Ba、Pb、Sr和轻稀土元素, 亏损高场强元素Nb、Ta、Th、Y等,自下而上随着地层变新, 沉积岩中总的稀土含量有变小的趋势, 重稀土元素分馏程度减小; ② 研究区下白垩统砂岩原始物质主要为长英质与基性岩混合岩 (如中酸性侵入岩、长英质变质岩)及部分沉积岩。研究区大部分沉积物是鄂尔多斯盆地西南缘逆冲推覆带母岩风化剥蚀的产物搬运至此沉积形成, 系首次沉积的物质, 少数沉积物 (即风成砂)为就地再次搬运堆积形成, 系再循环沉积物质; ③ 在构造背景上具有以被动大陆边缘构造环境占主要优势的特点。碎屑物主要来源于陆块源区, 其次来源于再旋回造山带和混合源区。     

贵州修文比例坝铝土矿成矿物质来源及沉积环境研究

本文以比例坝铝土矿为对象,研究了矿床稀土元素地球化学特征,U、Th等沉积地球化学标志元素特征,进而对其成矿物质来源、沉积环境进行了讨论。结果表明,矿石中稀土配分模式为轻稀土富集型,具明显Eu负异常,与下寒武统娄山关群白云岩稀土特征参数和配分模式相似,矿床成矿物质可能主要来源于寒武统娄山关群白云岩。沉积环境为以相对还原环境沉积为主导、形成于半咸水-咸水淡化泻湖环境。     

贵州盘州地区中三叠统关岭组底部绿豆岩地球化学特征及沉积环境分析

为了查明盘州地区绿豆岩中锂多金属富集情况,本次工作在盘州地区中三叠统关岭组底部地层中共采集21件绿豆岩样品。分析测试结果显示,Li的含量介于5767×10-664137×10-6之间(平均33243×10-6),最高含量相当于014%的Li2O含量;轻稀土元素(LREE)含量介于9597×10-651612×10-6之间(平均25778×10-6),最高含量相当于006%的REE2O3含量,高于风化壳离子吸附型稀土矿床轻稀土最低工业品位005%0098%。通过对盘州地区绿豆岩进行系统的微量元素和稀土元素地球化学分析表明:绿豆岩大部分微量元素含量与上陆壳元素丰度几乎相符,相对富集Li、Y、Cs、Rb等稀有元素,亏损Tl、Ba、Sr、Cd、In等分散元素和过渡元素Ni;稀土元素总量(∑REE)介于10837×10-658976×10-6之间,平均值为29570×10-6,稀土元素配分模式图显示轻稀土富集的右倾型分布特征,具有较明显的负Eu异常;(La/Yb)CN、(La/Sm)CN和(Gd/Yb)CN显示,轻重稀土之间分馏明显、轻稀土分馏中等、重稀土分馏程度不明显;由稀土元素Eu异常和La/Yb-ΣREE图解可知,绿豆岩母岩来源于沉积岩、花岗岩和碱性玄武岩—大陆拉斑玄武岩的混合,其中沉积岩组分来源于北侧的泸州隆起区,母岩中的花岗岩和碱性玄武岩—大陆拉斑玄武岩组分则与火山喷发有关;绿豆岩铈异常(Ceanom)、Sr/Ba和Rb/Sr说明,盘州地区绿豆岩总体形成于气候温暖潮湿的半局限台地,处于淡水—半咸水沉积环境,水体呈弱还原—氧化状态。     

囊谦古近纪盆地砂岩地球化学特征及其对物源和沉积环境的指示作用

砂岩地球化学特征对物质来源、古气候和沉积环境具有十分重要的示踪和指示作用。通过分析砂岩的微量元素和稀土元素含量的变化,研究了囊谦盆地沉积环境、古气候及物源特征。结果表明:囊谦古近纪盆地的古环境为气候干旱炎热、氧化环境;微量元素中的深源元素低于地壳粘土岩中的平均值,说明物源为陆源物质,而陆源元素则与地壳粘土岩中的平均值相当,反映沉积速度快;砂岩的REE北美页岩和球粒陨石标准化配分模式表现出轻稀土元素富集、重稀土元素亏损但变化平缓,反映典型的沉积成因特征;Th/Sc、Th/U、La/Th元素比值和La/Sc-Co/Th、Th-Hf-Co、La/Yb-∑REE以及砂岩函数判别图解显示囊谦古近纪盆地碎屑岩物源具有多样性,主要来自于上地壳长英质源区,源岩可能为沉积岩、酸性火山岩和拉斑玄武岩的混合。     

黔西北玄武岩风化壳稀土地球化学特征

黔西北玄武岩风化壳中的稀土矿是一个分布广泛、稀土含量较高的新类型稀土矿。本文主要通过岩相学、矿物学和地球化学的方法,系统研究了该稀土矿层的岩石组构、矿物组合及地球化学特征,探讨了该地区稀土迁移富集机理。结果显示该风化壳稀土矿层厚度大(单层厚度0.1～0.5 m,总厚度约5～15 m)。矿石中主要矿物为高岭石(60%～80%),次要矿物为蒙脱石(2%～8%)、赤铁矿(5%～20%)。稀土总量较高(144～2288×10-6),具轻稀土富集特征,并且稀土含量高的样品均为高岭石粘土岩。稀土配分模式图中显示明显负铕异常(0.22～0.85),铈异常变化较大(0.86～1.63)。综合分析认为玄武岩风化壳中的稀土元素的富集和高岭石的含量密切相关,稀土元素可能在偏还原的环境中被高岭石颗粒吸附。     

扬子板块西北缘热水沉积硅质岩稀土元素配分模式的影响因素

本文对四川省若尔盖县北部-甘肃省迭部县中-下志留统(兰多维列统(Llandovery)-温洛克统(Wenlock))富有机质热水沉积硅质岩及下伏震旦系火山岩进行了以稀土元素地球化学为主的研究,目的是探讨热水沉积硅质岩稀土元素来源及其配分模式的主要控制因素,并建立相应模式图。主要对1个钻孔、2个剖面共28件硅质岩的岩相学、扫描电镜、稀土元素(重点)特征,1个剖面的14件火山岩的主量元素、稀土元素(重点)特征进行了研究。黑色热水沉积硅质岩的岩相学、扫描电镜分析显示,其具有典型的沉积构造特征,后期弱变质;下伏震旦系火山岩样品的TAS图显示其主要为酸性火山岩,少量为基性火山岩。结合前人研究成果,对下伏震旦系火山岩与上覆地层中早-中志留世热水沉积硅质岩的稀土元素对比分析后发现:(1)张性构造环境是产生热水沉积硅质岩的动力学因素,而热水沉积硅质岩稀土元素主要来源于热水流体、古海水(混有陆源物质)、下伏地层中的稀土元素。(2)热水沉积硅质岩的稀土元素的相对丰度中存在一个阈值(或区间):在这个阈值之下,轻稀土元素(LREEs)配分模式及含量与热水流体一致,而重稀土元素(HREEs)配分模式与下伏火山岩的重稀土元素配分模式一致;在这个阈值之上,轻稀土元素(LREEs)配分模式则主要显示了与热水流体混合的古海水(混入有陆源物质)的特征,此时的热水沉积硅质岩的轻稀土元素配分模式及含量与平均上地壳的轻稀土元素配分模式一致,而重稀土元素(HREEs)配分模式仍然与下伏火山岩的重稀土元素配分模式一致。因此,在一定条件下热水沉积硅质岩可以指示古沉积构造环境。     

贵州织金磷块岩型稀土矿含矿岩系REE地球化学特征与稀土富集

贵州织金下寒武统戈仲武组(?1gz)磷矿富集大量稀土,但是磷块岩中REE富集机制问题尚不清楚。本文对贵州织金不同稀土含量区间(262×10~(-6)、262×10~(-6)～527×10~(-6)、527×10~(-6)～761×10~(-6)、761×10~(-6))的磷块岩的研究表明,磷块岩的稀土配分均显示出Ce负异常、Eu无明显异常、MREE富集以及富集重稀土元素Y的特征。(La/Sm)N-δCe及δPr-δCe图解显示织金磷块岩Ce异常为真实的Ce异常,代表磷块岩形成在氧化环境。但当时海水的氧化环境并不是控制MREE富集的决定因素。(La/Sm)N-SmN、(Gd/Yb)N-YbN散点图显示MREE富集是稀土在富集过程中稀土发生分异的结果。(Dy/Sm)N-δEu散点图以及Eu无明显异常说明织金磷块岩形成过程中可能无热水作用的参与。地史时期"老磷块岩"普遍存在重稀土亏损的特征。     

中国磷块岩型稀土矿资源前景分析

磷块岩中通常伴生有稀土元素富集,是一种潜在、具有很高开发利用价值的稀土资源。我国磷块岩型稀土矿分布广、稀土含量高、具有综合回收价值,是仅次于独立稀土矿床的伴生稀土资源。通过统计全球及中国磷矿时空分布规律,总结中国典型磷块岩型稀土矿床的矿床成因、地质背景、沉积环境、岩石组合、REE地球化学特征。在此基础上,结合P_2O_5与ΣREE、δCe、δEu、MREE/ΣREE和MREE/LREE在各时代之间的对比及耦合关系,讨论各时代稀土配分模式,讨论磷块岩中稀土富集机制与控制因素问题,讨论中国典型磷块岩型稀土矿资源储量。同时总结国内对磷块岩中稀土高效、环保的提取技术,对工业化开发利用磷块岩中稀土资源具有良好的可行性。因此,从磷矿中提炼稀土资源可以获得很好的社会价值和经济效益,能有效缓解我国南方离子吸附型稀土开采带来的环境污染、生态破坏,为日益枯竭稀土资源提供新的资源途径。     

贵州织金硅质磷块岩型稀土矿稀土浸出规律

贵州织金含稀土磷矿储量大,种类多,其中硅质磷块岩型稀土矿出露在地表,磷与稀土品位均比较高,最易开发。为更好地利用硅质磷矿岩型稀土矿,需要查明矿石性质,研究其稀土浸出规律。研究结果表明:稀土主要赋存在胶磷矿中,在胶磷矿中均匀分布,具有类质同象替代的特征,物理选矿不能分选稀土,只能采用化工或冶金方法提取。在磨矿细度-0.074 mm 80%、20%盐酸液固比为2.3、酸过量系数为1.0、室温搅拌浸出60 min,搅拌强度800r/min,稀土浸出率达到94.65%,磷的浸出率达到98.91%,胶磷矿中类质同象替代的稀土随磷一起被浸出,稀土与磷呈现同步浸出的规律。本研究取得良好的技术指标,为后续稀土的提取研究工作打下一定的基础。     

牦牛坪稀土矿床成矿作用浅析

牦牛坪稀土矿受哈哈断裂带控制,呈带状分布,由大脉状、平行脉状、网脉状的稀土矿脉穿插贯通,与周围交互的碱长花岗岩、英碱正长岩、流纹岩、云煌岩等围岩构成地质体。霓石英碱正长岩是稀土成矿的物质基础和富集体,由它演化生成的碱性基性岩脉和方解石碳酸岩脉均为矿(化)脉,代表了先后两次热液成矿高潮;含霓石碱性花岗斑岩的生成,宣告了大规模稀土成矿作用结束。本文通过分析控矿地质因素、成矿物质来源、成矿温压、成矿时代,探讨其矿床成因,总结了成矿模式。。     

贵州织金新华含稀土磷矿床稀土元素地球化学及生物成矿基本特征

对贵州织金新华含稀土磷矿床进行的稀土元素及微量元素分析结果表明，磷块岩中普遍富集稀土元素，稀土总量∑REE较高，并富集Y元素及La，Nd等轻稀土元素。LREE／HREE比值较高。含稀土磷块岩普遍具Ce负异常，显示其对源区的继承性。指示成磷环境处于氧化程度相对较高状态。稀土元素球粒陨石标准化模式曲线、北美页岩标准化模式曲线、Ce元素异常、LREE／HREE比值、微量元素特征及岩石矿物特征表明，织金新华含稀土磷矿床具以正常海相生物-化学沉积等为主伴有海相热水沉积混合成因的特征。在磷矿成矿过程中沉积物沉积时，活体生物及死亡残骸不同程度地摄取和富集了La，Nd，Ce等稀土元素、Y元素及其他微量元素，沉积在含磷层位，构成大量的含稀土、含生物碎屑白云质磷块岩。     

四川冕宁木落寨稀土矿床稀土矿化与围岩特征

木落寨矿床是冕宁—德昌稀土元素(REE)矿带内的主要稀土矿床,位于矿带北段,雅砻江断裂以西。该稀土矿床的形成与正长岩-碳酸岩杂岩体密切相关。与冕宁—德昌REE矿带中其它矿床例如牦牛坪、大陆槽矿床不同的是,牦牛坪和大陆槽矿床的围岩主要是石英闪长岩,而木落寨REE矿床中围岩较复杂,主要有大理岩、绿片岩、碱性花岗岩等。已有研究表明石英闪长岩并不是牦牛坪和大陆槽矿床稀土元素的主要来源,对木落寨矿床来说,围岩对成矿的作用还需进一步研究。采用ICP-MS与XRF,对大理岩和绿片岩这两种主要的围岩进行主微量元素分析,全岩稀土配分曲线显示轻稀土亏损(大理岩3×10~(–6)~20×10~(–6),绿片岩62×10~(–6)~74×10~(–6)),重稀土平坦,总稀土含量低(大理岩4×10~(–6)~21×10~(–6),绿片岩86×10~(–6)~97×10~(–6)),与本次研究的木落寨正长岩中稀土含量(592×10~(–6)~2 026×10~(–6))和以往研究的冕宁—德昌成矿带其他三个矿床的碳酸岩-正长岩杂岩体中稀土含量(碳酸岩2 470×10~(–6)~40 807×10~(–6),正长岩630×10~(–6)~3 233×10~(–6))相比,大理岩和绿片岩中稀土元素含量过低,显示在稀土物质来源上,这两种围岩可能对成矿贡献不大,根据剖面展示,矿体大部分出现在正长岩裂隙中,极少部分出现在正长岩和大理岩接触面中,大理岩可能提供碳酸根离子,促进交代和成矿作用的进行。木落寨矿石类型主要是细脉浸染型,少量为条带型。通过手标本、镜下和BSE图像观察,脉石矿物主要有萤石+方解石+重晶石+石膏+黄铁矿+方铅矿+石英+金云母等,矿石矿物为氟碳铈矿,氟碳铈矿叠加在已形成的脉石矿物之上,显示矿床主要形成于热液阶段最晚期。     

贵州织金低磷层磷矿稀土赋存状态与磷矿浮选工艺研究

对贵州省织金地区低磷层磷块岩型稀土矿石进行XRF、ICP、SEM/EDS、FIB-SEM分析。矿石中P2O5含量为9.97%、稀土总量为899.52μg/g,稀土以钇和镧、铈、钕为主。稀土元素赋存状态研究表明,稀土元素以类质同象形式赋存在胶磷矿中。采用浮选机反浮选方法进行选矿工艺研究。实验筛选出NECP6号为捕收剂,对捕收剂种类、用量、磨矿时间、硫酸用量和磷酸用量等浮选工艺条件进行了实验研究,结果表明:当NECP6号捕收剂用量为2.8 kg/t,磨矿时间25 min,硫酸用量为6.5 kg/t,磷酸用量为24 kg/t,浮选5 min情况下浮选效果最好,实验样品经一粗一精选别,精矿品位从原矿品位10.64%提升到20.58%,回收率81.30%,尾矿品位降至3.69%,浮选效果较好。     

闽浙沿海岸泥质沉积物的稀土元素地球化学特征

对位于闽浙沿海岸泥质区北部的DD2孔沉积物采用激光粒度仪进行了粒度分析,采用ICP-MS进行了稀土元素质量分数测定,分析了该孔稀土元素质量分数与粒度的关系,讨论了稀土元素组成及分馏特征,并与长江、黄河沉积物进行了对比.分析表明,该孔沉积物的w(HREE)、w(LREE)均明显高于长江和黄河沉积物,并随粒度变细而增大,其中Ce的富集造成DD2孔相对更富LREE;[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N、[w(Gd)/w(Yb)]N的变化相对较小,且这3个参数的值略小于黄河沉积物的值,而远小于长江沉积物的值,但[w(La)/w(Sm)]N的变化大,且与长江沉积物的值更为接近.这说明该孔沉积物轻重稀土元素分馏、HREE之间的分馏均要弱于长江、黄河沉积物,特别是HREE间的分馏程度,DD2孔要弱得多;而LREE间的分馏程度,DD2孔总体上要比长江和黄河沉积物显著.DD2孔沉积物的δ(Ce)和δ(Eu)平均值分别约为0.92和0.66,即Ce为弱亏损,而Eu异常明显.黄河改道前后该区沉积物的稀土元素地球化学特征无明显变化;从稀土元素组成特征上也难以识别出其物质来源是长江还是黄河,产生这种现象的主要原因是黄河和长江沉积物REE的组成及其特征差别不大以及粒度的控制规律,其中[w(La)/w(Lu)]N、[w(La)/w(Yb)]N随粒径减小呈现出变小的趋势.     

碳酸岩流体及其稀土成矿作用

火成碳酸岩熔浆可侵入到大陆和洋壳构造环境 ,多数大陆构造环境下的碳酸岩在时间和空间上与地壳减薄事件有关 ,高温下它具有极强的搬运碱金属、大离子亲石元素和高场强元素的能力。碳酸岩中可能出现的原生包裹体有两相水溶液 (气 +液 )包裹体、含子矿物多相水溶液包裹体、含CO2 包裹体和CO2 +盐水溶液混合多相包裹体以及硅酸盐玻璃质熔融包裹体等。碳酸岩型稀土矿床中赋存的流体包裹体类型也可分为气液相、含碳水溶液相和气液固多相包裹体 ,包裹体中稀土子矿物的出现是该类矿床最显著的特征。富碱碳酸岩流体中REE ,Sr ,Th和Fe等都具有极高的溶解度 ,水岩反应和流体不混溶是造成成矿热液中REE及Fe等沉淀成矿的关键因素 ,REE的迁移沉淀可延续到低温、低盐度的成矿晚阶段