新疆东戈壁钼矿弱胶结层元素分布规律研究

以新疆东戈壁钼矿为例,研究矿体上方弱胶结层不同粒级土壤中元素分布规律及成因,主成矿元素活动态赋存形式,为金属活动态测量法在戈壁荒漠区寻找钼矿提供依据。本次研究发现,Mo、Cu等成矿及伴生元素在弱胶结层(10~40 cm)中倾向于向两"极"富集,即最粗粒级(-4~+20目)和最细粒级(-160目)含量较高。在粗粒级中富集与粗粒岩屑保留了原岩矿化信息有关;在细粒级中富集与细粒土壤中粘土矿物、铁锰氧化物能有效捕获从深部矿体迁移上的活动态金属元素,形成元素含量二次叠加有关。活动态Mo、W元素主要赋存于水提取态中,活动态Cu主要赋存于铁锰氧化物态中。在大面积基岩出露的剥蚀戈壁区,采集弱胶结层粗粒岩屑样品即能反映异常;在覆盖区进行钼矿地球化学调查时,采集弱胶结层中细粒级样品为佳,能有效捕捉深部含矿信息。     

金属活动态测量在东戈壁钼矿找矿效果研究

戈壁覆盖区常常出现较厚的覆盖层和坚硬钙积层,采用常规地球化学测量方法找矿效果不理想,金属活动态测量法对该区域不同类型隐伏矿体有良好的指示效果,但对隐伏型钼矿床指示效果研究较少。以新疆东戈壁钼矿为例,对比研究弱胶结层土壤中Mo,W和Cu元素全量和金属活动态含量对矿体的指示效果,探讨元素在土壤中主要存在形式。研究发现,在剥蚀戈壁区采集-4~+20目粗粒级土壤样品,可有效指示隐伏矿体,在堆积戈壁区采集-160目细粒级土壤样品,并测试成矿元素金属活动态含量,可有效指示深部隐伏矿体。钼矿体上方弱胶结层细粒级土壤中存在活动态的二次叠加含量,其中活动态Mo,W元素主要赋存于水提取态中,活动态Cu元素主要赋存于铁锰氧化物态中。     

土屋铜矿上方覆盖层元素分布规律研究

通过对土屋铜矿上方覆盖层不同层位样品进行分析发现，成矿元素Cu在覆盖层底部靠近基岩的原地风化残积层和地表弱胶结层中富集，而在地衰弱胶结层中又倾向于向两“极”富集，即在最粗粒级和最细粒级含量较高．考虑到采样效率和成本等综合因素，在区域调查中，以采集弱胶结层（5～40cm）、细粒级样品（-160目）为最佳采样介质．     

金窝子矿带戈壁覆盖区化探深穿透找矿方法研究

以金窝子金矿带为例，重点研究东天山地区戈壁覆盖层的分带结构、成分、性质和成因，以及金等成矿元素在干旱景观区表生迁移与矿化信息的传递机制。通过垂直剖面分析查明，戈壁覆盖层主要由坡-冲积层和冲-洪积层互层构成，其中坡-冲积层属当地风化产物，包含局部矿化信息，称为砾土戈壁；而冲-洪积层为运积物。两层均普遍经受戈壁化作用，形成以石膏为主的钙积层障。两互层均包含金等元素的矿化信息：在大比例尺详查找矿中采集坡-冲积成因的砾土戈壁层粗粒级(20—40目)，能够揭示局部矿化地段；而在小比例尺区域地球化学测量中采集冲-洪积层中的细粒级(-160目)样可以圈定区域金矿化带。     

广东北市地区1∶5万水系沉积物测量粒级试验

在广东北市地区选择310 km2试验区开展1∶5万水系沉积物测量粒级试验。在同一采样点位分别采集-10~+80目和-60目两种粒级的样品,进行多元素含量测试,从水系沉积物粒级分布特征、元素含量分布特征、富集倾向性和地球化学特征4方面对上述两种粒级试验效果进行综合评价。结果表明:(1)水系沉积物中-10~+80目粒级段样品占全部样品的86.59%,质量上占有绝对优势;(2)除W、Sn、Pb外,试验区多数元素在两种粒级总体上具有相似的含量分布特征,且在高背景区或矿(化)区均不同程度富集于-10~+80目粗粒级,在低背景区或非矿(化)区则正好相反;(3)包括Au、Ag、Zn、Mo、Sb在内,多数元素-10~+80目粗粒级显示的区域地球化学分布与区域地质吻合度更高,地球化学分布界线与地质界线更为接近;(4)多数元素-10~+80目粗粒级显示的地球化学高背景-正异常区的规模和强度整体上大于-60目细粒级,Mo、Sb等尤为明显。因此,广东北市地区1∶5万水系沉积物的最佳采样粒级为-10~+80目。     

秦岭成矿带Pb、Zn化探异常与铅锌矿 常无对应关系的原因

秦岭成矿带中Pb、Zn化探异常区常无铅锌矿,而铅锌矿区又常无Pb、Zn异常,这种Pb、Zn异常与铅锌矿的不对应关系,通常导致大量的Pb、Zn异常无找矿指示意义,甚至给找矿评价、勘查部署选区工作带来了某些误导。本次的大量实验研究表明,秦岭地区水系沉积物中Pb、Zn元素主要在较粗粒级(-10~+60目)组分和细粒(小于140目)组分两端粒级中富集,而在中等粒度(80~120目)中贫化。以往所采用的统一粒度(-60目)样品分析所圈定的Pb、Zn异常,主要是细粒级吸附态的Pb、Zn在远离铅锌矿源区富集的反映,强化了远离矿源“次生富集”的信息。据此建议,在秦岭地区开展的面积性化探工作中,首先通过典型矿区粒级试验,建立区内不同背景区成矿元素的合理粒级范围,使所选用的粒度组合(粗、中、细粒)对在不同粒级中富集的元素更具代表性,改变秦岭Pb、Zn等化探异常指导找矿工作的被动局面,确保化探工作能更好地指导地质找矿和勘查部署选区工作。     

青海省高寒草甸区西部表生地球化学作用

依托大场大型金矿床对青海省高寒草甸区西部的表生地球化学作用进行了研究,发现风成沙集中在-40~+160目粒级段,富含SiO₂,而绝大多数元素的含量均很低;-20目残坡积土和-5~+20目草皮层土富集或基本富集了大部分金矿化指示元素,均可代表近源物质。从基岩→残坡积层→草皮层→水系沉积物,金矿化主要指示元素Au、As、Sb的平均含量在逐步降低,其他元素也多如此。在高寒准平原—丘陵区,地表存在着元素(特别是Au、As、Sb)被不同程度贫化或均一化的地球化学作用。     

河西走廊及其毗邻地区地表物沉积元素特征

笔者分析了河西走廊及其毗邻地区的戈壁(石漠)、河流平原(石羊河与黑河流域)、沙漠(腾格里和巴丹吉林)以及祁连山北麓等地表沉积物的元素组成,并对研究区不同地表类型沉积物和洛川黄土的元素组成进行对比。结果表明:研究区不同地表类型松散堆积物之间地球化学特征具有较好的一致性,可能来自于祁连山的高山作用过程,即从祁连山至沉积尾闾的物质搬运导致研究区物源趋于一致;洛川黄土和研究区微量元素以及特征元素配分模式吻合较为良好,暗示了黄土高原的粉尘物质源区可能主要为河西走廊及其毗邻地区的戈壁、河流平原以及沙漠;细粒物质在祁连山向河西走廊的搬运过程中,物质经过一定程度的风力和水力分选,造成粗颗粒物质富集。因此,戈壁、河流平原和沙漠地表细粒物质风化指数较祁连山坡麓沉积物偏低。其中,腾格里和巴丹吉林沙漠又经受风力作用,中值粒径最大、风化指数最低。     

鄂尔多斯盆地砂岩型铀矿深穿透地球化学勘查方法实验

鄂尔多斯盆地尚未开展区域化探扫面工作。文中以东胜砂岩型铀矿区为例,开展深穿透地球化学勘查方法实验。东胜铀矿床产于侏罗系直罗组下段,为隐伏矿床。研究发现,富含细粒级地表结层是半干旱盆地砂岩型铀矿区域地球化学勘查的有效采样介质。在东胜砂岩型铀矿区及周边2 000 km2的方法实验中,每4 km2采集一个样品,过筛后取-200目进行全量分析,在矿化出露区及隐伏矿区圈出了铀及相关元素的地球化学异常。对元素比值R=lnU/(lnCe+lnY+lnZr+lnNb)在不同区域分布特征的研究表明,样品中活动态铀是形成铀异常的主要原因,提取细粒级土壤组分进行全量分析,可作为区域深穿透地球化学的砂岩型铀矿找矿指标。在矿床尺度深化穿透地球化学勘查方法中,因实验区地形特点使得富含细粒级地表结层样品不易普遍取得,地表土壤的全量分析不能满足勘查要求,需要采用铀专属性强的提取试剂进行元素活动态分析。文中采用作者研制的MML-U活动态提取剂,在东胜铀矿区孙家梁矿段剖面实验中,成功探测到矿体上方土壤中的U、Mo、V等元素的活动态异常。     

高山峡谷区影响土壤测量找矿效果的元素表生活动特性研究

研究发现，高山峡谷区内土壤中元素的表生活动以表生富集作用为主，元素表征富集作用的程度、富集层位和粒级等受矿化作用和自然风化作用双重影响。非矿化地段土壤中元素的表生富集程度较矿化带处土壤中元素表生富集程度更强；矿化带处B层土壤比A层土壤中元素的富集强度稍大，元素明显地富集在粗粒级组分中；近矿（化）带的非矿化地段，A、B两层土壤仍受到矿化组分的影响，A层土壤比B层土壤受到的影响更加明显，粗粒级组分比细粒级组分反映敏感，C层土壤中元素在细粒级组分中轻微富集。根据本次研究结果，调整了高山峡谷区土壤测量工作方法，经试点测量验证，找矿效果良好。     

广东凡口铅锌矿区灰岩风化土壤指示元素富集粒度及存在形式研究

通过广东凡口铅锌矿区灰岩风化残积土壤指示元素富集粒度和存在形式的研究,证实了指示元素在粗、细两端元粒级富集的倾向。但小于200目的细粒级富集稳定性更好。建议将野外直接过200目筛网的土样送交分析。证实了铁锰氧化物是指示元素的主要载体相。锰氧化物比铁氧化物更富集成矿元素。采用土壤重砂的电磁性部分作为样品介质或采用部分提取的方法,均可提高土壤地球化学异常衬度和分析灵敏度。     

荒漠戈壁区超低密度地球化学调查与评价——以东天山为例

中国的干旱荒漠戈壁区,约占国土面积的1/4.自然特点是极其干旱,沙漠和戈壁广布,土壤呈碱性.大部分面积尚未进行区域化探扫面工作,即使进行工作的地区,由于风成沙和土壤碱性的影响,结果并不理想,难以了解整个地区资源潜力.超低密度地球化学方法经过近10年发展,已经显示它不受地表覆盖物影响,能够快速有效地圈定战略靶区.因此,超低密度地球化学方法被用于东天山1.5×105km2的调查试点研究,发现弱胶结层是干旱荒漠区超低密度调查的有效采样介质,并且深部含矿信息主要赋存在细粒级部分和氧化地球化学障中,使用细粒级部分与提取氧化物膜中的金属元素相互补充可以有效地识别含矿信息.使用超低密度地球化学方法可以达到迅速、有效圈定有利于大型矿床或矿集区战略靶区的目的.通过1.5×105km2地球化学调查,制作了30余种元素地球化学图,填补了东天山部分地区地球化学空白.新发现远景Cu、Au、U和W异常10余处,并发现东天山存在3条Cu异常带东天山北带、中带和南带,其中土屋铜矿和黄山铜镍矿都位于中带,新发现的维权铜矿位于南带,北带还有待于进一步证实.相信这些异常的发现,对今后整个东天山矿产勘查的战略部署具有重要意义.     

安徽宿松、繁昌地区武穴组沉积特征

通过对昌都地块古生代至中生代沉积岩相，沉积组合，古地理及生物群落与生物的深入研究及现有成果，提出了沉积地质与构造演化的五个阶段，以古中元古代的宁多群为代表的前寒武纪结晶基度形成阶段；以青泥洞群为代表的早古生代褶皱基底形成阶段，晚古生代台地型沉积为代表的稳定地块及火山弧至弧后盆地形成，演化阶段，中生代前陆盆地形成发展阶段及喜山期走滑拉分盆地发展阶段，同时，表明了介于冈瓦纳和劳亚两个超级大陆之间的特提     

黄土高原黄土和红粘土~(10)Be地球化学特征

充分认识元素和同位素在不同环境条件下的地球化学行为,是运用元素和同位素示踪环境变化的前提。对来自于黄土高原的黄土、古土壤和红粘土样品的宇宙成因核素10Be测量和化学成分分析,以及各种化学淋溶实验表明：10Be主要以吸附状态赋存于粉尘沉积物粘粒矿物的表面,部分已结合进自生的粘土矿物中;在粉尘沉积物风化过程中10BC与9Be和Al的活动性相似,基本没有发生迁移,其原因是连续沉积的粉尘含有大量的碱性物质,阻止了10Be的解吸附和淋滤;沉积和风化作用导致了10Be浓度与化学指标在黄土－古土壤和红粘土剖面中的协同变化。     

Deep-penetrating geochemistry of the Tuwu copper deposit, northwestern China

Desert terrains in northern China are covered by widespread regolith sediments which mask geochemical signals from ore bodies and are major obstacles to mineral exploration. There is a critical need to study the vertical distribution of elements in this regolith and to establish optimum sampling and analytical methods. The aim of this study is to understand the dispersion and variation of elements throughout the cover in a vertical profile. The results demonstrate that the main elements show a distribution pattern of enrichment in clay layers in the vertical profile, i.e., most elements tend to be enriched in the most upper part of the profile above the orebodies except for some elements like Cu, Ca and Ag. Meanwhile, both fine (-160 mesh) and coarse (+20 mesh) fraction samples from clay-rich horizons are favorable samples and selective leaching of the elements absorbed on clays or oxide coatings is effective for localizing buried deposits. The distribution of active Cu and Mo is quite different because chalcopyrite is weathered into Cu sulfate and CuCO3, and is precipitated in alkaline environments in a layer below close to the surface. Mo is soluble in the alkaline environment so it can penetrate the caliche layer and be enriched on the surface of soil enriched with weakly cemented clay.     

Microscopic morphology and elemental composition of size distributed atmospheric particulate matter in Urumqi, China

Microscopic morphology and elemental composition of atmospheric particulate matter (PM) in 13 different size fractions from 0.01 to 10 μm were studied using a Field Emission Scanning Electron Microscope with Energy-Dispersive Spectrometer (FESEM–EDX). The relative mass fractions exhibited a bimodal distribution with a major mode in the fine range (0.18–1 μm) and a minor mode in the coarse range (>1 μm), suggesting that the major pollution of PM is fine particles in this area of Urumqi atmosphere. The PM could be classified as follows: aluminosilicate/silica mineral, Si–Al rich fly ash, Fe oxide particle, Ti dominant particle, sulfate/carbonate crystal, carbonaceous aerosols (including soot, organic carbon, tar ball and irregularly shaped carbon). The soot and organic carbon with anthropogenic sources are dominant types in fine range samples (<1 μm). The natural source minerals and secondary synthesized sulfate/carbonate crystals were accumulated in the coarse range (>1 μm). Elemental composition of various types of particles (0.056–5.6 μm) was also analyzed by EDX. C, S, O, N, Si, Al, Fe, Ca, Na, K, Mg, Cl, F, Hg were detected in most samples. Si, Al and Ca accumulated in coarse fractions, while S and Hg mainly accumulated in fine fractions. Concentrations of 15 metallic elements in size range from 0.1 μm to 5.6 μm were divided into three groups based on their possible sources. (1) The crustal elements (Al, Mg, Fe, Mn and V), mainly present in coarse particles (>1 μm); and (2) the anthropogenic source elements (Ca, Ni, As, Cu, Pb, Cd and Hg). The concentrations of Ca and Ni increased with increasing particle size, while As, Cu, Pb, Cd and Hg showed opposite trends. As, Cu, Pb, Cd and Hg accumulated mainly in fine fraction (<1 μm). (3) The multi sources elements (Cr, Co and Se) possibly come from both natural and anthropogenic sources. High levels of heavy metals, especially Hg in nanosize particles, may pose great risk to human health.     

钙质碎屑对热带海滩砂粒度参数的影响分析

钙质碳酸盐碎屑是热带海滩沉积物的重要组成部分,其物理特性与海滩中的石英颗粒差异明显。对海南岛东部文昌铜鼓角两侧海湾海滩砂样采用除钙和不除钙两种预处理方法,使用Mastersizer 2000激光粒度仪和筛析法进行粒度分析,结果表明:除钙以后粒度频率曲线主体朝细偏,但在粒度频率曲线细尾(4~9)会新增一小峰;去钙前后粒度参数存在明显的线性相关,平均粒径、分选系数和偏态的相关系数依次降低;粒度参数的组合变化以“平均粒径变细、分选系数变好、偏态朝细偏”为主,但仍存在其他的组合变化;在对类似于铜鼓岭周边环境的海滩进行沉积物粒度分析及动力环境研究时,需要了解钙质碎屑含量和颗粒组成。     

甘肃西峰晚第三纪红粘土的化学组成及化学风化特征

通过对甘肃西峰红粘土样品的地球化学研究,发现其碳酸盐含量较高,而Si、Al、Fe等元素含量相对较低。为消除碳酸盐的影响,样品经酸溶处理后其化学组成十分均一,反映物质来源的一致性。稀土元素以及微量元素分布形式揭示出红粘土与第四纪黄土-古土壤风成成因的相似性。研究表明,红粘土的化学风化尚处于脱Ca、Na为主的早期阶段;CIA值和酸不溶物中的Na/K比及Rb/Sr比参数一致地指示了红粘土化学风化程度高于第四纪的黄土和古土壤,反映出晚第三纪以来黄土高原的气候由相对温暖湿润向第四纪逐渐变干变冷演化的总趋势。      

Geochemical-geomorphological Evidence for the Provenance of Aeolian Sands and Sedimentary Environments in the Hunshandake Sandy Land, Eastern Inner Mongolia, China

Identifying the provenance of aeolian sediments in the Hunshandake Sandy Land is of great importance for understanding the formation of the dune fields in the mid-latitudes and for deciphering information about desert’s responses to global change. By determining the major and trace elements concentrations of aeolian sands in three grain size fractions from the central and western parts of the Hunshandake Sandy Land, we systematically study the provenance and the depositional history of aeolian sands in this desert environment. Our results show that aeolian sands from the Hunshandake Sandy Land are enriched in SiO2 and are depleted in many other elements compared to those of the Upper Continent Crust (UCC). Variations of the immobile elements ratios like Zr/Hf, La/Yb, Th/Nb, La/Nb,LaN/YbN , GdN/YbN are relatively large in the coarse and medium fractions but minor in the fine fractions. Eu anomalies are quite different in the coarse fractions, but mostly positive in the medium fractions and all negative in the fine fractions. Decreasing tendency of Zr concentrations from the west to the east in the Hunshandake Sandy Land is evident in the coarse sands but rather weak in the fine grain size fractions. Our geochemical data indicate that the sources for the coarse and medium fractions of aeolian sands are diverse, influenced by local geology and geomorphology, while the fine sand fractions are more homogenous due to intensive mixture mainly by aeolian processes. Various ratios of immobile elements suggest that these sands should be sourced primarily from the surrounding mountains by fluvial/alluvial processes rather than from any remote territories. Aeolian sands with Ce negative anomalies are widely distributed in the Hunshandake Sandy Land, indicating that aquatic environments have occurred extensively prior to the occurrence of the dune field.