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.     

黔北务正道地区铝土矿稀土元素地球化学特征

选取新模向斜的一个钻孔剖面,对铝土矿的矿物组成及稀土元素地球化学特征进行了研究。铝土矿矿石矿物以一水硬铝石为主,另有少量一水软铝石。其次为高岭石、绿泥石等黏土矿物,以及少量重矿物。此外,在含矿岩系近底部还发现有富集Ce元素的矿物氟菱钙铈矿[Ce2Ca(CO3)3F2]。从剖面顶部至底部,铝土矿中稀土元素含量呈逐渐增加的趋势,且稀土元素参数LaN/YbN、LaN/SmN和GdN/YbN的数值均随深度逐渐增大。说明从剖面顶部至底部,稀土元素的淋滤迁出逐渐减弱,且稀土元素间存在一定的分异。稀土元素间的分异可能由不同的含稀土元素矿物抗风化淋滤差异所致。铝土矿稀土元素配分模式表现为LREE明显富集、MREE中等-弱富集、HREE相对平坦的特征,且具有明显的正Ce异常。δCe异常值随深度增加逐渐减小,接近含矿岩系底部,δCe异常值再次增大。含矿岩系上部的Ce异常是由氧化条件下Ce3+向Ce4+转变并形成方铈矿(CeO2)所致。随着深度的增加,含矿岩系的氧化性逐渐减弱,从而δCe异常值逐渐减小。接近含矿岩系底部,由于氟菱钙铈矿[Ce2Ca(CO3)3F2]的形成,导致δCe异常值再次增大。氟菱钙铈矿的沉淀可通过氟化物络合物(CeF2+或CeCO3F0)与Ca2+和HCO3-发生反应来完成。     

黔北务-正-道地区铝土矿镓含量特征与赋存状态初探

黔北务(务川)-正(正安)-道(道真)地区铝土矿是贵州铝土矿重要组成部分,对该区瓦厂坪、通塘底和高梁窝3个代表性铝土矿床的镓(Ga)及其一些主要和微量元素进行了分析,结合电子探针研究,初步探讨了ca在本区铝土矿中的赋存状态.结果表明:本区铝土矿及含矿岩系中的铝土质页岩中的Ga含量高,分别为56.1×10-6～131×10-6(平均91.0×10-6)和25.1×10-6～47.6×10-6(平均36.8×10-6),均达到铝土矿中Ga的综合利用指标(20×10-6),具有很高的综合利用价值;铝土矿中的Ga除可能以Al类质同象形式相对富集于Al矿物(主要为-水铝石)外,还有可能在金红石和锆石等重矿物中富集.     

黔北务—正—道铝土矿中稀土元素赋存状态

铝土矿中常伴生稀土等重要的战略性矿产资源,具有巨大潜在经济价值.本文通过化学物相分析,包括水溶相、离子相、胶态沉积相和矿物相4个相态进行逐级分离,以及碳酸盐类、有机质、铁矿物类、石英及硅酸盐类进行逐级分离等,研究了黔北务—正—道铝土矿中稀土元素的赋存状态.结果表明,该区铝土矿中稀土元素主要是以矿物相和离子相为主,水溶相稀土和胶态沉积相稀土极少,且矿物相稀土元素主要赋存于硅酸盐类矿物中.结合该区铝土矿矿物组成特征,认为粘土矿物是其中稀土元素主要的载体矿物,主要呈类质同象形式赋存于粘土矿物(如高岭石和绿泥石等)中,部分稀土元素呈分散状态被铝矿物(如一水硬铝石、软水铝石、三水铝石等)以及粘土矿物吸附.     

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.     

黔北旦坪铝土矿床含矿岩系伴生元素富集规律

黔北务正道地区铝土矿床(点)广布,许多矿床含矿岩系伴生多种关键金属元素,具有较高的综合利用潜力,旦坪铝土矿床是近年在该区新模向斜内新发现的大型矿床.本文在对该矿床典型含矿岩系剖面地质特征和矿物组合研究基础上,通过不同位置铝土岩和不同类型矿石的主量、微量和稀土元素含量分析,初步查明了该矿床中伴生元素的分布特征和富集规律.研究结果表明,矿区含矿岩系中多种关键金属元素不同程度富集,不同位置铝土岩和不同类型矿石中富集元素的种类及富集程度存在较明显差异,其与铝土矿化过程出现的矿物组合及含量密切相关.总体而言,本区铝土矿床中Li、Sc、Ga具有较大潜在综合利用价值,其中Li主要富集于含矿岩系中上部,而Sc和Ga富集于含矿岩系中下部.此外,含矿岩系下伏下志留统韩家店组砂页岩经历了相对较弱的脱硅、富铝和富铁作用,其中许多微量元素也有不同程度富集,如REE元素,但其机理尚有待深入研究.     

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。     

贵州务- 正- 道地区铝土矿含矿岩系中三稀元素赋存状态、富集机理及资源潜力

黔北务-正-道地区铝土矿含矿岩系为下二叠统大竹园组,与下伏志留系下统韩家店组或上石炭统黄龙组及上覆中二叠统梁山组均呈假整合接触,古沉积环境主要为浅湖相,矿床成因属古风化壳沉积型。勘查实践及研究表明:①含铝岩系的各类岩石、矿石中均富含Li、Ga、Sc、REE等三稀元素,在空间分布及不同矿石中含量变化大,相差1～3个数量级。Li在研究区东、西两侧含量相对高,常富集于含矿岩系上部及矿体中致密块状、豆鲕状矿石中;Ga在研究区北侧及含矿岩系中部较富集,Sc在道真沙坝—平木山一带富集程度高,在含矿岩系中含量变化小;REE相对富集于南部、显著富集于含矿岩系的下部。②含矿岩系形成于古赤道附近气候温湿、开放的氧化环境,铝矿物及高岭石、蒙脱石等富铝黏土矿物丰富,促进Li、Ga、Sc和REE等三稀元素以离子吸附态形式随铝土矿脱硅、去铁、降硫的成矿过程同迁移、同富集;同时由于Li、Ga、Sc、REE等三稀元素与Al、Zr、Ti、Nb、Ta、Hf、Ti、Cr、Th、U等亲石元素离子半径相近,地球化学性质相似,在铝土矿成矿过程中可能部分以类质同象形式赋存。③次生淋滤改造作用及环境pH变化,是促进独立稀土矿物形成及REE在含矿岩系底部富集的重要因素,含矿岩系下部的富稀土层中应有大量稀土以独立矿物存在(特别是∑REE800×10~(-6)的地段);古沉积环境、成岩成矿期后的地形地貌及构造运动影响约束了Li、Ga、Sc和REE的不均匀分布。④以含铝岩系为评价对象,研究区Li、Ga、Sc资源潜力及潜在经济价值巨大。     

重庆南川-武隆铝土矿含矿岩系稀土元素特征及其地质意义

重庆市南川武隆铝土矿是黔中渝南铝土矿成矿带的重要组成部分。为初步查明重庆地区铝土矿稀土元素的地质意义,弥补重庆铝土矿成因研究的不足,笔者以重庆南川武隆铝土矿含矿岩系为研究对象,分析稀土元素(REE)的地球化学特征。通过研究发现,稀土元素总量较高,多数样品轻稀土富集,重稀土不同程度亏损。由于含矿岩系中的REE含量在沉积后只有极微弱的变化,因此利用稀土元素的特征及有关参数对铝土矿含矿岩系的形成环境及其物质来源进行了初步判断:Eu中等负异常,含矿岩系以陆相沉积为主,部分为海相沉积;从含矿岩系样品稀土元素总和、Ce异常、Eu 异常情况来看,含矿岩系形成的古水介质呈弱酸性,含矿岩系主要形成于氧化环境中,氧化能力增强时有利于铝土矿的形成;含矿岩系物质来源具有多样性,志留系韩家店组粉砂质页岩与石炭系黄龙组灰岩均可能为物质来源。     

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。     

滇东南广南县砂子塘铝土矿床地球化学特征研究

砂子塘铝土矿床以Al_2O_3含量高、A/S值高为特征,是滇东南地区少有高品质铝土矿床。笔者以砂子塘铝土矿床沉积型铝土矿为研究对象,研究了该矿床沉积型铝土矿的地球化学特征,进而对其成矿物质来源、成矿环境进行了讨论。含铝岩系的稀土总量总体较高,具中等程度的Eu负异常,具Ce正异常和Ce负异常;稀土配分曲线均为向右倾斜的弱"V"字型曲线,斜率不等,反映稀土元素分馏程度不等。含铝岩系明显富集大离子亲石元素U、高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf、Th和亲铁元素Cr,其余元素则明显亏损。含铝岩系之中伴生有黑色金属Ti、稀土元素、分散元素Ga、稀有金属Nb和Li,可以与Al_2O_3一起综合利用。聚类分析显示,Al_2O_3与Nb、TiO_2、REE呈正相关,而与Ga、Fe_2O_3、Li呈负相关。含铝岩系灰岩标准化曲线为近水平的"U"字型曲线,含铝岩系的钛率(16.89)与下伏威宁组灰岩的钛率(13.09)接近,说明含铝岩系与下伏的威宁组灰岩关系密切。含铝岩系的Be含量低(3.60×10~(-6)),Th/U较高(6.07),多具Ce负异常,说明砂子塘铝土矿床来源于风化壳,后又经历了沉积作用的改造;Ga含量高(25.25×10~(-6)),Sr含量低(77.7×10~(-6)),Ba含量低(34.4×10~(-6)),V/Zr值较低(0.22),Eu/Sm值较低(0.21),显示出陆相沉积的特征;Sr/Ba值高(3.28),显示出海相沉积的特征。这预示着砂子塘铝土矿床的成矿物质来源于古风化壳,沉积作用改造不明显。     

黔北马鬃岭铝土矿床含矿岩系地质特征及形成环境分析

通过对含矿岩系的岩性、岩(矿)石结构构造、化学组成、矿物组成等的研究,认为:含矿岩系的岩性组合规律性强。底部为深色含绿泥石铝质泥岩,之上为浅色铝质泥岩。中部为以一水硬铝石为主的豆鲕-碎屑-蜂窝状-半土状铝土矿,中上部为以勃姆石为主的致密块状铝土矿,顶部为以勃姆石为主的豆状、碎屑状铝土岩(矿)。铝土矿石的形成,是成矿母质经历了风化氧化、剥蚀、搬运、沉积、暴露淋滤,最终形成现在的铝土矿。含矿岩系底部含绿泥石铝质泥岩形成于过渡相的半咸水环境,中部及上部铝土矿(岩)形成于陆相湖泊环境。含矿岩系中的硫铁矿是沉积后的实成岩过程中,流体带入的硫,与岩(矿)石中的氧化铁反应,在孔隙处沉淀而成。     

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。     

黔北务正道地区新民铝土矿形成过程中的REE迁移与富集

新民铝土矿床是近年来黔北务正道地区新发现的大型铝土矿床,为古风化壳沉积型,其含矿岩系为二叠系下统梁山组,该组底部稀土元素异常富集.为研究其铝土矿化过程中稀土元素地球化学行为,采集了2个钻孔剖面、一个露头剖面的铝质岩系以及相关地层的样品,进行了主、微量元素分析.结果显示,铝质岩系与下伏地层韩家店组具有相似的Ti/Nb、Nb/Ta组成,说明韩家店组可能为铝质岩系和稀土元素的主要源区.∑REE、稀土元素活动迁移系数Kjw值和δCe等稀土特征的剖面变化表明,稀土元素的异常富集发生在铝质岩系沉积前的古风化壳阶段,但厚度较薄,而铝质岩系的再风化阶段稀土元素发生一定量的迁移,但不具稀土矿化意义;铝土矿化过程中,从轻稀土到重稀土,元素活动性逐渐减弱;古风化壳阶段富铁绿泥石在弱碱性、弱还原环境下沉淀,同时下伏碳酸盐岩地层促进了稀土元素在富铁绿泥石层中的富集,而铝质岩系的沉积和再风化阶段均为酸性、氧化环境.     

黔北务-正-道地区瓦厂坪铝土矿床稀土元素地球化学研究

黔北务-正-道铝土矿是黔中-渝南铝土矿带的重要组成部分,其属于古风化壳沉积型铝土矿床。含矿岩系位于中二叠统栖霞组(P2q)灰岩和志留系中下统韩家店组(S1-2hj)泥页岩之间,赋存于中二叠统梁山组(P2l)地层中。研究区矿石中的铝矿物主要为硬水铝石和一水软铝石(勃姆石),占矿物总量的49.76%～96.9%,另外还有少量的胶铝石和三水铝石;粘土矿物主要为高岭     

黔北道真新民铝土矿含铝岩系中关键金属富集特征与资源潜力

黔北务(川)—正(安)—道(真)铝土矿成矿带是贵州省重要的铝土矿资源地,其中道真新民铝土矿床是近年在该成矿带内探获的又一大型铝土矿床,伴生Li、Ga、Sc和稀土元素等关键金属资源.以该矿床含铝岩系为剖析对象,对其中Li、Ga、Sc和REE等关键金属进行研究,系统总结其富集特征并分析其资源潜力.结果表明,研究区含铝岩系各类岩(矿)石中均不同程度富集Li、Ga、Sc和REE等关键金属.在含铝岩系垂向剖面上,关键金属具有上部富Li、中部富Ga、下部富REE,而Sc含量变化较小的富集特征.在岩(矿)石类型上,Li、Ga和REE分别主要富集于铝土岩、铝土矿和绿泥石泥岩中,Li主要富集在致密状铝土矿中,Ga在土状铝土矿、碎屑状铝土矿、豆鲕状铝土矿中相对富集,REE在致密状铝土矿和土状铝土矿中的含量相对富集,而Sc在不同类型岩(矿)石中的含量变化不大.研究区含铝岩系不同岩(矿)石中,Li与SiO2正相关,Ga、Sc与Al2O3、TiO2正相关,而REE与Fe2O3正相关系,Li、Ga、Sc、REE之间不存在相关关系,原岩风化程度可能是控制这些元素富集的关键因素之一.新民铝土矿床含铝岩系中,关键金属Li、Ga、Sc、REE的资源潜力和潜在经济价值巨大,预测Li、Ga、Sc和REE的远景资源储量分别达到大型矿床规模的3.2倍、3.8倍、669倍和2.1倍.     

华北南缘石炭纪仁村大型喀斯特型铝土矿物质来源与成矿过程研究

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世经历了强烈的风化和喀斯特化作用,并在晚石炭世形成大规模喀斯特型铝土矿,但是其物质来源及成矿过程目前仍存争议。本文选取华北南缘仁村大型喀斯特型铝土矿床,在矿床地质剖析基础上,对两个钻孔岩心进行矿物学、地球化学、碳-氧同位素分析,剖析了成矿物质来源和成矿环境条件,总结了铝土矿形成过程。仁村铝土矿含矿岩系赋存于奥陶系灰岩风化面之上的石炭系本溪组中,含矿岩系自下而上包括铁质粘土岩、铝土矿和粘土岩。X衍射和扫描电镜-能谱分析显示铁质粘土岩主要矿物为菱铁矿和伊利石,铝土矿主要矿物为硬水铝石、黄铁矿、菱铁矿、锐钛矿、伊利石和高岭石,而粘土岩主要矿物为高岭石和勃姆石。铁质粘土岩元素组成以SiO₂、FeO、Al₂O₃为主,铝土矿以Al₂O₃、SiO₂、FeO、TiO₂为主,而粘土岩主要为SiO₂。微量元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th和U等在含矿岩系呈现整体富集,稀土元素主要在铝土矿层底部富集。硬水铝石...     

黔北务—正—道地区典型铝土矿床伴生有益元素锂、镓和钪分布规律

Li、Ga和Sc是重要的"三稀"矿产资源,在铝土矿中广泛分布。贵州北部务—正—道铝土矿矿集区现已探明10个大型矿床,其中伴生的Li、Ga和Sc金属资源量巨大。文章以务川瓦厂坪、道真新民和正安新木—晏溪3个大型铝土矿床为研究对象,通过对含矿岩系及其上覆和下伏岩石中Li、Ga和Sc分布规律的系统研究,发现含矿岩系垂向上,Li、Ga和Sc含量表现为矿层中部最高,下部次之,上部最低;矿石类型上,Li在鲕状、致密块状矿石中的含量高于碎屑状矿石,土状矿石中Li的含量最低,Ga在土状和鲕状、致密块状矿石中更富集,而Sc则在碎屑状矿石中相对富集;区域上Li、Ga和Sc含量总体呈北高南低的态势,暗示这些有益伴生元素的空间分布可能与源岩岩性、风化作用和沉积分异等有关。由于Li、Ga和Sc与Al、Ti等元素常呈类质同象置换或以离子吸附态形式赋存于金红石、锆石、磷钇矿等矿物的表面,重视这些重矿物的选矿,对综合利用Li、Ga和Sc等伴生有益元素具有重要意义。此外,通过Li、Sc和Ga分布特征和富集规律的研究,进一步佐证了务—正—道地区铝土矿形成于陆相河湖盆地环境。     

河南省偃龙煤田深部铝土矿床地质特征

偃龙煤田深部铝土矿矿床是豫西典型的隐伏铝土矿床,赋存于中奥陶统侵蚀面之上的石炭系本溪组中.含矿岩系的厚度及矿体形态受古岩溶面控制,构造对矿体影响较大.矿石主要矿物成分为一水硬铝石、高岭石、伊利石等含铝矿物.上部铝质泥岩以高岭石为主,下部铝质泥岩以伊利石为主.铝土矿共生矿产综合开发价值大,伴生矿产有待进一步研究.     

贵州福泉-凯里地区含铝岩系孢粉组合特征及形成时代研究

贵州福泉-凯里地区含铝岩系分布广泛,但其产出时代一直存在争议。本文运用孢粉年代学的方法,对凯里-福泉地区铝土矿4条典型剖面采集6件孢粉样品,讨论铝土矿的形成时代。研究表明:本次发现的孢粉样品中"四方十字粉Crucisaccites quadratoides、布氏厚角孢Triquitrites bransonii和固定三肩孢Tantillus perstantus等是贵州早二叠世时期最常见的特征属种,因此将本区铝土矿成矿时代限定为早二叠世。与黔北务正道地区铝土矿对比,含铝岩系孢粉组合特征与黔北务正道地区含铝岩系中孢粉组合特征相似度高,含铝岩系应形成于早二叠世紫松期-隆林阶,与黔北务正道地区大竹园组铝土矿形成时代相当。