山西省石墙区铝土矿地质与地球化学特征研究

[摘 要]山西省原平市石墙区铝土矿属于典型的喀斯特型铝土矿。含矿岩系自下而上包括铁质粘土层、铝土矿层、粘土层,且含矿岩系一般包含两个明显的沉积旋回。矿体主体呈层状、似层状产出,矿石结构以隐晶质结构为主,局部出现碎屑和豆鲕粒结构。矿石构造大都为块状构造。矿物学分析显示,硬水铝石、针铁矿、锐钛矿、高岭石是主要的组成矿物,另外还含有石英、伊利石、绿泥石等矿物。地球化学分析显示,主量元素主要包括Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、H₂O⁺及TiO₂,微量元素中碱性和碱土元素Li、Sr、Be、Cs、Ba 及酸土元素Zr、Hf、Nb、Ta、W 均表现为明显富集,且Zr 和Hf 之间以及Nb 和Ta 之间具有高度的相关性。地球化学指标Zr/ Hf、Nb/ Ta 以及Eu/ Eu^*- TiO₂/ Al₂O₃图解显示,底板碳酸盐岩是山西省原平市石墙区铝土矿的重要源岩。     

多种矿物流体包裹体中液相阴阳离子的同时测定

地质流体研究是地球科学领域的研究热点,矿物流体包裹体中成分是认识地质流体的关键。群体包裹体液相成分分析的传统方法大多采用单通道离子色谱分析阴离子,原子吸收光谱或电感耦合等离子体原子发射光谱分析阳离子,分析方法适用矿物种类少,单矿物需要量大（3g以上）。本文使用双通道离子色谱仪,经过大量条件实验,优化了样品爆裂、提取等前处理分析条件,确认了不同矿物可检测的离子,并采用富集方法将样品需要量由常规的3.00g减少到300mg,实现了石英、方解石、萤石、闪锌矿、石榴子石、磁铁矿和黄铁矿等多种矿物流体包裹体液相成分中Li⁺、Na⁺、K⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、F^-、Cl^-、Br^-、NO₂^-、NO₃^-、SO₄^2-等阴阳离子的同时分析。所建立的离子色谱同时分析矿物流体包裹体液相微量成分分析方法简便、快速,成本低,用样量少,扩大了矿物种类的分析范围,为成矿流体研究提供了更加直接、有效的信息。     

华东地区含煤岩系天然放射性水平与生态健康风险评价

本次研究基于地表γ辐射剂量率、氡放射性测量及²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra、⁴⁰K放射性核素测试,识别华东地区含煤岩系的放射性异常地层,评价区域典型煤矿区空气、固体、水体、植物介质的天然放射性水平。结果显示：赋存于石炭系、二叠系的普通煤田与赋存于寒武系的石煤矿区呈现显著差异的天然放射性水平。普通煤田矿区地表γ辐射剂量率、氡放射性测量值总体上处于本底水平范围,矿区固体介质、水体、植物样品核素含量处于正常水平,不存在放射性污染。华东地区石煤分布带,属于放射性γ辐射高背景区,石煤矿区的原煤、煤矸石、土壤、岩石等固体介质的²³⁸U、²²⁶Ra核素富集明显,并显示更为显著的空间变异性。区域石煤条带监测矿区居民源于γ外照射引起的吸收剂量均超过国际标准限值1 mSv/a,总有效剂量均超过了2 mSv/a,地下水总α、总β浓度为限值的10~30倍,放射性污染不容忽视。华东地区石煤矿区公众所受辐射剂量较高,矿区的地下水、建材、植物等介质已经出现零星的放射性污染,应加强石煤矿区放射性环境监测,及时采取适当的控制措施。     

陕西省桐峪金矿床成矿流体研究

桐峪金矿床位于华北地台南缘小秦岭金矿带的西段。矿体多呈薄板状、脉状和透镜状产出。赋矿围岩为太古代太华群变质岩系。围岩蚀变主要有绢云母化、硅化、碳酸盐化等。文章对该矿床的流体包裹体进行了岩相学研究,并开展了显微测温、流体成分及氢、氧同位素测试,模拟估算了密度、压力、深度。结果表明,第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段流体包裹体的均一温度、盐度分别为:280~360℃,3%~11%;190~330℃,3%~15%;150~290℃,1%~11%。包裹体液相成分中阳离子以Na⁺、K⁺、Ca²⁺为主,阴离子以Cl^-为主,SO₄^2-次之;气相成分以H₂O、CO₂和N₂为主,含少量O₂、CH₄。流体为弱还原性。成矿温度属中(高)温,低盐度,成矿压力为78~220 MPa,成矿深度大约为3~8 km。包裹体水的δD_V-SMOW值为-44.4‰~-81.8‰,δ¹⁸O_水值为0.01‰~6.65‰。成矿流体成矿初期为岩浆水或者混有少量变质水的混合水,成矿后期有大气降水的混入。Au在成矿流体中主要是以Au(HS)₂^-的形式进行迁移,其次为Au₂S(HS)₂^2-。     

桂西田阳堆积型铝土矿矿物学及地球化学

[摘 要]桂西田阳堆积型铝土矿产于第四纪红土层中。本文通过对桂西田阳第四系堆积型铝土矿进行一系列矿物学与地球化学研究,探索铝土矿的物质来源。矿物学分析显示铝土矿石中主要矿物为硬水铝石、赤铁矿和锐钛矿,含有少量高岭石、鲕绿泥石、三水铝石、针铁矿、金红石、伊利石、蒙脱石和石英等。地球化学分析显示,组成铝土矿石的主要化学组分有Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂、TiO₂、FeO 和H₂O⁺;微量元素分析显示,铝土矿石相对地壳和原始地幔富集B、Li、Ga、Zr、Hf、Nb、Ta、W、Th、U 等元素,而亏损Ni、Cr 等元素。矿石中明显富集稀土元素,稀土总量变化大,轻重稀土分异明显,轻稀土元素富集明显;矿石具有明显的铈异常和铕异常,且铕异常相对稳定,为一致的负异常。元素相关性分析显示常量元素间相关性较差;部分微量元素如Zr、Hf、Nb 和Ta 间呈现出较高的正相关性。通过Zr/ Hf、Nb/ Ta 图解、Eu/ Eu* - TiO₂/ Al₂O₃图解和Zr-Cr-Ga 图解综合分析显示铝土矿物质来源复杂,底板碳酸盐岩和周围火成岩都为铝土矿提供物源。     

碎屑岩储层成岩流体演化与储集性及油气运移关系探讨——以塔里木盆地满西地区上奥陶统-石炭系海相碎屑岩储层为例

碎屑岩储层中次生孔隙的发育主要为长石、岩屑及胶结物等的溶蚀,而溶蚀强度与流体成分密切相关。塔里木盆地满西地区从上奥陶统—石炭系不同层位、不同地区碎屑岩样品中包裹体的均一温度有差异,分为3个均一温度区间。包裹体流体绝大部分为不成熟氧化性、酸性流体;不同井区、不同层段、不同类型砂岩包裹体的阴离子浓度变化较大,石英加大边中含的包裹体总体阴离子组成单一,浓度低,而方解石胶结物、石英胶结物中包裹体组成复杂,浓度变化很大。储层物性与HCO^-₃、CO^2-₃、Cl^-离子浓度变化大致呈正相关关系,而与NO^-3、SO^2-₄离子浓度关系不明显,甚至有相反的变化趋势;研究区有3期油气运移。     

金厂峪金矿床成矿流体地球化学性质对金沉淀的制约

本文对河北金厂峪金矿床蚀变围岩和石英脉组分进行的对比分析,得知蚀变围岩中Al₂O₃、P₂O₅、MnO₂含量变化较小,石英脉中SiO₂、FeO、CaO、MgO、Sr、Ba、Sc、Zn、Ga、Ta、Au、Ag、Y、Pb、REE分布模式等相对于蚀变岩有明显不同。矿石中硫化物δ³⁴S值接近0‰ ,矿石围岩胪δ³⁴S为-5.0‰ ~ +3.2‰,矿石铅的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb, ²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb明显高于岩石铅。矿石中铁白云石δ¹³C值变化于-2.3‰ ~ -8.4‰ ,与初生碳δ¹³C值(-5‰ ~ -8‰ )接近,石英包亵体δ¹³C值变化于-3.55‰ ~ -8.44‰ 。脉体内的石英与碳酸盐岩,以及金属矿物都是相同成矿流体的产物,成矿流体具有深源特征。大气水及形成裂隙引起的减压作用是深源流体性质改变和组分沉淀的主要因素。     

华北地块南缘老牛山杂岩体时代、成因及地质意义——锆石年龄、Hf同位素和地球化学新证据

老牛山杂岩体位于华北地块南缘。野外侵入关系和锆石LA-ICP-MS U-Pb定年显示,其由晚三叠世(印支期)和晚侏罗(燕山期)花岗质岩石组成。印支期岩石类型为石英二长岩、石英闪长岩和粗粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为223±1Ma、222±1Ma和214±1Ma; 燕山期为中粒-中粗粒黑云母二长花岗岩和细粒-中细粒黑云母二长花岗岩,年龄分别为152±1Ma和146±1Ma。印支期石英闪长岩、石英二长岩的SiO₂相对含量低、富碱、高铝,为钾玄系列,准铝质Ⅰ型花岗岩;印支期粗粒黑云母二长花岗岩具富硅、碱、高铝、低镁的特点,属于高钾钙碱性系列,为准铝质-过铝质Ⅰ型花岗岩;燕山期黑云母二长花岗岩具高硅和铝、富碱,低镁的特点,为高钾钙碱性系列,准铝质Ⅰ型花岗岩。组成老牛山杂岩体的花岗岩从早到晚SiO₂含量由低变高,MgO、CaO和Na₂O由高变低。各期次岩石均表现出稀土元素总量较高,轻稀土元素明显富集,轻、重稀土元素分馏明显,具有较弱的铕异常。两期花岗质岩石均富集大离子亲石元素(K、Rb、Ba、Sr),而相对亏损高场强元素(Nb、Ta、P)。印支期花岗质岩石的全岩ε_Nd(t)为-11.3~-14.87,t_DM为1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-9.57~-25.11,t_DM2为1863~2841Ma;燕山期花岗岩的全岩ε_Nd(t)为-13.32~-16.83,t_DM为 1.7~1.9Ga,锆石的ε_Hf(t)为-18.28~-24.79,t_DM2 为2360~2767Ma,表明该杂岩体的源区物质以壳源物质为主,可能与太古宙太华群相似,印支期有年轻地幔物质贡献。     

东秦岭秋树湾铜钼矿流体包裹体和稳定同位素特征及其地质意义

秋树湾铜钼矿是东秦岭钼矿带上典型的受斑岩体控制的矽卡岩-斑岩角砾岩筒复合型矿床,矿体赋存于成矿母岩花岗岩及矽卡岩和角砾岩筒中。根据矿物共生组合、矿石组构、围岩蚀变及脉体的穿插关系,可划分为早(Ⅰ)、中(Ⅱ)、晚(Ⅲ)3个矿化期,再将Ⅰ期细分为干矽卡岩-钾长石化-石英阶段(Ⅰ₁)、爆破角砾岩阶段(Ⅰ₂)、湿矽卡岩阶段(Ⅰ₃)、磁铁矿阶段(Ⅰ₄);Ⅱ期分为斑岩型铜(钼)矿阶段(Ⅱ_b)和石英硫化物阶段(Ⅱ_s);Ⅲ期为方解石、重晶石、石英阶段(Ⅲ)。流体包裹体可划分为S型含子矿物多相包裹体、L型纯液相包裹体、C型含CO₂三相包裹体、W型气液两相包裹体、G型纯气相包裹体5种类型。按时间先后顺序,成矿流体的温度、盐度、氧化还原环境具有规律性的演化特征。均一温度范围: Ⅰ期为222~406℃,Ⅱ期为152~315℃,Ⅲ期为119~189℃;盐度w(NaCl_eq): Ⅰ期介于4.2%~36.5%,Ⅱ期为3.3%~34.8%,Ⅲ期为4.2%~11.9%。激光拉曼光谱及群体包裹体成分分析结果表明,第Ⅰ期流体以H₂O、CO₂、CH₄、H₂S为主,表现为还原环境;第Ⅱ期流体以H₂O、CO₂、N₂、O₂、SO₄^2-、Cl^-、F^-为主,为氧化环境,暗示流体源于岩浆。流体包裹体岩相学及包裹体测温表明,流体由早期的高温、高盐度、含CO₂的H₂O-NaCl-CO₂体系的岩浆流体在成矿Ⅰ期发生沸腾作用和相分离,伴随着流体沸腾、CO₂逸失、温度下降、大气水的加入、盐度下降等过程,导致大量金属硫化物沉淀。在成矿Ⅱ、Ⅲ期成矿体系趋于开放,流体存在大气降水混入,逐渐演化为晚期的低盐度、中低温度、贫CO₂的流体体系。H、O、S同位素结果表明有地幔流体参与成矿作用。     

世界海底富钴结壳资源分布特征

大洋富钴结壳资源是潜在的海底金属资源。文章对富钴结壳资源在太平洋、大西洋和印度洋分布的数据进行收集、整理、筛选、建库,从全球角度出发,对富钴结壳的分布特征进行了分析和对比。研究发现,海山、洋脊、海盆和陆坡4种地貌的Co品位分别为0.70%、0.46%、0.50%和0.43%,海山地貌更有利于高Co品位结壳的产出。三大洋中,太平洋海山富钴结壳矿点的分布比例占到了已知总数的73.3%,说明太平洋海山区是世界海底富钴结壳资源主要的产出区。根据入库数据的分布特点,在全球划分出10个富钴结壳成矿区,结合结壳的厚度和分布水深,从各成矿区中划分出富集区,并按照2 cm厚度和4 cm厚度的标准分别对富集区的富钴结壳资源量进行了估算。计算结果显示,太平洋富矿区的富钴结壳质量最好,w（Mn）、w（Co）、w（Ni）、w（Cu）平均分别为23.00%、0.66%、0.44%、0.09%,干结壳资源量分别为2426.33 Mt、70.30 Mt、48.75 Mt、10.30 Mt;按4 cm厚度指标,w（Mn）、w（Co）、w（Ni）、w（Cu）平均分别为23.70%、0.58%、0.48%、0.11%,干结壳资源量分别为1184.53 Mt、29.76 Mt、24.53 Mt、5.01 Mt。