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。     

包古图斑岩铜矿床的钛矿物特征及其成因意义

在大量薄片鉴定的基础上,本文对包古图斑岩铜矿的钛矿物组合特征及其形成机制进行了研究。主要钛矿物为榍石、钛铁矿和金红石。其中榍石在成岩期和成矿期均有形成,但主要见于成矿期的钾化阶段,与钾长石、黑云母共生;在后期的青盘岩化和沸石化阶段也有出现,但含量相对较少。成岩期的钛铁矿很少见,成矿期各蚀变阶段均有分布,但最常见于钾化阶段。金红石仅见于成矿期,钾化阶段早期可与钾长石、黑云母、石英等共生,还见有被榍石包裹的细粒金红石,青盘岩化阶段亦有形成,与绿泥石共生。这些钛矿物最常出现于黑云母颗粒内部或其附近,这可能是斑岩型矿床的特征之一。榍石SiO₂和CaO含量与理论值接近,TiO₂偏低;钛铁矿均含锰,MnO含量1.97%~4.49%,还见有锰钛铁矿;金红石含有一定量的SiO₂和FeO^T,个别颗粒还含有少量Al₂O₃、MgO和P₂O₅。钛矿物组合特征表明包古图含矿斑岩为I型,形成于较高氧逸度环境,侵位深度不大。     

新疆磁海铁（钴）矿床磁铁矿成分及其成因意义

磁海矿床主要矿石矿物为磁铁矿，其主元素成分中幔源组分Ti、Ni、V含量较高，在磁铁矿TiO₂-Al₂O₃-MgO 成因判别图解中，样品分别落在沉积变质-接触交代磁铁矿趋势区和基性-超基性岩浆磁铁矿趋势区内，FeO和Fe₂O₃频率分布特征与岩浆型矿床的磁铁矿相似。磁铁矿的微量元素含量与其寄主的含矿辉绿岩或矿石全岩成分基本一致，呈相关消长，稀土曲线近乎与其寄主岩石平行，表明矿床的主要矿石矿物磁铁矿来源于（矿化）辉绿岩。综合分析认为，磁海铁（钴）矿床为一与基性-超基性杂岩有关的岩浆分异-矿浆贯入-热液交代型复成因矿床。     

邹家山铀矿床伴生重稀土元素的赋存特征

初步研究发现,相山矿田邹家山矿床中伴生有较高的重稀土元素,回收这些珍稀的资源和探索其成因具有重要的意义,而查明这些伴生稀土在铀矿床中的赋存特征是前期基础性工作。为此本文采用电子探针和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱分析了邹家山铀矿床中稀土元素的赋存状态。结果显示：该矿床稀土矿物主要为独居石、氟碳钙铈矿和磷钇矿;独居石、氟碳钙铈矿的LREE/HREE>1,为轻稀土富集型;而磷钇矿的LREE/HREE<1,为重稀土富集型。沥青铀矿、钛铀矿、铀钍石、铀石、钍石、锆石等铀钍矿物的稀土特征为重稀土富集型;铀钍矿物稀土总量（∑REE+Y）较高,为（3 805.78~65 307.00）×10^-6,LREE/HREE<1,为0.01~0.80,平均为0.29。其他伴生矿物磷灰石、钾长石为轻稀土富集型,萤石为轻、重稀土富集型两类都有,而伊利石、黄铁矿的轻重稀土无明显相对富集。重稀土在磷钇矿和铀钍矿物中以类质同象形式存在,少量赋存于伴生矿物。     

离子吸附型稀土监控样定值研究

离子吸附型稀土矿是中国极其重要、世界罕见的矿床类型，是中国的优势矿产资源。目前现有的稀土标样全部为稀土矿石成分分析标样，稀土元素以氧化物形式稳定存在，无法淋滤浸取，不能对离子吸附型稀土淋滤过程进行监控。为进一步满足离子吸附型稀土资源勘查和评价需要，本文按照导则《标准物质定值的通用原则及统计学原理》（JJF 1343—2012），制备了三种岩性共9个离子吸附型稀土监控样。样品采自南岭地区典型富轻稀土（HREE）离子吸附型稀土风化壳，经干燥、球磨至200目后混合机混匀，以硫酸铵淋滤、电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）测试离子相稀土元素含量，检验样品均匀性，结果表明F值小于临界值F_{0.05（19，20）}，样品均匀性良好。在两年内对样品进行4次稳定性检验，在95%置信度时│β₁│<t_0.05×s（β₁），未发现明显不稳定变化，表明稳定性良好。由8家技术权威的实验室进行协作定值，经过统计计算给出各离子相稀土元素含量的加权平均值和扩展不确定度，定值结果涵盖除Sc以外的15种稀土元素。该系列监控样的研制能够为离子吸附型稀土矿产资源评价和有效利用等工作提供计量支撑。     

大洋沉积物中独居石的矿物成分

<正>独居石又名磷铈镧矿,是铈、镧等稀土元素的磷酸盐矿物,含Ce2O3 16.3%~45.4%,La2O314.0%~30.8%(张培善等,1998),为目前陆地上用于工业提取稀土元素的四种主要矿物之一,在国民经济和国防建设中具有极其重要的地位。在陆地稀土资源日益枯竭的现代,海洋稀土元素的潜在工业价值日益凸现。大洋沉积物富含稀土元素,为了了解海洋稀土元素赋存的矿物形态,本文利用扫描电子显微镜-X     

滇东—黔西沉积型稀土：一种新类型稀土资源及其开发利用潜力

【研究目的】稀土是重要的自然资源,更是宝贵且关键的战略资源。本文通过对滇东—黔西地区沉积型稀土资源野外地质调查及室内综合研究,揭示了该稀土资源的优势及开发利用潜力,既丰富了全球稀土资源工业类型,又支撑了国家关键稀土资源战略储备。【研究方法】本文基于对含矿地层特征、典型矿石特征、稀土元素配分特征以及稀土资源潜力等方面的研究,探讨该稀土资源的成因类型、稀土元素赋存状态以及开发利用潜力。【研究结果】查明含矿地层为二叠系上统宣威组（P₃x）;富稀土矿石的岩性为灰白色铝土质黏土岩和粉砂质黏土岩;其成因属沉积型;在威宁县黑石头—麻乍—哲觉地区,矿体厚度2~18m不等,矿体延伸较连续,稀土氧化物（TREO）含量最高达1.6%,矿体块段稀土（TREO）加权平均品位为0.18%~0.46%,推断资源量超30万t;该稀土资源中“关键稀土元素（CREE）”占比高达22.6%（以∑CREO计）,高于国内外大多数正在开发利用的稀土矿;针对该稀土资源研发了“选择性浸出”新工艺,使稀土回收率达90%以上,该稀土资源有望实现规模化工业利用。【结论】该沉积型稀土资源具有矿体厚度大、矿石品位高、资源潜力大、开采成本低、矿石中关键稀土元素（CREO）占比高、开发利用前景好等优点。     

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。     

小秦岭西段稀土矿特征及找矿远景浅析

小秦岭西段是重要的稀土元素成矿地段。受华阳川断裂、金堆城-青岗坪断裂和太古代变质基底等因素的控制产出了区内碳酸岩型和伟晶岩型2类稀土矿化。碳酸岩型稀土矿含矿主岩为各类碳酸岩脉,以小河断裂为界,南北含矿碳酸岩在矿物组合上具有差别明显,含稀土矿物主要为磷钇矿、独居石和氟碳铈镧矿,稀土元素以轻稀土为主,但重稀土相对偏高,并具有以华阳川为中心向外围逐渐富集重稀土的特点。伟晶岩型稀土矿含矿主岩为含褐帘石伟晶岩,含稀土矿物为褐帘石,稀土元素以轻稀土为主。2类稀土矿化在形成时间上存在较大差异,碳酸岩型稀土矿化形成于印支期,伟晶岩型稀土矿化形成于古元古代晚期。区内已发现了众多的稀土矿床(点),成矿远景较好,特别是碳酸岩型稀土矿床(点)及碳酸岩脉带展布地段具有较大的找矿潜力。     

福建马坑矽卡岩型铁(钼)矿床稀土元素地球化学及地质意义

马坑铁(钼)矿是一个赋存于莒舟-大洋花岗岩外接触带黄龙组(C₂h)灰岩和林地组(C₁l)碎屑岩层间构造破碎带中的大型铁矿床。本文利用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对马坑的石榴子石、辉石、黄铁矿和磁铁矿矿石的稀土元素(REEs)开展研究。结果表明:石榴子石、辉石和磁铁矿单矿物的稀土分配模式具有相似性,多为轻稀土富集,正铕异常,基本无铈异常,表明其成矿环境为氧化环境,暗示它们之间存在成因联系。矿体附近大理岩和退化蚀变岩稀土元素特征出现规律性变化,表明它们受到岩浆期后热液的交代作用的影响,碎屑岩和褪色辉绿岩提供了部分铁质。     

应用电子探针分析技术研究某铌-稀土矿中铌和稀土元素的赋存状态

铌是一种战略金属,在现代钢铁技术中发挥着非常重要的作用。某铌-稀土矿矿石中的Nb_2O_5平均含量达0.0855%,稀土总量(REO)含量达1.03%,接近铌矿最低工业品位要求,并伴生有稀土矿,因此查明铌和稀土的赋存状态至关重要。由于铌矿物、稀土矿物具有颗粒细小且嵌布特征复杂的特点,在偏光显微镜下不容易发现,而且定名困难,很难达到研究目的,一直是地质分析测试的难点。为查明铌和稀土元素的存在形式以及铌、稀土元素的赋存矿物,本文应用电子探针背散射图像、能谱分析及电子探针波谱定量分析技术对某铌、稀土矿矿石进行分析,主要研究铌矿物和稀土矿物的种类、嵌布关系及化学成分等特征,更准确地分析铌和稀土元素的赋存状态。结果表明:(1)铌元素主要以铌铁矿、含铌金红石的形式存在,其中铌铁矿中Nb_2O_5的平均含量为78.26%,含铌金红石中Nb_2O_5的平均含量为5.26%。(2)稀土元素主要以独居石、氟碳钙铈矿和氟碳铈矿的形式存在,其中独居石中稀土总量(REO)的平均含量为64.84%,氟碳钙铈矿中稀土总量(REO)的平均含量为57.52%,氟碳铈矿中稀土总量(REO)的平均含量为70.61%。(3)铌矿物、稀土矿物分布分散,多包裹于钾长石、方解石及黑云母等脉石矿物中。本研究实现了常规岩矿鉴定手段难以完成的矿物识别和鉴定,查明该矿床矿石中主要的铌矿物和稀土矿物的种类及特征,为后续铌-稀土矿的综合利用提供了科学依据。     

碱熔沉淀分离-电感耦合等离子体质谱法测定伴生重晶石稀土矿中的稀土元素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定伴生重晶石轻稀土矿中的稀土元素时,Ba以及轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm等对中重稀土造成严重的质谱重叠干扰,因此在保证矿石完全消解的同时,若能选择合适的前处理方法实现目标元素与基体的有效分离,将有利于减少质谱干扰。本文采用过氧化钠-碳酸钠熔融分解伴生重晶石的稀土矿样品,熔融物用三乙醇胺溶液提取,将沉淀过滤去除硅、铁、锰、铝等大量基体元素,而稀土元素与钡、锶、钙等留存于沉淀中,沉淀经盐酸溶解后再用氨水进行二次沉淀,将稀土元素与伴生的高含量钡、锶、钙等元素分离,分离率超过96%,从而极大地降低了由钡的氧化物和氢氧化物对~(153)Eu等元素质量数的质谱干扰。轻稀土元素对中重稀土元素的干扰则通过测定高浓度的单元素标准溶液在m/z 138～175处的表观浓度来计算干扰校正系数,对干扰量进行扣除校正。该方法通过稀土矿石标准物质GBW07187、GBW07188验证,测定值与认定值的相对误差10%;应用于伴生重晶石稀土矿石实际样品分析,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.5%～4.6%,证明了本方法可用于分析高钡矿石中的稀土元素。     

硫酸铵溶液淋滤-电感耦合等离子体质谱测定离子相稀土分量的方法优化

离子吸附型稀土中离子相稀土的准确测定对稀土矿体资源评价具有重要意义。离子相稀土以羟基或水合羟基的形式吸附在黏土矿物上,可与强电解质(Mg~(2+)、NH_4~+等)交换解吸进入溶液。前人以硫酸铵为淋滤液,实现了离子相稀土的解吸、提取,但在溶液浓度、浸取过程等方面选择各异,淋滤浸取率(60%～90%)差异大,未形成高效、统一的浸取方法,不利于离子相稀土元素的精确测定。本文通过对比实验规范了硫酸铵淋滤离子相稀土的各项淋滤参数(固液比、硫酸铵浓度、样品最佳称样量、浸泡时间),减少了淋滤过程中离子相稀土的损失,浸取率达到88%～98%,进而利用ICP-MS测定离子相稀土分量。方法检出限为0. 05～5. 11 ng/g;三类岩性离子吸附型稀土样品的精密度为:火山岩1. 80%～10. 01%,变质岩1. 06%～7. 27%,沉积岩1. 72%～7. 58%。协作实验室的分析结果验证了本方法的可靠性和准确性。本方法操作简便,分析效率高,为建立相关的行业标准乃至国家标准奠定了基础。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定铝土矿中的稀土氧化物

采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）测定铝土矿中的稀土氧化物时，酸溶往往造成溶样不彻底，高温碱熔时大量的熔剂会降低稀土元素的发射强度，同时由于稀土氧化物含量（0.0010%~0.050%）较低，存在铝、铁等基体干扰，难以准确测定。本文采用氢氧化钠熔融铝土矿样品，熔融物用热水浸取，三乙醇胺溶液掩蔽铝和铁，乙二胺四乙酸二钠溶液络合钙、镁等干扰元素，稀土氢氧化物留存于沉淀中，沉淀经盐酸溶解进入待测液，从而将稀土元素与熔剂和基体元素分离。实验结果表明：标准溶液无需基体匹配，各稀土氧化物标准曲线的线性相关系数均不小于0.9999，检出限在0.0002%~0.0015%之间；按照实验方法分析实际样品中稀土氧化物的含量，测定结果的相对标准偏差（RSD，n=6）为2.0%~4.6%，回收率为85.2%~104.4%。本方法与电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）相比，两种方法的测定结果无显著性差异。     

新疆可可托海稀有金属矿床矿物和岩石热红外光谱特征

当前新型材料、新能源在各个领域应用不断深化,稀有金属矿床迎来了世界范围内的研究与勘探热潮。新疆可可托海稀有金属矿床是我国最早开发利用稀有金属矿产资源的重要基地,但对其典型矿物和围岩的热红外反射光谱的认识还很缺乏,制约了对同类型矿床开展遥感地质调查和遥感地质学研究工作的推进。本文采用便携式热红外光谱仪,对可可托海3号脉的典型矿物岩石开展热红外光谱特征研究。结果表明:热红外光谱可以有效识别锂辉石、锂云母、绿柱石、电气石等典型的稀有金属矿物。其中,与锂云母相比,含锂云母伟晶岩产生了新的特征峰;含锂辉石伟晶岩、含电气石伟晶岩相比于各自单晶矿物,其反射特征峰均明显向短波方向偏移;含绿柱石伟晶岩光谱曲线反射特征峰比绿柱石单晶反射特征峰明显向长波方向偏移。本文初步建立了可可托海典型矿物和岩石热红外光谱特征数据库,总结了以锂辉石、锂云母等稀有金属矿床矿物、含矿伟晶岩及围岩的热红外光谱特征,可为热红外光谱进行稀有金属矿物的识别及花岗伟晶岩型矿床的勘探提供必要的基础数据支撑。     

Rare Earth Element Behaviour During Evolution and Alteration of the Dartmoor Granite, SW England

The distribution of rare earth elements (REE) within the compositionallyzoned Dartmoor pluton is used to constrain models of graniteevolution and to assess the effects of pervasive hydrothermalalteration on REE mobility. The main process of magma evolutionwas crystal fractionation of early plagioclase, biotite, andaccessory minerals (apatite, monazite, zircon, and xenotime).Concentrations of REE (particularly LREE and Eu) and other elements(Fe₂O₃t, MgO, CaO, TiO₂, Zr, Ba, and Sr) decrease strongly withevolution of the pluton from 71 to 74% SiO2. These trends, andthe inward zoning of the pluton, are compatible with differentiationby crystal fractionation at the level of emplacement, a processthat gave rise to a marginal cumulate granite (CGM) modifiedby country rock assimilation, a body of inner granite (PM),and a late-stage evolved granite (FG) that intruded the earliertypes. REE modelling of the Dartmoor granite types by fractionalcrystallization of REE-enriched accessory minerals from a parentPM-granite shows that the FG-granite cannot have formed froma residual liquid left by crystallization of the CGM-granite.Two discrete stages of crystallization occurred; side-wall cumulateCGM-granite crystallization dominated by LREE-en-riched monazitefractionation followed by a late-stage mobile residual FG-granitein which fractionation was dominated by HREE-enriched apatiteand zircon. Modelling supports the idea that large-scale assimilationof country rock was not the dominant process during Dartmoorgranite evolution. Pervasive hydrothermal alteration locally affected all Dartmoorgranite types, altering primary plagioclase, biotite, apatite,monazite, and, to a lesser extent, zircon and xenotime. Duringpervasive sericitization, chloritization, and tourmalinization,REE were mobilized over distances of centimetres only and redistributedinto the secondary alteration products seridte, chlorite, tourmaline,allanite, and sphene. Whole-rock REE abundances were not affected     

Ree minerals of alkaline metasomatic rocks in the Main Sayan Fault

The composition of accessory REE minerals (allanite, chevkinite, fergusonite, and REE carbonates) in alkaline metasomatic rocks of the Main Sayan Fault (quartz-albite-microcline-riebeckite-aegirine, quartzalbite-microcline-magnetite, and clinopyroxene-albite) was studied using back-scattered scanning electron microscopy. Chevkinite occurs only in quartz-albite-microline metasomatic rock. The paragenesis of allanite and titanite is stable in clinopyroxene-albite metasomatic rocks. Allanite and fergusonite are typical of all zones of the metasomatic column. Chevkinite and allanite are often altered due to interaction with hydrothermal fluid and lose some amount of LREE. Secondary bastnaesite, synchysite, and ancylite are formed after allanite, while secondary monazite is developed after chevkinite. Presumably, the low-temperature alteration of allanite and chevkinite under effect of F^?, CO ₃ ^2? , and P ₄ ^3? -bearing fluids had not any significant manifestation in the total REE content in metasomatic rocks.     

Geochemistry of magmatic and hydrothermal zircon from the highly evolved Baerzhe alkaline granite: implications for Zr–REE–Nb mineralization

The Baerzhe alkaline granite pluton hosts one of the largest rare metal (Zr, rare earth elements, and Nb) deposits in Asia. It contains a geological resource of about 100 Mt at 1.84 % ZrO₂, 0.30 % Ce₂O₃, and 0.26 % Nb₂O₅. Zirconium, rare earth elements (REE), and Nb are primarily hosted by zircon, yttroceberysite, fergusonite, ferrocolumbite, and pyrochlore. Three types of zircon can be identified in the deposit: magmatic, metamict, and hydrothermal. Primary magmatic zircon grains occur in the barren hypersolvus granite and are commonly prismatic, with oscillatory zones and abundant melt and mineral inclusions. The occurrence of aegirine and fluorite in the recrystallized melt inclusions hosted in the magmatic zircon indicates that the parental magma of the Baerzhe pluton is alkali- and F-rich. Metamict zircon grains occur in the mineralized subsolvus granite and are commonly prismatic and murky with cracks, pores, and mineral inclusions. They commonly show dissolution textures, indicating a magmatic origin with later metamictization due to deuteric hydrothermal alteration. Hydrothermal zircon grains occur in mineralized subsolvus granite and are dipyramidal with quartz inclusions, with murky CL images. They have 608 to 2,502 ppm light REE and 787 to 2,521 ppm Nb, much higher than magmatic zircon. The texture and composition of the three types of zircon indicate that they experienced remobilization and recrystallization during the transition from a magmatic to a hydrothermal system. Large amounts of Zr, REE, and Nb were enriched and precipitated during the transitional period to form the giant low-grade Baerzhe Zr–REE–Nb deposit.     

川西甲基卡锂资源富集区根系土壤重金属含量水平及时空分布特征

锂能源金属的战略地位不断提高,与锂矿床及锂金属相关的研究也在不断跟进,锂矿区土壤重金属污染近年来持续受到关注,其含量分布情况值得深入研究。本文对亚洲最大的锂矿区——川西甲基卡根系土壤环境进行重金属含量监测,调查和评价锂矿区土壤重金属含量水平及其安全性。2016—2018年于川西甲基卡锂资源富集区采集根系土壤样品68件,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定根系土壤Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn含量。测试结果表明,甲基卡矿区根系土壤Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn含量平均值分别为0.13、15.31、25.47、60.57、16.12、23.59、66.83mg/kg,与2018年8月最新颁布的农用地土壤标准对比,无一超标,均低于风险筛选值及管制值。常见矿床的尾矿库区土壤一般存在严重的重金属污染,而甲基卡尾矿库土壤重金属含量均低于环境标准限值,且矿业活动停止的三年期间尾矿库区根系土壤中Cd、As、Cr含量明显呈逐年下降趋势。本研究认为,选矿厂房及尾矿库周边根系土壤重金属由于人为源的存在有一定的富集现象,但不构成危害,废弃物对环境污染小。