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。     

岩石—土壤—铁芒萁系统中稀土元素的分布、迁移和累积

在赣南非稀土矿区和四处不同稀土矿区内取样,用ICP-MS法测定岩石-土壤-铁芒萁系统中15个稀土元素的含量,并对其分布、迁移、累积特征进行了研究。结果表明:稀土元素在岩石、土壤各层含量由高到低的顺序为C(心土层)>A(表土层)>B(底土层)>D(成土母岩);在铁芒萁植物体内的分布规律是:轻稀土元素含量为叶>根>茎>叶柄;重稀土元素含量为根>叶>茎>叶柄;稀土元素演化、迁移的难易是由稀土元素的重轻所决定的;岩-土-芒萁系统各环节间稀土元素的含量模式基本相似,表征元素在岩石→土壤→植物大系统中存在着向量(非均衡性)关系。     

宁镇地区燕山期侵入岩的稀土元素特征

江苏宁镇地区燕山期岩浆侵位后,与围岩发生同化混染作用。从早到晚橄榄辉长岩-闪长(玢)岩-石英闪长玢岩-花岗闪长斑岩,稀土元素含量随SiO_2的增大而增高,铕异常不明显。后续的二长花岗岩-花岗岩,稀土元素含量随SiO_2的增高而降低,出现弱到中等负铕异常。它们的稀土元素分布模式均显示出幔壳型(同熔型或称Ⅰ型)岩浆成因的特征。岩浆侵位后,围岩的同化混染作用使侵入岩的稀土元素含量增高,对其稀土元素分布模式也产生一定影响。     

邹家山铀矿床中伴生稀土元素的地球化学特征及酸浸实验研究

研究了邹家山铀矿床原始矿石中的稀土元素含量特征及其在酸浸过程中的行为。结果表明:(1)该矿床矿石中伴生的稀土元素总含量很高,∑REE平均含量达3231.55×10-6,其中HREE达2933.39×10-6,属珍贵的重稀土元素富集型,具有负Eu异常、Ce无异常的特征。(2)在强酸及氧化剂浸泡条件下,轻、重稀土元素的浸出行为明显不同。重稀土元素更易被浸出,其浸出率是轻稀土元素的2倍左右。在强酸或强酸加氧化剂浸泡下,随原子序数的增加,轻稀土元素(La~Eu)的浸出率较明显增加,而重稀土元素(Gd~Lu-Y)的浸出率则小幅度递减;15种稀土元素中Gd的浸出率最高,La的浸出率最低。(3)初步获得邹家山铀矿床伴生稀土元素酸法浸出的最佳硫酸浓度和氧化剂用量,即在硫酸浓度为30g/L的条件下,100mL的浸泡液中含有2mL30%的过氧化氢时,稀土元素浸出率可达到最高值。     

云南武定迤纳厂铁铜稀土矿床铁精矿、铜精矿和尾矿稀土元素含量调查

为查明武定迤纳厂铁铜稀土矿床矿石分选过程中稀土元素的去向和归宿,开展了铁精矿、铜精矿和尾矿的主量元素和微量元素分析测试。铁精矿和铜精矿中稀土元素总量(ΣREE)分别为88.5×10~(-6)～606×10~(-6)和629×10~(-6)～1263×10~(-6)。尾矿样品的化学成分以SiO_2(18.15%～45.16%)、Fe_2O_3(9.79%～41.60%)、CaO(4.90%～10.25%)和烧失量(9.45%～21.40%)为主,具有较高的Ba(523×10~(-6)～1630×10~(-6))和稀土(ΣREE为248×10~(-6)～1576×10~(-6))。尾矿中ΣREE与Fe_2O_3、P_2O_5和Nb含量呈正相关。稀土元素配分模式和(La/Sm)_N-(Gd/Yb)_N图解均表明铁精矿、铜精矿和尾矿中的稀土元素可能主要赋存在被包裹于磁铁矿中的磷灰石中。这种混合颗粒的存在导致在选矿过程中,铁铜稀土元素向比重偏低的矿物端转移。该矿稀土资源可能主要富集在尾矿中的磷灰石中。     

稀土元素新型显色剂偶氮溴膦-PN测定地质样品中稀土总量

本文首次报导用[2-(4-溴-2-膦酸基苯偶氮)-7-(4′-硝基苯偶氮)1,8-二羟基-3,6-萘二磺酸](简称偶氮溴膦-PN)作为稀土元素的新显色剂,研究了它与稀土元素的显色条件,并将其用于矿石中稀土总量的测定。该试剂为深紫红色粉末,易溶于     

山西西铭煤矿煤中稀土元素地球化学特征及指示意义

采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及X射线荧光光谱(XRF)等方法,分析山西西铭煤矿2号、3号、8 号和9号煤中稀土元素的含量特征和赋存状态,并根据稀土元素Ce、Eu、Gd、Y和常量元素Al₂O₃/TiO₂的异常揭示其成煤环境及物质来源。研究结果显示:(1)西铭煤矿煤中稀土元素含量与世界煤值和美国煤值基本相等,但低于中国煤中稀土元素含量的平均值;稀土元素以中-重稀土富集型为主,其次是轻稀土富集型和轻-中稀土富集型。(2)西铭煤矿成煤环境总体上以弱还原性为主,且受酸性沼泽水环境影响。(3)煤中稀土元素的物质来源主要为陆源碎屑物质,判断其沉积源岩为酸性或中-酸性岩浆岩。     

黄河三角洲不同类型湿地稀土元素配分模式

本文利用ICP-MS对2006—2008年采自黄河三角洲湿地系统的208个表层土壤(沉积物)样品进行了14项稀土元素(REE)分析,研究了黄河三角洲不同植被覆盖下REE的配分模式特征。结果表明:上三角洲平原湿地表层土壤稀土元素总量(ΣREE)分布范围为137.29×10-6~267.82×10-6,平均值为166.73×10-6。碱蓬湿地和光滩湿地的配分曲线比较接近;芦苇湿地和柽柳湿地的配分曲线也比较接近,具有配分曲线整体低于碱蓬湿地和光滩湿地的趋势。研究区浅海湿地表层沉积物ΣREE为143.11×10-6~222.48×10-6,平均值为180.80×10-6。黄河上三角洲平原各类湿地稀土元素配分曲线高于黄河浅海湿地的稀土元素配分曲线,黄河浅海湿地的稀土元素配分曲线高于黄河沉积物的稀土元素配分曲线,且其配分曲线LREE较分散,而HREE较集中甚至重合。由此证明,稀土元素与植物分带具有成因关系,即黄河三角洲湿地系统LREE较多的参与到了植被的生物地球化学循环,而HREE在湿地生态系统呈生物化学惰性。     

稀土元素新型显色剂偶氮溴膦-PN测定地质样品中稀土总量

本文首次报导用[2-(4-溴-2-膦酸基苯偶氮)-7-(4′-硝基苯偶氮)1,8-二羟基-3,6-萘二磺酸](简称偶氮溴膦-PN)作为稀土元素的新显色剂,研究了它与稀土元素的显色条件,并将其用于矿石中稀土总量的测定。该试剂为深紫红色粉末,易溶于水,在0.08～0.32N硝酸介质中,它与稀土元素形成蓝紫色络合物,其稳定时间可高达25小时以上。络合物的摩尔吸光系数(以铈计)为7.53×10~4。样品经通常的碱熔,PMBP-苯萃取分离后,即可用它测定稀土总量。     

山西沁水煤田首阳山矿15#煤的稀土元素分布规律、赋存状态及其对成煤环境的指示

文章以沁水煤田长治首阳山矿15号煤为研究对象,运用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和X射线荧光光谱(XRF)等方法对煤中的稀土元素进行测试和分析。探讨了15号煤中稀土元素的富集机理、配分模式、赋存状态以及成煤环境等地球化学特征。结果表明:(1)研究区煤层中的稀土元素含量均值为49.28μg/g,整体含量较低;(2) 15~#煤(除SYS15-2外)和夹矸中稀土元素均为轻稀土富集型(LREY),并且夹矸中轻稀土富集更加明显;(3)稀土元素主要赋存在黏土矿物中;(4)成煤环境整体上以弱还原环境为主,稀土元素物质来源主要为陆源碎屑。     

华北晚古生代煤的稀土元素地球化学特征

采用仪器中子活化分析法(INAA)测定了华北晚古生代石炭纪—二叠纪58个煤及煤层夹矸和顶底板样品的稀土元素含量。通过对稀土元素地球化学特征的研究表明,华北晚古生代煤中稀土元素总量绝大多数变化于30×10~(-6)～80×10~(-6)之间,平均为56×10~(-6),属正常水平;靠近物源区的华北北部太原组比远离物源区并且受陆表海影响的华北南部太原组更加富集稀土元素;稀土元素总量还受煤中灰分所影响,与煤的灰分产率成正相关关系,尤其与<2μm的粘土矿物密切相关。这证明稀土元素在煤中的聚集过程中陆源物质起重要作用。煤中LREE明显富集,LREE/HREE一般在2～8之间,与高灰低     

华北晚古生代煤的稀土元素地球化学特征

采用仪器中子活化分析法(INAA)测定了华北晚古生代石炭纪-二叠纪58个煤及煤层夹矸和顶底板样品的稀土元素含量。通过对稀土元素地球化学特征的研究表明,华北晚古生代煤中稀土元素总量绝大多数变化于30×10~(-6)～80×10~(-6)之间,平均为56×10~(-6),属正常水平;靠近物源区的华北北部太原组比远离物源区并且受陆表海影响的华北南部太原组更加富集稀土元素;稀土元素总量还受煤中灰分所影响,与煤的灰分产率成正相关关系,尤其与<2μm的粘土矿物密切相关。这证明稀土元素在煤中的聚集过程中陆源物质起重要作用。煤中LREE明显富集,LREE/HREE一般在2～8之间,与高灰低硫煤相比,低灰高硫煤中其比值较低,该比值在顶底板岩石中达12以上,在黄铁矿结核中最高,达21,表明受海水影响的还原环境中HREE与有机质更具亲和力。稀土元素中普遍存在Eu亏损现象。在整个华北地区,正常煤层内的稀土元素分布模式十分相似,表明在华北晚古生代石炭纪-二叠纪成煤期间,保持有相对稳定的陆源物质供应。在低灰煤中,稀土元素主要由细粒的吸附灰分和生物灰分所承载,有机物质同时也吸附了一定比例的REE。受岩浆活动影响的煤其稀土元素总量最高,岩浆物质加入可以促使煤中稀土元素增加,并会导致稀土元素分布模式出现异常,同时常伴随有如U、W和A     

不同成因锆石阴极发光及微量元素特征:以新疆阿尔泰地区花岗岩和伟晶岩为例

新疆阿勒泰可可托海地区出露大量花岗岩和伟晶岩脉,利用阴极发光显微照相(CL)、电子探针背散射(BSE)和激光剥蚀电感耦合等离子质谱技术(LA-ICP-MS),观察和分析岩石中锆石的内部结构、稀土元素及Th,U含量后结果表明:该区花岗岩锆石具振荡环带和强烈的阴极发光特征,Th/U比值较高(Th/U=0.16～0.99),轻稀土亏损、重稀土富集,具较大的Ce正异常,为典型岩浆成因锆石。伟晶岩(KP-08-11)锆石为热液锆石,不具振荡环带和阴极发光,具低的Th/U比值(0.01～0.13),强烈富集稀土元素,尤其是轻稀土元素较花岗岩锆石高一个数量级,Ce的正异常相对较低。伟晶岩(KP3-08-1)锆石为变质重结晶锆石,Th/U比值分布范围较广(0.01～0.78),强烈亏损稀土元素,稀土元素配分模式存在显著的"REE四分组效应"。微量元素特征表明,伟晶岩(KP-08-11)锆石可能结晶自富U贫Th的残余岩浆流体,而伟晶岩(KP3-08-1)的锆石经历了蜕晶质化和变质重结晶作用,但依然保持了共存伟晶岩熔体的微量元素特征。     

《华南地质与矿产》2007年总目次

第1期·岩石学及地球化学·湘南花岗岩体稀有稀土元素成矿地质特征的初步认识………………………………………资柏忠,侯茂松,廖茂忠(1)湖南骑田岭芙蓉锡多金属矿田锡的赋存状态及迁移形式……………………………………侯茂松,资柏忠,谢慈国(6)新疆阿尔泰可可托海3号伟晶岩脉研究……………………………………………………冷成彪,王守旭,苟体忠,等(14)·矿床及矿产勘查·贵州水城-纳雍锰矿地质特征………………………………………………………………刘平,殷科华,杨光龙,等(21)河南内乡板厂铜多金属矿床成矿地质特征及找矿前景……………………     

北祁连山早古生代硅质岩稀土元素特征及构造环境意义

通过对北祁连山不同地质环境中的与火山岩相伴生的硅质岩稀土元素特征的分析,证明产于不同地质环境硅质岩的稀土元素特征,特别是稀土元素总量w( REE)、w(Ce)/w(Ce*)、w(LaN)/w(YbN)具有特定的规律性变化:从洋中脊→弧后盆地→岛弧→裂隙式火山作用大陆裂谷→中心式火山作用大陆裂谷,硅质岩的w( REE)、w(Ce)/w(Ce*)、w(LaN)/w(YbN)基本呈由小到大的规律性变化,w( REE)由7.64×10-6→8.20×10-6→23.74×10-6→28.40×10-6→69.41×10-6;w(Ce)/w(Ce*)由0.63→0.68→0.72→0.75→0.95;w(LaN)/w(YbN)由0.37→0.41→0.59→0.76→1.08。该研究成果为利用硅质岩稀土元素特征判定古老造山带的构造环境提供了参考标准。     

碳酸盐(岩)的稀土元素特征及其古环境指示意义

稀土元素主要通过交代碳酸盐矿物的Ca^{2+0进入碳酸盐格架,所以沉积碳酸盐(岩}的稀土元素特征能够很好的指示沉积流体来源和古环境。常用的稀土元素指标包括稀土元素总量(ΣREE)、稀土元素配分型式、以及La、Ce、Eu、Gd和Y等元素的异常指数。碳酸盐(岩)的稀土元素含量可能受到硅酸盐矿物、Fe-Mn氧化物/氢氧化物和磷酸盐等非碳酸盐组分以及成岩蚀变作用的影响。因此,在分析过程中,我们只有排除这些影响因素,才能用碳酸盐(岩)的稀土元素指标来探讨流体来源和古环境。这要求我们采集新鲜剖面上的样品,并用适当浓度的弱酸进行分步溶样,提取适当的组分,避免样品中的非碳酸盐组分干扰原始沉积组分的稀土元素特征。不同的沉积水体和沉积相下形成的碳酸盐(岩)具有不同的稀土元素特征:从太古宙到全新世的海相碳酸盐(岩)记录了LREE亏损、La正异常和高Y/Ho值的稀土元素特征;海底孔隙水的稀土元素特征则受氧化-还原条件、离子络合形式、孔隙流体来源的制约;热液流体具有LREE富集、Eu正异常的稀土元素特征;河水和湖泊有相对平坦的稀土元素特征。因此,碳酸盐(岩)的稀土元素特征具有重要的古环境指示意义。     

滇西保山核桃坪铅锌矿床稀土元素地球化学特征及其成因意义

核桃坪铅锌矿床产于滇西保山古生代地块内,是近年来在西南“三江”地区勘查发现的大型铅锌(铜银)多金属矿床,也是该区为数不多的以断控脉状矽卡岩赋矿为特征的矿床。详细研究了区内铅锌矿体的各种赋矿围岩、蚀变(脉)体及矿石的稀土元素地球化学特征,结果表明：围岩的稀土元素主要富集在粘土矿物中,上侵的矽卡岩流体萃取了围岩中的稀土元素,并使自身稀土元素组成发生改变;当前揭露浅部矽卡岩的成岩流体为中-低温、酸-弱酸性流体,其酸度随流体演化而不断增加。认为核桃坪铅锌矿床可能是一个远端矽卡岩型矿床,矽卡岩及伴生铅锌(铜银)的成岩成矿作用均受控制于隐伏的岩浆-热液系统。     

微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定海泡石中的稀土元素

海泡石是一种纤维状含水的富镁硅酸盐黏土矿,其中的稀土元素含量在1×10~(-7)～1×10~(-5)之间,目前还没有建立海泡石中稀土元素的国家标准分析方法。测定岩石中的稀土元素主要是采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS),样品前处理一般采用封闭溶矿和碱熔,但这两种处理方法耗时较长,效率不高。本文通过比较硝酸-氢氟酸-过氧化氢、硝酸-氢氟酸、硝酸-过氧化氢三种样品前处理方法,确定使用硝酸-氢氟酸溶矿,然后进行微波消解同时赶去氢氟酸,避免氢氟酸与稀土元素生成难溶的氟化物,再采用ICP-MS法测定15种稀土元素的含量。由于海泡石中的镁含量较高,为降低基体效应,以~(103)Rh和~(185)Re作内标补偿基体效应和校正灵敏度漂移,各元素测定值的准确性显著提高,回收率为91. 2%～110. 9%,检出限为0. 002～0. 011μg/L,精密度≤2. 79%。本方法与封闭酸溶ICP-MS法的分析结果吻合较好,且用酸量少(7 mL),溶矿效率高(1 h),检出限更低。     

黔南地区早石炭世黑色岩系稀土元素地球化学特征及沉积-构造环境分析

为了深入探讨黔南地区早石炭世黑色岩系沉积-构造环境,笔者对页岩气钻孔CY1井打屋坝组黑色岩系进行了详细采样测试,并重点分析了页岩稀土元素地球化学特征。分析结果表明,该区早石炭世页岩稀土元素总量(ΣREE)为(213.08~308.1)×10-6,平均值为251.43×10-6,大于北美页岩的平均值(173.21×10-6);w(ΣLREE)/w(ΣHREE)及w(Ce)N/w(Yb)N等地球化学参数表明,轻、重稀土元素分异明显;REE分布模式呈平坦状,表现出轻稀土富集、重稀土元素亏损;δEu值为0.53~0.671,显示中等程度的负Eu异常,Ce异常表现不明显。根据δCe和Ce异常值的变化,反映研究区早石炭世为缺氧还原环境。根据稀土元素组合特征、δEu值的变化及w(La)N/w(Yb)N-ΣREE的图解特征,结合区域地质背景,认为黔南地区打屋坝组黑色页岩的物源来自黔中隆起和雪峰山隆起,母岩为沉积岩和花岗岩的混合,沉积区构造环境为被动大陆边缘构造背景。     

蒙古国呼勒德地区正长岩锆石SHRIMP铀-铅年龄及其地质意义

呼勒德稀土元素矿化区位于蒙古国中戈壁省南部, 区内稀土元素和金矿(化)点星罗棋布, 为蒙古中南部最重要的金属矿化集中区之一。在所有上述矿床(点)中, 稀土元素矿化在下二叠统火山-沉积岩内呈似层状、脉状和透镜体状产出, 并且与呼勒德碱性正长岩株具有密切空间分布关系。本次研究对呼勒德正长岩进行了锆石SHRIMP铀-铅同位素年龄测定, 所获同位素年龄值为(214.3 ± 2.5)Ma, MSWD值为0.52, 属中生代印支期。根据上述同位素年代学数值, 同时结合其他地质与地球化学证据, 可以推测, 中生代时期, 受古陆块内部构造应力调整作用影响, 呼勒德地区一带及东西两侧曾发生过强烈构造-岩浆活动, 并且形成碱性正长岩株及相关的稀土元素矿(化)点。印支期碱性岩浆活动不仅为稀土元素矿(化)点的形成提供了物质、动力和热力来源, 而且是成矿流体对流循环的“发动机”。对比分析结果表明, 呼勒德碱性正长岩体的形成时间与南蒙古鲁金郭勒碱性花岗斑岩脉及相关稀土元素矿床形成时代大体相似, 它们均是地壳演化特定阶段混源(壳、幔源)岩浆活动的产物。