黔西北上二叠统宣威组底部富铌多金属层地球化学特征研究

黔西北地区峨眉山玄武岩之上、宣威组之下广泛发育一套富铌铝土质黏土岩层,Nb含量最高可达571×10-6,但长期以来对铌富集的原因和形成机理研究较少。本文对威宁玉龙铌矿区富铌层位开展了矿物学和元素地球化学研究,结果表明,富铌铝土质黏土岩与下伏峨眉山玄武岩的Nb—Ta、Zr—Hf具有明显的相关性,两者的稀土元素球粒陨石标准化配分模式图也极为相似,均表现明显的右倾,暗示富铌铝土质黏土岩很可能为峨眉山高钛玄武岩风化的产物。元素质量平衡计算显示,峨眉山玄武岩向富铌铝土质黏土岩过渡,Nb、Zr、Al明显富集,REE等元素则相对贫化。矿物学观察表明,锐钛矿很可能是富铌铝土质黏土岩中Nb的重要载体矿物,锐钛矿风化后会引起Nb的明显富集。综合各项研究,认为峨眉山玄武岩的风化是形成富铌铝土质黏土岩的关键,富铌矿物榍石、锐钛矿等经表生风化很可能是引起铝土质黏土岩中Nb明显富集的重要途径。     

四川沐川地区上二叠统宣威组底部稀土富集层地球化学特征及其成因

扬子陆块西南缘滇、黔地区上二叠统宣威组(P3x)底部存在的稀土富集层已经有很多报导.采集四川沐川地区ZK15-3钻孔宣威组底部的16件黏土岩及玄武岩样品进行地球化学测试分析,通过矿物学和地球化学特征的研究探讨了稀土富集层的成因.测试结果表明,样品ΣREE为263.87～12 820.56×10-6,ΣLREE/ΣHREE 为4.31～43.31;w(TiO2)为 1.65％～14.6％,LaN/YbN 比值介于7.73～130.26,属于轻稀土富集.δEu值介于0.26～0.92,Eu负异常明显,δCe值介于0.87～1.25,Ce丰度无明显异常.稀土富集层自下而上ΣREE先增长后降低,依层序变化曲线总体呈"中隆形",岩性上稀土元素显著富集于铁质、铝质黏土岩中.综合稀土富集层的地质特征、稀土分配模式、对峨眉山玄武岩钛元素高含量背景的继承性、主微量元素建立的物源性质图解判别结果以及Ce/La和Sm/Nd比值的DF判别结果等,认为稀土富集层下亚段铁质黏土岩的形成以高钛玄武岩风化淋滤作用为主,上亚段铝质黏土岩、深灰色黏土岩等为玄武岩风化剥蚀后搬运再沉积并混有上地壳中酸性火成岩提供的部分物源的产物.该项研究可为川南地区稀土矿的找矿工作提供重要线索,对构架整个西南峨眉山玄武岩地区黏土岩型稀土矿的成矿理论具有重要意义.     

黔西北地区二叠纪玄武岩古风化壳常量元素的地球化学特征

通过对峨眉山玄武岩古风化壳进行野外调查、取样和分析测试工作,认为: ①贵州西部广泛出露峨眉山玄武岩,晚二叠世古气候温润潮湿,利于峨眉山玄武岩风化形成含Fe、Ti的黏土矿物和铝质黏土矿物的古风化壳,该风化壳受古地理环境和峨眉山玄武岩控制。②相对玄武岩而言,铝质黏土岩主量元素含量特征表现为富TiO₂、Al₂O₃,轻度亏损SiO₂,明显亏损TFe,其他主量元素大量流失; 铁质黏土岩主量元素含量特征表现为富TFe、TiO₂, 轻度富Al₂O₃,但相对于铝质黏土岩,TiO₂的富集程度偏低,SiO₂亏损明显,其他元素亦大量流失。③由于晚二叠世频繁的海侵作用,水位较高的区域,风化壳下部处于较还原的条件下,Fe被还原成易溶的二价状态或在有机质的作用下迁出风化壳,而Ti由于存在形式较为稳定,继续保存在黏土矿物中,与Fe发生分异; 局部水位较浅的氧化环境及重力分异作用下,黏土矿物与铁矿物由于比重差异而分选开来,形成Fe与Al、Ti的分异,并伴随铁矿、钛矿和铝土矿的富集。该富集规律的发现对寻找该区铁、钛和铝土矿有一定的理论指导意义。     

贵州镇远煌斑岩风化壳中稀土-铌的富集特征与赋存状态

贵州东南部广泛分布规模不等的煌斑岩体,其风化壳中常发育多种关键金属元素(REE、Nb等)的显著富集.本文以镇远马坪、白坟、思南塘煌斑岩为主要研究对象,对煌斑岩风化壳中稀土、铌元素的富集特征和赋存状态进行研究.结果表明,马坪煌斑岩风化壳中w(∑REE)、w(Nb)总体较高,平均达1313.9×10-6和388.5×10-6,白坟岩体相比最低,其w(∑REE)平均745.5×10-6,w(Nb)平均152.3×10-6.思南塘岩体风化壳∑REE含量较高(w(∑REE)平均1245×10-6),但w(Nb)较低(平均160.5×10-6).元素赋存状态研究表明,不同岩体风化壳中发现较多稀土元素独立矿物独居石,另有部分稀土组分可能以离子吸附形式赋存于粘土矿物中;铌则更多地赋存在钛金云母,锐钛矿、金红石及粘土矿物中.     

黔北上二叠统底部发现REY、Nb、Zr和Li等关键金属异常富集层

在黔北上二叠统底部铁铝质黏土岩、下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中发现其富集稀土、铌、锆和锂等关键金属元素,其中铁铝质黏土岩REY、Nb、Zr和Li平均含量分别为807×10^-6、143×10^-6、1107×10^-6、375×10^-6,下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中REY、Nb、Zr和Li平均含量为分别为555×10^-6、104×10^-6、786×10^-6、116×10^-6。显示出该区域该层位具有关键金属矿床良好的找矿前景。     

贵州西部二叠系峨眉山玄武岩顶部古风化壳钪-铌-稀土矿化富集层的发现与意义

二叠系峨眉山玄武岩顶部与上覆龙潭组不整合面广泛发育区域性古风化壳,该类古风化壳在川滇黔地区广泛分布,具有产出层位稳定,厚度大,多元素富集特点.目前,总体上对该类古风化壳的成矿和资源潜力研究程度不高,本次在水城—纳雍地区开展系统的岩石地球化学调查发现该层位具有明显的钪、铌、稀土矿化.矿化富集层中w(Sc2O3)介于40×10-6～133×10-6,平均73×10-6,w(Nb2O5)介于30×10-6～392×10-6,平均229×10-6,w(∑RE2O3)介于0.052％～0.214％,平均0.093％.钪、铌、稀土具有较明显的"分异"和"分层"富集特征,钪主要富集于中下部含铁质粘土岩系,形成于弱还原环境,铌、稀土主要富集于上部铝质、碳质粘土岩系,形成于氧化-还原转换环境,稀土元素为LREE富集型,在含碳质粘土岩、碳质页岩中富集程度最高,暗示有机质在稀土元素的迁移、富集过程中可能起到了重要的介质作用.稀土配分、La/Yb-∑REE图解及Eu异常特征指示物源主要为峨眉山玄武岩,可能有少量中酸性火成岩的贡献.本文研究表明川滇黔地区的这类古风化壳中的钪、铌、稀土具有较大的资源潜力,未来有望成为古风化壳型(古风化-沉积型)钪、铌、稀土矿床的重要产出层,具有巨大的勘查、评价及综合研究价值.     

黔西北玉龙地区稀土含矿层地球化学特征

黔西北玉龙地区稀土含矿层(Pxt)处于宣威组(P₃x)底部,假整合于峨眉山玄武岩组(P_2-3em)之上,是一套富集了Nb、REE的铁质、铝质黏土岩。研究表明,铁质段与玄武岩微量元素、稀土元素配分曲线形态基本一致,说明铁质段与峨眉山玄武岩具亲源性,主量元素投点反映出铁质段物源主要由峨眉山玄武岩提供。铝质段与玄武岩微量元素、稀土配分曲线存在差异,且主量元素投点显示铝质段物源具多源性,表明除峨眉山玄武岩提供物源外,还有部分中酸性岩浆物质提供部分物源。铁质段和铝质段均呈轻稀土富集型,铝质段富集程度更高,轻稀土元素中La、Ce、Pr、Nd富集明显,占轻稀土元素的85.76%～98.36%,重稀土元素中Gd、Dy、Er、Yb富集较明显,占重稀土元素的84.41%～89.33%。铁质段形成于水动力较弱的氧化环境,铝质段形成于水动力强-弱交替的氧化-还原界面,CIA、CIW、ICV值反映铁质段、铝质段经历过强烈的风化改造作用。     

黔北上二叠统底部发现REY、Nb、Zr和Li等关键金属异常富集层

在黔北上二叠统底部铁铝质黏土岩、下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中发现其富集稀土、铌、锆和锂等关键金属元素,其中铁铝质黏土岩REY、Nb、Zr和Li平均含量分别为807×10- 6、143×10- 6、1107×10- 6、375×10- 6,下部煤层及其顶底板炭质黏土岩中REY、Nb、Zr和Li平均含量为分别为555×10-6、104×10-6、786×10-6、116×10-6。显示出该区域该层位具有关键金属矿床良好的找矿前景。     

黔西威宁地区玄武岩风化壳稀土赋存状态与浸出实验

选取贵州西部威宁地区峨眉山玄武岩风化壳中稀土作为研究对象,进行稀土的浸出实验,讨论稀土元素的赋存状态。实验结果显示,哲觉、海外剖面的样品稀土含量∑REY(∑REE+Y)平均为1086.66×10-6,是潜在的风化壳型稀土资源,但其浸出率平均值为7.14%,且在粘土岩中的浸出率较高,粉砂岩和凝灰质粘土岩次之,表明离子吸附型稀土占的比例很低,稀土在玄武岩风化壳中的赋存状态主要不是以离子吸附型存在。基于目前技术,离子吸附相稀土才是稀土利用的基础,威宁地区峨眉山玄武岩风化壳中稀土难以作为离子吸附型稀土资源来进行综合利用。     

黔西北峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系钪、铌、稀土分布特征与富集规律

在黔西北峨眉山玄武岩顶部与上覆宣威组(P3x)/龙潭组(P3l)不整合接触界面附近,常分布一套Fe-Al岩系,近年发现其中Sc、Nb和REE等关键金属富集特征显著,对这套铁铝岩系中Sc、Nb、REE的分布特征、富集规律和赋存形式研究.结果表明:1)Fe-Al岩系中富集的Sc、Nb和REE等关键金属,多数已达到综合利用标准,具有较好成矿前景;2)宣威组(P3x)Fe-Al岩系中,Sc、Nb和REE分布均匀、差异较小,Sc主要富集于下部,Nb主要富集于上部,REE主要富集于中下部,主要赋存岩性分别为含凝灰质铁质粘土岩、豆鲕状铝土质粘土岩和铝质粘土岩;3)龙潭组(P3l)Fe-Al岩系中,Sc主要分布于中部和南西部,Nb和REE主要分布于北部、南西部,Sc主要富集于下部,Nb和REE主要富集于上部及上覆煤系地层底部,主要赋存岩性分别为凝灰质粘土岩、植物屑粘土岩和碳质粘土岩;4)Sc和Nb主要以类质同象形式呈分散状态赋存于粘土矿物、独居石、金红石等中,REE以离子吸附态、类质同象和独立矿物等多种赋存;5)Sc、Nb,REE富集经历了风化作用初始富集,后期成岩改造作用再次富集过程,此外,还与Fe-Al岩系完整性有关.     

贵州威宁地区沉积型稀土含矿岩系成因与富集规律

贵州威宁地区宣威组底部稀土含矿岩系的成因类型一直有较大争议.在野外实地调查的基础上,运用矿物学、岩相古地理与地球化学等手段进行了系统性研究.结果显示,区内二叠系宣威组底部稀土含矿岩系广泛分布,连续性好,含矿段厚度为2~16 m,并伴生有铌、锆、镓等元素;稀土氧化物平均品位0.15%,最高可达1.60%.主量、微量和稀土元素分析表明威宁地区稀土含矿岩系中含有来自玄武岩及火山灰的典型矿物,稀土配分模式与玄武岩相比具有继承性,研究区化学风化作用较强、成分成熟度较高代表其经过长距离搬运,遭受了改造;峨眉山玄武岩为该稀土层提供了主要物质来源,稀土层受源岩成分的控制,经历了沉积分选及再循环作用,还遭受了来自上地壳的中酸性岩浆物质源区的混染.其成因机制可能为在晚二叠世炎热、潮湿、强风化的环境中,玄武岩经过风化剥蚀后,搬运至沉积基底低洼处的三角洲平原亚相中的洪泛平原微相环境,与火山灰一同沉积沉淀,在风化和淋滤作用下稀土等元素以离子形式被解析出来,从而被吸附性强的高岭石等黏土矿物吸附于表面,或进入矿物晶格,形成富稀土层.      

贵州水城-纳雍地区峨眉山玄武岩风化壳离子吸附型稀土矿床地质特征及资源潜力

通过对贵州水城—纳雍地区峨眉山玄武岩风化壳离子吸附型稀土矿床的风化壳结构、矿体垂向变化特征的综合研究,总结了矿床特征、风化壳特征、区域成矿条件。风化壳中全风化层是稀土矿富集最好的层位; (La/Yb)N、ΣLREE/ΣHREE比值较高,属于强轻稀土富集类型。严格受母岩、地形、气候、地层、构造等因素共同作用。稀土矿床具备分布面广、埋藏浅、厚度大、品位高等地质特征。可以指导贵州西部地区寻找同类型大型稀土矿产地。     

四川盐源地区晚二叠纪双峰式火山岩的厘定及其地质意义

四川省盐源县柏林山一带广泛分布着一套基性岩、酸性岩的火山岩组合,两类火山岩在时空上紧密伴生,二者之间缺失中性火山岩,构成典型的双峰式火山岩组合。通过对区内双峰式火山岩的空间分布调查,基性岩主要为致密块状玄武岩、斑状玄武岩,酸性火山岩主要为碱流岩,碱流岩位于玄武岩顶部,为晚二叠纪峨眉山大火成岩省的组成部分。在地质背景、岩石学、地球化学等方面研究的基础上,对区内双峰式火山岩的成因和形成环境进行了探讨,表明玄武岩的原始岩浆来自富集型地幔源区,为地幔橄榄岩小程度部分熔融的产物,形成于洋岛构造环境,碱流岩主要为玄武岩浆极度分离结晶后的酸性残余岩浆形成,形成于陆内拉张构造环境。柏林山地区晚二叠纪双峰式火山岩的发现和厘定为峨眉山玄武岩的演化提供了新的线索和依据,为区域成矿研究以及稀有稀土找矿提供了新的启示。     

四川盆地西缘上二叠统宣威组顶部泥岩、砂岩的地球化学特征及其地质意义

沉积物源分析是认识盆山演化的重要途径。了解四川盆地西南缘上二叠统宣威组物源,对于重建晚二叠世扬子克拉通周缘演化具有重要意义。本文对峨眉山地区宣威组顶部泥岩、砂岩开展了岩石学和全岩地球化学分析,进行了物源、沉积环境和构造背景的研究。宣威组泥岩主要成分为黏土矿物,SiO₂含量(平均49.42%)中等;砂岩成分大部分为火山岩屑,含有少量石英及长石,具中等的SiO₂含量(平均44.12%),属于杂砂岩系列。泥岩与砂岩均具有轻稀土元素富集、重稀土元素较右倾的稀土元素配分型式,微量元素相对大陆上地壳富集高场强元素(如Nb、Zr),亏损大离子亲石元素(如Sr、Ba)。根据地球化学分析结果结合已发表的扬子克拉通周缘二叠系沉积岩数据,认为上二叠统宣威组顶部沉积岩物源区经历了强烈的化学风化作用,沉积古环境为富氧的淡水沉积环境;宣威组顶部沉积物物源不仅来自于近源搬运的峨眉山高Ti玄武岩,还接受了扬子克拉通的补给,扬子克拉通西缘晚二叠世时期是活动大陆边缘沉积。     

四川龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜麻柳村辉绿岩斜锆石U-Pb同位素定年及其地质意义

为确定龙门山北段唐王寨-仰天窝向斜内发育的NE向辉绿岩脉的侵位时代、构造背景,探讨其是否与峨眉山地幔柱活动相关,对向斜内麻柳村处的辉绿岩样品进行了斜锆石LA-ICP-MS U-Pb同位素测年、主量和微量元素分析。结果表明,辉绿岩斜锆石U-Pb同位素年龄为261.1±1.8Ma;属于高钛型拉斑玄武岩,高铝(13.39%~14.02%)、高铁(13.88%~14.67%)、低镁(4.43%~4.56%),富集大离子亲石元素和轻稀土元素,Nb/La=0.84~0.85、Th/Ta=2.40~2.45、Ta/Hf0.25,具有与洋岛玄武岩相似的地球化学特征,Nb-Ta略微负异常,暗示其可能源于富集型地幔并受到少量陆壳物质混染,形成于大陆板内环境。与峨眉山玄武岩质火成岩对比发现,两者具有高度一致的形成时代及相似的地球化学特征。据此认为,该区辉绿岩为峨眉山地幔柱活动的产物,峨眉山玄武质岩浆的活动已经波及至龙门山北段及川西北地区,可能影响了该区的生物环境及油气成藏。     

黔西北峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系特征及其三稀元素富集特点

黔西北峨眉山玄武岩顶部普遍发育Fe-Al岩系。为查明峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系特征,探讨其三稀元素富集特点,开展了针对峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系的野外调查。调查结果显示: 当峨眉山玄武岩上覆地层分别为宣威组或龙潭组时,峨眉山玄武岩顶部风化壳Fe-Al岩系表现出明显差异。样品测试结果表明: Fe-Al岩系内Sc、Nb、REE等三稀元素含量丰富,具有很好的找矿前景,宣威组Fe-Al岩系内Sc、Nb、REE含量更高,尤其是Nb和REE。Fe-Al岩系内Sc、Nb、REE等三稀元素富集为峨眉山玄武岩风化初始富集和后期改造再次富集作用的结果。     

峨眉山玄武岩和白马层状岩体的铬镍地球化学

文章讨论了峨眉山玄武岩及白马基性、超基性岩体的微量元素地球化学特征。对Cr、Ni富集的地球化学条件进行了探讨,认为在母岩浆分离结晶早期形成的堆积层,即结晶度很小的橄榄岩有利于寻找富Cr、Ni层位。     

皖南姚村岩体花岗岩风化壳稀土元素赋存特征

皖南地区花岗岩风化壳中稀土元素普遍富集，局部已成为矿床，其中，郎溪县姚村岩体风化壳富集程度较高。LA- ICP- MS锆石U- Pb定年表明，姚村花岗岩体的形成年龄为127.9±1.4 Ma，属于皖南地区燕山期晚期岩浆作用的产物。风化壳可细分为残坡积层（A）、强半风化层（C1）、过渡层（C2）、弱风化层（C3）和基岩（D）五层。稀土总量在纵向剖面上呈“波浪式”分布，各层稀土分布型式表现出对原岩的继承性。风化壳稀土配分型式与基岩一致， 富集LREE，轻重稀土分馏明显(La/Yb)N=15.6），但总含量明显更高。基岩∑REE为338×10-6，半风化层∑REE最高达642×10-6，富集约两倍。风化壳物质由风化残余主矿物（石英、钾长石、斜长石、黑云母）、黏土矿物（高岭石、埃洛石、伊利石、三水铝石等）和副矿物（锆石、磷灰石、榍石等）等组成。黏土矿物以伊利石含量最高，指示风化壳发育不成熟。REE与埃洛石含量明显正相关，与其他黏土矿物关系不明显。（含）稀土矿物（尤其是榍石）对风化壳中稀土元素的贡献量超过百分之五十，其次为斜长石，是风化壳中REE的重要来源。     

贵州威宁-赫章二叠系乐平统含铁、铝岩系的沉积环境及成矿元素富集特征

贵州威宁-赫章地区的二叠系乐平统宣威组第一段铁、铝岩系,是峨眉山玄武岩风化-沉积作用的产物.其中富集的稀土、稀有、稀散元素,与峨眉山玄武岩所处的构造位置和玄武岩风化的古地理位置有关.在六盘水裂陷槽区(B区),Cu、Ti、Sc、REE含量高,对应于六盘水裂陷槽复杂的地质环境;在裂陷槽边界西南,玄武岩剥蚀作用强烈,沉积层的厚度较薄,Nb、Ta和REE在强风化环境中富集;在裂陷槽边界北东,沉积厚度较大,Ga和V含量高,可能是沉积环境富集.风化作用是成矿有用组分富集的重要因素,它决定了稀土、稀有和稀散元素富集的趋势.有一些元素可以富集,达到工业利用价值,特别是Nb+ Ta,可能形成独立矿床.