北秦岭西段早侏罗世A型花岗岩及其地质意义

本文通过岩相学、岩石地球化学、锆石U?Pb定年和Lu?Hf同位素组成分析等方法,对出露于北秦岭西段宝鸡岩体王家山一带的黑云母花岗岩和其中的包体进行了研究。结果表明,该花岗岩形成时代为187±2 Ma,属于高钾钙碱性—钾玄岩系列岩石,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素以及Nb、Zr和Hf等高场强元素,亏损Ba、Sr和Eu,具有高的全岩锆石饱和温度(825℃~838℃),显示A型花岗岩特征,形成于造山后的板内环境,可能为秦岭岩群副变质岩与安山质岩石部分熔融的产物。暗色包体显示塑性流变特征,具有岩浆结构,发育针状磷灰石和具有复杂成分环带的更长环斑结构长石,是幔源岩浆注入酸性岩浆发生混合作用的产物,形成时代为191±2 Ma,其锆石Hf同位素组成变化范围较大,εHf(t)值介于-11.26~-2.51,主要为富集地幔部分熔融产物。综合本文及前人已有研究结果,认为~190 Ma的早侏罗世早期秦岭地区早中生代碰撞造山过程已经结束,区域开始逐渐进入板内伸展构造演化阶段。     

准噶尔盆地南缘侏罗系煤岩生烃动力学研究

应用金管-高压釜装置对采自准噶尔盆地南缘西部煤样JC25和东部煤样JC41进行生烃动力学模拟实验,获取生油、生气量和生烃动力学参数.升温速率分别为2℃/h和20℃/h,实验压力为50 MPa.实验得到两个煤样JC25和JC41最大生油量(以下单位mg/g均表示每克有机碳的生成量)分别为126 mg/g和68.5 mg/g,计算的排油量分别为88.8 mg/g和29.5 mg/g,表明侏罗系煤岩在南缘西部四棵树凹陷较其他区域具有较大的生油潜力.两个煤样最大生气量(∑C1–5)分别为121.6 mg/g和112 mg/g,差异相对较小.煤样JC25和JC41的H/C原子比值分别为0.85和0.77,类脂组含量分别约为8％和6％,岩石热解(Rock-Eval)参数氢指数(IH)分别为155 mg/g和156 mg/g.实验结果表明,H/C原子比值、类脂组含量比IH能更好地反映煤岩的初始生油、生气潜力.依据生烃动力学参数模拟了地质条件下(升温速率5℃/Ma)的生油和生气过程.煤样主要生、排油阶段的Ro,Easy介于0.80％～1.20％之间.在半开放条件下(发生排油),两个煤样的生气速率比较接近.在Ro,Easy=1.50％时生气转化率分别为23％和18％,煤岩主要生气过程发生在高过成熟阶段(Ro,Easy>1.50％).侏罗系烃源岩在霍玛吐背斜带中部成熟度较高,较其他区域具有更大的天然气勘探潜力.     

持久、迁移性有机污染物的水污染现状、分析检测方法和去除技术

持久、迁移性有机污染物(PMOC)具有高极性、化学性质稳定的特点,故难被土壤以及沉积物吸附.该类化学物质的环境释放可导致其在地下水以及饮用水中富集.目前,由于缺乏有效的分析技术手段,水体中大量未知的PMOC仍待进一步分析和识别.本次研究将从定义、特性和判别标准等方面系统介绍该类污染物,同时,对欧洲国家的PMOC管控现状和政策法规进行总结和归纳.此外,以全氟烷基酸为例,对比、讨论了我国和欧洲地表水和地下水中PMOC的污染现状,并针对不同种类的PMOC详细介绍了相关的分析方法和水处理技术.最后,对PMOC的未来研究趋势进行前瞻,以期为我国化学品风险管理以及饮用水资源保护提供参考依据.     

纳米比亚罗辛地区白岗岩型铀矿成因研究

纳米比亚罗辛地区白岗岩型铀矿床产于白岗岩穹窿边部白岗岩与达玛拉基底变质岩内外接触带,以及变质岩片理、褶皱、转折等部位.已有矿床晶质铀矿年龄介于494～508Ma之间,既是D、E两期白岗岩重熔年龄,也是近水平方向韧性剪切变形活动时代.白岗岩型铀矿床铀矿物以晶质铀矿、钍铀矿、钛铀矿为主,晶质铀矿及伴生的锆石、独居石等矿物具有全自形或半自形晶粒状结构、浸染状构造,具有岩浆分异结晶特征.铀铅同位素示踪分析表明铀来自达玛拉基底岩系和A、B、F期白岗岩.含矿的D、E白岗岩是基底变质岩和早期白岗岩部分重熔形成的.以晶质铀矿为主的白岗岩型铀矿床是在达玛拉造山期岩浆形成演化阶段,由结晶分异作用形成铀预富集基础上,在造山期后韧性变形作用下白岗岩再次重熔富集成矿的.     

云南中甸地区晚白垩世斑岩型Mo-Cu矿床磷灰石、锆石裂变径迹年代学研究

云南中甸地区位于西南三江铜钼铅锌金多金属矿集区的南端,是一个独具特色的Cu-Mo多金属复合叠加成矿带.本文采用裂变径迹低温热年代学技术对区内晚白垩世铜厂沟、休瓦促、热林成矿斑岩体,进行了锆石、磷灰石裂变径迹分析测试,开展了晚白垩世以来的构造热史演化模拟,揭示了区内构造-岩浆成矿事件及热史演化过程.研究表明,锆石裂变径迹年龄值变化于52±2～96±5 Ma;磷灰石裂变径迹的年龄值变化于15±1～48±3 Ma,总体变化幅度不大,中心年龄与池年龄在误差范围也基本一致.通过锆石、磷灰石的裂变径迹分析,揭示出云南中甸地区自晚白垩世以来主要经历了三个阶段的构造热事件.第一阶段(96～60 Ma),主要为岩浆侵位后快速降温的热史演化阶段;第二阶段(52～39 Ma),为缓慢的降温作用过程;第三阶段(16～15 Ma),揭示了受中新世以来青藏高原隆升造山作用的影响,该区经历了快速降温的地质演化过程.综合锆石裂变径迹、磷灰石裂变径迹的热史反演结果,表明区内晚白垩世典型成矿斑岩体具有相似的隆升过程和剥蚀历史,并获得了剥蚀量与剥蚀速率的定量计算结果,为区内矿床的资源潜力评价及勘查工作提供了科学参考.     

基于深反射地震剖面的沂沭断裂带岩石圈精细结构

为揭示沂沭断裂带深部结构及发生—发展过程,查清断裂切割深度及对岩石圈地幔的破坏,探讨沂沭断裂带的构造组合样式、运动方式、地壳稳定性及其对资源环境的约束作用,研究团队于2019年在沂沭断裂带南段沂南—莒县附近布设了一条长约60 km的深反射地震剖面,系统采集了沂沭断裂带和两侧地块的地震数据,对沂沭断裂带深部岩石圈精细结构进行了解剖.结果显示,该区岩石圈结构在横向上表现为以沂沭断裂带为界的块状结构特征,地壳厚度约30.8～39.5 km;莫霍面总体呈西浅东深态势,并被西倾的沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)错断,垂直落差达10.5 km.与浅部"两堑夹一垒"的构造组合样式不同的是,沂沭断裂带在深部剖面上表现为由沂水—汤头断裂(F2)和昌邑—大店断裂(F4)向上延伸与分叉散开的多条断裂组成"双枝状"构造组合样式.断裂带内被断层切割的界面反射波多呈向上的拱弧形,其构造形迹具有伸展、挤压和走滑并存的特征,推断这些界面为层间滑脱构造,它们指示了沂沭断裂带"多层滑移"构造运动方式.该断裂带不仅切穿了近地表、壳内地质界面,F2、F4断裂还向下切割莫霍面,深入岩石圈地幔,是深达地幔的深大断裂构造带,为地幔热物质的上涌提供了通道,对中生代的岩浆活动和内生成矿具有控制作用.地震剖面西端的铜井金矿成矿与沿F2断裂上侵的铜井杂岩体关系密切;剖面东端的火山机构保存完整,没有明显构造破坏痕迹,据此认为沂沭断裂带左行走滑主要发生在早白垩世青山期以前,其后水平滑移量应不大.从区域地质分布及地震反演结果看,昌邑—大店断裂(F4)明显将山东省分割为鲁西和鲁东两个地质构造单元,因此将其作为区域地质构造分界线是合理的.本项研究结果进一步加深了沂沭断裂带深、浅部结构的认识,为分析研究沂沭断裂带的深部过程和浅部构造响应及对资源环境的影响提供了资料约束.     

川西九龙地区锂铍矿区土壤重金属分布特征及生态风险评价

川西九龙地区是近年来中国关键矿产资源勘查的热点地区之一,区内锂铍等稀有金属矿产资源优势突出,有望逐步发展成为国家级大型资源基地。作为长江上游生态保护屏障,该区生态环境脆弱,面对矿业开发的巨大机遇,在当前"环保优先"的现实情况下,急需摸清该区环境家底,支撑国家能源战略发展。本文用ICP-MS方法检测了该区352件土壤样品中7种重金属元素(Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn)的含量,运用地累积指数法、污染负荷指数法、潜在生态风险指数法和健康风险评价模型,结合GIS空间分析,综合研究了该区土壤中重金属的空间分布特征和生态风险。结果表明:(1)研究区土壤7种重金属元素浓度的平均值均没有超过国家农用土壤污染风险筛选值。As和Pb平均含量低于四川省土壤背景值,Cd、Cr、Cu、Ni和Zn含量高于背景值,分别是背景值的2.44、1.04、1.15、1.28和1.17倍。(2)Cd、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn六种重金属元素浓度的空间分布特征明显受到区内黑云母花岗岩的影响,Pb的高浓度中心以及Cr、Cu、Ni和Zn的低浓度中心与岩体的空间位置对应关系明显。(3)地累积指数法评价结果显示,研究区土壤区域整体上不存在重金属异常累积;污染负荷指数法评价结果显示污染负荷指数均小于1,不存在重金属的污染;除Cd存在轻微的潜在生态风险外,其余6种元素均不存在潜在生态风险。(4)健康风险评价模型分析结果显示,空间上,Cd元素的单元素潜在生态风险指数空间分布规律与岩体存在一定联系,无生态风险区域与黑云母花岗岩岩体位置对应。土壤中的重金属可以通过手口、呼吸和皮肤直接接触三种途径进入人体,其中手口途径是产生健康风险的最主要途径。在全部重金属元素产生的健康风险中,除Cr的手口途径会产生可以接受的正常的自然致癌风险外,其余元素均不存在致癌性和非致癌性。研究表明,当前研究区土壤不存在重金属污染,潜在危害程度较低,且不存在非致癌和致癌性风险。但基于土壤中重金属存在一定的累积效应,在今后矿业开发过程中要密切关注土壤重金属浓度的变化,防止重金属污染带来的风险。     

气相色谱-三重四极杆质谱法测定地下水中44种有机物污染物

地下水中有机氯、多环芳烃、邻苯二甲酸酯等半挥发性有机污染物对生态环境和人体健康带来潜在威胁,开发高效、准确、快速的检测方法具有现实意义。通过液液萃取、固相萃取等方式将水中有机污染物分类萃取,利用气相色谱、气相色谱-质谱、液相色谱-质谱等方法测定,不能在满足低检出限的同时测定多种类别有机污染物。本文建立了一种改进的QuECHERS方法,即在水样中加入少量有机溶剂振荡后直接取有机相,无需净化,利用灵敏度更高的气相色谱-三重四极杆质谱仪多反应监测模式(MRM)进行定性、内标法定量,实现了44种有机污染物的同时测定。实验优化了质谱条件,对比了不同溶剂的提取效果以及传统方法和QuECHERS的优缺点。结果表明:44种有机物在1～200μg/L范围内线性关系良好,各有机物的检出限和回收率均满足要求。本方法具有前处理简单、检出限低、邻苯二甲酸酯类本底低、多类有机物同时测定等优点,可应用于地下水中痕量有机物的测定和评估。     

石煤钒矿成分分析标准物质的研制

石煤钒矿资源的开发和合理利用需要对其成分进行准确的分析测试和质量控制。目前,国内外尚未有石煤钒矿成分分析的标准物质,现有钒成分分析标准物质无论是其五氧化二钒含量,还是定值成分都无法满足我国对石煤钒矿勘查、开发和研究需要。本文对采自湖北省崇阳县小源冲钒矿、湖南省芷江县牛牯坪钒矿、湖南省古丈县岩头寨钒矿和湖南省凤凰县黑冲钒矿等4个大型石煤钒矿区样品开展了标准物质研制工作,研制了4个石煤钒矿成分分析标准物质(GBW07875、GBW07876、GBW07877、GBW07878)。将矿层样品、顶底板岩石和人工剥离高品位样品,经过颚式初碎、对辊中碎、粗粒过筛混匀、配矿混匀、盘式细磨、细粒过筛、灭活混匀等加工处理,经初检合格后,装瓶和编号。随机抽取的4×35瓶样品进行均匀性检验,F_实测值均小于F_0.05(34,70)=1.60,且相对标准偏差(RSD)在0.31%~7.48%之间,表明样品的均匀性好。对随机抽取样品进行长期稳定性检验和短期稳定性检验,结果没有发现统计学意义的明显差异,表明样品的稳定性良好。通过9家实验室参加协作定值研究,定值成分包括V₂O₅、C和SiO₂等共16种成分,其中4个石煤钒矿成分分析标准物质中的V₂O₅的质量分数分别为0.63%、0.86%、1.55%、3.99%,涵盖边界品位0.50%、工业品位0.70%、富矿品位≥1%,碳含量分别为2.40%、3.46%、5.60%、7.27%。本批次4个标准物质的研制成功,可为石煤钒矿的科学利用和研究提供参考和借鉴。     

云南个旧西凹蚀变花岗岩型铜-锡多金属矿床萤石地球化学特征及其地质意义

关键金属锡作为全球高科技产业的重要战略性资源,其成矿作用及找矿勘查均是目前国际矿床学领域研究的热点.位于滇东南有色金属成矿带西端的个旧具有全球规模最大的锡矿储量,因其具有独特的成矿条件而备受关注.近年来,在个旧老厂矿田西部凹陷带花岗岩体内部发现中型-大型铜-锡多金属矿体,但对其尚缺乏系统的研究.文章对个旧老厂矿田重点坑道和钻孔开展构造-岩相蚀变特征解析,观察到锡铜矿化主要以石英-电气石-萤石-硫化物-锡石脉的形式产于似斑状蚀变花岗岩中,少量以萤石硫化物形式产于花岗岩与碳酸盐接触带的矽卡岩中.文章对与2种成矿作用相关的萤石开展LA-ICP-MS及ICP-MS微量元素和Sr-Nd同位素分析.结果显示:蚀变花岗岩型脉状萤石∑REE为(7～749)×10-6(LA-ICP-MS)、(45.5～77.4)×10-6(ICP-MS),具有强烈的Eu负异常(δEu=0.01～0.08)和弱Ce负异常(δCe=0.56～0.92),(87Sr/86Sr)i变化于0.70953～0.71147;矽卡岩型萤石∑REE为(27.2～1277.0)×10-6(LA-ICP-MS)、(29.8～161.0)×10-6(ICP-MS),具有显著的Eu负异常(δEu=0.01～0.19)和弱的Ce负异常(δCe=0.44～1.05),(87Sr/86Sr)i变化于0.70870～0.71553.通过综合分析这2类萤石的地球化学特征,认为蚀变花岗岩型脉状萤石与矽卡岩型萤石均形成于氧化向还原过渡的环境,且均为岩浆热液活动的产物.2类萤石为近同期形成,其中矽卡岩型萤石中Ca来源于老卡等粒花岗岩和碳酸盐岩地层,蚀变花岗岩型萤石中Ca主要来源于老卡等粒花岗岩.综上,个旧老厂矿田西部凹陷带的似斑状花岗岩为老卡等粒花岗岩体边部的早阶段岩体,其未提供成矿物质,但提供了流体运移通道和就位空间,晚阶段流体上升侵位在老厂西部凹陷带似斑状花岗岩体内部形成岩浆热液脉型铜-锡多金属矿体.该研究可以为个旧锡矿深部及外围增储和滇东南锡矿带下一步找矿方向提供重要的理论指导.