安徽沙坪沟斑岩钼矿床赋矿岩体钾质交代作用及其微量元素和Sr-Nd同位素响应

以沙坪沟钼矿主要的赋矿岩石——石英正长岩和花岗斑岩为对象,通过对比不同蚀变强度岩石的岩相学、岩石地球化学和同位素特征,研究该矿床的钾质交代作用-矿化特征,探讨不同热液蚀变的元素组合、蚀变过程中的元素迁移和Sr-Nd同位素的变化及其成因、不同蚀变的物理化学条件差异及其与矿化的关系,进而揭示蚀变-成矿热液流体的特征和起源。研究表明,石英正长岩和花岗斑岩的地球化学特征总体相似,显示其属同源岩浆演化产物,二者均受到钾质蚀变,但蚀变强度相差较大。钾质蚀变岩石的化学成分表现为高K_2O、Rb和低Na_2O、CaO、Sr、Ba,不同蚀变强度的岩石Rb/Sr和Sr同位素组成差别较大,花岗斑岩样品数据更显离散,甚至出现异常低的锶同位素初始值,表明热液蚀变强烈改造了Rb-Sr同位素体系,而Sm-Nd体系基本保持稳定。这一现象在东秦岭-大别钼矿带中典型的斑岩钼矿床也有出现,显示该成矿带具有相似的蚀变类型、热液起源和演化特征。而且钾长石化后期至黄铁云(绢)英岩化阶段也是最主要的钼成矿期,表明这期间流体系统pH值的降低致使Mo元素从流体中沉淀成矿。对比斑岩铜、铜-钼矿床和钼矿床的蚀变特征及其过程中元素和同位素的变化可以发现,这3种矿床均发育碱质交代作用,但蚀变强度、热液的Rb-Sr分异程度及其对原岩的改造程度存在较大差异,这暗示了各自特有的成岩、成矿物质和流体来源及大地构造背景。     

安徽宣城茶亭铜金矿床地质和地球化学特征及成因

安徽宣城茶亭铜金矿床是长江中下游成矿带浅覆盖区新发现的一个大型矿床,产于南陵-宣城中-新生代火山-沉积盆地中。矿床地质研究表明:矿体赋存于早白垩世石英闪长玢岩侵入体中,矿化强烈部位与隐爆角砾岩筒发育部位明显重叠而且范围略大;矿床围岩蚀变发育,以硅化、钾长石化、黑云母化、绢(白)云母化、黄铁矿化为主,分带性较为明显,矽卡岩化、绿泥石化、硬石膏化、碳酸盐化和高岭石化等蚀变仅在局部呈条带状、团块状分布;矿石具角砾状、脉状、细脉-网脉状、细粒浸染状构造和交代残余结构、固溶体分离结构等,其中,角砾状和脉状矿石中常常发育磁铁矿-赤铁矿和矽卡岩矿物石榴子石、透辉石等,硬石膏尤其发育,甚至形成硬石膏岩;矿石中金属矿物有黄铁矿和黄铜矿及少量斑铜矿、黝铜矿、砷黝铜矿等;隐爆角砾岩的角砾成分以石英闪长玢岩为主,胶结物主要为岩屑或岩粉及热液矿物两类。矿床流体包裹体研究表明:矿石石英中发育液相、气液相和含子晶气液相包裹体,气相成分以水为主;含子晶气液相包裹体主要见于成矿较早阶段与具有裂纹的黄铁矿共生的石英中,均一温度为360～420℃,流体盐度较高,而铜金主成矿阶段发育气液相和液相包裹体,均一温度介于270～300℃和190～220℃区间,相应的成矿流体的盐度和密度较低。矿床H-O、C-O和S、Pb同位素组成特征指示成矿流体、成矿金属元素及其化合元素主要来自于岩浆或岩浆岩,沉积地层和大气降水对成矿亦有一定的贡献,但所起作用相对较小。黄铁矿Re-Os同位素年龄与赋矿石英闪长玢岩锆石U-Pb年龄在误差范围内一致。综合矿床地质和地球化学特征,认为宣城茶亭铜金矿床与斑岩型和火山-次火山岩型(浅成低温热液型)矿床既有相似之处,也有明显的差异,因而确定为一个与早白垩世石英闪长玢岩浅成侵入体有关的隐爆角砾岩型矿床,该矿床是长江中下游成矿带中的一个新类型矿床。     

铜陵叶山铁矿赤铁矿微尺度矿物学研究及地质意义

铜陵隆起区内广泛分布着铜-铁-金多金属矿床,也存在众多小型铁矿,其中叶山铁矿是典型代表之一。矿体主要产于石炭系黄龙组内,具有层控特征,铁矿化以镜铁矿/赤铁矿为主。为了深入探讨该铁矿的形成机制及与沉积环境的关系,本文对该矿中不同产状的赤铁矿进行了详细野外地质观察和显微结构分析,并将赤铁矿划分为3类(Hem 1、Hem 2、Hem 3)。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析表明Hem 1具有高Si、Al、Ti的特征,微量元素V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Ba、Sn、Pb含量相对较高,Co/Ni比值小于1。Hem 1酸不溶物的扫描电镜(SEM)观察显示石英粒径为2～600μm,表面有风成的断面、孔洞、长条状"V"型凹痕等微结构和形貌,同时粘附有纳米硅质小球,表明石英为潮间带环境下的碎屑。以上结果表明该区黄龙组地层存在沉积赤铁矿型铁质建造,发生重结晶作用。Hem 2和Hem 3在主量元素上以低Ti含量,Si、Al、Mn含量变化大为特征;化学组成及元素相关性图解表明Hem 2、Hem 3并非单一成因,可分为两类:高W,低Mn、Si、Co/Ni比值(1. 5)为沉积-热液叠加改造成因(Hem 2_(SH)、Hem 3_(SH));低W,高Mn、Si、Co/Ni比值( 1. 5)为热液成因(Hem 2_H、Hem 3_H)。因此,微量元素含量上,Hem 2_(SH)与其共生磁铁矿差异大,Hem 2_H与其共生磁铁矿差异小; Hem 2_(SH)/(Hem 3_(SH))相对Hem 2_H/(Hem 3_H)显示亏损(W元素除外); Hem 2_(SH)、Hem 3_(SH)、Hem 2_H和Hem 3_H各自之间的波动变化,反映了热液改造过程元素的继承性和热液组分演化过程及其对前驱体的叠加影响,但元素相关性图解排除了Hem 1作为Hem 2_(SH)、Hem 3_(SH)前驱体的可能。综上分析结果表明:叶山铁矿可能属于沉积-热液叠加改造型矿床,黄龙组地层存在以菱铁矿为主的沉积铁建造并提供了该矿床的主要成矿物质,受到燕山期岩浆活动驱动的热液流体叠加改造。赤铁矿的多成因特征不仅为认识叶山铁矿的富集过程提供了重要依据,同时也为进一步了解铜陵地区热液改造型铁矿与黄龙组同生沉积环境之间的关系提供了重要启示。     

针铁矿及其热活化产物除Sb(Ⅲ)效果对比

以合成针铁矿为原料,通过煅烧法获得比表面积分别为85.74和22.65 m2/g的多孔纳米赤铁矿和磁赤铁矿,通过静态实验探究了针铁矿和煅烧产物的Sb(Ⅲ)吸附性能.结果 表明,Sb(Ⅲ)吸附效率为赤铁矿＞磁赤铁矿＞针铁矿,其前二者效率显著高于针铁矿.Sb(Ⅲ)在3种矿物表面的吸附均为快速的化学吸附,吸附在2h内即可接近平衡,符合准二级动力学反应和Freundlich等温吸附模型,为自发进行的吸热反应,升高温度有利于反应的进行.在45 ℃、pH=7的条件下,针铁矿、赤铁矿和磁赤铁矿的最大吸附量分别可达16.04、50.44和33.53 mg/g.pH对赤铁矿和磁赤铁矿的Sb(Ⅲ)吸附效率影响不大,但pH升高会导致针铁矿的吸附能力降低.CO32-、SiO44-、PO43-和胡敏酸会与Sb(Ⅲ)竞争吸附位,抑制3种矿物对Sb(Ⅲ)的吸附,但这种抑制作用只在阴离子浓度较高的条件下有效.研究认为磁赤铁矿具有更多的表面活性位和较强的磁回收能力,是优于针铁矿和赤铁矿的含Sb(Ⅲ)废水处理材料.     

安徽金寨银山钼-铅-锌多金属矿床Re-Os和有关岩浆岩40Ar-39Ar年龄测定

近年,在安徽金寨银山地区,发现了钼-铅-锌多金属矿床,赋矿岩石为中酸性岩浆岩.岩浆岩中的黑云母和角闪石单矿物的40Ar-39Ar同位素地质年龄测定表明,矿区内的中粒二长花岗岩、细粒二长花岗岩和细晶闪长岩脉分别形成于(136.8±1.6)Ma、(130.4±1.2)Ma和(125.4±1.0)Ma,为燕山晚期早白垩世侵入岩.根据岩体产状和接触关系,赋矿石英正长(斑)岩和爆发角砾岩的形成晚于二长花岗岩和细晶闪长岩脉.矿区内,钼矿体和铅锌矿体主要呈脉状产于不同岩性的岩浆岩体中,钼矿体主要发育于爆发角砾岩中心附近的石英正长斑岩中,铅锌矿体则主要赋存在二长花岗岩体中.钼矿床中辉钼矿的Re-Os同位素模式年龄为(112.6±1.3)Ma和(113.5±1.3)Ma.根据矿体与岩浆岩的相互关系以及同位素地质年龄测定,矿区内的钼-铅-锌多金属矿床与石英正长斑岩的形成时间接近,成矿与浅成-超浅成偏碱性岩浆的侵入和相关的热液作用有关,属于斑岩-隐爆角砾岩型矿床.结合前人的研究成果,笔者认为:该区的岩浆岩和钼-多金属矿床形成于中国东部大规模岩石圈减薄、拆沉和热侵蚀的地球动力学背景,大别造山带应力场由挤压转化至伸展阶段以后;区内的钼-多金属矿床归属东秦岭-大别钼成矿带的东延部分,是中国东部EW向大规模成矿带的组成部分.     

粘土质白云岩去除水中铜离子的效果及其机制

利用静态吸附实验研究了溶液pH值、反应时间、初始Cu2+浓度等因素对凹凸棒石粘土矿中粘土质白云岩去除Cu2+效 果的影响,将准一级、准二级、Elovich动力学方程与反应动力学进行拟合,再利用Langmuir、Freundlich等温方程对实验数 据进行等温式拟合,并与普通白云岩和凹凸棒石粘土进行了对比研究。结果表明,粘土质白云岩相对于其他两种材料受pH 影响较小,且在pH3~5范围内对Cu2+去除率均大于85%,最佳pH为5;对Cu2+的去除符合准二级动力学模型,粘土质白云 岩对铜的去除速率和去除率均最高;等温数据符合Freundlich模型,对Cu2+的最大去除量（pH=5,30℃）为186.2×10-3。粘 土质白云岩去除水中Cu2+的主要机制为矿物水化与溶解引起的表面沉淀及凹凸棒石与新生碱式碳酸铜[Cu2CO3(OH)2]胶体的静 电吸附。粘土质白云岩中纳米凹凸棒石与亚微米多孔白云石共生,具有较高的化学反应活性,除Cu2+效果明显优于普通白 云岩和凹凸棒石粘土,在处理含Cu2+废水方面具有潜在应用价值。     

河南桐柏老湾金矿床氢氧氦同位素地球化学及成矿流体来源

河南桐柏老湾金矿床的成矿作用是在变基性火山碎屑沉积岩为矿源层的背景上演化的。本文根据矿床氢氧同位素研究,认为矿床的热液成矿期成矿流体为大气降水和老湾花岗岩岩浆水的混合,成矿Ⅰ阶段和Ⅱ阶段以岩浆水为主,成矿Ⅲ阶段以大气降水为主,但在成矿Ⅱ阶段大气降水已占有很大的比例。氦同位素分析表明,在老湾金矿形成过程中有地幔流体加入,且从成矿Ⅱ阶段至Ⅲ阶段,由于大气降水比例增大,其与地幔流体的混合导致成矿流体的³He/⁴He比值不断减小。     

磁性硫酸烧渣结构和物性特征及应用潜力

通过X射线荧光光谱、X射线粉末衍射分别对某公司磁性硫酸烧渣的化学和物相组成进行了鉴别,采用场发射扫描电镜观察微形貌和微结构特征,测定了烧渣的磁化率和磁滞回线。结果表明,硫精矿粉沸腾炉焙烧所得磁性硫酸烧渣,铁品位达到64.78%,杂质组分主要是硅、铝和硫;主要物相为磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿,含少量石英;比表面积为2.83 m2/g,磁化率为18 000×10-8 m3/kg;原始微米粒径的黄铁矿粉体在脱硫、氧化相变为磁赤铁矿、磁铁矿和赤铁矿的过程中多晶化、纳米化,转变为纳米亚微米晶体,颗粒表现为多孔特征。这种较高比表面积、强磁性的磁性烧渣有望在吸附和磁分离领域作为功能材料发挥作用。研究结果也为利用铁硫化物热分解相变进行矿物纳米材料加工提供了新的思路。     

西峰黄土-红粘土序列有机质记录及其对磁化率古气候意义启示

大量研究证实成壤磁铁矿和磁赤铁矿是黄土-红粘土磁化率变化主要原因,但是对这些磁性矿物起源于无机沉淀还是生物作用尚需深入研究.为此,本文选择黄土高原200余米厚的西峰黄土-红粘土序列为主要研究对象,采用化学分析和透射电镜手段,对其中有机质含量和磁性矿物成因进行研究,结果表明:S5以来的沉积层有机质含量相对较高,集中在0.25％ ～0.50％之间,有机质含量变化与黄土和古土壤层磁化率变化基本一致,即有机质高值对应磁化率高值,有机质与磁化率值成正相关;S5以下至午城黄土底部不仅有机质含量降低而且变化幅度减小;红粘土沉积层中,虽然不能完全遵循磁化率高值对应有机质高值,但基本符合峰-峰和谷-谷对应规律.有机质和磁化率的相关性以及透射电镜研究表明,生物成因磁性矿物是风尘序列磁化率变化的主要原因,有机质含量高低反映风尘序列成壤过程中生物地球化学强度变化,生物将磁化率和古气候密切联系起来.黄土和红粘土磁化率古气候意义相似,但是由于黄土和红粘土形成于不同气候背景下,不能仅仅利用二者磁化率大小对比反演古气候,利用表土磁化率重建古气候要考虑气候载体形成的气候背景差异.     

陕西紫阳辉长岩锆石U-Pb年龄及微量元素地球化学特征

陕西安康的瓦房店、紫阳、岚皋、镇坪和湖北竹溪一带的早古生代地层中广泛出露具双峰式岩浆岩组合的岩墙群。本文通过紫阳高滩辉长岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年代学研究,获得其侵位年龄为410±4.5 Ma。高滩辉长岩具有类似OIB的稀土元素和微量元素分配特征,Th/Nb比值小于0.11,Nb/Zr大于0.15,显示其形成于与地幔柱活动相关的富集地幔源区。Nb/U、Ce/Pb比值及U、Th、Pb和Ni含量特征显示岩浆演化早期经历橄榄石和辉石的弱分离结晶作用,岩浆上升过程中几乎未受到地壳物质混染作用。高滩辉长岩年代学、微量元素地球化学特征及区域地质特征表明,早古生代晚期扬子陆块北缘地幔柱作用使得该区软流圈地幔上涌,导致扬子板块北缘陆内裂解,引发紫阳、岚皋一带早古生代晚期的基性岩浆作用。由于地幔深部热动力条件制约,这次大陆裂解事件未能持续。高滩辉长岩锆石年龄是对扬子板块北缘陆内裂解事件的响应。