“西藏高原盐湖资源潜力评价及锂硼铯元素提取技术探索研究”获得重要成果

“西藏高原盐湖资源潜力评价及锂硼铯元素提取技术探索研究”为中国地质科学院于2000年设立的地质调查项目，执行期限3年。2003年12月27日通过评审验收，并被评为优秀。主要研究成果如下：     

发射光谱载体蒸馏法测定地质样品中微量硼铍锡银

选择了适合的缓冲剂,利用载体蒸馏法将被测元素与基体元素分离,使Be转变为易挥发的氟化物与B、Sn、Ag同时蒸发;降低了谱线背景及元素检出限;加入内标元素Au、Bi,提高了方法的准确度和精密度;采用普通 3mm×3mm×0.7mm杯型电极,装样量少,操作简单。方法检出限(wB/10-6)分别可达B1.5、Be0.3、Sn0.8、Ag0.02;准确度(Δlog C)基本在-0.05～0.05,精密度(RSD,n=8)为2.9%～17%。     

翁泉沟含铀硼铁矿床综合开发利用研究与对策

翁泉沟含铀硼铁矿中硼(B2O3)储量约占我国总储量的一半,矿床经勘探后一直没有很好得到利用。在综合利用资料积累与地质研究基础上,认为影响矿床利用的因素主要为矿石分解状况。研究认为矿床中硼镁铁矿-磁铁矿和硼镁石-磁铁矿两种主要类型矿石中绝大部分为可利用的变质后期热液作用产生的硼镁石-磁铁矿型矿石。这种热液作用形成的矿石是有规律可寻的。为达到综合利用的目的,有必要按不同类型矿石重新圈定矿体,根据不同矿体中硼镁铁矿分解率指标,选择两种不同综合利用方案。     

天津蓟县东水厂锰方硼石矿床成因新认识

天津蓟县东水厂锰方硼石矿床是世界上唯一一个具有经济开发价值的锰方硼石矿床,锰方硼石赋存与中元古代高于庄组二段泥晶白云岩中。本文通过微量元素分析探讨了锰方硼石的成矿环境,测定结果显示Sr/Ba=0.125~0.128;V/(Ni+V)=0.230~0.320;Th/U=4.356~4.898;V/Cr=0.018~0.026,各微量元素对比值范围变化不大;LREE总量为66.12×10~(-6)~67.90×10~(-6),HREE总量(包含Y)为18.88×10~(-6)~19.56×10~(-6),LREE/HREE值为3.38~3.60,Y/Ho值介于28.25~29.14之间,δCe介于0.829~0.854之间,显示为弱的负Ce异常,δEu值介于0.831~0.846之间,显示为弱的负Eu异常。地球化学数据指示其成矿环境属海相沉积环境,海水环境为相对氧化的状态,成矿过程中有陆源物质的加入。Sm/Nd-Eu/Sm图解表明研究区与柴达木盆地第三系蒸发岩较为相似,反应锰方硼石成矿时具有类似的蒸发成因。通过对硼同位素(δ~(11)B的数值范围为1.4‰~10.7‰)的解译进一步探讨了锰方硼石在原生成矿阶段的具体成因(海相蒸发沉积)。结合前人所做的锰方硼石地球化学数据,对东水厂锰方硼石矿床的成因做出了新的解释,即锰方硼石成矿时应属海相蒸发成因,而热液活动的过程则可能是发生于锰方硼石成矿之后,属后期热液改造作用,从而形成了锰方硼石复杂的地球化学特征。     

格尔木河流域河水钾硼锂元素分布特征及富集规律

在柴达木格尔木河流域,随着内陆流域水系的产生与地表径流的消亡,从山区至盐湖区钾(K)硼(B)锂(Li)等有益元素的分布可以划分为淋溶-径流区、径流-蒸发区与溶滤-蒸发浓缩富集区3个具有显著特点的水文化学分带。河水中,K、B、Li含量随矿化度升高而升高,且呈正相关关系。在盐湖区,K、B、Li等资源性元素明显富集。研究发现,格尔木河东部主流(秀水河)是格尔木河水中B和Li的主要贡献者。     

辽宁翁泉沟含铀铁硼矿床成矿时代：晶质铀矿微区原位测定

正辽东地区也是我国重要的热液型铀矿床产出地之一,翁泉沟铁—硼—铀矿床就是一个综合利用的综合开发利用的超大型含铀铁硼矿床,作为一个铁—硼—铀综合利用的矿床,前人对于其硼矿化的研究已经相对成熟(冯本智等,1985,1998;刘敬党,2007),对于硼成矿而言,原始含硼岩系沉积于2.2 Ga左右并在1924±2.5 Ma发生变质改造(Hu Guyue et al., 2015),但作为一个铀矿床,     

沉积硼酸盐热作用过程中的硼同位素变化

建立温度与硼同位素变化的关系是研究沉积硼酸盐成岩-变质作用中硼同位素地球化学行为的关键,这有助于准确认识硼酸盐δ11 B值所代表的地质意义.本文以自然产出的三方硼砂和钠硼解石为材料,结合热分解特征研究了不同热作用过程中硼同位素变化.200℃下硼酸盐经历结晶水的脱水反应,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由6.48±0.14‰降低到5.41±0.27‰和由-13.27±0.11‰降低到-15.93±0.23‰.1‰～3‰的硼同位素变化与自然界观察到的由脱水作用形成的次生硼酸盐比原生硼酸盐δ11 B值低2‰～4‰的现象一致.200～300℃间经历羟基的脱水过程,伴随着1‰～2‰的硼同位素降低,此过程中三方硼砂和钠硼解石δ11 B值分别由5.41±0.27‰降低到3.73±0.26‰和由-15.93±0.23‰降低到-17.11±0.11‰.300～670℃间硼酸盐经历物相转化过程,三方硼砂和钠硼解石δ11B值分别由3.73±0.26‰升高到4.59±0.08‰和-17.11±0.11‰升高到-16.08±0.20‰.此过程1‰的硼同位素升高是由硼-氧骨架结构改变造成的.本实验结果可以指示沉积硼酸盐的形成过程,以及埋藏过程中的硼同位素变化规律.硼酸盐脱水过程中会形成具有更高δ11 B值的流体,其可能显著影响内生硼矿的硼同位素组成,因此讨论硼同位素地质意义不能与海相-非海相环境中的硼同位素组成进行简单对比,需要考虑流体演化过程中的硼同位素变化.     

万象盆地不同成钾区的水不溶矿物对比及其指示意义

老挝万象盆地属于沙空那空盆地的次级盆地,沉积了厚层的钾石盐矿,而钾石盐中还存在着部分水不溶物,通过研究不同成钾区域的钻孔发现:水不溶物主要包括硬石膏、方硼石、白云母、石英、水氯硼钙石、碳酸盐矿物以及零散的黄铁矿,通过水不溶矿物在钻孔中的分布及组合特征发现,钾盐从析出到结束,水不溶物出现规律性特征:钾石盐含量越多方硼石含量也越多,而硬石膏且越少,并在钾石盐高峰期出现鲕粒方硼石,鲕粒方硼石分布表明成钾晚期沉积环境为动荡的浅水环境.水不溶矿物组合、形貌特征及硼同位素分析研究显示,在万象盆地成钾阶段,钾盐沉积不是一成不变的而是具有明显的阶段性,其过程可以分为石盐沉积晚期,钾盐沉积早期,钾盐沉积中期和钾盐沉积晚期等4个不同阶段,其中钾盐阶段中期为钾盐沉积高峰期.因此,水不溶物研究能够很好地反演钾盐沉积环境,可作为古蒸发岩沉积研究的重要指标.     

湘南地区芙蓉锡矿床中硼矿化的发现及意义

硼矿是中国重要的紧缺矿产,长期依赖进口,找寻新的硼矿资源迫在眉睫.笔者在湘南地区芙蓉锡矿床新发现了矽卡岩型硼矿化,硼矿物包括硼镁铁矿、遂安石和氟硼镁石,1件典型样品的X射线粉晶衍射分析结果表明硼矿物总含量达到47.4％,换算成w(B)(以B2O3计)约为9.5％,高于5％的硼矿最低工业品位.该发现预示着湘南地区,乃至华南与高分异花岗岩有关的钨锡多金属矿集区有良好的硼成矿潜力,在今后的找矿过程中,需加强与钨锡多金属共伴生的硼矿化评价工作.     

俯冲-碰撞带硼循环

俯冲带控制着地球内部和表层的物质与能量交换.硼(B)是一个质量轻的流体活动性元素.B及其同位素体系是理解俯冲-碰撞带流/熔体活动和物质循环的重要工具.本文综述了俯冲板块中各储库的硼含量和同位素组成以及主导硼分配的关键矿物.介绍了目前对大洋俯冲带弧前、弧下和弧后深度下硼循环的主要认识;简要介绍了刚起步的大陆俯冲-碰撞带硼循环研究.阐述了含电气石(超)高压变质岩在俯冲带硼迁移研究中的重要性.指出今后需深化含水矿物在不同地温梯度下脱水/熔融过程中硼同位素分馏研究,加强流/熔体包裹体硼同位素分析技术及应用研究.由于B及同位素可有效区分大洋地壳和大陆地壳物质,未来将在造山带演化和地球深部物质循环研究中扮演更重要的角色.