贵州天桥铅锌矿床分散元素赋存状态及规律

利用电子探针(EPMA)、电感耦合等离子质谱(ICP-MS)等分析了天桥铅锌矿床矿石矿物中分散元素的含量、赋存状态及规律,结果表明分散元素在该矿床中含量达到了综合利用评价指标,有的甚至达到了工业品位(如Cd等);这些分散元素可能以类质同象的形式赋存在硫化物矿物中,其规律为Ga、Cd、In等赋存在闪锌矿中,Ge、Tl等赋存在方铅矿中,黄铁矿中分散元素富集低;在不同颜色闪锌矿中,Ga、Cd富集规律表现为浅色闪锌矿>中色闪锌矿>黑色闪锌矿,而Ge、Tl、In、Se富集表现出中色闪锌矿相对高于浅色及黑色闪锌矿;同标本中,不同颜色闪锌矿的Ge、In富集规律在还显示浅色闪锌矿>中色闪锌矿>黑色闪锌矿,而Ga、Tl、Cd、Se富集规律呈现中色闪锌矿相对高于浅色及黑色闪锌矿.Ga/In、Zn/Cd等参数指示出矿床成因类型可能为热液-沉积-改造.     

贵州水城地区煤矸石中微量元素综合利用评价

煤矸石中富含各种微量元素,其中很多元素都具有综合利用潜力,如在高镓矸石中,微量元素Ga含量可达到工业利用品位。矸石中也富含一些对植物生长有益的微量元素,这有利于利用煤矸石制作肥料和矸石山的复垦,但矸石中有些微量重金属元素含量过高时也会对环境造成一定的影响。为了更深入的查明煤矸石中微量元素的利用潜力和对环境的影响程度,选择重要产煤区水城为研究区域,对多个煤矿的煤矸石开展综合利用研究工作,采用ICP—MS对煤矸石中微量元素进行分析,并对煤矸石微量元素利用进行了综合评价。通过分析,认为Ag、co、Ga、zr、Nb和sc等6种微量元素有较大综合利用潜力,矸石中富含cu、zn、c0和M04种对植物生长有益的微量元素,但矸石中的cu、Ni、zn和Cr含量是对照背景值的2—3倍,可能会对环境造成一定的影响。     

黔东南铁厂沟铝土矿含矿岩系地球化学研究

贵州黔东南铁厂沟铝土矿目前已探明矿石量约298万吨,属大型矿床,其含矿岩系为二叠系下统梁山组,矿体常呈似层状、透镜状、漏斗状覆于上泥盆统高坡场组白云岩古侵蚀面上,矿体底部通常含菱铁矿结核.矿体顶板通常为碳质页岩或煤带,部分地区的顶板为二叠系栖霞组灰岩,由此组成了凯里—黄平地区典型的煤-铝-铁结构.对铁厂沟铝土矿成铝盆地中心的1个钻孔中的高岭岩系样品进行元素地球化学特征分析,解剖该成铝盆地中心的沉积风化成岩过程,主要结论包括:1)稳定元素特征如Zr-Ta、Zr-Nb、Cr-Ni图解及Al2O3/TiO2比值等综合表明基底的志留系地层是铁厂沟矿床主要的物源;2)二叠系该区域的第1次抬升剥蚀,致使盆地周缘出露并发生剥蚀去顶作用,风化产物向盆地中心运移,初次沉积以高岭石为主、富集锐钛矿、锆石等副矿物的原始高岭岩系,与志留系页岩相比较,具有低K、Mn、Cs、Rb、Sr、Ba,高Al、Sr、Th、Nb、Zr、Y和REE等特征,δCe异常总体为弱负异常,表明其沉积环境总体以弱还原环境为主;3)第2次抬升作用使得盆地中心剖面也发生了一定程度的风化淋滤改造,但剖面整体Al/Si比值变化较小,表明仅发生了一定的去铁淋滤,上部高岭岩中V/Cr(平均1.96)、Th/U(平均3.40)和Co/Ni(平均0.39)均体现出弱氧化的风化特征,风化淋滤导致上层高岭岩系轻稀土元素的迁移及总稀土元素含量下降,并最终改变了上、下层高岭岩的稀土配分模式,下层高岭岩系以富含菱铁矿结核为特征,风化过程中从上部及盆地周缘成铝部位淋滤的铁在剖面下部富集,推测原始形态为铁结核,在后期成岩过程中与周围的有机碳反应形成菱铁矿结核.     

贵州务- 正- 道地区铝土矿含矿岩系中三稀元素赋存状态、富集机理及资源潜力

黔北务-正-道地区铝土矿含矿岩系为下二叠统大竹园组,与下伏志留系下统韩家店组或上石炭统黄龙组及上覆中二叠统梁山组均呈假整合接触,古沉积环境主要为浅湖相,矿床成因属古风化壳沉积型。勘查实践及研究表明:①含铝岩系的各类岩石、矿石中均富含Li、Ga、Sc、REE等三稀元素,在空间分布及不同矿石中含量变化大,相差1～3个数量级。Li在研究区东、西两侧含量相对高,常富集于含矿岩系上部及矿体中致密块状、豆鲕状矿石中;Ga在研究区北侧及含矿岩系中部较富集,Sc在道真沙坝—平木山一带富集程度高,在含矿岩系中含量变化小;REE相对富集于南部、显著富集于含矿岩系的下部。②含矿岩系形成于古赤道附近气候温湿、开放的氧化环境,铝矿物及高岭石、蒙脱石等富铝黏土矿物丰富,促进Li、Ga、Sc和REE等三稀元素以离子吸附态形式随铝土矿脱硅、去铁、降硫的成矿过程同迁移、同富集;同时由于Li、Ga、Sc、REE等三稀元素与Al、Zr、Ti、Nb、Ta、Hf、Ti、Cr、Th、U等亲石元素离子半径相近,地球化学性质相似,在铝土矿成矿过程中可能部分以类质同象形式赋存。③次生淋滤改造作用及环境pH变化,是促进独立稀土矿物形成及REE在含矿岩系底部富集的重要因素,含矿岩系下部的富稀土层中应有大量稀土以独立矿物存在(特别是∑REE800×10~(-6)的地段);古沉积环境、成岩成矿期后的地形地貌及构造运动影响约束了Li、Ga、Sc和REE的不均匀分布。④以含铝岩系为评价对象,研究区Li、Ga、Sc资源潜力及潜在经济价值巨大。     

贵州务川-正安-道真地区铝土矿碎屑锆石U-Pb年龄及其地质意义

位于黔北-渝南铝土矿带上的务川-正安-道真铝土矿成矿区,是贵州省重要的铝土矿富集区。该区铝土矿产于中二叠统栖霞组与上石炭统黄龙组或中下志留统韩家店组间的侵蚀面上,即中二叠统梁山组。矿石中碎屑锆石十分发育,借助二次离子探针（Cameca IMS 1280）,对选自不同矿床的4件锆石样品进行了U Pb年代学研究,结果显示锆石U Pb年龄变化范围较大（303.1～2 962.5 Ma）,但绝大部分位于锆石U Pb年龄谐和线上,可分为5个年龄组,分别为433～591 Ma,740～1 000 Ma,1 031～1 442 Ma,1 700～1 800 Ma和2 300～2 400 Ma,显示铝土矿物源复杂,其中433～591 Ma,740～1 000 Ma和1 031～1 442 Ma分别对应志留纪-震旦纪、新元古代青白口纪和中元古代待建纪,暗示铝土矿成矿近源物质主要为下志留统韩家店组碎屑岩,初始远源物质主要为新元古界和中元古界变质火山沉积岩,与新元古代Rodinia超大陆裂解,扬子地块与华夏地块碰撞及中元古代Gvenville造山运动有关。研究获得4件锆石样品U Pb年龄最小值为303.1 Ma,可能是黔桂运动导致晚石炭世-早二叠世区域地壳隆升、遭受剥蚀及区域岩浆活动的记录。     

贵州务川瓦厂坪铝土矿床稀土元素地球化学特征及其对成矿过程的指示

瓦厂坪铝土矿床是黔北务川-正安-道真铝土矿成矿区内的大型古风化壳沉积型铝土矿床,其含矿岩系位于下二叠统栖霞组(P2q)灰岩和志留系中下统韩家店组(S1-2hj)泥页岩之间的下二叠统梁山组(P2l)地层中。铝土矿石的矿物组成主要以硬水铝石、勃姆石、高岭石、蒙脱石以及赤铁矿为主,其次还含有少量的三水铝石、黄铁矿、针铁矿、锐钛矿、锆石、长石和石英等。矿物学特征表明,铝土矿物质经历了搬运和重新沉积。研究表明铝土矿石及下伏志留系韩家店组泥页岩的稀土元素地球化学特征较相似,暗示韩家店组泥页岩可能为铝土矿主要的成矿原岩。铝土矿床的形成是下伏韩家店组泥页岩通过长期原位风化作用逐步转变而来的。铝土矿剖面上稀土元素的地球化学演化是多方面因素综合作用的结果,这些因素包括:原岩类型、p H值、矿物颗粒的大小、地下水的化学性质、剖面上Fe的浓度变化、所含矿物的种类以及稀土元素的地球化学性质等因素。根据地质学、矿物学和地球化学数据,对务川瓦厂坪铝土矿床提出了4阶段的成矿模式。     

黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集机制

通过对黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿样品主量和稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素富集特征以及底部层位中稀土元素的富集机制.研究认为:1)介质pH值以及剖面上铝土矿化程度是稀土元素富集的关键影响因素,含矿岩系底部由于地下水活性减弱以及碳酸盐岩基岩的影响,pH为中性到碱性,有利于稀土元素聚集,且铝土矿稀土元素含量随着风化程度的降低而增加;2)铝土矿底部的更高含量的粘土矿物是造成铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集的重要因素之一,REE主要的寄主矿物磷灰石也更易于在含矿岩系底部保存,而铝土矿底部自生稀土矿物的存在也是造成含矿岩系底部稀土元素富集的因素之一;3)针铁矿对稀土元素尤其是轻稀土元素发挥了重要的吸附作用,新木—宴溪铝土矿底部层位Fe含量相对较高,且含矿岩系底部接近中性到偏碱性的pH值,更有利于针铁矿的形成.4)稀土元素富集与氧化还原环境有关.该矿床底部部分样品Ce明显负异常,说明弱氧化的沉积环境可能有利于稀土的富集.样品的δCe与(La/Nd)N近似呈弱的负相关关系,表明轻稀土的富集可能与介质的氧化还原条件有关,在弱氧化的条件下,轻稀土越富集.     

黔东大田铝土矿(岩)伴生元素分布特征

通过对大田铝土矿矿床钻孔岩芯样品进行地球化学分析,探讨了矿床铝土矿矿石和围岩中的Li、Sc、Ga和稀土元素(REE)的分布特征.大田矿床赋矿层位为二叠系梁山组,研究发现含矿岩系中Li、Ga等元素有一定的富集特征.Li主要聚集在铝含量相对较少的的黏土矿物中,Ga在Al含量较高的土状铝土矿中未发生富集,但在剖面上与Al具有一定的相关性特征,并主要富集于含碎屑块状铝土岩下部,推测其分布形式受矿源岩演化作用的影响,与其它含铝矿物一起向下迁移富集.Sc主要以离子赋存的形式存在,其次为类质同象替代形式.对剖面上REE研究显示,含矿岩系在矿源岩风化淋滤过程中轻稀土元素(LREE)和重稀土元素(HREE)发生了一定程度的分馏,致使铝土矿层显示左倾的配分模式.虽然剖面上的脱硅作用未发育,但去铁作用使得含矿岩系中稀土元素与含铁矿物一起迁移,在底部的铁矿层中发生异常富集.     

贵州务-正-道地区铝土矿成矿模式与找矿模型

务-正-道铝土矿成矿区位于黔北-渝南接壤地带,现已发现大型铝土矿床10余个,探明资源储量超7亿吨,是贵州重要的铝矿资源地。铝土矿产于下志留统韩家店组碎屑岩或上石炭统黄龙组碳酸盐岩古侵蚀面之上的下二叠统大竹园组中,属古风化沉积型铝土矿床。基于前人成矿物质来源、成矿环境、成矿作用及矿床成因类型的研究成果,进一步探讨了区域构造演化与铝土矿形成的关系,结合典型矿床成矿地质特征,揭示了研究区铝土矿成矿的地质-地球化学演化过程。依据1∶10万~1∶1万遥感影像特征的提取,总结了含矿岩系及相邻层位、主要构造的识别标志,论述了铁化、泥化异常与含矿岩系的空间展布关系,刻画出大比例尺度的遥感三维立体影像模型。通过多个铝土矿区浅层地震反射波法、高密度电阻率法、频率域三极测深法、音频大地电磁测深法、大功率激电测深法等物探方法的应用和对比研究,反演出“高、厚、凹、拐”物探异常找矿标志,建立了典型铝土矿床三维地质-地球物理找矿预测模型。在上述基础上,集成了铝土矿勘查技术方法体系,建立了地质、物探、化探、遥感综合找矿模型,示范指导找矿预测,经工程验证,取得显著的找矿效果,表明建立的找矿模型在该研究区探寻铝土矿适宜、有效。