安徽马头斑岩型钼铜矿异常结构研究

利用元素质量平衡计算方法,将元素含量转换成迁移量,直观展现出由元素迁移量构成的原生异常,根据异常的空间分布规律,总结出了由成矿地球化学环境指示元素(Na2O、Ba、Sr)负异常、矿化剂元素(S)正异常、成矿元素(Mo、Cu)及其伴生元素(Ag、As、Sb、W等)正异常构成的马头斑岩型钼铜矿原生异常结构,利用原生异常结构可以对深部成矿前景进行判断和评价;地表岩石(屑)测量结果表明研究区地表同样存在异常结构,且对原生异常结构有很好的继承性,利用地表异常结构可以指明找矿方向、成矿有利地段和矿床产出位置。上述研究成果的取得,不仅丰富和充实了地球化学勘查方法技术,为其他同类型矿床的地球化学勘查提供了参考案例,同时对勘查地球化学应用基础理论而言也是有益的尝试。     

多重分形模型在区域地球化学异常分析中的应用探讨

地球化学异常分析是地球化学勘查中的重要环节, 对有效发现异常至关重要。但是, 在以往研究中, 研究者们多重视对成矿元素及其伴生元素正异常的研究, 忽视对由元素贫化而形成的负异常的研究。元素的负异常在地球化学勘查中具有与正异常同等重要的作用, 以往没有重视负异常的原因之一是缺乏有效发现此类异常的方法, 尤其是确定负异常上限的方法。本文以北山地区1: 20万峡东幅水系沉积物测量Ba数据为基础, 探讨了应用多重分形模型确定贫化元素负异常上限的可行性。结果发现, 利用含量-面积法、含量-求和法确定的Ba的异常上限, 有效圈定了辉铜山矿床产出地段Ba的负异常, 取得了预期成果。     

安徽兆吉口热液型铅锌矿区元素迁移量三维地球化学勘查模式

安徽兆吉口铅锌矿床位于长江中下游成矿带安庆-贵池矿集区南侧的东至县杨老尖-龙门尖地区,这一矿床的发现使皖西南地区地质找矿实现重大突破。文中利用Grant的Isocon图解法,研究活动元素的分布特征和迁移规律,以奠定兆吉口地区的地球化学勘查指标及成矿环境指标的研制基础,发现成矿元素Pb、Zn、Cu、Au、Ag、Mo及其伴生元素As、Bi、Sb和矿化剂元素S等从围岩向矿体部位带入程度增加,常量元素SiO2、Fe2O3、MgO、CaO、Na2O、K2O等在青白口系带出,于矿体部位带入。矿床系统的质量是净带入的,平均质量变化为4%;青白口系质量是净带出的,质量变化为-18%。依据元素迁移规律,试制元素迁移量三维地球化学图,认为研究区进一步找矿工作应当沿断裂带向北东和南西方向拓展,结合已有地质资料,对元素迁移进行了解释,并对矿床成因进行了讨论,认为试验矿床是由区域变质构造运动热液作用形成的,试验矿床只是区域变质构造运动热液活动共同形成的矿床(系列)的一部分,研究区具有良好的找矿前景。     

安徽马头矿区热液成矿边界的地球化学标志

成矿系统具有时间和空间边界,确定热液成矿边界不仅具有重要的理论研究意义,而且对指明找矿方向、指导矿产勘查具有重要实用价值。但是,目前热液成矿边界如何确定尚缺乏研究。文章在地球化学勘查长期实践和理论方法探讨的基础上,在安徽马头热液成因金属矿区开展试验,提出了确定和判断热液成矿边界的地球化学标志。在勘探剖面上,斑岩型Mo、Cu矿分布在由带出作用形成的Na2O等元素负异常之内,含矿地段粉砂岩和花岗闪长斑岩中Na2O带出量大于80%,稀土元素Eu表现出明显的负异常;在地表条件下,矿化带产出在Na2O含量为0.1%~0.2%的负异常之内,δ34S值小于3.2‰,显著低于矿区外围花岗岩的δ34S值。由此认为,Na2O带出量大于80%,稀土元素Eu的负异常是确定马头斑岩型钼铜矿深部成矿边界的地球化学标志;Na2O含量为0.1%~0.2%的负异常、δ34S值小于3.2‰,是确定该矿床外围成矿边界的地球化学标志。本研究不仅为马头勘查区深部、外围找矿和成矿前景评价提供了成功案例,而且对其他勘查区热液成矿边界的研究和确定具有借鉴作用。     

热液成因有色金属矿多维异常体系:以马头斑岩型钼铜矿为例

从深部矿地球化学勘查实际需求出发,根据近年来20余个矿床研究结果,总结提出了热液成因有色金属矿床矿致异常规律--多维异常体系。多维异常体系是指产出在特定成矿地质时期地质体中,空间有序共存、形成机理各异、成矿指向递进的多属性地球化学异常体系,将在斑岩型、矽卡岩型、热液型以及沉积改造型等与热液作用有关的有色金属矿产深部矿预测和评价中发挥重要作用。以安徽马头斑岩型钼铜矿为例,对该矿床多维异常体系进行了探讨。结果表明: 在该矿床中,存在着以Na₂O为代表的负异常体系、以S为代表的矿化剂元素异常体系、矿化剂元素S与Fe和成矿元素间协同平衡体系、成矿及其伴生元素异常体系等,这些异常体系对成矿的指示作用是递进的,从而证实了多维异常体系的存在。对应用多维异常体系思路预测和评价深部矿进行了说明。     

城镇周边和江河沿岸土壤中Hg和Cd存在形式解析与生态风险评估

受人类活动和自然作用双重影响,土壤中重金属元素异常普遍存在,其中尤以城镇周边的Hg异常和大江河沿岸区域Cd异常最为典型。近年来,通常采用化学分步提取的方式,探讨土壤水溶态、离子交换态、有机态、铁锰氧化物态等形态中Hg、Cd等重金属元素含量的状况,进而分析其生态效应,但对土壤中Hg、Cd等重金属元素的自然存在形式缺乏深入探讨。本文以Hg、Cd两元素为重点,选择我国代表性城市和地区,采集城镇周边Hg异常区和江河沿岸Cd异常区的土壤样品,采用王水溶样原子荧光光谱法(AFS)测定Hg含量,采用盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸溶样电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定Cd含量,同时配合其他相关实验手段,对Hg、Cd的自然存在形式进行解析;并以水稻中Hg、Cd含量为依据对Hg、Cd的生态效应进行了评价。结果表明:长春、南京、漳州和广州等城镇周边土壤Hg异常区Hg主体以硫化物形式存在,而且至少有一部分是以辰砂矿物形式存在,由此决定了土壤中Hg有效态在Hg全量中所占比例较小,土壤中Hg平均含量达到500μg/kg时,水稻籽实中Hg含量超过无公害食品标准的比例为3.4%,生态效应不甚敏感;长江、珠江等江河沿岸区域Cd异常区内Cd主要呈黏土吸附形式存在,由此导致50%左右的Cd以有效态形式存在,在土壤Cd全量中所占比例较大,当土壤中Cd平均含量达到1000μg/kg时,水稻籽实中Cd含量超过无公害食品标准的比例为43%,生态效应敏感。由此揭示出土壤中Hg、Cd等重金属元素生态效应敏感程度更直接地受到自然存在形式的影响。以辰砂矿物形式存在的Hg呈现"惰性",不容易被农作物吸收,故生态效应不敏感;以黏土矿物吸附形式存在的Cd活动性更强,容易被农作物吸收,故生态效应敏感。Hg、Cd等重金属元素被农作物乃至人体吸收后,其存在形式及其转化特性是评估该元素是否存在生态风险的关键。     

热磁技术确定矿床有效指示元素的试验与效果

针对找矿指标的有效性和找矿模型的普适性问题,研究引入热磁技术,以乌努格吐山铜矿和丰山洞铜矿为例,对比分析了土壤热磁组分与岩石、岩石热磁组分与黄铁矿的元素组合。试验表明,在确定成矿指示元素组合方面,土壤热磁组分是一种可行的介质,相比岩石具有更高的元素含量,可以挖掘出更多的异常信息;而岩石热磁组分与黄铁矿则具有一致的元素组合,比较而言,岩石热磁组分具有更宽的适用范围(如风化岩石)。作为一种人工方法分离组分,热磁组分弥补了岩石或黄铁矿等自然介质本身所固有的一些不足,为成矿指示元素的选择提供了一个新的研究平台;对于确定同一类型矿床有效指示元素组合,解决找矿模型的普适性问题,开拓了一种新思路。     

念青唐古拉中基性侵入岩年代学、地球化学及岩石成因

念青唐古拉早始新世中基性侵入岩由角闪辉长岩及二长闪长岩组成,其中角闪辉长岩锆石LA-MC-ICPMS U-Pb年龄为(49.92±0.24)Ma。中基性侵入岩属于高钾钙碱系列至钾玄岩系列;稀土总量较高且轻稀土富集;富集大离子亲石元素(Rb,Th,K),亏损高场强元素(Nb,Ta,Ti),具有弧岩浆岩的微量元素特征。中基性侵入岩具有较高的初始锶((87Sr/86Sr)i为0.708 77～0.713 71)、低的εNd值(-6.9～-6.1)、古老的亏损地幔模式年龄(TDM为1 329～1 995Ma),以及εNd、Nb/La与MgO无明显相关性,表明其源区为受古老地壳交代的富集地幔。稀土元素模拟表明中基性侵入岩的成岩过程受地幔中轻程度部分熔融作用所控制。动力学背景分析表明其与新特提斯洋板片的断离及软流圈物质的上涌密切相关。     

长江中下游马头斑岩型钼铜矿床常量元素、稀土元素特征及迁移规律研究

安徽马头钼铜矿是长江中下游成矿带中斑岩型矿床的典型代表,矿床在空间上划分出了3个不同的蚀变分带,即钾长石化带、石英-绢云母化带和青磐岩化带.本文对该矿床不同蚀变带内的常量元素迁移规律和稀土元素特征进行了探讨:①常量元素的迁移规律明显,从钾长石化带和石英-绢云母化带到青磐岩化带,均为带入的主要成分有K2O、CaO、Fe2O3、SiO2、H2O+,说明引起蚀变的流体中富含K2O、CaO等;而Na2O、FeO、MnO等成分的明显带出,说明矿化蚀变作用导致Na2O、FeO等成分向矿体迁移方向流失,其中Na2O的贫化最明显,与成矿元素Mo、Cu呈显著的负相关.②马头钼铜矿床花岗闪长斑岩的稀土配分模式图表现为左高右低的较平滑曲线,轻稀土富集,重稀土亏损.稀土元素的质量迁移计算结果同样证明了稀土元素在矿化蚀变过程中发生了分馏,且从钾长石化带到青磐岩化带,稀土元素带出量呈递增趋势.③该矿床样品的稀土元素配分特征表明,较新鲜花岗闪长斑岩与蚀变围岩的曲线基本相同,表明成矿物质主要来自花岗闪长岩熔体,并且可能有海水的混入.由δEu、δCe值及Fe2O3与FeO带出带入的关系可知,斑岩流体晚期氧逸度逐渐升高,表明成矿环境可能由相对还原过渡到氧化环境.④除Al2O3、TiO2保持惰性外,常量元素、稀土元素在矿化蚀变过程中都发生不同程度的带入带出,富集贫化特征和迁移规律不完全相同.