扬子板块西缘稀散金属超常富集的地球化学背景

稀散矿产资源作为"三稀"矿产(稀散、稀有、稀土)的重要组成部分,对国民经济、国家安全和科技发展具有"四两拨千斤"的重要战略意义,是新一代信息技术、新能源生物、高端装备制造、新材料、新能源汽车等重点培育发展战略性新兴产业的功能材料和结构材料,也是现代工业、国防和尖端科技领域不可缺少的支撑材料。相对其它大宗金属,稀散金属往往分散难以成矿,需在特殊的地球化学背景下,经过更复杂地质过程才能富集成矿。初步研究表明,扬子板块西缘铟、锗、镓等稀散金属均发生了超常富集,构成了全球罕见的稀散金属聚集区,是研究稀散金属矿床的天然实验室和理想基地,扬子板块西缘具有什么样的特殊地球化学背景才能导致众多稀散矿床聚集。为了解决这一科学问题,本文以扬子西缘为研究区,实测了扬子西缘典型代表区(贵州)的元古界-中生界剖面,系统地对不同时代的地层样品进行了测试。结果表明,元古界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为9. 71×10~(-6)、0. 30×10~(-6)、1. 71×10~(-6)、0. 48×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 10×10~(-6)、0. 015×10~(-6)、0. 29×10~(-6);古生界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为14. 70×10~(-6)、0. 35×10~(-6)、2. 36×10~(-6)、0. 23×10~(-6)、0. 06×10~(-6)、0. 08×10~(-6)、0. 014×10~(-6)、0. 69×10~(-6);中生界地层的Ga、Ge、Se、Cd、In、Te、Re、Tl均值分别为9. 06×10~(-6)、0. 22×10~(-6)、2. 48×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 04×10~(-6)、0. 07×10~(-6)、0. 003×10~(-6)、0. 11×10~(-6)。结合稀散元素矿床分布特征,发现扬子板块西缘基底地层(除Ge),稀散元素背景总体不高,早寒武世是重要的稀散元素富集阶段,可能与这一时期发育的黑色岩系成矿系统有关,广泛分布的峨眉山玄武岩层一般有较高的稀散元素背景,可能是重要的矿源,Se或Cd或Ga的赋矿层位与高地球化学背景层位对应关系较好,其它元素虽然对应关系不明显,但赋矿层位下部一般为高背景层,反映了成矿物质浅源或就近的特点。本文只是报道了扬子板块西缘的绝大部分不同时代地层的地球化学背景值,初步探讨了稀散元素地球化学背景与稀散矿床的耦合关系。随着稀散矿床的研究不断深入,更多的地质信息和成矿规律会逐渐被揭示,本研究可为后续以上工作的开展奠定背景基础。     

电感耦合等离子体质谱-X射线衍射法研究云南玉溪和美国内华达地区黏土型锂资源矿物学特征

中国云南玉溪和美国内华达均已发现大量黏土型锂资源,目前关于两地区样品矿物学特征的研究相对不足,而对黏土型锂资源进行充分的矿物学特征研究是锂提取工作开展的重要前提。本文采用X射线荧光光谱、电感耦合等离子体质谱、X射线粉晶衍射、扫描电镜等分析技术,从化学组成、矿物组成、微观形貌等角度对云南玉溪的两个黏土型锂资源样品(YM-1和YM-2)和美国内华达的两个黏土型锂资源样品(Ame-1和Ame-2)进行对比分析。结果表明:玉溪地区和内华达地区样品的锂含量均高于1000μg/g,具有一定的开发利用价值,但这两个地区的黏土型锂资源样品在主要化学成分、矿物组成、微观形貌和锂赋存状态四个方面均存在较大差异。具体来说,(1)主要化学成分差异:玉溪地区样品的主要化学成分为SiO_2和Al_2O_3(硅、铝氧化物总量超过80%),而内华达地区样品的主要化学成分为SiO_2(60.39%)或CaO(42.30%)。(2)矿物组成差异:玉溪地区样品的主要矿物为高岭石和蒙脱石,而内华达地区样品的主要矿物为石英、绿脱石、斯皂石或方解石。(3)微观形貌差异:玉溪地区样品是由表面平坦、边缘圆滑且大小相对均一的片层状结构堆叠而成,而内华达地区样品主要表现为大小不一的块状矿物聚集体。(4)锂赋存状态差异:玉溪地区样品中的锂主要赋存于蒙脱石中,而内华达地区样品中的锂主要赋存于蒙皂石族矿物中。本研究结果基本明确了云南玉溪地区和美国内华达地区黏土型锂资源的矿物学特征,可为这两个地区黏土型锂资源后期的开发利用提供科学依据。     

攀西红格钒钛磁铁矿矿田富钴硫化物中钴的地球化学特征及其地质意义

攀西红格钒钛磁铁矿矿田白草矿区发育富钴硫化物矿物,关于其成因和形成环境方面的研究较为薄弱。本文采用矿物学、矿物化学、地球化学等方法对其进行系统研究。矿石中主要富钴硫化物为磁黄铁矿（Po）、黄铁矿（Py）、镍黄铁矿（Pn）、硫钴镍矿（Se）。磁黄铁矿Co、Ni平均质量分数分别为0.21%、0.42%,Co/Ni平均值为1.10;黄铁矿Co、Ni平均质量分数分别为0.18%、0.29%,Co/Ni平均值为0.77;镍黄铁矿Co、Ni平均质量分数分别为2.67%、34.30%,Ni/Fe平均值为1.08、S/Fe平均值为1.91、M/S^#平均值为1.13;硫钴镍矿Co、Ni平均质量分数分别为24.30%、22.90%,Co/Ni平均值为1.06。根据Po-Py矿物温度计,白草矿区富钴硫化物结晶温度在267~490℃之间,表明其形成于中高温的条件。通过与地幔包体镍黄铁矿S/Fe、M/S^#特征值的对比,结合磁黄铁矿具有陨硫铁（Tr）同质多象晶体的特征,认为白草矿区硫化物具有地幔源的特征,说明成矿物质来源于地幔。白草矿区钴地球化学特征研究表明,在硫化物熔体分离过程中,钴迁移至单硫化物固溶体形成Po-Py固溶体,再由Po-Py固溶体中迁移至Pn、Se,形成了Se、Pn、Po-Py、Ccp（黄铜矿）中Co质量分数依次递减的现象。     

滇东南老君山矿集区北部长田W(Sn)矿床成矿时代：来自白钨矿和萤石 Sm- Nd同位素定年的制约

滇东南是我国重要的钨锡多金属成矿区,老君山矿集区是其重要组成部分,围绕燕山期老君山复式花岗岩体,分布有都龙、南秧田、新寨大型-超大型Sn-W多金属矿床及多个中小型矿床(点)。该区地质演化复杂,Sn、W多金属可能存在多期成矿作用,包括燕山期、印支期和加里东期。由于目前该区发现的Sn-W矿化多分布于老君山岩体南、东侧,而岩体北部Sn-W成矿作用的研究相对较薄弱,特别是成矿年代学方面,多数矿床依然缺少精确同位素年代学数据,制约了该区Sn-W多金属成矿作用的认识和地质勘探的深入。长田是老君山岩体北缘代表性W (Sn)多金属矿床,区内加里东期和燕山期花岗岩均有分布,由于缺少年代学数据和地质地球化学研究,W(Sn)成矿作用的认识尚缺少实际地质地球化学依据,难以建立合理的成矿模式,制约了区内地质勘探的深入和突破。基于此,本文通过对长田W (Sn)矿床中白钨矿及共生萤石的Sm-Nd同位素定年,分别获得97 Ma和79 Ma两个年代学数据,显示该矿床钨矿化主成矿期应为燕山晚期,与老君山花岗岩活动时限一致,表明长田钨成矿作用与燕山期老君山花岗岩的侵入活动关系密切,而与加里东期岩浆活动关系不大。该成果丰富了...     

西南大面积低温成矿域：研究意义、历史及新进展

我国西南大面积低温成矿域是目前世界上公认的2个大面积低温成矿域之一,其面积之大（约100万km^2）、包含的矿种之多（Au、Hg、sb、As、P、Pb—Zn、Ag以及萤石、冰洲石、水晶、分散元素等）、矿床组成和组合之复杂全球罕见,是我国重要的Au、Hg、sb、As、Pb—zn、Ag以及多种分散元素生产基地。国内外学者对该成矿域进行了近30年的研究工作,取得了大量高水平研究成果,同时也存在许多有待深人研究的科学问题。本文回顾了我国西南大面积低温成矿域的研究历史,总结了各研究阶段的主要研究内容、主要研究成果和存在的主要科学问题,同时介绍了近年来我国西南大面积低温成矿域研究新进展。     

黔东南石英脉型金矿毒砂Re-Os同位素定年及其地质意义

黔东南石英脉型金矿床是雪峰多金属成矿带的重要组成部分,有较好的找矿前景,但对该区成矿理论的认识,特别是在成矿物质来源、成矿时代以及成矿动力学背景的认识上仍存在很大分歧.本次研究分别对该区两个主要金矿床(平秋、金井)的载金矿物——毒砂进行了Re-Os同位素定年研究.测试结果表明,平秋金矿蚀变岩型毒砂等时线年龄为400±2...     

特殊地质样品中钼同位素分析的化学前处理方法研究

Mo同位素的研究在地学领域应用广泛,它可以示踪Mo的全球循环、古海洋氧化还原条件、成矿过程、天体演化过程等。应用多接收电感耦合等离子体质谱法(MC-ICP-MS)分析Mo同位素比值前需对样品进行分离纯化,以富集Mo和去除Zr、Ru、Fe、Mn等干扰元素。处理某些Fe含量特别高且Ca含量也高的特殊地质样品(如含大量黄铁矿的钙质泥岩、钙质页岩等),若根据传统的阴阳离子交换树脂双柱法,需多次使用阳离子交换树脂分离Fe,步骤较繁琐且Mo回收率也会降低,而根据传统的阴离子交换树脂单柱法,使用1mol/L氢氟酸-0.5mol/L盐酸介质会产生较多CaF_2沉淀影响分离纯化效果。针对此类特殊地质样品,本实验使用同一阴离子树脂柱(AG1-X8,100～200目)对样品进行两次淋洗,第一次使用6mol/L盐酸,第二次使用1mol/L氢氟酸-0.1mol/L盐酸和6mol/L盐酸。结果表明Mo的回收率96%,干扰元素的去除效果好,尤其是Ru的去除率接近100%,比原方法提高了约12%。对实际样品进行实验的结果也显示,Mo的回收率和干扰元素的去除都符合要求,δ~(98/95)Mo测定值与文献报道值一致。改进后的阴离子交换树脂单柱-二次淋洗法适用于Fe、Ca含量较高的特殊样品,降低了分析成本,也适用于绝大多数地质样品。     

安徽安庆铁铜矿床物质来源与演化——地质和硫、碳、氧同位素制约

安庆铁铜矿床是安徽沿江地区具代表性的大型铁铜矿床之一,其形成机制一直存在较大争议。本文在分析成矿地质特征的基础上,研究了矿石和围岩的硫、碳、氧同位素组成特征,探讨了该矿床的成矿物质来源与成矿过程。研究结果表明,矿床具有显著的水平分带特征。矿石硫化物δ~(34)S值范围为-6.5‰～10.6‰,变化大,闪长岩浆为成矿提供了大部分硫,前三叠纪碎屑地层和三叠纪围岩提供了部分硫;从闪长岩体到围岩,δ~(34)S值呈V字型变化,是不同来源硫混合的结果。碳酸盐矿物δ~(13)C范围为-5.5‰～2.0‰,从外带到内带呈下降趋势,表明碳主要源自岩浆热液,混入了部分地层碳。近矿围岩中δ~(13)C和δ~(18)O值相对地层偏低,是流体改造作用的结果。外接触带致密块状磁铁矿体具有最低的δ~(18)O值和部分贯入成因地质特征,可能为高温流体沿接触带和断层贯入充填的产物。综合研究认为,该矿床可能存在流体贯入充填与热液交代两种成矿形式。高温富铁流体贯入接触带形成了外带块状磁铁矿体,其分异热液与闪长岩体的交代作用、地层流体混入等综合作用形成了矽卡岩型铜矿体和含铜蚀变闪长岩,二者在空间上的叠加构成了矽卡岩型铁铜矿床,不同成矿方式的叠加导致了矿床分带及元素迁移特征有别于典型矽卡岩矿床。     

滇中盆地南缘富锂黏土岩地球化学特征及沉积环境初探

沉积岩中的微量元素对沉积环境变化有较高的敏感度,是研究古沉积环境的有效手段。滇中盆地倒石头组是一套富锂的黏土岩地层,其古环境的研究对恢复该时期盆地沉积格局和锂元素富集具有重要意义。基于滇中盆地倒石头组两个典型钻孔样品详细的地球化学研究,探讨了倒石头组富锂黏土岩形成时的沉积环境及其对锂元素富集的影响。研究结果表明:所有样品Sr、Ga元素含量及Sr/Ba值指示研究区古水体介质为淡水陆相沉积环境;其δU值介于0.51～1.63,U/Th值介于0.11～1.49,V/(V+Ni)值介于0.48～0.86,V/Cr值介于0.45～1.24,同时在U₍(EF))-Mo₍(EF))协变模式图中,样品数据均未落在缺氧和硫化区域,表明研究区富锂黏土岩的沉积环境为氧化—弱还原环境;且样品Sr/Cu比值介于0.69～4.87,CIA值介于86.3～99.66,XRD全岩黏土矿物分析显示高岭石为主要的黏土矿物,表明富锂黏土岩在形成过程中处于温暖潮湿的沉积环境并伴随较为强烈的化学风化作用。