内蒙古北山造山带变辉绿岩和片麻状花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素组成及地质意义

北山造山带位于西伯利亚、哈萨克斯坦和塔里木三大板块交汇部位。通过对内蒙古北山造山带变辉绿岩和片麻状花岗岩的岩石学、岩石地球化学、锆石阴极发光结构、锆石SHRIMP U-Pb年龄、LA-MC-ICPMS锆石Lu-Hf同位素的多方面系统研究,并结合前人的研究成果,取得了如下主要认识:变辉绿岩具有略向右倾的稀土元素分布型式,Eu异常不明显,并亏损Ta、Nb等高场强元素;片麻状花岗岩稀土元素分布型式明显右倾,具Eu负异常与Nb、Ta、Zr、Hf、HREE亏损。变辉绿岩中的锆石主体结晶于114.8Ma±3.3Ma,为燕山期岩脉;片麻状花岗岩中锆石主体的结晶年龄为423Ma±4Ma,为加里东晚期的岩体,从而更正了过去对其年龄为古元古代或石炭纪的认识。变辉绿岩在岩浆侵位过程中同化混染了地壳组分,捕获了地壳中从中太古代到早白垩世的继承锆石。研究区从中太古代晚期至古元古代晚期,至少曾发生过5期壳幔分异事件,导致了地壳增生,并形成了该区古老的地壳基底。     

内蒙古霍各乞铜多金属矿床原生晕地球化学特征及深部成矿远景评价

通过系统采集内蒙古霍各乞铜多金属矿区第7、-9勘探线上11个钻孔的岩石、矿石样品,绘制原生晕剖面等值线图,建立垂向元素分带序列,结合该矿床指示元素的变化特征,对钻孔深部隐伏矿进行了预测。该矿床成矿元素组合为Cu-Pb-Zn,前缘晕由Hg、Sb、Cd组成,尾晕以W、As、Sn为特征。该矿床处于倒转向斜的倒转翼,元素的垂向分带序列大部分为反向分带。垂向分带和指示元素的变化特征说明矿床具有多期多阶段反复叠加的特点,第7勘探线至少存在2期含矿流体,钻孔ZK702、ZK830、ZK726、ZK817深部可能有盲矿体。     

华南陆块铜的地球化学块体与成矿省的关系

在区域化探全国扫面计划1∶20万水系沉积物样品Cu含量的基础上,描述了华南陆块铜地球化学块体的空间分布特征,并分析了它们与地质体、已知的铜成矿省(矿集区)在空间上的对应关系。发现华南陆块的铜地球化学块体主要分布于扬子地块西南缘,长江中下游、西秦岭、三江地区和湘粤桂交界区。其中扬子地块西南缘铜地球化学块体主要与峨眉山玄武岩的铜高背景值有关,其他异常与海西期镁铁质超镁铁质岩有关的铜矿和层控型铜矿有关;长江中下游地球化学块体与长江中下游成矿带吻合;西秦岭铜地球化学块体与岩体、铜矿和以铜为伴生元素的矿床有关;三江、湘粤桂交界区的铜地球化学块体也有与之对应的铜矿床或铜为伴生元素的矿床。通过这些地球化学块体与已知的地质体、成矿省(矿集区)的对比得出如下结论,铜地球化学块体的形成可能与岩石的高背景值、铜成矿省(矿集区)或铜为伴生元素的矿床有关。巨量的成矿物质的供应只是形成大型、超大型矿床的必要条件,如长江中下游铜地球化学块体为铜成矿省提供物质来源;但每个地球化学块体并不一定都有与之对应的矿集区,如峨眉山玄武岩铜地球化学块体与玄武岩高背景值有关,并没有形成大型的铜矿床。     

地球化学基准与环境监测实验室分析指标对比与建议

全球高质量一致性地球化学基准数据和建立全球地球化学一张图平台,是持续监测全球环境变化的定量参照标尺。本文通过对中国、欧洲、美国和澳大利亚汞、镉、钨地球化学数据对比和中国同一实验室间隔15年两次分析数据对比发现:镉元素在不同实验室和同一实验室间隔15年分析的数据是一致的(相关系数0.96),汞元素一致性较差(相关系数0.74),钨元素不具有可比性(相关系数0.56)。镉元素分析结果的高度一致是因为分析方法相同的和检出限相近;汞元素一致性较差,特别是低含量汞存在显著差异,是因为分析方法不同和检出限不同;钨元素在不同实验室不具有可比性是因为实验室分析方法存在显著差异。环境变化量必须大于野外采样误差(REsmpl)和实验室重复样误差(RDlab)之和(RCenv>REsmpl+RDlab),才能确认观测点发生了环境显著变化。因此,必须将采样误差和实验室分析误差降到最低。本文提出实验室分析的6点基本要求:①原始样品过10目筛,使用无污染加工到粒度小于200目;②使用成熟的多方法分析71种元素+其他指标,其中主量组分以玻璃熔片X射线荧光光谱法(XRF)分析为主,微量元素以四酸分解样品,电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)为主要分析技术,配合其他特殊分析方法;③分析检出限必须低于地壳克拉克值,报出率不低于90%;④使用的标准物质必须具有涵盖所有分析元素的认定值;⑤实验室重复样分析相对误差含量小于3倍检出限RD≤40%,大于3倍检出限RD≤20%,主量元素、铁族元素和重金属元素重复样分析相对误差RD≤20%;⑥主量组分SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、TiO2、P2O5、H2O^+(结晶水)、有机碳、CO2、SO2等15项,或SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、MgO、CaO、Na2O、K2O、TiO2、P2O5、LOI(烧失量)等12项加和为99.3%~100.7%。     

地球上古老岩石的来源:基于太古宙岩石~(146)Sm-~(142)Nd同位素证据

通过构筑146Sm-142Nd同位素体系,应用于冥古宙(4.6～4.0Ga)时期地幔演化的研究,可以了解这一时期地幔演化过程。对太古宙岩石中142Nd的研究发现早期地幔出现明显的不均一性,造成这种不均一性的原因应该来源于地幔的分异作用。加拿大Nuvvuagittuq绿岩带来源于富集地幔和亏损地幔混合,但以富集地幔为主,格陵兰杂岩和变质砂岩来源于亏损地幔,而西澳大利亚伊儿岗片麻岩来源于富集地幔和亏损地幔的混合带,但主要以亏损地幔为主。     

中国金的地球化学省及其成因的微观解释

利用全国1:20万区域化探扫面600×104km2和东天山、中蒙边界1:100万地球化学填图86×104km2的金分析数据,在全国圈定了15处金的地球化学省集中区,并发现与金矿成矿带或大型矿集区有关的地球化学省都具有多层套合结构特征。这种具有多层套合特征的地球化学省的形成是由高背景岩石、成矿作用和矿床风化产生的次生分散相互叠加的结果。高背景岩石提供了成矿元素的初始物源,成矿过程使得元素的进一步活化和富集,矿床风化产生元素的点源分散进一步形成叠加异常浓集中心,最后形成了具有多层套合的地球化学异常。通过使用微米和纳米观测手段发现地球化学样品中存在大量微米至纳米级金微粒,这种金微粒具有极强的活动性,能被各种营力作长距离搬运,形成了大规模具有多层套合特征的金地球化学省。     

纳米地球化学:穿透覆盖层的地球化学勘查

盖层下方隐伏矿成矿及伴生元素如何穿透覆盖层到达地表,是深穿透地球化学迁移机理研究的热点。笔者以隐伏铜镍矿和金矿为例,同时采集地气、土壤、矿石样品,使用透射电子显微镜(TEM),对样品中微粒物质的粒径、形貌、成分、结构进行了观测,发现微粒具有下列特点:(1)广泛观测到的微粒成分是铜及铜合金,金只在金矿上方土壤孔隙气体中能被观测到;(2)单个金属微粒粒径主体为几十nm,也有个别小到几个nm,大到上百个nm,微粒大多呈团聚体;(3)微粒晶形完整,内部原子呈有序晶体排列;(4)迁移柱实验表明纳米微粒具有快速迁移能力。在地气、土壤和矿石中同时观测到纳米级金属微粒,粒径大小、微粒形态、元素组合都非常相同或相近,表明两者具有来源一致性并具有序晶体结构,表明形成于内生作用。这是首次同时观测到矿石、土壤、气体介质中具有继承性关系的纳米金属微粒。矿石中纳米级金属微粒通过与微气泡表面相结合,以地气流为载体,或纳米微粒本身具有类气体性质,可以克服重力影响,穿透厚覆盖层迁移至地表,到达地表后一部分纳米颗粒仍然滞留在气体里,另一部分被土壤地球化学障(粘土、胶体、氧化物等)所捕获。这为深穿透地球化学从描述性或推测性模型走向实证性科学迈出了重要一步,为利用土壤作为采样介质、精确分离含矿信息用于寻找外来盖层下的隐伏矿提供了纳米地球化学技术。     

地表土壤微细粒测量中微量元素和同位素对福建罗卜岭隐伏铜钼矿床的示踪与判别

在已知隐伏矿——罗卜岭斑岩型铜钼矿床上方采集了表层土壤以及典型钻孔中的矿石和围岩样品,分析了6个微量元素(Cu、Mo、Ba、Pb、Zn、V)的含量变化以及硫、铅同位素的组成特征,来验证土壤金属活动态测量技术、微细粒级土壤全量测量技术在隐伏矿区的找矿效果,并根据铅、硫同位素的组成特征来识别地表地球化学异常的来源.研究表明...     

地球化学探测:从纳米到全球

文中简要总结了勘查地球化学的发展历程,阐述了从纳米尺度到全球尺度地球化学探测的最新进展。勘查地球化学从诞生初期研究手标本化学成分,到研究矿床尺度原生晕,到20世纪70年代以后研究化学元素的区域分布,到90年代以后开始研究全球尺度化学元素分布。进入2000年以后,为了更深层次理解这些宏观地球化学模式是如何受元素的微观行为控制的,开始了纳米尺度地球化学探测。目前纳米尺度地球化学和全球尺度地球化学研究成为地球化学探测的两个前沿研究领域。笔者从微观、区域和全球不同尺度地球化学探测,各列举一个前缘领域进行了介绍。(1)在微观尺度上,从纳米水平研究化学元素的存在行为、分散和迁移机理,列举了有关纳米铜和纳米金晶体颗粒的发现及其对隐伏矿勘查的意义;(2)在区域尺度上,阐述了盆地砂岩型铀矿地球化学调查理论与技术进展;(3)在全球尺度上,列举了全球地球化学基准研究的最新进展,初步总结了全球尺度化学元素分布与地质背景、矿产资源、气候变化和人类活动的关系。     

对“鄂尔多斯盆地能源矿产氯仿沥青Sm-Nd同位素研究”的新认识——与潘爱芳等商榷

《中国地质》2007年34卷3期发表关于鄂尔多斯盆地石油、煤、含铀砂岩及其围岩的氯仿沥青Sm-Nd同位素研究的文章。潘爱芳等人指出赋存于同一套地层中的含铀砂岩沥青、煤沥青及石油沥青均具有富集地幔特征。笔者通过对其同位素数据重新计算厘定, 得出其物质来源是盆地基底变质重熔与年轻物质混合的产物, 以壳源为主且与富集地幔无关的结论。