氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的研究进展

富金斑岩-矽卡岩矿床目前提供了全球几乎所有的硒、碲及部分铊产量,其中氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床可共伴生碲、硒、铊等稀散金属。文章从元素地球化学行为、矿床类型、岩浆作用、赋存状态、稀散金属与铜金关系等方面,总结了氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中有关碲、硒、铊富集机制的研究进展。碲、硒具有亲铁和亲硫的特征,而铊具有亲硫和亲石的双重特征,三者具有不同程度的挥发性。岩浆热液型矿床伴生有碲、硒、铊矿化。基性岩浆的注入和岩浆硫化物熔离可能是氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床碲、硒、铊富集的主要岩浆作用。氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中铜和金含量通常呈正相关性,发育有丰富的含碲/硒/铊矿物,但碲、硒、铊与铜、金的关系还不清楚。长江中下游成矿带发育多个氧化性矽卡岩金矿、矽卡岩铜金矿,伴生大规模的碲、硒、铊矿化,且已被综合回收利用,该带是探讨氧化性富金矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的理想对象。     

魅力硒都 云蒸霞蔚的山与水——湖北恩施大峡谷

硒是人与动物不可缺少的微量元素之一,被称为点燃人类健康的＂生命火种＂,有效地摄入硒,可以防治多种疾病的发生。湖北恩施是迄今为止＂全球唯一探明独立硒矿床＂所在地,境内硒矿蕴藏量居世界第一,还是世界天然生物硒资源最富集的地区,被誉为＂世界硒都＂。恩施市境内由富硒土壤、富硒山泉水、富硒动植物资源聚集形成了天然富硒生物圈,在这里生长的植物、动物、微生物等,它们的硒含量明显高于世界上其他地区的同类物种。上世纪60年代,恩施市发现硒矿。     

富硒土地资源研究进展与评价方法

硒是重要的生命必需元素,开发富硒农产品是提升我国人体硒摄入水平的安全有效途径,富硒土地资源评价与利用规划是土地质量地球化学调查成果服务于特色农产品发展与脱贫攻坚的重要切入点。本文评述了近年来在土壤和作物硒含量、土壤硒成因来源、土壤硒赋存形态及其生物有效性影响因素、土壤-作物系统硒吸收运移、硒与重金属镉等元素之间的相互作用等调查研究成果。针对我国土壤硒背景值约0.20mg/kg,远低于世界土壤背景值0.40mg/kg,整体上处于低硒水平的实际情况,认为采用0.40mg/kg Se作为富硒土壤标准具有较强的科学依据;多数情况下土壤硒主要来源于成土地质背景,部分地区与人为活动密切有关;富硒土壤可分为地质高背景、次生富集作用、人为输入及其多种作用的叠加成因,元素地球化学性质决定了硒与镉等重金属元素共生的普遍性;土壤硒成因来源以及pH、Eh、有机质、铁铝氧化物等土壤理化条件决定了硒和重金属赋存形态与生物有效性,进而影响到富硒土地的可利用性,成为制定富硒土壤地方标准的理论基础与考虑因素;不同作物种类对硒吸收富集能力不同,筛选适应当地农田生态环境、富硒低镉的农作物具有实际意义;现有的部分富硒农产品标准未充分考虑人体补硒目的,并存在标准间协调性差等问题,急需加强富硒农产品标准的制定。本文提出,富硒土地资源评价不仅需要考虑土壤硒和重金属含量,而且需综合土壤硒成因来源及其生物有效性、土壤-作物系统硒迁移累积、硒与重金属镉等元素之间的相互作用机制,以及当地气候、土壤和景观条件下作物种植的适宜性,依据富硒土地资源可利用性进行分类分区、科学规划和合理种植管理。同时建议,为满足富硒土地资源调查评价与可利用性分析、富硒农产品健康效应研究的需要,需要加强土壤和作物硒含量及其形态的提取分离与分析测试方法技术研究与应用。     

湖北省富硒资源的地质特征及利用区划

在系统收集并综合相关成果资料的基础上,结合野外典型区域样品的采集和补充,全面分析了湖北省不同类型硒资源地质特征,并对其利用区划进行了探讨。研究表明:湖北省富硒地层主要有寒武系(32.1%)、二叠系(29.8%)及震旦系(25.8%);富硒岩石主要为炭质页岩、炭质板岩、硅质岩、炭质硅质岩和含炭页岩;表层富硒土壤主要分布于江汉平原区、恩施地区和鄂东南地区。主要为湖积、冲积成因。恩施地区的高硒和极高硒土壤与二叠系富硒地层及双河硒矿点和矿化点的分布相吻合。鄂东南地区富硒土壤一方面与二叠系地层有关,另一方面与鄂东南地区硒的伴生矿床有关。     

陕西关中富硒土壤研究及开发利用——以三原—阎良地区为例

通过对三原—阎良地区土壤与农作物采样分析研究,发现该地区土壤环境总体清洁,足硒—富硒土壤占调查区总面积的94.62%,富硒土壤分布广,具备了开发富硒农产品的基本土壤条件;大宗粮食作物均达富硒水平,其中油菜富硒率100%,小麦富硒率99.4%,玉米富硒率88.1%,大部分蔬菜也都达到了富硒蔬菜的标准,适合种植富硒大宗粮食作物和蔬菜;农作物硒与土壤硒整体相关性较好,玉米硒含量与根系土硒含量相关系数为0.788,小麦硒含量与根系土硒含量相关系数为0.612,富硒产业发展前景好。三原—阎良地区是陕西省关中地区重要的粮食、蔬菜产地,建议选择示范点开展富硒农产品种植试点,为关中地区富硒资源开发利用提供科学依据,在此基础上打造建设一批富硒粮食、蔬菜产业基地,更好地支撑服务乡村振兴战略和精准脱贫攻坚战。     

新疆东天山小热泉子铜锌(硒)矿床硒的赋存状态及硫硒比值研究

小热泉子矿床是中-大型富铜、锌(硒)多金属矿床。文章通过电子探针较系统地分析了该矿床不同矿体中的不同容矿岩石的各种硫化物(241件)的微量元素。测定结果表明,该矿床的硫化物明显富硒,硫化物中w(Se)平均为0.045%,S/Se比值平均为829。经初步计算,该矿床硒资源量为813吨,已达大型规模。首次发现硫化物中方铅矿含硒最高,w(Se)最高可达11%,为硒方铅矿;其他硫化物黄铜矿、闪锌矿、铜蓝、黄铁矿中平均w(Se)分别为0.048%、0.041%、0.034%、0.054%;S/Se平均值分别为717、803、955、976。毒砂含硒最低,w(Se)均小于0.001%。不同矿体、不同容矿岩中硫化物的含硒量也有明显差别。Ⅰ号矿床硫化物的硒含量明显高于Ⅲ号矿床,二者硒平均含量分别为0.076%与0.013%,S/Se平均值分别是495和2802。不同容矿岩中凝灰质碎屑岩、绿泥石岩、石英脉中的硫化物w(Se)平均分别是0.056%、0.047%、0.018%;S/Se平均值分别为635、495、2102。这些数据表明该矿床的硫化物形成于较高温度,具岩浆热液作用的特征;Ⅰ、Ⅲ号矿床具不同的成矿环境及成矿多期性的特点,它对该矿床的成因及硒的赋存状态研究具有重要意义。     

湖南上关溪的硒汞矿

1 产状特征 硒汞矿是HgS—HgSe类质同象系列中富硒的端员矿物,自然界中比较少见。已知的一些热液矿床中,硒汞矿主要产于重晶石—碳酸盐脉(美国犹他州),菱铁矿—赤铁矿—重晶石脉(玻利维亚),或方     

浙江慈溪粮食主产区富硒土壤评价方法对比研究

以浙江省慈溪市粮食生产功能区为研究区,采集了94件稻谷和根系土壤样,土壤样测试了硒总量和硒形态、pH值及有机质含量,稻谷样测试了硒总量,研究了土壤和稻谷硒含量特征。依据富硒土壤界定标准及多元回归分析方法,开展了基于土壤硒总量和基于土壤硒总量与土壤理化指标的2种富硒土壤评价,并从作物实际富集效果出发,对2种评价方法进行对比研究。结果表明,研究区土壤和稻谷中硒含量属中等变异,受外界因素影响或地质背景差异小,22.3%的土壤样品和53.2%的稻谷样品达到富硒标准。2种评价方法效果差异明显,基于土壤硒总量进行富硒土壤评价,往往会遗漏大部分富硒稻谷区域,且圈定的富硒范围稻谷富硒率较低;基于土壤硒总量、土壤理化指标的富硒土壤评价,不管从包含的富硒稻谷样点数还是区内稻谷富硒率两方面,效果均显著优于基于土壤硒总量进行的富硒土壤评价。     

江西赣县清溪地区土壤硒地球化学特征和水稻根系土硒生物有效性影响因素

江西赣南地区是典型的硒缺乏地理分布区,但近年来研究成果表明该地区稻谷富硒率高,土壤与稻谷富硒存在不一致的原因尚不明确,探讨土壤和稻谷硒含量特征和土壤硒的生物有效性,对赣南地区富硒土地资源利用和富硒农产品开发具有重要意义。本文以赣县清溪地区为研究对象,采用电感耦合等离子体质谱/发射光谱(ICP-MS/OES)等方法测定了研究区1734件表层土壤、57组稻谷及配套根系土硒等元素含量及硒形态地球化学指标;系统分析了区内土壤硒含量和分布特征、稻谷硒含量特征,探讨了根系土硒生物有效性的影响因素。结果表明:研究区表层土壤以足硒、富硒区为主,土壤硒含量与成土母岩关系密切,不同成土母岩区土壤硒含量规律为:古生代变质岩中生代花岗岩新元古代变质岩中生代陆源碎屑岩新生代第四系。根系土硒含量均未达到富硒土壤标准,稻谷富硒率为64.91%,稻谷对土壤硒的富集能力强(富集系数20.05%),当根系土硒含量≥0.25mg/kg时,水稻富硒率高达70.83%,能够稳定产出优质富硒水稻。硒的赋存形态是影响土壤硒生物有效性的主要因素,土壤总硒含量较低时,水溶态、离子可交换态、碳酸盐结合态硒的占比高,从而提升了硒的生物有效性;有机质含量低,对硒吸附能力弱,也是硒生物有效性高的重要原因。本研究认为,赣县清溪地区富硒、足硒土壤开发利用时,综合考虑土壤硒含量、土壤理化指标、硒形态对土壤硒生物有效性的影响,有利于科学指导天然富硒土地划定和富硒水稻产业开发。     

高硒环境样品中硒的形态分析方法

在恩施富硒碳质岩和土壤样品中硒矿物学研究的基础上,提出了硒连续化学提取的改进方案。化学操作上定义为7个连续步骤:水溶态(MQ水提取)、可交换态(0.1 mol/L的K2HPO4 KH2PO4,pH=7.0)、有机结合态(0.1 mol/L NaOH)、元素态(1 mol/L Na2SO3溶液)、酸溶性提取态(15%CH3CO2H溶液)、硫化物/硒化物态(1 mol/L CrCl2 HCl溶液)和残渣态硒(HNO3 HF H2O2混合消化液)。使用HG-AFS法检测了各结合态中的硒形态和总硒,上述流程提取硒加和与总硒间显著一致,平均回收率为99.2%,符合平行样品间变异系数低于10%的精度要求。该方法简单易行,能够准确地揭示富硒地质样品中硒的形态信息。     

硒在干酪根中的两种不同赋存状态:TEM证据

对拉尔玛Se—Au矿床和渔塘坝硒矿床中干酪根的高分辨透射电镜(TEM)研究表明，两个矿床的Se在干酪根中的赋存状态是截然不同的。前者Se在干酪根中的富集可能主要以有机结合态的形式存在，主要是取代干酪根中的硫；而后者Se在干酪根中的富集主要以超微包体Se的形式吸附在干酪根中。两种不同的赋存状态可能主要取决于干酪根中硫含量的多少以及成矿时氧化还原条件的变化。研究表明，TEM是研究元素在干酪根中赋存状态的有效手段。     

新疆511铀矿床7号采区U-Se-Re-Mo等元素分布特点

Re、Se是中国急需的紧缺矿种,对国家的资源战略与环境安全保障具有重要影响。新疆伊犁盆地511矿床在开采铀的过程中,发现了Re、Se和Mo等元素存在富集的现象。文章以511矿床7号采区为例,采取野外地质调查与室内分析测试及综合研究相结合的技术路线,以探求Re、Se、Mo等元素的分布特点及其与U元素富集之间的关系。研究表明,Re和Se在空间上与砂岩铀矿体密切共生,说明在511矿床中矿源等条件具备的情况下,7号采区内的层间氧化作用促使Re和Se富集成矿,证实了511铀矿床中与U密切相关的Se、Re等元素具有线状分布的特点。     

红透山铜矿床氧化带内硒的地球化学及其资源-环境利用方向

在红透山铜矿床区域地质、矿床地质、氧化带发育特征研究基础上,着重对氧化带内的硒矿物进行了单矿物提纯、化学分析、物理性质测定、X光衍射分析和电子探针分析.确定了含硒载体矿物的富集序列;新鉴定出含硒铜蓝;通过重液分离试验、浸取试验、电渗析分析,查明了硒的赋存状态;从氧化带剖面、矿物组合、元素组合、化学反应过程等方面,总结了硒的地球化学演化阶段;提出红透山铜矿床及其氧化带为硒的富集区;指出该区硒的资源-环境利用方向.     

新疆511铀矿床微量元素富集特征研究

通过对砂岩铀矿体及其围岩中的Se、Re、Ga、Ge、V、Mo和U等元素的测试与分析,文章系统研究了511砂岩型铀矿床中主要微量元素的富集特征。结果表明：511铀矿床中,Se、Re、Ga、Ge、V、Mo等微量元素存在不同程度的富集,其中Se、Re、Ga的富集达到综合利用工业品位;微量元素空间分布受层间氧化带控制且具有规律性,沿层间氧化作用方向,依次出现Se-Re（＋Gc）-Mo-V等分带;Re与U具有较好的相关性,Se、Re元素对砂岩铀矿找矿具有重要指示意义。511铀矿床是一个与层间氧化带有关的多元素聚集的复合矿床。     

分散元素矿床类型、成矿规律及找矿-综合利用方向

对我国86个大-中型矿床(铅锌矿床30处、铜矿29处、钼矿14处、金矿6处、铝矿2处、钨矿2处、锡、铁、煤矿各1处)内分散元素地质调查、分散元素查定基础上,着重从成矿地质条件、成矿物质来源、成矿机制、赋存状态划分了伴生分散元素金属矿床的类型和分散元素独立矿床的类型.对各类型矿床内8种分散元素(Cd,Ge,Ga,In,Tl,Se,Te,Fe)的存在形式,进行了单矿物提纯、岩矿鉴定、化学定量分析、X光衍射分析、电子探针分析、形成温度测定.总结了各类型矿床分散元素的成矿规律,指出了找矿-综合利用方向.     

青海省裕龙沟地区水系沉积物地球化学特征及找矿方向

在1∶5万水系沉积物测量的基础上,对青海省共和县裕龙沟地区的地球化学特征进行了初步分析,对元素分布特征、元素的富集离散特征、元素相关性分析、异常元素组合特征进行了研究,并对工区圈定的综合异常按元素进行了排序,初步了解了工区的地球化学特征,发现 Cu,Ni,Pt,Pd,Au 为区内具有成矿潜力的元素。划分出裕龙沟外围、欧角北、谢日陇、勒陇、锐山5个找矿靶区,为下一步的地质找矿工作指明了方向。     

Selenium isotopes trace the source and redox processes in the black shale-hosted Se-rich deposits in China

We analyzed the Se isotopic composition of black shales and related kerogen and sulfide fractions from the Zunyi Ni-Mo-Se deposit, the La’erma Se-Au deposit and the Yutangba Se deposit in southern China to constrain metal sources and accumulation processes, both subjects of disagreement in the scientific community. Se at the Zunyi Ni-Mo-Se polymetallic deposit displayed a restricted range of δ⁸²Se values (−1.6‰ to 2.4‰ with a mean of 0.6‰) suggesting a major hydrothermal origin where aqueous Se was probably transported as H₂Se, along with H₂S, and precipitated directly as selenides or in sulfides. Se at the La’erma Se-Au deposit covers a larger range in δ⁸²Se values (−3.8‰ to 5.4‰ with a mean of 0.3‰), suggesting Se redistribution following redox transformations, leading to kinetic isotopic fractionation. The largest Se isotopic variation so far in natural terrestrial samples was found in the Yutangba Se deposit, with δ⁸²Se values varying from −12.77‰ to 4.93‰. On the basis of variations in Se isotopes in the deposit, along with other geological and geochemical evidence, the “redox model” (supergene alteration) explains the occurrence of native Se in the deposit. Overall, hydrothermal systems may be a potentially important Se source to form economic deposits in comparison to seawater sources. Significantly, our study indicates that either secondary hydrothermal or supergene alteration is a key factor in Se enrichment in black shales. Redistribution of Se, and probably other redox-sensitive metals like Mo, Cr and V, leads to isotopic fractionation which may be used to fingerprint such alteration/precipitation processes.     

矿精粉中关键金属元素赋存状态研究方法流程的建立:以长江中下游成矿带富钴硫矿精粉为例

长江中下游成矿带作为我国矿床学研究程度和矿产利用技术水平最高的成矿带之一,大部分矿床中除了主要成矿元素铜、金、铁和硫等,还伴生潜在可利用的关键金属资源镉、钴、硒、碲和铼等。由于目前矿山主要选矿回收铜、铁、硫、铅、锌、金和银等主要矿种,在不改变选矿工艺的条件下,矿山产品矿精粉中关键金属的分布特征和可利用性是当前关键金属资源利用的核心问题之一。本文对成矿带内玢岩型铁矿床、矽卡岩型铁矿床、矽卡岩型铁铜矿床、矽卡岩型铜金矿床、斑岩型铜金矿床和角砾岩筒型铜金矿床等六类矿床的矿山产品(铜金粉、硫精粉、铁精粉和金精粉)进行了系统化学成分分析,发现目前的矿山产品中关键金属元素含量普遍不高,但矽卡岩型铁矿床中的龙桥铁矿床硫精粉中富集钴,具有综合回收利用钴资源的潜力。在此基础上,本次工作利用综合矿物分析技术(TIMA),扫描电镜(SEM)和激光剥蚀-等离子体质谱仪(LA-ICP-MS)三种测试方法,系统开展了富钴硫精粉中钴的赋存状态研究。结果表明,龙桥硫精粉中钴矿物为辉砷钴矿、铁硫砷钴矿和硫铜钴矿,分别占硫精粉中总钴含量的9.93%、0.64%和0.01%。黄铁矿晶格中类质同象形式产出的钴占总量的81.97%,此外还有7.46%的钴赋存在其他矿物中。通过对比研究,初步建立了矿精粉中关键金属元素赋存状态的研究方法流程,为矿精粉中钴的回收利用提供了依据。     

水系沉积物测量在西藏春哲地区找矿效果

西藏春哲地区位于冈底斯—念青唐古拉成矿带中的青都—则学铁铜多金属次级成矿带南部,具有较好的找矿前景。1∶5万水系沉积物测量结果显示,该区是铅、锌、银、钨、钼等矿产的有利成矿区。依据元素相关性、空间分布特征和主要指示元素种类,划分出以Pb、Zn、Cd、Ag元素为主、以W、Mo、Bi元素为主和以As、Sb元素为主的3类元素组合异常,并指出了各类组合异常内寻找的矿种和矿床类型,即矽卡岩型铁铜多金属矿和构造热液型铅锌矿。通过异常查证,发现了恰我铁钨多金属矿、勒翁铁多金属矿等2个中型矿床和多处矿点,找矿成果显著。其中,恰我铁钨共生矿为区域内首次发现的新类型矿产,对该区找矿具有较好的指导意义,亦显示研究区具有较好的找矿潜力。     

贵州晴隆丁头山铅锌矿床硒超常富集新发现及其地质意义

位于扬子板块西南缘的川滇黔接壤区,处于全球特提斯成矿域和环太平洋成矿域交汇部位、峨眉山大火成岩省内,成矿背景极其特殊,形成了独具特色的优势紧缺矿产(铅锌)、战略性关键矿产(稀散元素)为代表的大型-超大型矿床及相关的成矿系统。黔西北地区是川滇黔富稀散元素铅锌特色成矿系统的重要组成部分之一,近年来找矿不断取得重要突破。位于黔西北成矿区南部的丁头山铅锌矿床,是近期找矿突破的一个代表。通过对丁头山矿床闪锌矿LA-ICPMS原位微量元素分析,发现了该矿床Se显著超常富集现象,所测试的90个测点中w(Se)介于19.7×10-6～172×10-6,平均含量81.0×10-6,显著高于Se的地壳丰度(0.05×10-6)和整个扬子板块周缘同类型矿床硫化物的w(Se)(通常50×10-6),暗示其成矿环境极为特殊,很可能与研究区成矿背景有关。通过相关分析,发现丁头山矿床闪锌矿中Se并非直接替代Zn,而是很可能与Cd、In和Fe一起联合置换Zn,即Fe+Cd+Se+In?4Zn,是一种新的替代方式。丁头山矿床Se超常富集新发现,对理解稀散元素共生分异与超常富集成矿作用具有重要意义,同时表明丁头山矿区及外围具有良好的Se资源潜力,应加强系统勘查和深入研究工作。