太平洋中部微生物与多金属结核的生成关系

作者采用洋底水-岩-微生物相互作用系统的观点首次对太平洋中部洋底多金属结核开展了微生物成矿作用的研究。通过洋底各介质中微生物活动与多金属结核生成机制、成矿物质转化的微生物作用及化学作用对比模拟实验研究、观察和测定系统中成矿物质浓度及环境参数的变化,揭示了成矿组分由微生物活动引起的反应速度和演变方向;从微生物地球化学作用的观点,论证了多金属结核微生物成矿机制和成矿模式;提出了多金属结核微生物成矿阶段和成矿理论。     

云南都龙锡锌多金属超大型矿床鲕状黄铁矿SEM研究及其成因意义

通过对都龙锡锌多金属超大型矿床的鲕状黄铁矿进行的SEM(二次电子成像)研究,揭示其主要由亚微米到微米级FeS2胶质单体和黄铁矿微晶组成.FeS2胶质单体主要呈亚微米到微米级的球状、杆状和针状,并形成串珠状-蠕虫状、草莓状-葡萄串状-柱状等形态的聚集体,与现代热水"烟囱"和古代热水沉积物中发现的厌氧嗜硫细菌和古生菌等微生物具有类似的形貌特征,表明微生物可能参与了热水成矿作用.鲕状黄铁矿可能作为重要的硫源,促使后期富含锌、锡、铜等金属的成矿流体发生矿质的卸载、沉淀.     

青海省都兰县查哈西里地区地球化学异常特征及成矿远景评述

通过1：5万水系沉积物的地球化学测量,对查哈西里地区Au、Cu等16种元素的地球化学特征进行了初步分析.综合元素富集程度、分异程度、叠加强度,发现Au、Cu、Ni、Cr、Co在研究区内有富集成矿的可能,是研究区主要成矿元素.根据异常特征与成矿地质条件,推断区内为构造蚀变岩型Au-Cu多金属矿床及热液蚀变型Cu-Ni多金属矿床.优选出4处成矿远景区,即科德日特-巴嘎哈尔散金铜多金属成矿远景区、查干热格沟铜多金属成矿远景区、乌兰可镍多金属成矿远景区和马尼特沟南铁镍多金属成矿远景区.     

贵州遵义下寒武统黑色岩系Ni-Mo多金属矿地球化学特征及成矿作用

华南扬子板块分布广泛的下寒武统黑色岩系中富含Ni、Mo、Cd、V、Cu、Zn、Ba、REE和铂族元素(PGE),多处Ni-Mo-PGE矿化已形成了矿化体。由于其特殊的形成时代及特殊的多金属组合特点,其成因一直是地质学家研究的热点。作者以贵州遵义黄家湾矿区的黑色岩系硫化物矿床为主要研究对象,对围岩及矿层进行了元素地球化学及不同形态硫的分离、测试分析。结果表明,钼矿层处亲硫元素Ni、Mo、Cd、V、Cu、Zn明显富集,而高场强元素Nb、Th、Hf、Zr、Ti亏损。在剖面上U/Th比值大于1,在矿层处接近70,代表了一种非正常的海水沉积作用,各形态硫与金属元素沿剖面的变化趋势相似,都在矿层处异常富集。镜下观察发现红藻囊果与金属硫化物之间有密切的共生关系。结合前人研究结果,认为镍、铜、锌等金属元素的来源与深部基岩物质有关,这些成矿元素在缺氧的还原沉积环境下,通过有机硫和硫酸盐还原细菌提供的S2-,富集形成Ni-Mo多金属硫化物矿床。红藻囊果的发现及其与各种金属矿物之间密切的空间关系进一步证实生物参与了成矿作用。     

我国南方早古生代聚煤过程中硫的生物地球化学行为及成矿效应

我国早古生代煤主要蕴藏在煤炭资源贫乏的南方各省,因坚硬似岩石又称之为石煤,储量极为丰富,仅浙江至广西就分布有长约1 600 km的石煤矿,石煤中含有或富集了多种金属元素,目前已发现的伴生元素达60多种,如钒、钼、磷、钡、镍、铀、金、银等,局部可形成工业矿床而作为某种矿物资源单独开采,是我国有待系统开发的潜在的多矿产资源。研究表明:石煤形成于以菌藻类为主的生物堆积和浅表海或古陆边缘的海相还原环境,含有大量的菌藻类(如蓝绿藻和褐藻)、古孢子、海绵骨针及一些分类尚不明确的原始动、植物等生物化石,具有低碳、高灰、高硫的特点,海相沉积环境和藻类对硫的机械富集与捕集是造成含石煤岩系中硫含量高的主要因素。石煤中富集的金属元素绝大多数是亲硫元素,早期聚煤作用过程是石煤中伴生元素富集的重要阶段,多金属硫化物是石煤中金属元素最重要的赋存形式,主要有硫磺、黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿、方硫镍矿、辉镍矿、辉砷镍矿、针镍矿、含镍黄铁矿和硫钼矿等,大量实验及同位素研究资料揭示了细菌还原硫酸盐作用是导致大规模金属硫化物矿化最可能的生物营力,也是石煤和金属硫化物矿床主要的成煤和成矿机制,硫的生物地球化学行为直接影响了金属元素的富集与赋存状态,但早...     

南海边缘海多金属结核与大洋多金属结核对比

本文通过系统对比分析前人研究成果,研究了南海边缘海多金属结核的成矿特征,结果表明：南海边缘海结核的矿物组成与大洋结核相似,均主要由锰相矿物和铁相矿物组成,其中锰相矿物主要为水羟锰矿和钡镁锰矿,铁相矿物主要以无定型铁氧化/氢氧化物形式存在,另外南海边缘海结核中含有大量硅酸盐矿物,表明在南海结核成矿过程中受到大量的陆源碎屑矿物混杂;相对于大洋主要经济成矿区的多金属结核,南海边缘海多金属结核中主要的经济元素如Mn、Cu、Co、Ni和Zn质量分数较低,而亲陆源性元素如Fe、Ti、P、Nb、Pb、Rb、Sc、Ta、Sr、Th和REY（REE和Y）等质量分数较高;南海边缘海多金属结核的元素地球化学特征和REE配分模式显示其为水成成因,并呈现更低的Mn/Fe值;同时南海边缘海结核也具有较快的平均生长速率及较高的δCe正异常,表明其生长在更为氧化的海水环境。虽然较快的沉积物沉积速率和动荡的海水环境影响了南海边缘海结核的成矿,但大量陆源物质进入海洋也为南海边缘海结核提供了丰富的成矿物质来源,便于南海边缘海结核的快速生长成矿。南海边缘海结核富集有Fe、Ti、Pb、Rb、Th和REY等金属元素,同样可以作为极具潜力的海洋矿产资源。南海边缘海多金属结核具有其独特的地球化学特征,与大洋多金属结核存在着明显差异。     

十红滩铀矿床中微生物种类多样性及生态分布规律的研究

利用生物学方法对新疆十红滩砂岩型铀矿各亚带矿石中参与C、N、S、Fe、O等元素循环的主要微生物菌群进行了研究.结果表明:在铀矿床中赋存着硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(IB)、硫杆菌、硝化细菌、亚硝化细菌、反硝化细菌、芽孢菌等各类细菌.其中sRB种类较多,主要为脱硫弧菌属、脱硫肠状菌属、脱磺单胞菌属、脱硫杆菌性等.IB主要为鞘铁菌属、球衣菌属、瑙曼氏菌属和赭菌属.硫杆菌包括氧化硫硫杆菌、氧化亚铁硫杆菌、排硫硫杆菌、脱氮硫杆菌.硝化细菌主要为硝化杆菌属.亚硝化细菌主要为亚硝化单孢菌属.异养反硝化细菌为施氏假单胞菌和类鼻疽假单胞菌,自养反硝化细菌为脱氮硫杆菌.芽孢杆菌包括巨大芽孢杆菌、蜡状芽孢杆菌、侧孢芽孢杆菌、蜂房芽孢杆菌、球形芽孢杆菌.实验证明:各类细菌的种类和数量在铀矿床的空间分布上存在着一定的规律性对铀矿床的地球化学分带性具有一定的指示作用.     

伊犁盆地阔斯加尔地区西山窑组上段有机碳、硫与铀成矿的关系

为研究阔斯加尔地区有机碳和硫与铀成矿关系,以西山窑组上段为研究层位,通过对不同分带中的样品分析结果得出铀在氧化带迁移、在过渡带富集的成矿机制,有机碳、硫化物等还原质与铀呈正相关性,通过绘制有机碳及硫化物平面分布与铀矿体关系图,阐述了层间氧化带在强还原质富集地带尖灭的特性,分析讨论了"还原物质富集带"在铀成矿过程中控制矿体产出空间的作用,揭示了"‘还原物质富集带’控制铀矿体的空间产出位置和形态"这一成矿规律。     

南京栖霞山铅锌银多金属矿床的生物成矿作用

许多学者探讨过菌藻生物与形成南京栖霞山铅锌银多金属矿床的预富集作用。然而，生物成矿作用是一个随地质作用的发展而发展演化的过程，本文详细研究了矿床中的矿化生物以及矿石中的吸附有机质，证实它们源自菌菏生物，结合非打开性的红外和荧光光谱方法以及打开性的ＧＣ－ＭＳ分析，重点研究了矿床中发现的有机包裹体，检测出成矿流体中的系列生物标志化合物，证实成矿流体中的有机质也源自菌藻生物。根据成矿流体中有机质特征，矿石中成矿元素闻的关系以及有机质中所古的金属元素，论证了这些源自苗藻生物的有机质、有机流体对成矿元素的活化迁移和还原沉淀作用，建立了生物－有机质－流体成矿系统。     

南海北部冷泉碳酸盐岩矿物微形貌及其意义探讨

主要通过南海北部冷泉碳酸盐岩的扫描电子显微镜观察,发现该区结核状碳酸盐岩具有微孔结构,这些微孔可能是甲烷渗漏的通道,并且结核状碳酸盐岩矿物堆积较为紧密;碳酸盐矿物的微形态呈近菱形、菱形、球状、丝状、短柱状、卵状等形态或集合体,其中球状碳酸盐具有微生物结构,由蠕虫状或丝状矿物组成,其他几种微形貌的碳酸盐矿物由纳米级的微晶颗粒组成.碳酸盐集合体微形貌和微晶颗粒在形态和大小上与甲烷氧化古细菌和硫酸盐还原菌差别较大,由此推测在其沉淀过程中这两种细菌可能只是提供了物质基础,而其沉淀作用则与纳米细菌密切相关.在南海北部冷泉碳酸盐岩中还发现了结晶程度不同的碳酸盐矿物连续生长的现象,以及一些未知的蘑菇状和管状矿物.     

西成铅锌矿田有机地球化学特征及成矿作用

通过对西成铅锌矿田地层和矿石中有机碳含量的系统分析及有机质抽提物的气相色谱和色质谱联机分析,研究了有机碳含量与矿床的空间变化特征、生物标志化合物种类与特征及有机质在矿床形成过程中的作用。认为有机质在铅锌成矿过程中的主要作用可能为以下４ 个方面：（１）形成矿源层;（２）控制氧化还原条件;（３）通过吸附成矿元素或金属硫化物或形成有机—金属络合物（或螯合物）,对成矿元素进行活化迁移;（４）有机质作为还原剂,还原硫酸盐形成金属硫化物沉淀,并提供部分硫。     

层间氧化作用下分散元素独立成矿的可能性

研究了伊犁盆地扎基斯坦砂岩型铀矿床中的分散元素(Re、Se)超常富集现象,探讨了分散元素在层间氧化带独立成矿的可能性。表生环境下分散元素活化迁移、吸附或还原沉淀的地球化学条件,以及分散元素在砂岩铀矿床中超常富集的独立性研究表明,(1)干旱、半干旱等表生条件下,分散元素可以被含氧地表水从蚀源区岩石中汲取、活化并迁移;(2)层间氧化带之氧化-还原过渡带可以形成导致溶解于水的分散元素被吸附固定或还原沉淀所需的地球化学障条件;(3)砂岩铀矿床中的分散元素超常或异常富集具有相对独立性。指出在具备矿源条件下,分散元素(Re、Se、Ga、Ge等)在层间氧化带砂岩中超常富集并独立成矿是可能的。建议加强表生环境下分散元素的基础成矿理论系统研究。     

土壤游离态Fe(Ⅱ)催化氧化铁矿物晶相转变的Fe原子交换机制

<正>氧化铁作为高活性矿物的重要内因是以变价元素铁构成的氧化铁循环过程活跃。土壤铁循环是一个特殊微生物驱动的生物地球化学过程,长期以来普遍认为,以氧化铁矿物为末端电子受体、铁还原菌通过氧化电子供体藕联的氧化铁异化还原过程[1],与以游离态Fe(II)为电子受体、铁氧化菌作用产生的Fe(II)微生物氧化成矿过程[2],组成了完整的铁循环链[3](图1过程I和II)。1980年底有研究发现,厌氧条件下游离态     

我国砂岩型铀矿分带特征研究现状及存在问题

作为一种重要的国家战略资源,砂岩型铀矿床是当今世界上最重要的铀矿床类型之一。本文详细地介绍了砂岩型铀矿在国内外的分布特征及占比情况,并对外生地质作用矿床类型中表生流体作用形成的层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床进行了讨论,发现层间渗透砂岩型铀矿床在外表颜色、矿物组合以及地球化学等方面均具有明显的氧化-还原分带现象,此外,矿床内部还具有细菌分带现象。颜色分带在氧化带、氧化-还原过渡带以及还原带之间具有明显不同的特征;矿物组合在不同分带之间各不相同;地球化学分带表现为U、TOC含量以及Fe~(2+)/Fe~(3+)、Th/U比值在各分带之间差异较大。此外,硫酸盐还原菌、硫杆菌、铁细菌及硝化菌等细菌在不同分带之间的数量相差悬殊,而且硫酸盐还原菌数量与TOC呈明显正相关性。通过矿化带内的碳、硫同位素分析,发现硫酸盐还原菌参与了成矿过程,推测其可能是导致碳、硫同位素分馏的主要因素。总体来看,颜色分带、矿物分带、地球化学分带以及细菌分带均与氧化-还原分带呈耦合关系。本文通过总结层间渗透砂岩型和潜水渗透砂岩型铀矿床的成矿模式和当前分带研究中存在的问题,提出了由细菌、地球化学反应参与的砂岩型铀矿床成矿机理,以及未来亟需解决的若干关键科学问题。典型砂岩型铀矿床的分带现象在物、化、探、遥等领域的异常响应对寻找砂岩型铀矿床具有重要的指导意义。     

河北高板河铅锌硫铁矿矿床黄铁矿生物组构与微生物成矿初探

高板河铅锌硫铁矿矿床是华北地台北缘成矿带内大型矿床之一。作者在研究该矿床时发现大量黄铁矿生物组构，并以菌藻类矿化组构为主。该文通过黄铁矿生物组构及含矿建造内有机碳、硫同位素、微量元素等特征的研究，探讨生物组构与微生物成矿的关系。研究认为，微生物在成矿过程中起了聚铁造硫作用，成矿与硫酸盐被还原后产生的Ｈ＿２Ｓ的交代作用有关，矿床属生物化学沉积矿床。     

冀东地区元古宙多金属硫铁矿矿床地质及其成矿作用

通过对冀东地区元古宙多金属硫铁矿床成矿构造环境背景、喷气沉积岩地球化学以及矿床中大量矿化嗜热微生物的发现与研究 ,以及采用分子生物学对沉积记录中的生物标志物的研究。得知冀东地区多金属硫铁矿的形成主要由海底喷气沉积与嗜热微生物富集成矿作用所致。运用海底喷气成矿热流体活动 嗜热微生物吸附与新陈代谢 多金属硫铁矿床形成的成矿理论 ,指导该区硫铁矿找矿工作已见成效。     

北淮阳东段卢镇关群和佛子岭群地层含矿性地球化学评价

卢镇关群和佛子岭群广泛分布于北淮阳成矿带内,但是对其含矿性研究一直较为薄弱。文章通过对卢镇关群和佛子岭群成矿元素的地球化学特征研究,评价地层含矿性。成矿元素富集系数(K)分析表明卢镇关群和佛子岭群各组中Mo元素均富集,W、Pb、Ag、Cu元素也存在不同程度的富集,存在潜在成矿可能;成矿元素后期叠加强度(D)分析表明本区的Mo、Ag、Cu等元素存在不同程度的后期叠加作用;成矿元素变异系数(CV)分析表明本区成矿元素具有一定的成矿潜力。对卢镇关群和佛子岭群成矿能力评序得出最优势矿种为Mo元素,并且卢镇关群和佛子岭群是北淮阳钼矿的理想矿源层,为区内钼矿提供了成矿物质。成矿元素与主微量元素的相关性分析表明Cu、W、Ag、Pb、Zn等元素受碎屑岩特征和氧化还原环境控制。     

新疆乌恰县吾合沙鲁地区水系沉积物地球化学特征与找矿远景

新疆乌恰县吾合沙鲁地区位于塔里木盆地西缘,该区及周边已发现金属矿床(点)20余处,具有良好的铜、铅、锌矿找矿前景。通过1∶5万水系沉积物的地球化学测量,对吾合沙鲁地区Cu、Pb、Zn、Ag等15种元素的地球化学特征进行了初步分析,综合元素分异程度、富集程度、叠加强度,发现Cu、Pb、Zn、Ag、Sb、Sn、Sr、W在研究区内有富集成矿的可能,是研究区主要成矿元素。根据异常特征与成矿地质条件,共圈出15处地球化学综合异常,优选出3处找矿远景区,即吾合沙鲁铜、银、铅、锶多金属找矿远景区、硝尔布拉克套铜多金属找矿远景区和阿克套铜、锶多金属找矿远景区,为下一步找矿工作指明了方向。     

华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层S-Se同位素体系

为了进一步理解华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层的物质来源及形成环境,文中分析了遵义中南村和张家界后坪两个Ni-Mo-Se矿层及其围岩的黄铁矿硫同位素和全岩的硒同位素组成。硫同位素组成显示两个Ni-Mo-Se矿层形成时的环境存在区域性差别,中南村矿层形成于间歇开放的海洋环境,而后坪矿层形成于封闭的缺氧(静海)环境。较大的硫同位素范围暗示硫酸盐还原菌控制硫同位素的分馏,而热液流体可能提供了大量金属元素,从而导致矿层富集大量的硫化物和稀有金属。硒同位素组成指示牛蹄塘组底部热液流体的Se可能重新经历了氧化还原循环,而Se的富集过程可能受有机质和粘土矿物吸附或类质同象过程控制。因此,控制多金属富集的因素主要为富集金属的热液流体的参与和缺氧环境下的自生沉积。     

华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层S-Se同位素体系

为了进一步理解华南下寒武统Ni-Mo-Se多金属层的物质来源及形成环境,文中分析了遵义中南村和张家界后坪两个Ni-Mo-Se矿层及其围岩的黄铁矿硫同位素和全岩的硒同位素组成。硫同位素组成显示两个Ni-Mo-Se矿层形成时的环境存在区域性差别,中南村矿层形成于间歇开放的海洋环境,而后坪矿层形成于封闭的缺氧（静海）环境。较大的硫同位素范围暗示硫酸盐还原菌控制硫同位素的分馏,而热液流体可能提供了大量金属元素,从而导致矿层富集大量的硫化物和稀有金属。硒同位素组成指示牛蹄塘组底部热液流体的Se可能重新经历了氧化还原循环,而Se的富集过程可能受有机质和粘土矿物吸附或类质同象过程控制。因此,控制多金属富集的因素主要为富集金属的热液流体的参与和缺氧环境下的自生沉积。