稀土元素在热液中的迁移与沉淀

近年来,高新技术产业的不断发展使得全球稀土资源需求不断上涨,此外稀土元素作为研究地球起源与演化等有关地球科学问题的重要工具也深受地球科学界的重视。而热水溶液体系中稀土元素迁移、富集、沉淀及分馏机制等相关理论知识的不断完善对于理解稀土成矿作用、稀土地球化学特征以及微量元素示踪等方面均具有重要意义。本文总结了近年来有关稀土元素在热液体系中迁移、沉淀以及轻、重稀土分馏的最新研究进展,对不同稀土络合物的稳定性、溶解度以及搬运稀土元素的能干性进行了阐述,最后展望了"稀土元素在热液中迁移与沉淀"研究中仍需完善及拓展的方向。     

Au的迁移形式及沉淀机制研究的某些进展

本文主要概述国外Ａｕ的迁移形式及沉淀机制研究的进展．Ａｕ可呈多种形式迁移,在低温热浪中,主要呈硫氢络合物或与有机质吸附在一起搬运;而在高温热液系统中,Ａｕ主要以氯络合物形式迁移。成矿流体沸腾、有机质作用、非晶态硫化物表面吸附及流体混合与围岩的相互作用等是金矿床形成的主要机理．     

海水入侵和地下水水溶质运移规律的定性研究

本文通过对沿海地区海岸带淡，盐水按触带，海水入侵范围和地下水含水层中溶质运移之间的内在联系，以及溶质运移的运动规律和途径的定性分析，从理论上为沿海地区予测海水入侵范围及淡水咸化提供根据，并通过一维地下水流的微分方程的研究。为进一步推导不同边界条件下的海水入侵范围提供研究方向。     

砂岩中自生石英的来源、运移与沉淀机制

砂岩中自生石英的来源具有多样性 ,它受时间、温度、深度和源区物质成分等多种因素的控制 ,并从其一种或多种成岩过程中获得 ,并通过对流方式加以运移 ,然后在pH值、温度等因素的影响下于合适的部位加以沉淀。     

海水入侵的实验研究

在海岸含水层中,含较多盐分的海水向陆地方向入侵形成淡-咸水交界面,通常称为海水入侵界面。该界面的动态变化受气象、水文地质和人类活动等因素的影响,是海水入侵问题的主要研究内容。本文介绍了海水向含水层中入侵的室内实验研究,以着色海水和图像处理方法获得入侵界面的形态及其动态变化。实验方法先进,所得数据整体性强,精度高,而且观测方法对流场没有干扰,比传统的提取水样进行化验的方法更有效。实验中模拟了海洋潮汐条件,揭示了入侵界面在不同实验条件下的动态特征。应用数值模拟方法揭示了流场的特征。计算表明,流场分两个区———淡水区和咸水区,由入侵界面分开。淡水区的水流相对活跃,淡水由入侵界面以上区域渗出边界,在界面以上形成淡水通道。     

稀土元素的迁移形式富集机理初探

通过对稀土矿物与碳酸盐相关性,矿物包裹体主要成分,代表性稀土矿物的化学成分,稀土矿物的主要共生、伴生矿物组合,稀土氢化物、稀土合金氢化物的形成条件及理化性质的研究。认为稀土矿床的成矿物质主要是呈稀土合金氢化物与CO、CH4等共同迁移,然后被氧化富集成矿。     

碳酸盐岩型铅锌矿床成矿流体中铅锌元素运移与沉淀机制研究综述

成矿流体中金属元素的运移、沉淀机制历来是矿床学研究的重要问题之一。本文总结了近半个世纪以来碳酸盐岩型铅锌矿床成矿流体中铅锌运移与沉淀机制的研究成果。概括来说,针对MVT型铅锌矿床前人提出了3种运移沉淀模式和4种流体运移驱动模式,这些模式各有特色,适用于不同的矿床;铅锌溶解度的实验研究为运移沉淀机制研究提供了大量的基础数据,热力学相图和计算机模拟为铅锌迁移、沉淀的物理化学条件提供了半定量数据。对于元素迁移形式,在大型—超大型的碳酸盐岩容矿的铅锌矿床中,铅锌于酸性流体中主要以能携带大量金属的氯络合物形式运移,而其沉淀机制研究,除冷却与温度有关外,稀释、沸腾、水岩反应、氧化还原作用均可产生沉淀,均是因为这些作用能使流体的pH升高,上述机制综合作用的混合是大型—超大型碳酸盐岩容矿的铅锌矿床形成的最有可能机制,其本质是pH升高使H_2S分子更易离解成HS~-使沉淀反应得以进行。     

油气在储层孔喉中的微观运移机理探讨

从孔隙结构的微观特征出发,对石油地质学中的油气运移基本理论进行了定量探讨,主要探讨了油气运移的基本孔隙结构条件、运移流体条件;油气运移方向;在均质孔隙结构储层中的运移;在不同非均质孔隙结构组合中的储层中的运移,从而丰富、补充和完善了传统的石油地质学理论     

某些花岗岩中稀土元素赋存状态的研究

通过邓阜仙、老牛山和石家湾花岗岩稀土元素与主要氧化物之间逐步回归分析,认为岩石中稀土元素含量的变化主要和CaO成正相关关系。在此基础上,对富Ca矿物中稀土元素赋存能力的研究及有关岩体实际资料的分析表明,稀土元素主要赋存于榍石、褐帘石、磷灰石和锆石等副矿物中,并且这些副矿物的含量和组合特点的变化,基本上反映了岩石中稀土元素含量和配分型式的变化。这一研究,对探讨岩体的成因和演化具有重要意义。     

碱熔沉淀分离-电感耦合等离子体质谱法测定伴生重晶石稀土矿中的稀土元素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定伴生重晶石轻稀土矿中的稀土元素时,Ba以及轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm等对中重稀土造成严重的质谱重叠干扰,因此在保证矿石完全消解的同时,若能选择合适的前处理方法实现目标元素与基体的有效分离,将有利于减少质谱干扰。本文采用过氧化钠-碳酸钠熔融分解伴生重晶石的稀土矿样品,熔融物用三乙醇胺溶液提取,将沉淀过滤去除硅、铁、锰、铝等大量基体元素,而稀土元素与钡、锶、钙等留存于沉淀中,沉淀经盐酸溶解后再用氨水进行二次沉淀,将稀土元素与伴生的高含量钡、锶、钙等元素分离,分离率超过96%,从而极大地降低了由钡的氧化物和氢氧化物对~(153)Eu等元素质量数的质谱干扰。轻稀土元素对中重稀土元素的干扰则通过测定高浓度的单元素标准溶液在m/z 138～175处的表观浓度来计算干扰校正系数,对干扰量进行扣除校正。该方法通过稀土矿石标准物质GBW07187、GBW07188验证,测定值与认定值的相对误差10%;应用于伴生重晶石稀土矿石实际样品分析,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.5%～4.6%,证明了本方法可用于分析高钡矿石中的稀土元素。     

库车前陆盆地油气运移的物理化学条件

本文运用流体地质学方法研究了库车前陆盆地油气运移的物理化学条件.在薄片观察和岩石学研究的基础上,对研究区流体包裹体进行了均一温度、盐度、激光拉曼光谱、色谱及色谱-质谱的测试分析,取得了古地温、盐度、单个有机包裹体成分、群体包裹体的有机组份及生物标志物参数等数据.分析了库车前陆盆地油气运移期次、通道、相态、油气运移的温度、深度、有机组份、生物标志化合物特征和水介质条件以及油气运聚丰度.     

在交叉研究中发现问题而孜孜以求——陈履安先生新著《溶解运移与沉淀成矿》出版

由贵州省地矿局资助出版、贵州省地质学会列项的科研成果《溶解运移与沉淀成矿》一书,于2011年6月由贵州科技出版社出版。该书是贵州省地质学会会员陈履安先生长期以来从事物理化学与成矿作用交又研究成果的系统总结。该成果的取得有以下特点：     

中国富钴结壳合同区海水的稀土元素特征及其意义

通过对西太平洋34件海水样品的稀土元素（REY:REE+Y）测试及其与研究区富钴结壳稀土耦合特征分析,揭示了海水稀土特征及其成因.海水的稀土含量随水深呈现逐渐增加的趋势,∑ REY范围为14.0×10-12~65.5×10-12,平均值为31.9×10-12,其中Y的绝对值（均值为6.0×10-12~24.1×10-12）和相对值（（Y/Ho）_N均值为1.98）均较高,La含量次之（均值为1.8×10-12~11.6×10-12）,Ce含量相对较低（均值为2.4×10-12~8.8×10-12）,δCe范围为0.33~1.03（均值为0.66）,（La/Yb）_N平均值为0.71.海水稀土元素北美页岩标准化后显示左倾模式,具有显著的Ce负异常、Y正异常和无明显的Eu异常特征.研究区普遍发育水成成因的富钴结壳,即其稀土元素和其他组分均源自海水.富钴结壳的稀土含量相对海水富集6~7个数量级,其Ce正异常和Y负异常的稀土模式与海水构成良好的耦合关系,指示富钴结壳类组分对海水稀土清扫具有选择性,是造成海水稀土模式的重要因素.海山上发育的磷块岩以及周围盆地深海泥中的磷酸盐组分,它们具有较高的稀土含量和类似于海水的稀土模式,指示海洋磷酸盐消耗稀土时并未分馏而是继承海水模式.海水独特的稀土模式特征是补给与消耗平衡作用的结果,铁锰氧化物和海洋磷酸盐是两种典型的海洋自生组分,它们对海水稀土特征的形成至关重要.      

不同温度条件下碳酸盐结晶沉淀研究

本文结合碳酸盐岩溶蚀机理研究,从理论上并通过模拟试验对与温度条件密切相关的碳酸盐结晶沉淀作用进行了探讨。在大量矿物结晶显微照片及测试数据的基础上,阐明了石炭岩、白云岩等碳酸盐岩类在不同温度条件下（25℃、40℃、60℃和80℃）溶蚀一结晶过程中碳酸盐晶体形态及生长发育的不同特征。同时还探讨了随溶蚀—结晶时间、压力及溶蚀液性质的改变,晶体形态、晶粒大小、结晶速率等的变化趋势。这项研究对反演自然界碳酸盐岩溶蚀—结晶过程和喀斯特形成发育规律、探索碳酸盐岩的成岩作用以及评价油气水等岩溶裂隙储集层特征等均具有重要意义。     

油相临界运移饱和度的实验研究

生油岩需要一定的含烃量才能开始排烃,与此相对应的含油饱和度即为临界运移饱和度,它是油气资源评价的关键参数之一。迄今为止,国内外都是通过地质、地化资料估算该数值的,因出发点不同,数值相差甚大。本文就辽河断陷盆地的油源岩采用实验模拟其排烃过程的方法,确定了这一数值。     

大水金矿床金的迁移形式和沉淀机制探讨

基于大水金矿床地质特征和矿物流体包裹体显微测温研究成果,对金在成矿过程中的迁移形式和沉淀机制进行了探讨。研究认为,金矿床在主成矿作用过程中金主要以AuC12-、Au(HS)2-、AuH3SiO40形式迁移,少量以硫络合物、硫氢络合物、胶体溶液、砷络合物(配合物)及地幔流体等形式迁移。推断水—岩反应(尤其是硅化和硫化作用)和以深部流体为主与古大气水的均一化流体的混合作用以及在此过程中的降温减压作用是金沉淀的重要机制。     

湖北古城锰矿的沉淀形式及其古环境意义

古城锰矿是扬子地台北缘典型的“大塘坡”式锰矿,赋存于南华系大塘坡组含锰黑色岩系中,含锰矿物主要为菱锰矿.古城锰矿稀土总量高、类似现代海底铁锰结核的“帽式”稀土元素配分模式和Ce的正异常等地球化学指标指示古城锰矿Mn是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀,锰碳酸盐是后期转化而成.Fe/Mn比值低,较低的V、U含量和中等程度的Mo富集以及氧化还原敏感元素对Th/U、V/Cr、V/(V+Ni)比值等地球化学指标指示古城锰矿沉积环境为一种氧化一次氧化的状态,与锰是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀的结论一致.综合认为,古城锰矿成矿机制包括沉淀和转化两个过程,在氧化还原分层的海洋系统中,Mn在上部氧化性的水体中以氧化物或氢氧化物形式沉淀,之后下沉被掩埋在缺氧带之下,在成岩过程中和有机物质相互作用,锰氧化物或氢氧化物被还原释放出的Mn2+和有机碳被氧化释放出的CO32-结合形成锰碳酸盐,其转化可以方程2MnO2+CH2O+HCO3-=2MnCO3+H2O+OH-简单表示.