碳酸盐矿物结合有机质--一种重要的成烃物质

碳酸盐矿物结合有机质在碳酸盐岩地层中普遍存在,其含量与沥青Ａ相当或高于沥青Ａ。矿物结合有机质可作为碳酸盐岩生油岩的一种重要生烃物质。它的特殊赋存形式能将有机质保存到较高的演化阶段释放出来,当模拟实验温度为４５０￣５００℃时,矿物结合有机质大量释放,可释放出７０％左右。在高压条件下,释放率相对较高,说明在深埋条件下,更有利于矿物结合有机质的释放。由于矿物结合有机质的贡献,碳酸盐岩生油岩的生油范围会扩     

碳酸盐矿物激光原位U-Pb定年基本原理、分析方法与地学应用

碳酸盐矿物作为地壳中沉积作用与流体活动的直接产物,记录了沉积、热事件的全过程,是进行同位素年代学研究的理想矿物。碳酸盐矿物传统的U系列定年法、同位素稀释法定年体系成功率低,耗时长,导致定年难度大,限制了碳酸盐矿物地质年代学的发展。近年来,碳酸盐矿物激光原位U-Pb定年技术取得重要进展,使低U碳酸盐矿物地质年代的精确测定成为了可能。碳酸盐矿物LA-ICP-MS U-Pb年代学具有空间分辨率高、耗时短等显著优势,被广泛应用于地学研究中。文章归纳总结了碳酸盐矿物同位素定年体系的基本原理及分析方法,回顾了近5年碳酸盐矿物LA-ICP-MS U-Pb年代学应用的研究进展,重点论述该方法在确定脆性变形时代、岩石破裂以及盆地流体流动时限、碳酸盐地层的成岩时代和成矿热液活动时限4个方面的应用,并梳理了该方法尝试解决的科学问题和取得的新认识。碳酸盐矿物定年方法的发展和应用,增强了人们对地壳变形和演化的理解,解决了部分迄今为止难以确定的地质体历史演化问题,为未来地质年代学的研究提供了新思路,在地球科学研究中具有重要潜力。     

碳酸盐矿物热分解机理的研究

本文主要根据碳酸盐矿物的热分析结果,研究不同的碳酸盐矿物热分解温度不同的机理,以及影响同一种碳酸盐矿物分解性质的物理化学因素。不同碳酸盐矿物热分解温度不同,这种差别可用构成碳酸盐矿物晶体的金属阳离子与CO_3~(2-)离子之间的结合力不同来解释。影响同一种碳酸盐矿物热分解温度的因素:一是其组分中少量化学杂质在加热时的热反应与碳酸盐矿物的热分解反应互相影响,使其热分解温度提前或推迟;二是在其晶体结构中存在类质同象的离子置换现象,不同的金属阳离子与CO_3~(2-)离子的结合性质不同,使原来很规则的晶体结构中出现一些不规则部分,这些不规则部分的热分解与规则部分有差异,就必然影响碳酸盐矿物的热分解。     

不纯碳酸盐岩中的变质矿物

不纯大理岩中变质矿物的稳定程度既与温度有关,也与压力有关。在低压时(压力小于150MPa)金云母与方解石、石英反应产生钾长石和透闪石。大干上述压力,金云母与方解石、石英反应产生钾长石和透辉石。透闪石和透辉石的产生温度与二氧化碳分压有关。二氧化碳分压高时,透闪石出现的温度较高,两者呈正比关系。橄榄石的产生温度与总压和二氧化碳分压均呈正比关系。帘石在大理岩中仅出现在二氧化碳分压低的区域。     

感耦等离子体质谱法直接测定碳酸盐岩中超痕量稀土元素

探讨了等离子体质谱（ＩＣＰ－ＭＳ）测定碳酸盐岩痕量稀土元素效应及稀土元素间干扰,要用模拟碳酸盐岩样品中稀土元素天然组成比值的校正溶液,对稀土元素间的干扰具有明显的抑制作用,利用＾１１５Ｉｎ－＾１０３Ｒｈ双内标校正系统,有效地抑制分析信号的动态漂移,建立了碳酸盐岩中超痕量稀土元素的ＩＣＰ－ＭＳ分析方法,方法检出限为（０．１～１．２６）ｎｇ／ｇ,ＲＳＤ≤１０％（ｎ＝５）,用碳酸盐岩标准物质ＧＢＷ０７１０８和碳酸盐岩管理样分析验证,测定结果与标准值符合。     

白云鄂博碳酸盐矿物的矿物化学成分标型特征

对白云鄂博地区不同产状的碳酸盐矿物进行了系统的电子探针分析,其结果表明白云鄂博ＲＥＥ－Ｎｂ－Ｆｅ矿床的赋矿白云岩中,无论是粗粒结构的,还是细粒结构的白云岩,其主要造岩矿物白云石或者铁白云石均具高锰（ＭｎＯ〉０．５ｗｔ％）和高锶（ＳｒＯ〉１．５ｗｔ％）的特征,与矿床北东方向０￣３．５ｋｍ范围内切割五台群花岗片麻岩－混合岩及白云鄂博群碎屑岩的火成碳酸岩岩墙中的碳酸盐矿物非常相似。它们完全不同于宽沟段裂以北典型沉积石灰岩厦白云质石灰岩中的方解石和白云(MnO<0.1wt％ ,SrO<0.1wt％ )。赋矿白云岩中自云石的锶和锰含量系统变他反映碳酸岩浆发生了分离结晶作用,其结果可以导致其余岩浆中REE高度富集．本文认为碳酸盐矿物的锶和锰含量可以作为识别其成囡的重要标型特征,其氧化物MnO>0.15wt％ 和Sr>0.15wt％为火成碳酸岩的标志。     

祁连山石—一种新的硼碳酸盐矿物

作者在鉴定青海省居红图硼矿床的矿物标本时发现了祁连山石,经系统测试确定为一种含硼的碳酸盐新矿物,并经国际新矿物及矿物命名委员会批准,现予以报道。祁连山石呈无色透明的板状或柱状晶体,多以集合体产出。矿物具玻璃光泽,硬度约等于2,D=1.706。{100}和{010}解理完全。矿物的化学分子式为NaHCO_3·H_3BO_3·2H_2O。该矿物属单斜晶系,空间群为C2。晶胞常数:a=1.6119 (8),b=0.6928 (4),c=0.6730 (3) nm;β=100.46(4)°,V=0.7390nm~3,Z=4。二轴晶(-),a=1.351(计算值),β=1.459,γ=1.486,2V=50°,光性方位x=b,y∧a=1°,z∧c=9°,中等色散r相似文献   

长白山地区火山岩中稀土元素特征及赋存状态初探

长白山地区位于滨太平洋新生代火山区,区内粗面玄武岩广泛分布,面积近20000 km²。该区粗面玄武岩中稀土元素含量很高,如何开采利用不仅取决于其含量,还取决于其赋存状态,但这方面的研究迄今未见报道。本文采用电感耦合等离子体光谱法分析长白山地区火山岩中的主量元素,获得其岩相组成信息,采用电感耦合等离子体质谱法分析稀土元素,由此得到其地球化学特征,并结合分级提取实验,初步探讨长白山火山岩中稀土元素赋存状态。元素分析结果表明,研究区内火山岩的岩性主要以粗面玄武岩和粗面岩为主,稀土元素的总量(∑REEs)为211~893 μg/g,其中以粗面岩显著富集稀土元素;粗面岩的δEu为0.06~0.69,具有强烈的负铕异常特性,轻稀土元素与重稀土元素总量比值(∑LREEs/∑HREEs)为3.80~5.61,反映了该区轻、重稀土元素分馏程度较高,且具有富集轻稀土元素的特性。稀土元素的主要赋存状态为磷酸盐结合态(52.9%~88.5%)、碳酸盐结合态(14.6%~43.8%)、氧化物结合态(6.04%~18.4%),而以硅酸盐结合态和离子吸附态存在的稀土元素所占比例最少。分级提取实验分析结果表明,样品的稀土元素总量提取率为91.1%~108%,表明此分级提取方法适合于火山岩中稀土元素赋存状态的分析,为类似火山岩中稀土元素的赋存状态研究提供一种可行性参考方法。     

碳酸盐(岩)的稀土元素特征及其古环境指示意义

稀土元素主要通过交代碳酸盐矿物的Ca^{2+0进入碳酸盐格架,所以沉积碳酸盐(岩}的稀土元素特征能够很好的指示沉积流体来源和古环境。常用的稀土元素指标包括稀土元素总量(ΣREE)、稀土元素配分型式、以及La、Ce、Eu、Gd和Y等元素的异常指数。碳酸盐(岩)的稀土元素含量可能受到硅酸盐矿物、Fe-Mn氧化物/氢氧化物和磷酸盐等非碳酸盐组分以及成岩蚀变作用的影响。因此,在分析过程中,我们只有排除这些影响因素,才能用碳酸盐(岩)的稀土元素指标来探讨流体来源和古环境。这要求我们采集新鲜剖面上的样品,并用适当浓度的弱酸进行分步溶样,提取适当的组分,避免样品中的非碳酸盐组分干扰原始沉积组分的稀土元素特征。不同的沉积水体和沉积相下形成的碳酸盐(岩)具有不同的稀土元素特征:从太古宙到全新世的海相碳酸盐(岩)记录了LREE亏损、La正异常和高Y/Ho值的稀土元素特征;海底孔隙水的稀土元素特征则受氧化-还原条件、离子络合形式、孔隙流体来源的制约;热液流体具有LREE富集、Eu正异常的稀土元素特征;河水和湖泊有相对平坦的稀土元素特征。因此,碳酸盐(岩)的稀土元素特征具有重要的古环境指示意义。     

应用去除碳酸盐法研究滇黔地区“白泥塘层”硅质成分的来源

稀土元素是研究沉积岩的形成条件及环境特征的重要指标,本文以桂林寨底地下河系统中岩石样品为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱进行稀土元素测试分析,研究了该地区碳酸盐岩的形成环境。结果表明:碳酸盐岩的稀土总量(∑REEs)偏低,不同地层岩性间的∑REEs具有一定差异性,总体上信都组泥质粉砂岩(D₂x)的∑REEs最高,其次为融县组(D₃r)厚层灰岩和桂林组灰岩(D₃g),东村组厚层灰岩(D₃d)和额头村组灰岩及白云质灰岩(D₃e)的∑REEs较低。整体上表现为重稀土元素相对于轻稀土元素富集的特征,且Ce具有较明显的负异常,而Eu无异常或异常不明显,不同于碎屑岩的轻稀土相对富集、Eu负异常、Ce无异常或异常不明显的特征。这些特征表明研究区碳酸盐岩的形成环境为氧化-海相碳酸盐岩沉积环境,可为定量化判别岩溶区碳酸盐岩形成环境提供依据。     

北祁连山早古生代硅质岩稀土元素特征及环境指相意义

本文通过对北祁连山不同地质环境与火山岩相伴生硅质岩稀土元素特征的分析，证明产于不同地质环境硅质岩的稀土元素，特别是∑REE、Ce／Ce*、LaN／YbN具有特定的规律性变化。该研究为利用硅质岩稀土元素判定古老造山带构造环境提供了参考标准。     

风化壳离子吸附型稀土矿圈矿方法评价

离子吸附型稀土矿是我国特有的珍贵资源。稀土总量(TREO)与稀土浸取量(SREO)是评价这类矿产资源规模与可利用价值的重要指标,但是四十多年来勘查评价方法一直以总量圈矿、以配分定性,与其采矿工艺和当前稀土价值不符。本文在矿区勘查实践的基础上,通过分析大量系统的样品测试结果,结合近五年稀土价格推算的浸取量和单元素圈矿指标,开展了稀土总量、稀土浸取量和稀土单元素三种圈矿方法对比研究。结果表明,同一对比区内,用稀土总量≥0.05%圈出的矿体与稀土浸取量≥0.03%圈出的矿体,后者的矿体面积、矿体厚度及资源储量要明显大于前者,存在一些地段或部位总量圈定不是矿而浸取量圈定是矿,一些地段或部位总量圈定是矿而浸取量圈定不是矿的现象。稀土单元素圈矿能够直观地反映稀土的主要组分及分布状况,有利于体现单一稀土矿床的经济价值,较稀土总量圈矿和稀土浸取量圈矿更加精细、更加合理,是值得深入研究的一种科学评价方法;但也可能出现因一些元素含量偏低而难以单独圈矿的现象,从而造成资源流失。本文提出,在勘查评价风化壳离子吸附型稀土矿床时,为保障资源的充分利用,在稀土单元素圈矿的基础上,还应注重综合评价。     

广西大厂锡多金属矿区深部碳酸盐岩的稀土元素特征及其地质意义

广西大厂巴里地区锡多金属矿体经过多年的快速开采,导致浅部资源枯竭,深部找矿迫在眉睫。本文以广西大厂超大型锡多金属矿区深部钻探ZK39-1钻孔（钻孔深度1580 m）获得的新鲜岩心为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）详细分析了该钻孔钻遇的泥盆系中下统灰岩样品的稀土元素含量（REEs）,以期为深部找矿提供依据。研究结果表明,稀土元素总量（ΣREEs）为3.49~261.07 μg/g,稀土总量变化较大,且岩心样品在顶部与底部相差较大,其中1100~1580 m之间岩心样品ΣREEs（3.49~45.81 μg/g）明显低于1100 m以浅稀土总量（188.96~242.36 μg/g）,达到了区域背景值的10倍左右,且远超过普通沉积成因的石灰岩;轻稀土与重稀土比值LREEs/HREEs为2.96~10.04,反映了该区轻、重稀土元素分馏程度较高,δEu为 0.11~1.00,δCe为0.53~0.99;球粒陨石标准化分布型式图呈“右倾”轻稀土富集型。10~1100 m之间样品Eu异常不明显,1100~1580 m之间样品Eu明显亏损,顶部到底部Ce亏损逐渐降低。1100~1580 m之间岩心样品球粒陨石标准化型式图与大厂花岗岩型式图相似,认为这套碳酸盐岩可能受到了花岗岩浆热液的蚀变作用,指示深部可能还存在岩浆热液成因或矽卡岩型多金属矿化,即在近花岗岩部位或花岗岩与围岩接触带部位存在“第三成矿空间”。     

Application of Rare Earth Elements of the Marine Carbonate Rocks in Paleoenvironmental Researches

The pattern, contents and ratios of Rare Earth Elements (REE) from marine carbonates play an important role in the paleo-environmental researches. As result of the REE's source being variable, which includes marine carbonates, detrital input and diagenesis, the overall assessment for the reliability of REE's data is necessary. Furthermore, appropriate analytical method is vital for the reliable contents of REE. This paper reviewed the geochemical properties, analytical and data processing methods, feasibility verification and paleo-environmental application of carbonates REE. The patterns of REE, which provide theoretical basis for the provenance and depositional environment of carbonates, are various with different sources. Cerium, as a redox sensitive element, is a key proxy for the reconstruction of paleo-redox conditions. There are two available analytical methods, acid-leaching method and direct LA-ICP-MS analytical method, to extract REE of seawater preserved in marine carbonate rocks. The contamination from detritus and diagenetic alteration can be detected by the correlations of various elements or element ratios. The REE of marine carbonate has been well applied to reconstruct the environment changes during the Precambrian, Permian-Triassic transition and Cenozoic.     

Rare Earth Elements in Manganese Nodules from the Central Pacific Ocean

Manganese nodules in areas CP and CC of the central Pacific are rich in REE. Comparatively speaking,the REE contents of nodules in area CP are hihger than those in area CC; and the REE contents of nodulesfrom seamounts are higher than those of nodules from sea-floor plains and hills. Within the nodules, the REEshow a zonal distribution. The REE distribution patterns of the nodules are similar to those of the sedimentsand have a mirror image relationship with those of the sea water. Trivalent REE were not obviously differenti-ated when they entered into the nodules from the sea water.A major factor causing the difference of REE abundances between nodules and sediments is the redoxconditions. The redox intensity of the ocean floor of the Pacific is controlled mainly by Antarctic Bottom Wat-er(AABW), The iron-bearing facies in the nodules is the main carrier of REE.     

Trace Elements and Rare Earth Elements of Sulfide Minerals in the Tianqiao Pb-Zn Ore Deposit, Guizhou Province, China

Trace elements and rare earth elements (REE) of the sulfide minerals were determined by inductively-coupled plasma mass spectrometry. The results indicate that V, Cu, Sn, Ga, Cd, In, and Se are concentrated in sphalerite, Sb, As, Ge, and Tl are concentrated in galena, and almost all trace elements in pyrite are low. The Ga and Cd contents in the light-yellow sphalerites are higher than that in the brown and the black sphalerites. The contents of Ge, Tl, In, and Se in brown sphalerites are higher than that in light-yellow sphalerites and black sphalerites. It shows that REE concentrations are higher in pyrite than in sphalerite, and galena. In sphalerites, the REE concentration decreases from light-yellow sphalerites, brown sphalerites, to black sphalerites. The ratios of Ga/In are more than 10, and Co/Ni are less than 1 in the studied sphalerites and pyrites, respectively, indicating that the genesis of the Tianqiao Pb–Zn ore deposit might belong to sedimentary-reformed genesis associated with hydrothermal genesis. The relationship between LnGa and LnIn in sphalerite, and between LnBi and LnSb in galena, indicates that the Tianqiao Pb–Zn ore deposit might belong to sedimentary-reformed genesis. Based on the chondrite-normalized REE patterns, δEu is a negative anomaly (0.13–0.88), and δCe does not show obvious anomaly (0.88–1.31); all the samples have low total REE concentrations (<3 ppm) and a wide range of light rare earth element/high rare earth element ratios (1.12–12.35). These results indicate that the ore-forming fluids occur under a reducing environment. Comparison REE compositions and parameters of sphalerites, galenas, pyrites, ores, altered dolostone rocks, strata carbonates, and the pyrite from Lower Carboniferous Datang Formation showed that the ore-forming fluids might come from polycomponent systems, that is, different chronostratigraphic units could make an important contribution to the ore-forming fluids. Combined with the tectonic setting and previous isotopic geochemistry evidence, we conclude that the ore-deposit genesis is hydrothermal, sedimentary reformed, with multisources characteristics of ore-forming fluids.     

X射线荧光光谱法测定稀土精矿中的稀土元素分量

氟碳铈矿、独居石、磷钇矿和风化壳淋积型稀土矿四种稀土精矿样品采用化学法预分离富集,X射线荧光光谱法测定样品中稀土元素和伴生的铀、钍元素含量,选择以硼酸盐为主的混合熔剂高温熔融制样,消除矿物间存在的矿物结构影响,通过加大熔剂稀释比降低元素间的基体效应,人工标准样品绘制标准曲线,用数学校正方法校正元素间的谱线重叠效应。对淋积型稀土矿样品重复测定12次,方法检出限为0.9~42.1 μg/g,待测组分的相对标准偏差(RSD)均小于10%,测定结果与电感耦合等离子体质谱法的测定值基本吻合。此方法应用于国家一级标准物质稀土标准样品定值工作,检出限和精密度能够满足分析要求,报出数据被采用率达到100%。