Discovery of scandium enrichment and its geological significance in the Dawanshan Neoproterozoic metamorphic basalts from the Mouding area in Central Yunnan Province,ChinaSCIEI北大核心CSCD

钪(Sc)是世界各国竞相争夺的关键金属矿产资源之一。滇中牟定大弯山变质玄武岩厚度>36.5m,出露面积0.5km^(2),形成时代为新元古代南华纪(781.3±1.9Ma)。本文对该变质玄武岩开展了全岩地球化学分析、全自动矿物分析(TESCAN TIMA)观测、NPPM薄片区域面扫和单矿物原位LA-ICPMS分析等研究,结果显示变质玄武岩全岩Sc含量为47.0×10^(-6)~97.9×10^(-6),平均含量为69.1×10^(-6),钪氧化物(Sc_(2)O_(3))平均含量为106×10^(-6),变质玄武岩空间Sc矿化特征稳定,具有形成钪矿资源的潜力。同时,变质玄武岩共伴生有钛和铁矿化,全岩TiO_(2)含量为2.57×10^(-2)~6.13×10^(-2),平均为4.25×10^(-2);TFe含量为13.3×10^(-2)~23.7×10^(-2),平均为17.7×10^(-2)。Sc可能存在类质同象和离子相两种赋存形式,类质同象形式Sc主要赋存于钛铁矿和金红石矿物中,钛铁矿中Sc含量为70.0×10^(-6)~168×10^(-6),平均值为108×10^(-6);金红石中Sc含量高达297×10^(-6);而磁铁矿、黑云母等矿物中Sc含量较低,均低于全岩Sc含量,对全岩Sc矿化贡献较小。牟定大弯山Sc矿化与以往报道侵入岩及其风化壳中Sc矿化在富集特征、赋存岩性和载体矿物等方面不同,是变质火山岩中新发现的Sc矿化信息,显示了较好的找矿潜力,对Sc资源勘查和研究具有重要指示意义。     

稀散元素Sc的矿床类型及找矿前景

Sc是一种典型的稀散元素,常类质同象进入镁铁质矿物中。自然界中罕见钪的富集体。Sc主要是从铝土矿、钛铁矿、磷块岩、黑钨矿、锡石等矿石中作为伴生元素加以回收。近几年,随着对复杂硅酸盐矿物Sc浸出试验的研究,Sc元素也可从富Sc的基性-超基性岩体（Sc2O3>50×10-6）中提取。主要富Sc矿物有单斜辉石、角闪石。云南二台坡岩体源区可能具有富Sc的特性,在岩浆结晶早期大量进入镁铁质硅酸盐矿物,形成钪的独立矿床（Sc2O3=66.08×10-6）。这类矿床在国内外还属首例,其发现扩大了独立钪矿床类型,对寻找新型钪矿具有重要的指导意义。     

黔北道真新民铝土矿含铝岩系中关键金属富集特征与资源潜力

黔北务(川)—正(安)—道(真)铝土矿成矿带是贵州省重要的铝土矿资源地,其中道真新民铝土矿床是近年在该成矿带内探获的又一大型铝土矿床,伴生Li、Ga、Sc和稀土元素等关键金属资源.以该矿床含铝岩系为剖析对象,对其中Li、Ga、Sc和REE等关键金属进行研究,系统总结其富集特征并分析其资源潜力.结果表明,研究区含铝岩系各类岩(矿)石中均不同程度富集Li、Ga、Sc和REE等关键金属.在含铝岩系垂向剖面上,关键金属具有上部富Li、中部富Ga、下部富REE,而Sc含量变化较小的富集特征.在岩(矿)石类型上,Li、Ga和REE分别主要富集于铝土岩、铝土矿和绿泥石泥岩中,Li主要富集在致密状铝土矿中,Ga在土状铝土矿、碎屑状铝土矿、豆鲕状铝土矿中相对富集,REE在致密状铝土矿和土状铝土矿中的含量相对富集,而Sc在不同类型岩(矿)石中的含量变化不大.研究区含铝岩系不同岩(矿)石中,Li与SiO2正相关,Ga、Sc与Al2O3、TiO2正相关,而REE与Fe2O3正相关系,Li、Ga、Sc、REE之间不存在相关关系,原岩风化程度可能是控制这些元素富集的关键因素之一.新民铝土矿床含铝岩系中,关键金属Li、Ga、Sc、REE的资源潜力和潜在经济价值巨大,预测Li、Ga、Sc和REE的远景资源储量分别达到大型矿床规模的3.2倍、3.8倍、669倍和2.1倍.     

云南大理峨眉山玄武岩风化壳中发现钪（Sc）异常富集

钪（Sc）及其化合物性能优异,在我国科技军事等领域得到广泛应用,被列为我国战略性矿产。在云南大理峨眉山玄武岩风化壳中发现Sc异常富集,其平均含量为43.7 μg/g,相当于钪氧化物（Sc2O3）含量为67.01 μg/g,其中玄武岩风化形成的红褐色黏土层中Sc2O3含量更高,平均值为81.31 μg/g,达到独立钪矿品位。对Sc富集机理初步分析发现,来自母岩的Sc在风化过程中因迁移能力较低,在风化产物中相对富集。峨眉山玄武岩在云、贵、川分布广泛,玄武岩风化壳是潜在的Sc矿找矿方向。     

钪-邻氯苯基萤光酮-CTMAB显色反应的研究

在pH5.5—7.8的(CH_2)_6N_4-HCl缓冲液中,CTMAB对Sc与o-Cl-PF的显色反应有明显的增敏作用。实验表明,Sc-o-Cl-PF-CTMAB三元配合物的λ_(max)为560nm,ε=1.21×10~5·L·mol~(-1)·cm~(-1),Sc含量在0—6.0μg/25ml范围内线性关系良好。所拟Sc的分析方法经合成样和稀土矿样的验证,方法可行。     

广西都庞岭地区锡矿床黑钨矿主要、微量及稀土元素的组成特点及赋存状态

对都庞岭地区石英脉型、云英岩型锡矿中黑钨矿主要、微量及稀土元素的统计分析表明:① 黑钨矿的组成元素大致可分为变化相对独立的二组。第一组为WO_3、Nb、Ta、Sc、REE、其中WO_3与Nb、Ta、Sc、REE显负消长关系;第二组为FeO、MoO、Sn、其中MnO、与FeO、Sn呈负消长关系。② 稀土元素总体分馏不强,主要表现为Eu与其它稀土元素的分离。LREE、HREE同时增减,HREE增减幅度大于LREE。③ Nb、Ta、Sc、REE类质同象替代W: (Nb、Ta)~(5+)+REE~(3+)(或Sc~(3+))→W~(6+)+Ca~(2+)(或Mg~(2+)) 而Sn伴随铁锰替代进入黑钨矿晶格:④ 石英脉中黑钨矿贫REE、Nb、Ta、Sc,其δEu和LREE/HREE、Nb/Ta比值较高;而云英岩中黑钨矿富REE、Nb、Ta、Sc,其δEu和LREE/HREE、Nb/Ta比值较低。⑤黑钨矿的微量元素含量、比值及稀土配分参数可作为找矿标志,并指示隐伏矿床类型。     

黔中地区含铝岩系中钪的分布及丰度研究

黔中地区含铝岩系是重要的含钪层,其铝土矿体和伴生硬质粘土岩中含有较为丰富的Sc2O3研究表明：铝土矿品位越高的区域,其含铝岩系中硬质粘土岩中钪的含量更高。铝土矿的Al2O3和A／S能直接反映Sc2O3质量和规模。Sc2O3与SiO2关系较为密切,与TFe2O3呈弱相关性,Fe203异常值时Sc2O3含量异常较明显。     

安徽大别山硬玉石英岩地球化学特征及其地质意义

硬玉石英岩是大别山超高压变质带的重要成员。硬玉石英岩主量元素平均含量为SiO_2 72.73%、Al_2O_311.77%、MgO1.61%、Fe_2O_3 5.00%、Na_2O 5.45%、K_2O 0.22%、TiO_2 0.59%,具有明显的富硅、富铁、富钠的特征;特征微量元素平均含量Th 10.12×10~(-6)、U 1.94×10~(-6)、Hf 10.91×10~(-6)、Sc 7.68×10~(-6)、Zr 437.05×10~(-6)、Nb 15.81×10~(-6)、Y 45.36×10~(-6)、Ba 141.88×10~(-6)、Sr 30.07×10~(-6);Th/U为5.18、Th/Sc为1.56、La/Sc 9.50;∑REE平均含量223.07×10~(-6),(La/Yb)N 7.01,δEu=0.61,Eu负异常明显,轻稀土富集。原岩恢复结果为富钠的杂砂岩,原岩可能形成于古元古代扬子大陆板块的活动大陆边缘,在中生代三叠纪与华北板块碰撞过程中经受了超高压变质作用。     

广西鹰扬关组变质熔结凝灰岩的发现及年代特征

<正>鹰扬关组(又称为鹰扬关群)由李自惠(1979)创名于广西贺州市大宁镇鹰扬关,将"寒武系水口群"中的一套"细碧角斑岩系"称为鹰扬关组[1]。在此之前,1∶20万贺县幅区调报告[2](1965)中将其全部划分为寒武系水口群下亚群;1∶20万连县幅[3](1973)和江永幅[4]区调报告(1975)中则称之为震旦系下组。之后,陈显伟等[5](1983)与广西岩石地层[6](1997)修正     

皖北沟后组页岩地球化学特征及其地质意义

沟后组在研究华北板块东南缘前寒武纪-寒武纪大地构造演化上具有重要意义.通过对沟后组页岩主微量元素地球化学的分析,取得了如下认识:Al2O3-Zr-TiO2和Zr/Sc-Th/Sc判别图解表明该套页岩中的碎屑物组分是火成岩没有再循环的特征,而是首次风化沉积的产物,因此其地球化学特征可以用于物源示踪.(SiO2/2O)-(Na2O+K2O)-(MgO+TiO2+FeO*)、TiO2-Ni、Th-Hf-Co及Hf-La/Th图解及部分元素比值(如Co/Th、La/Sc及Zr/Sc)表明沟后组页岩的源区主要为中酸性火成岩.其CIA值较低(62),可能与钾交代有关,而较高的CIW值(89)表明其源区经历了中等-较高程度的风化.主微量元素一致表明其物源区具有活动性质.     

黔西北峨眉山玄武岩顶部Fe-Al岩系钪、铌、稀土分布特征与富集规律

在黔西北峨眉山玄武岩顶部与上覆宣威组(P3x)/龙潭组(P3l)不整合接触界面附近,常分布一套Fe-Al岩系,近年发现其中Sc、Nb和REE等关键金属富集特征显著,对这套铁铝岩系中Sc、Nb、REE的分布特征、富集规律和赋存形式研究.结果表明:1)Fe-Al岩系中富集的Sc、Nb和REE等关键金属,多数已达到综合利用标准,具有较好成矿前景;2)宣威组(P3x)Fe-Al岩系中,Sc、Nb和REE分布均匀、差异较小,Sc主要富集于下部,Nb主要富集于上部,REE主要富集于中下部,主要赋存岩性分别为含凝灰质铁质粘土岩、豆鲕状铝土质粘土岩和铝质粘土岩;3)龙潭组(P3l)Fe-Al岩系中,Sc主要分布于中部和南西部,Nb和REE主要分布于北部、南西部,Sc主要富集于下部,Nb和REE主要富集于上部及上覆煤系地层底部,主要赋存岩性分别为凝灰质粘土岩、植物屑粘土岩和碳质粘土岩;4)Sc和Nb主要以类质同象形式呈分散状态赋存于粘土矿物、独居石、金红石等中,REE以离子吸附态、类质同象和独立矿物等多种赋存;5)Sc、Nb,REE富集经历了风化作用初始富集,后期成岩改造作用再次富集过程,此外,还与Fe-Al岩系完整性有关.     

川西道孚地区三叠系细碎屑岩的地球化学特征及成生背景

道孚地区位于松潘-甘孜造山带的中心部位,该区发育一套以三叠系西康群浊积岩为代表的碎屑岩系。通过对该区金川和雅江盆地所采细碎屑岩样品地球化学特征的分析,结果显示,其w(SiO_2)集中在61%~68%之间,w(Al2O3)为7.58%~10%,w(CaO)多大于7%,w(K_2O/Na_2O)为1.11~1.82;化学性质活泼的大离子亲石元素Rb,Sr,Ba及不活泼元素Zr,Hf,Sc等含量大多低于上地壳丰度;而铁族元素Cr,Co,Ni含量较高;稀土元素总量相差不大(ΣREE=140.67×10~(-6)~179.57×10~(-6)),LREE/HREE多为7.07~9.27,δEu为0.62~0.67,La/Yb为10.15~16.14,稀土元素曲线基本相似,以轻稀土富集、重稀土平坦和较显著的负铕异常为特征;表明该区两盆地细碎屑岩常、微量元素及稀土元素地球化学特征均具有一定相似性,反映出其在物源和沉积环境上的一致性。研究认为,道孚地区三叠系浊积细碎屑岩的地球化学特征主要与大陆岛弧及活动大陆边缘沉积物特征较一致,个别样品或部分地球化学元素参数指标具被动陆缘构造环境砂岩的某些特点;反映其物源区性质主要为大陆岛弧和活动大陆边缘,并具有被动大陆边缘的构造背景。综合前人研究,认为研究区金川与雅江盆地的细碎屑岩是由前印支期的被动大陆边缘环境转化为晚三叠世具有多岛弧盆特征的活动大陆边缘环境下浊流沉积的产物,在其之间和周缘分布着与火山活动有关的岛屿或陆缘岛弧,为盆地充填提供相关物源。     

云南思茅盆地江城上白垩统勐野井组稀土微量元素特征及地质意义

沉积盆地中碎屑岩的地球化学成分主要受物源区控制,因此,通过分析碎屑岩的化学成分可以揭示盆地沉积岩的源区构造背景和物源属性。思茅盆地上白垩统勐野井组（K2me）细碎屑岩的稀土元素组成分析结果表明,研究区沉积物具有轻稀土元素富集,较平坦的重稀土元素分布模式,以及中等程度 Eu 负异常的总体特征。根据样品的（Hf-La/Th、La/Sc-Co/Th和REE-La/Yb）图解,特征性微量元素比值（La/Sc、Sc/Th、Cr/Th 和 Co/Th）,并结合岩矿薄片分析,认为勐野井组细碎屑岩具有典型的上陆壳特征,源区母岩以长英质岩石为主。微量元素 Cr/Co 结合岩相古地理的分析显示勐野井组细碎屑沉积物应属于近源沉积。通过与不同构造背景下杂砂岩的稀土元素特征对比及主元素（K2O/Na2O-SiO2/Al2O3和SiO2-K2O/Na2O）判别图解,勐野井组细碎屑岩源区构造背景应属被动大陆边缘环境,这与思茅盆地所处的三江造山带构造背景相符。     

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系拉什仲组复合水道沉积特征及演化

鄂尔多斯盆地西缘奥陶系拉什仲组发育一套砂泥互层的深水重力流沉积,其下部重力流复合水道发育。综合野外实测、薄片和粒度分析等,探讨复合水道沉积特征、形成过程及主控因素,最终建立其沉积模式。结果表明：(1)研究区发育5种岩相和3种岩相组合,即块状层理砾屑灰岩相(Cm)、粒序层理细—粉砂岩相(Sg)、平行层理砂岩相(Sp)、交错层理粉砂岩相(Sc)、水平层理(泥)页岩相(Sh),分别代表碎屑流沉积(Cm)、浊流沉积(Sg, Sp, Sc)及深水原地沉积(Sh);(2)根据复合水道内部单一水道形态、岩相组合及粒度等将复合水道分为4个期次,反映重力流能量由强到弱的变化过程;(3)复合水道多期次发育与相对海平面升降、沉积物供给、构造运动和重力流规模及能量变化密切相关;(4)重力流沉积为斜坡—盆地环境中复合水道沉积模式。该研究可补充对研究区重力流水道认识,为油气勘探提供借鉴。     

羧基功能化共价膦腈聚合物用于酸性水体中钪的选择性分离

发展高效选择性分离技术实现酸性介质中稀土元素钪（Sc）的高效提取,有利于满足工业生产过程对Sc日益增长的需求。吸附法可以有效地简化Sc的提取流程,降低生产成本。然而,现有吸附材料如硅基材料、生物质材料、金属有机骨架材料等在分离酸性介质中的Sc时仍存在效率低、选择性差等缺点,从而限制了其实际应用。因此,针对处理含Sc尾矿等原料时往往需要进行酸处理的实际情况,制备具备更强结合能力的吸附剂,实现酸性介质中Sc（III）的高效选择性分离至关重要。本文分别以间苯三酚和2,4,6-三羟基苯甲酸为构筑单元,与六氯三聚膦腈共价交联制备了共价膦腈聚合物（covalent phosphonitrile frameworks,CPF-T）和羧基功能化CPF材料（CPF-T-COOH）。采用扫描电镜、红外光谱、热重、氮气吸附-解吸等分析技术对材料的结构进行表征,并探索了它们作为Sc（III）吸附剂的应用潜力。吸附实验结果表明,在溶液pH=2时,CPF-T和CPF—COOH对Sc（III）的吸附平衡时间分别为120min和30min,最大吸附容量分别为22.48mg/g和64.63mg/g,在混合离子溶液中的分配系数分别为5.1×102mL/g和4.0×103mL/g。值得注意的是,在酸性介质（pH=1～3）中,CPF-T-COOH对Sc（III）的吸附率仍维持在95%以上,明显优于CPF-T（低于60%）以及大多数已报道的吸附材料。采用X射线光电子能谱对作用机理进一步分析,结果显示除了CPF-T骨架中N/O原子与Sc（III）的配位作用外,骨架—COOH上的O原子与-OH基团分别提供了额外的配位作用与离子交换作用,有效地增强了CPF—COOH对Sc（III）的吸附亲和力。该研究表明,利用多种功能基团的协同作用是提高吸附剂吸附性能的有效策略之一,所制备的CPF-T-COOH材料性能优异,展现了其作为Sc（III）吸附材料的良好应用前景。     

钪的有关问题暨滇中地区基性-超基性岩含钪性研究

钪是飞机、宇航器、原子能电站、高效多功能激光器、固体电解质、特种陶瓷、汽车、船舶、大功率金属卤素灯、太阳能蓄电池、体育器材等领域不可替代的战略矿产资源.滇中地区的基性-超基性侵入体,位于西昌-元谋基性超基性岩带的南端.这些岩体均属于热侵位的“阿拉斯加型”基性超基性岩,其成因与晚二叠世峨眉山地幔柱活动有关.在成矿特征和构造背景上均不同于哀牢山蛇绿混杂岩带内的冷侵位的“阿尔卑斯型”基性超基性岩(如双沟超基性岩).滇中地区的基性超基性-碱性杂岩体的成矿作用,除了以往关注的铁(钒钛)矿化以外,普遍富含钪.尤以西昌—牟定地区基性-超基性岩含钪性好.二台坡杂岩体分异作用明显,由暗色端元和浅色端元两部分组成.其中的浅色端元,是一个由深灰色-浅灰色-灰白色的含磁铁矿正长辉石岩-角闪正长岩-二长岩组成的杂岩体,底部含磁铁矿正长辉长岩,磁铁矿含量20%左右,全铁(TFe)含量达9%,含Sc2O360~110 g/t.目前,二台坡岩体已初步控制钪(Sc2O3)资源量720余吨.此外,在二台坡、凹溪河、碗厂等矿区也初步控制Sc2O3资源量6500吨.牟定-绿汁江基性-超基性岩带南北全长130余km,共发现同类基性-超基性岩体(群)60余个,含钪情况相当.由此推算滇中地区基性-超基性岩带中Sc2O3的资源远景有数万吨之巨,有望达到甚至超过四川攀枝花地区Sc2O3的资源量(3.87万吨),潜在经济价值巨大.     

试论复杂链状氧化物—黑钨矿的晶体化学特征

对不同世代的10个天然黑钨矿和1个人工合成的黑钨矿进行了物理性质、化学成分、粉晶X射线衍射、穆斯堡尔谱和溶矿物相试验及电子扫描分析等测试工作。结果表明;黑钨矿中含有较多的Nb、Ta、Sc、Y、Yb和Fe~(3+)等微量元素,它们以类质同象的形式呈三种方式替代Mn、Fe~(2+)和W_(6+)离子,并分别占据在Fe(Mn)O_6八面体和歪曲度大的WO_6畸变八面体中;因此,黑钨矿结构中的W不是以WO_4四面体状态存在,而是形成Fe(Mn)O_6与WO_6以角顶相连的复杂链状氧化物结构体。     

美国卡林浸染型胶粒金矿床

卡林金矿位于美国内华达州中北部欧雷克县以北,是一个大型金矿床.1965年矿石量约1100万吨,平均含金9.9克/吨,现矿石量已扩大至2000～3000万吨.该金矿床有三个显著的地质特征:(1)不是脉金,也不是伴生金,而是一个大型的浸染型金矿床;(2)金颗粒特别细,大部分呈胶粒大小(<0.2μ),而且黄铁矿等硫化物较少,矿石不易辨认;(3)金矿体并不产于硅化带,而是在其旁侧的泥化碳酸盐岩石中,胶粒金的富集与胶体作用有关.     

大别山北缘石炭系碎屑岩地球化学及碎屑锆石年代学分析及其对物源区大地构造属性判别的制约

大别山北缘石炭系作为古生代唯一不变质或轻微变质的沉积地层,记录了其物源信息和古生代的构造演化.针对研究区这一地质特征,本文分析了研究区砂岩的碎屑组分、常量元素、微量元素和稀土元素,以及碎屑锆石的同位素年龄,并据此对物源区的大地构造属性进行了研究.研究区碎屑岩主要以中细粒石英砂岩和长石石英砂岩为主,砂岩的QFL平均值为Q 76.2％,F 15.9％,L7.9％,Q/(F+ L) 4.26;主要元素氧化物平均百分含量SiO263.69％,Al2O3 11.25％,MgO 3.66％,CaO 5.15％,Fe2O3T 6.15％,K2O 1.68％,Na2O 0.68％;部分特征微量元素Th,U,Hf,Sc,Zr,Y平均含量分别为10.78×10-6、2.64×10-6、4.39×10-6、15.67×10-6、166×10-6、25.33×10-6.Rb/Sr,Th/U,La/Y,La/Sc,Th/Sc比值分别为1.49、4.10、14.75、31.92和0.89;稀土元素总量ΣREE平均146.2×10-6(54.11×10-6 ～256.0×10-6),Eu异常0.64,轻稀土略有富集,La/Yb为12.58(3.94～15.42),(La/Yb)N为9.02.锆石年龄测定表明,早石炭世地层中碎屑锆石的年龄主要集中在400 ～500Ma,晚石炭世地层中碎屑锆石年龄主要为900～ 1300Ma,其次为2000～ 2800Ma.上述结果表明大别山北缘石炭系沉积物来源于不同的源区,包括早古生代的大陆岛弧、扬子板块中-新元古代基底以及华北板块古-中元古代基底.     

皖北新元古代刘老碑组页岩的地球化学特征及其地质意义

从安徽北部新元古代刘老碑组页(泥)岩中采集了11个样品。地球化学分析表明,研究区南部的淮南和凤阳页岩样品SiO2、TiO2、Al2O3、K2O、TFeO和CaO含量分别为55.28%、0.87%、15.60%、2.99%、4.01%和5.83%,接近页岩平均值,只是CaO含量稍高。北部宿县地区页岩样品SiO2、TiO2、Al2O3、K2O、TFeO和CaO含量分别为57.01%、1.82%、20.97%、4.85%、3.31%和0.57%,与南部地区相比,TiO2和K2O含量显著偏高,是其2.1倍和1.6倍。刘老碑组页岩REE总量平均为219×10-6,LREE富集,La/Yb为14.2(9.8～18.6),Eu负异常,Eu/Eu*为0.60(0.54～0.63),但是北部页岩有更高的REE总量(295.8×10-6)和La/Yb比值(17.8)。微量元素分析表明,北部页岩中Sc、V、Zr、Nb和Th较高,南部Co和Pb较高。但是南部和北部却有比较一致的La/Sc(2.29±0.15)、Th/Sc(0.69±0.06)和La/Th(3.29±0.20)比值。La-Th-Sc和Th-Sc-Zr/10判别图清楚地表明,刘老碑组页岩形成于大陆岛弧构造环境,岛弧可能位于研究区的南部边缘。北部页岩明显偏高的TiO2和Al2O3含量以及化学风化指数(CIW)表明北部沉积物的源区经历了更强烈的风化作用。