The lognormal distribution of metal resources in mineral deposits

For national or global resource estimation of frequencies of metals a lognormal distribution has sometimes been assumed but never adequately tested. Tests of frequencies of Cu, Zn, Pb, Ag, Au, Mo, Re, Ni, Co, Nb₂O₃, REE₂O₃, Cr₂O₃, Pt, Pd, Ir, Rh, and Ru, contents in over 3000 well-explored mineral deposits display a poor fit to the lognormal distribution. Neither a lognormal distribution nor a power law is an adequate model of the metal contents across all deposits. When these metals are grouped into 28 geologically defined deposit types, only nine of the over 100 tests fail to be fit by the lognormal distribution, and most of those failures are in two deposit types suggesting problems with those types. Significant deviations from lognormal distributions of most metals when ignoring deposit types demonstrate that there is not a global lognormal or power law equation for these metals. Mean and standard deviation estimates of each metal within deposit types provide a basis for modeling undiscovered resources. When tracts of land permissive for specific deposit types are delineated, deposit density estimates and contained metal statistics can be used in Monte Carlo simulations to estimate total amounts of undiscovered metals with associated explicit uncertainties as demonstrated for undiscovered porphyry copper deposits in the Tibetan Plateau of China.     

吉林省白山市板石沟铁矿断裂构造地球化学特征

断裂构造中元素的迁移变化规律是构造地球化学研究的主要内容.白山市板石沟铁矿断裂构造发育,是开展断裂构造地球化学研究的有利地区.通过对板石沟铁矿17矿组和赵家沟矿组典型逆断层剖面测量,采集构造岩和周围岩石,分析常量元素和微量元素,利用构造地球化学剖面法、质量等比线法和特征元素比值来反映元素在逆断层中分布特征和迁移变化规律.通过分析认为在逆断层中常量元素SiO₂、Fe₂O₃、CaO、Na₂O亏损,Al₂O₃、K₂O富集,微量元素中Rb、Sr等离子半径较大元素富集,离子半径较小元素Co、Cr、Ni亏损,K₂O/Na₂O、V/Cr、Rb/（Ni+Co）在逆断层中呈现出高值,SiO₂/Al₂O₃、（Fe₂O₃+CaO+MgO）/Al₂O₃呈现出低值.依据这些构造地球化学特征可以用来判断断裂构造的存在,为断裂构造地球化学研究和板石沟铁矿勘查提供构造地球化学依据.     

辽宁本溪大台沟铁矿地球化学特征及其地质意义

通过主量元素和稀土元素相结合的方法,对大台沟铁矿成矿物质来源提出了有效制约.研究表明：大台沟铁矿化学成分主要由TFe₂O₃和SiO₂组成,并且具有较低的Al₂O₃和TiO₂含量,这一特征与鞍本地区及山西五台山和冀东迁安地区铁矿一致,表明大台沟铁矿为火山沉积变质铁矿.稀土元素呈现轻稀土亏损、重稀土富集的特征,具有明显的Eu正异常特征,这些特征表明成矿物质来源于火山热液和海水的混合液.     

新疆西天山松湖铁矿床磁铁矿成分特征及其成因

松湖铁矿位于新疆阿吾拉勒成矿带中段, 其成矿作用经历了2期6个阶段: 硫化物-钾长石阶段、赤铁矿-方解石-绿泥石阶段、磁铁矿-绿泥石-钾长石阶段(称为早阶段铁矿化)、磁铁矿-硫化物阶段(称为晚阶段铁矿化)、方解石-黄铜矿阶段及表生期.为了分析其成分特征及其成因, 使用磁铁矿电子探针分析, 结果显示: 早阶段磁铁矿FeO_T含量高, TiO₂、Al₂O₃、MgO、MnO等含量均较低, 与接触交代矿床成分特征相似, 加之SiO₂含量较高, 暗示其形成与酸性岩浆热液密切相关; 晚阶段为主成矿阶段, 广泛作用于早阶段矿石之上, 磁铁矿FeO_T含量相对较低, TiO₂、MnO、V₂O₃、MgO、Al₂O₃等含量高于早阶段磁铁矿, 显示为热液成因.综合矿床地质特征, 认为晚阶段磁铁矿形成于岩浆活动晚期或间歇期, 含矿热液中有海水的加入.      

滇东南晚二叠世铝土矿地球化学特征及物源分析

滇东南地区晚二叠世铝土矿属典型的喀斯特型铝土矿,矿体赋存于上二叠统吴家坪组(龙潭组),分析其地球化学特征对研究其物质来源具有重要意义。全岩分析显示铝土矿石成分以Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂和TiO₂为主,其中Al₂O₃与Fe₂O₃ 、SiO₂具有较好的负相关关系。微量元素Cr、Zr、 Hf、Ta、Th、U和稀土元素在铝土矿矿化过程中不断富集,元素Zr-Hf、Nb-Ta之间具有明显的正相关关系。lgCr-lgNi图解、稳定元素比值(Zr/Hf)及稀土元素配分模式等地球化学特征说明峨眉山玄武岩为铝土矿的形成提供了主要的物质来源,同时下伏碳酸盐岩也提供了部分成矿物质。     

山东栖霞笏山金矿床成因——元素地球化学与流体包裹体证据

笏山金矿床为陡崖断裂带南段内最大的金矿床,为了揭示其矿床成因,在矿床地质研究的基础上开展了矿体围岩元素地球化学和流体包裹体研究。研究结果表明：笏山金矿床沿NE向断裂发育大规模的热液蚀变带,地表出露的断裂带形成一个庞大的面形蚀变带,矿化较弱,分带不明显,钻孔显示金矿体两侧依次发育黄铁绢英岩、绢英岩化花岗岩蚀变带和二长花岗岩,金矿体主要产于陡崖断裂带下盘黄铁绢英岩蚀变带内。质量平衡计算表明：绢英岩化过程中,主量元素SiO₂、Al₂O₃、FeO、MnO、Na₂O、K₂O、P₂O₅和部分稀土元素从二长花岗岩中迁出,而MgO、CaO、Fe₂O₃,成矿元素Au、Ag,亲硫元素Cu、Pb及亲铁元素V、Cr、Co、Ni迁入二长花岗岩;黄铁绢英岩化过程中,主量元素FeO、Fe₂O₃、MnO、MgO、CaO,成矿元素Au、Ag,亲硫元素Cu及亲铁元素V、Cr、Co、Ni迁入,SiO₂、Al₂O₃、Na₂O、K₂O和P₂O₅迁出。岩相学观察、显微测温以及单个包裹体成分激光拉曼分析提示其流体包裹体类型主要为气液两相包裹体和含CO₂三相包裹体,具有低盐度（w（NaCl）为5.33%~13.29%）和中温（260~300℃）CO₂-NaCl-H₂O体系,在成矿过程中,含矿流体经历了流体不混溶作用。结合矿床地质特征及实验结果分析,确定该矿床为受陡崖断裂带控制的中温蚀变岩型金矿床。     

磁铁矿显微结构及化学成分对铜绿山矽卡岩型铜铁矿床成矿过程的指示

铜绿山矽卡岩型铜铁多金属矿床是长江中下游鄂东南矿集区的一个典型矿床,矿体产于铜绿山岩体与三叠系碳酸盐岩地层的接触带.磁铁矿是铜绿山铜铁矿床中广泛发育的矿石矿物,选取内矽卡岩和外矽卡岩中的热液磁铁矿以及岩体中副矿物磁铁矿为研究对象,对其开展系统的显微结构观察和电子探针分析.热液磁铁矿中普遍发育有钛尖晶石出溶结构和富硅环带结构,且没有明显的后期热液交代改造现象.钛尖晶石出溶结构指示铜绿山矿床的早期热液磁铁矿具有较高的Ti含量,磁铁矿结晶后经历了降温和氧逸度降低过程导致钛尖晶石出溶.热液磁铁矿中还普遍含有较高含量的Si、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Ni等元素,Si4+、Al3+、Mg2+、Mn2+等以类质同象方式进入磁铁矿晶格;但在不同产状的磁铁矿中,替代强度和机制略有不同,说明流体成分、温度、压力等物理化学条件影响元素替代强度和方式.外矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值小于4,内矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值为5~8,而副矿物磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值约为13.岩体副矿物磁铁矿具有最高的V₂O₃含量（平均值为0.31%）,与岩体接触的内矽卡岩中的磁铁矿次之（平均值为0.14%）,外矽卡岩中磁铁矿的V₂O₃含量最低（平均值为0.01%~0.03%）.Al₂O₃/MgO比值和V₂O₃含量说明磁铁矿生长环境（熔体/热液）、围岩的成分及水-岩反应等对磁铁矿的化学组成均有影响.铜绿山矿床从岩体到内矽卡岩、再到外矽卡岩,磁铁矿的形成温度逐步下降,其成分的变化指示了磁铁矿可以作为矽卡岩矿床成矿过程的重要指示矿物.      

湖南仁里超大型钽铌矿床工作进展及找矿思路

湖南仁里超大型钽铌矿床钽铌铍矿资源丰富,Ta₂O₅资源量达到了超大型规模,BeO资源量达到了大型规模。为进一步研究湖南仁里超大型钽铌矿床稀有金属的赋存特征、成矿规律及矿产资源综合利用前景,开展了地球化学分析、电子探针、包裹体、同位素测年及可选性试验等研究工作,通过系统梳理仁里超大型钽铌矿床的工作进展,进一步探讨了该矿床的下一步找矿思路。仁里钽铌矿床共(伴)生矿种多,稀有金属综合回收率及矿产资源采选综合利用率高,具有极大的开发利用价值,可作为绿色、环保、无尾矿范例进行高效勘查与开发。仁里矿区钽铌铍矿资源丰富,具有较好的找矿潜力,加大地质勘查资金投入有望取得钽铌铍锂等稀有金属找矿新进展。下一步应对矿区2、3、5、6号主矿脉深部矿体进行控制,力争取得钽铌铍矿找矿突破,同时加强对矿区西部或西南部隐伏锂辉石白云母钠长石伟晶岩的研究工作,力争取得锂辉石白云母钠长石伟晶岩型锂矿找矿突破。     

Prospecting ideas and research progress of extra-large Ta-Nb deposit in Renli of Hunan Province

Renli extra-large Ta-Nb deposit is rich in tantalum, niobium and beryllium resources. The Ta₂O₅ resource is of extra-large scale and the Ta₂O₅ resource reaches large scale. In order to further study the occurrence characteristics, metallogenic regularity and the prospect of comprehensive utilization of mineral resources of rare metals in Renli extra-large Nb-Ta deposit, the authors have carried out the research work of geochemical analysis, EPMA, fluid inclusion study, isotope dating and mineral processing experiment. Based on the systematic review of the research progress in Renli extra-large Ta-Nb deposit, the authors also discussed the following prospectiong ideas of the deposit. There are many associated minerals in Renli Nb-Ta deposit, and the recovery rate of rare metals and the comprehensive utilization rate of mineral resources are high. Therefore it has great value of development and utilization, and the efficient exploration and development that characterized by green, environmentally friendly and no tailings can be carried out in Renli Ta-Nb deposit as a typical example. Renli mining area is rich in tantalum, niobium and beryllium resources and has great prospecting potential. With increasing geological exploitation funding, it’s probable to make new prospecting progress of Ta-Nb-Be-Li rare metal. The next work will focus on the control of the deep ore bodies of No.2, 3, 5 and 6 main ore veins in the mining area in order to make new progress in tantalum niobium beryllium ore prospecting. The research work of concealed spodumene muscovite albite pegmatite in western or southwestern mining area will be strengthened in order to make a breakthrough in spodumene muscovite albite pegmatite type lithium ore prospecting.     

山东蒙阴金伯利岩中铬铁矿电子探针波谱分析

铬铁矿是金伯利岩型金刚石矿床中主要的指示性矿物之一.准确分析出铬铁矿化学组分中FeO、MgO、Cr₂O₃、Al₂O₃、TiO₂含量,不但对铬铁矿定名起决定性作用,对金伯利岩型金刚石矿床找矿也具有重要的指示意义.利用电子探针波谱技术对铬铁矿主量化学元素分析,通过所测样品微区化学成分含量推测矿物名称.25件单矿物样品微区化学成分分析结果统计显示：单矿物中主要化学成分FeO为15.666%~29.971%,MgO为7.286%~11.477%,Cr₂O₃为56.421%~71.111%;次要化学成分MnO为0.012%~0.382%,Al₂O₃为0.871%~8.993%,TiO₂为0.074%~3.375%.矿物化学成分总量为99.117%~100.877%,单矿物化学成分与铬铁矿化学组分相当.根据矿物人工重砂鉴定特征及A、B离子占位情况,可以确定所测样品为镁铬铁矿.     

鄂西北碱性火山岩型铌矿床榍石矿物学及对铌富集机理的指示

位于南秦岭武当地区的天宝铌矿床是我国典型的碱性火山岩型铌矿床,但其岩浆成因、演化及成矿机理等方面的研究十分薄弱.天宝碱性火山岩主要分为粗面质岩石和碱性玄武岩两大类,两者在空间上紧密共生.在详细的岩(矿)相学及榍石显微结构研究的基础上,利用LA-ICP-MS分析技术对天宝粗面质火山岩中的榍石进行原位U-Pb定年,并利用E...     

贵州岩溶区浅层地下水氯化物及硫酸盐环境背景值

以贵州抗旱打井找水项目2007-2015年采集的3 699件浅层地下水化学样品分析数据为依据,在分析区域地质背景和水文地质条件的基础上,对研究区地下水化学数据进行聚类分析及水文地质单元划分,运用箱型图和迭代标准差法剔除异常值,并判断各水文地质区水化学数据的分布类型,最后取剔除异常值后数据的95百分位数作为环境背景值上限阀值.研究结果表明:贵州岩溶区浅层地下水属中偏碱性,水中阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO₃-和SO₄2-为主,地下水类型主要为HCO₃-Ca·Mg和HCO₃-Ca型,区内地下水中离子的主要来源为岩石矿物的风化水解;地下水SO₄2-和Cl-分布类型以正态分布为主,对数正态分布次之,偏态分布最少,三叠系中统关岭组膏岩层及二叠系含煤地层中地下水的SO₄2-环境背景值阀值为68.71~164.32 mg/L,其他区域背景值阀值为19.42~39.05 mg/L;Cl-背景值阀值为3.45~6.65 mg/L,区域变化较小.      

福建李坊重晶石矿床形成环境及矿床成因

为了解福建李坊重晶石矿床成因和成矿物质来源,对重晶石单矿物的主量元素、稀土元素、微量元素和硫同位素进行了研究,研究结果显示:重晶石单矿物表现出富Al、Si、Fe的特征;ΣREE总量较低,富集轻稀土元素;δEu呈正异常,δCe呈负异常;微量元素富集Ba、Rb、Nb、Th、P等元素,亏损K、Zr等元素;各个中段δ34S均值大于32.6‰,且直方图中只显示一个主峰。重晶石单矿物成因判别图解、ΣREE-La/Yb图解,分别指示了重晶石单矿物形成于热水沉积区,成矿物质来源于沉积岩区;Si O2/Al2O3、MnO/TFe2O3、U/Th等比值指示了弱碱性—碱性的氧化环境;(La/Ce)N、Al/(Al+Fe)等比值指示大陆边缘环境。研究表明,李坊重晶石矿床形成于大陆边缘构造环境的热水沉积成矿作用,其Ba主要来源于沉积岩区,S主要来源于寒武纪海水,并且有较多陆源物质的输入。     

重庆高燕地区菱锰矿热水沉积成因地球化学证据

重庆高燕锰矿床位于晚震旦世秦巴成锰沉积盆地,主要赋存于陡山沱组顶部,以鲕粒或球粒状产出.为了查明其成因,在收集该区锰矿相关成果的基础上,对ZK129-3^#、ZK115-7^#、ZK127-7^#、ZK133-7^#、ZK115-11^#五个钻孔的陡山沱组鲕状菱锰矿进行系统采样,并测试了包括Mn、Fe、P、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃和LOI在内的8个地球化学指标,进而运用指相元素地球化学分析了Mn/Al、（MgO/Al₂O₃）×10²、Al/（Al+Fe+Mn）和SiO₂/Al₂O₃比值.结果表明：重庆高燕菱锰矿受陆源物质的影响很小,与海洋沉积有关,主要是海洋自生产物;Al/（Al+Fe+Mn）和SiO₂/Al₂O₃值则指示其沉积过程中有热水参与,是热水沉积的产物.     

陕西韩城矿区11#煤层中高岭岩矿研究

通过野外调查和室内研究,查明韩城矿区11#煤层底板（南区）和煤层中、下部（北区）有一层厚0.60～1.30m的高岭岩矿层。其厚度稳定,储量丰富,为一大型高岭岩矿床。矿石成分纯,高岭石含量在95%以上,Al₂O₃含量高,SiO₂含量低,TiO₂含量较高,Fe₂ O₃含量低至较高。可作为生产超细煅烧高岭土及4A分子筛等产品的原料,有较广阔的开发利用前景。      

开鲁盆地钱家店地区姚家组还原剂特征及铀成矿作用

在开鲁盆地钱家店地区发现超大型铀矿床,为了界定储层还原剂对铀成矿作用的影响,通过岩心、镜下观察及相关测试技术的应用,进行了还原剂特征研究。结果表明：研究区铀储层内部的还原剂主要以有机质-碳化植物碎屑、烃类、黄铁矿等形式为主。其中,有机质中常见的黄铁矿可以为铀成矿提供大量优质的还原剂;矿化砂岩中甲烷含量及烃类总量较其他类型的砂岩高,并且随着铀的富集,气烃/重烃的比值明显升高,表明铀的富集与烃类也具有密切关系;铀储层内部常见的黄铁矿类型包括莓球状黄铁矿、胶状黄铁矿、自形和它形黄铁矿,其作为还原剂以多种形式与铀共存。矿化层位的砂岩中,总有机碳(total organic carbon, TOC)含量与S_全含量普遍较高,而Fe₂O₃/FeO值则明显偏低;与此相反,在非矿化层位的砂岩中,TOC含量与S_全含量普遍较低,而Fe₂O₃/FeO值较高,表明铀矿化与TOC、S_全含量具有一定的正相关关系,而与Fe₂O₃     

柴达木黑北凹地早更新世新型砂砾层卤水水化学特征与成因

柴达木黑北凹地深部砂砾石层内的承压水是近期在柴达木西部新发现的规模巨大的孔隙卤水,水位埋深8~24 m,接近地表;富水性中等偏强;矿化度较高,KCl含量达到可开发利用的要求,井采时不易结盐,可作为后续开发钾盐的备选区域.离子统计分析结果显示,TDS、Cl-、Na+、Cs+、B₂O₃、Ca2+、Mg2+、Sr+、NO₃-、Rb+在卤水中的浓度变化幅度小,分布较均匀;SO₄2-的变化幅度大,分布极不均匀;Br-、I-、Li+、K+变化幅度和均匀程度介于二者之间;Na+、Cl-、Ca2+、Sr2+、TDS呈正态负偏高峰态,K+、SO₄2-、Li+呈非正态正偏高峰态.成分聚类分析图中,K+、SO₄2-、Li+首先聚为一亚类,Cl-、TDS、Na+聚为一亚类.从离子含量变化曲线图中可以看到,该孔隙卤水从东至西,Na+、Cl-含量和变化趋势相同,且它们与TDS、B₂O₃的变化趋势相同.K+、SO₄2-、Mg2+三种组分含量较一致,变化趋势相同,且同时与Li+的变化趋势相同.孔隙卤水钠氯系数C_Na/C_Cl值为0.85~0.96,溴氯系数为0.01~0.34,与盐岩溶滤卤水接近.在Na+、K+、Mg2+//Cl--H₂O四元体系和Na+、K+、Mg2+//Cl-、SO₄2--H₂O五元体系25 ℃介稳相图中反映出2种析盐规律,一种为硫酸镁亚型,另一种是氯化物型.其形成可能与化学沉积层中高矿化度晶间卤水与砂砾石层中原始孔隙(淡)水相互作用有关.      

桂西平果教美矿区堆积型铝土矿形成过程中矿物转化与元素迁移

桂西地区铝土矿为典型喀斯特型,包括二叠系沉积型和第四系堆积型两亚类。堆积型铝土矿是沉积型铝土矿经抬升、破碎、风化,最后堆积于喀斯特洼地中形成。以平果教美铝土矿为研究对象,探索堆积型铝土矿形成过程中矿物的变化与元素迁移。沉积型矿石的矿物组成包括硬水铝石、鲕绿泥石、锐钛矿及少量针铁矿、金红石和高岭石;堆积型矿石的矿物组成主要为硬水铝石、锐钛矿、高岭石及少量三水铝石和鲕绿泥石。转化过程中堆积型矿石中的硬水铝石含量明显增加,鲕绿泥石含量明显减少。沉积型铝土矿的主要化学组成为Al₂O₃、SiO₂、FeO和TiO₂;堆积型为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和Fe₂O₃。两类矿石中元素Zr 、Ba、Nb、V含量均较高,稀土总量变化大,富集轻稀土。质量平衡计算表明堆积型铝土矿形成过程中Al、Ba、Sr、Y等元素增加,而Si、Fe、Ti、Nb、V、Ce等元素减少,其余元素变化不明显。     

乌努格吐山斑岩型铜（钼）矿床地球化学勘查指标

对乌努格吐山斑岩型铜钼矿床进行地球化学勘查指标研究,通过探讨47种元素在矿床中的富集、贫化等分布特征,结合蚀变、矿化分带等因素,筛选了斑岩型铜（钼）矿床的地球化学勘查指标。[KK（SiO2）＋KK（K2O）]/[KK（Al2O3）＋KK（Na2O）＋KK（CaO）＋KK（Fe2O3）＋KK（MgO）]、KK（K2O）/KK（Na2O）、KK（K2O）/KK（Rb）、CaO、MgO、Na2O等指标可以反映矿床的成矿环境,圈定矿床的蚀变范围及蚀变程度等;近矿指标Cu、Mo、Ge、W、Sn、F、Bi、S、Se、Hf等可以反映矿床的矿化程度、矿体产出位置等;远矿指标[KK（Pb）.KK（Zn）×1000]/[KK（Cu）.KK（Mo）]、[KK（As）.KK（Sb）.KK（Bi）]/[KK（Cu）.KK（Mo）]、[KK（Au）.KK（Ag）]/[KK（Cu）.KK（Mo）]、As、Au、Ag、Te等可以突出找矿范围和找矿目标。这些指标既为本地区寻找同类型矿床提供了技术支持,也拓宽了其他类型矿床的找矿思路。同时,应用对数累计频率散点图确定指标的异常上（下）限,为实现指标定量化提供了有效范例。     

青藏高原东部黄土沉积元素地球化学示踪

青藏高原东部广泛分布着典型黄土沉积,对气候变化有着敏感的响应。对青藏高原东部地区典型表土、黄土、古土壤以及砂样,进行系统的常量、微量元素组成分析,结果显示,高原东部黄土常量元素氧化物主要为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃和CaO,黄土中SiO₂和CaO含量差别较大;Rb、Sr、Ba、Zr、V含量占了微量元素含量的大部分,表土、黄土、古土壤微量元素含量差别不一。与高原东部的风沙沉积、黄土高原黄土、河西走廊黄土的对比结果表明,青藏高原东部黄土组分的常量元素之间的比值（SiO₂/Al₂O₃、TiO₂/Al₂O₃）、常量与微量元素之间的比值（Zr/Al、Zr/Ti）、常量元素三角图（Ca-Mg-K、Ca-Mg-Na）等与其他地区黄土有明显差异,而青藏高原东部黄土与高原表土沉积物及河流砂、风成砂样品比较接近。这些异同点指示青藏高原东部黄土与黄土高原黄土的物源不同;其物源可能主要来自于青藏高原内部,高原内部的河流沉积物、冰碛物等粉尘物质可能为青藏高原东部黄土的主要物源。