Till geochemical and indicator mineral methods in mineral exploration

This paper summarizes advances since 1987 in the application of glacial sediment sampling to mineral exploration (drift prospecting) in areas affected by continental or alpine glaciation. In these exploration programs, clastic glacial sediments are tested by geochemical or mineralogical methods to detect dispersal trains of mineral deposit indicators that have been glacially transported from source by mechanical processes. In glaciated terrain the key sampling medium, till, is produced by abrasion, crushing and blending of rock debris and recycled sediment followed by down-ice dispersal ranging from a few metres to many kilometres. As a consequence of the mid-1980s boom in gold exploration, the majority of case studies and regional till geochemical surveys published in the past decade deal with this commodity. Approximately 30% of Canada and virtually all of Fennoscandia have been covered by regional till geochemical surveys that aid mineral exploration and provide baseline data for environmental, agricultural, and landuse planning. The most profound event in drift prospecting in the last decade, however, has been the early-1990s explosion in diamond exploration which has dramatically increased the profile of glacial geology and glacial sediment sampling and stimulated changes in sampling and analytical methods.     

黔东施秉下翁哨地区金刚石指示矿物地球化学特征及其地质意义

对黔东施秉下翁哨地区金刚石指示矿物镁铝榴石、铬尖晶石分别进行了电子探针（EMPA）主量元素和LA- ICP- MS微区原位微量元素测试,结果表明：镁铝榴石主要属于G9型（约占87%）,次为G12型（约占11%）和G3型（约占2%）,源区为二辉橄榄岩和异剥橄榄岩,当其与橄榄石共生,获得平衡温度（tNi）为686~1225℃,压力（PCr）为1.9~4.0 GPa,少数落在形成金刚石的主要温压范围内（压力约4.0~6.5 GPa,温度约950~1300℃）;铬尖晶石主要来源于橄榄岩尖晶石捕虏晶（Xen）（约占90%）,少量为铬铁矿（Chr）（约占10%）,个别落在全球原生金刚石中铬铁矿包裹体的范围内。研究认为,恢复区域加里东期造山运动以来的古地貌,寻找金刚石指示矿物的母岩体/新岩体及开展其矿物间的对比研究工作,特别是对加里东期以来区域的地幔物质组成、岩石圈厚度和热状态等进行深入研究,将对扬子克拉通的演化、深部地幔结构剖析和金刚石成矿事件等具有重要的科学研究意义。     

综合化探方法在草原覆盖区矿产普查中的应用

研究了土壤地球化学、土壤电导率和土壤元素活动态测量在内蒙古新巴尔虎右旗干旱-半干旱草原覆盖区的应用效果,圈出3处土壤地球化学综合异常,3处土壤电导率异常和1处土壤元素活动态综合异常,各异常在研究区对应的位置均有不同程度的套和。通过对比研究得出,利用土壤地球化学、土壤电导率和土壤元素活动态测量相结合的集成方法可以取得更好、更快的找矿效果;三种方法可以相互印证异常;土壤元素活动态测量,能够进一步强化异常。文中所用的方法和取得的一些认识,对内蒙古新巴尔虎右旗地区乃至其它草原覆盖区的地质找矿工作,具有一定的指导意义。     

豫西熊耳山地区槐树坪金矿岩石-土壤找矿指示元素的确定及其应用

槐树坪金矿床位于河南省洛阳市嵩县境内,是豫西熊耳山地区近年来新发现的大型金矿床。本次研究对槐树坪金矿区地表及井下不同类型的较新鲜围岩、蚀变岩和矿石以及地表1∶20000面积性土壤采样,分析29项微量元素,从岩石和土壤两种采样介质来确定槐树坪金矿床的地球化学找矿指示元素。一方面基于较新鲜围岩的元素含量特征确定每个微量元素在该区岩石中的异常下限,进而分别计算了蚀变岩和矿石中微量元素平均含量与异常下限的比值,即异常衬度。按照异常衬度大于1.4的标尺确定了蚀变岩与矿石中明显富集的微量元素组合。另一方面,基于Au与28项微量元素在较新鲜围岩、蚀变岩、矿石三种介质中含量关系散点图直观确定了指示金成矿的微量元素组合。综合二者确定出槐树坪金矿区岩石地球化学找矿的指示元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Sn、Mo、Bi、Cu、Pb、Zn、Cd、Nb计13项。针对地表1∶20000面积性土壤调查,采用上述岩石中异常衬度为1.4作为土壤异常下限绘制了槐树坪金矿区微量元素的地球化学异常剖析图,以槐树坪金矿区已探明鸡公山一带的主成矿段为模型确定了土壤地球化学找矿的指示元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Bi、Cu、Pb、Zn、Cd、B计11项。综合上述结果认为在找矿指示元素组合方面土壤对岩石具有明显的继承性。基于岩石与土壤介质中共同的10项找矿指示元素,构建了归一化的综合异常指标,以鸡公山矿段为标准对整个槐树坪矿区进行了综合评价,发现槐树坪矿区内马蹄沟、秦佛爷沟、姜疙瘩和天坪西4处具有类似鸡公山矿段的找矿潜力。     

Metalliferous coals: A review of the main genetic and geochemical types

This paper presents a review of the genetic types and geochemical processes that have formed ‘metalliferous’ coals around the world. Primary attention is given to elements in coal that are currently being extracted from coal as raw material (Ge and U) or have, in our opinion, the best chance for such use (REE, Ag, Au, and PGE). Coals with anomalously high concentrations of other metals having potential for economic by-product recovery (Be, Sc, V, Ga, Sb, Cs, Mo, W, and Re) are briefly considered. Original data and a survey of the literature indicate that metalliferous coals are in many coal basins. Ore formation in coal-bearing structures may occur during peat accumulation, during diagenesis of the organic matter, or by epigenesis. Various metals are supplied to sedimentary basins as minerals that are transported by water and wind or as ionic species in surface water and descending and ascending underground water and may be incorporated into peat or coals. The modes of occurrence of metals in the enriched coals are diverse. The data presented in this review indicates that metalliferous coals should be regarded as promising for economic recovery for by-products in the course of coal mining and combustion.     

强化开展地壳内部第二深度空间金属矿产资源地球物理找矿、勘探和开发

中国正处在快速工业化和经济腾飞的前夜,必须有大量各类金属矿产资源的支撵,当今国内却供给不足。供需矛盾日益尖锐,导致了对外依存度的不断增长。本文从这一前提和解决的途径出发,分析了金属矿产资源形成与聚集的深层过程和动力学响应、地壳深处金属矿产资源探查的科学依据与例证、地球物理方法和技术支撑。据此提出：①当今国家所公布的资源量系指第一深度空间（0-500m）找矿、勘探和开发的资源量,尚不能完全表征全国金属矿产资源量的全部;（多实施第二深度空间（500-2000m）金属矿产资源的找矿、勘探和开发已迫不及待;③在深部金属矿产资源的探查和开发中,必须依靠新的认识和新的理念,采用先进的、高精度的地球物理探测方法和技术,并建立起有自主特色的深部矿产资源探查理论、方法和技术体系。     

多目标地球化学勘查样品分析方法配套方案

对20世纪80年代全国区域化探扫面工作以来各大区、省、市地质实验室所研制的54种元素的不同分析方法进行对比研究．并与国际上所采用的分析方法进行类比,提出了适合中国国情的4套分析配套方案。     

固体矿产绿色勘查钻探技术方法探索与实践

西安矿产资源调查中心针对现有固体矿产地质调查（勘查）项目,积极探索和实践绿色地质勘查工作技术方法,因地制宜应用全液压履带钻机、便携式模块化钻机实施“一基多孔”,采用背包钻实施“以钻代槽”,通过优选环保型冲洗液,净化处理废弃冲洗液,控制临时占地规模等具体措施。与传统机场规格相比占地面积减少了80%~85%,临时便道修筑减少了60%~65%,工后复垦复绿达到了80%以上。通过绿色勘查成本费用分析,人员、临时用地（青苗）补偿、绿色环保材料及复垦复绿等费用成本总和降低了40%左右。最后探索实践了绿色勘查工作保障措施,对下一步绿色勘查工作提出了建议,为加强绿色勘查工作理念、完善相关的制度法规、激发绿色勘查工作活力提供了积极的导向。     

深部矿产资源立体地球化学勘查方法技术体系

深部矿产资源的勘查是战略性矿产资源勘查的一个重要方面。找矿实践证明，化探方法技术在矿产勘查乃至深部找矿中发挥了重要的、不可或缺的作用。找矿工作的不断深入和找矿难度的不断加大，促使化探方法技术不断的发展和完善，在传统方法技术的基础上，研发出了许多新的方法技术。本文从方法论和系统论的角度出发，对现有的找寻深部隐伏矿盲矿的有效化探方法技术进行了系统的归纳和总结，提出了立体地球化学勘查方法技术体系的概念，将立体地球化学勘查方法技术划分为地面地球化学测量方法技术和地下地球化学测量方法技术，建立了深部矿产资源立体地球化学勘查方法技术体系。不同的方法技术有不同的优势和不同的适用条件，实际工作中应当根据不同的勘查阶段，不同的勘查目的和不同的地质地球化学条件选择不同的立体方法技术组合才能发挥出最大效益，取得最大效果。     

基于深地勘探的化探新方法发展现状分析

矿产资源是人类社会经济发展的重要物质基础,我国目前处于经济大发展时期,对矿产资源的需求量日益增大。然而随着已知矿、露头矿及浅部矿的日渐枯竭,未来的勘探工作重点势必将由地表浅部转向地下深部的隐伏矿勘查。国内外找矿实践证明,化探在寻找深部及隐伏矿床方面是一种直接、快速、有效的方法技术,而且随着"深穿透地球化学"概念的提出及发展,通过对穿透能力很强的气体、纳米级微粒、离子提取技术和植物地球化学测量技术的研究,提出了相关的深穿透地球化学勘探方法技术,本文对其异常形成机制进行了分析,并就其在寻找深部及隐伏矿床中的成效进行了探讨。     

利用岩石化学成分计算花岗岩类实际矿物的新方法

介绍一种在三氏算法(戎嘉树等人于20世纪70年代初提出的一种用岩石化学成分计算花岗岩类实际矿物含量的方法)的基础上经长期实践并不断创新而发展起来的一种新的实际矿物含量的计算方法。该方法针对准铝质花岗岩类、铝过饱和、铝强过饱和花岗岩类分别设计了相应的计算方法,同时也兼顾了碱交代花岗岩及碱长花岗岩,不仅适用于新鲜岩石,也适用于部分蚀变的岩石。该方法在处理岩石化学分析数据的归纳和组合上尽量与实际存在的矿物相结合,力求计算结果与岩石中实际存在的矿物相符。计算过程中提出了长石的修正系数χ,用其修正岩石中钾长石和斜长石的含量,从而确保计算结果与实际相符。计算得到主要造岩矿物(Q、Or、Pl、Bi、Ms、Hb)的含量和反映岩石化学特征的两类参数(Ot、AnPl、K-Na、a、b、Mg)及相关图解。该方法不仅可以计算出岩石中主要造岩矿物的含量,同时还可以反映岩石化学特征、演化过程及其成矿专属性等。     

A statistical analysis of exploration geochemical data for uranium

This paper describes a statistical analysis of reconnaissance exploration geochemical data for uranium. Three sets of data were analyzed, as they related to: (a) Charlotte-Winston-Salem and (b) Charlotte two-degree NTMS quadrangles of the south-eastern U.S.A. The coefficient of variation for uranium in each of the three sets of data was less than unity and hence no transformation of the original variable was needed. These data were subjected to correlogram analysis. A first-order Markovian model of the type: Y₀ exp (-a |p|) was fit by the least-squares method to serial correlation coefficients of these data using the method proposed by Deming (1948). The model was tested by computing the variance-volume relationship for assumed individual blocks of unit length. The noise in the input (record) was eliminated by the application of an optimum bilateral exponential smoothing technique developed by Agterberg. A comparison of spectral density estimates obtained by a maximum entropy method employing Yule-Walker equations and the Burg algorithm was also made. The prediction error coefficients needed to determine the order of the autoregressive process and hence the spectral densities were determined in both cases for the three sets of data.On leave from National Geophysical Research Institute, Hyderabad-7, India.     

天津蓟县地区金、钨、钼矿自然重砂与地球化学区域找矿方法效果

结合蓟县地区矿产分布特征,应用1∶20万自然重砂和1∶5万水系沉积物地球化学找矿方法,在蓟县地区金矿、钨矿、钼矿中进行区域找矿方法效果研究。研究其异常分布特征,发掘出了新的找矿信息。研究发现,所圈出的自然重砂和地球化学异常能直接指示相应地质体的含矿性,特定矿物组合的自然重砂异常和区域地球化学异常在某些区域分布上比较吻合,二者均具有找矿指示作用。     

西华山钨矿床共生透明矿物与不透明矿物中流体包裹体的对比研究

西华山钨矿床是一个产于燕山期花岗岩中的大脉型钨矿床。笔者利用红外显微镜、冷热台及其他相关设备对矿床中的透明矿物(石英、绿柱石和萤石)与不透明矿物(黑钨矿、黄铁矿)中的流体包裹体进行了对比研究。结果显示,共生透明矿物与不透明矿物之间,在包裹体均一温度等特征上既可基本相同又可出现很大差异。一般来说,黑钨矿能有效地保存原生流体包裹体(t_h=300～420℃;晶洞中为220～290℃),仅有少量次生包裹体(t_h=160～280℃),而与之共生的石英中原生包裹体则几乎被破坏殆尽,现在所见到的包裹体绝大多数是次生的或是在较晚结晶时捕获的(t_h=130～270℃)。只有未经后期应力作用和流体改造的晶洞水晶及与其共生的黑钨矿,二者获得的结果才相同或相似。绿柱石中通常有大量的次生包裹体和原生包裹体。黑钨矿与绿柱石中硅酸盐熔融包裹体的出现,表明西华山钨矿床的成矿作用始于岩浆-热液过渡阶段,其初始成矿流体是一种岩浆-热液过渡性流体,尔后才演变成单一的热水溶液。笔者认为,在进行金属矿床流体包裹体研究时,应强调共生透明矿物与不透明矿物的对比研究,在进行对比研究时,详尽的基础地质研究和包裹体岩相学观察必不可少;当单独利用透明矿物包裹体资料对金属矿床进行地质解释时,需慎之又慎。     

下地幔矿物研究及其进展

文中综述了20世纪90年代以来对下地幔矿物高温高压研究的进展,详细评论了下地幔温压下(Mg,Fe)SiO3钙钛矿的稳定性、(Mg, Fe)SiO3 钙钛矿和(Mg, Fe)O镁方铁矿的高压状态方程和热弹性及高压熔化、核幔边界温压下铁和硅酸盐的化学反应等几个热点问题;探讨了下地幔的矿物学组成,对下地幔的地震波速异常给出了可能的矿物学解释;介绍了国内同领域的研究工作;展望了下地幔矿物研究的发展方向。     

湘西大溶溪钨矿床矽卡岩矿物的矿物学、地球化学特征及其形成机制

大溶溪钨矿床为湘西地区一层控型白钨矿矿床,白钨矿主要分布于矽卡岩和石英网脉中。在详细野外地质调查和室内镜下观察的基础上,利用EPMA和高精度LA-ICP-MS测试技术,对该矿主要矽卡岩矿物的矿物学和地球化学特征进行了研究,并初步揭示了其形成机制。研究表明,大溶溪矿区含钨矽卡岩为还原型类矽卡岩,矽卡岩矿物主要为辉石和石榴子石;辉石为透辉石—钙铁辉石—锰钙辉石系列;石榴子石以钙铝榴石为主,但锰铝榴石+铁铝榴石含量也较高。该区辉石REE具有总量较低、轻重稀土元素分馏不明显、正Ce和正Eu异常的特征;而石榴子石REE具有较高的稀土总量,呈现明显的重稀土元素富集、轻稀土元素亏损、负Ce异常、强烈正Eu异常的特点。辉石Ce和Eu异常可能与其形成时的水/岩反应及氧化还原条件有关。REE进入石榴子石的方式以REE~(3+)等价置换Al~(3+)的形式为主,正Eu异常主要为Eu~(2+)等价置换钙铝榴石Ca~(2+)所致,而负Ce异常则反映出热液沉淀正Ce异常辉石之后热液体系中贫Ce元素。该区含钨矽卡岩主要为热液与含锰灰岩在平衡机制下发生扩散交代作用所形成;而含钨石英网脉内发育的辉石、石榴子石等钙硅酸盐矿物,则是热液沿裂隙、孔隙对富钙变质砂岩进行交代的产物。矽卡岩形成过程中,相对贫Mn的辉石和石榴子石主要受交代流体作用控制,形成于一种相对高温、中等水/岩比的条件下;而相对富Mn的辉石和石榴子石,则可能是形成于靠近围岩一侧的相对低温、低水/岩比的环境中,部分锰质来自被交代的围岩。     

青藏高原南部的主要战略性矿产：勘查进展、资源潜力与找矿方向

当今世界处于百年未有之大变局中,各国对战略性矿产资源的需求显著增加。加强国内战略性矿产勘查,保障战略性矿产资源的安全供给,成为了目前的紧迫任务。东特提斯成矿域内的冈底斯-喜马拉雅造山系位于青藏高原南部边缘,是解剖和理解新特提斯洋俯冲消亡、亚洲-印度大陆碰撞与大规模成矿作用的关键地区。本文在综合分析高原南部冈底斯-喜马拉雅造山系地质构造演化与大规模成矿作用的基础上,对冈底斯、雅鲁藏布江和喜马拉雅等重点成矿带战略性矿产的种类与主要类型以及近年来的地质找矿工作取得的主要进展进行了系统总结,提出新生代以来大规模的壳幔相互作用与构造-岩浆演化过程导致了高原南部以铜、铬、金和铍稀有金属等为特色的战略性矿产资源高度富集,并认为该地区在我国急缺战略性矿产资源的资源配置中居重要地位,形成了驱龙-甲玛、朱诺、罗布莎、扎西康等多个大型矿集区,是建设我国未来战略性矿产资源接续基地的重点地区。通过对该地区各战略性矿产资源潜力的分析,提出了下一步找矿工作的重点和方向,除开展矿集区深部及外围找矿外,还应该加强新类型与新矿种的寻找。     

镉在蒙脱石等粘土矿物上的吸附行为研究

研究了土壤中主要硅酸盐粘土矿物蒙脱石、伊利石、高岭石、海泡石对重金属镉的吸附行为.结果表明:硅酸盐粘土矿物吸附镉受酸度和离子强度的影响;吸附反应是快反应,能很好地符合Lagergren二级吸附速度方程;优化条件下的高岭石对镉吸附很弱,蒙脱石、伊利石、海泡石对镉的实验饱和吸附容量分别为2.88、1.08、2.82 mg/g,蒙脱石吸附镉更适合Freundlich拟合,伊利石、海泡石对镉的吸附结果更适合Langmuir拟合;相关性分析表明,硅酸盐粘土矿物对镉的饱和吸附容量大小与其理化性质有关,其中矿物中氧化锰含量高低与其对镉饱和吸附容量大小的相关性达到极显著水平.     

砂岩型铀矿找矿中物化探测量方法应用评述及建议

介绍了铀矿找矿中物化探方法的应用效果,分析不同物化探方法的找矿历程,评述了物化探测量方法在中新生代沉积盆地中寻找砂岩型铀矿的有效性和适宜性,认为物化探测量方法不但是寻找砂岩型铀矿投资少、见效快,需要加强的工作,而且其在解决基础地质问题和研究铀成矿环境方面也能发挥作用,并对今后开展砂岩型铀矿找矿工作的方法选择及工作部署提出意见和建议。     

A simple relationship between isothermal bulk modulus and thermal pressure for geophysical minerals

The variations in isothermal bulk modulus with an increase in temperature are found to be related linearly with the change in thermal pressure for geophysical minerals, such as MgO, CaO, Al₂O₃, MgAl₂O₄ and Mg₂SiO₄. Analysis of the relationship yields a value of the Anderson–Gruneisen parameter for each mineral in close agreement with known values. An important finding of the present study is the derivation of an isobaric equation of state representing the relationship between volume and temperature at ambient pressure. This equation for isobaric volume expansion looks like the Birch equation for isothermal compression. The calculated values of volume expansion for the minerals at high temperatures present close agreement with the available experimental data. The formulation developed in the present study has also been used to predict the volumes at simultaneously elevated temperatures and pressures for CaSiO₃ perovskite and NaCl minerals, in good agreement with the experimental values.