锗的地球化学性质与锗矿床

锗具有亲石、亲铁、亲硫和亲有机质等多重地球化学性质,岩浆作用不能使锗发生明显富集,但锗可富集在一些花岗伟晶岩矿物中,只有热液体系才能大量搬运锗,在表生溶液中具有较高的活动性,属于过渡类的分散元素。世界上已发现26个锗矿物。锗矿床可分为伴生锗矿床和独立锗矿床两大类。锗与其它分散元素具有普遍的共生关系,与嫁的共生尤为密切;锗对环境的危害物主要为Ge金属、GeH4、GeO2和GeCl4;并综述了锗的主要工业来源及市场应用现状。     

热液对五牧场矿区煤中锗富集影响的探讨

基于煤炭勘探报告、其化验数据以及煤质变化规律,推导出热液分布情况,结合煤中锗分布范围、分布形态及含量变化规律,探讨了热液对五牧场矿区煤中锗分布的影响。表明五牧场矿区煤中锗含量与热液有着密切的联系:垂向上,锗含量变化规律可以划分为与热液活动引起的煤质变化相吻合的阶梯形,表现为褐煤层的锗含量普遍较低,受热液二次富集改造,出现低变质的长焰煤,气煤等煤层出现了锗的富集;平面上看,锗元素的富集区域表现为围绕煤的变质中心呈一定规律分布,推测为热液将强变质煤中的锗元素活化,在浓度差的驱动下,在平面上横向搬运,到达受到热液弱变质但是有机质尚且丰富的长焰煤、气煤后,再次被有机质束缚,在长期热液作用下,达到富集。     

稀散金属超常富集的主要科学问题

稀散金属对国民经济、国家安全和科技革新具有重要的意义,特别是对高、精、尖科技和未来能源的发展具有举足轻重的地位。稀散金属的储量相对稀少且地域分布高度不均,供需矛盾日益突出,存在较高供应风险;另一方面,其"稀"、"伴"、"细"的特点决定了对其地球化学性质和行为认识的薄弱,元素超常富集机理的问题仍存在较大争议。近20年以来关于稀散金属的研究主要集中在矿床类型和成矿专属性、资源储量评估、超常富集机制等方面,突破了"稀散金属不能形成独立矿床"的认识,初步建立了稀散金属成矿理论体系。稀散元素的超常富集往往需要十分苛刻的条件和特殊的地球化学过程:铼的超常富集受制于地幔熔融过程和洋壳沉积物的再循环,以及岩浆氧逸度、去气过程;铟与锡的关系紧密,岩浆中镁铁质矿物结晶过程及挥发组分控制成矿热液中铟的金属量;碱性岩的幔源性、高氧逸度、高挥发性促进碲的迁移和富集,铁锰结壳中δ-Mn O2或Fe OOH可以吸附大量的碲;镉的超常富集行为主要与锌相关,不同类型铅锌矿床中镉的富集程度具有明显的差别;锗在铅锌矿床中主要以类质同象替代锌进入闪锌矿中,煤层中倾向于和有机质结合形成锗的络合物及有机化合物。基于已有认识,今后应当重点加强元素地球化学行为对稀散金属富集控制的研究,壳幔相互作用、热液过程、表生风化沉积以及多期多阶段地质事件耦合机制的研究,以及非常规类型稀散金属矿床的成矿潜力研究。本专辑报道了近年来这些方面的最新研究进展,包括13篇文章,主要涉及岩浆热液型矿床、低温热液型铅锌矿床、表生风化-沉积过程中稀散金属的富集成矿,以及稀散金属矿床的探测技术与预测方法研究等。     

与铜、金成矿有关的弧岩浆系统氧逸度特征和形成机制

研究表明,花岗岩类的源区存在大量成矿元素;源区的成矿元素能有效转入岩浆熔体并随岩浆演化而逐渐富集,是花岗质岩浆能形成热液矿床的重要前提.只有在这一前提之下,才能在流体自花岗质岩浆出溶的过程中形成含矿流体进而形成热液矿床.因此,研究成矿元素(如铜、金等)能否从源区进入熔体并在残余熔体中得以富集,对评价花岗岩类岩石的成矿潜力、正确认识花岗质岩浆形成热液矿床的过程和机制有重要的理论和实际意义.     

铂族元素矿床热液流体成矿模型探讨

世界上所有的铂族金属矿床都有热液流体活动的迹象。影响铂族元素(PGE)成矿的流体主要有两类:堆晶体后期流体(>500℃)和岩浆后期流体(<500℃)。低温热液(<500℃)中,PGE可能主要以氯络合物及氢硫基络合物的形式运移;高温热液(>500℃)中,PGE可能主要以氯络合物的形式运移。在详细论述不同温度、压力条件下的热液流体中PGE溶解性质的基础上,分析了PGE在流体中的溶解、迁移、富集及可能的沉淀机制,为探寻PGE矿床的成因提供一个突破口。     

含矿流体混合反应与成矿作用的动力平衡模拟研究

本文在约定热液体系中成矿元素成矿速率(成矿过程中单位时间内单位体积所合成矿元素重量的变化)的基础上。借助于物质-热-化学-成矿四重全耦合的研究思路，构建了均匀热液体系、层状热液体系、岩浆侵入热液体系下成矿元素的迁移、富集、溶解与沉淀作用数值模型。模拟结果表明；(1)硫化物(H2S)和硫酸盐(SO42-)流体的混合反应是成矿热液体系中铅、锌、铁成矿元素成矿的重要控制因素；(2)均匀介质、岩浆侵入或地质构造的存在，对成矿元素在成矿流体运移的速度、流线、温度分布和成矿元素的溶解与沉淀分布都有着各自的特征．不同的成矿环境或成矿背景制约了成矿元素的迁移与富集以及矿体的产出定位。暗示成矿环境及成矿速率对热液体系中成矿元素的沉淀与溶解具重要作用；成矿流体的混合反应是成矿作用发生的重要机制之一。在成矿理论研究中必须充分考虑不同地质构造因素的约束。     

浅论扬子西南缘卡林型金矿成矿物质来源及有机质在成矿过程中的作用

在前人研究的基础上,对扬子西缘卡林型金矿采用稳定同位素和生物化学试验方法,分析赋金地层中有机质的种类、性质和有机质与金矿的关系,讨论有机质在金元素富集、迁移、成矿过程中的作用.认为赋金地层与后期岩浆热液发生广泛的交换作用,萃取出成矿物质形成成矿流体,这种富含成矿物质的热液流体在一定的条件下富集成矿.     

黔东南州富锗土壤地球化学特征及成因分析

通过对黔东南州表层土壤地球化学调查评价工作,首次查明了耕地土壤中锗含量和富锗质量等级特征,探讨了富锗土壤的物质来源和成因。结果表明:(1)区内表层土壤中锗含量0.13～9.21mg/kg之间,算术平均值为1.54mg/kg;(2)区内富锗耕地为1794.30km~2,占调查面积的40.17%;富锗耕地环境综合等级主要以优先保护类为主,面积为1167.35km~2,占富锗耕地面积的65.06%;安全利用类次之,面积为593.38 km~2,占富锗耕地面积的33.07%;严格管控类较少,面积为33.57km~2;(3)土壤中的锗元素主要缘于热液作用或热水活动使锗元素侵出而富集于地壳表层,Ge与Pb、Zn元素正相关性好,与N、有机质呈负相关关系,与其余元素呈弱正相关关系,受人为因素影响较小。     

钨的地球化学性质与华南地区钨矿成因

在地球演化早期的强还原条件下,钨表现为中等亲铁元素,因此地球中 90%的钨进入地核。在地幔和地壳的演化过程中,钨是极度不相容亲石元素,从而导致钨元素在地壳中的丰度约是地幔丰度的250倍。钨在岩浆熔体中主要以钨酸的形式迁移,在成矿热液中主要以氟、硼化合物或其络合物的形式运移。钨的矿化需要其在部分熔融、岩浆演化和晚期热液等各阶段逐渐富集。中国是世界上钨矿产资源最丰富的国家,约占世界总储量的60%以上,其中绝大多数矿床产在华南地区,与华南大规模的中生代岩浆活动具有密切的时空联系。微量元素特征(高Rb/Sr和K/Rb比值,低Nb/Ta和Zr/Hf比值)显示它们往往经历了强烈的岩浆分异,这可能与这些花岗岩通常具有高挥发分含量(如F)有关。岩浆中高的F含量对钨的富集和矿化十分重要,它可以降低熔体固相线、粘度和密度,有利于提高岩浆的结晶分异程度,因而使得高度不相容的钨元素在岩浆演化过程和后期热液阶段的富集与矿化。富挥发分岩浆的形成可能与俯冲板块后撤,软流圈物质上涌导致的多硅白云母等富F矿物的高温分解有关。研究表明,华南南岭地区侏罗纪的钨矿化花岗岩主要形成于太平洋板块的俯冲后撤,而华南南部晚白垩世钨成矿作用与新特提斯洋的俯冲后撤有关。     

有机质在卡林型金矿成矿过程中的作用

卡林型金矿与有机质之间存在着密切的联系。在表生过程中,有机质对金的溶解、吸附和生物吸收作用是沉积、成岩过程中金在赋矿层位中初步富集的重要地质营力,腐殖酸可能是表生金成矿过程中重要的迁移因素。在热液作用过程中,原油形成和二次运移不可能是金成矿迁移的主要因素,但成烃及成油后期有机质的热成熟和裂解作用所产生的有机酸及Ｈ２Ｓ可能对金的淋滤和迁移起着不可低估的作用。矿体及围岩中有机质的高成熟度,以及矿床及围     

冀北双井子穹状火山与银铅(锌)矿化的关系

通过区域地质调查，认为丰宁满族自治县双井子南西一带的晚侏罗世张家口期火山-侵入活动、同熔型岩浆作用、火山通道及火山断裂与银、铅(锌)矿化关系密切。在整体的火山-侵入活动过程中，先期的火山活动可使成矿物质初步富集，后期的岩浆侵入作用封闭性好，热量充足，可使成矿物质进一步叠加富集成矿。同熔型岩浆作用形成的石英正长斑岩是成矿物质的主要提供者，岩石中Ag、Pb、Zn等成矿元素的丰度值普遍较高，约为世界同类岩石平均值的4～10倍，呈强富集状态。火山通道深达上地幔，有利于岩浆向上运移及深部含矿热液的上升环流，是良好的导岩导矿构造。火山周边断裂规模相对较大，其内多形成构造角砾岩带，是成矿物质沉淀、富集的理想场所和最有利的容矿构造。放射状断裂是沟通火山通道和火山周边断裂并使含矿热液从火山通道向火山周边断裂运移的重要渠道，起到配矿构造的作用。     

铂族元素和金在热液流体与硅酸盐熔体间的分配

由岩浆后期热液流体萃取—运移—沉淀铂族元素和金被认为是形成富铂族元素矿床的一种重要机理。最近,苏联和加拿大学者合作进行了有关的实验研究。结果表明,铂族元素和金在热液流体与硅酸盐熔体间的分配系数远远小于它们在硫化物液津与硅酸盐熔体间的分配系数。这一结果使研究者们对岩浆后期热液     

湖南衡阳清水塘矿区断裂构造控矿特征

清水塘矿田位于断裂带中,矿体的形态、产状、规模及矿化富集除与地层岩性有关外,主要受断裂破碎带控制。通过分析清水塘区域构造控矿特征和矿区断裂构造控矿特征,总结了清水塘矿区断裂构造控矿的特点,认为多组断裂以及背斜和断裂的交汇部位均是铅锌矿体的主要富集部位;在成矿演化过程中,由于构造-岩浆活动及含矿热液的运移,断裂张开,热液充填沉淀结晶形成矿脉;当一部分矿液渗透到围岩中,继续沿微裂隙转移、萃取、活化、重新产生压裂,使裂隙张开,在构造-岩浆活化影响下,形成新的矿体。深大断裂作为导矿构造控制着含矿热液的运移空间,次级断裂作为容矿构造控制着矿化的富集部位。     

分散元素--金矿床中应引起注意的地球化学信息

分散元素Te、Se、Cd、Tl在某些类型金矿中可以富集,是黄金找矿的重要指示元素,甚至是最重要的指示元素。Te、Se主要富集在与碱性岩浆活动有关的金矿中,Cd主要富集在火山热液型金矿和古老结晶基底内的糜棱岩型金矿中,而Tl则在卡林型金矿中富集．分散元素在金矿床中的地球化学信息丰富了黄金找矿方法理论,拓宽了找矿思路．     

滩间山金矿田成矿物质来源探讨

通过硫、铅、碳、氢、氧稳定同位素组成,稀土元素特征类此,微量元素含量示踪及包裹体成分特征等几个方面的研究,认为其３个成矿期的成矿物质来源不同：沉积变质初步富集期、变形变质矿化富集期的成矿物质来自围岩－中元古界万洞沟群黑色岩系含金建造;岩浆热液矿化叠加富集期的成矿物质则主要来自华力西晚期斜长花岗斑岩杂岩岩浆期后热液,部分来自围岩（岩浆热液运移过程又萃取了围岩中的成矿物质）。     

岩浆-热液成矿系统中铁同位素地球化学研究现状

铁元素是岩浆-热液成矿系统中参与成矿的重要金属元素之一,岩浆-热液矿床中富铁矿物(黄铁矿、磁铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿、斑铜矿、毒砂、菱铁矿)的δ⁵⁶Fe值变化较大(-2.07‰～+1.58‰),指示铁同位素在岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中均存在明显的分馏,因此,在约束岩浆-热液成矿系统中成矿金属的迁移-富集-沉淀过程和示踪成矿物质来源方面具有巨大的应用潜力。通过整理和分析前人研究资料,文章总结了岩浆-热液成矿系统岩浆演化、流体出溶和热液演化过程中铁同位素地球化学行为的研究现状。岩浆演化过程中铁同位素会发生显著分馏,如部分熔融过程中,熔体相比残余固相富集重铁同位素;矿物分离结晶会引起残余熔体铁同位素组成的变化,主要受含Fe²⁺或Fe³⁺矿物结晶的影响,如磁铁矿分离结晶会导致残余熔体铁同位素组成变轻,总体反映岩浆氧化还原状态对铁同位素分馏的主要控制作用,因此,含矿岩体铁同位素组成及其变化可用于确定岩浆的氧化还原状态。流体出溶是含矿岩浆演化成为岩浆热液矿床的关键过程,出溶流体相对于母岩富集轻铁同位素,但实验研究表明出溶流体铁...     

辽宁王家崴子金矿床地球化学研究

王家崴子金矿床赋存于辽南古元古代浅变质岩系中。矿床的微量元素、稀土元素及稳定同位素地球化学天空表明,成矿元素和成矿热液具有多来源,盖县组地层和岩浆水分别是主要的矿源层和成矿流体;中生代的构造岩浆活动导致金的多次富集;成矿主要集中于燕山期。王家崴子金矿床是具有多来源的岩浆热液型矿床。     

云南临沧煤型锗矿床中锗富集过程的有限元数值模拟

成矿元素富集作用是煤型关键金属矿床研究面临的主要问题之一。针对云南临沧煤型锗矿床中锗富集过程进行热-流-化-质多场耦合数值模拟研究。结果表明,数值模拟结果与前人研究结果吻合,验证了煤型锗矿床成矿理论及数值模拟方法在矿床学理论研究中的作用。岩体上表面形态是临沧锗矿床成矿的关键控制因素,具有穹隆形态的岩体上表面能够使含煤盆地底部产生9.1×10³倍的锗富集(相较于反应物浓度),在岩体规模减小50%的情况下仍有6.9×10³倍的富集,而凹陷和水平的岩体上表面分别只产生了589倍和9.3倍的锗富集。因此,具有穹隆形态的岩体上表面更有利于其上部的含煤盆地形成高品位的锗矿化,穹隆状岩体的上表面可为岩浆热液成因的煤型锗矿床深、边部找矿勘探提供有利信息。     

交代岩石圈地幔与金成矿作用

交代岩石圈地幔与大型金矿床之间的成因联系受到越来越多的关注.研究成矿金属在地幔源区的富集程度和幔源岩浆中的金含量,以及金从地幔源区释放、迁移并大规模富集成矿的机制和过程可以帮助我们更好地认识交代岩石圈地幔对金富集成矿的重要作用.金是高度亲铜元素,同时还具有流体活动性,在地幔岩浆作用、岩浆热液演化和富集成矿等诸多过程中的行为较为复杂.主要从金的地球化学行为出发,通过梳理金在各类地幔岩石和幔源岩浆中的分布,以及岩浆热液中金的主要行为及其受控因素,探讨交代岩石圈地幔对巨量金成矿的关键控制机制.主要认识包括:(1)交代岩石圈地幔可能是形成大规模热液型金矿床的重要源区,但金在源区的异常富集可能并不是成矿的必要条件;(2)地幔交代组分(特别是挥发分)有助于金从地幔源区中有效释放、并通过跨岩石圈尺度的深大断裂迁移富集;(3)富挥发分的岩浆热液中金的富集沉淀过程远比一个富金的地幔源区对大规模金成矿作用的贡献更大.因此,深刻理解岩石圈地幔长期演化过程中金在地幔交代和岩浆-热液演化过程中的行为与富集机制是解析大型金矿床成因的关键.     

滩间山金矿田成矿物质来源探讨

通过硫、铅、碳、氢、氧稳定同位素组成,稀土元素特征类此,微量元素含量示踪及包裹体成分特征等几个方面的研究,认为其3个成矿期的成矿物质来源不同：沉积变质初步富集期、变形变质矿化富集期的成矿物质来自围岩——中元古界万洞沟群黑色岩系含金建造（Pt2wd^b）;岩浆热液矿化叠加富集期的成矿物质则主要来自华力西晚期斜长花岗斑岩杂岩岩浆期后热液,部分来自围岩（岩浆热液运移过程中又萃取了围岩中的成矿物质）.