黔北桑木场背斜灯影组热液白云岩稀土元素地球化学特征

本文利用电感耦合等离子体质谱仪,分析了习水桑木场背斜核部铅锌矿赋矿热液蚀变白云岩的稀土元素组成,并初步探讨了白云岩化与铅锌矿化间的关系。铅锌矿体旁侧工程中白云岩样品的测试显示:有部分样品Zn含量超过200×10-6,具有矿化显示;全部样品∑REE很低(∑REE=0.82～5.96×10-6),具有明显的Ce负异常(δCe=0.37～0.68),除个别有矿化显示的白云岩样品具有正Eu异常(δEu=1.15～2.40)外,其余样品均具有负Eu异常(δEu=0.56～0.80)。在稀土元素球粒陨石标准化配分模式图上,全部样品均呈现轻稀土富集特征。综合研究,认为白云岩化热液流体具有轻稀土富集及Eu和Ce负异常特征,而氧化还原环境的变化可能是导致本区铅锌矿化的重要因素。     

大同盆地高砷地下水稀土元素特征及其指示意义

对大同盆地典型高砷地下水开展了稀土元素地球化学研究.研究表明: 高砷地下水具有低∑REE含量及富集重稀土(HREEs)特征.地下水中低含量∑REE与含水层沉积物中Fe-Mn氧化物/氢氧化物对REEs的吸附有关.地下水中重稀土元素相对于轻稀土元素的富集可能是吸附作用和碳酸根离子同REEs发生络合作用的共同结果.采用平均大陆上地壳标准化的地下水稀土元素分布表现出显著的Ce及Eu正异常.地下水Ce/Ce*值及Eu含量与Fe+Mn具有显著相关性, 表明铁锰氧化物还原性溶解是控制Ce/Ce*值及Eu含量特征的主要因素.Ce/Ce*值及Eu含量与As浓度的关系表明, Ce异常及Eu含量特征能对地下水中As的富集进行有效指示.      

赣南小流域水体中稀土元素的地球化学特征

本文以赣南小流域水体为研究对象,利用VG Axiom高分辨多接受双聚焦等离子体质谱仪测定了水体中溶解态稀土元素(DREE)的含量,分析了水体中DREE的分布分异机制,并探讨了稀土元素(REE)产生分异的原因.结果表明,赣南所有的采样区水体中Ce都表现为负异常,说明其在风化壳中少活化.受自然风化作用控制为主的水体相对于页岩除Ce亏损、Eu富集外产生的分异很小,其中Eu的正异常源于Eu富集矿物的优先溶解;蒸发盐矿影响下的水体相对于自然作用为主的水体DREE没有发生明显分异;受稀土矿影响的水体中重稀土元素(HREE)富集、Eu负异常的分布模式继承了稀土矿区风化壳的特征;赣州市下游干流水体中中稀土元素(MREE)富集、Eu负异常的分布模式主要是人为影响的结果.     

贵州丹寨老东寨铅锌矿床微量和稀土元素地球化学

老东寨铅锌矿床是黔东南地区震旦系陡山沱组地层中首次发现的规模达中型的代表性矿床,为该区域近年来重大找矿突破。但对该矿床的相关地质、地球化学研究程度较低,本文对该矿床闪锌矿的微量元素地球化学特征进行了研究,并对闪锌矿、容矿白云岩以及围岩地层的稀土元素地球化学特征进行对比。结果表明,硫化物中Cu、Ga、Cd、Sb等元素均有不同程度的富集。各类岩矿石稀土元素配分模式为轻稀土富集型,主要矿石闪锌矿均具有弱的Ce负异常(δCe=0.62～0.89),部分样品出现了Eu负异常(δEu=0.45～0.86),另一部分样品出现Eu正异常(δEu=(1.22～4.46)),结合矿床地质特征和重晶石的产出及分布情况,推断该矿床成矿环境经历了从氧化到还原的过程。     

鄂尔多斯盆地中东部奥陶系风化壳储层稀土元素配分特征及其油气地质意义

对鄂尔多斯盆地中东部奧陶系马家沟组风化壳岩溶储层的碳酸盐岩、硫酸盐岩和碎屑岩类岩石样品以及上覆层本溪组碎屑岩样品所作的稀土元素含量与配分特征分析表明,稀土元素分馏特征与富集特征明显,非可溶岩的稀土元素总含量与富集程度高于可溶岩。轻、重稀土元素关系分析表明,可溶岩的轻稀土元素迁移大于重稀土元素的分馏效应,揭示了可溶岩经历了不同的岩溶环境,马家沟组碎屑岩中的稀土元素与上覆层本溪组底部砂泥岩中的稀土元素是同源的。δEu与δCe分析表明,δEu的活化迁移,反映了表生期岩溶环境的存在,而δCe的相对富集,揭示了埋藏期岩溶的发育及其与天然气生成运聚的密切关系。     

四川盆地东南缘中上寒武统白云岩稀土元素特征及成因意义——以贵州毕节长树田剖面为例

以野外剖面测量及沉积相分析为基础,结合室内薄片鉴定,分析了贵州毕节长树田中上寒武统白云岩稀土元素特征,认为该区白云岩普遍具有交代残余结构和ΣREE较高的特点,且以下部含灰泥质白云岩ΣREE含量最高。该区白云岩下部REE高含量主要来自陆源碎屑注入和粘土矿物的吸附作用,而白云岩整体ΣREE含量较高,与沉积时高咸度卤水在早期埋藏作用中渗透回流交代有着密切的关系。δEu和δCe相比,δCe值较大,反映出弱氧化和高碱度沉积环境,Ce具弱富集特征,与其沉积时处于局限台地环境,水体较浅,易于氧化,且水体较咸,处于碱性沉积环境,沉积了石膏、岩盐等盐类矿物等地质事实相吻合。     

鄱阳湖流域赣江北支水体和沉积物中稀土元素的含量和分异特征

稀土的开发和广泛应用使得人们倍加关注其在环境中的分布及其环境地球化学行为。赣江作为鄱阳湖流域五大入湖河之一,发源于稀土资源富集的赣南地区,而其下游水体及周边地下水中稀土元素的含量和分异特征目前尚不完全清楚。以赣江北支水体及沉积物为研究对象,开展了稀土元素地球化学研究。结果表明,赣江北支水体中稀土元素总量在地表水中为230~1 146 ng/L(均值458.85 ng/L),地下水中为284~1 498 ng/L(均值634.94 ng/L),沉积物中稀土元素总量为177.9~270.7 mg/kg(均值226.99 mg/kg)。PHREEQC模拟计算表明,水体中的稀土元素主要以碳酸根络合物(REEC0₃⁺)的形式存在。地表水和地下水总体上均表现为重稀土元素相较于轻、中稀土元素富集,沉积物未表现出明显的富集特性;水体具有Ce、Eu负异常特点,而沉积物表现为Ce正异常和Eu负异常,指示氧化还原环境和水岩相互作用对稀土元素在水-沉积物系统中迁移转化的影响。地下水中稀土元素的含量沿流向具有上升趋势,而水体中重稀土元素的富集程度不断减弱,同时碳酸根络合物(REEC0₃⁺)的占比不断降低,反映水体中稀土元素的含量受到pH、胶体吸附、络合作用以及地下水-地表水相互作用的影响。水体中重稀土元素的富集受到碳酸根络合反应的影响,Ce、Eu负异常与Ce氧化沉淀和母岩特性相关。Gd异常值表明,研究区中下游水体中的Gd元素受到人为输入的影响。     

云南会泽石炭系摆佐组白云岩地球化学特征及其成因分析

为了解云南会泽石炭系摆佐组中、粗晶白云岩的地球化学特征及其成因,对白云岩进行岩石学、岩石地球化学和同位素等分析、研究。研究区位于华南陆块群扬子微陆块滇中（昆明）中生代隆起带,白云岩岩石类型主要为灰-灰白色、肉红色、米黄色中、粗晶白云岩,白云岩在岩石学特征上具有半自形-自形结构,MgO-CaO分析显示白云石是交代或重结晶成因而非沉积成因的;微量元素分析显示白云岩中Sr含量较低,反映了白云岩可能是后期埋藏成岩作用过程中形成的,且白云化时间较晚,Sr已经大量流失,同时Sr/Ba比值较高,表明白云岩在深埋过程中所形成时水介质盐度较高;稀土元素配分模式显示Ce、Eu呈现负异常,Ce弱负异常由于Ce3+ 将不断被氧化成相对易溶的Ce4+ 离子被迁移而贫化,Eu弱负异常可能为Eu在化学风化过程中被优先带出而造成的;碳、氧同位素分析研究表明该区白云岩具有较高的成岩温度（52.40℃～69.44℃）和盐度指数Ｚ值（121～125）,表明其形成环境为超咸浓缩海水环境并具较高的成岩温度,推测该地区白云岩为中深埋藏环境,根据区域地层资料、区域构造演化史推测其白云岩化时间可能发生于二叠纪,属后生白云岩。综合分析认为本区白云岩成因为埋藏成因,并且在后期可能受到了构造作用和地壳抬升作用的影响,使白云岩产生化学风化作用,造成Eu的负异常,这可能与滇东北地区印支-海西阶段所形成的拉张和垂直升降运动有关。     

云南会泽石炭系摆佐组白云岩地球化学特征及其成因分析

为了解云南会泽石炭系摆佐组中、粗晶白云岩的地球化学特征及其成因,对白云岩进行岩石学、岩石地球化学和同位素等分析、研究。研究区位于华南陆块群扬子微陆块滇中(昆明)中生代隆起带,白云岩岩石类型主要为灰—灰白色、肉红色、米黄色中、粗晶白云岩,白云岩在岩石学特征上具有半自形—自形结构,MgO—CaO分析显示白云石是交代或重结晶成因而非沉积成因的;微量元素分析显示白云岩中Sr含量较低,反映了白云岩可能是后期埋藏成岩作用过程中形成的,且白云化时间较晚,Sr已经大量流失,同时Sr/Ba比值较高,表明白云岩在深埋过程中所形成时水介质盐度较高;稀土元素配分模式显示Ce、Eu呈现负异常,Ce弱负异常由于Ce3+将不断被氧化成相对易溶的Ce4+离子被迁移而贫化,Eu弱负异常可能为Eu在化学风化过程中被优先带出而造成的;碳、氧同位素分析研究表明该区白云岩具有较高的成岩温度(52.40℃~69.44℃)和盐度指数Z值(121~125),表明其形成环境为超咸浓缩海水环境并具较高的成岩温度,推测该地区白云岩为中深埋藏环境,根据区域地层资料、区域构造演化史推测其白云岩化时间可能发生于二叠纪,属后生白云岩。综合分析认为本区白云岩成因为埋藏成因,并且在后期可能受到了构造作用和地壳抬升作用的影响,使白云岩产生化学风化作用,造成Eu的负异常,这可能与滇东北地区印支—海西阶段所形成的拉张和垂直升降运动有关。     

滇东北矿集区茂租铅锌矿床热液白云石稀土元素特征

茂租铅锌矿床位于扬子地台西南缘,是滇东北矿集区内的一个大型矿床,矿体呈似层状产于震旦系灯影组白云岩中。矿石矿物以闪锌矿为主,次为方铅矿。脉石矿物主要为白云石、萤石和方解石。矿床的矿化蚀变分带明显,从围岩到矿体,矿化蚀变分带分别为:斑点状白云石化带、脉状白云石化带、星点状矿化带、细脉浸染状矿化带和矿体。白云石是该矿床的重要脉石矿物,除了震旦系灯影组的微晶-细晶白云石外,与成矿热液活动有关的白云石主要有斑点状白云石、脉状白云石和团块状白云石。文章对茂租铅锌矿床3种热液白云石及围岩灯影组白云岩的稀土元素地球化学特征进行了对比研究。结果表明:3种热液白云石与灯影组白云岩的稀土元素配分模式比较接近,总体上具有稀土元素总量低、轻稀土元素富集和Ce元素负异常的特征,这些相似的稀土元素特征表明3种蚀变白云石与围岩之间存在着成因联系。灯影组白云岩ΣREE含量较低,具有Eu元素负异常,而脉状和团块状热液白云石具有明显的Eu元素正异常,反映了存在较高温度的流体活动,热液蚀变白云岩是由高温热液流体形成。斑点状热液白云石Eu元素异常不太明显,可能是由于蚀变强度较弱,继承了原岩Eu元素负异常的特征。团块状白云石ΣREE和w(Y)、w(Sm)较高,表明有其他REE富集流体的加入。3种热液白云石是由高温流体形成,流体主要来源于地层,并有其他富含REE流体加入。     

稀土元素在岩浆和水热系统的实验岩石学和地球化学研究进展

稀土元素对绿色科技的发展具有至关重要的作用,随着世界范围内新兴技术的发展进程对稀土的需求日益提高,稀土矿床成矿机理的研究已经成为目前国际地学的研究热点.稀土元素分配行为的高温高压实验能够为研究稀土在岩浆和水热系统中的迁移、分异和沉淀机制提供有效制约,为了解稀土元素地球化学行为和稀土成矿作用提供重要的理论基础.本文总结了...     

云南安宁磷矿中稀土元素分布规律和赋存状态研究

磷矿伴生稀土元素是获取稀土资源的重要途径。我国磷块岩型稀土矿分布广,稀土含量高,具有综合回收价值,是仅次于独立稀土矿床的伴生稀土资源。本文主要研究云南安宁磷矿中稀土元素分布规律和赋存状态,并比较了磷矿石中稀土元素总量与磷含量的关系,结果表明磷矿石中稀土氧化物总量为72×10^-6～1 050×10^-6,与磷含量呈一定的正相关关系。另外通过光学显微镜及电子显微镜观察发现,安宁磷矿中缺乏独立的稀土矿物,只在部分海绿石中找到了独立的稀土矿物(可能为独居石和褐帘石)。LA-ICP-MS分析结果表明,胶磷矿单矿物稀土元素含量在770×10^-6～920×10^-6之间,而白云石单矿物稀土元素含量均低于34×10^-6,石英单矿物的稀土元素平均含量为180×10^-6。由于部分独立的稀土矿物的存在,海绿石矿物中稀土元素总量可高达2 947.27×10^-6～3 159.87×10^-6。综合分析结果表明,安宁磷矿中稀土元素主要以类质同像的...     

新疆彩霞山铅锌矿床稀土元素地球化学研究

通过对新疆彩霞山铅锌矿床不同类型岩石和矿石的稀土元素地球化学特征的研究,探讨了岩石和矿石中稀土元素地球化学行为。结果显示,矿床中稀土元素的分布是不均匀的。在稀土元素配分模式上,活化的白云石大理岩与矿石是相近的,具有显著的δEu正异常和弱的δCe负异常,表明成矿与白云石大理岩的关系密切。同时,根据稀土元素特征的变化,提出了矿床的形成可能与岩浆活动有关的研究思路。     

川西甲基卡锂资源富集区根系土壤重金属含量水平及时空分布特征

锂能源金属的战略地位不断提高,与锂矿床及锂金属相关的研究也在不断跟进,锂矿区土壤重金属污染近年来持续受到关注,其含量分布情况值得深入研究。本文对亚洲最大的锂矿区——川西甲基卡根系土壤环境进行重金属含量监测,调查和评价锂矿区土壤重金属含量水平及其安全性。2016—2018年于川西甲基卡锂资源富集区采集根系土壤样品68件,采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定根系土壤Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn含量。测试结果表明,甲基卡矿区根系土壤Cd、As、Pb、Cr、Cu、Ni、Zn含量平均值分别为0.13、15.31、25.47、60.57、16.12、23.59、66.83mg/kg,与2018年8月最新颁布的农用地土壤标准对比,无一超标,均低于风险筛选值及管制值。常见矿床的尾矿库区土壤一般存在严重的重金属污染,而甲基卡尾矿库土壤重金属含量均低于环境标准限值,且矿业活动停止的三年期间尾矿库区根系土壤中Cd、As、Cr含量明显呈逐年下降趋势。本研究认为,选矿厂房及尾矿库周边根系土壤重金属由于人为源的存在有一定的富集现象,但不构成危害,废弃物对环境污染小。     

碱熔沉淀分离-电感耦合等离子体质谱法测定伴生重晶石稀土矿中的稀土元素

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定伴生重晶石轻稀土矿中的稀土元素时,Ba以及轻稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm等对中重稀土造成严重的质谱重叠干扰,因此在保证矿石完全消解的同时,若能选择合适的前处理方法实现目标元素与基体的有效分离,将有利于减少质谱干扰。本文采用过氧化钠-碳酸钠熔融分解伴生重晶石的稀土矿样品,熔融物用三乙醇胺溶液提取,将沉淀过滤去除硅、铁、锰、铝等大量基体元素,而稀土元素与钡、锶、钙等留存于沉淀中,沉淀经盐酸溶解后再用氨水进行二次沉淀,将稀土元素与伴生的高含量钡、锶、钙等元素分离,分离率超过96%,从而极大地降低了由钡的氧化物和氢氧化物对~(153)Eu等元素质量数的质谱干扰。轻稀土元素对中重稀土元素的干扰则通过测定高浓度的单元素标准溶液在m/z 138～175处的表观浓度来计算干扰校正系数,对干扰量进行扣除校正。该方法通过稀土矿石标准物质GBW07187、GBW07188验证,测定值与认定值的相对误差10%;应用于伴生重晶石稀土矿石实际样品分析,相对标准偏差(RSD,n=12)为0.5%～4.6%,证明了本方法可用于分析高钡矿石中的稀土元素。     

赣南峰山离子型稀土矿床成矿机理探讨

以赣南大埠岩体西部峰山钻孔风化壳剖面为研究对象,在风化壳剖面各层地质特征研究的基础上,对风化壳剖面各层中含稀土矿物开展了扫描电镜和电子探针分析,探讨了风化壳剖面各层主、微量（包括稀土）元素和离子相稀土元素特征。研究表明,风化壳中稀土元素呈“弓背式”分布,矿体位于风化壳剖面2~9 m,w(REE)平均为516.8×10^-6,离子相稀土元素浸出率为51%~84%,离子相与全项稀土元素总量分布特征一致。风化壳中稀土元素主要以离子吸附态形式和独立矿物（次生方铈矿和风化残余的磷钇矿、褐钇铌矿）形式存在,以离子吸附态形式为主。峰山风化壳离子吸附型稀土矿为轻、重稀土元素共生型稀土矿,以重稀土元素占主导,矿体上部相对富集轻稀土元素,下部相对富集重稀土元素。风化壳剖面中稀土元素的富集分异主要受轻重稀土元素地球化学行为的差异性、风化程度和黏土矿物含量联合控制。     

Rare earth element geochemistry of scleractinian coral skeleton during meteoric diagenesis: a sequence through neomorphism of aragonite to calcite

Rare earth element geochemistry in carbonate rocks is utilized increasingly for studying both modern oceans and palaeoceanography, with additional applications for investigating water–rock interactions in groundwater and carbonate diagenesis. However, the study of rare earth element geochemistry in ancient rocks requires the preservation of their distribution patterns through subsequent diagenesis. The subjects of this study, Pleistocene scleractinian coral skeletons from Windley Key, Florida, have undergone partial to complete neomorphism from aragonite to calcite in a meteoric setting; they allow direct comparison of rare earth element distributions in original coral skeleton and in neomorphic calcite. Neomorphism occurred in a vadose setting along a thin film, with degradation of organic matter playing an initial role in controlling the morphology of the diagenetic front. As expected, minor element concentrations vary significantly between skeletal aragonite and neomorphic calcite, with Sr, Ba and U decreasing in concentration and Mn increasing in concentration in the calcite, suggesting that neomorphism took place in an open system. However, rare earth elements were largely retained during neomorphism, with precipitating cements taking up excess rare earth elements released from dissolved carbonates from higher in the karst system. Preserved rare earth element patterns in the stabilized calcite closely reflect the original rare earth element patterns of the corals and associated reef carbonates. However, minor increases in light rare earth element depletion and negative Ce anomalies may reflect shallow oxidized groundwater processes, whereas decreasing light rare earth element depletion may reflect mixing of rare earth elements from associated microbialites or contamination from insoluble residues. Regardless of these minor disturbances, the results indicate that rare earth elements, unlike many minor elements, behave very conservatively during meteoric diagenesis. As the meteoric transformation of aragonite to calcite is a near worst case scenario for survival of original marine trace element distributions, this study suggests that original rare earth element patterns may commonly be preserved in ancient limestones, thus providing support for the use of ancient marine limestones as proxies for marine rare earth element geochemistry.     

含钾岩石微生物转化的分子机制及其碳汇效应

岩石矿物的微生物风化是地球表层系统最为活跃和普遍发生的地质营力之一。微生物对含钾岩石(以硅酸盐矿物为主)的风化能够释放其中的钾、硅和钙等元素,并在合适的环境条件下促进矿物元素的碳酸化沉淀,这是地表元素地球化学循环的重要环节之一。微生物对岩石的生物转化作用既涉及微生物的生长繁殖和代谢调控,也与元素的迁移转化和次生矿物的演化序列有关,具有重要研究价值。采用矿物学、微生物学和分子生物学等相结合的研究方法,有助于系统地研究微生物促进含钾硅酸盐矿物的风化并耦联碳酸化过程及其分子调控机制。研究证实,在纯培养条件下,微生物风化含钾矿物主要采用酸解、螯合、氧化还原等多种方式的协同作用,并可通过调控相关功能基因的表达来响应缺钾的环境以实现其对含钾矿物的有效风化,显然这有赖于微生物通过长期进化而形成的精细的分子调控机制。在土壤生态环境中,微生物对矿物风化的显著特征是该生态环境中微生物群落协同互作的群体作用效应。微生物碳酸酐酶参与的硅酸盐矿物风化伴随碳酸盐矿物的形成过程可能是个长期被忽视的地表碳增汇过程,对该问题的深入探索有助于进一步理解地质演化历史中微生物对碳素迁移转化的驱动机制。加入含钾硅酸盐矿粉的有机肥已经显示出其在土壤改良、作物生长和增加土壤碳汇等方面的正面应用效果,这为利用硅酸盐矿物的生物风化作用来延缓大气CO₂浓度的持续升高提供了新的思路。介绍了有关微生物对含钾岩石生物转化释放钾素的分子机理及其碳汇效应方面的研究进展,以期抛砖引玉,推动该领域研究的快速发展。     

Rare earth elements in vivianite from Lake Åstrum

The rare carth elements are determined in vivianite concretions and surrounding clay sediments. Approximately 3/4 of the rare earth elements in the clay is present in adsorbed state. The concentration of REE in the pore water is calculated from the composition of the vivianite, assuming a diffusion model for the formation of the concretions and lower solubility of the rare earth elements above the concretions than in the pore water at some distance from the concretions. The concentrations thus calculated are similar to published values for ocean water.     

皖北九顶山组灰岩稀土元素地球化学特征及对古海水的制约

采集皖北新元古代九顶山组灰岩进行了系统的岩石学和稀土地球化学分析,研究了灰岩中稀土元素的来源,并对海水的稀土配分模式进行反演,结果表明:灰岩中稀土元素主要受控于古海洋,基本不受陆源物质影响;灰岩样品中稀土含量很低,平均为8.54×10-6,轻重稀土分异明显,为正常浅海沉积;海水稀土配分模式与灰岩相似,为重稀土亏损,灰岩和海水的Y/Ho、Y/Dy值呈正相关;海水具有较高的Y/Ho比、Ce负异常,且海水的δEuNASC值小于1,表明了新元古代海水与现代海水的稀土元素特征基本相似。