粤北大宝山矿酸性排水中铅元素环境地球化学

粤北大宝山铁多金属矿床的开发给环境带来了严重的危害。采选冶产生的酸性排水及固体废弃物堆积的淋滤酸水,携带浸滤出的大量重金属离子流入下游河道,严重影响矿区及酸水流域的生态环境。结果表明,河流水中高Pb含量直接源于尾砂,并受水体pH值的显著影响。河流底泥能够大量聚集水体中的Pb,在水体pH值降低时,相对稳定存在的Pb会被再次从河流底泥中释放出来,形成河流二次污染。土壤中Pb含量受土壤pH值和土壤粒度的影响,食用蔬菜中Pb的高含量由土壤Pb高含量决定,并受土壤pH值的影响,通过改善农业灌溉水质,提高土壤pH值,可以降低蔬菜重金属Pb含量。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游 土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

基于模糊数学的广东大宝山矿横石河下游土壤重金属元素污染评价

对广东大宝山矿横石河下游地势平坦的农耕区上坝村表层土壤中6种重金属元素进行测试分析,并构建模糊数学污染评价模型对重金属的污染程度进行评价。结果显示,研究区土壤受到重金属Cd、Cu、As的复合污染,显示为重度污染,Cd污染最为严重,Cu、As为轻度污染,传统的综合污染指数和内梅罗综合污染指数评价显示为轻度和重度污染。模糊数学污染评价法有多个影响因子引入,更加符合矿区及周围地区重金属污染的现状,因而能够在矿区及周边地区土壤重金属的污染评价中得到应用,该方法基于传统的污染评价法进行优化和改良,因此具备良好的可操作性和广泛的适用性。     

大宝山尾矿重金属风化淋滤实验研究

广东大宝山尾矿造成的重金属污染严重影响了矿区的生态环境。对矿区不同采样点的尾矿进行了风化淋滤实验,结果表明,淋滤液的pH值很低(2.5~4.8)并随着淋滤的进行继续降低;淋滤液的电导率不断升高;淋滤液中的SO42-浓度有波动,但变化不大。淋滤液中有次生矿物沉淀生成,吸附了部分重金属离子。经过30d的淋滤,重金属Mn的淋滤率最大且可迁移性最强,Pb的淋滤率最小且沉积性最强;拦泥坝泥浆释放的重金属总量最大。     

华南地区含硫化物金属矿山生态环境中的重金属元素地球化学迁移模型——重点对粤北大宝山铁铜多金属矿山的观察

粤北大宝山是华南金属成矿带的大型铁铜、铅、锌、钼等多金属综合性矿床,富含硫化物,位于北江支流横石河的上游分水岭,流域封闭性很好。矿山开发引起横石河下游的上坝村成为远近闻名的"癌症"村,部分村民出现"痛痛病"疑似症状。由于其特殊的地理位置和对下游引发的严重污染,该矿山成为研究湿热地区含硫化物金属矿山重金属元素生态-环境地球化学迁移的理想场所。以Zn为例,该矿山重金属元素从矿体中向生物体迁移过程经过尾砂/水反应界面、水/沉积物反应界面、土壤/间隙水溶液界面和土壤/植物界面4个重要的反应界面。其中,尾砂/水反应界面控制重金属从源头尾砂中的释放;水/沉积物反应界面控制重金属在水体中与河流沉积物的沉淀与释放的平衡;土壤/间隙水溶液界面控制土壤生物有效性;土壤/植物界面控制生物对重金属的吸收与利用。4个界面的介质间相互作用较好地刻画大宝山矿山因为开采,重金属元素从内生环境中曝露出来,然后在表生环境中释放、迁移、转化、归宿的迁移模式。上述认识对矿山重金属污染治理具有重要的指导意义。通过改变重金属迁移反应界面的条件,可以阻断矿山元素的迁移,达到污染治理的目的。     

广东大宝山铁铜多金属矿山开发对下游土壤生态污染调查分析

大宝山矿是一座大型铁铜多金属矿床,地处粤北,属于温暖潮湿多雨区,表层岩石风化强烈.     

贵州万山汞矿尾矿堆及地表水的环境地球化学特征

对贵州万山汞矿区尾渣堆(主要为炉渣组成)、地表水及河流沉淀物的汞迁移进行了研究。由于赋矿岩石为白云岩，高温煅烧的炉渣中含CaO等碱性物质，炉渣的风化作用释放出汞以及碱性水．流经尾渣堆的地表水碱性强(pH10．6-11．8)、电导率高，且具有明显不同的主要离子组成．万山汞矿矿石单一，主要为辰砂，其他矿石极少，因此炉渣及其渗滤水中除汞外的重金属含量很低．尾渣堆中的汞及碱性物质是对周围环境的主要威胁．在尾渣堆下游汞含量很快降低，约300n，范围内水中的溶解汞从300—1900，ng/L降至72ng／L，而且水的碱性也被中和．但是，由于尾渣堆中的汞及碱性物质含量高，尾渣堆的长时间风化及水流的溶解会将大量汞搬运到周围的土壤及水体并对生物产生不利影响．     

广东大宝山矿区横石河沿岸水土重金属分布规律及其累积风险

研究矿业活动重金属的释放、迁移及累积特征对于控制和治理矿区水土环境污染具有重要的意义。本文通过广东大宝山矿区水土污染源调查及横石河流域沿岸水土样品采集,以研究区土壤对照值及国家环境质量为标准,试图探讨了大宝山矿区重金属迁移及累积特征。研究结果表明,横石河沿岸土壤重金属元素主要来自采矿活动的酸性废水的排放,土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的含量均超过对照值,呈现出明显的累积特征,且Cd、Cu含量超过了国家土壤环境质量标准;土壤中重金属累积程度及其风险等级呈现出从源头向下游递减的特点,其中凉桥、水楼下地段农田重金属处于高风险区,阳河-莲心村虽有累积,但无风险;上坝村地处土壤重金属累积的中风险区,下坝村处于低风险区。研究结果为矿区重金属污染防治提供了重要依据。     

广东大宝山矿区横石河沿岸水土重金属分布规律及其累积风险

研究矿业活动重金属的释放、迁移及累积特征对于控制和治理矿区水土环境污染具有重要的意义。本文通过广东大宝山矿区水土污染源调查及横石河流域沿岸水土样品采集,以研究区土壤对照值及国家环境质量为标准,试图探讨了大宝山矿区重金属迁移及累积特征。研究结果表明,横石河沿岸土壤重金属元素主要来自采矿活动的酸性废水的排放,土壤中Cd、Pb、Cu和Zn的含量均超过对照值,呈现出明显的累积特征,且Cd、Cu含量超过了国家土壤环境质量标准;土壤中重金属累积程度及其风险等级呈现出从源头向下游递减的特点,其中凉桥、水楼下地段农田重金属处于高风险区,阳河—莲心村虽有累积,但无风险;上坝村地处土壤重金属累积的中风险区,下坝村处于低风险区。研究结果为矿区重金属污染防治提供了重要依据。     

Fluid Inclusions and C,H, O,S, and Pb Isotopic Compositions of the Dabaoshan Cu Polymetallic Deposit,Northern Guangdong Province,South China

The Dabaoshan deposit in Northern Guangdong Province, South China, is a Cu–Mo–W–Pb–Zn polymetallic deposit, located in the southern part of the Qin–Hang porphyry–skarn Cu–Mo ore belt. The deposit mainly comprises porphyry Mo and stratiform skarn Cu ore deposits. The genesis of the Cu ore deposit has been ascribed to a typical skarn ore deposit formed by the metasomatism of Devonian carbonate rock layers or to a volcanic rock‐hosted massive sulfide deposit formed by marine exhalation. In this paper, we report on the homogenization temperatures and salinities of fluid inclusions and C, H, O, S, and Pb isotopic compositions of fluids and minerals in this deposit. Homogenization temperatures and salinities of fluid inclusions in garnet, diopside, quartz, and calcite provide information on the skarnification, mineralization, and postmineralization stages. The data show that ore‐forming fluids experienced a continuous transition from high temperatures and salinities to low temperatures and salinities over the entire period of mineralization. C, H, and O isotopic compositions indicate that ore‐forming fluids were derived mainly from magmatic water. O isotopic compositions indicate that ore‐forming fluids mingled with atmospheric water during the last stage of mineralization. Sulfur in the ore came mainly from deep magmatic sources. Pb isotopic compositions in the orebody show that almost all the lead in the ore was derived from magma with a crustal source. Combined geological, geophysical, and geochemical data were achieved before we proposed that the Dabaoshan porphyry–skarn Cu–Mo–W–Pb–Zn deposit, as one member of the Qin–Hang porphyry–skarn Cu–Mo ore belt, formed during the Jurassic subduction of the paleo‐Pacific plate beneath the Eurasian continent at quite low angle. NE‐ and EW‐trending structures controlled the emplacement of magmatic rocks in the South China region. In the mining area, the Xiangguanping Fault and its branches were the main conduits for magmatic crystallization and mineralization. The many subfaults, folds, and interlayer fracture zones on both sides of the main fault provided the requisite space for the ore and, together, were the controlling structures of the orebody.     

粤北大宝山矿区船肚岩体和大宝山花岗斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄及多阶段成矿分析

粤北大宝山矿床矿区出露船肚和大宝山矿化岩体。本文分析了两个岩体矿物组成特征和锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄。船肚岩体为似斑状结构,块状构造,主要由似斑状花岗岩、似斑状二长花岗岩及似斑状花岗闪长岩等组成,和云英岩型及矽卡岩型Mo-W矿化紧密共生。大宝山岩体为斑状结构,块状构造,主要由碱长花岗斑岩、普通花岗斑岩、二长花岗斑岩及花岗闪长斑岩组成,矿物组成和船肚岩体的基本相同,和细脉浸染状Mo-W矿化紧密共生。船肚似斑状二长花岗岩和大宝山二长花岗斑岩锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄分别为162.1±1.6 Ma,MSWD=2.72和165.8±2.0 Ma,MSWD=1.38。据船肚和大宝山岩体矿物组成基本相同、岩石结构不同及两者锆石Th/U比值不同和U-Pb年龄存在约4 Ma左右时差,提出大宝山矿区在燕山期发生了两阶段岩浆成矿事件,第一阶段岩浆成矿事件发生在166 Ma左右,形成大宝山斑岩型矿床,第二阶段岩浆成矿的形成时间约为162 Ma左右,形成船肚似斑状二长花岗岩及与岩体紧密共生的矽卡岩型和云英岩型矿化;大宝山斑岩体和船肚似斑状岩体是同一岩浆房两次脉动侵入形成的。     

粤北大宝山北部九曲岭花岗岩锆石U-Pb年龄和Hf同位素特征

采用LA-MC-ICP-MS锆石U-Pb年龄和Hf同位素测定技术,对大宝山北部九曲岭花岗岩进行测定。结果显示来自九曲岭岩体的三个花岗岩样品的U-Pb谐和年龄分别为169.0±1.9 Ma,171.3±1.4 Ma,450.2±2.9 Ma,表明九曲岭花岗岩体为一复式岩体,主体为燕山期花岗岩,但局部有加里东期花岗岩。锆石Lu-Hf同位素组成测定显示:燕山期岩体的锆石具有低的负εHf(t)值(分别为–12.19~–8.51和–19.47~–8.63),二阶段模式年龄(tDM2)为1.45~1.63 Ga,与华南燕山期花岗岩特征一致,表明其主要是下地壳重熔的产物;加里东期岩体的锆石具有高的εHf(t)值(8.89~12.06),tDM2为0.62~0.78 Ga,表明其源区有新生地壳物质的贡献,暗示早古生代加里东期大宝山区域处于伸展环境。     

粤北大宝山酸性矿山废水中梯田状沉积物的次生矿物研究

粤北大宝山酸性矿山废水(AMD)中形成了呈独特梯田状构造的沉积物,其中的次生矿物可以吸持AMD中的重金属离子,对减少矿山环境的重金属污染有重要意义。本文采集了大宝山AMD中呈梯田状构造中的沉积物,利用多种手段分析了其主要矿物组成以及主要次生矿物的表面形貌特征,探究梯田状沉积物的成因。结果表明,梯田状沉积物的次生矿物以针铁矿、施威特曼石、黄钾铁矾为主,含少量石膏、斜方钙沸石等。针铁矿呈针状、球刺状集合体;施威特曼石呈海胆状、鳞片状,粒度为微米级,海胆状施威特曼石与球刺状针铁矿共生;黄钾铁矾呈不规则的球粒状、片状,与施威特曼石共生。研究表明微生物作用可能是形成铁质梯田状构造的关键因素。     

粤北大宝山矿区次英安斑岩与铜多金属矿之间关系研究

大宝山是粤北独具特色的铜多金属矿区,其矿床成因一直争议不休。本文在野外工作的基础上,通过对大宝山矿区次英安斑岩的岩石学、地球化学、同位素年代学、锆石微量和矿质迁移定量分析,认为大宝山矿区次英安斑岩是早侏罗世晚期(～175 Ma)沿逆冲推覆构造侵位的次火山岩,并捕获了大量志留纪岩浆锆石。铜多金属矿化具有斑岩型矿床特征,次英安斑岩与灰岩接触时外接触带形成的矽卡岩中赋存块状、层状、似层状矿体;与泥质、长英质岩石接触时,由于外接触带角岩的流体圈闭作用,在岩体内形成了细脉状铜多金属矿化和绢英岩化。大宝山和九曲岭次英安斑岩既是成矿母岩又是有利的赋矿围岩,铜多金属矿的成矿流体是次英安斑岩深部岩浆房晚期去气作用排出的含矿热液,其中富含SiO_2、Fe_2O_3、K_2O、Mo、W、Cu、Rb、Th、U、Bi、Tl、Cs、In、Cd、Be和挥发分等,具有强氧化(Fe³⁺/Fe²⁺平均值为8.55)、高交代参数(K^+/Na^+平均值为56.62)的特征,并于围岩交代过程中,萃取其中的TiO_2、FeO、MnO、CaO、Na_2O、P_2O_5、REE及Sc、Pb、Ba、Sr、Ni、Mn、Zr等。     

粤北大宝山多金属矿氧化亚铁硫杆菌对闪锌矿的生物氧化作用初步研究

利用从大宝山尾矿库酸性矿山废水培养得到的氧化亚铁硫杆菌(A.f.菌)和闪锌矿进行初始pH 2.00和pH 3.00条件下的无菌氧化、含菌含铁氧化和含菌不含铁氧化实验.通过测定实验过程溶液的阳离子、硫酸根离子含量和pH值,实验固体产物的XRD分析和反应前后闪锌矿表面的电镜扫描(SEM)对比分析,获得如下结论:①在不含铁离子的情况下,闪锌矿在pH为2.00的环境下比pH为3.00的环境下更容易被氧化;②氧化亚铁硫杆菌对闪锌矿的氧化有明显的促进作用,其氧化速率比无菌氧化速率要提高10～30倍;③铁离子存在对闪锌矿生物氧化有明显的促进作用,最高可达300倍;④氧化亚铁硫杆菌以及铁离子存在使闪锌矿的生物氧化作用最终溶液pH值明显低于无菌氧化作用的pH值;⑤闪锌矿的微生物氧化的最佳pH条件在2.0～2.4之间.闪锌矿的生物氧化过程中,细菌的直接氧化作用和间接氧化作用可能都是存在的.     

粤北仙石铀矿床的铅、碳、硫同位素研究

仙石铀矿床位于粤北贵东复式花岗岩体东部,矿体赋存于NWW向辉绿岩与NEE向硅化带交接部位。矿床中黄铁矿以富集放射成因铀铅为特征,3组比值分别为(^208Pb／^304Pb)．=18．756—23．883,(^207Pb／^304Pb)1=15．676～15．932,(^208Pb／^204Pb),=38．530—38．938,主要位于基底变质岩铅范围内;矿床中方解石δ^18C值为-8．5‰～-3．1‰,相似于地幔值((-5±2)‰);黄铁矿δ^18C值为-10．1‰～-8．3‰,它与花岗岩中黄铁矿δ^18C值(-10．9‰--7．1‰)相似,而与辉绿岩中黄铁矿δ^18C值(-0．03‰～2．1‰)区别明显。上述同位素特征表明仙石铀矿床的成矿物质具多源特征。     

U–Pb and Re–Os geochronology and geodynamic setting of the Dabaoshan polymetallic deposit, northern Guangdong Province, South China

The Dabaoshan polymetallic deposit in northern Guangdong Province contains iron, copper, lead, zinc, molybdenum, tungsten and sulfur mineral resources. Porphyry-type Mo(W) and skarn-type Mo-W mineralization occurs along the internal and external contact zones of the granodioritic porphyry, respectively. LA-ICP-MS U–Pb dating of zircons from two granodioritic porphyry samples yielded a weighted mean ²⁰⁶Pb/²³⁸U age of 175.8 ± 1.5 Ma (MSWD = 0.037) and 175.0 ± 1.7 Ma (MSWD = 0.41). They can be pooled together to yield a combined weighted age of 175.4 ± 1.6 Ma (MSWD = 0.26), which is interpreted as the emplacement age of the granodioritic porphyry. Re–Os dating of three molybdenite samples from porphyry and skarn ores yielded consistent model ages of 163.2 ± 2.3 Ma to 165.2 ± 2.4 Ma, with a weighted mean of 163.9 ± 1.3 Ma (MSWD = 0.81), which is the age of Mo–W mineralization. These ages are consistent with the molybdenite Re–Os model age (164.7 ± 3 Ma) measured by Mao et al. (2004a) for the stratiform Cu–Pb–Zn orebody, and they can yield a weighted mean of 164.0 ± 2.5 Ma (MSWD = 0.16). This implies that Mo–W and Cu–Pb–Zn mineralization in the Dabaoshan polymetallic deposit are the products of one mineralization event. The mineralization in the deposit coincides closely with that of Mo-polymetallic mineralization (164–149 Ma) elsewhere in the Nanling region, comprising an important polymetallic metallogenic belt of south China, and corresponds to the second episode of Mesozoic metallogenesis in South China. Combined with previous studies, we suggest that the Dabaoshan polymetallic deposit is related to post-collisional lithosphere extension in the Nanling region of South China. Geological data and Pb isotopic evolution diagrams, together with stable isotopic data of fluid inclusions (δ¹⁸O = − 3.75–7.0‰, δD = − 50.7 to − 56.1‰) and ore sulfides (δ³⁴S = − 2–3‰), suggest a genetic relationship between the Dabaoshan polymetallic deposit, the granodioritic porphyry and the dacitic porphyry. These data, combined with the Re content (64.7 to 102.4 ppm) of molybdenite, indicate that the ore-forming components were derived from mixed crustal and mantle sources.     

棉花坑铀矿床花岗质脉岩地球化学特征及其与铀成矿的关系

粤北棉花坑铀矿床矿体产于一组陡倾的、近南北向展布的构造蚀变带中,在矿体附近多见有细粒花岗质岩脉穿插,通过对该类脉岩的研究表明,其锆石 U Pb 年龄为138．6±1．3 Ma （MSWD＝0.81）,属于晚燕山期岩浆活动的产物.脉岩的硅含量高,镁、铁、钙和钛含量低, ACNK 值均＞1.1, CaO/Na2 O值＜0.3,刚玉分子数C＞1.8％,属于典型的 S型花岗岩类;脉岩中富集大离子元素K、Rb、Th而亏损Ba、Sr、Ti和P,稀土总量低,配分模式明显呈海鸥型,且表现出一定程度的“四分组效应”, Eu亏损明显.细粒花岗质脉岩的侵入作用使围岩中的铀活化、预富集,因此铀矿化与其有成因联系.     

粤北大宝山斑岩钼钨矿床赋矿岩体锆石LA-ICP-MS U-Pb年龄与矿床形成动力学背景分析

粤北大宝山斑岩钼钨矿床赋矿岩体出露面积0.18km2,矿化主要以细脉状及浸染状产于斑岩及其内外接触带中。系统的薄片观察表明,该岩体岩性比较复杂,有碱长花岗斑岩、普通花岗斑岩、白云母二长花岗斑岩及白云母花岗闪长斑岩。本文分析了碱长花岗斑岩及白云母二长花岗斑岩锆石LA-ICP-MSU-Pb年龄,碱长花岗斑岩锆石年龄为166.6±2.1Ma,MSWD=1.17;白云母二长花岗斑岩锆石年龄为166.2±3.1Ma,MSWD=2.3。两个样品的锆石U-Pb年龄基本一致,表明大宝山斑岩钼钨矿床岩体形成于燕山早期。据斑岩矿床年龄、斑岩矿床在十杭带时空分布特征及华南地区中生代构造背景,提出大宝山斑岩钼钨矿床岩体的形成可能与侏罗纪太平洋洋壳向南西俯冲而引发的的十杭带深断裂构造活动复活有关。