广东惠东地区离子吸附型稀土矿床地球化学特征

惠东地区位于广东东南部,燕山期花岗岩较为发育,在温润潮湿的气候条件下,花岗岩在地表易发生风化作用,稀土元素以离子形式淋滤至风化壳下部并吸附在矿物粘土表面,当稀土到具有开采价值的品位时,便形成离子吸附型稀土矿床。前人对该矿床形成岩体地质和地球化学特征等方面进行广泛的讨论（岳书仓等,1989;陈炳辉等,1995）,相对于成矿岩体,该区风化壳地球化学特征研究较显薄弱。本文在分析风化壳中元素地球化学特征的基础上,探讨稀土元素富集与CIA（Chemical Index of Alteration）及WIG（Weathering Index of Granite）值之间的关系,同时通过分析稀土元素质量迁移系数,讨论轻重稀土元素迁出程度与深度之间相关性,旨在阐明风化壳剖面中稀土元素迁出迁入规律和分布位置,为进一步研究该类型矿床稀土富集特征提供一定依据。     

离子吸附型稀土矿床中稀土的富集—分异特征:铁氧化物—黏土矿物复合体的约束

在离子吸附型稀土矿床中,黏土矿物被认为是离子吸附态稀土的主要吸附载体。风化壳中黏土矿物的透射电镜分析发现,黏土矿物普遍与铁氧化物形成复合体,很可能对稀土元素的富集–分异产生重要影响。本研究以广东省梅州市平远县仁居矿区的典型离子吸附型稀土矿床剖面为对象,通过提取富矿层中的细颗粒组分,采用X射线衍射、穆斯堡尔谱和透射电镜,对黏土矿物–铁氧化物复合体进行物相和形貌分析;在此基础上,采用顺序提取法测定不同化学形态的稀土总量,探究黏土矿物和铁氧化物对稀土元素富集–分异的贡献。结果表明,从全风化层到表土层,复合物从长石/伊利石–水铁矿/针铁矿复合体到高岭石/埃洛石–针铁矿/赤铁矿复合体,最终向高岭石–赤铁矿复合体转变。在表土层和全风化层的细颗粒组分中,离子交换态稀土约占25%和80%,而铁氧化物结合态稀土约占75%和20%。在表土层中, Ce的富集导致离子交换态和铁氧化物结合态稀土均富轻稀土。在全风化层中,随着深度的增加,离子交换态稀土由富轻稀土转变为富重稀土,铁氧化物结合态稀土均表现富重稀土的分异特征。离子交换态稀土总量和分异特征主要受黏土矿物–稀土界面作用和淋滤作用控制;而铁氧化物结合态稀土总...     

广东惠东地区离子吸附型稀土矿床地球化学特征

摘要：运用岩石地球化学方法,对广东惠东地区离子吸附型稀土矿床的地球化学特征进行研究。结果显示,风化壳中元素含量及配分特点总体上取决于母岩,但稀土元素在继承母岩稀土元素的基础上含量进一步富集,且各风化层中元素含量变化与风化作用之间具有一定相关性。WIG指数相较于CIA指数能更有效地描述风化壳风化强度,风化壳中稀土元素迁出富集与WIG指数及元素迁移系数具有一定规律性,轻稀土元素多在全风化层上部富集,而重稀土元素在全风化层下部及半风化层明显迁入富集,Ce、Eu均具明显负异常。     

离子吸附型稀土矿床形成的矿物表/界面反应机制

华南离子吸附型稀土矿床提供了全球超过90%的重稀土,是我国优势的战略性关键金属矿产资源。掌握这类矿床的成矿机制和禀赋特征,可为增加稀土资源储量和高效利用稀土资源提供理论支撑。离子吸附型稀土矿床主要发育在富稀土花岗岩、浅变质岩及火山岩的风化壳中。基岩中的(含)稀土矿物是风化壳中离子态稀土的主要来源,其矿物组合很大程度上决定了稀土矿床的禀赋和分异特征。在物理-化学风化和微生物作用下,造岩矿物、含稀土矿物和稀土独立矿物逐渐溶解,使稀土元素活化和再富集。一方面,母岩风化形成的黏土矿物和铁锰氧化物具有较大的比表面积和一定的表面电荷密度,是稀土离子的主要载体;另一方面,稀土离子通过离子交换、表面吸附与络合、共沉淀,以及形成次生稀土矿物等途径富集在次生矿物表面,其富集-分异特征和赋存状态受矿物类型、pH、微生物活动等因素所控制。利用高分辨透射电镜结合选区电子衍射和电子能量损失谱,以及同步辐射X射线吸收精细结构谱,有望在原子级尺度查明稀土的微观赋存状态。未来研究需更多关注基岩中(含)稀土矿物组合及其演化路径的制约因素、微生物风化对离子吸附型稀土矿床成矿作用的约束,以及稀土元素的微观赋存状态等问题。     

赣南某离子吸附型稀土矿床浅变质岩的矿化特征

近几年在赣南新元古代浅变质岩风化壳中发现了离子吸附型稀土矿床,对矿区及南岭科学深钻中的浅变质岩样品进行了岩石、矿物及地球化学特征研究.矿区内主要出露神山组和库里组（南华系）,前者以千枚岩为主,含少量片岩,后者以厚层变质沉凝灰岩和中厚层变质砂岩为主;南岭科学深钻1 165~1 170.77 m库里组（青白口系）以变质沉凝灰岩为主夹薄层凝灰质板岩.浅变质岩类中新生变质矿物有绢云母、绿泥石、磁铁矿、堇青石、白云母、黑云母等,稀土矿物有新奇钙铈矿、独居石、磷钇矿、水独居石等;稀土含量为162×10-6~723×10-6,富集轻稀土.新奇钙铈矿是矿体中离子相稀土的主要来源;赣南青白口纪-南华纪中厚层变质沉凝灰岩和变质凝灰岩风化壳具有较好的稀土成矿前景.      

中国南方离子吸附型稀土矿床成矿类型及其母岩控矿因素探讨

传统认为中国南方的离子吸附型稀土矿床可划分为以“足洞式”为代表的重稀土型和以“河岭式”(或“花山式”)为代表的轻稀土型两种矿化类型。然而，近年来发现的许多矿床(如清溪、寨背和馒头山等)的赋矿风化壳中出现了轻稀土矿与重稀土矿并存现象，表现出特殊的“上轻下重”双层矿体结构。这指示了除重稀土型和轻稀土型之外，还存在着轻重稀土共生型的过渡类型。本研究通过对三种不同成矿类型的若干典型矿床系统对比，指出成矿类型的多样性与母岩性质密切相关，尤其是母岩的稀土元素地球化学和稀土载体矿物属性是制约成矿类型变化的关键因素。统计数据表明，从重稀土型→轻重稀土共生型→轻稀土型，成矿母岩的全岩稀土总量变化不大(ΣREY: 200×10-6~450×10-6→200×10-6~500×10-6→200×10-6~800×10-6)，但轻重稀土配分值出现较显著的区间性差异(ΣLREE/ΣHREY: 02~1→1~5→2~10)。与之同时，母岩中能为离子相稀土提供物源且具有重稀土配分属性的稀土副矿物类型和数量明显减少，这与全岩稀土元素地球化学特征中重稀土分量占比的降低趋势也互相匹配。该结果指示，以往认为重稀土配分母岩形成重稀土矿床、轻稀土配分母岩形成轻稀土矿床的传统观点需要外延，即一部分具有低度轻稀土配分属性(1＜ΣLREE/ΣHREY＜5)且含有丰富易风化稀土副矿物的母岩还可能形成轻重稀土共生型矿床，该认识可为今后离子吸附型稀土矿床勘查工作提供新的找矿依据。     

矿物组成对离子吸附型稀土矿中稀土元素浸出效率的影响

稀土开采本质上是利用离子交换作用将稀土元素从矿物(黏土矿物、铁(氢)氧化物)表面解吸下来的过程,厘清不同类型矿物对稀土元素浸出的影响,对于提高开采效率至关重要。(NH₄)₂SO₄溶液是稀土元素浸矿时的常用提取剂,SO₄^2-可以通过与稀土元素络合、改变矿物表面电荷性质以及键桥作用等影响稀土元素在矿物表面的吸附/解吸行为,进而影响浸出效率。本研究以高岭石和水铁矿分别作为黏土矿物和铁(氢)氧化物的代表,通过向离子吸附型稀土原矿中添加不同含量(0、5%和10%)的高岭石或水铁矿,结合批量实验、X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)及原位红外光谱(in situ ATR-FTIR)等分析表征手段,模拟不同浸取剂体系(NH₄Cl和(NH₄)₂SO₄)下,矿物类型对稀土元素浸取的影响。结果表明,在空白对照组中(未添加高岭石和水铁矿),NH₄Cl浸出稀土...     

风化淋积过程中矿物演化对稀土元素富集-分异的制约：以梅州仁居稀土矿床为例

我国南方的离子吸附型稀土矿床是世界上最主要的中重稀土来源,研究这类矿床的禀赋特征和成矿机制,可为中重稀土储量的增加和稀土资源的高效利用提供理论支撑。本文对梅州仁居离子吸附型稀土矿的风化壳及基岩进行了矿物学和元素地球化学分析,探究风化过程中矿物演化对稀土元素富集-分异的制约机制。结果显示,仁居风化壳及其基岩相对富集轻稀土,自基岩至稀土富集层,离子交换态稀土含量呈增加趋势,富轻稀土副矿物榍石和磷灰石等在全风化层中消失。榍石是仁居风化壳中稀土元素的主要来源,风化壳中的离子交换态稀土主要被高岭石和埃洛石吸附。铁锰氧化物可能是轻-重稀土元素分异以及Ce与其他稀土元素分异的原因之一。     

云南邦棍尖山花岗岩的岩石学、地球化学和年代学特征对离子吸附型稀土成矿的制约

云南陇川龙安稀土矿是云南境内唯一开采的离子吸附型稀土(iREE)矿床,其成矿母岩为邦棍尖山花岗岩。近年来该花岗岩风化壳中相继发现了一系列iREE矿化点甚至矿床,其中不乏重稀土(HREE)矿。本文选取邦棍尖山南段的花岗岩进行岩石学、矿物学、地球化学和年代学等研究工作,并探讨其对iREE(甚至离子吸附型重稀土(iHREE))成矿的制约。邦棍尖山岩体的主要岩性为黑云母二长花岗岩,本研究测得花岗岩锆石U-Pb年龄为50.33 Ma(50.33±0.30 Ma, MSWD=0.15),形成于喜山期(古近纪),是目前发现的成矿母岩最年轻的iREE矿床。花岗岩具有以下地球化学特征：高硅高碱、低铁低镁,A/CNK>1.1,高钾-强过铝质,S型。岩体轻稀土(LREE)相对富集,轻重稀土分异较强烈(LREE/HREE为2.54～8.98),Eu负异常(δEu=0.06～0.17);微量元素显示出高Rb、Th,低Ba、Nb、Sr、Zr、Hf、Ti的特征,岩浆岩高度分异。邦棍尖山花岗岩中的(含)稀土矿物主要是榍石(∑REE=14506.24×10^-6,LREE/HREE=1.14,...     

吉林红旗岭富家矿床矿石矿物化学和硫同位素特征——对铜镍硫化物矿床成因及成矿过程的约束

本文对吉林红旗岭富家矿床中的矿石矿物进行了系统的矿物化学和硫同位素研究.矿石矿物共生组合主要为磁黄铁矿(Po)-镍黄铁矿(Pn)-黄铜矿(Cp)-黄铁矿(Py),其中Po有单斜磁黄铁矿(Mpo)、六方磁黄铁矿(Hpo)和六方陨硫铁(Tr)相之分,并以Mpo(低温相)为主;Pn有Pn(1)→Pn(2)→Pn(3)的演化趋势;Py有Py(1)→Py(2)→Py(3)→Py(4),均为同一矿化期的不同世代的产物.利用Py-Po矿物对计算出矿石矿物的结晶温度介于500~300℃之间,大致结晶顺序为Pn→Po→Cp→Py.硫同位素特征表明,δ34S值变化较小,介于-4.70‰~+2.40‰之间,δ34S值呈塔式分布,集中分布于-2.5‰~ +2.5‰之间,δ34s值略高于地幔硫(0±2‰),并有δ345Po>δ34S硫化物>δ34SPy的特征,表明硫来源于地幔,仅有微弱的地壳物质混染,且成矿熔体中硫已达到平衡.结合野外矿体特征和矿石组构特征,富家矿床的成矿物质来源于上地幔;成矿作用方式以岩浆熔离作用为主,兼具岩浆期后热液叠加成矿作用;矿床为通道式成矿,属于深部熔离-贯入式成因.     

干旱地区硫化矿床风化过程的穆斯堡尔谱特征--以青海锡铁山铅锌矿为例

测定了青海锡铁山硫化矿床氧化带矿物的室温穆斯堡尔谱,结果表明氧化带硫酸盐矿物的穆斯堡尔谱具较小的同质异能移、四级矩分裂值分布范围较大、无磁超精细分裂等特征。在已有工作的基础上,根据氧化带垂向不同位置矿物的穆斯堡尔谱特征划分出铁锰帽亚带、高铁矾类亚带（进一步划分出单峰型、双峰型和三峰型三个次亚带）、低铁矾类亚带及原生硫化物带等垂向分带,每一亚带代表特定的物化条件,反映了干旱地区硫化矿床风化过程的阶段性。     

离子吸附型稀土矿床成矿规律及找矿潜力——以广西姑婆山和广东新丰地区为例

离子吸附型稀土矿床是我国上世纪60年代发现的一种矿床类型,该类型矿床自发现到现在不断在南岭地区发现此类矿床和矿点,已经成为我国除白云鄂博碱性岩型稀土矿床外的第二大稀土产量的矿床类型。研究发现离子吸附型矿床与燕山期花岗岩有关,主要分布在南岭造山带及其附近区域,其中在广西、广东、湖南、江西和福建最为常见。广西姑婆山、广东新丰地区及其     

河流泥沙输移过程中矿物风化的碳汇效应初探——以长江干流为例

本文首先提出了河流泥沙输移过程中泥沙中的钙镁矿物溶蚀消耗水体中的CO2并具有碳汇功能的观点。基于前人长江干流从源头到入海口和支流2003~2007年期间4次河流悬移质泥沙的化学元素组成和矿物组成资料,分析悬移质中CaO、MgO含量和方解石、白云石含量变化特征,定量计算了这些取样点悬移质泥沙的CO2总碳汇能力和非永久性、永久性碳汇能力,分析了不同碳汇能力沿程变化规律及其原因。碳汇计算结果表明：寸滩—大通河段1956~2000年期间泥沙输移过程中钙镁矿物溶蚀产生的总碳汇量、非永久性和永久性碳汇量分别为2572万t/a、1700万t/a和872万t/a。由于输沙量减少,寸滩站—大通站河段的总碳汇量、非永久性和永久性碳汇量2006~2019年期间较1956~2000年期间相应分别减少了1852万t、1224万t和872万t。三峡水库年均淤积量1. 145亿t,损失总碳汇量675. 6万t,相当于三峡电站减排二氧化碳8580万t的7. 9%。全球河流入海年输沙量126. 1亿t,以寸滩- 吴淞口河段碳汇功能0. 060 t/t计,总碳汇量7. 57亿t相当于全球岩石风化碳汇总量10. 56亿t CO2的71. 6%。河流泥沙输移过程中钙镁矿物溶蚀的碳汇量具有重要的作用,其溶蚀速率大于原地风化。     

新疆阿尔泰潜在的中大型铍矿床:以冲乎尔伟晶岩为例SCIEI北大核心CSCD

锂铍等稀有金属是战略资源,其中,我国的铍资源比锂存在更高的供应风险。新疆阿尔泰是我国最大的伟晶岩省和稀有金属铍资源产地,然而长期开采导致已有矿山闭坑,亟待寻求资源增储。此外,先前对阿尔泰稀有金属资源的勘查、研究和利用主要局限于中阿尔泰地体,而忽略其他地区的资源潜力。笔者通过长期的野外工作,在琼库尔地体冲乎尔地区识别出数条富含绿柱石的伟晶岩,并对其中的典型伟晶岩进行了全岩稀有金属含量、年代学和矿物学等研究,目的在于评价该区伟晶岩的铍成矿潜力。研究结果显示,独居石U-Pb年龄为250.5±3.6Ma,伟晶岩形成于二叠纪末期至三叠纪早期的稀有金属伟晶岩成岩期。伟晶岩中的绿柱石以富Cs、Na和Li等碱金属为特征,且富集程度达到可可托海3号伟晶岩脉绿柱石水平,表明伟晶岩岩浆侵位后经历了高度分异演化。此外,笔者先前研究证实冲乎尔伟晶岩具有与晚三叠世中大型稀有金属矿床一致的同位素组成,表明冲乎尔伟晶岩从物质源区到分异演化条件上都具备成大矿的条件。冲乎尔伟晶岩中Be成矿主要发生在石英-白云母结构带中,其中的BeO品位高达0.321%~0.999%,平均0.590%。初步计算,该伟晶岩的BeO科研储量达中大型规模,考虑到周边同时出露的多条Be矿化伟晶岩,笔者提出冲乎尔萨尔加克伟晶岩具备形成大型Be矿床的潜力。     

地层渗透率对成矿流体热场和流场的影响--以锡矿山锑矿床成矿流体为例

沉积盆地是流体活动最活跃的场所,而地层渗透率则是盆地流体运移的基础数据.沉积盆地中的热-重力驱动型流体的运移依赖于盆地的水文地质特征和成矿流体特征.为研究地层渗透率的改变对湖南锡矿山锑矿床成矿流体热场和流场的影响,首先选取一个对比地层渗透率组,计算出区域的热场和流场分布,然后改变导水地层渗透率的大小,并将其计算结果与对比渗透率组的热场结果进行对比,结果显示改变地层渗透率的大小对区域流场的影响较大,而对区域热场的影响则不大.在所讨论的地层渗透率组取值范围内,地层渗透率的改变对区域热场的影响介于5%～10%间,而地层渗透率的改变对区域流场的影响则达到2～3倍.     

矿物标型特征及其在宝石鉴定中的应用--以刚玉类宝石为例

矿物标型学说在宝石鉴定中具有广泛的应用前景。本文的初步分析结果表明,通过矿物标型学说不仅可以为宝石的鉴定特征找到理论依据,而且还有助于指导鉴定天然宝石与合成宝石、天然宝石与人工优化处理宝石;对某些宝石而言,还能帮助鉴定其产地。将矿物标型学说应用于宝石学,有望帮助鉴定工作者找到新的鉴定思路。     

花岗岩风化壳中Ce地球化学特征及其找矿意义——以滇西岔河离子吸附型稀土矿床为例

近年来,临沧花岗岩体风化壳内离子吸附型稀土(IREE)矿床的找矿勘查取得重要进展,岔河IREE矿床是该区新发现的中大型矿床之一,为IREE矿床成矿预测提供了研究实例.文章对岔河IREE矿床11个探矿工程风化剖面样品和1370件土壤地球化学样品的稀土元素,以及Ce异常分布、迁移及富集等表生地球化学特征和规律进行研究,结合前人研究成果总结出该区找矿模型,实施工程验证并取得了找矿发现.研究表明,风化花岗岩稀土元素配分模式与母岩相似,风化过程中REE发生淋滤、富集作用(全风化层富集程度最高),LREE和HREE发生了分异作用(LREE分异程度相对较高).在风化过程中,Ce异常与稀土元素氧化物总量(ΣREO)呈负相关,且Ce异常存在明显的分异作用,如风化剖面中黏土层Ce正异常(1.69)与全风化层上部Ce负异常(0.75)数值具有明显差异,为Ce异常用于IREE矿床成矿预测成为可能(见矿率达90％).该研究不仅能定位、定量的圈定IREE矿床成矿预测区,而且完善了IREE矿床找矿模型,具有重要的推广和应用价值.     

辽吉成矿带热液型铅锌矿床矿物组合共生分异的热力学制约——以岫岩红旗铅锌矿床为例

辽吉成矿带上广泛分布着热液型铅锌矿床,对于该类型矿床中矿物共生组合特征和成矿物质迁移沉淀机制的研究是矿床学研究的核心问题之一。通过共生矿物热力学平衡的相关计算,绘制热力学lg[Cu²⁺]-pH、lg[HS^-]-pH和Eh-pH相图,可以有效地诠释成矿流体中成矿元素在迁移、沉淀过程中的物理化学条件。本文以辽吉成矿带上典型的热液型铅锌矿床——岫岩红旗铅锌矿床为例,在对该矿床进行镜下典型矿物共生组合研究的基础上,选取了黄铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿四种矿物进行热力学平衡的相关计算,选取473 K、549 K、648 K三个温度截面绘制了热力学lg[Cu²⁺]-pH、lg[HS^-]-pH和Eh-pH相图,结果显示成矿流体中矿物迁移沉淀机制和矿物共生组合的形成主要受成矿流体的温度、离子活度、pH、Eh多因素制约。此研究对于解释辽吉成矿带上典型热液型铅锌矿床的运移沉淀机制和矿物组合特征具有重要的指导意义。