应用去除碳酸盐法研究滇黔地区“白泥塘层”硅质成分的来源

稀土元素是研究沉积岩的形成条件及环境特征的重要指标,本文以桂林寨底地下河系统中岩石样品为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱进行稀土元素测试分析,研究了该地区碳酸盐岩的形成环境。结果表明:碳酸盐岩的稀土总量(∑REEs)偏低,不同地层岩性间的∑REEs具有一定差异性,总体上信都组泥质粉砂岩(D₂x)的∑REEs最高,其次为融县组(D₃r)厚层灰岩和桂林组灰岩(D₃g),东村组厚层灰岩(D₃d)和额头村组灰岩及白云质灰岩(D₃e)的∑REEs较低。整体上表现为重稀土元素相对于轻稀土元素富集的特征,且Ce具有较明显的负异常,而Eu无异常或异常不明显,不同于碎屑岩的轻稀土相对富集、Eu负异常、Ce无异常或异常不明显的特征。这些特征表明研究区碳酸盐岩的形成环境为氧化-海相碳酸盐岩沉积环境,可为定量化判别岩溶区碳酸盐岩形成环境提供依据。     

中国镓矿分布规律、成矿机制及找矿方向

金属镓资源是我国优势资源, 但随着国内外需求量不断增大, 我国金属镓的后备资源逐步短缺。本文系统搜集了我国富镓矿床研究和勘查成果资料, 初步总结了我国富镓矿的分布规律、成矿机制和找矿方向。研究认为, 我国镓矿主要伴生在铝土矿、煤矿和铅锌矿之中, 以铝土矿中伴生镓最为重要。依据不同成矿作用将我国具有工业价值的富镓矿床划分为沉积型铝土矿、堆积型铝土矿、红土型铝土矿、煤矿床和碳酸盐岩型(MVT)铅锌矿等5种伴生镓矿床类型, 并总结了不同类型镓矿床的时空分布规律。时间上, 我国富镓矿床在元古宙、古生代、中生代和新生代均有发育, 以石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪和第四纪为主。其中, 富镓铝土矿主要形成于石炭纪、二叠纪和第四纪, 以石炭纪最为重要; 富镓铅锌矿主要形成于震旦纪和寒武纪; 富镓煤矿主要形成于石炭纪和二叠纪。空间上, 我国富镓矿床主要分布在晋豫成矿区、右江成矿区、扬子陆块西南成矿区、川—滇—黔成矿带、湘西—鄂西成矿带、湘东—赣西成矿带和华北陆块北缘成矿区等7个区带中。不同类型富镓矿床的成矿机制不同, 一般在风化-沉积作用下形成富镓铝土矿, 镓与铝常以类质同象形式存在; 在生物化学沉积作用下形成富镓煤矿, 镓常以无机态、有机态和混合形式存在, 在我国多以无机态的形式赋存于勃姆石、硬水铝石等矿物中; 在热液作用下形成富镓铅锌矿, 镓可能以类质同象形式进入以闪锌矿为主的硫化矿物晶格中。根据不同镓矿的成矿作用、富集过程和地质背景, 建立了煤矿、铅锌矿和铝土矿中镓富集成矿的理想模型, 并对铝土矿、煤矿和铅锌矿中伴生镓矿进行了找矿预测, 提出了找矿方向和重点找矿区域, 其中以沉积型、堆积型铝土矿的找矿为主攻方向, 并可兼顾煤矿和铅锌矿等其他伴生镓矿床。     

贵州新民铝土矿矿床Li的地球化学特征与富集机制探究

新民铝土矿床位于黔北务川-正安-道真地区(简称务正道地区)大塘向斜东翼,铝土矿(岩)型Li资源丰富.含矿岩系大竹园组(P1d)不同岩性的w(Li)有差别:土状-半土状铝土矿平均w(Li)为16.34×10-6,致密块状铝土矿平均w(Li)是803.84×10-6,铝土岩平均w(Li)是1436.22×10-6,黏土岩的平均w(Li)是786.62×10-6,梁山组泥岩的平均w(Li)是51.82×10-,韩家店群泥岩(页岩)的平均w(Li)是48.52×10-6,黄龙组灰岩的平均w(Li)是 11.99×10-6.由此可知,研究区铝土矿(岩)型Li资源主要富集在含矿岩系中上部的致密块状铝土矿、铝土岩和黏土岩中,顶板、底板以及土状-半土状铝土矿w(Li)较低.Li主要赋存于高岭石中,伊利石(水云母)和残存的三水铝石、勃姆石也可富集少量Li,当样品中赋锂矿物(高岭石、伊利石(水云母)、三水铝石和勃姆石)都存在时,高w(Li),主量元素w(Al3O2)、w(SiO2)、w(MgO)、w(K2O)、w(TiO2)和w(TFe2O3)与w(Li)的相关性也证实了上述结果.研究区的地球化学比值 CIA、w(Sr)/w(Cu)、u(CaO)/w(MgO)、w(Sr)/w(Ba)、w(V)/w(V+Ni)和 w(La)/w(Y)综合显示,炎热潮湿的古气候下,有机质腐烂形成酸性环境,半封闭海湾环境下,黏土化阶段中等强烈的化学风化程度和适宜的风化暴露剥蚀时间利于铝硅酸盐矿物和硅酸盐矿物化学键断裂,富集Al3+形成高岭石;风化程度过于强烈和长时间的风化剥蚀,继续脱Si富Al形成以硬水铝石为主的铝土矿;弱酸性-弱碱性以及氧化-还原过渡条件下,使得高岭石能最大程度的吸附Li元素.     

南华盆地新元古代成冰纪成锰作用及其成矿背景

南华盆地成冰系大塘坡组锰矿是我国最重要的锰矿产地之一,它形成于成冰纪Sturtian冰川事件之后,其成矿背景及形成机理一直是研究的重点。在系统总结Sturtian冰川事件起始与结束时间、南华裂谷盆地结构演化及古气候演变等重大地质事件的最新研究进展的基础上,综合分析了南华盆地大型沉积型锰矿成矿作用过程与这些重大地质事件之间的联系。揭示了南华盆地Sturtian冰期的启动和结束与全球其他地区基本一致,分别发生在~717 Ma和~660 Ma之前。同时,对南华系大塘坡锰矿成矿时代进行了约束,大约形成于~660 Ma之前。在新元古代中期Rodinia超大陆裂解作用的影响下,南华裂谷盆地内部发育一系列由同沉积断层控制的地垒—地堑次级盆地。沿同沉积断层运移的热液流体为大塘坡锰矿的形成提供了大量的成矿物质,并对大塘坡锰矿的发育具有明显的控制作用。化学蚀变指数（CIA）、锂同位素（δ7Li）及锇同位素组成（187Os/188Os）等风化指标显示,南华盆地Sturtian冰期晚期至间冰期大塘坡期早期的气候为寒冷干燥,随后转为温暖湿润并很快变为寒冷干燥。至大塘坡中晚期,气候逐渐由寒冷干燥恢复至温暖湿润,并一直保持至大塘坡晚期。整体来看,Sturtian冰期结束后,南华盆地表层海水逐渐氧化,深部沉积水体出现局部间歇式氧化环境,裂陷阶段热液和陆源输入的Mn2+被氧化为MnO2发生沉淀,并在底部伴随着有机质的埋藏及早期成岩作用而最终形成菱锰矿。     

“天绘一号”01星立体影像定位精度检测

利用多个测区的样本数据和大量的野外实测GPS控制点, 进行“天绘一号”01星立体影像无控制点、不同控制条件下的定位精度检测, 结果表明在无控制点定位时平面精度优于10 m, 高程精度优于6 m, 控制点定向时的检查点平面精度优于9 m, 高程精度优于3 m, 完全满足1:50000比例尺成图精度要求。     

结合油驱水实验确定核磁共振T2截止值方法研究

在核磁共振实验中T_2截止值是获得储层各项参数的关键,对于同一地区采用单一截止值已不适用,目前常用确定可变截止值法存在一定不足,为了更准确地得到T_2截止值,本文选取7块岩心进行结合岩心油驱水实验,通过岩心完全饱和水状态和饱和油束缚水状态下的T_2谱来确定T_2截止值,并利用离心实验数据进行对比验证.结果显示,结合油驱水实验得到的T_2截止值在5.99～46.42 ms,平均值为17.27 ms,离心法得到的T_2截止值在7.74～46.42 ms,平均值为18.48 ms,该状态下确定的T_2截止值与离心状态下确定的T_2截止值具有很好的一致性,由此方法确定的束缚水饱和度准确度和实用性较高.与离心实验对比,具有驱替效果好,可控性强以及能更好地模拟储层的真实油水交替状态等优势,在油田具有较广泛的应用前景.     

铝土矿中锂同位素分离提纯方法的建立

铝土矿是极端风化作用的产物,也是锂的重要载体,由于其资源量巨大,对铝土矿中锂的富集机制和分布规律的研究将有利于找矿预测。锂同位素的高效准确分析是深入认识矿物中锂的富集机制和分布规律的基础。铝土矿样品由于化学稳定性较强,溶样过程较为复杂,且Al、Na、Ca、K等基体元素含量远高于锂,给锂的纯化增加不少难度。本文采用内径5mm、柱长190mm的聚四氟乙烯离子交换柱和AG50W-X12阳离子交换树脂,以0.5mol/L硝酸为淋洗液淋洗34mL,收集最后的12mL,即可完成对铝土矿中锂的完全纯化回收。该纯化方法减少了淋洗液的使用量,提高了实验效率。采用该方法对国际标样L-SVEC、RGM-2、GSP-2进行锂的纯化,通过多接收电感耦合等离子体质谱仪(MC-ICP-MS)测试锂同位素组成,得到的δ~7Li测试值分别为-0.26‰±0.09‰(2SD,n=3)、3.19‰±0.37‰(2SD,n=3)、-0.78‰±0.22‰(2SD,n=3),与前人报道一致,验证了该方法的可靠性。此外,采用本方案对铝土矿国家标样(GBW07182)进行锂的纯化,δ~7Li测定值为10.16‰±0.21‰(2SD,n=3)。     

不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素

镁同位素在低温地球化学过程中显著的分馏效应,是其示踪地球表生环境演化及物质循环的基础。本文在前人研究的基础上,对地球上不同地质储库中的镁同位素组成及碳酸盐矿物形成过程中的镁同位素分馏控制因素进行了总结:火成岩的镁同位素组成较均一;风化产物总体富集重的镁同位素,且变化较大;碳酸盐岩中灰岩相对白云岩富集轻的镁同位素,但总体上富集轻的镁同位素;岩石类型、风化强度以及植被等因素对河流地表水的镁同位素组成影响较大,导致地表水的镁同位素组成总体变化较大;海水的镁同位素组成均一,平均值约为-0.83‰;低温条件下,控制碳酸盐矿物无机成因过程中镁同位素分馏的因素有矿物相、沉淀速率和温度,其中矿物相是主要控制因素;生物成因碳酸盐矿物镁同位素组成与生物体对含镁碳酸盐矿物的利用形式有关,除了需考虑与无机碳酸盐沉淀类似的控制因素外,还需考虑不同物种对轻、重镁同位素的选择性吸收能力;因生物成因海相碳酸盐矿物几乎都是由最初的无定形相碳酸盐转变而来,故生物成因海相碳酸盐矿物的镁同位素特征不能代表生成无定形相碳酸盐的流体的镁同位素特征。镁同位素在低温条件下具有良好的分馏效应,随着分析测试技术的发展及不同地质储库中镁同位素组成数据的积累和完善,有关表生环境中镁同位素分馏机制的许多问题将逐步得到解决,镁同位素在揭示地球表生环境演化及物质循环方面将发挥更大的作用。     

黔东早寒武世早期重晶石富集机制研究——来自硫同位素的约束

在中国, 早寒武世早期重晶石矿床主要展布于扬子地台北缘秦岭—大巴山一带及扬子地台东南缘湘黔地区, 而黔东天柱大河边重晶石矿床已探明的资源储量就达到了2亿多吨, 是全国, 乃至世界上所罕见的超大型重晶石矿床。近年来, 于大河边重晶石矿床北西翼亦发现了赋存于同一层位的云洞重晶石矿床, 但二者的成矿特征却表现出显著的差异。本文对比了含矿较差的云洞重晶石矿床与高品位大河边重晶石矿床的含矿岩系、沉积相、地球化学特征等。结果表明两者之间的缺氧程度、热水作用强度存在明显差异。综合矿床地质和有机质、硫同位素特征, 提出成矿作用与生物活动和同期海底热液活动关系密切, 矿床中SO2– 4来源于海水硫酸盐, Ba2+来自海水和海底热液。大河边地区与云洞地区相比, 水位更浅, 氧逸度更高, 硫酸盐还原程度更弱, 剩余硫酸盐的浓度更高, 从而导致云洞重晶石矿床表现出较大河边重晶石矿床成矿性差的特征。     

黔北瓜德鲁普世—乐平世转换时期大规模成硅事件硅质来源厘定

联合古陆(Pangea)大陆边缘及泛大洋和古特提斯洋的广大地区在二叠纪时期出现大规模硅质富集事件, 被称之为“全球二叠纪硅质沉积事件”。黔北遵义地区二叠纪瓜德鲁普世—乐平世转换时期成硅事件为该事件重要组成部分, 呈现出“白泥塘层”层状炭硅质灰岩、层状硅质岩和硅质条带或燧石结核三种不同类型硅质富集岩石。遵义地区硅质来源的研究能够深入认识全球性“二叠纪硅质沉积事件”, 同时为研究该时期遵义盆地的结构和演化提供了重要窗口, 对遵义锰矿成矿作用也有重要指示意义。文中采用岩石学和地球化学方法并通过硅同位素的协同指示意义对硅质来源进行厘定, 并对硅质岩成因与沉积环境进行归纳总结, 在研究区建立系统完整的硅质富集沉积体系。实验测试结果显示: “白泥塘层”炭硅质灰岩中δ30Si值介于–0.09 ~ –0.67之间, 层状硅质岩中δ30Si值介于0.03~1.47之间。结合主、微量元素特征和岩石学特征表明: “白泥塘层”炭硅质灰岩形成于深水盆地缺氧还原环境, 硅质来源于海底热液, 沉积中心位于热液喷口的附近, 沉积过程中受陆源硅质输入影响显著。层状硅质岩形成于浅海台地正常沉积氧化环境, 硅质来源于海底热液, 沉积远离热液喷口, 热液沿构造裂隙通道经过了一定的迁移距离, 与茅口组浅海台地相正常沉积的块状-厚层状灰岩发生交代作用, 从而形成硅质岩; 硅质条带或结核形成于浅海台地正常沉积氧化环境, 硅质主要来源于海底热液, 沉积过程中有陆源硅质的输入, 由长时间多期次的海底热液喷流作用带来的硅质迁移至盆地外围浅海台地形成。