南海多金属结壳(核)铁锰矿物/海水界面效应与成矿元素的富集

海底铁锰结壳和结核是重要的海底矿产资源,蕴含着丰富的金属元素并且具有巨大的经济价值。本文主要以南海多金属结壳（核）为研究对象,采用X射线粉晶衍射（XRD）、激光拉曼光谱、红外光谱分析（FTIR）以及X射线光电子能谱对铁锰矿物的矿物学和谱学特征进行了系统的分析和研究。粉晶衍射和拉曼光谱分析结果表明,南海多金属结壳的矿物组成为水羟锰矿、石英和长石,结核的矿物组成为钡镁锰矿、水羟锰矿、石英和长石,铁相矿物均为无定形铁氧化物/氢氧化物,并且锰相矿物和铁相矿物的结晶程度均较差。红外光谱分析结果显示多金属结核和结壳中的铁锰矿物具有大量表面羟基,这些含质子表面羟基官能团,可为海水中各成矿元素的络合提供丰富的活性位点。XPS分析表明多金属结核和结壳中铁锰矿物表面以Fe、Mn和O元素为主,其中Fe呈正三价态,Mn以正四、正三价为主,可能还含有少部分正二价态。对比南海多金属结壳（核）与太平海山结壳,南海多金属结壳（核）具有更为显著的表面羟基氧（-OH）含量,而太平洋海山结壳则以晶格氧（O^2-）为主,表明太平洋海山结壳铁锰矿物结晶程度较南海多金属结壳（核）高。综合研究表明,在海底铁锰结壳和结核中（氢）氧化锰/铁矿物与海水之间界面效应对金属离子的富集机理主要有：（1）金属离子与矿物表面羟基进行络合反应,形成以配位键相连的羟基络合物,或与表面的质子交换生成稳定的内层络合物;（2）矿物的带电表面与金属离子通过静电作用形成双电层,生成外层络合物;（3）金属离子与矿物结构中的Mn、Fe离子同晶置换而成为结构阳离子。     

流体包裹体轻烃有机气体组成及对矿床成因的制约——以嵩溪大型银（锑）矿为

嵩溪银（锑）矿是一个新发现的大型独立银矿。矿物流体包裹体超高真空四极气相质谱系统测定显示，该矿成矿流体中存在多种轻烃有机气体，主要由C1－C4饱和烷烃组成，仅含微量C2－C4不饱和烯烃和芳烃，说明成矿过程基本未受到高温岩浆作用的影响。化学平衡研究表明，这些轻烃气体为微生物成因和沉积岩围岩中Ⅱ类干酪根热解成因的混合气体，其中前者占2／3以上，说明成矿中微生物活动曾起到相当大的作用；后者的平衡温度为300℃，远超过成矿深度所能达到的地热温度、因此这部分轻烃气体可能源于沉积盆地深处，经过成矿流体长距离携带到达较浅的矿化部位。文章从一个侧面证实嵩溪矿可能为沉积热卤水改造型矿床，而不是前人所认为的海底基性火山喷流或中低温火山热液充填矿床。     

流体包裹体中微量气体组成及其成矿示踪体系研究新进展

N2 Ar He体系可用以示踪成矿流体及温泉等与火山有关的水流体的来源 ,当体系中He含量低于检出限 ,N2 Ar He体系不能用时 ,CO2 /CH4 N2 /Ar体系可用于识别成矿流体中岩浆水、建造水和大气降水 ,CO2 CH4 H2 体系可以鉴别成矿流体是否发生过沸腾作用以及沸腾是在开放体系还是封闭体系中形成 ,一般开放体系中沸腾有利于成矿。CO2 CH4 C2 H6体系可用于判别岩浆作用是否直接影响成矿或对成矿流体的贡献 ,从而确定热液矿床的成因。CH4 C2 H6 C3 H8体系可用来示踪一些与干酪根热解有关的成矿流体长距离、大规模迁移过程。C2 H6 C3 H8 C6H6体系可用于判定成矿流体的大地构造环境 ,因岛弧与裂谷环境下C2 H6/C3 H8比值有明显差异。以广东长坑 (Au Ag)和嵩溪 (Ag Sb)矿床为例 ,概述了这些体系各自的应用     

超高压变质流体的组成与演化：中国大陆科学钻探工程主孔岩心的流体包裹体研究

中国大陆科学钻探工程主孔位于大别-苏鲁超高压变质带东段的江苏东海县,孔深为5100m,其上部2050m钻遇的岩石主要为榴辉岩,其次是正、副片麻岩、石榴橄榄(辉石)岩以及少量片岩和石英岩。它们经历了超高压变质作用和随后的角闪岩相退变质作用。通过对上述各种岩石的详细流体包体观察和RAMAN光谱分析,发现了五种不同成分的流体包裹体:(1)中-低盐度水溶液包裹体(Ⅰ型),呈原生的孤立和小群存在于榴辉岩和片麻岩锆石的岩浆核和超高压变质边缘,或存在于绿辉石、黝帘石和被绿辉石包裹的方解石和石英中,偶尔呈出溶包裹体产于磷灰石中,而主要沿绿辉石、石榴石、蓝晶石、黝帘石和石英等矿物的穿颗粒裂隙分布;也呈孤立和小群产于切穿榴辉岩的方解石脉和片麻岩重结晶石榴石和绿帘石中;(2)CO2(±CH4)-H2O包裹体(Ⅱ型),存在于锆石的岩浆核和变质边缘,或沿石英裂隙分布;(3)含石盐±SiO2±CaCO3的复杂盐水包裹体(Ⅲ型),呈原生流体包裹体产在榴辉岩的绿辉石中,与石英出溶棒一起平行于绿辉石的C轴分布,或产在石榴辉石岩透辉石的晶内裂隙中;(4)富CO2包裹体(Ⅳ型),在榴辉岩的石英中随机分布;(5)单气相包裹体(Ⅴ型),沿各种矿物穿颗粒裂隙分布。流体包裹体产状及其与捕获时代关系表明,Ⅰ型和Ⅱ型包裹体可以出现在超高压变质岩原岩、峰期变质和退变质各阶段。Ⅲ型包裹体出现在超高压变质岩的早期减压退变质阶段。而Ⅳ型和Ⅴ型包裹体主要形成于角闪岩相及更晚的退变质阶段。本研究的主要认识是:(1)低盐度H2O和CO2流体在进变质、超高压变质和退变质作用各阶段均有存在,这表明在整个超高压变质演化过程中流体具有继承性。(2)超高压变质岩原岩和角闪岩相退变质岩中存在较丰富的流体包裹体,但在超高压峰期捕获的流体包裹体却很少见,这表明丰富的原岩流体或在超高压进变质过程中被排出岩石体系,或进入含水超高压矿物和结合进名义无水矿物。(3)复杂成分原生流体包裹体的发现证明在超高压变质峰期后的早期减压退变质阶段存在一种高盐度似熔体流体,名义上的无水矿物在超高压条件下可以保存相当量的流体,并在退变质过程中分离出来,产生流体-岩石相互作用。(4)角闪岩阶段的流体包裹体具有各种不同的化学组成,且在局部富集,推测可能有部分外部加入的流体。(5)流体包裹体类型、丰度和成分在不同岩石类型中和不同钻孔深度都存在明显差异,表明超高压变质作用过程中没有大规模的透入性流体活动。(6)根据超高压变质峰期包裹体等容线得到的压力值大大低于根据矿物温压计获得的近峰期变质压力,这表明包裹体的密度在捕获后发生了改变。这些改变是由于流体渗漏、部分爆裂和流体-岩石相互作用所引起。     

河北承德锗元素生态地球化学特征及其与道地药材黄芩适生关系

道地药材生长与生态地球化学研究对实现中医药科学化和标准化具有重要意义。从承德市滦河流域与金沟屯和五道岭典型研究区阐明区域尺度和不同地质建造区Ge元素地球化学背景特征,结合多元统计采用基于Nb元素的质量迁移系数、化学蚀变指数CIA和残积系数RF、生物富集系数论述Ge元素在基岩-风化壳-土壤-黄芩系统中的迁移聚集规律,探讨Ge元素生态地球化学特征与道地药材黄芩的适生关系。结果表明：滦河流域表层土壤Ge元素平均含量为1.336 mg·kg^-1,43.54%土壤样品Ge元素含量属丰富—较丰富水平;金沟屯和五道岭区表层土壤Ge元素平均含量分别为1.352 mg·kg^-1和1.268 mg·kg^-1。不同地质建造和表层土壤Ge元素含量与TFe₂O₃含量显著相关,土壤含铁矿物对Ge元素具有吸附作用。Ge元素含量随岩土风化程度升高而增大,金沟屯区土壤风化程度高于五道岭区,土壤成熟度相对较高,Ge元素富集程度相对较高。岩石风化过程中Ge元素与TFe₂O₃、V、Ti、Co、P、Pb、Cu、Zn、Al₂O₃、SiO₂、K₂O、Na₂O质量迁移系数值相近,风化土壤与新鲜基岩Si和Ge含量发生明显分异,Ge元素主要来源于硅酸盐矿物风化过程中晶格破裂和金属硫化物矿物风化释放。金沟屯和五道岭黄芩Ge元素BCF平均值分别为0.014和0.020,黄芩根部对土壤Fe与Ge的吸收表现出明显的协同作用,土壤pH影响着Ge元素形态和生物有效性。区域土壤丰富的Fe、P和Sr元素含量为优质黄芩生长提供了有利条件;Fe族元素含量丰富,pH呈微碱性的沙壤质土壤为道地药材黄芩适宜生长和定向栽培种植区。     

贵州五指山特大型铅锌矿床闪锌矿的Rb-Sr定年及其地质意义

贵州五指山铅锌矿床为近年新勘探出的特大型铅锌矿床,其成矿时代不明,成因类型及控矿因素争议较大。本文测定的该矿床那雍枝矿段闪锌矿的Rb-Sr等时线年龄,为458.2±2.9Ma (MSWD=1.07,n=5),初始⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0.713823±0.000010,表明矿床的成矿时代为中奥陶世晚期至晚奥陶世早期,晚于赋矿地层沉积时代。结合矿床地球化学及矿床地质特征,认为五指山铅锌矿床为典型的后生矿床,成因类型属密西西比河谷型(MVT)铅锌矿床。五指山铅锌矿床的形成与加里东构造运动紧密相关,与黔中隆起构造事件对应。基底断层构造及破碎带是成矿作用的内在控制因素,而加里东期华夏地块与扬子陆块之间的碰撞造山运动,即都匀运动及广西运动是五指山特大型铅锌矿床成矿作用的外因。     

大港滩海埕北断阶区沙河街组三段、二段近岸水下扇沉积微相特征

大港滩海埕北断阶区沙河街组沙三段、沙二段砂体是由辫状水道控制的近岸水下扇。主要发育基质支撑砂砾岩相、颗粒支撑砂砾岩相、正递变层理砾岩相、含砾砂岩相、逆递变层理砾岩相、含砾砂岩相、泥质支撑砂岩相和粉砂岩相,粒度粗是其主要特征;水平层理、块状层理、平行层理、交错层理、波状层理、包卷层理和变形层理十分发育;砂球、重荷模、砂岩脉和冲刷面等沉积构造也十分发育：电阻率曲线呈正韵律,曲线由高幅至中幅呈钟形及箱形,与不同岩性和不同沉积相具良好对应关系。通过对区内各井的岩性组合观察,结合各砂层组的沉积特征及其相应的测井相标志将研究区近岸水下扇划分为2个亚相和5个微相：扇中(包括辫状水道、辫状水道间和扇中前缘)和扇端亚相(扇端泥、扇端席状砂)。其中扇中辫状水道为主要储集层。     

云南金宝山铂钯矿床铂族元素地球化学及找矿意义

金宝山是中国目前发现的最大的独立铂钯矿床,该岩体基性程度高,主要由橄榄石、单斜辉石组成,含大量铬铁矿〔w(Cr)约为0.5%〕。铂钯矿石呈稀疏浸染状,硫化物含量少,高铂族元素、低铜镍含量。矿体与超基性围岩界线不明显,且二者具有相似的微量、稀土元素参数和微量、稀土、铂族元素标准化配分模式,表明两者的原始岩浆具有相似的性质。超基性围岩具有高的Pd/Ir、Ni/Cu比值和Pb负异常,相反,铂钯矿石显示为低的Pd/Ir、Ni/Cu比值和Pb正异常,两者具有相似的Cu/Pd、Cu/Pt比值(≤原始地幔值),表明铂钯矿石形成于地幔柱S低度饱和环境,超基性围岩可能形成于S饱和/不饱和的地球化学界面。铂族元素地球化学的差异表明含少量富铂族元素的硫化物的含矿岩浆可能注入于稍前侵入的、且未完全固结的超基性围岩中,形成似层状矿体。峨眉地幔柱早期硫低度饱和、融离出少量硫化物以及铂族元素在硫化物/硅酸盐相中极高的分配系数是导致金宝山矿石富铂钯、贫铜镍的根本原因。金宝山是极少有的全岩体Cu/Pd、Cu/Pt值均小于原始地幔值的矿床,表明该岩体的岩浆经历了硫化物富集铂族元素的过程,推测靠近峨眉地幔柱喷发中心的基性-超基性岩体是寻找铂族元素矿床最佳远景区之一。     

金堆城超大型钼矿床水—岩δD—δ^18O同位素交换体系理论模型及？…

基于水－岩δＤ－δ＾１８Ｏ同位素交换体系理论模型的建立和计算,对金堆城超大型斑岩钼矿四个不同成矿期中成矿流体的演化和来源进行了研究,发现在成矿前期和早期,成矿流体为岩浆水与围岩在较低水／岩比值（０．１≥Ｗ／Ｒ〉０．００１）和中、高温（ｔ＝２５０￣５００℃）条件下反应后的残余流体,而主成矿期和成矿晚期的成矿流体为大气降水在相对较高水／岩比值（０．５〉Ｗ／Ｒ≥０．１）和中、低温（ｔ＝１５０￣３１０℃）     

江苏溧水盆地次火山岩元素地球化学

中国东部中生代发育的大量火山岩多数属于钾质火山岩的范畴,这已经被许多岩石学、矿物学和地球化学分析资料所证实(汪洋等,2004;汪洋,2007).