江南钨矿带桂林郑富钼白钨矿稀土元素的富集机制及其地质意义

桂林郑钼钨多金属矿床位于江南钨矿带北部,其矿石矿物以富钼白钨矿为主。研究显示,该矿床富钼白钨矿中富集稀土元素。为探究其富集机制,文章对不同世代的富钼白钨矿进行原位LA-ICP-MS微量分析和面扫描分析。结果显示,富钼白钨矿的总稀土元素含量（∑REE）在28.59×10^-6~4863.82×10^-6之间,均值为789.21×10^-6（n=122）,从第一世代（Sch-Ⅰ）28.59×10^-6~1059.18×10^-6（平均值为203.19×10^-6,n=55）→第二世代（Sch-Ⅱ）533.54×10^-6~2536.51×10^-6（平均值=928.79×10^-6,n=30）→第三世代（Sch-Ⅲ）117.21×10^-6~4863.82×10^-6（平均值=1547.13×10^-6;n=37）逐渐增高。从Sch-Ⅰ→Sch-Ⅱ→Sch-Ⅲ,轻重稀土元素比值（LREE/HREE）13.99~143.90（平均值=53.53）→22.38~70.08（平均值=33.74）→7.44~69.86（平均值=27.54）逐渐降低。桂林郑富钼白钨矿形成于高氧逸度、富F的岩浆热液系统,REE主要以Ca²⁺+Mo⁶⁺=REE³⁺+(1-x) Mo⁵⁺+xNb⁵⁺(0≤x≤1）为主导方式进入富钼白钨矿中。成矿流体中Cl降低、F增高、氧逸度降低等是REE进入富钼白钨矿的有利条件。通过对江南钨矿带代表性矽卡岩型矿床综合对比分析显示,富钼白钨矿床相比贫钼白钨矿床具有更高的REE,说明桂林郑矿床富钼白钨矿在后续开采中具有稀土元素的综合利用前景。     

柴北缘托莫尔日特滩间山群碎屑岩组的沉积环境与构造背景分析SCIEI北大核心CSCD

柴北缘构造带断续出露的寒武-奥陶纪滩间山群火山-沉积岩系是早古生代时期原特提斯洋俯冲造山作用的产物,也是中国西部块状硫化物和造山型金矿床的重要含矿岩系。前人已对滩间山群火山岩组开展了大量的地球化学和同位素年代学研究,而碎屑岩组的沉积序列和沉积相研究相对薄弱。我们在柴北缘托莫尔日特地区地质填图过程中,对该地区的滩间山群碎屑岩组开展了系统的沉积组合序列和沉积相研究。托莫尔日特地区滩间山群碎屑岩组是由富含火山碎屑物质的含砾砂岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、沉凝灰岩、硅质凝灰岩、硅质岩及少量砾岩共同组成。可分为下岩性段和上岩性段,其中下岩性段为一套形成于海底扇外扇环境以沉凝灰岩为主的沉积组合;上岩性段包含海底扇内扇、中扇和外扇沉积,且以中扇环境的沉积为主。垂向上,它们呈现出粒度向上逐渐变细特征;空间上,具有向北西方向火山物质成分逐渐增多、砾岩和砂岩厚度变薄且砾岩消失的变化特征。砂岩主要为岩屑长石杂砂岩,其中岩屑主要是安山岩和少量玄武岩、英安岩、凝灰岩;长石主要为斜长石;石英碎屑相对缺失。砾岩中砾石以安山岩和硅质岩为主,并含有少量灰岩和凝灰岩砾石。底冲刷面、正粒序、平行层理和波纹层理等沉积构造普遍发育,呈现出典型的浊流沉积特征;同时在局部露头见有滑塌构造和波痕。区域上,这套沉积组合序列位于寒武-奥陶纪岛弧火山岩的南侧;古水流分析显示,它们的碎屑物质主要来自于其北东方向。这些结果表明,柴北缘构造带东段的滩间山群碎屑岩组是一套成熟度极低且与寒武-奥陶纪岛弧火山活动密切相关的沉积组合。     

湖北远安上奥陶统庙坡组鹦鹉螺动物群

前人曾经报道过湖北宜昌庙坡组的鹦鹉螺化石,但鹦鹉螺动物群的详细面貌特征仍鲜为人知。湖北远安真金剖面庙坡组产丰富的笔石、少量的腕足类、三叶虫、鹦鹉螺化石等,时代为中奥陶世末期至晚奥陶世桑比早期,在该组中新发现许多保存较完好的鹦鹉螺化石,多以立体黄铁矿化形式保存,少量以炭质薄膜的方式保存。经鉴定有4属5种,包括Lituites ningkiangense Lai,Lituites sp.,Ancistroceras sp.,Michelinoceras sp.和Cyclolituites sp.,其中以Lituites居多,可与国内外同期地层所产出的Lituites进行对比。在晚奥陶世全球古地理复原图的基础上重建Lituites的地理分布,显示该属主要分布在中低纬度热带海洋,并局限于冈瓦纳大陆东北边缘块体和瑞克洋东西两侧。     

新型磁选装置的研制及其应用于分离超贫磁铁矿中的磁性铁

磁性铁是超贫磁铁矿勘查中的基本分析项目之一,为准确测定磁性铁的含量,首先需要实现磁性铁的定量分离。目前常用的手工内磁选法由于所用磁铁的有效磁场强度难以保证,而且受人为操作的影响较大,导致分析结果的重现性差。本文应用50 m L滴定管、电磁铁和三相异步电动机,研制了一种新型磁选装置——电磁式磁性铁分选装置,实现了超贫磁铁矿中磁性铁与非磁性铁的定量分离,结合重铬酸钾容量法建立了超贫磁铁矿中磁性铁的分析方法。在选定的磁选条件下(电流2.5 A,磁选管运动频率40 r/min,磁选时间5 min)分析铁矿石标准物质,磁性铁的测定值与标准值的相对误差小于1.0%;分析采自实际矿区的超贫磁铁矿样品,磁性铁的测定结果与手工内磁选法一致,且相对标准偏差(RSD,n=5)小于1.0%,优于手工内磁选法的精密度。本方法采用的电磁式磁性铁分选装置有效地控制了磁场强度的强弱,避免永磁铁出现磁损失,同时可以量化磁性铁分离的参数,提高了磁性铁的分析精度。     

湖南宝峰仙花岗岩地球化学特征与锆石SHRIMP U-Pb定年

湘东南宝峰仙地区发育3个小规模花岗岩体,岩性均为黑云母二长花岗岩,与南岭产有大型-超大型钨锡多金属矿床的骑田岭和千里山岩体位于同一成矿带内,相距不远。文章通过对宝峰仙岩体进行锆石SHRIMP UPb测年,获得(细)中粒斑状黑云母二长花岗岩(早期)和细粒黑云母花岗岩(晚期)的形成年龄分别为(147.0±4.0)Ma(MSWD=1.6)和(141.3±3.3)Ma(MSWD=1.09),为燕山期构造岩浆活动的产物。这2种花岗岩具有高w(Si)(平均75.11%)、富w(K2O)(平均5.07%)、低w(Ti O2)、w(Mg O)、w(Ca O),10000×Ga/Al值(大于2.6)较高、δEu较小的特点,为铝质A型花岗岩的岩石地球化学特征。宝峰仙花岗岩的εNd(t)偏高,T2DM偏小,显示在花岗岩成岩过程中有幔源组分参与,与千里山和骑田岭相似。花岗岩石成矿元素W、Sn、Pb、Zn等含量偏高,且岩体与围岩接触带的岩石蚀变较强、钨锡矿化点广泛分布。综合分析宝峰仙地区花岗岩成岩年龄、岩石地球化学特征及其所处构造位置,认为该区具有较大的钨锡多金属找矿潜力。     

贵州东部及邻区南华纪锰矿中黄铁矿硫同位素高异常及地质意义

贵州东部及邻区南华纪锰矿层中的黄铁矿产出形态多样,为了研究它们的成因标志,通过野外和镜下观察发现黄铁矿主要呈浸染状、条带状和结核状产出,并以草莓状和自形-半自形粒状结构为主。硫同位素测试结果显示含锰岩系中黄铁矿具有异常高δ34S值的特征,介于+37.9‰~+62.6‰之间(平均52.7‰),呈塔式分布,峰值在+46‰~+59‰之间,沿同一矿体剖面从下到上逐渐减小,不同矿床间差异大。结果表明沉积盆地的封闭性和冰川事件使海水硫酸盐浓度降低并富集重硫同位素,随后形成的硫酸盐最低带进一步减小了硫同位素的分馏,使黄铁矿的δ34S达到异常高值。随着沉积盆地逐渐变开放,矿层由下而上黄铁矿的δ34S值逐渐减小,而不同矿床黄铁矿的δ34S值差异则是因为沉积盆地封闭性的差异。因此,封闭的局限沉积盆地是锰矿床形成的重要地质背景条件,而渗流热卤水或火山锰源可能是矿床的主要锰质来源。     

粤东桃子窝锡矿区火山-次火山岩和花岗岩锆石U-Pb年龄、Hf同位素特征及其意义

桃子窝锡矿位于莲花山断裂带西段,是典型的火山-次火山岩型锡矿。本文以桃子窝锡矿赋矿火山-次火山岩及花岗岩为研究对象,首次开展LA-ICP-MS锆石U-Pb定年和Hf同位素特征研究。获得两个次火山岩样品的锆石206Pb/238 U加权平均年龄为172.1±1.1 Ma和171.8±0.9 Ma,一个花岗岩样品的锆石206 Pb/238 U加权平均年龄为168.9±1.5 Ma,表明桃子窝锡矿火山-侵入岩为中侏罗世同一岩浆事件不同阶段的产物。锆石εHf(t)值大多数为负值,只有3个点的值大于0,变化于-13.96~9.53之间,平均值为-7.92。在εHf(t)-t图解上,εHf(t)值大多落在球粒陨石演化线之下,有3个点落在球粒陨石与亏损地幔演化线之间。二阶段模式年龄除3个点介于609.6~795.5 Ma外,其余点年龄为1 450.8~2 102.5 Ma,Hf同位素特征指示成岩物质主要来源于早中元古代古老地壳的部分熔融,还有新元古代新生地壳物质的加入。结合区内已有的研究成果,认为桃子窝锡矿及有关的火山-次火山岩与中生代太平洋板块向欧亚大陆俯冲有关。     

温度、浓度对流体中氟钛络合物水解的影响:对深部地质过程中钛元素活动的制约

Ti是自然界中丰度最高的高场强元素(HFSE),其主要赋存矿物——金红石的溶解度决定了俯冲带HFSE的活动与循环。而富氟流体被认为是影响Ti等HFSE能否活化、迁移的重要因素。本文对不同浓度的氟钛络合物(K2Ti F6)在100MPa压力和200~500℃温度下的稳定性进行了研究,结果显示其在热液条件下发生显著水解,水解程度与温度和初始浓度密切相关,即温度越高、初始浓度越低,则水解程度越剧烈。对实验数据进行拟合,首次获得了K2Ti F6的表观水解常数与温度的关系式:-ln K=(8972±788)/T-(4.16428±1.40362),其中获得的热力学参数为:ΔrHΘ=74.59±6.55k J/mol,ΔrSΘ=34.62±11.67J/(mol·K)。同时,运用上述获得的关系式将温度推广到俯冲带条件,计算了金红石溶解度和流体中Ti的最大迁移量之间的关系。结果显示,当金红石的溶解度大于1000μg/m L时,富F流体能有效迁移的Ti大于1μg/m L;随着金红石溶解度的增加,Ti的有效迁移百分比也逐渐增大,但俯冲流体中Ti的最大迁移量可能不超过6700μg/m L,比之前的预计要低得多。本文的研究证实了富F流体能最大程度活化并迁移Ti等HFSE。其中,对于岩浆-热液体系而言,F主要通过在岩浆中预富集,然后再大量分配进入晚期流体中而形成富F流体;对于俯冲带而言,多硅白云母的脱水或热解是形成富F流体/超临界流体的有效途径。     

新疆坡北矿区ZK2-6孔钻探施工技术

新疆坡北矿区ZK2-6孔施工中遇到多层蚀变带,最长连续强蚀变带达30 m,在以往施工过程中,因卤水配制的泥浆性能难以保证,不利于孔壁的稳定,导致在钻进过程中,孔壁剥落超径、断钻杆事故频发。钻杆断开后,由于孔壁坍塌,找不到事故头,从而导致钻孔报废。针对蚀变、破碎地层钻进易发生的孔壁坍塌、超径、掉块及卤水泥浆性能难以保证等问题,开展相关研究,提出相应的技术措施,圆满完成了坡北工区ZK2-6孔的钻探施工。     

MBM-GTQ盐水冲洗液体系的研究与应用

盐水条件下配制出性能稳定且能维护孔壁稳定的冲洗液一直是困扰着新疆戈壁区域钻探施工的一个难题。通过冲洗液材料选型和在不同工区的试验研究,最终确定了MBM-GTQ盐水冲洗液体系配制与使用维护方案,并在新疆若羌县坡北铜镍矿强蚀变地层深孔施工和事故处理中取得了良好的应用效果。实践证明,MBM-GTQ盐水冲洗液体系是适合新疆若羌县坡北铜镍矿破碎蚀变地层的有效方案。