钨矿石和锡矿石化学成分分析能力验证结果评价和离群值原因

金属矿产的勘查、评价、开发与综合利用要求对不同矿石品位与精矿的完整系列品质进行评价检测和仲裁测试。钨矿石和锡矿石作为金属矿的重要矿种,在客观上要求相关实验室应具备不同含量品级钨矿石和锡矿石组分的检测能力。本文按照国家认证认可监督委员会(CNCA)编号为CNCA-13-A14的钨矿石和锡矿石化学成分分析能力验证计划的要求,对中国30个省市、自治区的58个实验室提供的8个元素(W、Sn、Cu、Pb、Zn、Mo、Sb、Bi)的测定结果进行能力验证分析,采用稳健统计法,根据Z比分数判定参加实验室的检测能力。根据Z比分数≤2为满意结果的判定标准,51个实验室全部结果的Z比分数≤2,总体结果满意率(各元素的Z比分数均≤2的实验室占总实验室的比例)为88%,出现可疑和离群结果的实验室占12%。总体上钨矿石和锡矿石中元素Sb、Pb、Zn的满意率较高(其中锡矿石的Zn测定结果全部满意),W、Bi稍差;钨矿石各元素的检测水平差异小,整体结果好于锡矿石。钨矿石和锡矿石分析能力验证结果产生离群值的原因,一方面是实验室的测试水平存在差异;另一方面是各实验室采用的检测方法分散,有化学分析方法和仪器分析方法,化学分析方法检测步骤多,仪器分析方法方便快速,逐渐成为例行检测方法,两类方法的影响因素都较多。本文提出,提高实验室的检测水平和检测能力,需要适当统一检测方法,提高方法掌握的熟练程度,避免仪器状态对分析结果的影响,确保检测结果的一致性和准确性。     

CdTe量子点荧光猝灭法测定赤泥中痕量镍

Cd Te量子点具有荧光强度高和稳定性好的优点,应用Cd Te量子点荧光猝灭法分析基体复杂的样品,需要有效分离对测定干扰的金属元素和高效富集待测元素。本文以巯基乙酸(TGA)作稳定剂,采用水相合成法制备了巯基乙酸修饰的Cd Te量子点,基于镍离子在p H=10.0硼砂缓冲溶液中对Cd Te量子点的荧光具有较强猝灭作用,建立了一种测定赤泥中痕量镍的荧光光度方法。荧光猝灭反应的最佳实验条件为:Cd Te量子点的浓度3.0×10-4mol/L,反应温度为室温,反应时间10 min,在此条件下镍离子浓度在2.0×10-7~7.8×10-5mol/L范围内与Cd Te量子点的相对荧光强度呈良好的线性关系;方法检出限为1.5×10-7mol/L。本方法针对Fe3+、Co2+、Cu2+等主要基体金属元素允许量低的问题,采用25%的2-羟基-4-仲辛氧基二苯甲酮肟(N530)磺化煤油萃取回收滤液中的Ni2+,镍回收率达到99%以上;赤泥中痕量镍的测定结果与催化光度法相符,加标回收率为98.3%-104.2%。     

酸溶-电感耦合等离子发射光谱法测定密西西比型铅锌矿床矿石中的铅

密西西比型(MVT)铅锌矿床的主要矿物有方铅石、闪锌矿,常伴生有重晶石、萤石等矿物,使得MVT型矿石在酸处理过程中易生成不溶于水和酸的硫酸铅钡复盐,故而检测矿样中铅的含量偏低。本文建立了采用盐酸-硝酸-氢氟酸体系酸溶分解MVT型矿石,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定铅含量的分析方法。实验比较了盐酸-硝酸-氢氟酸、盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸、盐酸-硝酸-硫酸三种酸溶体系的溶样效果,并通过X射线衍射论证了方法的可行性。结果表明,盐酸-硝酸-氢氟酸体系克服了复盐硫酸铅钡和硫酸铅沉淀的生成,适量的氢氟酸促进了Pb SO4的溶解,X射线衍射表征也表明此种酸溶体系的沉淀中不含有Pb SO4,可更彻底地分解MVT型矿石。本方法精密度(RSD)为0.3%~0.6%,实际样品的加标回收率为96.0%~99.2%,铅的最佳检测范围为0.01%~20.0%。     

东天山香山铜镍硫化物-钛铁氧化物矿床成因

新疆东天山地区是中国重要的Cu-Ni-Au-Mo-Fe矿集区,目前,该地区唯一的一个铜镍硫化物-钛铁氧化物复合型矿床产自香山岩体中。通过对香山岩体的岩石地球化学和同位素地球化学研究,表明香山岩体是同源岩浆不同演化阶段的产物;硫化物熔离主要受控于岩浆自身分离结晶作用,同化混染和外来硫的加入对硫化物熔离具有一定促进作用。岩浆高度演化、残余岩浆中Ti、Fe元素富集、岩浆体系高氧逸度、富含流体相和挥发分使钛铁氧化物逐步结晶,并在合适的容矿空间富集成矿。     

参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化机制研究

基于野外实际含水层参数存在空间变异性的客观事实,研发概率Pareto遗传算法(Probabilistic Pareto genetic algorithm,PPGA),用于求解考虑含水层参数空间变异性下地下水污染监测网多目标优化设计问题。PPGA在ε-改进非劣支配遗传算法(epsilon-dominance non-dominated sorted genetic algorithm II,ε-NSGAII)的基础上通过添加概率择优排序和概率拥挤度技术,寻求考虑参数空间变异条件下地下水污染监测网模拟—优化耦合模型的Pareto最优解。将优化结果与蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)模拟分析结果进行对比,验证优化结果的可靠性。算例求解结果表明:在求解考虑参数空间变异性条件下地下水污染监测网多目标优化设计问题时,PPGA优化所得Pareto最优解变异性小,可靠性高,可为决策者提供一系列稳定可靠的监测方案。     

广西乐业泥盆系—石炭系沉积碳酸盐岩脉及地震事件沉积的新发现

广西右江盆地发育多个孤立碳酸盐岩台地,在各台地边缘广泛发育同沉积断层及沉积碳酸盐岩脉,常常发育地震事件记录。在广西乐业台地边缘上泥盆统融县组鲕粒灰岩、藻粘结灰岩等地层中新识别出多条晚泥盆世沉积灰岩脉:玛瑙纹状灰岩脉、白云岩脉、微晶灰岩脉及藻灰岩脉等,新识别出早石炭世海百合茎灰岩脉(内部结构呈高密度颗粒流状新类型),同时观察到同沉积断层及同生角砾岩、层内断错及原地震裂岩等,为沉积碳酸盐岩脉的成因提供新的证据,同时表明在乐业台地边缘,至少有两次同沉积正断层的活动,一次发生在晚泥盆世,诱发了脉及围岩均为晚泥盆世融县期的沉积碳酸盐岩脉、层内断错及原地震裂岩;一次发生在早石炭世,诱发的脉为早石炭世尧云岭期,围岩为上泥盆统融县组的沉积灰岩脉及伴生角砾岩。展示了在广西右江盆地发生张裂背景下,乐业台地边缘同沉积正断层活动,诱发地震事件,同时伴生张裂隙,即沉积灰岩脉的构造-沉积过程,是广西右江盆地在晚古生代伸展过程的历史记录。     

压实作用下广西典型红树林区沉积速率及海平面上升对红树林迁移效应的制衡

气候变化造成的海平面上升是迫使红树林向陆迁移的主要驱动力, 而其自身通过捕沙促淤不同程度的减缓了海平面上升速率的影响。基于广西典型红树林区8根短柱的210Pb测年和含水率分析, 以考虑/未考虑沉积物压实作用为研究情景, 通过对比研究红树林区潮滩地表高程抬升速率和相对海平面上升速率的大小关系, 揭示当前海平面上升对广西红树林向陆/向海迁移的驱动机制。研究发现:未考虑压实作用下的沉积速率约是考虑压实作用下沉积速率的1.00~1.34倍(平均1.12倍), 压实作用明显;压实沉积速率介于0.16~0.78 cm/a, 其底层压实沉积速率与潮滩地表高程抬升速率相等。压实作用下, 英罗湾和丹兜海红树林区的地表高程抬升速率小于相对海平面上升速率;与未考虑压实作用得到的结论相悖。由于广西红树林海岸大都建有防波堤, 限制了红树林向陆的迁移;表明英罗湾和丹兜海的红树林正面临海平面上升的威胁。压实作用校正与否对地表高程抬升速率与相对海平面上升速率相当的区域尤为重要。     

西藏拉抗俄斑岩铜钼矿床辉钼矿Re-Os同位素测年及其地质意义

西藏冈底斯成矿带拉抗俄斑岩铜钼矿床位于西藏特提斯构造域拉萨地块东段中南部,是近年来青藏高原地质大调查项目评价的重点矿床之一。本文在钻孔地质编录的基础上,采用辉钼矿Re-Os同位素测年技术,对拉抗俄铜钼矿床中8件产于花岗闪长斑岩中的辉钼矿进行定年,获得了拉抗俄矿床辉钼矿成矿年龄,辉钼矿Re-Os模式年龄为(13.20±0.20)Ma~(13.64±0.21)Ma,加权平均值为(13.38±0.15)Ma,等时线年龄为(13.12±0.44)Ma,代表了拉抗俄斑岩铜钼矿床的成矿时代,成矿作用发生于中新世。辉钼矿中Re的含量为343.6×10-6~835.7×10-6,平均557.8×10-6,指示其成矿物质中有幔源物质加入。拉抗俄斑岩铜钼矿床形成于印度—亚洲大陆碰撞造山带碰撞过程的伸展背景,其成矿年龄与冈底斯斑岩铜矿带东段中亚带众多斑岩-矽卡岩成矿系统年龄基本一致(17~12 Ma),相对于同一矿集区的驱龙、甲玛、邦铺斑岩-矽卡岩型铜多金属矿的成矿年龄小2~3 Ma,但其形成受控于相同的成矿地球动力学背景。     

2008年汶川地震(Ms8.0)非对称同震破碎带的确定:来自WFSD-1随钻流体的证据

地震过程中相当可观的一部分能量消耗于裂隙的活化与形成,来自汶川地震断裂带科学钻探一号孔(WFSD-1)的随钻流体表明,地震新形成的裂隙对应有较强的流体异常,它们为流体的入侵提供了良好的通道。随钻流体呈非对称性分布于主滑移面的两侧,主要的流体异常带集中在主滑移带下方须家河组顶部120 m范围内,该带中气体的含量以及变动的频率明显高于上部相同的宽度范围以及下部沉积岩层,来自地球物理测井的资料同样显示这一带破碎严重并伴随有大量水的侵入,暗示汶川地震形成的裂隙具有非对称性分布的特征。这一特征可能同时受控于断裂上盘彭灌杂岩与下盘须家河组岩层的力学性质差异以及地震破裂过程中形成的非对称性应力分布。     

西藏北冈底斯扎独顶A型花岗岩锆石U-Pb年代学、地球化学及其地质意义

西藏北冈底斯早白垩世花岗岩分布广泛;扎独顶岩体作为其中的一个典型代表,其分布广泛,呈岩基型式产出,在岩性上属二长花岗岩。在岩石化学上扎独顶岩体具有富Si O2(70.05%~74.97%)和K2O(4.09%~5.35%),贫Ca O(0.93%~2.19%)、Ti O2(0.22%~0.52%)和Al2O3(12.81%~14.24%)的特征;属于准铝质-弱过铝质(A/CNK=0.99~1.0)高钾钙碱性系列。岩体稀土元素总量偏高(∑REE=199.36×10-6~247.91×10-6),相对富集轻稀土元素(LREE/HREE=5.82~6.88),Eu负异常明显(δEu=0.30~0.45),球粒陨石标准化分布模式呈向右缓倾的V型。微量元素显示其富集Rb、Th、K、Zr和Hf,亏损Nb、Ta、Sr、Ba、P和Ti,(Zr+Nb+Ce+Y)平均值为427.63。全岩锆石饱和温度(828~838°C)表明岩浆形成温度高。上述岩石地球化学特征表明扎独顶岩体为A型花岗岩。扎独顶岩体LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为(103.8±1.0)Ma,表明其形成于早白垩世晚期;在构造判别图解上位于碰撞后的A2型花岗岩区,是在碰撞后岩石圈伸展背景下,由于软流圈物质上涌导致岩石圈地幔与壳源熔体部分熔融并经历过一定程度的混合作用而形成的。