贵州铜仁高地“大塘坡式”锰矿的成矿机制——硫、碳同位素制约

“大塘坡式”锰矿在我国华南黔湘渝地区广泛分布, 是我国最重要的锰矿资源类型之一。它的形成与新元古代Sturtian雪球事件密切相关, 但其具体的成矿机制尚不十分清楚, 还存在许多争论。本文对贵州铜仁地区新近发现的高地超大型锰矿和共伴生黑色页岩中的微量硫酸盐和黄铁矿的硫同位素、菱锰矿等碳酸盐岩及有机碳的碳同位素进行了系统研究, 对该类型锰矿的成矿环境和沉淀机制进行了探讨。高地锰矿大塘坡组一段含锰黑色页岩和锰矿石中硫酸盐的含量很低, 为30.9 ~ 20 439.7 μg/g, 平均3 322.5 μg/g, 硫酸盐的δ34SVCDT为51.5‰~68.1‰, 平均60.4‰。冰碛岩上部铁丝坳组含砾杂砂岩中黄铁矿的δ34SVCDT为26.8‰~59.6‰, 平均52.1‰; 上覆大塘坡组黑色页岩和锰矿石中黄铁矿的δ34SVCDT为53.7‰~65.6‰, 平均63.3‰, 与前人在该区域其它矿区得到的结果一致, 与硫酸盐的δ34SVCDT值差别不大; 黑色页岩和锰矿石全岩的δ34SVCDT为41.4‰~63.9‰, 平均55.7‰。同一样品中, 硫酸盐的δ34S均高于全岩的值, 但差异不大。铁丝坳组顶部含砾杂砂岩的δ13Ccarb为–11.3‰ ~ –8.3‰, 平均–9.6‰, δ13Corg为–31.7‰ ~ –30.1‰, 平均–30.9‰; 大塘坡组一段黑色页岩和锰矿石的δ13Ccarb为–12.4‰ ~ –4.6‰, 平均–8.5‰, δ13Corg为–34.3‰~ –32.6‰, 平均–33.6‰, 二者在含锰段同步下降, 有机碳含量明显升高, 说明有机质对锰矿的形成发挥了重要作用。综上提出, 大塘坡式锰矿形成于滨浅海相半封闭性的断陷盆地之中, 含锰地层中δ34S异常高的黄铁矿是在氧化还原分层明显的静水环境中, 由δ34S异常高的孔隙水硫酸盐在成岩过程中几乎全部还原形成的, 而海水硫酸盐的δ34S正异常与雪球事件、生物爆发和沉积演化等密切相关。雪球融化之后, 在断陷盆地的浅层海水中, 生物活动和光合作用强盛, 氧浓度高, 海水中Mn2+不断被氧化形成氧化锰并从海水中沉淀出来, 而深部还原缺氧富Mn2+的海水不断越过构造脊进来补充。浅层海水中微生物大量繁殖, 死亡后沉降于海底, 导致断陷盆地底部有机质大量聚集, 氧逸度急剧下降。在沉积成岩过程中氧化锰被沉积物中大量有机质全部还原为Mn2+, 有机质本身被氧化为CO2– 3, 二者结合形成菱锰矿。     

贵州乌蒙山毕节市七星关区资源环境承载能力评价

西南岩溶地区是中国重要的生态敏感区,生态地质环境较脆弱,在该类地区探索资源与环境的协调发展,是促进区域可持续发展之路。以乌蒙山集中连片扶贫区中的毕节市七星关区为评价试点,查明了区域地质资源环境现状,探索构建了适用于乌蒙山典型地区的地质资源环境承载能力评价指标体系。评价发现:①七星关区地质资源承载能力总体较强,但空间分布不均;②该地区水土环境承载能力总体较高,但七星关区城区、鸭池镇、清水铺镇等局部地区存在一定的水土环境污染,导致水土环境承载能力较低;③区域地质安全承载能力以中等-较强为主,城区近郊的朱昌和小项地区地质安全承载能力强,是进行城市规划和工程建设的有利地区。评价结果可为区域国土空间规划及"三区三线"划定提供地质依据。     

中国锰矿成矿规律初探-陈毓川院士八十华诞专辑

中国锰矿资源较丰富,资源量排名在世界上位列第5.中国锰矿种类多样,有海相沉积型、火山-沉积型、碳酸盐岩中热水沉积型(或“层控”型)、与岩浆作用有关的热液型、受变质型及表生型.其中,海相沉积型占资源量的71.4％,表生型占15.7％,是最主要的两种类型.中国锰矿广泛分布于“泛扬子区”、华北陆块的燕辽地区以及天山和祁连山部分地区,尤以“泛扬子区”为最,并具分布广泛又相对集中的总体特征.中国的成锰时代多,中—新元古代、早古生代(寒武纪、奥陶纪)、晚古生代—早中生代是中国锰矿形成的重要时代.中国锰矿时-空分布的主要特征是“北锰南迁”:中元古代锰矿主要产于华北陆块的燕辽裂谷带,新元古代—古生代锰矿主要产于“泛扬子区”的大陆边缘盆地或台内盆地中.大型、超大型锰矿床或锰矿田的形成,受控于非构造期盆地性质、古海洋结构、古海水性质及海平面升降等因素,其形成环境存在一定的相似性及同源性.     

湖南铜山岭花岗闪长岩中榍石微区原位Nd同位素和微量元素组成及其岩石成因的指示意义

与热液矿床形成有关的花岗质岩石普遍遭受热液蚀变,且全岩成分仅代表均一化某一时间点的信息,采用全岩成分分析难以有效地揭示花岗质岩石的形成与演化。花岗质岩石中副矿物稳定不容易蚀变,近年原位测试技术的快速发展和日趋成熟,可以准确获取副矿物原位元素和同位素组成,通过副矿物元素和同位素组成可以有效地揭示岩浆来源和演化信息,显著提高了岩浆作用过程的空间分辨率,成为探讨岩石成因的新手段。本文以湘南与铜铅锌多金属成矿密切相关的铜山岭岩体为研究对象,利用电子探针(EPMA)、激光剥蚀等离子体质谱(LA-ICP-MS)和激光剥蚀多接收等离子体质谱(LA-MC-ICP-MS)等原位测试技术,对花岗闪长岩和暗色包体两类岩石样品中的副矿物榍石开展了原位元素和Nd同位素分析。结果表明：所有榍石中Al+Fe与Ti具有明显的负相关关系且稀土元素含量较高,稀土元素与Al和Fe一起主要通过(Al, Fe³⁺)+REE=Ti⁴⁺+O^2-方式替换榍石的Ti位和Ca位而进入晶格。球粒陨石标准化稀土配分模式上,大部分榍石显示Eu正异常。榍石中微量元素对Zr/Hf、...     

重晶石成矿地质特征、成矿作用及成矿机制

重晶石全球范围内广泛分布,重晶石矿床具有形成时代多、元素来源复杂、成矿作用多样等特点,目前有关重晶石矿床的成因仍存在争议。文章系统分析前人的研究成果,厘定了不同类型的典型矿床、成矿时代规律,探讨了不同类型矿床中成矿元素来源、成矿作用及成矿机制。矿床类型方面,重晶石矿可分为沉积型、岩浆热液型、层控型、火山-沉积型和风化（残积）型,主要分布在特提斯成矿域和劳亚成矿域,其他地区主要是冈瓦纳成矿域和环太平洋成矿域,其中沉积型是最主要的成矿类型,占重晶石矿床的60%以上。成矿时代方面,重晶石的成矿时代主要为古生代和中生代,赋矿岩系以沉积岩为主,其次为岩浆岩。成矿物质来源方面,全球典型重晶石矿床中的S同位素和Sr同位素显示,成矿物质来源具有多源性、多样性、差异复合性等特点。成矿机制方面,重晶石的成矿机理复杂,具有多阶段性、多因素等特点。     

黔西南紫木凼金矿床三维地质建模与成矿分析

为实现黔西南紫木凼金矿床矿体的空间展布并分析成矿过程,利用3DMine建模软件对紫木凼金矿床三维地质模型进行了可视化构建。基于大量剖面和钻孔资料,结合矿床地层、岩性、构造等地质特征及已有成矿物质来源、流体来源等研究结果,通过矿床地质、构造、矿体展布之间的关系,建立了金矿床的空间展布模型,并分析了紫木凼金矿床成矿过程。结果表明：① Au的富集展布和规模受地层与构造影响明显,表现为上部矿体主要沿F₁断层蚀变带产出,品位沿断层蚀变中心向周围递减,下部矿体主要赋存于龙潭组（P₂l）层间破碎带中,背斜轴部矿体品位较高;② Au的富集成矿过程为：含Au热液沿深大断裂上升至龙潭组（₂l）层间破碎带时,因温度、压力等因素导致热液中部分Au顺层沉淀。残余热液继续上升至F₁断层处与其他流体混合并与围岩反应,因流体压力降低、pH值显著增高等因素使Au沿F₁断层蚀变带沉淀;③基于紫木凼金矿床三维地质模型的构建和Au的富集成矿过程分析,归纳为紫木凼金矿床“热液运移-流体混合-断层沉淀”的成矿模式,对探究中国卡林型金矿床成因及成矿预测提供一定参考。     

贵州道坨锰矿菱锰矿的稀土元素特征

贵州道坨锰矿是2010年发现的一个大型碳酸锰矿床,含矿层位为南华系大塘坡组底部的含锰黑色页岩,主要含锰矿物为菱锰矿。通过对锰矿石全岩与提取出的菱锰矿进行稀土元素对比分析发现:(1)不同Mn含量的锰矿石的∑REE在(171.84~243.08)×10-6之间,提取的菱锰矿的∑REE在(32.52~135.69)×10-6之间,菱锰矿的∑REE占全岩∑REE的比例从15%到80%不等。菱锰矿的∑REE随着锰含量的升高而升高,且稀土元素配分模式都呈轻稀土含量少,中稀土富集,重稀土相对中稀土减少的"帽"式配分模式,而全岩的配分模式基本是平坦的直线型。随着全岩中Mn含量的升高,全岩和菱锰矿的配分模式越来越相似;(2)菱锰矿的δCe值在1左右,且随着Mn含量的升高。δCe值变大,这可能是因为Ce在锰氧化物或氢氧化物逐渐沉积富集的过程中,逐渐地被吸附,而造成了异常值的逐渐增大,说明菱锰矿的形成经过了锰氧化物或氢氧化物的阶段;(3)分别比较菱锰矿中Mn和P与轻、中、重稀土的相关性,Mn与中稀土的相关性最差,而P与中稀土的相关性最好。因此菱锰矿所表现出的中稀土富集的现象可能是其中的磷酸盐引起的,而磷酸盐与菱锰矿的共存可能是因为当时环境中磷与锰的分离不彻底造成的。     

江南造山带西南缘石英脉型金矿中毒砂Re-Os同位素定年研究

江南造山带西南缘的贵州东南部地区石英脉型金矿产于低绿片岩相的板溪群浅变质岩中,具有典型的造山型金矿特征。与江南造山带其他造山型金矿一样,其成矿时代具有较大的争议,金矿的形成与造山运动的关系还不清楚,制约了对本区金矿成矿作用的深入研究。本文采集了平秋和八克两个石英脉型金矿中与金成矿作用密切相关的含金石英脉中毒砂样品进行高精度的Re-Os同位素分析,分别得到235±3.4 Ma和410±52 Ma两个Re-Os同位素等时线年龄,八克金矿毒砂样品的年龄误差较大的原因是毒砂中Re含量较低所致,但其中低含量高射性样品计算得到的Re-Os同位素模式年龄仍然与其等时线年龄一致。两个矿床的毒砂Re-Os同位素年龄揭示了江南造山带石英脉型金矿与加里东期和印支期两次陆内造山运动有关,是华南显生宙陆内造山运动的产物。     

中国铝土岩系中伴生钪资源富集规律及富集机制初探

钪(Sc)作为新世纪的重要资源,广泛分布于自然界中,但其分布极为稀散,钪的独立矿物稀少,独立矿床几乎没有。铝土岩系中的钪资源储量巨大,本文统计了中国各铝土矿成矿带Sc数据,在对比山西(断隆)成铝区、华北陆块南缘成铝区、渝南—黔北成铝带、黔中成铝区和滇东南—桂西成铝区的数据基础上,发现滇东南—桂西成铝区的Sc含量最高,含钪铝土岩系形成时代主要为石炭纪和二叠纪。通过对比分析A/S与钪的关系,在A/S小于2.5,钪的含量总体较高,且与A/S正相关,大于2.5后,与A/S负相关。从而得出在铝土岩系中,Sc分布在顶层的黏土岩、中部的铁质铝土矿以及底部的铁质黏土岩、铁质岩,尤其是在含铁铝土岩系中高度富集。通过对比分析铝土岩系各元素含量,发现钪与铁、铌、钒、铬元素成正相关,综合铝土岩系中其他元素的矿物表现形式,推测钪在铝土岩系中的赋存形式可能为:类质同象、离子吸附、和超显微非结构混入物。本文初步探讨总结钪在铝土岩系中可能的赋存形式、时空分布规律及钪的迁移转化机制,为铝土矿中伴生钪资源的综合利用开发提供理论支撑。     

黔北铝土矿稀土元素富集机制——以新民铝土矿为例

通过对黔北新民铝土矿岩矿石稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素特征与富集机制。研究发现:黄龙组灰岩呈"平坦型"稀土元素配分模式,韩家店群泥岩、梁山组炭质泥岩及大竹园组(含矿岩系)呈"右倾型"轻稀土富集特征,而大竹园组随着风化作用的增强从陡"右倾型"的铝质泥岩→缓"右倾型"的豆状、致密块状、碎屑状铝土矿→缓"左倾型"土状铝土矿的特征。且含矿岩系由底到顶,∑REE具减少趋势,顺着其倾向∑REE有下降趋势,沿着走向其有升高趋势;这受到不同底板岩性及厚度大小的影响,底板泥岩比灰岩更易使含矿岩系富集稀土,同为灰岩,其厚度越大其稀土总量有富集趋势。而∑REE受到矿物组合(岩性)控制,其有"含独高稀,鲕粒富稀,豆状少稀,高铝贫稀"特征。对实验数据进行分析和做相关性图解(Sr/Ba—∑REE、Sr/Cu—∑REE、δCe—∑REE、δEu—∑REE)可知,在干热气候的海相咸水环境更易使稀土富集,虽含矿岩系主要是在氧化环境中形成,但高∑REE样品易在还原环境中富集。