台湾国姓地区中新世海相菱铁矿的成因

菱铁矿很好地记录了过去地质流体的信息,能够用于示踪生物地球化学反应相关的成岩作用带。台湾国姓地区中新世海相泥页岩中发育自生的菱铁矿结核,其成因尚未厘清。野外观察发现菱铁矿以不连续透镜体平行散布于泥页岩中,主要由自生碳酸盐菱铁矿（78.63%）等矿物组成。菱铁矿的稀土元素配分模式为轻稀土亏损、中稀土富集,无Ce异常,指示菱铁矿形成于弱氧化的沉积环境,弱氧化的环境促进了菱铁矿在次氧化带的沉淀。菱铁矿的δ13C_VPDB和δ18O_VPDB值分别为-3.69‰~+0.08‰和-1.09‰~+0.25‰,指示菱铁矿形成于次氧化带,碳源很可能是海水和有机质降解混合产生。研究表明自生菱铁矿能够被用于识别沉积物中的生物地球化学过程和指示成岩作用带。     

寒武纪第4期古海洋氧化还原条件与生物协同演化研究进展

寒武纪生物与古海洋环境演化的成因联系是追溯生命起源、发展及地球环境变迁和两者协同演化的前沿科学问题之一。寒武纪第4期是其中重要的时间节点,华南板块是寒武纪相关问题研究的重要窗口,而古海洋氧化还原条件是分析论证古生物种属及数量巨变地质成因的关键切入点。据此,在大量文献调研基础上,对华南板块寒武纪第4期的沉积古地理背景、古海洋环境条件、生物发育情况、突发性地质事件等进行系统的梳理与总结,认为陆源水体注入、风暴作用等区域性地质作用以及突发性火山活动、海侵等全球性地质事件对古海洋氧化还原条件影响显著,而生物消亡与地质突变事件所引发的海洋缺氧密切相关;但氧化还原条件不同波动阶段的生物丰度差异和不同古生物丰度点位的氧化还原条件差异尚不明确,古海洋氧化还原条件与可诱发其产生波动的地质事件精确时限对应关系仍存在争议,古海洋氧化还原条件波动以何种速度、幅度突破古生态系统耐受阈值仍然未知,难以探索三者之间更深层次的内在联系,可作为后续研究工作重点以进一步揭示寒武纪突发性地质事件、古海洋氧化还原条件和生物演化间的成因联系。     

洪海沟铀矿床头屯河组下段砂体沉积特征及铀矿化控因

通过野外钻孔编录、室内测试分析、钻孔数据统计,结合砂体结构、垂向岩性序列、平面展布形态等特征研究,总结了洪海沟铀矿床主要含矿层头屯河组下段的沉积特征及展布样式,恢复了目的层构造展布形态。目的层主要发育辫状河三角洲平原亚相分流河沉积,分流河道发育有利容矿砂体;北西向缓倾单斜结合南部小型褶皱的构造格局控制了层间氧化带展布形态;通过对砂体结构类型、空间展布形态特征的研究,讨论了其与层间氧化带发育及铀富集关系,认为砂体垂向岩性序列组合样式、平面展布形态共同决定了铀矿化类型及富集部位,层间氧化带前锋线及铀矿化主要发育在岩性-岩相变化部位。     

草莓状黄铁矿的形成机制探讨及其对古氧化-还原环境的反演

【研究目的】草莓状黄铁矿广泛存在于现代沉积物和沉积岩中,其成因机制总体上分为有机成因和无机成因两种,尽管两种机制均有理论与实验的支撑,但尚未建立一种具有普遍意义的形成机制。【研究方法】本文对目前草莓状黄铁矿的形成机理、氧化还原环境的应用及后期环境变化的影响进行了系统的综合研究。【研究结果】不同氧化-还原环境下形成的草莓状黄铁矿在粒径、形态以及硫同位素之间均存在较大的差异,可做为反演古氧化-还原环境的指标。草莓状黄铁矿的微晶尽管与粒径具有一定的正相关性,但是两者在形态演化序列、生长模式、聚集因素等方面与古氧化-还原环境的关系尚不清楚。仅凭草莓状黄铁矿粒径与铬还原法测定的硫同位素反演古氧化-还原环境存在一定的局限性,需要其他指标综合判定,尚需进一步开展草莓状黄铁矿原位硫同位素值与粒径对古氧化-还原环境反演的研究。后期氧化可使草莓状黄铁矿表面化学成分发生变化,但粒径分布依然具有古氧化-还原环境的指示意义。【结论】草莓状黄铁矿的实验模拟、理论体系和多学科交叉的研究中仍存在一些问题,尚需进一步研究。     

福建省紫金山高硫型Cu-Au矿床表生氧化带金矿体中主要载金矿物褐铁矿研究

福建省紫金山Cu-Au矿床是我国典型的高硫型浅成低温热液矿床,具有“上金下铜”的矿化分带。金矿主要产于潜水面以上的氧化带中,而铜矿则主要分布于潜水面以下的原生带中。前人对矿床岩石学、地球化学、矿物学和成矿时代等进行了大量深入研究,积累了丰富的研究成果,但对表生氧化带金矿体内的载金矿物-褐铁矿研究较少。本文通过手标本、矿相显微镜、场发射扫描电镜和电子探针对该褐铁矿进行系统的研究。研究结果表明褐铁矿的产出具有多期次和多结构类型的特点,其矿物成分以针铁矿为主,并含有少量的赤铁矿、绢云母和石英。不同结构类型褐铁矿主要成分(Fe2O3)的差异是由于内部含水矿物发生不同程度的氧化脱水导致的,微量成分(SO3、SiO₂、Al2O3)不同则主要受环境的控制。淋滤过程中形成的Fe(OH)3凝胶,对同时期释放出来的Au的吸附和聚集,并在随后过程中一起沉淀,这为后期形成大储量的金矿床和矿石选采工艺起到关键作用。对紫金山Cu-Au矿床表生氧化带金矿体内褐铁矿的研究,有助于加深对金矿床中自然金富集规律的认识,同时对整个矿床演化体系的理解也具有指导意义。     

古元古代末浅海赤铁矿化微生物席: 标识与意义*

微生物活动导致铁氧化被认为是前寒武纪铁建造和红层形成的重要机制之一,但是地质记录中却鲜有相关证据。针对这一问题,本研究选择华北古元古代末的大红峪组微生物席成因构造(MISS)为研究对象,通过沉积学和矿物学的综合研究,揭示微生物活动在前寒武纪铁循环中的关键作用。研究表明:华北井陉大红峪组发育大量以砂裂为代表的MISS,指示当时潮间带至潮上带广泛发育微生物席;非微生物席层发育大量原位和近距离搬运的海绿石,指示低氧富铁的浅海和孔隙水化学条件,而相邻微生物席层则发生了显著的赤铁矿化,指示相对更氧化的沉积环境。考虑到微生物席层与相邻(厘米级)非微生物席层间微生物活动与矿物组成的明显差异,笔者提出微生物活动可能是导致当时低氧铁化浅海环境局部铁氧化的重要机制。本研究提供了微生物参与Fe²⁺离子氧化的重要证据,对揭示前寒武纪红层和大规模铁建造形成机制具有启示意义。     

原位化学氧化修复工程中氧化剂需求量的测算研究现状

原位化学氧化(ISCO)修复技术由于修复周期短、效率高等特点已被广泛应用于土壤和地下水的有机污染修复。ISCO修复中所需的氧化剂的剂量通常用氧化剂需求量来衡量,在实际应用过程中,使用的氧化剂剂量过多或过少均会产生一定的负面影响。因此,氧化剂需求量的准确测算对于获得良好的工程修复效益具有重要意义。本文在对氧化剂需求量的组成及定义进行梳理、统一的基础上,重点综述了相关测算方法的原理和应用现状。ISCO修复中总氧化剂需求量(TOD)的组成包括污染物氧化剂需求量(POD)、天然氧化剂需求量(NOD)和氧化剂分解量(DEO)。NOD和DEO的存在为有机污染物有效的修复降解和TOD的准确测算带来了挑战。氧化剂需求量的测算方法可以分为实验法和化学计量模型法两大类,实验法又可以分为批实验法、柱实验法、注抽实验法和反应动力学模型法,批实验法的是目前应用目前较为最为广泛。在实验法中,同一样品的不同时间点获得的氧化剂需求量差距可以达到37%,因此应把污染物浓度在氧化作用下降低到目标限值所需要的时间作为氧化剂需求量的测定时间,并且为了更为精准地提供氧化剂需求量,有必要使用带有测试条件的表达方式来进行表示。目前...     

大兴安岭南段锡的成矿作用：以黄岗-甘珠尔庙地区为例

大兴安岭南段是我国重要的锡多金属成矿集中区,为促进区域锡多金属找矿突破,以在黄岗-甘珠尔庙地区多年的野外调查研究工作为基础,运用年代学测试、化学分析及地质模型等方法,分析了区域锡的成矿作用。认为二叠统基底地层及锡林郭勒杂岩是成矿物质的初始来源,经历的变质过程具有进一步富集的作用,大部分锡矿均遭受了多期次的火山-岩浆活动,最终决定锡多金属成矿的是燕山期酸性岩浆-热液成矿作用。同时成矿作用还受到控岩控矿构造、围岩性质、氧化-还原条件、开放-封闭环境的制约,认为在氧化性花岗岩浆侵入钙质地层条件下成矿作用以铁锡为主;还原性岩浆在侵入具开放性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩外带围岩中的热液型脉状锡矿为主,而在侵入具封闭性特征的围岩时,成矿作用以花岗岩内带岩浆凸起部位的花岗岩型锡矿为主。因此,建议将主攻矿种由铅锌调整为锡银,部署重砂及化探方法圈定异常,针对硫化矿体部署电法,针对隐伏岩体部署磁法与重力,还可部署烃、汞、氧气测量等非常规化探方法预测隐伏岩体。     

渝东南地区含锰岩系沉积地球化学特征及成因机制

渝东南“大塘坡式”锰矿形成于Marinoan冰期和Sturtian冰期的间冰期,是在扬子地块东南缘“堑- 垒”式陆缘沉积盆地背景上发育的多阶段、多成因沉积型菱锰矿,成锰期明显受大地构造活动、岩浆作用(火山作用)、“黑烟窗”等热事件影响;且与Rodinia超大陆裂解导致的裂谷盆地成矿作用关系密切。冰期转换、裂谷盆地作用及锰成矿作用三者间的耦合关系明显,并呈现显著相关的沉积地球化学特征。对渝东南不同矿区、不同产状的锰矿及其围岩样品进行的相关Mn/Fe、(Fe+Mn)/Ti、Ba/Sr、U/Th、Y/Ho、SiO2/Al2O3、Al/(Al+Fe+Mn)比值分析和Co/Zn- (Co+Ni+Cu)、La/Yb- ΣREE、La/Yb- Ce/La、lgTh- lgU、La- Ce、lgTh- lgU、(Cu+Ni+Co)×10- Fe- Mn等图解分析,均指示成锰物质的深部来源,成矿受热水影响显著;此外,样品富集As、Sb、Sr、Mo、Ag、Ba、Th、U等热水沉积标识元素。锰矿样品稀土总量平均值为159×10-6,明显高于正常海相沉积阶段形成的菱锰矿稀土总量(19×10-6)。锰矿样品V/(V+Ni)、V/Cr、Ce/La、lgCe/Ce*指示锰矿形成于缺氧环境;Mo、U等氧化- 还原敏感元素富集。成锰盆地的氧化 还原条件制约着锰矿的形成,且成矿过程是沉积、成岩、后生不同阶段矿物相转化的综合结果。锰矿成矿可分为三阶段：第一阶段为沉积期分层性海水上部氧化带MnO2沉淀物富集;第二阶段为沉积期周期性短暂的富氧底流将MnO2沉淀物带入盆地底部沉积;第三阶段为准同生 成岩期,MnO2在缺氧环境中的厌氧细菌或硫酸盐细菌作用下还原为Mn2+,同时产生OH-使底层海水或海底沉积物孔隙流体碱度升高,形成原生菱锰矿及(含)锰碳酸盐沉积物,经成岩作用进一步形成菱锰矿。     

哈萨克斯坦努尔卡斯甘大型富金斑岩铜矿地质特征及金赋存状态

努尔卡斯甘富金斑岩铜矿位于中哈萨克斯坦,是中亚成矿域西段重要的早古生代斑岩型铜金矿床,其形成与早志留世花岗闪长斑岩和石英闪长玢岩有关。矿体由浸染状、(网)脉状和角砾状矿石组成,主要产于花岗闪长斑岩、石英闪长玢岩和石英闪长岩体内以及岩体周围的火山岩地层中。矿床内发育热液磁铁矿、金红石和热液硬石膏。矿区热液蚀变强烈,早期发育青磐岩化和钾钙硅酸盐化(钾长石-阳起石化),随后广泛发育中级泥化,到晚期发育绢云母化。铜矿化与钾钙硅酸盐化和中级泥化蚀变密切相关,矿石矿物主要为黄铜矿,少量斑铜矿和蓝辉铜矿。金矿化主要与中级泥化蚀变关系密切,少量与钾钙硅酸盐化蚀变有关。金矿物主要为细粒自然金和银金矿(多小于10μm)。自然金赋存在蚀变岩中,与硅酸盐矿物关系密切,分布在它们表面、颗粒之间(粒间金)、晶体内(包裹金)和内部裂隙之中(裂隙金,少量)。银金矿主要呈包裹金的形式赋存在于与中级泥化蚀变相关的热液角砾岩的黄铜矿胶结物中。努尔卡斯甘斑岩铜金矿床属于高氧化-高硫岩浆-热液成矿体系,金的大规模沉淀很可能与SO_2歧化反应以及磁铁矿和硬石膏大量结晶而造成的高氧化-高硫成矿热液的SO_4~(2-)/H_2S比值和pH显著降低有关。