德兴铜矿花岗闪长斑岩物质来源的微量元素研究

对德兴铜矿铜厂和富家坞花岗闪长斑岩样品的微量元素和稀土元素分配特征分析研究表明,铜厂和富家坞两个矿区的花岗闪长斑岩具有一致的来源,两个斑岩体均由混有少量地壳物质的地幔岩浆演化而来.结晶分异作用可能是岩浆演化的主要原因.     

论银山铅锌铜矿与德兴铜矿的关系及其找矿方向

江西银山铅锌铜矿床和德兴铜矿床,在构造背景、基底矿源层、岩石和矿床特征、成因方面,都是一致的,表明二者属于同一类型矿床,即次火山斑岩型矿床。两者在地层、岩石和矿床方面的细微差别,可能与其具体构造位置,因而与其剥蚀程度有关。认为银山矿区深部有可能找到德兴式铜矿。     

LA-ICP-MS/FT方法在矿床保存研究中的应用——以赣东北德兴铜矿和银山铅锌矿床为例

矿床保存是成矿系统研究的重要组成部分,其中裂变径迹研究是揭示矿床保存条件和程度的有效手段之一。本文建立了LA-ICP-MS/FT方法,该方法获得磷灰石裂变径迹年龄值与已有外探测器法分析结果对比表明这一方法是可行的。基于此方法,对赣东北德兴铜矿与银山铅锌矿进行了磷灰石裂变径迹分析,得到了德兴成矿岩体的磷灰石裂变径迹年龄71.4±8.6 Ma,银山地区英安斑岩的磷灰石裂变径迹年龄为77.1±8.3 Ma。这一结果表明,在区域整体抬升背景下,两个矿区均以较低的剥蚀抬升速率抬升至地表。两个矿区样品磷灰石平均裂变径迹围限长度分别为12.32±1.77μm和12.56±1.91μm,对应Dpar值为2.45±0.19μm和1.84±0.17μm,径迹长度频度分布属于单峰型,证实两个矿区为单向冷却过程且没有遭受后期明显的热扰动。进一步温度‒时间热模拟路径显示,德兴和银山在70 Ma前经历了快速隆升过程,然后开始缓慢抬升,到约20 Ma开始再次快速隆升。结合前人报道的U-Th/He定年结果,100 Ma以来,德兴可能比银山具有相对更高的隆升量(~1 km)。     

矿区植被重金属胁迫高光谱分辨率数据分析

研究矿区植被重金属胁迫,植被反射光谱测量必不可少。用成像光谱仪野外测试江西德兴铜矿区典型植被的冠层反射波谱曲线,利用导数光谱评价植被“红边”位置。分析得知,植被红边“蓝移”,最大“蓝移”达11nm。根据红边位置与叶绿素含量的正相关关系,并结合铜矿区地质、地貌特点以及开采情况,初步断定铜矿区植被主要受到重金属胁迫而且胁迫程度与植被冠层重金属含量也呈正相关关系。这可作为高光谱分辨率遥感技术在矿区植被修复方面的决策支持和参考依据。     

基于农作物食用安全的土壤重金属风险阈值

采用单项超标指数法对德兴铜矿区土壤和农作物重金属含量进行评价,发现土壤中与农作物中的重金属超标不一致,尤其是Pb、Cd在土壤中不超标或超标很少,但在农作物中超标极其严重。为了解决土壤超标与农作物超标不匹配问题,依据国家食品卫生标准,提出基于农作物安全的土壤重金属风险阈值方法,给出德兴地区农田土壤重金属超标风险阈值。该方法解决了国家标准评价时出现的超标界限偏差和考虑土壤使用情况单一的问题。很好地为德兴铜矿地区水稻和小白菜种植地点的选择和超标土壤的治理提供科学依据,更加灵活地应用于农业生产过程中。     

德兴铜矿闪长玢岩SHRIMP 锆石U–Pb 定年及原位Hf 同位素研究

江西德兴铜矿是中国东南部最大的斑岩型铜矿,前人对该矿床的含矿花岗闪长斑岩、成矿物质来源和流体演化等方面已进行了大量研究,却对该矿床内出现的脉状石英闪长玢岩缺乏较多的关注。本研究对德兴斑岩铜矿铜厂矿区的脉状石英闪长玢岩进行了SHRIMP 锆石U–Pb同位素定年,获得了一个206Pb/238U 谐和年龄加权平均值153.5 ± 2.4 Ma（2σ,MSWD = 2.5）,表明其形成于晚侏罗世（～153.5 Ma）,可能处于由古太平洋板块向欧亚大陆俯冲引起的弧后或弧内拉张构造环境。对其锆石原位Hf 同位素和全岩Nd 同位素研究显示该侵入体具有较高的εNd(t) 值（～0.5）和εHf(t) 值（～4.73）,暗示其很可能具有壳–幔混合的物质来源。可见,德兴地区的构造活动既经历了早期（170～171 Ma）的 由古太平洋板块俯冲形成的陆缘弧环境,又经历了后期（～153.5 Ma）的弧后伸展环境,分别形成了与成矿相关的花岗质岩浆和与成矿无关的闪长质侵入体。     

矿床地质环境模型及其在江西德兴铜矿中的应用

探讨了矿床地质环境模型的概念、研究方法和研究内容,以德兴铜矿为例开展了矿床地质环境模型的示范研究。详细介绍了德兴铜矿开矿前的地质、微量元素地球化学特征和开矿前对环境释放的重金属元素总量等;通过野外采样和室内的数据分析研究了德兴铜矿开矿过程中的环境特征,以大坞河流域和4#尾砂库为研究对象,分析元素含量,结合元素形态分析、环境矿物学分析、室内污染物迁移模拟,详细论述了开矿过程中重金属元素对环境的影响;以关闭后复垦的1#尾砂库为部分功能区关闭之后环境特征的研究对象,建立了德兴铜矿床地质环境模型。     

德兴铜矿低品位矿石堆浸场与大坞河流域土壤重金属元素形态的环境特征

本文主要采用连续提取法对德兴铜矿地区低品位矿石堆浸场和大坞河流域的土壤样品进行元素形态分析。低品位矿石堆浸场中As、Cu元素含量最高分别达到95.7μg/g和1867μg/g,都严重超过国家三级土壤标准,但是通过元素形态分析得到,As元素主要以硫化物态存在(百分比为50%-80%),Cu元素主要以有机结合态存在(百分比为50%-60%),能稳定存在于矿石中。其他元素如Cd、Mo、Pb、Zn都以有机物结合态为主,Cr元素以硅酸盐态为主,Hg元素以硫化物态占主要,重金属迁移性差,对环境的影响不大。大坞河流域上中下游元素形态组成变化不明显。Cu元素含量(平均为400-500μg/g)超过国家三级土壤标准,但是Cu元素主要是以有机结合态存在(比例为35%),稳定性相对较好。而Cd元素虽然在样品中含量在国家三级土壤标准之下,其水溶态、吸附态和碳酸盐态所占的比例较大(30%左右),容易发生迁移转化,对环境的影响较大。Pb元素以有机结合态为主,百分比达到45%;As、Hg元素以硫化物态占主导,百分比大于50%,对环境有潜在的影响。其他元素如Cr、Mo、Zn的硅酸盐态比例最大(50%左右),能比较稳定的存在于土壤中,对环境的影响较小。     

用卫星高光谱数据提取江西德兴铜矿矿山废水的pH值污染指标

在对德兴铜矿矿山废水的光谱特征深入分析研究的基础上,总结了不同类型水体(酸性水、碱性水以及河流水)的特征光谱,并利用地物谱特征开展矿山废水pH值污染指标提取研究.针对水体光谱反射率低、特征光谱不明显的特点,采用矿区卫星Hyperion高光谱数据,应用ISA算法和掩膜技术识别出水体分布并进一步与MNF变换有效结合,根据波段散点图进行不同pH值水体的有效分割.为矿山废水污染的诊断和监测提供了新技术和理论支撑.     

Pb同位素对德兴铜矿成矿物源的制约

江西德兴铜矿是中国东部最大的斑岩型铜矿,对于该矿床的成矿物质来源方面还存在较大的争论.为弄清楚德兴斑岩铜矿的成矿物质来源,本文对该矿床铜厂和富家坞矿区中的黄铁矿进行了Pb同位素研究,研究结果显示,铜厂和富家坞矿床中黄铁矿具有较为一致的Pb同位素组成:206Pb/204 Pb比值为17.954～18.320(平均值18.097);207Pb/204 Pb比值为15.407～15.517(平均值15.476);208 pb/204 Pb比值为37.888～38.153(平均值37.999).该Pb同位素特征以及前人的S同位素特征均表明德兴斑岩铜矿的成矿物质主要来源于地幔,而不是主要来源于赣东北双桥山群新元古代的轻微变质老地层.本研究还通过对国内外近30个斑岩型、矽卡岩型及石英脉型含钼矿床的辉钼矿Re-Os同位素特征进行对比分析,认为德兴铜矿辉钼矿中高的Re和187Os含量也暗示其成矿物质主要来源于地幔.该超大型铜矿可能是在古太平洋板块向欧亚大陆俯冲这一挤压构造环境下,为洋片(P-MORB)中富含Fe3+的岩浆释放出的流体或熔体在上升途中与上覆地幔楔相互作用后的产物.