粤东北桃源铀矿床黄铁矿地球化学特征及其地质意义

粤东北桃源铀矿床位于华南铀成矿省武夷山铀成矿带,其矿床成因、成矿物理化学环境特征等还未开展深入研究。黄铁矿的地球化学特征往往能够有效地反映其形成时的地球化学环境。桃源铀矿床中黄铁矿与沥青铀矿成因关系密切。因此笔者在野外地质调查和岩相学基础上,利用LA- ICP- MS原位分析技术,对桃源矿床黄铁矿主、微量元素开展研究。结果表明：①黄铁矿主量元素w（Fe）=41.64% ~ 49.39%,平均值为45.83%;w（S）=50.56% ~ 57.62%,平均值为53.73%,w（Fe）/w（S）=0.73 ~ 0.98,平均值为0.85,表明其形成环境是一个微弱缺铁,相对富硫的相对封闭的地球化学环境;②黄铁矿中相对富集Si、Na、Al、K、Ca、Cr、Co、Ni、Ti、Cu、Ge、As、Se、Bi、Pb等微量元素;③绝大多数微量元素与主量元素Fe、S无明显线性关系,表明在黄铁矿形成过程中,这些微量元素的地球化学行为除受到类质同象因素的影响外,还受其他因素影响;④成矿元素U与部分微量元素显示出较好的正相关关系,其中Na、Ti等元素含量高表明与铀矿物在空间上紧密相关的黄铁矿形成于成矿早期的碱性热液蚀变阶段,而非成矿期,要早于铀成矿时间,并为铀成矿提供还原剂;⑤黄铁矿内部微裂隙发育,成矿期铀矿物容易进入其中,从而引起裂隙附近铀矿含量升高。伴随的高含量As表明其形成于中低温热液环境。     

滇东南都龙超大型锡锌多金属矿床黄铁矿LA-ICPMS微量元素组成研究

滇东南马关都龙是一个以锡锌为主,共-伴生铟、铜、铅、钨、铁、银等多种元素的锡锌多金属超大型矿床。虽然前人从矿物学、矿床地球化学、年代学等不同角度开展了较多的研究,该矿床锡锌多金属矿化为燕山晚期岩浆热液活动的产物已是不争的事实,但关于该矿床是否存在热水沉积作用及其与锡锌多金属成矿作用的关系依然存在较大争议。本文选取都龙矿区广泛存在的黄铁矿作为主要研究对象,在矿相学基础上利用LA-ICPMS对不同阶段黄铁矿的微量元素组成开展了系统的研究。野外及显微鉴定结果表明,矿区存在四种类型(期次)的黄铁矿,即:鲕状黄铁矿Py1;穿切或交代Py1的细脉状黄铁矿Py2;与闪锌矿等硫化物共生的自形黄铁矿Py3;包裹早期黄铁矿或闪锌矿等硫化物的他形黄铁矿Py4。LA-ICPMS分析结果表明,该矿床黄铁矿中富集多种微量元素,其中Co、Ni、As、Ge等元素以类质同象的形式存在黄铁矿晶格中,而其余元素多以显微矿物包体形式赋存于黄铁矿中。上述四期黄铁矿微量元素组成存在较大差别,Py1相对富集Zn和As,而其余微量元素含量较低,Co与Ni含量较低,Co/Ni比值远低于1.00,其微量元素组成与典型沉积作用形成黄铁矿基本一致; Py2与Py1具有相似的微量元素组成特征,其Co/Ni比值接近Py1变化范围; Py3和Py4除富集Zn、As外,Mn、Co、Ni、Cu、Sb、Pb、Bi元素含量也相对较高,其Co/Ni比值相对较高,多大于1,与典型岩浆热液型黄铁矿微量元素组成相似,而与沉积型黄铁矿差异明显。结合各阶段黄铁矿产出地质特征,对比不同类型黄铁矿微量元素组成,本研究认为:Py1鲕状黄铁矿为热水沉积作用形成; Py2为Py1变质改造形成的细脉状黄铁矿,其微量元素继承了Py1; Py3为岩浆热液活动形成的自形黄铁矿; Py4为岩浆热液活动晚期形成的他形黄铁矿,Ag和Bi组成作为区分不同成因类型黄铁矿的化学指标的潜力。矿区早期沉积作用形成鲕状黄铁矿过程可能为后期成矿作用提供了部分硫源及少量Zn等成矿物质,海西-印支期区域变质改造作用对矿区成矿作用影响不大,而燕山晚期岩浆热液活动才是矿区锡多金属大规模成矿作用的主导因素。     

新疆阿尔泰可可托海伟晶岩型稀有金属矿床中磷灰石地球化学特征及意义

磷灰石可以记录和保存岩浆和热液活动的信息。可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石发育,为研究该矿床伟晶岩成岩成矿过程提供了优良的条件。已有对可可托海伟晶岩型稀有金属矿床磷灰石的研究集中在其稀土元素特征,较少讨论其对伟晶岩成岩成矿过程的制约。本文选取可可托海伟晶岩型稀有金属矿床富矿伟晶岩脉(3号脉)和相对贫矿伟晶岩脉(1号、2b号和3a号脉)中的磷灰石作为研究对象,进行磷灰石岩相学和地球化学研究。岩相学分析表明,磷灰石主要与钠长石、石英、白云母、锰铝榴石等伴生。EPMA分析显示,磷灰石F含量为3.67%～4.41%,Cl含量小于0.67%,较低的Cl含量表明伟晶岩熔体出溶的流体Cl含量较低;大部分磷灰石MnO含量为4.67%～8.71%,但2b号脉磷灰石MnO含量变化较大(1.23%～14.28%),这是由于2b号脉磷灰石具有分带结构,暗示其遭受后期热液作用,促使磷灰石溶解-再沉淀,导致MnO含量发生较大变化。LA-ICP-MS分析显示,贫矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较低(180×10~(-6));相反,富矿伟晶岩脉磷灰石的稀土元素含量较高( 700×10~(-6)),并具有明显的四分组效应(TE_(1-3)平均值为1.7)。1号脉和3a号脉磷灰石均显示轻稀土元素富集,反映其形成过程中有含Cl热液的参与。3号脉磷灰石显示强烈Eu负异常和Ce正异常,而2b号脉磷灰石显示强烈Ce负异常和中等Eu负异常,这种Eu、Ce异常的差异可能与岩浆-热液阶段大量流体出溶密切相关。磷灰石的沉淀将导致热液中HF含量的降低,促使磷灰石周围铌钽矿结晶和Nb、Ta进入磷灰石中。可见,在伟晶岩形成过程中,磷灰石并非保持稳定,其分带结构和主微量成分变化记录了后期热液活动,暗示后期热液活动对伟晶岩的成矿具有重要作用。     

下庄竹山下铀矿床黄铁矿元素地球化学特征及其表征意义

竹山下铀矿床是粤北下庄铀矿田内大型铀矿床之一,铀矿化类型为"交点"型和硅化带型。在详细的野外地质调查基础上,对竹山下铀矿床4种不同类型黄铁矿进行元素含量分析及硫同位素测试,结果表明:"交点"型矿石中黄铁矿相对富集Pb、 Cu、 Co、 As、 Ni、 Se、 Bi、 U、 Sb、 Zn等微量元素;"交点"型铀矿化形成于中深部高温环境,成矿热液具有地幔流体特征,成矿过程硫来源与该区花岗岩中黄铁矿的硫来源一致或者相似,花岗岩中的黄铁矿可能为该期成矿事件的产物;竹山下矿床在垂向上表现出越往深部硫逸度越低的特征;"交点"型和硅化带型中黄铁矿具有相似的微量元素配分曲线,表明二者具有相同的成矿热液来源,且与辉绿岩中黄铁矿配分曲线相似,表明该区成矿热液具有深源性。     

内蒙古黄岗梁铁锡矿床中红色萤石的地球化学特征及成因探讨

内蒙古黄岗梁萤石呈现稀有的红色特征,该颜色萤石全球产量稀少,本文利用LA-ICP-MS原位测试技术对其微量元素地球化学特征进行了系统分析,探讨黄岗梁铁锡矿床中红色萤石的成因。微量元素分析结果显示黄岗梁萤石样品中总稀土元素含量较低,并表现出左倾的富集重稀土特征,其中红色和粉色萤石的稀土元素配分曲线显示出Dy-Tm拱顶式凸起的配分模式,表明其结晶作用发生在成矿流体演化的最后阶段;Y/Ho比值104~197,与热液成因萤石一致,且La/Ho比值为0.027~0.126,具强的负异常,表明了黄岗梁萤石为热液成因;Ce/Ce^*比值0.57~0.98,Eu/Eu^*比值0.22~0.63,均表现出负异常,表明形成黄岗梁萤石的热液流体是在相对还原环境下形成且温度高于200℃。综合分析萤石的地球化学特征和其与围岩的接触关系,认为黄岗梁萤石主要分为两阶段结晶,一阶段为与石英同期结晶形成红色、粉色部分,二阶段为在石英形成后结晶形成的由阳起石他色致色的绿色部分,而黄岗梁萤石罕见的红色是由于Y元素较为富集且含量远高于其他稀土元素,从而形成YO₂色心并在萤石中作用而显色。     

黔中隆起北缘五峰-龙马溪组页岩元素地球化学特征及其地质意义

为探讨黔中隆起北缘五峰—龙马溪组富有机质页岩的沉积环境和物源区背景,对区内两口井的样品进行了有机碳含量、微量元素和稀土元素地球化学测试和分析.结果表明,研究区五峰—龙马溪组页岩在沉积时以贫氧—厌氧环境为主,富氧环境也偶尔存在,且龙马溪组沉积水体还原程度比五峰组高.La_N/Yb_N值的变化反映沉积速率为:龙马溪组下部 < 五峰组 < 观音桥段,表明五峰—龙马溪组页岩沉积时存在沉积速率先变快后变缓的过程.Mo/TOC值显示五峰组页岩沉积时盆地滞留程度较强,进入志留纪相对减弱,盆地滞留程度对有机质富集的正向影响可能不大,海平面升降造成的氧化还原条件以及生产力条件的变化或许控制了有机质的富集.微量和稀土元素组合及比值特征,反映研究区五峰—龙马溪组沉积时的原始物质来自上地壳,五峰组沉积时存在混合物源,而龙马溪组沉积时物源相对单一,总体上源岩以长英质（花岗岩）为主.源区构造背景以主动大陆边缘为主,受到一定热液活动的影响,同时也表现出一定的大陆岛弧构造背景的特征.      

基于颗粒识别分析系统的碎屑流堆积物颗粒识别和统计方法研究

碎屑流堆积物颗粒识别和统计是碎屑流灾害的研究重点。文章基于图像处理孔隙（颗粒）及裂隙图像识别与分析系统（PCAS）,以贵州纳雍普洒村崩塌-碎屑流为例,结合纳雍崩塌堆积物粒径实测结果,通过阐释识别过程中阈值、孔喉封闭半径、最小孔隙面积的参数意义,研究PCAS软件在碎屑流颗粒识别与统计中的应用,并提出了颗粒识别时这些参数的选取方法。分析结果表明:（1）PCAS能自动准确地识别碎屑流堆积物颗粒与孔隙,相比人工计数更精细,所识别堆积物各区小颗粒比重较大,0～2 m颗粒粒径各区占比都在50%以上;（2）当阈值为170（像素）时能获得精细的二值图像,颗粒与孔隙得到了准确地区分;（3）不同参数取值下获得堆积物颗粒粒径分布结果不同,碎屑流堆积物颗粒识别宜采用较大的孔喉封闭半径和较小孔隙面积,当二者比值为3/30（像素）时能更好地反应颗粒粒径分布情况;（4）PCAS具有较高的可行性,统计结果显示,各粒径含量变化趋势与人工统计相近,两种统计方法各粒径占比、分布规律基本吻合,说明利用PCAS可以实现对崩塌碎屑流颗粒粒径分布的高效便捷分析。     

西秦岭夏河—合作地区早子沟和加甘滩金矿床石英微量元素特征及意义

西秦岭造山带发育有大量三叠纪的金矿床,早子沟和加甘滩金矿床是其中最典型的两个矿床,其金资源量分别为116 t和154 t,均为特大型金矿床。早子沟、加甘滩金矿床均位于夏河—合作区域性逆冲推覆断裂以南。早子沟赋矿地层为三叠统古浪堤组,赋矿岩石为泥质板岩、条带状硅质板岩及粉砂质板岩;加甘滩矿区出露地层为三叠统隆务河组,金矿体赋存于长石石英变砂岩夹粉砂质板岩岩性段内。加甘滩金矿床的研究程度相对较低,属中低温构造蚀变岩型金矿床;早子沟金矿床研究程度较高,但是对它的成因仍有不同的认识。石英的微量元素地球化学特征能够提供成矿流体来源与演化的信息,通过对早子沟和加甘滩金矿床开展石英的微量元素地球化学特征研究,探讨其成矿流体来源、成矿条件以及石英微量元素对金矿床形成的指示,为西秦岭造山带金矿床成因研究提供重要的信息。早子沟和加甘滩金矿床不同类型矿石中石英具有相似的稀土元素球粒陨石标准化配分曲线,总体表现出轻稀土元素相对富集、重稀土元素轻微亏损的特征,而且轻稀土元素与重稀土元素分馏程度高,重稀土元素内部分馏程度弱。 早子沟金矿床成矿期热液石英中Rb与Li呈负相关,Rb与Cs呈正相关,而加甘滩金矿床热液石英中Rb与Li、Cs相关性不明显,表明早子沟金矿床石英中Li含量随流体含量的增加而减少,而Cs含量随流体含量的增加而增加。大多数样品具有Eu负异常和弱的Ce正异常,表明早子沟和加甘滩金矿床形成于还原环境,成矿温度较低。样品的(La/Yb)_N较大,反映成矿深度相对较浅。石英的Y/Ho值分别为25.14~30.14和23.40~28.94,指示成矿流体与地壳关系密切。大多数石英样品的Th/La和 Nb/La 值小于1,在大陆地壳标准化图解中具有明显的Sc负异常,Cr、W、Pb和U正异常,表明成矿流体富Cl^-,相对富集Cr、W、Pb和U等元素。结合大地构造背景分析,早子沟和加甘滩金矿形成于大陆边缘环境。     

一种稀土参数图解新方法:以内蒙古拜仁达坝-维拉斯托闪长岩成因研究为例

稀土元素的示踪作用在地质学、地球化学研究中具有重要意义,稀土参数图解可以揭示岩石的形成机理、条件和成因分类,追踪各种复杂地质作用的演化历史。利用稀土元素参数REE与SiO₂、REE与LREE/HREE、δEu与LREE/HREE图解,在内蒙古拜仁达坝-维拉斯托铅锌银多金属矿区从偏基性端元向偏酸性端元演化的闪长岩类野外岩相学观察和室内测试的基础上,发现其全岩稀土参数之间的相关关系,进而结合岩石地球化学数据、稀土参数图解新方法与微量元素聚类分析,判别其闪长岩的成因和岩浆源区。结果显示,拜仁达坝赋矿的闪长岩具有高硅、富钠及较高MgO和Al₂O₃含量的特征,属钙碱性系列,显示地幔岩浆分异与下地壳熔融岩浆混合的特点;拜仁达坝-维拉斯托闪长岩LREE/HREE-REE和δEu-LREE/HREE曲线显示,稀土高值组端元分别呈负相关和正相关关系,负Eu异常明显,相对富集Rb、Th、U、K等大离子亲石元素,亏损Nb、Ta、Sr、P、Ti等高场强元素,而稀土低值组端元反之。上述特征表明, 拜仁达坝-维拉斯托闪长岩为一套活动大陆边缘幔源为主、壳幔混合成因的钙碱性岩浆岩系列。实例研究初步证实,提出的稀土参数图解新方法是有效的,具有较强的普适性,适合在常规的地质科研中完善并推广。