Reactive transport impacts on recovered freshwater quality during multiple partially penetrating wells (MPPW-)ASR in a brackish heterogeneous aquifer

The use of multiple partially penetrating wells (MPPW) during aquifer storage and recovery (ASR) in brackish aquifers can significantly improve the recovery efficiency (RE) of unmixed injected water. The water quality changes by reactive transport processes in a field MPPW-ASR system and their impact on RE were analyzed. The oxic freshwater injected in the deepest of four wells was continuously enriched with sodium (Na⁺) and other dominant cations from the brackish groundwater due to cation exchange by repeating cycles of ‘freshening’. During recovery periods, the breakthrough of Na⁺ was retarded in the deeper and central parts of the aquifer by ‘salinization’. Cation exchange can therefore either increase or decrease the RE of MPPW-ASR compared to the RE based on conservative Cl⁻, depending on the maximum limits set for Na⁺, the aquifer’s cation exchange capacity, and the native groundwater and injected water composition. Dissolution of Fe and Mn-containing carbonates was stimulated by acidifying oxidation reactions, involving adsorbed Fe²⁺ and Mn²⁺ and pyrite in the pyrite-rich deeper aquifer sections. Fe²⁺ and Mn²⁺ remained mobile in anoxic water upon approaching the recovery proximal zone, where Fe²⁺ precipitated via MnO₂ reduction, resulting in a dominating Mn²⁺ contamination. Recovery of Mn²⁺ and Fe²⁺ was counteracted by frequent injections of oxygen-rich water via the recovering well to form Fe and Mn-precipitates and increase sorption. The MPPW-ASR strategy exposes a much larger part of the injected water to the deeper geochemical units first, which may therefore control the mobilization of undesired elements during MPPW-ASR, rather than the average geochemical composition of the target aquifer.     

长江中下游成矿带庐枞盆地小包庄铁矿床地质特征研究

罗河铁矿床位于长江中下游成矿带内庐枞火山岩盆地的西北部,是成矿带内已发现规模最大的铁矿床。2013年在罗河铁矿床深部又勘探新发现了小包庄大型铁矿床,这是长江中下游成矿带内近年来重大找矿突破之一,具有重要的理论研究意义和勘探应用价值。本文在前人工作基础上,基于详细的钻孔观察和系统的岩相学、矿相学工作并结合电子探针测试分析,研究了小包庄铁矿床的矿化蚀变特征,厘定了矿床的成矿阶段,分析了成矿作用过程,并初步探讨了矿床成因。研究表明,罗河铁矿床和小包庄铁矿床为同一成矿系统在不同深度成矿作用的产物。小包庄铁矿床主矿体矿呈厚大的透镜状、似层状产于砖桥组地层中,位于罗河铁矿床主矿体之下约800~1000m,主要由浸染状矿体组成。矿床中金属矿物主要为磁铁矿和黄铁矿,非金属矿物主要为硬石膏、透辉石和碳酸盐,矿石的代表性矿物组合为磁铁矿-硬石膏-透辉石。矿石的结构构造主要有浸染状构造、脉状构造、块状构造、自形-半自形粒状结构、他形粒状结构和筛状结构等。矿床围岩蚀变强烈,主要蚀变类型有碱性长石化、透辉石化、绿泥石化、绿帘石化、碳酸盐化和硬石膏化。小包庄铁矿床形成经历了热液期的四个阶段,即碱性长石阶段、透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段、绿泥石-绿帘石-碳酸盐阶段和硬石膏-黄铁矿-碳酸盐-石英阶段,其中,铁矿化主要发育于透辉石-硬石膏-磁铁矿阶段。通过矿床地质特征的分析以及与宁芜地区铁矿床的对比研究,本文认为小包庄铁矿床成矿物质和成矿流体来源于深部的闪长质侵入岩(?),而矿化发育在远离侵入岩或次火山岩之上的火山岩中,明显有别于宁芜地区玢岩铁矿床,类似于智利安第斯成矿带中部分产于安山质火山岩中的磁铁矿-磷灰石型矿床,是长江中下游成矿带中产于火山岩中的一类特殊类型的玢岩型铁矿。     

云南会泽铅锌矿床分散元素的富集机制——兼论浅色闪锌矿富集Cd的原因

文章对云南会泽铅锌矿床的黄铁矿、方铅矿和闪锌矿中的分散元素进行了电子探针分析(EMPA),探讨了分散元素的富集机制.结果表明,分散元素含量已达到综合利用指标,且富集规律为:分散元素以类质同象的形式赋存,黄铁矿中分散元素含量较低,而方铅矿中分散元素的含量稍高于闪锌矿.闪锌矿中:Cd富集顺序为红色＞杂色＞黑色,在高温阶段Cd置换Fe,低温阶段Cd置换Zn;Ga通过置换Zn进入闪锌矿,Ge可能主要替代Fe而进入闪锌矿晶格.方铅矿中:Cd和Ga元素置换Fe或Pb先进入方铅矿晶格内,Ge则富集较晚,具体表现为:当Ga含量较低时,元素进入方铅矿品格顺序为Fe,Zn→Cd→Ga,Ge,当Ga含量较高时,元素进入方铅矿品格的顺序依次为Cd,Ga→Ge.     

大湖塘矿集区燕山成矿阶段矿床成矿系列研究及找矿问题探讨

大湖塘矿集区位于赣西北九岭成矿带西北部位,区内燕山期岩浆岩侵入活动及成矿作用强烈。大湖塘燕山期岩浆岩形成时间分布在130.3 Ma~151.4 Ma之间,可划分为三次侵入:130.3 Ma~134.3 Ma、140.4 Ma~144.4 Ma、146.4 Ma~151.4 Ma;在144.4 Ma~146.4 Ma之间,岩浆活动处于休宁阶段。区内燕山期岩浆岩与矿床在形成时间上十分接近,空间关系上相互依存,并显示特定的分布格局。根据区内矿床的分布特点、产出位置、成矿时间、燕山期花岗岩与矿床的相关性等特征,可将大湖塘矿集区由北向南依次划分为W、Mo—W、Mo、Cu、Pb、Zn—Cu、Pb、Zn、Au、Ag三个成矿系列,并提出了"北钨南铜"的找矿观点。区内双桥山群与成矿,燕山期岩浆岩的起源,矿床等间距分布,以及重力勘探方面的研究应加强。     

胶东玲珑金矿田175号脉群深部地质特征与成矿预测

玲珑金矿属于以石英脉型为主的金矿床,其矿脉受玲珑断裂和破头青断裂控制。区内脉群发育,175号脉群是玲珑金矿的主要大型金矿脉群之一。文章通过总结175号脉群成矿地质背景、矿床地质特征,分析了控矿因素、矿体赋存规律、矿石类型等;阐述了175号脉群深部成矿规律,并根据见矿工程利用地质块段法预测175号脉群11—101勘探线范围-800 m标高以下(332+333)金矿石量192.44×10~4 t,金金属量8.5t。     

江苏省南京市江宁区杨库村铜矿地质特征及找矿前景

通过对江苏省南京市江宁区杨库村铜矿的地质背景、矿床地质特征、围岩蚀变及矿床成因、成矿控矿条件的分析研究,并与相邻已知矿区进行对比,结合近几年的工作成果,阐述了杨库村铜矿的找矿前景。     

钟姑地区典型矿床的重磁找矿模式

钟姑地区位于宁芜中生代火山岩盆地南段,已发现有白象山铁矿等多个大型铁矿,是长江中下游成矿带以玢岩型铁矿为主的矿集区。本文以钟姑地区实测岩石物性参数为桥梁,以实测重磁数据为基础,分析了该区白象山铁矿、钟九铁矿和云楼铁矿的重磁场分布特征,并根据典型矿区已知地质条件,运用成熟的2.5D重磁联合反演技术进行计算,从定量角度认识铁矿体深部发育形态、位置与重磁异常之间对应关系,建立钟姑地区白象山铁矿等典型矿床的重磁找矿模式,为该区进一步找矿突破提供地球物理场信息。     

湖南湘潭锰矿的地球化学特征及成矿机制

湘潭锰矿床的锰矿层赋存于新元古代南华系(成冰系)大塘坡组底部含锰黑色页岩中,含锰矿物主要为菱锰矿。湘潭锰矿的Fe/Mn值低,Th/U、V/(V+Ni)和V/Cr值等地球化学指标显示其发育在氧化-次氧化的沉积环境中,暗示菱锰矿并不是由Mn~(2+)和CO_3~(2-)直接沉淀形成的。湘潭锰矿稀土元素含量高,稀土元素配分模式存在轻微的中稀土元素富集,具有明显的Ce正异常,这些特征指示湘潭锰矿含锰矿物是以锰氧化物或氢氧化物的形式沉淀的。同时,锰矿的碳同位素富集碳的轻同位素,说明有机物参与了菱锰矿的形成过程。综合分析表明,湘潭锰矿成矿过程可以分为沉淀和转化两个阶段:在氧化性的水体中,Mn以氧化物或氢氧化物的形式沉淀;在缺氧且富含有机物质的成岩环境中,Mn氧化物或氢氧化物被有机物还原而转化生成菱锰矿。这与华南地区其他几个典型的大塘坡式锰矿的成矿机制一致。     

新疆北山小常山铁矿矿物电子探针分析及矿床成因探讨

小常山铁矿位于新疆北山裂谷带西段,矿体赋存于辉长岩、辉长岩和大理岩接触带中,部分赋存于花岗闪长岩和大理岩接触带。前人研究辉长岩年龄为276±1.2Ma,与坡北铜镍硫化物岩浆矿床形成年龄一致,同属早二叠世。小常山铁矿中可见有明显的岩浆贯入现象。矿体主要呈透镜状、块状、脉状、薄层状。金属矿物主要为磁铁矿,含极少量的褐铁矿和黄铁矿;近矿围岩蚀变较弱,主要有石榴子石化、绿帘石化、大理岩化。电子探针研究表明,磁铁矿FeOT含量范围较大,主要分布在85%范围以上,Al_2O_3含量相对较高,TiO_2-Al_2O_3-(MgO+MnO)图解、TiO_2-Al_2O_3-MgO图解均显示热液接触交代成因特点,表明小常山铁矿的形成和岩浆热液的交代作用有关。石榴子石属于钙铝榴石-钙铁榴石系列,与典型矽卡岩矿床的石榴子石端员组分组成有一定差别。结合小常山铁矿体地质特征以及电子探针分析测试等研究,认为小常山铁矿是多成因的复合型矿床,具有岩浆成因和热液成因特征,但后者是主要成因。     

黑龙江省嫩江县三矿沟铁铜矿床矿石特征及意义

三矿沟矿床位于黑龙江省嫩江县多宝山矿集区西北部,为小型矽卡岩型铁铜矿床。在野外地质调查与ICP_MS测试的基础上,通过显微观察、扫描电镜与电镜能谱分析,对三矿沟矿床的矿石特征进行了研究。在矿石中新识别出钨铁矿、白钨矿、锡石、自然铋、碲铋矿、辉铋矿、硫铜铋矿、硫铋铜矿、碲银矿、银金矿、金银矿、自然金,钴黄铁矿、辉砷钴矿、含锌硫砷铜矿等金属矿物。矿石有用金属元素为Cu、Fe、Zn、W、Co、In、Bi,建议对这些元素展开进一步的研究,并在开采时进行综合评价。详细的矿石镜下研究结果显示,矿床形成过程分为内生成矿期与表生期,其中内生成矿期分为干矽卡岩阶段、湿矽卡岩阶段、氧化物阶段(主要的铁矿化阶段)和低热液-硫化物阶段这4个阶段(主要的铜矿化阶段),表生期只包含表生阶段。其中铁矿化形成于高温阶段,铜矿化系中温热液交代形成。