Determination of historical emission of heavy metals into the atmosphere: Celje case study

The research shows that in the Celje area (Slovenia), the historical anthropogenical emissions are 1,712 tons of Zn and 9.1 tons of Cd. For Zn, this value represents approximately 0.3% of the total Zn production in that area. Close to the former zinc smelting plant, the “Zn precipitation” has been estimated to be up to 0.036 mm. The 100-year Zn production left behind a heavily contaminated area with maximum concentrations of Zn of up to 5.6% in attic dust and 0.85% in the soil, and 456 mg/kg of Cd in attic dust and 59.1 mg/kg in the soil. The calculation of historical emissions is based on the data of heavy metals concentration in the attic dust at 98 sampling points and on the data from 19 measurement sites of the weight of total monthly air deposit. The main idea behind determining past emissions is that when the weight of the deposited dust on a small area is multiplied by the concentration of the element in that area, the mass of the polluter which has been transported to the place of interest by air can be calculated. If we sum up all the weight over the whole geochemical anomaly, we get the quantity of historical emissions.     

An Attempt to Predict the Failure Time of Abandoned Mine Pillars

Summary  Left in place pillars of abandoned mines are subject to weathering (e.g action of water, bacteria) that degrades their mechanical strength and eventually leads to collapse. A simple weathering model is proposed, that is governed by two parameters: the rate of progression of weathered front and the rate of degradation of the compressive strength with time. Both plane strain and axisymmetric analyses are performed and closed form solutions of the variation with time of the bearing capacity of the pillar are given. Experimental data of the tests conducted on gypsum and anhydrite specimens attacked by water are presented. It is shown that in order to fit the experimental data a third parameter must be introduced. New closed form solutions are given and the data are used for estimating the time to failure of abandoned gypsum mines in Northern Italy. Authors’ address: Dr. Riccardo Castellanza, Research Assistant, Department of Structural Engineering, Milan University of Technology (Politecnico), Piazza Leonardo da Vinci 32, 20133 Milan, Italy     

金川镍铜矿床数学模型对深部矿化变化趋势的指示

按矿化特征将金川X矿区主矿体分为致密块状特富矿、海绵状富矿和浸染状贫矿.应用MicroMine软件对3类矿化体分别建立了数学模型,并应用距离平方反比法对模型单元块进行了镍、铜品位估值.通过分析和对比矿床数学模型900m至1300m不同水平剖面上的Ni、Cu品位及Ni/Cu比值的变化,得出在X矿区的中部西侧是一个Ni和Cu的矿化中心,并且向深部Cu的矿化强度高于Ni.     

冀北万全寺银金矿床地质地球化学特征

万全寺银金矿床位于张宣幔枝构造东侧的侏罗纪断陷盆地中,成矿时限晚于133.33Ma～101.82 Ma.通过硫、铅、氢、氧、碳及稀有气体同位素研究认为,成矿物质应源自地球深部,在中生代冀西北幔枝构造演化过程中集中成矿.成矿热液以岩浆水为主并加入了部分天水.     

邹平王家庄铜矿床成矿地球化学及成因探讨

王家庄铜矿床的矿化脉石英中流体包裹体均一温度介于116 ~ 566 ℃之间,均值为 289 ℃;盐度介于7.2%～63.2% NaCleq,均值为21.1% NaCleq。流体的气相成分主要为H2O和CO2。在均一温度为240 ~ 440 ℃区间内,出现了富气相的两相水溶液包裹体、富液相的两相水溶液包裹体和含子晶的三相水溶液包裹体共存现象,以及加温后富气相包裹体均一到气相和同期富液相包裹体均一到液相的特征,表明成矿流体曾发生过沸腾作用;其中第一次发生于360 ~ 400 ℃,主要形成高温、高盐度含子晶的三相水溶液包裹体和高温、中盐度富液相的两相水溶液包裹体及高温、低盐度富气相的两相水溶液包裹体;第二次发生于240 ~ 320 ℃,主要形成高—中温、高盐度的含子晶的三相水溶液包裹体和高—中温、中盐度富液相的两相水溶液包裹体及高—中温、低盐度富气相的两相水溶液包裹体;之后主要形成富液相的两相水溶液包裹体,具有中低温和中盐度的特征。矿化脉石英中的δ18OH2O介于-1.14‰ ~ 1.79‰之间,均值为0.94‰;δD介于-63.70‰ ~ -56.50‰之间,均值为-59.8‰;说明王家庄铜矿床的成矿流体主要来源于岩浆,后期混入大气降水。矿石矿物的δ34S变化于-8.80‰ ~ -2.80‰之间,均值为-6.33‰。矿石矿物的n(206Pb)/n(204Pb)介于18.1684 ~ 18.3637之间,均值为18.2892;n(207Pb)/n(204Pb)介于155546 ~ 156342之间,均值为155777;n(208Pb)/n(204Pb)介于38.1286 ~ 38.4840之间,均值为38.2780。说明矿石具有贫重硫和富放射性成因铅的特征,硫、铅主要来源于深部,后期可能受到地壳物质或大气降水的混染。     

内蒙阿右旗铁板井镍矿矿床特征及成因探讨

铁板井绦矿床赋存于辉橄岩体中,辉橄岩体具有全岩矿化的特点,岩体及镍矿体的形成经历了三种不同的成矿过程:首先是岩浆深源液态重力分异作用,而后发生岩浆深源熔离-贯入(成岩、成矿)作用,形成岩体和镍矿体,最后在岩浆期后热液作用的叠加下完成整个成矿过程.该矿床是典型的主要由岩浆熔离作用形成的岩浆矿床.     

西藏搭格架热泉型铯矿床矿物学与矿石组构特征及地质意义

在查明搭格架铯矿床产出的地质背景、成矿阶段及其年龄、地球化学与同位素组成的基础上,本文较为系统地研究了硅华的矿物学与组构特征,加深了对硅华形成演化过程的认识.研究表明成矿早期,矿石中存在大量的石英,晚期全为蛋白石.粒状蛋白石自早到晚均有出现,胶状蛋白石主要出现于晚期.早期矿石出现脱水造成的菜花状、粗粒块状与粗大孔隙状构造及溶蚀结构.晚期出现细粒块状与细小孔隙状构造.在第3阶段存在硅藻Denticula属,体现出低温阶段的特征.由早到晚,矿石的SiO2呈降低趋势,而(Na2O Al2O3 K2O CaO)与Cs2O呈升高趋势,是随着矿石中SiO2有序度的降低而其它成分被保留在晶格中所致.     

四川大陆槽稀土矿床碳酸岩-英碱正长岩锆石U-Pb年代学和Hf同位素性质及其地质意义

川西冕宁-德昌稀土成矿带是中国最重要的稀土成矿带之一,所有稀土矿床均与碳酸岩-正长岩杂岩体有关.前人研究表明,牦牛坪、木落寨和里庄碳酸岩-碱性杂岩体成岩年龄与其相应矿床的成矿年龄基本一致,而大陆槽正长岩年龄与REE矿床的成矿年龄相差甚远.本文对大陆槽碳酸岩、英碱正长岩进行了SHRIMP U-Pb锆石年代学和LA-MC-ICPMS锆石Hf同位素原位测量,它们的形成年龄分别为12.99±0.94Ma、14.53±0.31Ma,表明两者是同时形成的,且与其成矿年龄基本一致.碳酸岩和正长岩的εHf(t)值、Hf模式年龄与它们的εNd(t)值、Nd模式年龄所展现出来的特征一致,说明在其形成过程中有地壳物质的加入.     

河南洛宁段河金矿流体包裹体研究和矿床成因

河南省洛宁县段河石英脉型金矿主要包括石寨沟和岭东两个矿区,分别由3～4条含金石英脉构成。矿化过程从早到晚包括石英-黄铁矿、石英-多金属硫化物和石英-碳酸盐等3个阶段．其中中阶段金矿化最强,次为早阶段。各阶段石英中流体包裹体以气液两相包裹体为主．次为纯液体包裹体。激光拉曼测试表明,气液两相包裹体的液相为H2O,气相主要为Ho和CO2混合、纯H2O,次为纯CO2;纯液体包裹体为纯H2O。石寨沟矿区包裹体均一温度从早到晚依次为240．9～315．9℃．188．7～304．5℃,137．3～259．3℃：流体盐度变化依次为（6．74～12．85）wt%NaCl．eq,（2．41～8．68）wt％NaCl．eq,（2．24-7．86）wt%NaCl．eq。岭东矿区均一温度从早到晚依次为303．7-343．1℃,251．8-325．4℃,305．7～355．0℃：流体盐度变化依次为（5．11～11．70）wt％NaCl．eq,（2．74-10．11）wt％NaCl．eq,（0．53-6．74）wt％NaCl．eq。两矿区主成矿期流体均为中温、低盐度,早阶段流体为改造热液和变质热液的混合体,含一定量CO2,且流体CO2含量和盐度从早到晚逐渐降低。石寨沟矿区包裹体均一温度逐渐降低,而岭东矿区包裹体均一温度先降后升,加之岭东矿区各阶段成矿温度均高于石寨沟矿区．表明成矿流体系统主要受岩浆热驱动,岭东矿区更靠近岩体,且在晚阶段又有脉动性的岩浆加热．段河金矿区南部存在隐伏岩体。     

绿片岩-低角闪岩相变质条件下磁铁铁矿与黄铁矿间的Fe同位素分馏

对辽宁省鞍山一本溪地区经历了绿片岩一低角闪岩相变质的新太古代条带状铁建造中磁铁矿和黄铁矿矿物对的Fe同位素分析结果显示:相对于标准IRMM-014,所有样品的磁铁矿和黄铁矿均显示Fe的重同位素富集;且黄铁矿的Fe同位素比值均大于磁铁矿的Fe同位素比值(ε57Fe黄铁矿ε57Fe磁铁矿),两种矿物的Fe同位素比值之差为△57Fe黄铁矿-磁铁矿=2.23～5.13.黄铁矿富集铁的重同位素表明矿物的Fe同位素组成并不代表其原始沉积的特征,而是在区域变质作用过程中Fe同位素发生了交换的结果.由同位素平衡判别图解可知,在绿片岩一低角闪岩相变质作用中,磁铁矿-黄铁矿间的Fe同位素基本达到了平衡,且在平衡条件下黄铁矿比磁铁矿更富集Fe的重同位素,二者之间的Fe同位素平衡分馏系数α黄铁矿-磁铁矿≈1.000 4‰±0.06‰(2σ).这一研究成果是对变质作用过程中Fe同位素的地球化学行为认识的重要进展.