铅的成矿机理新探索

通过对铅及其氢化物的理化性质，铅矿床矿流体包裹体气液相成分、内生锡矿物的化学成分、铅矿物的共伴生矿物特征等相关问题的研究，认为铅氢化物，铅合金氢化物是铅成矿的主要迁移形式。在强还原、富氢、高压环境下，可随岩浆、热液、热气迁移至地壳浅部。在减压，贫氢，富硫的相对氧化环境；硫化成铅的硫化矿物及其硫盐矿物，或在氢逃逸氧化的贫硫环境；形成铅的单质及铅的合金矿物，并在长期地质事件中叠加，富集成铅矿床。     

An infrared and <Superscript>1</Superscript>H MAS NMR investigation of strong hydrogen bonding in ussingite,Na<Subscript>2</Subscript>AlSi<Subscript>3</Subscript>O<Subscript>8</Subscript>(OH)

The mineral ussingite, Na₂AlSi₃O₈(OH), an interrupted tectosilicate, has strong hydrogen bonding between OH and the other nonbridging oxygen atom in the structure. Infrared spectra contain a strongly polarized, very broad OH-stretching band with an ill-defined maximum between 1500 and 1800 cm^–1, and a possible OH librational bending mode at 1295 cm^–1. The IR spectra confirm the orientation of the OH vector within the triclinic unit cell as determined from X-ray refinement (Rossi et al. 1974). There are three distinct bands in the ¹H NMR spectrum of ussingite: a predominant band at 13.5 ppm (TMS) representing 90% of the structural hydrogen, a second band at 15.9 ppm corresponding to 8% of the protons, and a third band at 11.0 ppm accounting for the remaining 2% of structural hydrogen. From the correlation between hydrogen bond length and ¹H NMR chemical shift (Sternberg and Brunner 1994), the predominant hydrogen bond length (H...O) was calculated to be 1.49 Å, in comparison to the hydrogen bond length determined from X-ray refinement (1.54 Å). The population of protons at 15.9 ppm is consistent with 5–8% Al–Si disorder. Although the ussingite crystal structure and composition are similar to those of low albite, the bonding environment of OH in low albite and other feldspars, as characterized through IR and ¹H NMR, is fundamentally different from the strong hydrogen bonding found in ussingite.     

云南澜沧老厂铅锌多金属矿床闪锌矿微量元素组成

云南澜沧老厂是三江成矿带南段最重要铅锌多金属矿床之一,通过LA-ICPMS和ICP-MS微量元素组成分析结果表明,矿床中闪锌矿属于铁闪锌矿,形成于中温环境,以富Fe、Mn、Cd和In等元素为特征,其中Fe、Mn、Cd、In等元素以类质同象形式赋存于闪锌矿中,而Pb、Cu 、Sn和Bi等元素含量变化范围较大,以显微包裹体(方铅矿和黄铜矿等)赋存于闪锌矿中。本矿床闪锌矿中Fe和Mn等微量元素组成与VMS矿床类似,但In和Cd的异常富集可能暗示其独特的成矿机制。总体而言,其闪锌矿微量元素组成特征和与燕山-喜山期花岗岩叠加改造作用有关的喷流沉积铅锌矿床(如云南白牛厂和广东大宝山)相似,而明显不同与矽卡岩型矿床(如核桃坪与鲁子园),更不同于MVT型铅锌矿床(牛角塘、会泽和勐兴)和金顶铅锌矿床。结合矿床产出地质特征,笔者认为云南澜沧老厂铅锌多金属矿区经历了古、中、新特提斯期不同程度的拉张与闭合发展演化,使矿床多期同位叠加成矿特征明显,其闪锌矿微量元素组成具喷流沉积成因特征,深部喜山期花岗斑岩与铅锌成矿作用关系不大,但在其侵入过程中叠加改造作用使闪锌矿等硫化物组合及其微量元素组成发生一定程度变化(如局部富集Sn和Sb等元素)。此外,两种测试方法结果对比可以看出,在硫化物单矿物微量元素分析中,LA-ICPMS相对于ICP-MS分析具有更高精度,不仅可以进行硫化物原位分析,并能即时了解微量元素在硫化物中赋存状态,而且克服了ICP-MS分析中由于单矿物选样不纯致使测试误差大等弱点。     

俄罗斯塔尔纳赫岩浆铜镍硫化物矿床中流体参与成矿的矿物学证据

岩浆铜镍硫化物矿床研究中“硫化物矿浆”组成及上侵聚集机制一直存在争议。在新近提出的“岩浆通道成矿系统”的思路下,文章研究了来自俄罗斯诺里尔斯克地区塔尔纳赫铜镍硫化物矿床中的赋矿橄榄苏长辉长岩,发现其主要造岩矿物存在两种类型,在微量元素分配上出现了明显的差异。文章重点报告了其中斜长石的特点。以微量元素的分配模式为依据,所有斜长石可以分为两类：Ⅰ型斜长石强烈富集大离子亲石元素和轻稀土元素,强烈亏损高场强元素,成分为钠长石倍长石,与硫化物共存,指示在含矿硫化物珠滴中应含有大量流体;Ⅱ型斜长石富集轻稀土元素,强烈亏损高场强元素,成分为中长石倍长石,产于岩体中遭受交代改造较弱的区域,指示它们由熔体结晶形成。据此我们认为“硫化物矿浆”在上侵过程中包含大量流体,应该为“熔体流体”。文章为流体在硫化物矿浆富集和运移过程中起着重要作用的论点提供了新的证据。     

河北平原地下水氘过量参数特征

氘过量参数是由Dansg aar d提出的一个新概念,它被定义为:d= δD-8δ18O。河北平原地下水氘过量参数有三个特征: ( 1)地下热水的氢和氧同位素组成显示出热交换的态势,d 值随地下水年龄增大而减少。( 2)在同一地区,d 值随着地下水埋深加大而增大。( 3)在同一含水层内,沿着地下水的路径,从补给区到承压区, d 值随着地下水年龄增大而增大。我们认为, d 值虽然是地下水年龄的函数,但最好和3 H、3H- 3He、14 C、36 Cl和4 He测年结果结合使用。      

硼同位素在矿床学中的应用研究

硼在自然界有两种稳定同位素11B和10B,常采用δ(11B)/10-3来表示不同地质体的同位素组成。由于硼同位素在不同地质体中的分馏作用大,在较大温度范围内岩浆-热液流体中的高活动性和化学性质稳定等方面的优势,使硼同位素在地球科学研究中的作用越来越广泛。控制硼同位素分馏的主要因素是硼源。一般情况下,非海相的硼酸盐矿物和与之相关的电气石的δ(11B)值为负值,而在某些盐湖卤水和与海相环境有关的硼酸盐矿物的δ(11B)值则为正值。目前,硼同位素示踪主要应用于块状硫化物矿床、与花岗岩有关的热液矿床以及盐湖矿床的研究。随着硼同位素分馏机制及其在不同环境地质样品中分布特征的深入研究,硼同位素在解决矿床的成矿物质来源、矿床成因和成矿作用等方面将发挥更大的作用。     

离子迁移谱现场观测渤海和北黄海二甲基硫的研究

渤海、黄海是高产二甲基硫（Dimethyl Sulfide, DMS）的大陆架海区。该海区DMS的现场调查研究有助于准确评估海洋DMS释放量及其对全球气候变化的负反馈作用。目前,无论是基于模型还是直接测量法的通量估算均以表层海水或低层大气DMS浓度为基础,因此,先进的检测技术对其通量估算的准确度具有决定性作用。气相色谱法、质谱法、化学发光法以及卫星遥感技术是现在常用的观测技术,而本文则基于苯辅助光电离离子迁移谱技术进一步提出了一种可在海域现场观测海水中DMS的方法。通过结合动态气提-Nafion管在线除水进样系统,消除环境水汽的干扰;在最优条件下,基于DMS两个产物离子峰,可以实现0.10～120 nmol/L之间DMS的定量分析,检测限低至0.065 nmol/L;然后将所建方法应用于2019年秋季渤海、北黄海海水中DMS的现场观测。结果表明,表层海水中DMS的浓度为0.080～0.96 nmol/L（平均值为（0.44±0.34）nmol/L）,其海气通量为0.12～17.75 μmol/（m²·d）（平均值为（ 3.23±4.02）μmol/（m²·d））;通过结合实验室检测结果、环境因子和浮游植物群落结构讨论了海水样品低温储存条件下DMS的变化和影响因素,结果显示,营养盐成分及浮游植物群落结构是影响储存样品中DMS浓度显著增加的主要因素,进一步表明了现场观测方法的建立对海洋DMS释放量的准确评估具有重要意义。     

浅谈深海多金属硫化物采矿的环境影响和保护措施

深海矿产资源开发及其环境保护问题近年来重新成为一个研究热点。深海环境极其复杂,人类对深海生物及其生态系统的了解仍十分有限,而深海采矿不可避免会对海洋生态环境造成影响,如不加强对采矿环境影响的研究并制定相关的保护措施,未来的深海采矿对海洋环境的破坏将无法估量。本文从深海采矿发展由来、多金属硫化物矿区环境、深海采矿技术发展、采矿环境影响和保护措施等几方面全链条系统地梳理了前人的研究成果,提出了深海采矿环境影响评价的发展方向,从而为今后开展深海采矿环境监测与保护提供参考。     

东昆仑夏日哈木铜镍硫化物矿床成矿作用的磁参数Q值试研究

基于铜镍硫化物矿床"小岩体成大矿"理论与岩石磁学原理,选择了与冷却速度关系密切的磁参数Q值来研究夏日哈木铜镍硫化物矿床成矿作用的热力学过程. 该矿区90个钻孔3 682件样品的Q值数据统计表明,侵入岩体与变质岩的Q值差异不大,接触带没有形成明显的高Q值环带,说明其热烘烤不严重,推测岩浆侵入时岩浆温度与变质岩围岩温度差异不大,均处于地下深处. 从Q值的空间分布上看,以高Q值异常带所代表的构造薄弱带有二处,其一位于岩体的下部接触带,其二位于岩体内部—上部接触带,并根据Q值的大小推断流体先从下部接触带贯入,然后再涌入岩体内部—上部接触带. 贯入构造薄弱带的流体所起的作用可能有两种,一是溶解了构造薄弱带上硫化物矿物,起破矿作用,或是在构造薄弱带附近进行渗透,成矿元素迁移,起成矿作用. 然而,磁参数Q值在研究岩浆作用的热力学过程实际案例还不多,笔者仅是尝试性的探讨.     

青海省夏日哈木铜镍矿床岩石地球化学特征及其意义

新发现的青海省夏日哈木超大型镍矿床,在国内是仅次于金川岩浆铜镍矿床的第二大矿床。矿区发育5个镁铁-超镁铁岩体,目前仅Ⅰ号镁铁-超镁铁岩体内发现了具有经济价值的超大型矿体,其他4个岩体多为镁质橄榄岩及榴辉岩,是多种构造体制叠加岩浆活动的结果。分析发现Ⅰ号岩体所有岩石的SiO2含量为34.11%~54.28%,其m/f值为2.01~4.93,属铁质系列的镁铁-超镁铁岩石。通过对橄榄石Fo值与Ni含量研究表明,存在多期次的岩浆成矿作用,橄榄石Fo值与Ni含量正相关和负相关的协变关系,说明存在早期硫化物不混溶作用。结合区域年代学综合分析认为,夏日哈木超大型岩浆铜镍硫化物矿床的形成,是早泥盆世早期岩浆活动于柴达木盆地边缘东昆仑造山带夏日哈木地区具体的成矿表现。在其Ⅰ号和Ⅱ号岩体的深部,仍具有较大的找矿潜力,而其他3个镁铁-超镁铁质多以镁质橄榄岩为主,不具备镍矿成矿条件,可能没有发现铜镍矿的经济价值。