甘肃白银厂折腰山VMS矿床蚀变带元素迁移及定量计算

折腰山矿床是甘肃省白银厂矿田内最典型的火山成因块状硫化物(VMS)矿床,赋矿围岩主要为奥陶纪石英角斑凝灰岩,属于FⅡ类流纹岩,为弧后环境的产物,在海底对流循环成矿作用过程中,遭受强烈的热液改造,形成了多种类型的蚀变。文章将折腰山矿床蚀变围岩分为弱蚀变带→绢云母硅化带→绿泥石化带→矿化带,利用蚀变趋势图解和质量迁移计算等方法,定量揭示了热液蚀变过程中元素的迁移规律。研究表明:①从弱蚀变带→矿化带,蚀变强度逐渐增大,主量元素P、Mn有一定活动性,二者的迁移量分别为-8.8%～8.8%和-1.8%～9.9%,但迁移趋势不规律;Si迁移量变化范围较大,为-16.2%～83.73%;Na、Ca、Sr大量迁出,其中Na、Ca最大迁出量分别可达-3.11%和-2.71%;Mg、Fe依次迁入,并在绿泥石化带中达到最大值9.49%和69.73%;K在绢云母化带中迁入量出现峰值1.6%,其后逐渐迁出,最大可达-2.22%;Rb的迁移行为与K一致;②高场强元素Nb、Ta、Zr、Hf等在热液蚀变过程中相对保持惰性;Al、Ti及Y表现为弱活动性;③主要成矿元素Cu随蚀变强度的增大,其迁入量有递增的趋势,Pb、Zn在矿化带中迁入,其余各带均为迁出;④热液活动过程中,SiO_2活化再沉淀,形成硅化蚀变;K的迁入形成绢云母化,并消耗了H~+,使热液酸度减小;Mg、Fe的迁入在还原环境下形成绿泥石化,并伴随金属硫化物的沉淀。因此,折腰山矿床中的绿泥石化可能是导致矿质发生沉淀的重要蚀变作用,其在勘查工作中可以作为寻找VMS矿体的重要标志。     

动能歧视模式ICP-MS测定地球化学样品中14种痕量元素

应用传统ICP-MS法测定勘查地球化学样品中Ag、Cd等痕量元素,基体效应和多原子离子干扰严重,准确测定的难度较大。本文基于当前ICP-MS消除干扰技术,分析了ICP-MS标准模式(STD)及动能歧视模式(KED)测定地球化学样品中Ag、Cd等14种痕量元素的有效性,通过比较这两种模式的测定效果,在此基础上确定了各元素的有效测定模式。结果表明:在KED模式下,基体元素如Zr、Nb氧化物的产率降低,基本上消除了Zr、Nb氧化物对痕量元素Ag、Cd的多原子离子干扰。KED模式提高了信噪比,降低了方法检出限,如Ag、Cd的检出限分别为0. 004mg/kg、0. 005mg/kg,其他12种元素的检出限也低于多目标地球化学调查76种元素分析方案中的检出限。测定痕量元素的准确度显著优于STD模式。实验中采用简单的硝酸-氢氟酸-高氯酸消解样品,残渣用王水复溶,结合KED模式下优选出干扰较小的同位素作为测定同位素,以Rh作为内标校正仪器产生的信号漂移,将样品溶液稀释至1000倍,基体效应降低至最小。本方法经国家一级标准物质的验证,测定结果与认定值相符,可为勘查地球化学提供高质量数据。     

原子荧光光谱测定土壤和水系沉积物中硒的干扰来源及消除方法

原子荧光光谱法(AFS)具有灵敏度高、结构简单、容易操作等优点,但目前测定土壤和沉积物中的硒等元素的标准方法所采用的消解过程繁琐,易产生干扰。沸水浴可以把土壤和水系沉积物中硒提取完全,本文根据样品中元素丰度和仪器性能,将AFS测定Se的干扰分为Cu和Pb两大类,根据实验提出在水浴消解液加入浓盐酸(不宜加入硫脲-抗坏血酸),通过增加溶液酸度和Cl~-浓度,即保持样品中盐酸浓度高于23%,可抑制Cu~(2+)还原为Cu~0和Pb~(4+)生成PbH_4,有效降低了Cu的负干扰和Pb的正干扰,提高了AFS测定Se的精密度和准确度。本方法测定Se的检出限为0.008mg/kg,测试标准物质的相对标准偏差为0.5%～11%,相对误差为-16.3%～9.5%;比行业标准HJ 680—2013的检出限(0.01mg/kg)、精密度(0.79%～23.1%)和准确度等技术指标更佳。     

安徽金寨银水寺铅锌矿床流体包裹体和同位素地球化学特征

银水寺铅锌矿床位于大别造山带北缘,是该区最大的矽卡岩型矿床。矿体主要发育在中元古界庐镇关岩群仙人冲组大理岩与郑堂子组千枚岩之间的层间破碎带以及正长花岗斑岩与大理岩的接触带中。矿床先后经历了四个成矿阶段,矽卡岩阶段(Ⅰ)、石英.白钨矿阶段(Ⅱ)、石英.硫化物阶段(Ⅲ)、碳酸盐阶段(Ⅳ)。矽卡岩阶段(Ⅰ)主要发育绿帘石、阳起石、石英、绿泥石、磁铁矿及少量金属硫化物等;石英.白钨矿阶段(Ⅱ)主要发育石英、方解石、萤石及少量白钨矿和金属硫化物;石英.硫化物阶段(Ⅲ)广泛发育闪锌矿、方铅矿、黄铜矿等金属硫化物及石英、方解石、萤石、绿泥石等;碳酸盐阶段(Ⅳ)主要发育方解石、石英及少量黄铁矿。矿床中发育三种类型流体包裹体,包括富CO2水溶液包裹体(AC类)、气液两相水溶液包裹体(L类)和含子晶多相包裹体(S型)。根据流体包裹体岩相学、显微测温、激光拉曼研究结果,矽卡岩阶段主要有富CO2包裹体和气液两相水溶液包裹体,均一温度为314~400℃、盐度变化范围较大(1.1%~19.3%NaCleqv);石英.白钨矿阶段发育气液两相水溶液包裹体、含子晶多相包裹体和富CO2包裹体,后两者均一温度相近(263~349℃)、盐度差异较大(32.8%~41%NaCleqv和0.8%~6.1%NaCleqv),表明流体发生了沸腾作用;石英.硫化物阶段主要发育气液两相水溶液包裹体,均一温度为230~332℃,盐度为0.2%~8.9%NaCleqv;碳酸盐阶段只发育气液两相水溶液包裹体,显示低温(162~245℃)、低盐度(0.2%~5.6%NaCleqv)的特征。矿床不同成矿阶段石英、绿帘石中流体包裹体中水H-O同位素研究结果表明,δ18Ofluid值从早到晚逐渐减小,其中矽卡岩阶段为–1.3‰~4.7‰、石英.硫化物阶段为–5.1‰~–3.1‰,表明银水寺矿床早期成矿流体主要为岩浆来源,并在成矿过程中不断有大气降水的加入。石英流体包裹体中CO2的C同位素测试结果表明,矽卡岩阶段δ13CV-PDB值为–9.2‰,石英.硫化物阶段为–25.8‰~–15.4‰,表明早期成矿流体中碳质主要来自岩浆,石英-硫化物阶段有大量有机碳加入,其可能与流体和富含有机质的地层反应有关。矿石中主要金属硫化物的δ34S值(1.7‰~4.4‰)显示了深源硫的特征。Pb同位素变化范围集中(206Pb/204Pb=16.55~16.705,207Pb/204Pb=15.369~15.459,208Pb/204Pb=37.463~37.767),显示壳幔混源的特点。随着成矿作用的进行,岩浆流体与碳酸盐围岩地层发生水岩交代反应形成矽卡岩,该过程造成了成矿矽卡岩阶段磁铁矿和少量闪锌矿的沉淀;断裂活动造成热液体系压力下降,流体发生沸腾,CO2、HF进入气相并逃逸促使矿床中钨的沉淀;同时大气降水沿裂隙灌入,混合作用导致流体的温度、盐度降低,Cl–浓度下降,造成矿床中铅锌的大面积沉淀。     

海南岛新生代玄武质熔岩源区中再循环物质及其年龄的限定:来自Hf-Sr-Nd-Pb同位素的制约

再循环洋壳和沉积物在壳.幔循环过程中扮演着重要的角色。前人研究指出板片俯冲与海南地幔柱形成关系密切,然而地幔柱源区中是否存在再循环沉积物仍然不得而知。本文将首次报导海南岛新生代玄武质熔岩的Hf同位素,并将新的Sr-Nd-Pb同位素与前人数据相结合,限定再循环物质的组成及其年龄。与同位素地幔趋势相比,给定εNd时,海南岛玄武质熔岩的εHf值更低;而且Eu/Eu*>1、Sr/Sr*>1,与Al2O3、MgO都不存在相关性,说明Eu和Sr的正异常是继承了源区的特征,指示源区中存在再循环洋壳物质的参与。海南岛玄武质熔岩的Ce/Pb与εNd、εHf呈正相关关系,Nd/Pb与87Sr/86Sr呈负相关关系,它们都指向了沉积物端元。根据εHf-εNd模型和Pb同位素演化模型,推断源区中再循环洋壳和沉积物相对年轻,其年龄应小于1.0Ga。这些再循环洋壳和沉积物将进入深部地幔,并与地幔中的橄榄岩反应形成二阶段辉石岩,随着海南地幔柱不断上升而发生熔融,最终熔体喷发至地表形成海南岛玄武质熔岩。     

基于人工降雨试验的淮北地区产流产沙差异性研究

针对淮北地区水土流失问题,利用野外人工模拟降雨试验,分析了不同雨强(40mm/h、60mm/h和80mm/h)和坡度(5°、10°和15°)条件下砂姜黑土和黄潮土产流产沙差异。结果表明:砂姜黑土初始产流时间长,产流总量小。坡面出现细沟时,砂姜黑土初始含沙量随时间变化有减小趋势,最终趋于稳定,而黄潮土含沙量呈波动变化;60mm/h、80mm/h雨强10°坡砂姜黑土产沙总量大于黄潮土,其他情况黄潮土产沙总量大于砂姜黑土,黄潮土土壤侵蚀严重。砂姜黑土表面细沟发育密度大,主要在坡面中下部,为相互连通的树枝状结构,而黄潮土表面细沟发育密度小,形成沟壑。两种土壤产流总量、产沙总量与坡度、雨强分别呈多元线性函数、多元幂函数关系,雨强对坡面产流产沙总量的影响大于坡度。     

河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟

为了揭示河床沉积物非均质性对潜流交换的影响,构建了沙波地形作用下的地表水-地下水耦合模型,通过生成不同的渗透系数随机场,讨论了不同地表水动力过程和河床沉积物非均质性对潜流交换通量、交换空间及平均停留时间的影响规律。结果表明,所构建的地表水-地下水耦合模型能够准确刻画水沙界面附近流场,模型具有良好的适用性;均质或非均质河床沉积物情景下,水沙界面上的平均交换通量、停留时间与雷诺数之间均呈现幂函数关系,潜流交换深度则在地表水进入完全紊流之后趋于稳定。结果还表明,较强的河床沉积物非均质性能够有效增强水沙界面上潜流交换通量和空间交换频率,但会制约潜流交换空间并缩短水流在潜流带中的停留时间。     

辽宁盘锦荣兴港作业区MT19钻孔海洋沉积物粒度特征

使用激光粒度分析仪对辽宁盘锦荣兴港MT19钻孔6个样品进行分析,运用福克-沃德（Folk-Ward）图解法计算相关粒度参数并绘制输出粒度频率特征曲线。结果表明：盘锦荣兴港沉积物中黏土(d＜0.004 0 mm)的体积分数最小,平均值为8.49%;粉砂(0.004 0～0.063 mm)的体积分数较大,平均值为38.39%;砂(0.063～2.00 mm)的体积分数变化较大,平均值为53.13%。Shepard沉积物三角形分类图解表明,研究区沉积物类型多属于粉砂质黏土和黏土质粉砂;粒度频率曲线显示,除MT19-2-2号样品为主次三峰型外,其余均为主次双峰型,说明该区域在海进-海退过程中的某些时段沉积环境相似,出现了沉积物粒径组合及大小相似的情况。     

参数筛选法在内蒙古扎赉特旗水系沉积物异常评价中的应用

利用异常参数筛选法对扎赉特旗地区1∶5万水系沉积物异常进行评序,选择地球化学特征和地质背景特征两类评价指标分别进行合理赋值,然后按60%和40%分配权重计算异常评序总分。依据异常评序结果筛选了前8位异常进行查证,在HS-18、HS-21和HS-23三个异常区内发现了多处金、银、铜、铅锌等多金属矿（化）体,取得了较好的应用效果,表明异常参数筛选法可以避免人为经验筛选的主观性,是一种快速有效的异常筛选评价方法。     

北京城乡接合部地表颗粒物中重金属污染负荷及健康风险评价

随着我国城市建设的不断推进,城市径流污染越来越受到关注。地表颗粒物(RDS)是重金属的重要载体,雨水径流对地表颗粒物的冲刷引起的径流重金属污染问题凸显。本研究选取北京市城乡接合部作为研究区域,研究区域内地表颗粒物中重金属(As、Cd、Cr、Cu、Mn、Pb、Zn)污染负荷并进行健康风险评估。结果表明,地表颗粒物含有的重金属中,除Mn外,As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn的平均浓度均超过背景值。其中,Cd的平均浓度是其背景值的3倍,Cr的平均浓度是其背景值的4倍之多。在径流冲刷条件下,Cr的污染负荷在各研究区域均最高,为其他重金属的3~4倍。暴露模型计算表明,重金属非致癌日平均暴露量为手口摄入量＞皮肤吸收量＞吸入空气量,经手口接触是人体地表灰尘暴露风险的主要途径。对于非致癌风险,在芦求路主路以及黄鹅路十字路口区域存在对于儿童的非致癌风险,整体区域内成人所受非致癌风险较低。各研究区域内重金属呼吸暴露途径的总致癌风险均低于环境阈值,致癌风险较低。