西天山石炭纪式可布台铁矿沉积-成岩过程: 岩相学与矿物学的证据

式可布台铁矿位于西天山阿吾拉勒成矿带西端, 是该成矿带内典型的沉积型铁矿床, 目前该矿床在成因方面存在喷流沉积和化学沉积(类似条带状铁建造)两种认识。前人多聚焦于矿床地质和地球化学特征的探讨, 对矿石和矿物组成及沉积-成岩(成矿)过程的分析较为薄弱。为此, 本文选取式可布台铁矿中不同类型矿石开展详细的岩相学和矿物学研究, 力图为揭示铁矿形成过程提供关键信息。岩相学分析表明, 式可布台铁矿主要由赤铁矿、铁碧玉(石英)、黄铁矿、重晶石以及少量菱铁矿组成。赤铁矿根据形态特征可划分为板柱状、鳞片状(叶片状)、粒状和微粒状四种结构, 其中微粒状极细粒赤铁矿为原生矿物, 推测可能由Fe(Ⅲ)氢氧化物在成岩早期脱水形成; 粗粒状赤铁矿是在成岩晚期或浅变质过程中由早期微粒状赤铁矿重结晶形成。菱铁矿结晶程度一般较差, 其内部常见细粒石英和赤铁矿包裹体, 与有机质共存, 指示其可能是由Fe(Ⅲ)氢氧化物在成岩阶段通过异化铁还原作用(DIR)形成。黄铁矿主要为粗粒结构, 其Co/Ni比值位于热液成因区(平均为3.44), 表明黄铁矿属于热液成因型黄铁矿。重晶石多为他形-半自形结构, 粒径较细, 表明重晶石也应为海底热液沉淀物。依据矿体特征、矿石组构、矿物类型以及矿物颗粒间相互关系及矿物成因, 可将成矿过程划分为两期: 沉积期和成岩期。在沉积期以原始沉积物为主, 包括Fe(Ⅲ)氢氧化物、无定形二氧化硅、无定形Si-Fe(Ⅲ)氢氧化物凝胶等松散沉积物以及重晶石和黄铁矿等结晶矿物。在成岩期, 早期沉积物脱水形成赤铁矿、石英和铁碧玉, 部分Fe(Ⅲ)氢氧化物与有机质反应形成菱铁矿。式可布台铁矿矿物组合以赤铁矿为主, 含典型矿物铁碧玉、黄铁矿和重晶石, 而缺少硅酸盐矿物, 与现代海底含金属沉积物和古生代铁碧玉矿床相似, 而与前寒武纪条带状铁建造中以大量磁铁矿、石英和硅酸盐矿物的矿物组合特征不同, 指示矿床的形成过程与现代海底热液成因含金属沉积物相似, 说明式可布台铁矿应为海底喷流沉积成因。

     

新近纪深海大洋红层的分布分类及成因

新近纪大洋红层是一种在氧化条件下形成的红色-粉色-棕色海洋沉积物.白垩纪大洋红层研究成果众多,然而新近纪大洋红层研究缺乏系统的分析和总结.本文以新近纪大洋红层为研究对象,通过对全球大洋钻探井位资料的分析,发现39个钻井含有新近纪大洋红层.通过对不同大洋区域、不同钻井内93个红层离散样品的主量元素CaO,Al2O3和Si...     

鄂西沉积型赤铁矿含矿沉积盆地与成矿作用分析

鄂西是中国沉积型高磷赤铁矿的重要产区,含矿岩系为上泥盆统黄家蹬组和写经寺组,前者主体为近滨亚相沉积,后者为较平坦的远滨带。铁矿化受含矿沉积盆地和岩相古地理环境控制,矿化主要赋存于碎屑岩和碳酸盐岩中。含矿建造层序构成了沉积旋回,与海进-海退相呼应。中泥盆世盆地下陷接受沉积;晚泥盆世下陷加速,在晚泥盆世晚期海水最深。之后盆地抬升,海平面上升,盆地沉积结束。沉积期成矿作用表现为机械沉积作用、胶体沉积作用、化学沉积作用、生物沉积作用,主要形成赤铁矿。成岩期表现为固结作用、重结晶作用和新生矿物充填交代作用,磁铁矿在该期形成。     

松嫩沙地地表沉积物气候代用指标变化特征及其气候意义

沙地和沙漠是干旱—半干旱地区重要的地质记录载体,其对气候变化十分敏感。明确位于东亚季风区松嫩沙地地表沉积物的气候代用指标与气候之间的耦合关系,对于深入理解松嫩沙地的气候环境演化具有重要意义。基于此,本研究在松嫩沙地广泛采集了66个地表沉积物样品（包括44个河流沙样品和22个风成沙样品）,在此基础上进行了色度、赤铁矿/针铁矿、磁化率测试,并结合采样点的温度与降水参数,探讨了各气候代用指标的环境意义。结果表明：1）河流沙中a^*值和b^*值与降水呈负相关,可作为区域降水的有效代用指标;风成沙中a^*与降水、b^*与温度分别呈现出良好的正相关关系,分别指示了区域的降水和温度变化信息。2）针铁矿含量及赤铁矿/针铁矿比值（Hm/Gt）与温度具有较好的相关性,可作为温度变化的有效代用指标;而赤铁矿含量与降水表现为显著的负相关关系,反映了其对降水的敏感性。3）百分比频率磁化率（χ_fd%）与温度呈现良好的正相关性,可有效反映区域温度的变化;磁化率（χ_lf）与气候的关系在河流沙与风成沙中存在差异,体现出沙地磁化率变化的复杂性和特殊性。利用沙地沉积物反映气候变化时,应注意区分河流沙和风成沙中气候代用指标的气候意义,使其揭示的气候信息更为准确。

     

钠化和赤铁矿化蚀变对Zr和Nb-Be-REE矿化的指示意义: 以内蒙古巴尔哲矿床为例

碱性花岗岩型稀有稀土金属矿床是Zr、Nb、Be及REE的重要来源, 其成矿经历了多种交代和蚀变过程, 但这些交代和蚀变与矿化的指示意义尚未明确。内蒙古巴尔哲碱性花岗岩型稀有稀土矿床拥有世界级的Zr、Nb、Be及REE储量, 发育强烈的钠质交代和赤铁矿化, 是探讨上述问题的理想对象。显微岩相学、全岩主微量和钠铁闪石主微量元素分析表明, 未蚀变界熔花岗岩贫Zr、Nb、Be和REE, 钠铁闪石具有较高的REE含量和较低的Na含量。钠质交代界熔花岗岩均发生了赤铁矿化蚀变, 主要发育雪球石英、钠锆石、兴安石、独居石、氟碳铈矿及Nb-Be-REE矿物假象。其主要特征为: 全岩贫F和富Zr、Nb、Be和REE金属元素; 钠铁闪石可见霓石化, 钠铁闪石具有较低的REE含量和较高的Na含量, 钠锆石原位分解再结晶为锆石-石英假象。仅赤铁矿化界熔花岗岩主要发育兴安石、独居石、氟碳铈矿及Nb-Be-REE矿物假象。其主要特征为: 全岩富REE、Be, 贫Zr、Nb金属元素; 钠铁闪石被赤铁矿、铌铁矿等含铁氧化物交代, 钠铁闪石具有较高的REE含量和较低的Na含量。界熔花岗岩钠质交代过程中, 钠铁闪石发生霓石化释放Ba、Zr、Nb和部分REE等元素, 钠锆石分解为锆石-石英假象释放约1%的CaO; 在赤铁矿化过程中, 钠铁闪石被赤铁矿、铌铁矿等矿物交代, 释放约2%的F, 流体中Ca和F的加入诱发成矿晚阶段LREE矿物的富集沉淀。钠铁闪石主微量元素特征和钠质交代界熔花岗岩中钠锆石的出现表明岩浆经历了贫Zr的单锆相到富Zr的多锆相的高分异演化。多锆相界熔花岗岩均发生钠质交代, 钠锆石几乎全部分解为锆石-石英假象, 表明钠质交代可指示界熔花岗岩的Zr矿化。赤铁矿化界熔花岗岩发育大量富Nb-Be-REE的热液矿物, 且Nb、Be及REE含量与赤铁矿化程度呈正相关, 表明岩浆晚期出溶的含矿流体交代界熔花岗岩, 发生赤铁矿化并沉淀金属元素。

     

古元古代末浅海赤铁矿化微生物席: 标识与意义*

微生物活动导致铁氧化被认为是前寒武纪铁建造和红层形成的重要机制之一,但是地质记录中却鲜有相关证据。针对这一问题,本研究选择华北古元古代末的大红峪组微生物席成因构造(MISS)为研究对象,通过沉积学和矿物学的综合研究,揭示微生物活动在前寒武纪铁循环中的关键作用。研究表明:华北井陉大红峪组发育大量以砂裂为代表的MISS,指示当时潮间带至潮上带广泛发育微生物席;非微生物席层发育大量原位和近距离搬运的海绿石,指示低氧富铁的浅海和孔隙水化学条件,而相邻微生物席层则发生了显著的赤铁矿化,指示相对更氧化的沉积环境。考虑到微生物席层与相邻(厘米级)非微生物席层间微生物活动与矿物组成的明显差异,笔者提出微生物活动可能是导致当时低氧铁化浅海环境局部铁氧化的重要机制。本研究提供了微生物参与Fe²⁺离子氧化的重要证据,对揭示前寒武纪红层和大规模铁建造形成机制具有启示意义。     

亚热带山地垂直地带土壤的磁性特征及其环境响应

土壤中磁性矿物的形成转化对环境变化具有指示意义,定量分析土壤磁性对环境因子的响应机制是目前该领域的重要问题.本文综合相关研究及野外实地考察,采集福建南部亚热带地区戴云山垂直地带相同母质的土壤剖面进行环境磁学和漫反射光谱测试分析.结果表明：研究区土壤剖面中磁铁矿和磁赤铁矿主导其磁性变化,当海拔至1320 m以上,土壤中出现次生纤铁矿.当排除地形的影响后,相关磁学参数指示磁畴颗粒在低海拔区域以SP颗粒为主,而较高海拔区域土壤中以粗SD颗粒为主.漫反射光谱结果表明,研究区土壤中赤铁矿和针铁矿对气候梯度变化较为敏感,其中赤铁矿含量随海拔增加显示出降低趋势,并且至海拔1320 m以上赤铁矿消失而主要以针铁矿和纤铁矿为主.对比加热前后针铁矿和赤铁矿特征峰变化,并进行半定量分析认为,当年均降水量超过1900 mm且年均温低于13℃时达到赤铁矿形成的临界值,而针铁矿和纤铁矿则继续呈增加趋势.本研究论证了赤铁矿、针铁矿及纤铁矿对气候梯度具较强的敏感性,可作为研究低纬区域古环境变化的重要指标.

     

铜陵叶山铁矿赤铁矿微尺度矿物学研究及地质意义

铜陵隆起区内广泛分布着铜-铁-金多金属矿床,也存在众多小型铁矿,其中叶山铁矿是典型代表之一。矿体主要产于石炭系黄龙组内,具有层控特征,铁矿化以镜铁矿/赤铁矿为主。为了深入探讨该铁矿的形成机制及与沉积环境的关系,本文对该矿中不同产状的赤铁矿进行了详细野外地质观察和显微结构分析,并将赤铁矿划分为3类(Hem 1、Hem 2、Hem 3)。激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)分析表明Hem 1具有高Si、Al、Ti的特征,微量元素V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Sr、Ba、Sn、Pb含量相对较高,Co/Ni比值小于1。Hem 1酸不溶物的扫描电镜(SEM)观察显示石英粒径为2～600μm,表面有风成的断面、孔洞、长条状\"V\"型凹痕等微结构和形貌,同时粘附有纳米硅质小球,表明石英为潮间带环境下的碎屑。以上结果表明该区黄龙组地层存在沉积赤铁矿型铁质建造,发生重结晶作用。Hem 2和Hem 3在主量元素上以低Ti含量,Si、Al、Mn含量变化大为特征;化学组成及元素相关性图解表明Hem 2、Hem 3并非单一成因,可分为两类:高W,低Mn、Si、Co/Ni比值(1. 5)为沉积-热液叠加改造成因(Hem 2_(SH)、Hem 3_(SH));低W,高Mn、Si、Co/Ni比值( 1. 5)为热液成因(Hem 2_H、Hem 3_H)。因此,微量元素含量上,Hem 2_(SH)与其共生磁铁矿差异大,Hem 2_H与其共生磁铁矿差异小; Hem 2_(SH)/(Hem 3_(SH))相对Hem 2_H/(Hem 3_H)显示亏损(W元素除外); Hem 2_(SH)、Hem 3_(SH)、Hem 2_H和Hem 3_H各自之间的波动变化,反映了热液改造过程元素的继承性和热液组分演化过程及其对前驱体的叠加影响,但元素相关性图解排除了Hem 1作为Hem 2_(SH)、Hem 3_(SH)前驱体的可能。综上分析结果表明:叶山铁矿可能属于沉积-热液叠加改造型矿床,黄龙组地层存在以菱铁矿为主的沉积铁建造并提供了该矿床的主要成矿物质,受到燕山期岩浆活动驱动的热液流体叠加改造。赤铁矿的多成因特征不仅为认识叶山铁矿的富集过程提供了重要依据,同时也为进一步了解铜陵地区热液改造型铁矿与黄龙组同生沉积环境之间的关系提供了重要启示。     

柴达木盆地早始新世大暖期古土壤中赤铁矿和针铁矿的定量分析及其气候意义

赤铁矿和针铁矿是古土壤中常见的两种风化产物,定量研究赤铁矿和针铁矿有利于了解成壤时期古气候特征。文章利用可见光波段的漫反射光谱法对早始新世大暖期期间柴达木盆地大红沟剖面路乐河组古土壤中的铁氧化物矿物进行了定量分析。测试结果清晰显示了赤铁矿和针铁矿的存在,其中赤铁矿含量约在0.09~17.16 g/kg之间,针铁矿的含量大致为0.13~24.6 g/kg;针铁矿（Gt）相对赤铁矿（Hm）平均含量较高（Gt/Hm变化范围0.04~34.34,平均值约为2.18）,且数据存在较大波动。古土壤在早始新世大暖期时经历了3个阶段的古气候变化,早期古降雨量偏高,针铁矿/赤铁矿平均值为3.06,数据波动明显,指示相对温暖湿润且干湿波动大的气候条件;中期时古降雨量稍低,针铁矿/赤铁矿平均值降低至1.75,指示相对干旱的气候条件;晚期时古降雨量增加,针铁矿/赤铁矿平均值升高至1.80,指示相对温暖湿润的气候条件。其中早期的路乐河组古土壤对应了全球早始新世气候大暖期的峰值,路乐河组古土壤整体的古气候特征是对全球早始新世气候大暖期的区域响应。

     

首钢初生记:官商大佬们的盛宴

一百年前的中国,没有什么领域的历史不与政治风云相连。一部关于早期首钢的矿业史带给我们的,是当年中国斑驳杂糅的政治与社会风景,中国与外部世界的冷暖交融。2011年1月13日,随着首钢集团董事长朱继民宣布首钢北京石景山钢铁主流程正式停产,这座著名的钢城退役了。至此首钢的年龄已届92岁。92年前,正是1919年,就在北京的大学生们轰轰烈烈掀起五四运动的那一年,在石景山东面的一片荒地上,首钢的前身龙烟铁矿股份有限公司开始为它的炼铁炉开工凿石。