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西藏羊八井—当雄断裂带地热系统B、Li、Rb、Cs富集机制

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沉积学报 2024年第4期42卷 1239-1251页

作者：张煜道谭红兵丛培鑫石智伟杨俊颖河海大学地球科学与工程学院南京211100

【目的】西藏地热资源丰富,大部分温泉水体或泉华沉积物中罕见富集B、Li、Rb、Cs等元素,除自身具有矿产资源价值外,更被认为是青藏高原盐湖资源的重要矿源。开展地热水体B、Li、Rb、Cs物源、演化富集规律研究,既有基础理论意义,也对正... 详细信息

【目的】西藏地热资源丰富,大部分温泉水体或泉华沉积物中罕见富集B、Li、Rb、Cs等元素,除自身具有矿产资源价值外,更被认为是青藏高原盐湖资源的重要矿源。开展地热水体B、Li、Rb、Cs物源、演化富集规律研究,既有基础理论意义,也对正确评价其潜在资源价值有指导作用。【方法】对最为典型的羊八井—当雄断裂带温泉、河流、泉华等样品化学组成与B、Li同位素系统分析可知,沸泉水多为Na-Cl型且中偏碱性,属于大陆非火山型地热。温泉最显著的地球化学特征是δ^(11)B值普遍偏负,且具有B、Li浓度越高,B、Li同位素越偏负的典型分布规律。【结果与结论】地壳重熔型残余岩浆流体上涌,可以合理解释地热系统独特的元素富集组合特征与同位素分布规律,以及极高的热储温度等。基于岩浆活动与各类元素富集规律之间的耦合关系,类似羊八井—当雄深大断裂带地热系统不但具有良好的地热能开发前景,而且各类异常或超常富集的B、Li、Rb、Cs等元素也具有作为矿产资源进行综合回收利用的潜力。

关键词：地热系统硼同位素水化学富集机制羊八井—当雄断裂带

四川丹巴独狼沟金矿中金与碲铋矿物的赋存状态及金的富集机制

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岩石矿物学杂志 2023年第4期42卷 541-554页

作者：马天祺张燕陈翠华李引陈曦杨玉龙刘舒月辜鹰赖翔成都理工大学地球科学学院四川成都610059 西南石油大学地球科学与技术学院四川成都610500

独狼沟金矿是位于丹巴成矿带中穹窿边缘的典型的石英脉型金矿,矿床中发育大量明金与碲铋矿物。本文以独狼沟金矿中碲铋矿物及自然金为主要研究对象,通过显微岩相学观察、扫描电镜、能谱以及电子探针分析,对矿床中碲铋矿物和自然金的赋... 详细信息

独狼沟金矿是位于丹巴成矿带中穹窿边缘的典型的石英脉型金矿,矿床中发育大量明金与碲铋矿物。本文以独狼沟金矿中碲铋矿物及自然金为主要研究对象,通过显微岩相学观察、扫描电镜、能谱以及电子探针分析,对矿床中碲铋矿物和自然金的赋存状态进行了较为详细的研究,并对金的富集机制进行了探讨。结果表明,碲铋矿物与自然金主要在成矿Ⅱ、Ⅲ阶段产出,矿石中自然金主要为含银自然金,成色整体偏高,平均为881,碲铋矿物主要有楚碲铋矿、叶碲铋矿、赫碲铋矿、硫碲铋矿B、未命名碲铋矿物(Bi_(2)Te、Bi_(8)Te_(3)、Bi_(3)Te)以及自然铋,碲铋矿物与自然金具密切的时空关系。结合前人流体包裹体的研究结果,认为成矿Ⅱ阶段到Ⅲ阶段过渡的过程中温度以及体系中碲逸度的降低是矿床中多种碲铋矿物相形成的关键,独狼沟金矿成矿的物理化学条件以及碲铋矿物与自然金的矿物特征均指示成矿过程中金-铋-碲熔体对热液中金的抽取是导致自然金富集的关键。

关键词：独狼沟金矿碲铋矿物富集机制矿物特征四川丹巴

黔西北上二叠统峨眉山玄武岩风化壳中铌富集机制初探

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矿床地质 2021年第4期40卷 776-792页

作者：刘阳付勇周祖虎葛枝华陈蕤龙珍王天顺贵州大学资源与环境工程学院贵州贵阳550025 喀斯特地质资源与环境教育部重点实验室贵州贵阳550025 贵州省地矿局一〇九地质大队贵州贵阳550018

近年越来越多的研究显示,贵州西北一带的峨眉山玄武岩风化壳上存在一套富铌、锆、钛、镓、稀土的多金属矿层,主要与风化壳中的黏土岩有关,不过,其中有关铌的赋存状态和富集机制仍有待研究。文章对黏土岩物质来源做出厘定,认为风化壳黏... 详细信息

近年越来越多的研究显示,贵州西北一带的峨眉山玄武岩风化壳上存在一套富铌、锆、钛、镓、稀土的多金属矿层,主要与风化壳中的黏土岩有关,不过,其中有关铌的赋存状态和富集机制仍有待研究。文章对黏土岩物质来源做出厘定,认为风化壳黏土岩层主要来源于高钛的峨眉山玄武岩,铌、锆、稀土等元素也继承自玄武岩。铌主要赋存于铁铝质黏土岩中(w(Nb)100×10^(-6)~250×10^(-6)),含矿岩层中上部铌含量高,下部低,具体表现为w(Nb)自下而上,升高—(略微)降低—(再)升高的规律,尤以铁铝质黏土岩中铌含量最高。在峨眉山玄武岩喷发事件中,铌一方面随玄武岩喷出地表,在平缓低洼的盆地地带冷凝,另一方面酸性火山灰进入大气,形成酸雨并随之降落汇聚在先期成岩的低洼地区,形成酸性环境使原岩内的铌被侵蚀残留在原地。随着火山作用停止,酸雨不再产生,沉积环境中的水体因热水循环、海侵海退和大气降水与外界物质交换,酸性逐渐被中和乃至偏碱性,铌随黏土质沉积成岩,最终在玄武岩风化壳内富集。

关键词：地球化学峨眉山玄武岩风化壳铌物质来源富集机制

河北省奥陶纪马家沟组顶部古风化壳中三稀元素赋存状态及富集机制

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矿床地质 2023年第1期42卷 157-169页

作者：杨鑫朋张运强程洲杨瑞季虹张欢石光耀王金贵河北省区域地质调查院河北廊坊065000 中国地质调查局廊坊自然资源综合调查中心河北廊坊065000 中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所河北廊坊065000

河北省奥陶纪马家沟组与晚石炭世本溪组之间发育一套古风化壳层,岩性主要为铁质黏土岩、铝质黏土岩和铝土岩,剖面从顶到底具典型的“煤-铝-铁”结构。地球化学分析结果显示,冀东石岭和冀南同义岭古风化壳样品的轻稀土元素氧化物总质量... 详细信息

河北省奥陶纪马家沟组与晚石炭世本溪组之间发育一套古风化壳层,岩性主要为铁质黏土岩、铝质黏土岩和铝土岩,剖面从顶到底具典型的“煤-铝-铁”结构。地球化学分析结果显示,冀东石岭和冀南同义岭古风化壳样品的轻稀土元素氧化物总质量分数分别达0.0893%和0.0717%,均超过了古风化壳型轻稀土矿边界品位,冀北煤窑山古风化壳样品的轻稀土元素总质量分数为0.0504%,也具明显富集特征。古风化壳中部分样品稀有元素Li含量也超过了伴生边界品位。通过元素逐级分离试验定量分析出古风化壳中的三稀元素主要以矿物相存在,再通过X射线衍射分析、电子探针分析进一步确定三稀元素主要以类质同象赋存于伊利石、高岭石等黏土矿物中,少量以化合态存在于独立的稀土矿物中。综合分析认为,古风化壳中三稀元素的矿化富集依次经历了风化壳形成阶段、铝质岩系形成阶段及沉积压实阶段的多阶段演化。

关键词：地球化学古风化壳三稀元素赋存状态富集机制

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新疆东天山香山铜镍硫化物矿床中铂元素富集机制研究

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矿物岩石地球化学通报 2016年第1期35卷 118-125页

作者：肖凡王敏芳班宜忠夏庆霖中国地调局南京地质调查中心南京210016 中国地质大学(武汉)资源学院地质过程与矿产资源国家重点实验室武汉430074

香山铜镍矿床是东天山觉罗塔格成矿带北缘中型铜镍矿床,资源前景颇佳。对香山铜镍矿床中富铜矿石、富镍矿石和浸染状矿石内磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿进行了电子探针分析,以期研究铂元素的富集机制。结果表明,磁黄铁矿和镍黄铁矿早于... 详细信息

香山铜镍矿床是东天山觉罗塔格成矿带北缘中型铜镍矿床,资源前景颇佳。对香山铜镍矿床中富铜矿石、富镍矿石和浸染状矿石内磁黄铁矿、镍黄铁矿和黄铜矿进行了电子探针分析,以期研究铂元素的富集机制。结果表明,磁黄铁矿和镍黄铁矿早于黄铜矿形成,更富集Co和Se元素,黄铜矿则富集Sb、Bi和Zn等低温元素。Pt元素主要通过岩浆作用富集,但磁黄铁矿和镍黄铁矿中丰度更高,硫化物熔体分异不均衡是导致这种差异性的原因之一。富铜矿石全岩Pt元素含量最高,其原因是Pt元素热液活动性强,且富铜矿石经受了热液作用改造。

关键词：铂元素富集机制香山铜镍硫化物矿床东天山

中印度洋海盆富稀土沉积地球化学特征及富集机制研究

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海洋学报 2022年第11期44卷 42-62页

作者：孙懿石学法鄢全树刘希军于淼黄牧毕东杰李佳朱爱美高晶晶汪虹敏张兆祺自然资源部第一海洋研究所自然资源部海洋地质与成矿作用重点实验室山东青岛266061 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室山东青岛266237 桂林理工大学广西隐伏金矿产勘查重点实验室广西桂林541004

本文对中印度洋海盆深海富稀土沉积区两根柱样GC02和GC06开展了沉积物涂片观察,X-射线衍射分析,主量、微量和稀土元素分析,以及单矿物原位微区地球化学分析等,探讨了其地球化学特征、物质来源及稀土元素(REY)的富集机制。结果表明,GC02... 详细信息

本文对中印度洋海盆深海富稀土沉积区两根柱样GC02和GC06开展了沉积物涂片观察,X-射线衍射分析,主量、微量和稀土元素分析,以及单矿物原位微区地球化学分析等,探讨了其地球化学特征、物质来源及稀土元素(REY)的富集机制。结果表明,GC02柱状沉积物类型为钙质黏土和沸石黏土,GC06柱状沉积物类型为钙质黏土、含沸石黏土和沸石黏土。稀土元素主要在含沸石黏土和沸石黏土中富集。北美页岩标准化(NASC)配分模式指示沉积物的REY主要来源于海水,矿物学和地球化学等特征表明该地区沉积物陆源组分可能主要源于澳大利亚的风尘物质。元素相关性和CaO/P_(2)O_(5)比值等指示了深海富稀土沉积中REY的主要赋存矿物为生物磷灰石(鱼牙/骨等),其次为铁锰微结核。本文总结和探讨了深海富稀土沉积的形成机制,完善了深海富稀土沉积形成过程的概念模型。

关键词：中印度洋海盆富稀土深海沉积物地球化学稀土来源赋存矿物富集机制

氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的研究进展

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矿床地质 2020年第4期39卷 559-567页

作者：谢桂青李新昊韩颖霄朱乔乔李伟叶晖宋世伟中国地质科学院矿产资源研究所自然资源部成矿作用与资源评价重点实验室北京100037 中国地质大学科学研究院北京100083 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 湖北三鑫金铜股份有限公司湖北大冶435102

富金斑岩-矽卡岩矿床目前提供了全球几乎所有的硒、碲及部分铊产量,其中氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床可共伴生碲、硒、铊等稀散金属。文章从元素地球化学行为、矿床类型、岩浆作用、赋存状态、稀散金属与铜金关系等方面,总结了氧化性富金... 详细信息

富金斑岩-矽卡岩矿床目前提供了全球几乎所有的硒、碲及部分铊产量,其中氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床可共伴生碲、硒、铊等稀散金属。文章从元素地球化学行为、矿床类型、岩浆作用、赋存状态、稀散金属与铜金关系等方面,总结了氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中有关碲、硒、铊富集机制的研究进展。碲、硒具有亲铁和亲硫的特征,而铊具有亲硫和亲石的双重特征,三者具有不同程度的挥发性。岩浆热液型矿床伴生有碲、硒、铊矿化。基性岩浆的注入和岩浆硫化物熔离可能是氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床碲、硒、铊富集的主要岩浆作用。氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中铜和金含量通常呈正相关性,发育有丰富的含碲/硒/铊矿物,但碲、硒、铊与铜、金的关系还不清楚。长江中下游成矿带发育多个氧化性矽卡岩金矿、矽卡岩铜金矿,伴生大规模的碲、硒、铊矿化,且已被综合回收利用,该带是探讨氧化性富金矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的理想对象。

关键词：地质学碲、硒、铊稀散金属矿床氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床富集机制

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东天山小热泉子铜锌矿床伴生硒富集机制

地球科学与环境学报 2024年第3期46卷 384-399页

作者：陈浩男邓小华何西恒阿卜力米提·艾白长安大学地球科学与资源学院陕西西安710054 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆矿产资源研究中心新疆乌鲁木齐830011

小热泉子矿床位于东天山大南湖—头苏泉岛弧带西段,是赋存于石炭纪火山-沉积建造中的火山块状硫化物(VMS)矿床。小热泉子矿床伴生硒等关键金属,但硒赋存状态及富集机制研究较为薄弱,制约了硒的综合利用。在矿床地质特征研究基础上,对不... 详细信息

小热泉子矿床位于东天山大南湖—头苏泉岛弧带西段,是赋存于石炭纪火山-沉积建造中的火山块状硫化物(VMS)矿床。小热泉子矿床伴生硒等关键金属,但硒赋存状态及富集机制研究较为薄弱,制约了硒的综合利用。在矿床地质特征研究基础上,对不同成矿期次的矿石中硫化物开展全自动综合矿物分析、电子探针成分分析,探索小热泉子矿床中硒赋存状态和富集机制。结果表明:小热泉子矿床中硒主要呈硒独立矿物硒方铅矿或赋存于硫化物的晶格中。硒方铅矿呈半自形—他形产出,粒径多小于30μm,包裹于喷流沉积期和热液叠加期的黄铜矿中,其Se含量(质量分数,下同)为20.25%~23.87%,平均值为22.15%,S含量为1.11%~2.61%,平均值为1.92%,Pb含量为72.49%~76.57%,平均值为74.51%,平均化学式为Pb(Se_(0.78)S_(0.17)),S/Se值为0.087。不同期次黄铁矿、黄铜矿、闪锌矿等硫化物中的Se含量分别为0.07%、0.15%和0.29%,S/Se平均值分别为716、222和110。其中,喷流沉积期硫化物的Se平均含量为0.20%,S/Se平均值为212,热液叠加期硫化物的Se平均含量为0.05%,S/Se平均值为938,显示Se含量具有下降趋势。结合前人流体包裹体研究结果,小热泉子矿床中硒富集机制归因于较高温、较高氧逸度的岩浆流体环境,硒富集伴随成矿系统温度和氧逸度的降低而减弱。

关键词：关键金属硒火山块状硫化物矿床铜锌矿赋存状态富集机制东天山

新疆阿克苏典型山前洪积扇内高氟地下水的化学特征及氟富集机制

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地质科技通报 2021年第3期40卷 194-203页

作者：潘欢迎邹常健毕俊擘刘运德黄丽文中国地质大学(武汉)环境学院武汉430078 中国地质大学(武汉)地质调查研究院武汉430078 中国地质调查局西安地质调查中心西安710054

在内陆干旱区,作为重要饮用水源的地下水常面临氟含量超标问题。查明内陆干旱区高氟地下水的分布规律,了解氟在地下水中的富集过程及其影响因素,既可丰富高氟地下水的研究体系,也是保证内陆干旱区饮水安全的重要基础。以新疆阿克苏地区... 详细信息

在内陆干旱区,作为重要饮用水源的地下水常面临氟含量超标问题。查明内陆干旱区高氟地下水的分布规律,了解氟在地下水中的富集过程及其影响因素,既可丰富高氟地下水的研究体系,也是保证内陆干旱区饮水安全的重要基础。以新疆阿克苏地区典型山前洪积扇——依格齐艾肯河-喀拉玉尔滚河河间地带为研究区,基于水文地球化学调查结果,刻画了高氟地下水的分布区;结合氟离子含量与特征性水化学指标间的关系,揭示了高氟地下水的成因机制。结果表明:①地下水中氟含量的变化范围为0.8~6.1 mg/L,83%的水样氟含量超过《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)规定的上限(1.0 mg/L);②总体上,氟含量沿地下水流动路径逐渐增大,低氟地下水(ρ(F^(-))≤1.0 mg/L)分布在国道314以北的补给区,高氟地下水(ρ(F^(-))>1.0 mg/L)分布在国道314以南的径流区和排泄区;③高氟地下水的水化学类型以Cl·HCO_(3)-Na型为主,而低氟地下水则以Cl·SO4-Na型为主,高氟地下水相比于低氟地下水优势阴离子偏向于HCO_(3)^(-);④地下水的pH值范围为7.9~8.9(均值为8.4),表明其处于弱碱环境中。地下水中ρ(F^(-))与pH值呈正相关,此外构成浅层含水层的上更新统沉积物中含有黑云母、氟磷灰石等矿物,其表面存在一定数量的可交换F^(-),这表明水中OH-与矿物表面F^(-)间的阴离子交换可能对氟的富集有一定贡献;⑤地下水的F^(-)含量与Ca^(2+)含量呈负相关,即高氟地下水中ρ(Ca^(2+))小于低氟地下水。考虑到氟化钙(CaF_(2))是自然界中的主要含氟矿物,也是地下水中氟的主要来源,ρ(F^(-))与ρ(Ca^(2+))间的这种负相关指示着高氟地下水中可能存在去Ca^(2+)、Mg^(2+)作用,如阳离子交替吸附或碳酸盐岩沉淀等。研究区地下水样中ρ(F^(-))与ρ(Mg^(2+))间也呈负相关关系,且和ρ(F^(-))与ρ(Ca^(2+))间的关系高度相似,也佐证了高氟地下水中去Ca^(2+)、Mg^(2+)作用的存在;⑥绝大部分地下水样品都位于氯碱性指数图的负值区域,且ρ(F^(-))与CAI-1和CAI-2均呈较好负相关,CAI-1和CAI-2都随ρ(F^(-))的增大而减小,这表明高氟地下水中存在Ca^(2+)、Mg^(2+)与Na^(+)间更强的交换作用,对氟富集起着重要作用。地下水中ρ(F^(-))与SAR间呈较好正相关关系,且高氟地下水样的SAR均值(5.71)远大于低氟地下水SAR均值(1.67),这也进一步证明高氟地下水中的Ca^(2+)、Mg^(2+)与含水介质的Na^(+)间存在强烈的交替作用,对氟的富集起着重要作用;⑦所有地下水样中的萤石均处于未饱和状态,且萤石的饱和指数(SI)与F^(-)含量间呈现较好的正相关,这表明地下水对含氟矿物(主要是萤石)的持续溶解应是导致研究区地下水中氟富集的主要原因。与之相反,研究区所有地下水样中的方解石均处于过饱和状态(SI>0)。这表明CaCO3的沉淀可能促进了CaF_(2)的溶解,导致地下水中氟离子质量浓度增高;⑧研究区低氟地下水的δ^(18)O值介于-11.20‰~-10.67‰间,平均值为-10.94‰,而高氟地下水的δ^(18)O值介于-11.65‰~-11.21‰间,平均值为-11.49‰,即低氟地下水较高氟地下水富集δ^(18)O。此外,F^(-)质量浓度较低(ρ(F^(-))≤3.0 mg/L)的地下水样中δ^(18)O值与F^(-)质量浓度呈负相关,即低氟地下水具有更正的δ^(18)O值;F^(-)质量浓度较高(ρ(F^(-))≥4.8 mg/L)的地下水样中δ^(18)O值与F^(-)质量浓度的相关性不显著,随F^(-)质量浓度的增高,δ^(18)O值基本维持不变。以上表明蒸发浓缩作用对地下水中氟的富集贡献较小;⑨研究区地下水中ρ(F^(-))/ρ(Cl^(-))比值与ρ(F^(-))间呈现正相关,即ρ(F^(-))/ρ(Cl^(-))比值随ρ(F^(-))增高呈增大趋势,这也说明地下水中氟富集的主要原因是含氟矿物的溶解,而不是蒸发浓缩作用。此外,Gibbs图也提供了证据:研究区地下水样基本处于水岩作用主导区域,表明地下水化学特征(包括氟的富集)主要受水岩作用控制,蒸发浓缩影响很小。总之,地下水中氟的富集主要由溶解作用引起,OH-与矿物表面F^(-)间的交换也有贡献,但蒸发浓缩作用影响微弱。含氟矿物持续溶解的驱动机制是阳离子交替吸附(地下水中Ca^(2+)与岩土颗粒表面Na^(+)之间)及方解石沉淀所引起的地下水中Ca^(2+)的衰减。

关键词：高氟地下水富集机制萤石溶解离子交换方解石沉淀