北祁连造山带西段发现中型岩浆熔离型镍矿床(3万t)

1研究目的(Objective)北祁连造山带作为华北板块和柴达木—中祁连板块的缝合带,前寒武纪结晶基底局部发育,岩浆活动强烈,基性—超基性岩有一定分布,是一个具有良好找矿前景的铜、金、铁、钨等多金属矿产成矿带。甘肃省地矿局第四勘查院在分析对比区域成矿地质条件的基础上提出,北祁连西段具有寻找岩浆熔离型铜镍硫化物矿床的潜力,在该处部署地质勘查项目预期能够取得找矿新突破,将会对甘肃省实施新一轮找矿突破行动起到重要支撑作用。2022年,笔者在北祁连造山带西段首次发现了一处中型岩浆熔离型镍矿床,其成果对在祁连造山带内寻找同类型矿床提供了可借鉴的成功经验。

扬子地块北缘毕机沟层状岩体亲铜元素地球化学特征及其对岩浆演化和硫化物熔离过程的制约

毕机沟层状岩体是扬子地块北缘汉南杂岩中最重要的镁铁-超镁铁质侵入体之一,主要由下部带超镁铁质岩、中部带辉长岩和上部带闪长岩组成。本文对该岩体下部带橄长岩、橄榄辉长岩和橄榄辉长苏长岩以及中部带粗粒辉长岩、磁铁辉长岩和角闪辉长岩进行全岩主微量元素及亲铜元素分析,全岩(La/Sm)_(N )(0.43~2.89)和(Tb/Yb)_N(1.08~1.52)比值以及La/Yb-Sm/Yb图解均表明毕机沟层状岩体源区属于尖晶石二辉橄榄岩。Ni/Cu-Pd/Ir图解显示毕机沟层状岩体母岩浆主要为高镁玄武岩,模拟计算及高的S/Se比值显示其母岩浆经历了~5%的地壳混染并引进了外界硫,导致毕机沟母岩浆在深部发生早期硫化物熔离,造成其极高的Cu/Pd比值(5.21×10~3~1.67×10^(6))和低的PGE含量。毕机沟母岩浆侵位到浅部岩浆房后,下部带极少量的硫化物熔离进一步导致残余岩浆亏损PGE,但S和Cu含量相对升高;中部带从下部带残余岩浆中结晶分异,具有更低的PGE含量和相对较高的S以及Cu含量。根据毕机沟层状岩体岩浆演化及硫化物熔离过程,推测岩体深部及附近具有寻找Cu-Ni-PGE矿床的潜力,查明其岩浆通道系统及岩浆运移方向对找矿勘查具有重要意义。

夏日哈木超大型镍矿Ⅰ号岩体地幔源区性质和硫化物熔离过程:来自橄榄石成分、亲铜元素和硫同位素的约束

夏日哈木超大型镍矿I号岩体的地幔源区目前仍存在软流圈、大陆下岩石圈地幔和辉石岩地幔三种不同认识。本次研究通过对该岩体西段新近发现的隐伏矿体ZK3109钻孔中斜方辉石岩和浸染状矿石中的橄榄石进行原位成分分析,识别地幔源区性质,并结合硫化物原位S同位素和全岩亲铜元素组成,探讨硫化物熔离过程。样品中橄榄石均具有较低的Mn/Zn比值(基本小于13.5),而且斜方辉石岩中橄榄石具有较低的100×Mn/Fe比值(基本小于1.35),指示岩体源区有辉石岩地幔组分加入,与前人根据硫化物矿体富Ni特征的推测一致。橄榄石低Ca(小于300.00×10^(-6))、高Li(平均9.83×10^(-6))以及Sc与Ni正相关指示辉石岩地幔组分可能是俯冲洋壳物质交代大陆下岩石圈地幔的产物。另一方面,斜方辉石岩中橄榄石Ni、Fo值均与Co负相关且全岩S和铂族元素(PGE)相关性不明显,说明浅部岩浆房硫化物熔离发生在斜方辉石岩形成之后。浸染状矿石中橄榄石Co和Ni正相关且全岩S和PGE正相关,暗示橄榄石成分受控于硫化物熔离。样品中镍黄铁矿、磁黄铁矿和黄铜矿δ^(34)S值(2.28‰~6.11‰)高于地幔值(0±2‰),指示壳源硫化物的选择性加入导致母岩浆在浅部岩浆房S饱和。模拟计算表明岩体东、西两段浸染状矿石和网脉状矿石中亲铜元素的差异是母岩浆在硫化物熔离过程中二者R值(硅酸盐熔体和硫化物熔体质量比)不同造成的,分别为30~3000和3000~15000。本次研究表明综合运用矿物原位成分、S同位素和全岩亲铜元素组成能够有效识别铜镍硫化物矿床赋矿岩体地幔源区性质并刻画硫化物熔离过程。

北山北带首次发现小型岩浆熔离型铜镍硫化物矿床

1研究目的(Objective)东天山—甘肃北山北带分布着众多镁铁—超镁铁质岩体,从西到东依次有香山、黄山南、黄山、黄山东、葫芦、串珠、图拉尔根、四顶黑山、双沟山等基性—超基性杂岩体,共同受控于康古尔—黄山大断裂,已证实该区带是岩浆型Cu-Ni-(PGE)硫化物矿床的重要产地(图1a),区域成矿地质条件良好。甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院在分析对比区域成矿地质条件的基础上认为。

东疆天宇岩浆Cu-Ni矿床的铂族元素地球化学特征及其对岩浆演化、硫化物熔离的指示

新疆东部天宇镁铁-超镁铁杂岩体位于中天山地块的北部边缘,北侧为塔里木板块前缘活动带——沙泉子深大断裂。该杂岩体由辉长岩、辉石岩、橄辉岩、辉橄岩和橄榄岩组成,橄辉岩、辉橄岩和橄榄岩是主要的Cu、Ni矿赋矿岩相。同位素稀释法测得的铂族元素（PGE）结果显示天宇镁铁-超镁铁岩和铜镍矿石中∑PGE含量低（0.106×10-9~57.369×10-9）,为原始地幔的0.01~1倍。随岩石基性程度的升高,PGE含量略有增高。不同矿化程度的矿石大致表现出随硫化物含量的增多,∑PGE含量增高的趋势。岩石和矿石标准化曲线均表现出正斜率,Pt都为负异常或无异常。Pd/Ir,Cu/Ni投图显示原始岩浆主要为高Mg玄武岩。根据橄榄石和硫化物中Ni和S含量,计算得出天宇铜镍硫化物矿床R值为446~3845,该R值可以形成铜镍矿床,但无法形成铂族元素矿床。矿石中100%硫化物PGE含量仅相当于地幔5%部分熔融形成的岩浆（R=446~3845时）达到硫饱和,发生0.01%硫化物熔离时,剩余岩浆中PGE含量。与高Mg玄武岩的熔融程度不符。通过模拟计算得出,天宇矿区存在同源但R值不同的两种岩浆作用。

硫化物熔离对岩浆硫化物含矿岩体中橄榄石Ni含量的影响--以金川岩体为例

为探讨硫化物熔离对含矿岩体中橄榄石Ni含量的影响,在前人橄榄石结晶硫化物熔离模型的基础上,定量模似计算了分离结晶过程中橄榄石Ni含量,并将其应用于金川橄榄石成因研究。研究表明,部分橄榄石落于无硫化物熔离橄榄石结晶趋势线下方,暗示其母岩浆为S饱和。根据模拟计算S饱和母岩浆橄榄石分离结晶趋势线,指出金川深部岩浆房中母岩浆橄榄石的分离结晶程度小于或等于3%,而由橄榄石结晶所导致熔离的硫化物熔体与橄榄石之间质量比约为4 0。

新疆二红洼镁铁—超镁铁岩体橄榄石成因及其对硫化物熔离的指示

二红洼岩体位于新疆东天山黄山镁铁-超镁铁岩带的西段，地表由南、北两个小岩体组成，北岩体出露面积约1．42km2，呈北东-南西向展布；南岩体在呈椭圆形，出露面积约为6．25km2。岩体可分为两个侵入期次：第一侵入期次岩性为（含长）二辉橄榄岩和橄榄辉长岩，第二侵入期次岩性为辉长苏长岩和淡色辉长岩，辉长苏长岩侵入于第一期次形成的含长二辉橄榄岩和橄榄辉长岩中。岩体橄榄石 Fo 值在80．9～89．7之间，为贵橄榄石；Ni含量变化范围较大，主要集中在102．19×10-6～4319．66×10-6之间。岩体母岩浆 MgO 含量为10．3％， FeO含量为10．8％；回归计算结果显示二红洼岩体的原始岩浆中 MgO 含量为15．73％，FeO 含量为10．71％。在橄榄石的结晶过程中母岩浆达到硫饱和，并发生有硫化物的熔离作用；橄榄石与硫化物的晶出质量比（橄榄石：硫化物）为50～100∶1。通过岩石学、矿物学特征以及模拟计算结果表明，二红洼岩体具有形成铜镍矿床的基本条件，但是岩体在深部岩浆房已经达到硫饱和并发生了硫化物的熔离作用，导致母岩浆中亏损Ni、Cu等成矿元素，未能形成工业矿体；在以后找矿勘探中，需要寻找早期硫化物熔离所形成的那部分硫化物熔体，并进一步寻找成矿富集的有利地段。

微花岗岩类包体与岩浆的扩散作用和熔离作用——以诸广山桂东、上堡岩体为例

诸广山加里东期桂东及上堡黑云母花岗闪长岩体中的微花岗岩类包体包括同源包体和析离体。同源包体与寄主岩的暗色矿物组成不同,主要含角闪石;析离体与寄主岩中的暗色矿物组成相同,主要含黑云母。包体与寄主岩的矿物、岩石化学、地球化学及产状特征对比表明,这两种包体的形成涉及到岩浆内部组分的相互扩散、岩浆的熔离、对流及派生岩浆的相互混合。形成微花岗岩类包体的偏基性岩浆大多数是中酸性岩浆自身演化的产物。微花岗岩类包体的形成是岩浆结晶过程的记录。

金宝山铂族元素矿床深部熔离作用研究

金宝山铂族元素矿床以成矿岩体小、储量大、品位低、贫铜镍为显著特征。研究认为,深部硫化物熔离导致了从一个比成矿岩体体积大得多的岩浆熔体中富集铂族元素,是金宝山铂族元素矿床成矿的主导控制因素,而主要受橄榄石结晶分异造成的熔体浓缩或温度的自然降低产生的硫化物熔离是导致矿床品位低、贫铜镍的原因。

低共熔离子液体催化大豆油环氧化制备增塑剂

为进一步提高环氧化效率,以氯化胆碱为氢键受体,将其与二水草酸以物质的量比为1∶1制备的低共熔离子液体作为酸性相转移催化剂,并以过氧甲酸为供氧剂,无溶剂催化大豆油环氧化合成环保型增塑剂.通过单因素实验探究了反应温度、反应时间及催化剂、双氧水、甲酸的用量对原料油环氧化率的影响.在优化条件下制得的产品色泽浅,环氧化率高达90.32%,环氧值为6.85%,产品质量优于国家标准.且催化剂易与产物分离,并能循环使用.傅里叶红外光谱(FT-IR)及核磁共振光谱(1H NMR)结果表明原料油中不饱和双键转化较为完全,环氧化率高,催化剂的选择性好;热分析(TG-DSC)表明产品环氧大豆油初始热分解温度为265℃,在高于223℃的温度下才有失重趋势,热稳定性较好.

黑钨矿矿囊熔离成因综述

一些与石英脉型钨锡矿化有关的花岗岩体内常发育有形态不同、规模不等、成分各异的矿化囊包体,其成因难于用岩浆结晶分异和岩浆期后热液成矿作用解释。地质和实验资料表明,此类花岗质岩浆体系中不仅存在液态分离作用形成熔离矿化囊包体,而且熔离成因的黑钨矿矿囊可作为岩体可以形成岩浆热液钨矿的标志,同时说明石英脉型黑钨矿床的剥蚀深度较大。

岩浆铜-镍-铂族金属硫化矿床“深部熔离-贯入”成矿作用与模式--加拿 大伏伊希湾和中国金川矿床地质特征对比

通过对金川铜镍矿床地质、矿化特征与加拿大伏伊希湾(Voisey′s Bay)铜-镍-铂族金属硫化物矿床进行系统对比分析,总结出这2个世界级铜镍硫化物矿床形成演化方面的相似性、可比性及其共同特点,即深部岩浆房含矿岩浆沿通道脉动式上侵,到上部表现为"小岩体,成大矿"。成矿作用过程和模式表现为:①含矿岩浆的有序侵位显示岩浆在深部岩浆房停歇过程中曾发生熔离分异,形成岩浆、含矿岩浆、富矿岩浆和矿浆分层结构;②成矿作用是在富有动力的岩浆环境下岩浆不连续(脉动式)上侵过程中发生的,岩浆熔融体富含挥发组分,上侵活动剧烈,围岩角砾化;③含矿岩浆沿相同的通道或越位上侵,在先期侵入岩体下侧或上方不同空间成矿;④岩浆运移过程中与围岩发生相互作用、组分交换和成矿物质的富集。深入阐明了含矿岩浆不连续(脉动式)上侵、后续岩浆补给和混合是镁铁—超镁铁岩体中硫化物被聚集在岩浆流动的通道内形成超大型铜镍硫化物型铂族元素矿床的重要机制。

低共熔离子液体的性质及应用研究进展

离子液体作为一种环境友好材料是目前绿色化学研究领域的热点内容之一。由于低共熔离子液体具有制备简单、原材料来源广泛、性能独特等优点,近年来对它的研究备受关注。介绍了低共熔离子液体的种类、性质以及在有机合成、分离工程、电化学等领域的应用进展,并对这类离子液体未来的研究方向作出了展望。

云南中甸峨眉山玄武岩中超基性—基性岩包体的地幔流体微观踪迹及其熔离成矿意义

通过对中甸峨眉山玄武岩中超基性—基性岩包体的岩相学、电子探针、扫描电镜和能谱分析,发现在光学显微镜下呈黑色不透明的物质,在电子显微镜下表现为硅酸盐和尖晶石族氧化物为主的超显微隐晶—非晶质集合体。结合超微晶矿物晶体化学和元素地球化学分析认为,该物质是一种具熔浆和超临界性质及地幔流体属性的富铁(微晶)玻璃,是深部地质过程中,包含于幔源岩浆并与其同步运移但互不混熔的地幔流体作用遗留的微观踪迹物质。该地幔流体在伴随幔源岩浆的结晶成岩过程中,表现出由硅酸盐→尖晶石→磁铁矿→铬铁矿→钛铁矿的熔离作用,并相应触发主岩和包体岩石的交代蚀变和金属矿化,是推动和引发地壳中成岩成矿的重要动力源和物质源。由此进一步认识到,滇西地区上地幔发育峨眉地幔柱活动,为该区二叠纪之后的不同部位和不同矿种的内生多金属成矿提供了有利的深部地质背景条件。

金伯利岩中“熔离小球”的特征及其成因

在金伯利岩人工重砂中发现的“熔离小球”，直径多数〈1mm，除个别出现微晶外，均为非晶质，属于熔体淬火冷却产物。提供了29个小球的主元素分析和3件微量元素分析结果。“熔离小球”按成分可分为3种类型：（1）高铁钛小球；（2）硫铁镍小球；（3）浅色硅铝质小球。其中高铁小球W（FeO）高达99．39％，高钛小球W（TiO2）达45．90％，它们含MnO也偏高，最高达23．75％。Fe、Mn、Ti都属于高负电性元素，在熔体中与氧结合的键强度大，容易发生熔离。硫铁镍小球的埘（SO3）变化于38．27％～51．95％，w（FeO）为0．31％～23．10％，加（NiO）为25．24％～61．05％。浅色小球W（SiO2）变化范围为24．01％～52．64％，Al：O3、CaO含量高但变化范围大，总体成分接近基性一超基性硅酸盐熔浆。主元素、微量元素特征以及硫铁镍小球中发现了高镁（Fo=0．95）橄榄石捕虏晶表明，小球形成于金伯利岩岩浆的介质环境。此外高铁及硅铝质两种成分呈交生结构的两相小球的发现，暗示二者为熔离作用成因。小球的熔离作用可以应用SiO2-FeS—FeO的液态不混溶相图做出解释。认为小球形成于岩浆结晶的晚期阶段，相对富含CO2、SO3、FeO、MnO、TiO2，在岩浆快速上升、快速降温、降压、熔体中出现了多种局部有序区的条件下发生的。

塔里木板块东北缘坡北杂岩体矿物成分和铂族元素特征:对硫化物熔离和构造环境的约束

坡北杂岩体位于塔里木板块东北缘北山裂谷带,主要由橄榄岩相、单辉辉石岩相、二辉岩相、辉长岩相、苏长岩相和辉长苏长岩相组成。坡一岩体中硫化物矿体赋存于超镁铁质岩中,而坡东岩体中硫化物矿体赋存于辉长苏长岩相中。坡一和坡东岩体不同岩相中单斜辉石的MgO和CaO含量、斜长石的An值和SiO_2含量连续变化且呈负相关,说明二者可能是同一原始岩浆分离结晶的产物。根据前人计算的原始岩浆成分,我们利用MELTS软件模拟了坡北杂岩体的分离结晶过程。结果表明矿物结晶顺序为:橄榄石→橄榄石+单斜辉石→橄榄石+单斜辉石+斜长石→单斜辉石+斜长石+斜方辉石,与岩相观察一致。坡北杂岩体原始岩浆经过20%分离结晶达到S饱和而发生早期硫化物熔离,形成坡一岩体中矿体。因此,在利用具有最高Fo值(90.9mol%)的橄榄石成分进行的模拟中,坡一岩体早期结晶的纯橄榄岩中橄榄石成分与分离结晶趋势线一致,而斜长橄榄岩中橄榄石成分低于趋势线,可能形成于早期硫化物熔离之后。随后岩浆中S再一次不饱和,但坡一岩体橄榄单辉辉石岩和辉长岩中橄榄石Fo和Ni含量在分离结晶趋势线之下,同时坡东岩体不含矿岩石中铂族元素总量主要在8.9×10^(-9)～29.0×10^(-9)之间,且相对于Ni和Cu明显亏损,说明在岩浆分离结晶晚期再次发生硫化物熔离,而且可能是地壳混染引起的,并形成了坡东岩体中的硫化物矿体。坡东岩体橄榄二辉岩和橄榄辉长苏长岩中橄榄石Fo值(74.5mol%～81.0mol%)较低,但变化范围较大,且Fo和Ni呈负相关关系,这可能是由于橄榄石和硫化物熔体在不平衡状态下发生成分交换造成的。坡北杂岩体超镁铁质岩石中单斜辉石Ti O2含量为0.21%～0.83%,阳离子中呈四次配位的Al(AlZ)为0.8mol%～7.8mol%,与裂谷环境堆晶岩中单斜辉石成分相似。因此,坡北杂岩体可能形成于和塔里木二叠纪地幔柱活动相关的裂谷环境。然而,超镁铁质岩石全岩Nd同位素指示其来源于亏损地幔,并不是地幔柱物质熔融的直接产物。纯橄榄岩和异剥橄榄岩La/Sm,Sm/Yb和La/Yb比值指示其源区为尖晶石二辉橄榄岩地幔。因此,坡北杂岩体源区应为浅部以尖晶石二辉橄榄岩为主的亏损岩石圈地幔,地幔柱在源区部分熔融过程中提供了大量的热。

氯化胆碱/尿素低共熔离子液体改性木质素基水凝胶的制备及缓释性能研究

使用氯化胆碱/尿素低共熔离子液体对木质素改性,与N-异丙基丙烯酰胺聚合制备了改性木质素基水凝胶。红外谱图和扫描电镜图表明,改性后木质素三维空间网络结构的得到充分利用,反应活性增大。由热分析曲线发现,改性木质素基水凝胶分解温度在390℃附近,比未经改性时低约23℃,且分解温区窄。亚甲基蓝吸附-缓释实验表明,改性后木质素基水凝胶初始缓释速率约为未改性时2倍,有效缓释总量约为未改性时的3倍,且改性后有效释放时间较未改性时延长约10h。氯化胆碱/尿素低共熔离子液体改性木质素基水凝胶是一种具有多孔结构、对温度敏感的单一聚合体,吸附性能良好,具有一定的缓控释化学品应用潜力。

乙酰胺低共熔离子液体吸收SO_2的研究

制备了3种乙酰胺-无机盐类低共熔离子液体,测定了其物理性质并将其应用于SO2气体的吸收。结果表明,这些低共熔离子液体具有和传统离子液体相似的性质,例如熔点低、粘度低、密度高、电导率高以及较宽的液态范围。此类离子液体对SO2气体有较好的吸收能力,而且吸收量和温度的关系满足二次多项式方程。红外光谱结果表明吸收是可逆的,回收的离子液体可高效重复使用至少5次。乙酰胺-硫氰酸钠(3∶1)对SO2的质量分数吸收量为0.554 g/g(20℃,1 atm),具有吸收量高、成本低和易回收的优势,是一个很有前景的SO2吸收剂。

低共熔离子液体改性木质素-酚醛树脂的热解和热解动力学研究

采用氯化锌/乙酰胺低共熔离子液（DES）处理2种木质素,加水作为反相溶剂得到再生木质素.研究用其替代部分苯酚制备木质素改性酚醛树脂（LPF）的基本性能变化,结合热重分析法（TGA）分析树脂的热解特性,引入Flynn-Wall-Ozawa模型量化了树脂的表观活化能.结果表明,经该DES处理前后的磨木木质素和酶解木质素均可在保持树脂基本性能稳定的前提下替代20％苯酚制备LPF.升温速率β影响树脂的热分解过程,4种LPF的初始分解温度、热解过程所需的活化能均高于未改性酚醛树脂（PF）,特别是经氯化锌/乙酰胺DES处理后的再生磨木木质素改性酚醛树脂（RMLPF）,其热降解温度更高,残炭率更多,热解过程所需的活化能比PF高出2～4倍,热稳定性明显提高.

低温共熔离子液体用于固体碱制备生物柴油

在固体碱催化制备生物柴油的过程中,其自发分层是不可能发生的.由氯化胆碱和甘油物质的量比为1∶2组成的一种新型低温共熔离子液体(deep eutectic solvent,DES),将其引入到固体碱催化制备生物柴油的过程中.采用响应曲面法得到最优工艺参数为:醇油物质的量比14.46,催化剂用量8.08%,DES用量10.41%.在最佳工艺条件下脂肪酸甲酯的收率为95%,与预测值94.85%的相对误差仅为0.16%.数据分析结果表明,DES对反应过程起到了积极的促进作用.与未加入DES的反应相比,DES的加入改变了反应体系的相平衡状态而使得其能自发分层,从而简化了后续的分离纯化过程.