贵州安龙坡关方解石矿床地质特征及找矿方向探讨

本文通过对安龙坡关一带赋存的方解石矿体进行了地质调查及取样分析,研究了方解石矿床地质特征、控矿因素及成因,总结了下一步找矿方向。研究发现:区内发现8个规模大小不一的矿体,分布相对集中,矿石成分单一,矿体形态以脉状、似层状为主,透镜状次之,通过样品分析评价,整体矿石质量较好。矿体赋存于中三叠统杨柳井组地层,受构造裂隙的控制,区内方解石成矿与黔西南大规模低温热液流体运移有着密切关系,根据方解石矿床成矿地质条件分析,认为安龙坡关地区方解石矿属于低温热液充填型矿床。综合分析认为,研究区边、深部及外围烂滩、老王寨、绒当、孔达、放羊湾、马路湾一带方解石成矿地质条件优越,有望取得找矿新突破。

白云石晶体结构和地球化学特征对沉积环境响应:以扬子地台晚埃迪卡拉纪灯影组白云岩为例

受沉积环境的影响,在白云石形成过程中,其晶体结构与地球化学记录着相应的环境信息。本文以扬子地台晚埃迪卡拉纪灯影组杨坝剖面为例,通过系统采样研究了白云石的晶体结构和地球化学特征,明晰了基于岩石学和地球化学特征的灯影组沉积环境演化,归纳出了白云石晶体结构、地球化学特征与形成环境的耦合关系。结果表明:(1)杨坝剖面灯影组主要发育叠层石、核形石、泡沫棉石及凝块石等4种微生物白云岩和少量的晶粒、颗粒及角砾白云岩,垂向发育多期的微生物白云岩叠置韵律层,主要为局限台地潮坪相颗粒滩相。(2)地球化学分析表明,灯影组沉积演化过程为:一段主要为干旱气候、较高盐度的较浅水体,发育泥、粉晶白云岩沉积;二段下部水体加深、潮湿、低盐度,微生物白云岩最为发育;二段中上部水体总体相对较浅,湿度降低,盐度略增高;四段时水体先加深后迅速变浅,湿度逐渐降低,盐度亦逐渐增大。(3)研究区白云石晶体结构特征突显出典型的高Mg/Ca环境下流体参与形成,在干旱、高盐度的环境下,a/c值负偏,潮湿、低盐度的环境会导致晶胞参数a/c值正偏。有序度分布表明,随有序度的增加,a/c值逐渐靠近理想白云石。该结果不仅阐明准同生白云石晶体结构与形成环境关联,还揭示元古宇灯影组古海水环境特征。

滇中禄劝九龙巨晶方解石矿床地质特征与成因

滇中禄劝九龙方解石矿床是云南省规模最大的方解石矿床,以产出巨晶方解石矿为特点。本文在系统的野外地质调查和勘查评价基础上,分析了九龙巨晶方解石矿床的基本地质特征和控矿因素,探讨其成因。结果表明,区内方解石矿体呈层状、似层状及大脉状产于下二叠统茅口组(P1m)灰岩中,层控特点明显;成矿受围岩岩性和断裂的联合控制,开放空间后生热液充填交代成矿特点突出,属层控热液型矿床,新生代印度欧亚板块碰撞造山有关的陆内构造转换成矿可能是其关键机制。

大横路钴铜矿电气石及方解石稀土元素、同位素组成及其对成矿过程的指示

大横路钴铜矿钴的储量为2.7万t,它是我国大型的钴矿床,其经历了复杂的沉积-变质作用,长期以来被认为是典型的沉积-变质型矿床。其热液期成矿作用可能被低估,本研究通过详细的岩相-矿相学观察,证实了除变质流体外,确实有岩浆热液作用参与了成矿过程。本研究对方解石锶同位素,电气石硼同位素进行了激光微区分析。电气石硼同位素在空间上有显著变化,自热液脉至基质由-4‰降低至-14‰左右;电气石与方解石锶同位素(^(87)Sr/^(86)Sr)并无显著差异,其平均值分别为1.0896和1.0948,略低于全岩的平均值1.1063。尽管目前还无法定量估算岩浆热液对成矿物质的贡献,但是本研究表明岩浆热源所驱动的热液促进了成矿元素的氧化、活化和迁移;然后热液在赋矿层位的碳质千枚岩中还原沉淀,这是岩浆热液期最主要的成矿方式。但是岩浆热液在成矿物质上并无显著贡献,且本次研究暂未发现海相蒸发岩参与成矿的证据。因而,方解石与电气石单矿物微量元素和同位素组成是重建热液成矿作用过程的重要指示矿物。

西南低温成矿域Au-Sb-Hg-Pb-Zn矿床方解石REE地球化学特征及找矿指示

西南大面积低温成矿域是我国Au、Sb、Hg、Pb-Zn等中低温热液矿床的重要基地,各种热液矿床之间是否存在成因关系仍是一个悬而未决的科学问题。方解石是各种热液矿床的重要脉石矿物,本文选择上述各种中低温矿种中的丫他卡林型金矿床、晴隆-巴年锑矿床、拉峨汞矿床、会泽铅锌矿床等作为典型矿床,并对矿床中出露的成矿和非成矿期方解石进行REE对比研究。结果发现,不同类型矿床成矿期方解石明显具有不同的REE特征,卡林型金矿床中显示MREE富集,锑矿床显示M-HREE富集的特征,说明金、锑矿床的成矿流体来源可能与深部隐伏花岗岩体有关;Pb-Zn-Hg矿床整体显示LREE富集,Hg矿床与标准海相碳酸盐岩LREE富集的配分模式一致,但Pb-Zn矿床中轻稀土元素内部具有La、Ce亏损的左倾特征,说明Hg矿床成矿流体可能主要来自于大气降水对赋矿海相碳酸盐岩的溶解作用,铅锌矿床成矿流体可能来自于盆地卤水浸取基底地层及其围岩所形成的混合流体。无论何种矿种,与成矿无关的方解石均具有LREE富集的特征,方解石的上述REE配分模式特征也可作为各种类型热液矿床的重要找矿标志。

LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年技术

方解石在成岩过程、生物作用、热液过程等多种地质环境中广泛形成,激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)方解石U-Pb定年技术在解决关键地质问题中具有广阔的应用前景。方解石中U含量相对低(<5.0×10^(-6)),普通Pb占比高(238 U/206 Pb<1),这对仪器灵敏度提出了高要求。相比于Q-ICP-MS和SF-ICP-MS,MC-ICP-MS具有同位素同时测定优势,分析精度更高。前人优化了仪器参数,对提高灵敏度进行了一些尝试,为了最大化的提高灵敏度,本研究基于Neptune Plus型号MC-ICP-MS,系统优化锥组合和辅助氮气,使得U和Pb元素灵敏度最优。研究表明采用Jet+X锥结合氮气增敏(N 2=4.0mL·min^(-1))条件下仪器灵敏度最高,相比于常规条件(S+H锥未结合氮气增敏),U和Pb的信号强度分别提高4倍和3倍。同时我们发现氮气增敏情况与锥组合有很大的关系,当采用X型号截取锥时,氮气的引入可以使得U的信号强度提高,而采用H型号截取锥时,氮气的引入并没有改变信号强度。基于优化后的仪器参数,本文建立了高空间分辨率(~85μm)LA-MC-ICP-MS方解石U-Pb定年方法。采用三个方解石U-Pb定年标准物质对方法进行了验证,所得结果与ID-TIMS定值结果在误差范围内一致,证明我们的方法对低U(~0.03×10^(-6))样品的分析是有效的。初步测定了两个实验室内部标准物质:TLM和LSJ07。一次测量TLM的结果为219.8±2.3Ma(2s,n=30),两次测量LSJ07的结果为26.4±0.2Ma(2s,n=30)和26.7±0.2Ma(2s,n=30)。这两个标准物质的普通铅占比相对较低,是潜在的方解石U-Pb定年标准物质。我们发现激光束斑大小的改变明显影响到结果的准确度,这可能与不同束斑下的分馏效应差异性有关,特别是当束斑小于60μm时。因此我们建议在进行方解石U-Pb定年时,标样和未知样品要严格匹配激光参数,最后初步讨论了方解石U-Pb体系的封闭情况。

MVT矿床中与成矿有关热液方解石的地球化学判据——以青海多才玛超大型铅锌矿床为例

碳酸盐矿物是MVT型铅锌矿床最为常见的热液蚀变矿物,记录了成矿流体特征,其元素或同位素组成对示踪和定位矿体具有一定的指示意义,但由于该类矿床中碳酸盐矿物成因多样,单一的岩相学观察往往难以准确识别与成矿有关和无关的方解石,需要辅以地球化学手段来确定方解石成因。本文利用钻孔编录、岩相学观察、C-O-Sr同位素和原位微量与稀土元素组成分析等手段,探讨了青海多才玛超大型MVT铅锌矿床中与成矿有关和无关两期方解石的矿物化学特征。结果表明,多才玛矿床成矿前方解石(Cal1)空间上与矿体无相关关系,遍布于中二叠统九十道班组灰岩内,阴极发光呈暗棕色至棕黄色,无明显生长环带;成矿期方解石(Cal2)主要产于铅锌矿体内及其上盘围岩中,多呈砂糖粒状-皮壳状充填于围岩裂隙和溶孔内,阴极发光呈暗黄色至亮橙色,常发育生长环带。相对于Cal2,Cal1与围岩的C-O-Sr同位素组成更为接近,这表明水岩反应期间,Cal1组成受围岩影响更大,Cal2组成受影响更小;相比于Cal1,Cal2具有较高的Mn、Fe、Zn、Pb含量和U/Th、V/Cr值以及较低的LREE/HREE值、Mg、Sr含量和弱的Ce负异常,指示成矿流体具有较高温度且相对还原的特点。对比世界典型MVT型铅锌矿床,显示较高的Mn、Fe、Zn(可能包括Pb)含量和较低的LREE/HREE值可以协助识别与成矿有关的碳酸盐矿物。

碳酸钙矿石及其产品质量指标研究

碳酸钙是重要的非金属原材料,广泛应用于橡胶、塑料、造纸、涂料、医药、食品、日用化工等行业。归纳整理了碳酸钙矿产相关概念、现行碳酸钙产品质量指标,研究了碳酸钙产品质量的影响因素,提出了碳酸钙矿石的用途分类及各类碳酸钙矿石质量指标及要求,对碳酸钙矿产的找矿、勘查、评价与开发具有现实指导意义。

湘中锡矿山锑矿床巨量矿石堆积机制:来自方解石流体包裹体的约束

湘中锡矿山锑矿床目前研究程度已经很高,但对该矿区锑矿石发生巨量堆积的原因仍不清楚。热液矿床巨量矿石的堆积过程,实际上就是大规模流体汇聚并发生有效沉淀的过程,因此,对锡矿山矿区流体演化过程和沉淀机制的研究有助于解决其巨量矿石的堆积机制问题。锡矿山矿区方解石非常发育,且与成矿关系密切,是研究该区流体作用的理想对象。对该区不同期次方解石进行流体包裹体岩相学和显微测温研究,初步刻画了该区流体演化过程和矿石沉淀机制。研究表明,不同期次方解石中流体包裹体类型基本相同,主要为Ⅰ型(纯液相包裹体)和Ⅱ型(富液相两相包裹体),但流体包裹体的岩相学特征存在明显差异:主成矿期流体包裹体不发育且个体小,成矿晚期流体包裹体发育程度中等且个体较大,成矿后流体包裹体非常发育且个体很大。流体包裹体显微测温分析显示,该区经历了2次独立的成矿事件:主成矿期成矿流体为中高温、中低盐度的热液,这种热液有利于锑的大规模迁移,矿石沉淀机制为流体混合作用;成矿晚期流体为中温、低盐度热液,这种热液中锑的浓度明显小于主成矿期,矿石沉淀机制为冷却作用;成矿后还存在一期热液事件,其流体为一种低温、低盐度热液。锡矿山矿区矿石巨量堆积主要与主成矿期成矿作用有关,该期成矿流体中锑的浓度高,流体规模巨大,且流体混合作用这种矿石沉淀机制非常有利于超大型锑矿床的形成。

浅析影响方解石生长和溶解的动力学因素及机制

碳酸盐岩约占显生宙沉积岩的20%,全球至少有60%已探明的石油储量赋存于碳酸盐岩储层中。方解石是普遍的碳酸盐矿物,其溶蚀对于地壳浅部次生孔隙的形成具有重要的意义。综述结果表明:方解石的生长主要受控于温度、压力、过饱和度、离子的种类及半径等因素;压力的降低、离子强度和过饱和度的增大有利于方解石的生长。方解石的溶蚀主要受温度、压力、p(CO_(2))分压、离子的种类和强度、盐度、pH值、介质流体组分、方解石表面Zeta电位及溶液相对于方解石的饱和程度等因素的影响;介质流体中的离子种类对方解石溶解所起的促进或抑制作用主要受控于方解石表面的Zeta电位。此外,本文还发现在方解石生长和溶蚀过程中,不同溶剂类型、离子的种类及浓度形成具有显著不同的微形貌,这使得通过对矿物微形貌的观察可以用来反演古介质流体的组分。本文以独特的视角对当前有关实验取得的不一致结果进行了深入剖析并提出了新的观点,着重对影响碳酸盐岩溶蚀的因素进行调研,寻找有利于碳酸盐岩溶蚀的最优解,进而为圈定优质储层提供可靠的理论依据。本文的另一个意义是便于后续相关研究能够悉知该领域的前沿热点及最新进展。

高温实验模拟Mg/Ca浓度对文石质生物碎屑白云石化过程的影响

高温(150℃以上)合成白云石实验被认为是了解自然条件下白云石成因的有效途径。选择自然条件下对白云石成因有重要影响的Mg/Ca值(摩尔浓度比)指标,分别采用鹿角珊瑚和大琵琶螺两种文石质生物碎屑为先驱反应物,在220℃高温环境下对不同Mg/Ca值(0.5、0.7、1.0、1.2、1.5)和不同反应时间(0.5、1.0、1.5、2、3、6、8、14 h)条件下文石质生物碎屑的白云石化过程开展研究。结果表明,在高温条件下白云石化过程可分为诱导阶段、快速反应阶段和平稳阶段,这一反应过程未明显受到先驱文石质反应物的影响,反映了流体Mg/Ca浓度对白云石化产物具有明显的控制作用。随着反应溶液Mg/Ca值的提高,白云石化的诱导期缩短、速率加快,产物白云石中CaCO_(3)的摩尔分数降低且有序度提高,表明高Mg^(2+)浓度能够促进Mg^(2+)快速交代文石中的Ca^(2+)并完成白云石的有序化过程。研究结果为解释自然条件下Mg/Ca浓度对白云石化过程的影响提供了基础理论支撑。

中国辽东地区超大型菱镁矿矿床的地球化学特征和成因模式(英文)

我国辽东地区早元古代大石桥组镁质碳酸盐-泥质岩建造中赋存有多个超大型菱镁矿矿床.在这些矿床中,菱镁矿矿体均只限定在大石桥组三段岩层中.该层岩石主要由白云质大理岩、菱镁质大理岩、菱镁矿和少量泥质板岩薄层组成.赋矿层位之下地层为大石桥组二段的云母片岩;其下为大石桥组一段的白云质大理岩与云母片岩夹层.在大石桥组一段中未见菱镁矿体产出.研究表明,菱镁矿的δ18O值为5.2‰～13.8‰,低于围岩大理岩的δ18O值(11.2‰～22.8‰).但两者的δ13C值大多接近零值,其中菱镁矿δ13C值变化为-1.4‰～1.2‰,大理岩δ13C值变化为-4.5‰～4.4‰.在菱镁矿层位中发现有石膏成层和脉状产出,其δ34S值为23.9‰～26.5‰,显示海相蒸发沉积特征.菱镁矿的稀土元素分析表明存在三种不同页岩标准化配分模式.类型Ⅰ显示中稀土富集特征,类型Ⅲ显示重稀土富集和正铕异常特征,它们可能反映了不同时期成矿热液的特征.而类型Ⅱ显示与围岩大理岩相同的平坦型,反映继承了原岩沉积碳酸盐岩的特征.本文认为,辽东地区的镁质碳酸盐岩(镁方解石和白云石)可能是从蒸发的泻湖盆地中沉积的,而菱镁矿石则主要是沉积后富镁卤水下渗交代原岩碳酸盐岩形成的.由于大石桥组二段云母片岩渗透率低隔水性强,因此菱镁矿的矿化交代作用只发生在其上的大石桥组三段镁质碳酸盐岩地层之中.在区域变质作用过程中,菱镁矿层曾发生变质重结晶作用.在更晚期的热液活动中可能也有一些菱镁矿脉形成.

桂西北南丹地区大厂超大型锡多金属矿床中发现高稀土元素方解石

广西大厂锡多金属矿床是中国也是世界上最大的锡多金属矿床之一,其锡、锌、锑、砷、银、铟、镓等金属元素均达到大型超大型规模。通过对大厂矿区91号、92号和100号矿体中矿石内非金属矿物稀土元素的研究,发现91号和92号矿体中均存在高稀土元素含量的方解石,ΣREE的最高含量达940.42×10-6,平均799.2×10-6。高稀土元素含量方解石的存在,表明在大厂超大型矿床的形成过程中可能有幔源流体的参与。

广西大厂锡多金属矿床方解石的REE地球化学特征

方解石是广西大厂锡多金属矿床矿石中重要的脉石矿物。对不同产状矿体中方解石的REE地球化学特征研究表明:方解石在不同类型矿体中REE含量、有关参数和稀土配分模式等均变化较大,但在地球化学特征上具有连续变化规律,显示同源不同阶段的产物;矿床的成矿流体具有岩浆来源的特征,不排除地幔来源的可能;成矿环境表现为还原向氧化环境的变化。

青海玉树东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床与逆冲推覆构造关系的确定——来自粗晶方解石Rb-Sr和Sm-Nd等时线年龄证据

青海玉树地区的东莫扎抓和莫海拉亨铅锌矿床位于青藏高原金沙江缝合带和班公湖-怒江缝合带夹持的羌塘地体东北缘,是＂三江＂北段铜铅锌多金属成矿带铅锌矿床的典型代表,处于玉树逆冲推覆构造带的前锋带位置,但矿床与逆冲推覆构造之间的关系并不明确。野外研究表明,方解石为乳白色,结晶粗,呈不规则状、囊状,被后期矿化所穿切,形成于挤压（逆冲推覆阶段）到拉伸（成矿阶段）的过渡阶段,是联系逆冲推覆构造与铅锌矿床之间的＂纽带＂。本文对该阶段方解石开展了Rb-Sr和Sm-Nd等时线方法定年,测定东莫扎抓铅锌矿床过渡阶段的年龄为35.2~35.5 Ma,平均为35.4 Ma,与其成矿时代35 Ma非常接近;测定莫海拉亨铅锌矿床过渡阶段的年龄为34.0~34.6 Ma,平均为34.3 Ma,与其成矿时代33 Ma也非常接近。结合区域成矿地质背景,建立了玉树地区铅锌矿床从逆冲推覆阶段到成矿阶段的构造控矿模式：伴随着印度-亚洲大陆持续碰撞,青藏高原北缘中生代构造岩片向盆地中央推覆叠置,形成逆冲推覆构造（37~40 Ma）,之后处于由挤压到拉伸的松弛状态,早期造山带流体、盆地流体混合形成巨晶方解石脉（34~35 Ma）,最后,流体从造山带沿拆离滑脱带长距离向前陆盆地方向运移,运移过程中淋滤围岩的金属物质,并与先期造山带流体混合,形成富铅、锌的成矿流体,通过主逆冲断裂垂向沟通,进入浅部的反冲断层形成铅锌矿床（33~35 Ma）。

南秦岭大型钡成矿带中毒重石矿床成因新认识——来自单个流体包裹体证据

钡以BaSO_4形式存在的重晶石矿床在世界上广泛分布,但以BaCO_3形式存在的毒重石矿床极为罕见。在南秦岭早古生代硅岩建造中,发育大量层状毒重石和重晶石矿床,两类矿床在空间上表现出既共生又分离的分布规律,构成世界上极为独特的大型钡成矿带。本文对毒重石、钡解石、重晶石及石英等矿物流体包裹体进行了系统研究,结果显示,各矿物中流体包裹体的均一温度都变化于90～310℃,主要集中范围为120～220℃。尽管如此,毒重石、钡解石的形成温度峰值比重晶石高出40℃,而石英的形成温度分布较均一,没有出现明显的峰值。矿物流体包裹体的盐度虽变化于1%～15%NaCl_(eqv),但毒重石、钡解石和石英样品中的盐度值普遍大于5%NaCl_(eqv),而重晶石中的盐度值小于5%NaCl_(eqv)的样品数量占有相当大的比例。由于重晶石的流体包裹体主要以NaCl-H_2O型包裹体为主,而毒重石中富含大量N_2-CO_2-H_2S-CH_4等复杂组分水溶液型包裹体,显示出毒重石与重晶石在成矿环境上有较大差异。由此笔者明确提出,水溶液热化学硫酸盐还原作用是形成毒重石矿床主要机制的新认识。

珍珠表面微形貌的AFM和SEM研究

利用原子力显微镜 (AFM )结合传统的扫描电镜 (SEM )观察不同质量的珍珠表面 ,在微米级至纳米级的范围内对珍珠表面进行了全面的超显微结构特征分析 ,探讨SEM下无法涉及的珍珠纳米级表面结构与珍珠物理特性(光泽度、粗糙度、伴色 )之间的相关性。研究显示 ,珍珠等级与文石层、文石微层、文石板块及其内部文石集合体的有序度、致密度等均呈正相关关系。本文还提出在珍珠养殖与交易的珍珠分级中可利用微形貌数据如平均粗糙度(Ra)

黔东北大塘坡组菱锰矿矿床控矿因素研究

黔东北黑色泥岩盆地中菱锰矿的品位普遍偏低,高品位的块状菱锰矿在横向上和垂向上并非稳定存在,弄清菱锰矿的空间分布规律可以为勘探开发提供指导。文章首先从区域尺度分析了菱锰矿矿床分布与黑色泥岩盆地内部次级洼陷的关系,然后以杨家湾锰矿床为例,分析了同一次级洼陷内锰品位与含锰岩系厚度和矿层厚度的相关性。最后选取次级洼陷内的典型探井,从矿石的结构特征和矿物共生组合规律等微观尺度,研究了菱锰矿矿床的垂向非均质性,探讨了黑色泥岩盆地中菱锰矿富集的控制因素。研究表明,菱锰矿主要赋存于有机质含量较高的大塘坡组一段底部,锰矿品位与矿层厚度呈正相关,高品位的锰矿主要为泥晶结构的块状菱锰矿,平面上主要分布于黑色泥岩盆地的次级洼陷沉积中心;锰矿层在横向上并非稳定的均质沉积,从洼陷中心到洼陷边缘,菱锰矿的品位逐渐降低;锰矿层与粉砂质泥页岩交互沉积,具有很强的垂向非均质性。

珍珠的成分特点研究

运用ICP-MS、IC、XRD、IR等分析方法,对我国不同成因、不同产地的珍珠及其贝壳的成分进行了系统的研究,结果表明:淡水养殖珍珠中的P、Mn、Ba的含量相对较高,而海水珍珠中的Sr、Zn、Cr、Ni的含量相对较高;与淡水养殖珍珠相比,海水养殖珍珠中的阴、阳离子种类多,含量高,氨基酸总含量高而稳定;海水养殖珍珠及其贝壳或淡水养殖珍珠及其贝壳在成分上的变化基本一致,而海水养殖珍珠的珍珠层与珍珠核之间差异较大。该结论对于珍珠的鉴定及其理论药理研究具有重要的意义。

菱铁矿热转变过程中岩石磁学性质基本特征

利用吉林大栗子铁矿纯菱铁矿样品，系统测量了菱铁矿在空气环境下热处理产物的磁化特征．揭示出其饱和等温剩磁（ＳＩＲＭ）、剩磁矫顽力（Ｈ(ｃｒ)）和居里温度（Ｔｃ）随加热温度升高而发生的系列变化，美铁矿氧化过程中准稳定态磁性矿物磁赤铁矿（ｒ－Ｆｅ２Ｏ３）是中间产物之一，并且具有较高的热稳定性．Ｘ射线衍射和穆斯堡尔（Ｍｏｓｓｂａｕｅｒ）效应等分析结果证实了岩石磁学研究所揭示的菱铁矿氧化中磁性矿物转变过程．菱铁矿氧化过程中结晶结构的转变可能会影响其氧化产物的磁性特征．