二连盆地脑木更地区砂岩型铀矿元素地球化学特征及与铀成矿的关系

脑木更地区位于二连盆地乌兰察布坳陷,近年来相继发现了多个高品位铀矿工业孔,其含矿层主要为下白垩统赛汉组。文章通过分析脑木更地区赛汉组下段含矿砂岩及围岩的铀矿物特征,主、微量及稀土元素特征,初步探讨该区砂岩型铀成矿条件及规律。研究结果表明,脑木更地区赛汉组下段砂岩中的铀矿物类型主要为沥青铀矿,背散射观察发现,黄铁矿充填于植物细胞中,沥青铀矿围绕黄铁矿边部生长。元素地球化学分析显示,矿层砂岩主要富集V、Mo等微量元素,REE与U呈正相关性,铀矿化层往往也是REE富集区,含铀砂岩富集轻稀土元素,亏损重稀土元素,明显的Eu负异常表明矿层砂岩遭受还原性流体作用;矿层砂岩有机碳、总硫含量明显高于围岩,而Fe^(3+)/Fe^(2+)、Th/U值低于围岩,这些特征有助于深刻认识该区砂岩型铀矿成矿环境。矿层与围岩一致的稀土元素特征、主量和微量元素特征表明脑木更地区具有统一的物源、沉积环境。

中南祁连西段余石山铌钽矿成矿过程元素地球化学指标研究及意义

中南祁连西段余石山铌钽矿是近年在国内发现的变粒岩型铌钽矿床,规模已达大型,是一种新的铌钽矿床类型,但对变粒岩中铌钽富集成矿过程中元素地球化学变化尚未开展系统研究。本文通过详细的野外调查和室内综合分析,系统研究了余石山矿区无铌钽矿化变粒岩、含铌钽变粒岩、铌钽矿化体、低品位铌钽矿石、铌钽工业矿石等5类铌钽矿化程度不同变粒岩的元素地球化学特征,结果显示变粒岩型铌钽矿Nb富集成矿过程中Si、Al、Zr、Hf、REE等元素存在规律性变化,总结了成矿过程中有效元素地球化学指标,发现变粒岩中Nb含量与原岩岩石类型关系密切,揭示该矿床经历了新元古代岩浆成矿作用和加里东期热液变质成矿作用,共两期三阶段成矿过程,该研究为中南祁连西段铌钽矿找矿和成矿研究提供了依据。

青藏高原东北缘红寺堡盆地晚更新世沉积物元素地球化学特征及其环境指示意义

红寺堡盆地位于青藏高原东北缘弧形构造带最前缘与鄂尔多斯高原西部的交界位置,区域生态环境脆弱,但由于地表覆盖严重,缺乏完整的露头剖面,一直制约着生态环境演变过程的研究。本文基于红寺堡盆地窑山凹陷ST1钻井序列,采用光释光测年的方法,建立了晚更新世地层年代格架,同时系统分析了70个样品的主量、微量元素组成,依据地球化学指标重建晚更新世以来的气候环境演变过程。研究认为:马兰黄土与萨拉乌苏组的界限年龄约为67.57±7.88 ka,预示着由古湖向风成环境的过渡,区域生态环境逐步恶化。元素地球化学特征也记录了该时期的气候环境变迁过程,CIA值、Al_(2)O_(3)/Na_(2)O、K_(2)O/Na_(2)O值及粘土矿物含量指示了红寺堡盆地晚更新世经历了干旱-温暖-干旱的古气候演化过程;Rb/Zr、Sr/Ba值反映红寺堡盆地萨拉乌苏组沉积时期为封闭的湖盆环境,沉积水体深度自萨拉乌苏组一段开始加深,在萨拉乌苏组二段达到最大深度,萨拉乌苏组三段水体逐步变浅直至马兰黄土沉积时期古湖彻底消亡。该研究成果从元素地球化学的角度为青藏高原东北缘晚更新世地层的沉积环境演化提供了新依据。

柴达木盆地北缘东段中侏罗统物源分析——来自重矿物、元素地球化学及碎屑锆石年代学的证据

【目的】柴达木盆地北缘东段地区广泛出露侏罗纪残留地层。由于后期强烈改造,该地区侏罗纪原型盆地被严重破坏,其残留凹陷原始沉积关系、原型盆地发育及展布规律一直是学术界的研究热点。【方法】通过对该地区中侏罗统碎屑岩样品的重矿物Q型聚类分析、全岩地球化学以及碎屑锆石U-Pb年代学分析,进行了系统物源分析,并结合古构造背景、地层与沉积相特征,对该地区侏罗纪原型盆地进行了初步探讨。【结果与结论】(1)中侏罗世,可将研究区划分为5个沉积体系,各沉积区重矿物组合、全岩地球化学以及碎屑锆石年龄特征相异;(2)研究区物源母岩主要为中—酸性岩浆岩,混有不同程度的再旋回沉积岩;(3)物源区岩石的成因以大陆岛弧和活动大陆边缘为主,且普遍受到两期岩浆事件(200~300 Ma和400~500 Ma)的影响;(4)研究区与潜在物源区特征对比显示,A区物源主要来自柴北缘构造带,少量物源来自欧龙布鲁克古地块;B区物源主要来自北偏东方向的南祁连地体;C区和D区物源主要来自近物源供给,推测为北方向的古隆起;E区物源主要来自东部东昆仑鄂拉山附近;(5)研究区在大煤沟组第五段时期,发育多个小型分隔型湖盆,而到了大煤沟第七段时期,小柴旦—红山地区和霍布逊地区湖盆连通,成为统一湖盆。研究结果对于了解柴达木盆地侏罗纪演化,指示青藏高原北缘盆山体系的相互作用以及指导柴北缘东段油气勘探具有科学意义。

松南长岭凹陷青山口组一段泥页岩元素地球化学特征及古环境意义

松辽盆地长岭凹陷青山口组一段是页岩油主力勘探目标,但目前其古环境研究程度较低。通过元素地球化学手段研究古环境演化特征,分析环境因素对有机质富集的影响,对理清页岩油富集主控因素和选区评价具有重要现实意义。本次研究对长岭凹陷青一段P1—P3小层73件泥页岩样品进行总有机碳和主微量元素测试,讨论了研究区样品的有机质丰度和主微量元素特征,运用元素地球化学指标恢复了目的层的古气候、古生产力、古水深、古盐度和古氧化性,重建了研究区青一段的古环境变化特征。结果表明:研究区泥页岩有机质丰度较高,平均w(TOC)为2.14%。在平面上大情字井工区—余字井工区—塔虎城工区,以及垂向上P1—P3小层,随湖泊水体加深,古生产力和有机质丰度增大。研究区古气候条件整体为温暖湿润气候,自P1—P3小层气候变得更温湿。古水体性质表现为淡水—半咸水的贫氧还原环境,较大的盐度形成盐度分层,使研究区的还原环境不易被破坏,有利于有机质的保存。有机质来源与古盐度是导致研究区有机质差异富集的关键因素,大情字井工区—余字井工区—塔虎城工区湖泊有机质输入增加,古盐度增大,有机质相对富集,垂向上P1—P3小层也表现类似的规律变化,在青一段下部形成了一套品质较高的黑色泥页岩,是研究区页岩油富集的有利层段。

鄂尔多斯盆地皂火壕砂岩型铀矿土壤元素地球化学勘查方法试验研究

为研究探索盆地砂岩型铀矿地表元素对矿体或矿化指示能力,在鄂尔多斯盆地东北部皂火壕砂岩型铀矿床开展了地表土壤元素地球化学勘查示踪试验,该砂岩型铀矿找矿主要指示元素为Sc、Cu、Pb、Th、V、Cr、Zn、U、Ti、Fe、Nb、Zr和Hf等元素和La、Ce、Pr、Nd和Sm等稀土元素(REE)。指示元素在矿体不同地球化学分带对应的地表位置具有不同的分布特征,且在铀矿化位置上方存在较为明显的异常显示,异常衬度介于1.52~3.30之间。试验结果表明:土壤微量元素和稀土元素对隐伏砂岩型铀矿体具有指示作用,指示元素异常组合可用于盆地砂岩型铀矿找矿勘查。

巢湖湖相沉积物元素地球化学揭示的全新世以来水文气候演变

在建立巢湖西岸古湖盆中心SZK1507孔湖相岩芯可靠地层年代序列的基础上,对钻孔地球化学元素进行相关性和主成分分析,发现主成分F1反映了流域侵蚀能力的强弱程度,主成分F2对流域化学淋溶强弱程度反应敏感,主成分F3则指示了湖泊水位的高低,并结合Rb/Sr值环境代用指标重建了区域全新世以来高分辨率水文气候演变。结果表明,水文气候演变过程可以分为7个阶段,阶段Ⅰ(约10.8 cal.ka B.P.—9.9 cal.ka B.P.)、阶段Ⅲ~V(约9.3 cal.ka B.P.—4.2 cal.ka B.P.)气候较为湿润,巢湖水位较高;阶段Ⅱ(约9.9 cal.ka B.P.—9.3 cal.ka B.P.)与阶段VI(约4.2cal.ka B.P.—2.3 cal.ka B.P.)整体上降水减少,湖面收缩,水位降低,气候偏干;阶段VII(约2.3 cal.ka B.P.以来)区域气候波动较大,干湿交替,总体呈现变干的趋势;9.3 cal.ka B.P.、8.2 cal.ka B.P.和4.2 cal.ka B.P.气候突变事件在此沉积记录中也有体现。将巢湖湖相沉积11 cal.ka B.P.以来的Ti元素强度、主成分F1和Rb/Sr值与全新世以来的30°N夏季太阳辐射量、Cariaco盆地Ti含量、ENSO活动指数等进行对比,发现研究区全新世气候突变事件主要受控于北半球夏季太阳辐射、热带辐合带(ITCZ)平均纬度以及厄尔尼诺–南方涛动(ENSO)活动频率等因素。北半球夏季太阳辐射量降低,ITCZ南移,ENSO活动频率增加,夏季风势力减弱,促使了9.3 cal.ka B.P.等干冷事件的发生。研究结果将为理解东亚季风区全新世以来季风和水文气候演变的关系提供可靠依据。

江汉平原湖相沉积物元素地球化学记录揭示的12.8 cal. ka BP以来气候环境演变

以江汉平原JZ-2010湖相沉积剖面为研究对象,AMS14C年代数据为框架,通过对湖相沉积物的元素地球化学记录进行综合分析与对比研究,重建了江汉平原冰消期末至全新世以来的古环境演化过程,并探讨了区域气候变化的可能驱动因素。结果表明:12.8—9.1 cal.ka BP,研究区气候总体上温凉偏干,但有逐渐向暖湿变化的趋势;9.1—6.3 cal.ka BP,气候温暖湿润,水热配置均匀;6.3—4.4 cal.ka BP,气候前期较为暖湿,后期有逐渐向干旱转变的趋势;4.4—1.3 cal.ka BP,气候经历4.2 ka冷干事件后逐渐向温暖湿润转变。硅铝率、CIA和Rb/Sr指标的变化趋势与太阳辐射量、北大西洋赤铁矿染色颗粒及底栖有孔虫壳体δ^(13)C记录之间存在较好的对应关系,揭示出江汉平原12.8 cal.ka BP以来的气候变化受控于北大西洋深水流的变化,同时,中晚全新世以来气候变化趋势与北半球夏季太阳辐射变化趋势较为吻合,太阳辐射主要通过季风环流间接影响区域气候变化。

宁东能源化工基地燃煤电厂粉煤灰的矿物学及元素地球化学特征

粉煤灰的类型、元素及矿物组成等理化性质是决定粉煤灰资源化利用途径的基础。为实现宁东能源化工基地周边燃煤电厂粉煤灰的潜在高值化利用,以马莲台电厂和银星电厂原煤、炉渣、粗灰、细灰为研究对象,用X射线荧光广谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)手段分析粉煤灰化学组成及微量元素含量,用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜分析粉煤灰矿物组成与形态特征。结果表明:马莲台电厂和银星电厂的粗灰、细灰氧化物化学组成以SiO_(2)、Al_(2)O_(3)、Fe_(2)O_(3)和CaO为主,含少量TiO_(2)、MnO、MgO、Na_(2)O、K_(2)O、P_(2)O_(5);两电厂粉煤灰中CaO质量分数均小于10%、w(SiO_(2))+w(Al_(2)O_(3))+w(Fe_(2)O_(3))>75.39%,均属F型低钙粉煤灰;结晶矿物相均以石英、莫来石、赤铁矿、生石灰、钙长石、硬石膏、白云石、方解石等为主,玻璃质主要由SiO_(2)和Al_(2)O_(3)组成,且以SiO_(2)/Al_(2)O_(3)高质量比(2.18~2.36)为特征;粗灰和细灰中大多微量元素含量均低于欧洲飞灰中对应元素最大值,B、V、Co、Cu、Ga、Sn、Cs、Ti、Pb、Zn、Sn等挥发性强且冷凝性相对高的元素易在飞灰中富集,Mg、Ca、Sr、Fe、Mn、Cr、Ni等挥发性弱的元素易在炉渣中富集;两电厂粉煤灰中微量元素含量低、淋滤能力低、玻璃质含量高、SiO_(2)/Al_(2)O_(3)质量比高,表明其在资源化利用过程中利用价值高、环境风险低。

贵州瓮安生物群球状化石原位元素地球化学特征及其对成磷作用的指示

贵州瓮安-福泉磷矿区埃迪卡拉系陡山沱组上磷矿段(b矿层)产出一类特殊的微体化石组合,称为瓮安生物群,其中含大量种类丰富的球状化石,但以往研究多侧重于球状化石本身,缺乏对球状化石与成磷作用关系等的深入研究。为此,本研究运用光学显微镜、超景深显微镜、扫描电镜-能谱(SEM-EDS)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)等方法对其原位元素分布、主量元素以及微量元素的地球化学特征进行研究。结果显示,瓮安生物群球状化石均已胶磷矿化,且较高的P_(2)O_(5)含量(30.13%~44.92%,平均43.17%)表明其普遍经历了成磷作用;V/Cr平均值小于2、Ce负异常明显、Ce_(anom)小于-0.1,指示其成磷作用的环境为氧化环境;稀土元素PAAS分配模式图呈“帽型”,反映生物参与成磷作用并发挥了重要作用。

西南印度洋中脊东段MORB微量元素地球化学及其对地幔源区组成的指示

西南印度洋中脊东段(E-SWIR)处于61°~70°E区域,具有相对匮乏的熔体供给。该区产出的大多数洋中脊玄武岩(MORB)具有富集不相容元素以及大离子亲石元素等特征,属典型E-MORB。基于玄武岩样品的微量元素地球化学资料,通过La/Sm、Zr/Nb和Lu/Tb等分析表明E-SWIR地幔具有明显的不均一性,这种不均一性可能与地幔中辉石岩含量的沿轴变化有关。利用稀土元素Ce、Sm、Lu和Yb含量结合部分熔融计算模拟结果,进一步阐明地幔源区中石榴石的作用与影响,并且认为其可能是以含金红石榴辉岩的形式赋存于地幔之中。对E-SWIR地幔源区榴辉岩性质和赋存形式的识别是探讨EMORB成因、地幔不均一性与洋中脊构造演化等科学问题的关键。

土壤元素地球化学测量在樟岭地段铀-多金属矿勘查中的应用

通过对樟岭地段开展1∶10000土壤元素地球化学测量及异常查证工作,基本查明了区内目标地段土壤中Li、W、Cu、As、Zn、Rb、Sn、Bi、Nb、Ta、Pb、Th和U共13种元素的含量特征以及元素分布范围和组合特征。综合分析该区成矿地质条件和地球化学信息,认为该区主要成矿元素为U、Pb和Zn,3种元素分异性强、集散性明显、相关性好,并圈定了地球化学综合异常3处。通过对樟岭地段土壤元素地球化学特征及成矿地质条件的深入分析,预测,为区内下一步找矿工作提供了找矿方向和有利预测靶区。

金红石中锆含量温度计及其微量元素地球化学特征——来自徐淮地区中生代侵入杂岩中榴辉岩类包体的信息

zack et al.(2004a)、Watson et al.(2006)以及Tomkins et al.(2007)(在2GPa条件下)的金红石中锆含量温度计计算结果显示,徐淮地区中生代侵入杂岩所含榴辉岩类包体所经历的榴辉岩相变质的温度范围分别为776～1099℃(平均898℃)、663～923℃(平均750℃)和714～981℃(平均804℃),这些温度结果可能并非榴辉岩相峰期变质温度;其角闪岩相退变质作用过程中保存的温度范围分别为555～777℃(平均697℃)、541～663℃(平均617℃)和588～714℃(平均667℃),这些结果不能代表角闪岩相退变质再平衡后的温度,而只能代表角闪岩相退变质作用过程中某一阶段的温度。微量元素地球化学特征研究表明,榴辉岩类包体所含金红石中的某些微量元素(如Nb、Ta、Cr、Fe、V等)含量与其原岩有继承和对应关系,其原岩主要为镁铁质岩石;榴辉岩类包体与其寄主岩石中部分高价态/高场强元素(HFSE)呈相互消长的关系。榴辉岩的形成与扬子地块和华北地块之间的俯冲-碰撞作用有关。

辽宁阜新排山楼金矿床微量元素地球化学特征及矿床深部评价

经济社会的高速发展需要源源不断的矿产资源,而国内许多大中型矿山在经历了只注重开采,而不注重勘探的"兴盛期"后面临资源严重匮乏,无矿可采的尴尬局面,而与此同时,亦无完善成型的攻深找盲技术手段问世。辽宁阜新地区的排山楼金矿—这座曾经的"全国生产规模最大,现代化程度最高的矿山"同样面临资源缺乏的境况,迫切需要通过攻深找盲开拓"第二成矿空间"。由于排山楼金矿受韧性剪切带控制,使得赋存围岩和矿石高度糜棱岩化,以致难以清晰地识别直接找矿标志。根据近些年对韧性剪切带型金矿的研究认识,采用地球化学趋势场的思路和方法进行深部成矿预测是可行的。

滇池宝象河表层沉积物粒度与元素地球化学特征研究

为揭示滇池入湖河流宝象河表层沉积物的粒度和元素地球化学特征,于旱、雨两季在宝象河干支流采集了20个表层沉积物样品。利用马尔文Mastersizer 2000型激光粒度仪和X射线荧光光谱仪分别进行粒度实验分析测试和地球化学元素测试。结果表明:宝象河表层沉积物以黏土质粉砂、粉砂和砂质粉砂为主,占总量的74.22%;粒径分形维数值为2.007~2.947,其中粉砂的分形维数值波动最小,粒度参数反映了宝象河沉积物以细粒物质为主的沉积学特点,且物源单一,搬运方式以悬移质为主,体现了城市河流宝象河水动力特征较弱的特点。对沉积物元素地球化学特征的分析结果表明,Zn,Cu,Ni,Pb,Cr平均含量值分别是区域背景值的2.71,4.13,1.64,1.63和1.76倍,其中Cu元素含量与背景值的比值远高于其他几种微量元素。沉积物大部分风化指数CIA值为65~85,部分为85~100,揭示了宝象河流域处于北亚热带湿润季风气候区干、湿两季分明的气候特征下岩石所经历的风化情况。

塔里木盆地顺北碳酸盐岩元素地球化学特征与油气富集机制

石油和天然气是重要的战略资源。深地油气因其储量丰富但地质条件复杂,成为近年来油气行业广泛关注的热点。作为中国石化首个以“深地工程”命名的油气项目,塔里木盆地顺北地区油气田深地油气勘探基础理论研究对中国更好地端牢能源饭碗具有重要意义。选取采自塔里木盆地顺北地区控制油气储量区的工业油气流井——SB47钻井岩心(屑)样品进行元素地球化学分析,结合测井、录井、钻井实际工况以及矿物学与岩石学资料,探讨顺北地区奥陶系碳酸盐岩元素地球化学特征和孔缝洞建造机理与油气富集机制,以期为该地区油气勘探开发工作提供理论支撑。主要成果:(1)SB47井的元素地球化学特征可以很好地指示顺北地区奥陶系碳酸盐岩普遍存在的白云岩化现象。顺北地区奥陶系碳酸盐岩Ca、Mg元素的“镜像”变化趋势反映了白云岩化作用的强弱变化;Fe、Mn、Sr、Ba含量与Ca、Mg含量的协同变化反映了白云岩化作用对元素富集和迁移的控制作用。(2)结合声波时差、电阻率、气测全烃以及成像测井等测录井资料,SB47井的元素地球化学特征可以很好地判断顺北地区奥陶系碳酸盐岩孔缝洞的成因和充填物类型。声波时差大、电阻率低和气测全烃值高表明地层发育孔缝洞或伴有油气水充填,Ca、Mg元素的“镜像”变化表明地层发育白云岩化成因孔缝洞,Si、Fe、Mn、Ti、Al、K的含量增大表明孔缝洞为泥质充填。基于研究成果及顺北地区控制天然气储层和工业油气流井均沿断裂带发育的客观事实,提出顺北地区奥陶系碳酸盐岩孔缝洞建造机理与油气富集机制。结论认为,构造裂缝形成低压区,利于油气富集产出;构造裂缝为地表水自上而下运移、热液流体自下而上运移及深埋藏封存流体侧向运移提供了通道,导致断裂带附近成岩作用明显和孔缝洞的发育,进而成为油气聚集带。

彭县铜矿床含矿火山岩微量元素及稀土元素地球化学特征

彭县铜矿床含矿火山岩由各类变质火山碎屑岩及中基性熔岩所组成。本文探讨了各类含矿火山岩微量元素及稀土元素地球化学特征，并初步揭示了合矿火山岩的成因。

新疆蒙库铁矿床稀土元素地球化学及对铁成矿作用的指示

新疆富蕴县蒙库大型铁矿呈层状、似层状、透镜状赋存于下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩系中。矿体中发育矽卡岩,但矽卡岩并不产在侵入岩接触带上。绿帘石、石榴石和矿石的稀土配分模式具有相似性,均为轻稀土富集,正铕异常,基本上无铈异常,暗示它们之间存在成因联系。石榴石稀土配分模式呈折线型,具有明显的正铕异常,石榴石流体包裹体中熔融包裹体、熔流包裹体和气液包裹体共存,表明石榴石矽卡岩具有岩浆成因和热液成因的特征,形成于晶体+熔体+流体三相共存的岩浆-热液过渡阶段。矿床地质特征、矽卡岩矿物和矿石稀土特征表明蒙库铁矿为矽卡岩型矿床。

鄂尔多斯盆地长7优质烃源岩的岩石学、元素地球化学特征及发育环境

鄂尔多斯盆地延长组长7优质烃源岩(油页岩)井下岩芯外观呈黑色、质硬、手感较轻,露头风化后呈纸片状。岩石薄片镜下观测和电镜-能谱测试显示,长7优质烃源岩呈纹层状有机质十分发育、莓状黄铁矿丰富-极丰富和胶磷矿丰富的特征,常见晶屑、凝灰质纹层。测试结果显示,长7优质烃源岩岩石化学组成以高二价硫、高Fe、高P2O5和相对较低的Al2O3、SiO2、CaO和MgO为特征,微量元素表现出Mo、Cu、U显著正异常,V、Pb呈正异常,其他微量元素为正常和亏损,总稀土含量(∑REE)较低的特征。较低的Sr/Ba比值和较低的B含量反映了含盐度不高的陆相湖盆沉积特征。高的V/(V+Ni)比值、很高的U/Th比值等指示了沉积环境缺氧的属性。

黔西南晴隆锑矿区萤石的稀土元素地球化学特征

对与辉锑矿共生萤石的稀土元素地球化学特征研究表明 ,所有萤石均具有 Ce负异常 ,其稀土配分模式存在 3种类型 :Eu弱亏损型、Eu正常型、Eu富集型。从成矿早期至晚期 ,萤石的稀土配分从 Eu弱亏损型向富集型演化 ,稀土总量逐渐降低 ,并由中稀土富集向轻稀土富集演化。成矿流体可能主要属于盆地流体 ,具有十分低的稀土总量 ,在成矿作用过程中 ,成矿流体由早期的还原条件转化为晚期的氧化条件 ,由中稀土富集向轻稀土富集演化。