矿产资源开发区生态环境问题及其防治

矿产资源开发给周围地区的生态环境带来巨大影响。矿山剥离废矿石和脉石堆、矿山选矿废石、尾矿、冶炼熔渣、矿山酸性排水、土壤重金属元素、河流及其沉积物中的重金属、大气污染等都极大地影响了矿山地质环境、周边及其下游生态系统。地质环境保护是环境保护中的重要组成部分,是环境保护工作的基础。有效、合理开发和利用矿产资源,减轻对地质环境的破坏程度,减少地质灾害的发生将直接关系到整个生态环境保护。

矿产资源开发利用的经济学特性及其优化配置

矿产资源是存量有限的非再生自然资源,具有经济学意义上的稀缺性;矿产资源属非共享资源,但具有潜在的共享特性;矿产资源开发利用的外部性导致资源配置的市场失灵,政府的宏观调控是纠正市场失灵的重要手段。建立完善的市场体系,以市场为导向,以政府的合理调控为手段进行资源配置是实现矿产资源优化配置的重要途径。

矿山固体废弃物的岩石矿物地球化学研究及其意义

矿产资源开发利用过程中形成大量矿山固体废弃物,它们对人类居住的生态环境构成极大的危害。矿山固体废弃物分为金属矿产矿山固体废弃物、非金属矿产矿山固体废弃物、能源有机矿产矿山固体废弃物。不同种类矿山固体废弃物有着不同的岩石、矿物、地球化学特征,因而有不同的环境污染效应。利用矿床学、矿床地球化学原理研究矿山固体废弃物的岩石、矿物、地球化学行为,对于矿产资源的综合利用。

鲁尔模式对河南矿业城市可持续发展的启示

矿业城市是依托资源发展起来的城市。随着资源的逐步枯竭,城市转型是其发展过程中必然面对的问题。河南省有较多的矿业城市,如何应对其城市转型及区域经济的可持续发展对河南省经济发展至关重要。德国鲁尔区是世界上资源型城市成功转型的典范,借鉴其成功经验对河南省矿业城市的发展具有重要的意义。

我国矿产资源勘查开发与循环经济——以河南省为例

矿产资源是不可再生资源,具有消耗不可逆性。传统矿产资源开发利用是高消耗、高能耗、高污染的粗放型开发利用方式,对资源和生态环境造成巨大的浪费和破坏。矿业开发必须尽快告别传统的利用模式,走循环经济之路。本文从循环经济的基本原则出发,结合河南省矿产资源的实际,从矿产资源勘查、开采、选冶、废弃物利用及矿业产品循环等方面,探讨了实现河南省矿业循环经济的技术思路。

东秦岭钼矿带南泥湖-上房沟花岗斑岩成因及其对钼成矿作用的制约

河南省栾川县南泥湖-上房沟斑岩-矽卡岩型钼(钨)矿田是我国最重要的钼矿产区,钼矿探明储量(金属量)达205万吨。区内钼成矿与南泥湖和上房沟两个花岗斑岩小岩体关系密切,两岩体产于华北克拉通南缘,岩石为高硅、富碱和较高分异指数的碱性-碱钙性、过铝质花岗岩。其微量元素地球化学组成具有显著亏损Eu、Sr、Ba、Ti的特征,表明岩浆经历过相当高程度的分异演化。较低的εNd(t)值(-12.7～-15.5)和年轻的Nd模式年龄(1.48～1.71Ga)表明其成岩物质来源主要为年轻的地壳物质。南泥湖和上房沟岩体的锆石LA-ICPMS U-Pb年龄分别为149.56±0.36Ma(MSWD=1.5)和135.38±0.29Ma(MSWD=1.4)。结合现有的秦岭-大别造山带中生代花岗岩类的有关地球化学研究成果,东秦岭钼成矿带内的燕山期成矿花岗岩小岩体及大岩基应为扬子克拉通北缘中生代向华北克拉通A型俯冲的地壳物质在碰撞后伸展构造环境下部分熔融的产物并可能有部分地幔物质的参与。成矿小岩体是花岗岩大岩基高度分异演化的结果,花岗岩大岩基结晶分异导致其中挥发分的过饱和、挥发分对正在固结的岩浆体中成矿元素的淋滤是小岩体成矿的关键。

河南祁雨沟金成矿系统辉钼矿Re-Os年龄和锆石U-Pb年龄及Hf同位素地球化学

河南祁雨沟金矿位于秦岭造山带最北部,属典型的角砾岩筒型成矿系统。矿区16号角砾岩筒下伏斑岩体锆石的ε_(Hf)(t)值为-10.50～-14.43,Hf模式年龄为2.57～2.93Ga,表明花岗斑岩主要来源于古老下地壳的部分熔融。锆石LA-ICPMS U-Pb年龄为134.1±2.3Ma,与7号角砾岩筒中的辉钼矿Re-Os等时线年龄135.6±5.6Ma一致。这些年龄数据与熊耳山地区燕山期花岗岩体的侵位年龄基本相同,共同指示其形成于地壳缩短增厚之后的伸展减薄过程。熊耳地体的地壳缩短增厚缘于同碰撞时期沿马超营断裂带的A型俯冲作用,而A型俯冲导致了包括祁雨沟金矿系统、燕山期花岗岩类和脉状造山型矿床在内的熊耳矿集区的形成。

华北陆块南缘中生代合峪花岗岩的地球化学特征与成因

合峪花岗岩基位于华北陆块南缘外方山地区,为豫西地区燕山期最大的岩基,出露总面积达784km2,有多期侵入的特点,可划分为6个单元。主要岩石类型为黑云母二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄资料表明,合峪花岗岩基侵位时间为148.2~135.3Ma。合峪花岗岩基的SiO2=67.16%~75.43%,Al2O3=13.29%~15.92%,MgO=0.26%~1.12%,K2O+Na2O>8%,Na2O/K2O=0.88~1.43,属于高钾钙碱性系列,ACNK=0.94~1.09,为准铝质-弱过铝质花岗岩。岩体轻稀土富集、重稀土亏损((La/Yb)N=14.5×10-6~49.9×10-6,平均值27.2×10-6),Sr含量变化较大(102×10-6~848×10-6,平均290×10-6),Y、Yb含量低(Y=3.21×10-6~17.3×10-6;Yb=0.43×10-6~2.16×10-6),Eu弱亏损(δEu=0.57~0.89),反映熔体发生过长石分离结晶作用,源岩部分熔融生成熔体时残留相组合中没有或很少有长石的存在。合峪花岗岩基ISr=0.7071~0.7090,εSr(t)=40.8~65.9,εNd(t)=-16.4^-11.2,其tDM2为1.85~2.27Ga;锆石的εHf(t)主要集中于-25.39^-5.25之间,tDM2年龄介于1301~2846Ma。同位素数据显示合峪花岗岩基的源岩主要为南秦岭及扬子地块结晶基底,还混有少量熊耳群及太华群的物质。综合区域地质演化,认为合峪花岗岩基形成于秦岭造山带中生代陆内俯冲,岩石圈增厚,幔源岩浆上涌底侵导致下地壳部分熔融形成。

华北克拉通南缘安沟群的SHRIMP年龄及地层对比

华北克拉通南缘安沟群的时代及地层划分对比一直存有争议。侵吞安沟群的许台花岗岩原划为古元古代,本文通过SHRIMP测试,获得其精确的形成年龄为2503±11Ma。安沟群石梯沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为2521±11Ma,安沟群寨沟组变质酸性火山岩的SHRIMP锆石U-Pb年龄为2517±12Ma,表明安沟群形成于新太古代,与登封群和五台群的形成时代基本一致。安沟群地层的原岩组合为基性火山岩—中酸性火山岩、泥质-碎屑沉积岩和少量碳酸盐岩,总体上与登封群和五台群的原岩组合类似。

东秦岭钼矿带成矿特征及其与美国克莱马克斯-亨德森钼矿带的对比

东秦岭钼矿带是中国最主要的钼矿带,钼矿呈近东西向展布。钼矿以斑岩型为主,从南到北,钼矿带钼矿大体有斑岩Cu-Mo矿、斑岩Mo矿、斑岩Au-Mo矿分带的趋势,与从俯冲带到克拉通边缘斑岩Cu矿、斑岩Cu-Mo矿、斑岩Mo矿依次发育的分带现象相似,表明钼矿的形成与扬子地块向华北地块俯冲有关。根据钼矿Re-Os年龄资料统计钼矿分为～220Ma、～140Ma和～110Ma三期,其成矿动力学背景分别为碰撞造山、碰撞造山后伸展和中国东部岩石圈减薄。钼矿流体包裹体均一温度介于83℃～424℃;平衡盐度介于0.61%～42.5%。流体包裹体水的δD介于-100‰～-40‰,δ18OH2O介于-4.3‰～8.7‰;且从成矿早期到晚期流体包裹体水的δD和δ18OH2O分别变小,表明钼矿的成矿流体主要来源于岩浆,后期有大气水的加入。东秦岭钼矿的铅同位素为206Pb/204Pb=17.12～17.89、207Pb/204Pb=15.23～15.70、208Pb/204Pb=37.57～39.10,与区域下地壳铅同位素一致;小斑岩体的Sri=0.705～0.714,δ18O=7.2‰～12.1‰,与I型花岗岩的锶、氧同位素相一致,表明钼矿的成矿物质主要来源于下地壳。东秦岭钼矿带的钼资源总量占中国钼资源的51%以上,美国克莱马克斯-亨德森钼矿带(Climax and Hender-son)的钼资源总量占美国钼矿资源的42%以上,美国和中国的钼资源在世界上的排名分别为第一和第二位,两钼矿带是世界钼资源高度集中的两个区域。克莱马克斯-亨德森钼矿带位于美国中西部、美洲克拉通西缘;钼矿主要形成于33～18Ma,稍晚于拉腊米(Laramide,75～54Ma)陆内造山运动;钼矿形成于碰撞造山后伸展环境。东秦岭与克莱马克斯两钼矿带相比:1)两钼矿带都位于克拉通边缘;2)两钼矿带的钼矿化都形成于陆内碰撞造山之后的伸展环境,与成矿有关的岩体都为花岗斑岩小岩体;3)两钼矿带钼矿的辉钼矿平均丰度分别为0.073%～0.140%和0.171%～0.264%,东秦岭钼矿的丰度明显较低;4)两钼矿带钼矿的辉钼矿成矿温度分别为300～400℃和460～600℃,东秦岭钼矿明显较低,反映与其成矿有关的岩浆的侵位深度较浅。通过两钼矿带间的综合对比得出:克拉通边缘经历陆内碰撞造山作用后在伸展环境下有利于斑岩钼矿的形成;与钼矿有关的小斑岩体岩浆的侵位深度影响钼矿中辉钼矿的丰度,岩浆的侵出深度越深其钼矿的辉钼矿品位越高。

华北陆块南缘小秦岭地区早白垩世埃达克质花岗岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄、Hf同位素和元素地球化学特征

文峪和娘娘山花岗岩体位于华北陆块南缘小秦岭地区, 侵位于太古宇太华岩群中, 主要岩性为二长花岗岩。LA-ICP-MS锆石U-Pb定年结果显示, 文峪和娘娘山黑云母二长花岗岩体形成时间分别为（135±7） Ma和（139 ±4） Ma, 普遍含有大量继承锆石。两个岩体均属于具有高硅（SiO2 = 64.80%~73.30%）、高铝（Al2O3 = 14.24%~19.21%）、富碱（K2O ＋ Na2O = 7.66%~9.37%）、低镁（MgO = 0.21%~0.73%）特征的高钾钙碱性、准铝质到过铝质花岗岩（ACNK = 0.93~1.24）, 富集轻稀土元素、亏损重稀土元素（ΣLREE/ΣHREE = 13.7~21.8）。除文峪岩体第5期侵入体外, 两个岩体均具有弱Eu负异常-Eu正异常（δEu = 0.64~1.27, 平均0.82）, 富集Sr、Ba, 亏损Y、Yb。文峪晚期侵入的第5期侵入体具明显的Eu负异常（0.63~0.70, 平均0.66）, 中等的Sr含量, 亏损Y、Yb。地球化学特征表明, 除文峪岩体第5期侵入体外, 两个岩体均属于高Sr、低Yb含量的埃达克质花岗岩, 源区残留石榴子石而无斜长石残留, 形成于压力较高的加厚下地壳; 文峪第5期侵入体的低Sr、Y含量的特征表明源区除石榴子石外还有斜长石残留, 形成于加厚地壳向正常地壳减薄的环境。文峪岩体岩浆锆石的εHf（t） = -19.92~ -12.25, 两阶段Hf模式年龄为1961~2442 Ma, 反映物质来源以古元古代陆壳物质为主; 娘娘山岩体的岩浆锆石εHf（t）值, 除一个点为-8.08外, 其余点介于-29.74~ -20.18之间, 两阶段Hf模式年龄除一个点为1699 Ma外, 其余点主要集中于2460~3057 Ma之间, 物质来源以新太古代陆壳为主。两者的继承锆石的εHf（t）值和tDM2年龄也均表明其来源于古元古代和新太古代的地壳物质, 与太华杂岩解体的古元古代和新太古代两个部分时限一致, 也与华北克拉通主要的地壳增长历史基本一致。结合两岩体地球化学特征和区域地质演化历史, 认为文峪和娘娘山岩体形成于幔源岩浆底侵加热, 促使下地壳部分熔融。从早期侵入体到晚期侵入体, 反映了花岗岩岩浆活动的源区或岩浆房逐渐向浅部迁移, 及地壳从挤压加厚向伸展减薄转换的过程。

东秦岭钼、金多金属矿区域成矿系统与成矿预测

以区域成矿理论为基础,将东秦岭构造带划分为华北古陆南缘、北秦岭造山带、南秦岭造山带和扬子古陆等4个构造单元,其间商丹缝合断裂带分割南北秦岭造山带,形成华南古陆和华北古陆的分界,区内断裂构造及燕山期岩浆岩发育。研究区位于台地边缘,具有基底和盖层二元台地沉积结构,基底太古宇太华岩群变质岩和盖层熊耳群火山岩及燕山期岩浆岩构成区内重要的矿源岩。根据东秦岭地区的地球化学特征分析,矿源岩的基本特征是亏损铜,而钨和钼、铅和锌、金和银则分别在不同的物源岩中富集。研究区内矿产资源丰富,以热液成因钼、金多金属矿床为主,根据成矿流体成因及其与地质作用的关系,划分为3个成矿系统,即岩浆热液作用成矿系统、火山热液作用成矿系统及构造热液作用成矿系统,其分别与燕山期岩浆热液、熊耳期火山热液及中生代构造热液活动有关。根据燕山期岩浆岩、熊耳期火山机构及中生代的区域构造性质,分别预测了研究区内重点成矿区域。

东秦岭发现～1.9Ga钼矿床——河南龙门店钼矿床Re-Os定年

河南龙门店钼矿床位于华北陆块南缘熊耳山地区,其赋矿围岩为新太古代-古元古代太华群片麻岩。6件辉钼矿样品的Re-Os模式年龄最小值为1868±6Ma,最大值为2044±14Ma,等时线年龄为1875Ma,表明该矿床形成于早元古代,是目前我国已知最老的钼矿床。

河南王坪西沟铅锌矿床流体包裹体特征和矿床成因类型

王坪西沟铅锌矿床隶属于东秦岭外方山钼铅锌多金属成矿区,位于车村—鲁山断裂北侧。矿床赋存于中元古代熊耳群鸡蛋坪组火山岩系中,受断裂控制,呈脉状产出;矿石主要由金属硫化物,少量石英和碳酸盐组成;成矿过程分为早、中、晚三个阶段,分别以石英—黄铁矿组合、金属硫化物和碳酸盐为标志。流体包裹体研究表明,成矿流体为 CO_2-H_2O-NaCl±CaCl_2体系,石英或闪锌矿中可见 CO_2-H_2O 型、含子晶型和水溶液型三类包裹体,CO_2-H_2O 型包裹体集中在早阶段产出。早、中、晚阶段流体包裹体均一温度分别为280～386℃、180～350℃和120～230℃,从早到晚逐渐降低;盐度分别集中在3%～7%NaCl eqv.、3.55%～17.43% NaCl eqv.和3.06%～13.51%NaCl eqv.。含子晶型流体包裹体主要出现在中阶段,子晶为方解石,该阶段为成矿主要阶段,可见 CO_2-H_2O 型包裹体与富液相水溶液包裹体共存,均一温度相近,指示流体沸腾, 发生 CO_2的逃逸,成矿物质快速沉淀。总之,王坪西沟铅锌矿床地质特征与造山型矿床一致,成矿机理可由碰撞成岩成矿与流体作用(CMF)模式所解释。

区域成矿流体的形成与演化

成矿流体是富含挥发份、碱金属的含矿卤水 ,其中碱金属来源于岩浆热液、变质热液、海水及通过水岩作用从岩石中萃取等 ;而挥发份来源于地幔、水岩作用与有机质分解作用。成矿流体中的硫也是多来源的 ,硫的活度与氧逸度有关 ,高温还原环境H2 S的活度降低 ;成矿流体的同位素分馏与水岩作用强度有关 ,控制同位素分馏的基本因素是温度及水岩比值。根据成矿流体的成分及物理化学性质 ,可以分类为高温硅钾卤水、中温碳酸盐卤水及低温硫酸盐型卤水。成矿流体没有固定的来源 ,在一定地质条件下 ,任何来源的热水流体都可以形成成矿流体。控制成矿流体形成的主要地质作用是岩浆作用、变质作用、地热增温作用及构造作用等。文中根据地质作用类型对区域地质流体进行划分 ,可分为岩浆作用区域成矿流体 (以高温硅钾卤水为主 ,可以有高温到中低温的流体分带 ) ,沉积作用区域成矿流体 (以中低温碳酸盐及硫酸盐型卤水为特征 ) ,大洋盆地区域成矿流体 (与岩浆岩区域成矿流体类似 ,有高温到低温的流体分带 )和变质作用区域成矿流体 (变质程度不同而有不同的流体类型混合 )。

河南箕山登封岩群变质中基性火山岩的地球化学及年代学研究

对登封岩群TTG杂岩区内的斜长角闪质表壳岩包体以及绿岩区的变质中基性火山岩对比研究表明,其主元素、微量元素、稀土元素和同位素地球化学特征等指示该区的变质中基性火山岩同时同源,具有由拉斑玄武岩向钙碱性玄武岩演变的趋势。登封岩群上下部2件Sm-Nd等时线年龄极为一致,可以合并为一条等时线,年龄为(2512±19)Ma,εNd(t)=2.40±0.16。综合分析认为,箕山地区的登封岩群稍晚于嵩山地区,是在新太古代末期一个非常短暂的时间内形成的,形成于类似现代岛弧的构造环境。

贵州省地质灾害诱因分析

贵州省是我国地质灾害最严重的省区之一。地质灾害对贵州省社会、经济发展及居民生活产生了重大的影响。本文对贵州省主要地质灾害的诱导因素进行分析,并且提出一些有效的防治措施,对贵州省的可持续发展具有重要意义。

矿山固体废物对环境的影响及综合利用探讨

目前矿山开发产生的固体废物对生态环境造成的影响日趋严重。如何处理矿山固体废物,既能使矿山生态环境得到改善,又可变废为宝,充分利用矿山固体废物有用成分,是人类社会面临的重要课题。主要论述了矿山固体废物中有害元素污染环境的机理,同时探讨了矿山固体废物综合利用的各种方式,认为矿山固体废物二次开发利用是改善矿山生态环境、缓解矿产资源供需紧张矛盾的有效途径之一。