西藏当雄错盐湖卤水中硼的来源研究

当雄错盐湖为大型硼矿床。大气降水、地表径流和地下径流以及蚀源区岩石是当雄错盐湖卤水中硼等稀有、稀散元素的三个来源途径。本文通过国标法(GB/T8538-2008)、电感耦合等离子光谱法(ICP-AES)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)对当雄错硼的这三个来源分别进行元素地球化学研究,发现:1大气降水对当雄错B_2O_3的年估算输入量约为0.05×10^(-3)t^1.5×10^(-3)t,与地表径流和地下径流893t相比可以忽略不计;2河流对当雄错B_2O_3的贡献量最大,其中湖南岸的3条河流B_2O_3的年估算输入量达10个水源的95%,这3条河流的地球化学特征与热泉马尔作相同,B同位素δ^(11)B值也与热泉马尔作相同。说明当雄错地表径流和地下径流中的B_2O_3主要来自热水;3当雄错湖周蚀源区岩石主要为二叠纪,白垩纪岩石与第四纪碳酸盐粘土与钙华。其中二叠纪与白垩纪岩层中B_2O_3的含量较中国东部同类岩石低,不是当雄错B_2O_3的主要来源。第四纪碳酸盐粘土与钙华B_2O_3含量较高,高于世界碳酸盐岩与中国东部富泥碳酸盐岩。碳酸盐粘土稀土元素分布模式与已报道的热水湖相沉积的白云岩相同,都是中稀土富集,Dy的正异常,说明碳酸盐粘土是主要受热水影响。当雄错碳酸盐粘土是热水湖相沉积的一个典型实例。综上可知,热水是当雄错硼的主要来源。这一研究不仅为探索盐湖硼的成因提供重要依据,也为扩大寻找硼酸盐矿床指明方向。

可可西里盆地东部五道梁群热水湖相成因新认识

五道梁地区位于青藏高原北部可可西里盆地东部，其中新世发育一系列古湖泊，保存有大套碳酸盐沉积。本文通过对五道梁北山含叠层石剖面和南部剖面进行矿物学、元素地球化学研究，发现叠层石剖面主要矿物为方解石和少量石英，而南侧剖面则含有铁白云石、方解石、石英和钠长石。铁白云石和钠长石次生加大边的发现说明该区曾受热水活动的影响。元素分析结果也显示 As、Sb、Ba、Fe 等热水沉积标志元素含量较高，且Ni/Co、Mn/Sr、V/Cr、V/Sc等比值也较高；加之稀土元素配分模式和碳氧同位素特征均表明该地区为热水湖相沉积。另外叠层藻的出现也反映当时湖水温度至少为20~30℃。综合各种分析结果说明五道梁群为热水湖相成因，该区中新世发育有大量火山岩，因此可作为下一步寻找火山沉积型硼矿床重要线索。

淮北朔里煤矿岩床附近煤的光学性质和稀土元素分布特征

运用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、离子选择电极(ISE)、显微镜光度计和煤化学等方法,研究安徽淮北朔里煤矿5号煤层与侵入岩浆岩(岩床)接触面附近煤的光学性质和稀土元素分布特征。结果显示,与岩床直接接触的热变质煤在光学上显示天然焦的典型特征,除惰质组以外的显微组分大都变成了较粗大颗粒状镶嵌结构体,各向异性显著,小球体发育,微气孔很发育;与岩床间接接触(岩床之下)的热变质煤镶嵌结构体变细,各向异性变弱,微气孔不发育,未见小球体。研究还发现,从岩床下边缘至煤层底板泥岩表面的8个煤分层都显示铈(Ce)严重亏损的特征;在稀土元素标准化曲线上,Ce负异常"V"型谷非常显目,表明岩浆的高温将煤中原来的Ce3+氧化成Ce4+而与其它三价稀土元素(RE3+)发生了分离。数据显示,在朔里煤矿岩床接触变质煤中,稀土元素丰度与煤的灰分产率没有显著的相关性,表明岩浆熔体中的微量元素迁移到周围煤中并未造成灰分产率大量提高。

河北开滦矿区晚古生代煤对CH_4/CO_2二元气体等温解吸特性

研究了河北开滦矿区不同变质程度的煤对不同配比CH4/CO2二元气体等温解吸特性,并用扩展Langmuir方程的推论计算了CH4/CO2二元气体各组分在吸附相中的浓度,分析了其变化特征。结果表明:在开滦矿区煤对CH4/CO2二元气体解吸过程中,中等变质程度煤(Ro=1.21%)对混合气体的吸附能力大于低变质程度煤(Ro=0.58%),且混合气体中CO2浓度越大,总吸附量越多。吸附相中CH4的相对浓度是逐渐降低的,CO2的相对浓度是逐渐升高的。开滦矿区中等变质程度煤相对于低变质程度煤,用CO2气体置换煤层中CH4,可以获得较高的单位压降CH4解吸率,注入CO2的量越多、相对浓度越高,其置换效果就越好,更适于往煤层注入CO2提高煤层气产量技术的实施。

青藏高原特种盐湖与深部火山-地热水的相关性

青藏高原特种盐湖形成于陆-陆碰撞带,高原深部熔融物质,自第三纪形成始至第四纪时期以来,以火山-地热水形式向上地壳表层携出大量B、Li、Cs等成分。昂拉陵地区是青藏高原盐湖特殊组分Li、B、K、Cs、Rb含量最高的区域,郑绵平等首次在该区域发现中新世火山-沉积二元结构,火山后期与热液活动成为青藏高原盐湖特殊组分的主要来源。青藏高原第四纪地热水分布广泛,全区由南往北划分为5条地热带,其中狮泉河-雅鲁藏布地热带(Ⅰ)、班公湖-怒江地热带(Ⅱ)、贵德-南祁连地热带(Ⅳ),地热水中富含B、Li、Cs、Rb、As,这3条地热带周围分布的盐湖中也富集这些元素。青藏高原特种盐湖中B、Li、Cs、Rb、As等元素含量,湖泊水化学带、地热带的特征系数,Rb/Cs、Ni/Co系数以及同位素值,与一般盐湖、海水中不同,而与该区域地热水中相同;同时,特种盐湖水化学特征与地热带中特征具有较好的对应关系。青藏高原盐湖各补给水源中地热水的Li、B、K、Rb、Cs元素含量最高。综上表明,青藏高原特种盐湖中富集的Li、B、Cs等元素,与火山-地热水具有很高的相关性。

青藏高原当雄错晚更新世末期-全新世早期叠层石新发现

在青藏高原首次发现当雄错第四纪晚期叠层石群,其发现对于阐明高原第四纪晚期古环境演化有重要意义。通过对当雄错第四纪晚期发育的3层叠层石的地球化学特征以及^(14)C年龄研究发现:叠层石发育最佳温度20~30℃,当温度低于12~15℃时,蓝藻停止生长。目前,当雄错湖水年均温度为4.8℃,可知当时水温高于现代10℃;这3层叠层石的14C年龄分别与同布林(B?lling)和阿路罗德(Allev?d)两次暖期事件,及10.5 ka^9 ka BP全新世早期转暖期一致,并且叠层石中δ^(18)O均值在-7.23^-6.6之间,δ^(13)C均值在4.75~5.65之间,两者均较高,可知当雄错当时气温较高。该时段3个暖期的发现,对详细建立划分青藏高原第四纪晚期气候-年代学标尺有重要价值。