中国典型金矿集区硫同位素组成及相关问题思考

在过去十年找矿突破战略行动上,金矿勘查在我国取得了重大的进展,展现出了巨大的金找矿潜力。矿化剂元素硫与金矿的形成密切相关,已有国内外学者证明硫是矿床形成过程中最重要的元素。硫同位素被广泛用于示踪金矿中的矿质来源,不同的金矿具有不同的地质背景,硫同位素的组成特征受不同硫源控制,金矿中的硫同位素可以反映成矿的地质背景。矿集区尺度的硫同位素在时间—空间分布特征上具有理论意义,在指导找矿勘查方面也具有重要作用。我国的金矿资源可以划分为42个金矿集区,其中胶东、小秦岭、滇黔桂3个金矿集区最为典型,梳理和总结3个典型金矿集区硫同位素特征的异同,可为今后的金矿找矿勘查提供理论和方法支撑。

山东莱芜垂阳矽卡岩型铁矿尾矿中关键金属钴综合利用评价探讨

1研究目的钴是高温合金、电池材料、防腐材料、磁性材料等重要原料,广泛应用于航空航天、电子电器、机械制造、汽车、化工农业、陶瓷等领域,在国民经济和社会发展中具有特殊的意义。特别是从移动电子设备,到新能源汽车的动力电池,再到电网储能,钴作为锂电池正极材料——钴酸锂的重要组成,都是不可或缺。因此,钴被世界上众多国家列为21世纪重要的关键战略资源(Gulley et al.,2018)。现今我国是世界上最大的钴资源进口国(95%依靠进口)和消费国(US Geological Survey,2018),而且钴资源紧缺,保障程度低(蒋少涌等,2019;许德如等,2019)。

覆盖区矿产勘查中电法技术应用及有效性探讨

香林香达铜矿床位于内蒙古苏尼特右旗境内,属于华北板块北缘多金属成矿带的一部分。区内覆盖较厚,为草原景观区,地表露头较少,地质填图和化探方法难以满足勘查需求。本次在探矿权范围内,通过大比例尺激电中梯面积测量圈定了两处激电异常(1km2),有效缩小了找矿靶区范围。结合可控源音频大地电磁测深精测剖面对激电中梯异常部位进行剖析,圈定了地下极化异常体的空间位置。经钻探验证激电异常为矿致异常,见矿总厚度15m,铜的最高品位3.14%,平均品位1.21%。确定了本区可控源音频大地电磁测深反演剖面高阻异常的边缘部位,构造带低阻异常区内相对高阻异常部位为矿体位置,证实了激电中梯面积测量配合频率域电磁法在覆盖区内金属矿勘查中得有效性,相关研究成果为该类覆盖区找矿提供参考依据。

北山地区古元古界北山岩群中长英质脉内锆石U-Pb年龄及其地质意义

深熔作用是大陆地壳分异、元素迁移富集的重要地质过程。位于中亚造山带南缘的北山地区,笔者等对前寒武系北山岩群进行了研究,结果表明该岩群普遍经历了角闪岩相变质及深熔作用,长英质浅色脉体分布广泛,却鲜有文献报道。绵山地区出露的古元古代北山岩群斜长角闪岩及相关的长英质浅色脉体的野外地质特征、相互关系共同指示了北山岩群变质地层经历了部分熔融,熔体在原地分凝聚积。锆石LA-ICP-MS U-Pb测定结果表明,顺北山岩群变质地层片理产出的长英质浅色脉体锆石n(^(206)Pb)/n(^(238)U)加权平均年龄约为370 Ma,表明深熔作用发生时间为晚泥盆世;一测点的n(^(207)Pb)/n(^(206)Pb)年龄为1623±12 Ma,与前人报道的北山岩群测年结果高度相近,虽此年龄值不足为证,但结合产出特征,可能指示长英质浅色脉体的源岩为北山岩群。此外,北山岩群中深熔作用普遍发育,露头可见大量的石榴子石、电气石、云母类矿物,指示区内部分稀有元素成矿潜力巨大。

内蒙古架子山地区晚石炭世二长花岗岩成因及其地质意义

内蒙古架子山地区二长花岗岩位于大兴安岭中段,为了确定其侵位时代,探讨大地构造环境,本文对该区二长花岗岩进行了系统的年代学和岩石地球化学研究。研究结果表明:二长花岗岩锆石U-Pb年龄为(302.9±1.2)Ma,为晚石炭世岩浆作用的产物;二长花岗岩具有高硅(w(SiO_(2))=74.73%~76.60%)、富碱(w(Na_(2)O+K_(2)O)=6.20%~7.03%)、高铝饱和指数(A/CNK=1.43~1.58)的特征,属于高钾钙碱性系列岩石;Rb、K、Th、U富集,Ba、Sr、Ti、Nb、P呈明显V字型亏损,稀土元素配分曲线呈右倾的轻稀土元素富集型,具有负Eu异常(δEu=0.46~0.67)、高分异指数(I_(D)=88.89~91.55)和低固结指数(I_(S)=1.68~4.78)的特征,表明岩石经历了高分异演化作用,为高分异I型花岗岩,具有向A型花岗岩演化的趋势;^(176)Hf/^(177)Hf值为0.282850~0.282951,ε_(Hf)(t)值为9.2~12.5,二阶段模式年龄(T_(DM2))变化范围为910~603 Ma,表明二长花岗岩岩浆可能是新元古代新生地壳部分熔融的产物。内蒙古架子山地区二长花岗岩形成于后造山阶段,其形成可能与古亚洲洋闭合后构造环境从挤压转换成碰撞后伸展有关。

一种适用于复杂边界的粒子法数值积分初始布置优化算法

为提高粒子法研究中初场计算节点的空间分布质量,包括计算域内部计算节点分布的各向同性和计算域边界附近计算节点对理论边界的贴体性,提出了一种计算节点(即粒子)初场布置的优化方法。该方法借助网格控制求解域的边界,采用粒子迁移模型使流体粒子自适应地发展为均匀各向同性的分布状态。为了将网格的信息耦合进粒子法的粒子迁移模型中,在粒子迁移模型中引入了基于边界网格的数值积分算法。验证算例包括二维椭圆、二维转子泵、三维复杂腔体、三维球体等,验证结果表明:所提出的初场布置优化算法能够保证流体域内粒子的均匀各向同性分布,并减小边界粒子与理论边界的偏差值,降低边界粒子数密度的噪点;在液滴模拟中,优化初场布置后的圆度误差较传统初场布置减小了78.6%。

内蒙古西乌珠穆沁旗布敦乌拉银多金属矿床地质特征、成因与成矿预测

内蒙古西乌珠穆沁旗布敦乌拉银多金属矿床位于大兴安岭南段多金属成矿带白音查干银矿床的北侧,是一座中型银矿床,目前矿区内估算(121b+122b+333)矿石资源储量为523.93万t,银金属量859.84 t,平均品位(Ag) 164.11×10^(-6),伴生金属为Pb、Zn、Cd及Ga等4种元素。矿体赋存于二叠系大石寨组流纹岩及流纹质凝灰岩中,矿脉受北东向断裂构造控制,矿化与硅化、绢云母化、绿泥石化和碳酸盐化碎裂岩带关系密切;成矿热液期可分为3个阶段,分别是石英-黄铁矿阶段(Ⅰ)、银多金属硫化物阶段(Ⅱ)和方解石-石英阶段(Ⅲ),其中II阶段为主成矿阶段,形成辉银矿、辉锑银矿、银黝铜矿、闪锌矿和方铅矿等多种硫化物。从空间、矿化元素分带来看,白音查干和布敦乌拉多金属矿床成因关系密切,均产在花岗斑岩岩体周围,在垂向上由下向上,平面上围绕成矿岩体由内向外,蚀变矿物组合从电气石±石英±萤石变化为较低温的含萤石±绢云母±绿泥石±方解石±高岭石组合,成矿元素分布依次为Sn-Cu→Ag-Pb-Zn,两矿区可以联合构成与早白垩世石英斑岩相关的岩浆热液型多金属成矿系统。根据控矿因素与找矿标志,建立成矿找矿模型,进而得出布敦乌拉矿床深部具有勘查Sn-Cu矿化或Ag-Pb-Zn矿化的潜力,白音查干矿床石英斑岩南侧为勘查脉状Ag-Pb-Zn矿化的远景区。

玄武岩相似材料配制及其物理力学参数研究

近年来,以白鹤滩水电站为代表,中国工程建设中多次遭遇柱状节理玄武岩这类特殊岩体。在开展地质力学模型试验时,对于柱状节理玄武岩不仅要着重考虑节理面的相关物理力学性质,玄武岩柱体本身相似材料的研究也十分重要。在总结前人经验的基础上,以α-半水石膏、重晶石粉、石英砂和水为原料设计了正交试验,对不同配比条件下相似材料的物理力学参数进行了测定并开展了敏感性分析。试验结果表明:相似材料的密度受胶骨比影响最为显著,并与胶骨比呈负相关;单轴抗压强度、弹性模量和抗拉强度对水胶比最为敏感,且均在低水胶比条件下各项指标有较大值;各因素与泊松比、凝聚力和内摩擦角存在一定的关系,但在置信度95%时,各因素对其影响均不显著。所制备的相似材料在各组份配比不同的条件下具有较广的指标变化范围,为开展不同柱状节理玄武岩地质力学模型试验奠定了基础。

山东莱芜张家洼铁矿床金云母^(40)Ar/^(39)Ar定年及其对成矿构造背景的启示

华北地区是我国最大的矽卡岩型富铁矿床集中区,但目前对区域铁矿床的成矿年代学研究尚不系统和全面,从而制约了对其成矿构造背景的理解。山东莱芜张家洼矽卡岩型铁矿床是华北克拉通东部最重要平炉富铁矿产地之一,铁矿体主要赋存于早白垩世矿山岩体与中奥陶统碳酸盐岩的接触带、石炭系本溪组与奥陶系间不整合面的层间构造破碎带。金云母是张家洼铁矿床最主要的含水矽卡岩矿物,且与磁铁矿密切共生,对其进行^(40)Ar/^(39)Ar定年可为张家洼铁矿床的成矿时代提供约束。本文对张家洼铁矿床I号矿区和港里矿区的两件金云母单矿物样品进行了激光阶段加热^(40)Ar/^(39)Ar同位素分析,获得很好的坪年龄,分别为129.7±0.8Ma和131.5±1.2 Ma(2σ)。上述年龄数据与矿山岩体的锆石和矽卡岩中热液榍石的U-Pb年龄一致,证实张家洼铁矿床的成矿时代为130Ma左右。对张家洼及华北克拉通其他矽卡岩型铁矿床现有同位素年龄数据的综合分析表明,整个华北克拉通内的矽卡岩型铁矿成矿作用具有同时性和爆发性,绝多大数矿床均形成于130Ma左右,指示华北地区大规模矽卡岩型铁成矿作用是对华北克拉通岩石圈减薄和破坏的响应。

畜禽养殖废水甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化除碳脱氮探讨

甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化均是实现养殖废水除碳脱氮的途径,与传统除碳脱氮相比,三者联合作用途径占地面积小、运行费用少、能源消耗低、污泥产量少,在养殖废水处理中有着十分广阔的应用前景。文中介绍了甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化反应机理;分析了厌氧氨氧化、甲烷化、反硝化脱氮效果和稳定运行的影响因素及其耦合可行性;论述了目前甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化的耦合研究;提出了后期对甲烷化、反硝化和厌氧氨氧化用于养殖废水处理研究的展望。

Trace Element and Sulfur Isotope Compositions of Gold-bearing Pyrite from the Zhangjiawa Iron Skarn Deposit,Laiwu District:Implications for Sources of Early Cretaceous Gold Mineralization in the North China Craton

Objective The Zhangjiawa iron deposit is the largest-tonnage and representative iron skarn deposit,with proven reserves of 290 Mt at an average of 46%Fe(up to>65%),in the Laiwu district,eastern North China Craton(NCC)(Figs.1 a,b;Duan and Li,2017).Iron mineralization at Zhangjiawa is mainly hosted along a northern contact zone between the Kuangshan dioritic intrusion and Middle Ordovician carbonate rocks that host numerous evaporite intercalations(Figs.1b,c).

内蒙古架子山钼(银)矿区花岗岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义

通过对内蒙古架子山钼(银)矿区内的花岗岩进行锆石U-Pb年代学和岩石地球化学的研究,获得花岗岩LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为149.19±0.47 Ma,为晚侏罗世岩浆作用的产物;花岗岩具有高硅(78.59%~80.58%)、富碱(5.82%~6.34%)、低P2O5(0.002%~0.018%)、高铝饱和指数A/CNK(1.33~1.60)的特征,属于高钾钙碱性系列岩石;富集微量元素Rb、K、La、Th、U、Hf、Pb,亏损微量元素Ba、Sr、Nb、Ta、Ti、P,稀土元素配分曲线呈右倾的轻稀土元素富集型,具有明显的负Eu异常(0.25~0.49)、高分异指数(DI)(91.87~94.30)、低固结指数(SI)(1.20~2.02),表明岩石经历了高分异演化作用,为高分异I型花岗岩;^(176)Hf/^(177)Hf值为0.28290~0.28296,ε_(Hf)(t)值为7.82~9.86,二阶段模式年龄(t_(DM2))为744~929 Ma,表明花岗岩岩浆是在新元古代亏损地幔物质部分熔融形成新生下地壳之后,经再次熔融形成.内蒙古架子山花岗岩与大兴安岭地区的晚侏罗世花岗岩岩浆基本同期侵位,其形成可能与蒙古-鄂霍茨克洋闭合后构造环境从挤压转换成碰撞后伸展有关,并可能叠加了古太平洋板块俯冲引发的弧后伸展作用.

琼北玄武岩建造区域岩石—土壤体系化学元素垂向分布规律

土壤由岩石风化而来,岩石—土壤是一个密切联系的体系,是地球系统科学中与人类关系最为密切的一部分。为调查研究地质建造单元岩石—土壤体系(简称:岩土体系)中的物质组成演化特征,必须选择原地风化的残积物出露区域来完成土壤垂向剖面采样。笔者等以海南岛区域生态地质背景调查项目的资料数据为基础,科学阐述了残积物剖面的确定方法,并依据琼北玄武岩垂向剖面地球化学数据,总结出如下结论:垂向剖面SiO_(2)含量呈现出土壤表层A层和岩石的高,土壤B、C层含量低的“凹”字型特征,与Al_(2)O_(3)含量变化趋势相反(“凸”字型),两个代表性组分存在明显的负相关性,其他组分根据其亲和性,与该两种组分协同变化,部分受表层活动影响较大的元素,例如有机质、I等微量元素,则不具有该规律,土壤表层(A、B层)与深层(C层)、岩石中差别通常较大。

珠海浅丘地区城中村合流制排水的水量和水质特征

合流制排水系统溢流污染是黑臭水体形成的重要原因之一。为优化浅丘地区城中村的黑臭水体治理,对珠海市界涌村合流制排水系统进行了水量和水质监测。结果表明,该城中村的合流制排水系统具有典型的南方小城镇排水规律特征,有明显的双峰值,排水不均匀性较大,流量时变化系数为1.73,日变化系数为1.27。城中村合流制排水系统的外水侵入情况较严重,外水侵入量占比为40%~50%;对排水系统进行分流制改造可明显提高排水系统中的污染物浓度,但管道存在的问题仍不容忽视。城中村生活污水的COD浓度水平尚属典型的城市污水浓度范围,但TN、NH3-N和TP浓度较高,比一般城市污水高50%~100%。