江西相山CUSD3钻孔铀矿化蚀变带元素活动性探讨

本文以江西相山科学深钻CUSD3钻孔铀矿化段为研究对象,在详细岩心观察和岩相学研究的基础上,将其分为矿化中心带、近侧强蚀变带、旁侧中等蚀变带、远侧弱蚀变带和外侧微弱蚀变带,由内向外热液蚀变强度依次减弱。蚀变类型主要为钠长石化、绿泥石化、伊利石化、碳酸盐化和磷灰石化等。运用标准化Isocon图解法分析表明,U含量与蚀变岩中Na_2O、FeO、CaO、MnO、P_2O_5含量呈正相关,主要与钠长石化、伊利石化、碳酸盐化、磷灰石化有关,且成矿流体为碱性富P流体;SiO_2和K_2O含量与U含量呈相反迁移特征,主要为岩石中钠长石交代石英和钾长石所致;蚀变带中,Fe_2O_3、MgO含量向两侧逐渐降低,与两侧黑云母和斜长石的绿泥石化有关;微量元素Sr、Pb、Zn、Mo、W、Bi、Sb、Zr、Hf等与U呈正相关,结合各蚀变带中U元素含量较未蚀变新鲜岩石明显富集,表明成矿流体和物质并非来源于围岩。此外,蚀变带中稀土元素总量、δEu值、重稀土含量与U含量呈正相关,指示成矿流体可能为深部来源。

层控夕卡岩型矿床成矿系统的元素活动性及质量迁移——以铜陵冬瓜山铜矿床为例

应用改善了的质量平衡方程研究冬瓜山层控夕卡岩型铜矿床成矿系统的元素活动性及质量迁移 ,结果表明 :系统中Zr,Hf,Y和Nb为不活动元素 ,其余均为活动元素。主量元素中仅CaO为迁出组分 ,其质量迁移量为 84% ,其余均为带入组分 ,带入量最大的SiO2 的质量迁移量高达 2 3 84% ;稀土元素均为带入组分 ,其中 ,中稀土较轻稀土和重稀土的活动性更强 ;其它微量元素中 ,带入序列由强到弱为 :Cr→Ta→Sn→Th,迁出序列由强至弱依次为 :U→Sb→Ni→Sr→Ba→Rb→Co→W ;成矿元素Cu和Ag为带入组分 ,其中Cu的带入量最大 ,质量迁移量高达 1 2 0 0 %。本文还得出两点具普适性认识 :①稀土元素较其它微量元素对体系条件的变化更为敏感 ,且往往表现出明显的规律性变化 ,能更好地示踪地质地球化学过程。②不同元素在不同体系中的行为特征差异极大 ,仅凭经验判定某一元素为不活动元素往往不可靠。因此 ,在开展质量平衡研究时 ,首先采用适当方法确认体系的不活动元素是一项不可或缺的前提工作。

黑色页岩风化过程中元素的活动性及参照系的选取初探——以湖南省麻田、桃花江剖面为例

系统考察了湖南省麻田和桃花江两个不同发育程度的下寒武统黑色页岩风化剖面,并提出了元素在理想剖面中的分布模式(概念模型);通过对比分析这两个剖面中元素的分布特征与理想分布模式的关系,并结合元素相关性研究、等质量图解的判别分析、微量元素的赋存状态及地球化学性质的探讨,认为在黑色页岩风化过程中,Ti为不活动元素,可作为参照系来计算其它元素的相对迁移性,Nb、Ta的活动性较小,Zr与Hf之间存在着共迁移现象;研究表明化学风化程度是影响元素活动性的重要因素。

俯冲板片中微量元素的活动性:西天山榴辉岩相运输脉的制约

西天山的基性高压变质岩显示互相连接的榴辉岩相脉体网络来源于蓝片岩的进变质脱水作用，通过这些网脉可以洞察在俯冲带高压条件下远程流体流动中的流体一岩石相互作用和元素负载。岩相学证据表明外来流体的渗透作用产生运输脉，而流体持续的沟道式流动导致主岩蓝片岩的淋滤。脉和蓝片岩蚀变带中锂（Li）的含量几乎是蓝片岩主岩中锂的两倍，它支持流体是外部来源的设想。这些流体触发了蓝片岩主岩的榴辉岩化作用而形成蓝片岩蚀变带。由于成脉流体中的微量元素含量低，所以导致与流体发生化学反应的主岩中所有微量元素的强烈淋滤。在此过程中有53％～81％的微量元素被活化，与大离子亲石元素和轻稀土元素的损失相符合，它们的损失量几乎是重稀土元素和高场强元素损失量的两倍。

广东红岭岩体型钨矿床热液蚀变过程中元素的活动性研究

以广东红岭岩体型钨矿床近矿的蚀变黑云母花岗岩及远离矿区的未蚀变黑云母花岗岩为研究对象,运用改进的等浓度线法对比两者元素含量差异,以确定矿床成矿过程中元素的活动性。结果表明:在热液蚀变后的岩石相对于原岩强烈富集Mo、Cu、Re、Cd、Ni、Sc、P2O5,较富集Ce、Pr、V、Nd、La、Co、TiO2、Zn、Gd、CaO、Sb、Th、Sm;强烈亏损Lu、Fe2O3、Yb、Tm、Be、Er、Ho、Y、Dy,较亏损Ta、Li、Tb、W、Pb、In、Cs。不活动组分为:Al2O3、FeO、Tl、U、Nb、Hf。通过改进的方法得到的不活动组分与传统的经验认识有一定的差别。Fe2O3强烈亏损可能是由于云英岩化导致的褪色蚀变作用,岩石中的黑云母蚀变成白云母或绢云母,为石英脉型黑钨矿提供了物质来源。较富集CaO可能是由于本矿床热液成矿主要形成的是白钨矿,热液在形成白钨矿化后还有CaO的残留,因此在矿床的上部形成较微弱的Ca富集。强烈富集Mo、Cu等成矿元素,说明在成矿热液过程中受到了富含Mo、Cu金属元素的热液的影响;相对亏损W,反映了在热液过程中W被萃取。因此在化探异常上寻找具有Mo、Cu高异常、W高背景中的局部负异常的区段是有利的找矿部位。

甲玛铜多金属矿床夕卡岩形成及矿化过程中元素活动性定量讨论

地球化学开放系统是在地球化学过程中存在物质带入带出的系统,其质量平衡研究不仅可以定量考察物质的带入带出和体积变化,而且能够限定地球化学过程的机制,指示元素的地球化学行为,为成矿作用过程研究提供线索和背景信息。质量平衡方法已被国内外许多学者用来研究各种系统中的质量变化和体积变化。

蛇纹石化和俯冲带蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为

蛇纹石是大洋岩石圈和俯冲带内水和流体活动性元素最重要的载体之一。研究蛇纹石化和蛇纹岩变质脱水过程中流体活动性元素的行为是认识俯冲带元素地球化学循环的关键。蛇纹岩是指主要由蛇纹石类矿物构成的岩石,包括利蛇纹石、纤蛇纹石和叶蛇纹石。蛇纹石化过程中会造成流体活动性元素(B、Li、As、Sb、Pb、Cs、U、Sr和Ba等)的显著富集,并且由于原岩性质、流体成分和氧逸度等条件的不同,大洋岩石圈蛇纹岩和弧前蛇纹岩的特征也略有不同。例如,弧前蛇纹岩具有相对高的As、Sb、B和相对低的U,这反映了俯冲沉积物来源流体的贡献。在俯冲带蛇纹岩的变质脱水过程中,利蛇纹石向叶蛇纹石的转变伴随着矿物内超过50%F和Cl的释放,以及一些流体活动性元素(如B和Li)的迁出;此外,蛇纹石分解形成的变质橄榄石中的流体包裹体指示,蛇纹石脱水分解所产生的流体具有高于原始地幔几个数量级的Cl、Cs、Pb、As、Sb、Ba、Rb、B、Sr、Li和U含量。由于利蛇纹石中的Fe^3+含量较叶蛇纹石高,这种矿物相转变过程中也伴随着俯冲通道内的一系列氧化还原过程,从而影响流体性质和新形成的叶蛇纹石的成分。蛇纹岩与岛弧岩浆在流体活动性元素富集规律上的相似性说明蛇纹岩在俯冲带元素循环中扮演着重要的角色。此外,蛇纹石矿物相转变过程中F、Cl、B等元素的释放,可能对于斑岩型金矿、蛇绿岩中的金矿和某些蛇纹岩作为赋矿围岩的硼矿的形成起到重要的作用。

高山峡谷区影响土壤测量找矿效果的元素表生活动特性研究

研究发现 ,高山峡谷区内土壤中元素的表生活动以表生富集作用为主 ,元素表生富集作用的程度、富集层位和粒级等受矿化作用和自然风化作用双重影响。非矿化地段土壤中元素的表生富集程度较矿化带处土壤中元素表生富集程度更强 ;矿化带处B层土壤比A层土壤中元素的富集强度稍大 ,元素明显地富集在粗粒级组分中 ;近矿 (化 )带的非矿化地段 ,A、B两层土壤仍受到矿化组分的影响 ,A层土壤比B层土壤受到的影响更加明显 ,粗粒级组分比细粒级组分反映敏感 ,C层土壤中元素在细粒级组分中轻微富集。根据本次研究结果 ,调整了高山峡谷区土壤测量工作方法。经试点测量验证 ,找矿效果良好。

安徽池州地区元素表生活动规律研究

通过对安徽池州马头钼铜矿试验区元素表生活动规律的系统研究,总结了不同成壤母岩形成的土壤中元素表生富集贫化规律,同时探讨了不同采样介质中元素含量空间变化与矿体位置的关系。根据研究结果,结合试验区景观条件及基岩出露情况,选择岩石为主要采样介质,在试验区进行了应用实验,有效地圈出了马头钼铜矿区主成矿元素Mo、Cu的正异常和成矿环境指示元素CaO、Na_2O的负异常,为该区进一步找矿工作提供了线索和依据。

西藏巴达铜金矿床黄铁矿原位主微量元素特征及其环境效应

黄铁矿在自然环境中极易发生氧化,造成严重生态环境问题。为了研究自然条件下不同粒度和晶形黄铁矿化学成分的差异对黄铁矿氧化速率的影响,本文对巴达铜金矿床黄铁矿进行了LA-ICP-MS原位主微量元素分析和矿物面扫描分析。测试结果表明粗粒黄铁矿S、Fe含量较高,成分更纯;微量元素As、Co、Ni和Pb、Cu、Zn分别以类质同象方式和包裹体形式更多地存在于细粒黄铁矿中,二者均能促使细粒黄铁矿氧化速率加快;粗粒黄铁矿中Cr和Ti元素含量较高,其氧化后生成致密氧化膜可抑制黄铁矿被进一步氧化。本文认为对于本矿床中粗粒黄铁矿和细粒黄铁矿氧化污染问题应采用两种不同的治理措施,对于不易被氧化的粗粒黄铁矿,使其处于常温常压的干燥避光环境中即可防止发生氧化;对于易氧化的细粒黄铁矿,其氧化产物造成污染对环境压力较大,应采用源头治理和末端治理相结合的措施进行处理,以达到更科学的治理效果。

吉林省中部地区花岗质岩石风化地球化学特征

对吉林省中部地区花岗质岩石及上覆残积土壤进行系统采样分析,研究表生环境中常量元素和微量元素含量变化,确定了花岗质岩石的风化特征及元素活动性规律:土壤中Ti、Mn、Co、Cu、Mo、V和Zr的平均含量高于岩石,而Al2O3、CaO、Na2O、K2O、Sr、Th和U的平均含量低于岩石,其余元素含量差别不明显;在垂直剖面上,SiO2、Ti、V、Y和Zr的含量变化不明显,Al2O3、Ba、Th、U在土壤B层中有明显的富集趋势,U含量在表层明显下降;Mo的含量在土壤C层明显升高,在表层含量有所下降;MgO、K2O、Na2O、CaO在土壤O层和A层中含量明显降低;TFe和Mn含量在垂向剖面上没有明显变化。总体上,亲石元素在风化过程中表现出较强的活动性;亲氧元素则相对较为稳定,在表生环境中元素活动性较弱;亲硫元素活动性介于两者之间。

大陆碰撞和超高压变质的化学地球动力学：来自中国大陆科学钻探的结果

利用中国大陆科学钻探工程连续取样的优势,对主孔200～4000m超高压变质岩进行了系统的地球化学研究,结果对大陆俯冲带变质的化学地球动力学提供了新的制约。目前取得的主要成果如下:(1)建立了200～4000m深度的超高压矿物氧同位素变化剖面,发现^(18)O亏损深度达3300m。结合大别-苏鲁造山带地表露头岩石达30000km^2的^(18)O亏损,表明扬子陆块北缘曾发生三维空间巨量物质(～100000km^3)的^(18)O亏损;(2)钻孔超高压变质岩的原岩形成于新元古代中期(～780Ma),属于双重双峰式岩浆活动的产物;原岩既有中元古代晚期新生地壳,也有古元古代中期古老地壳。这种双重双峰式岩浆活动出现在弧-陆碰撞带基础上发育的裂谷构造带,是对Rodinia超大陆开始裂解的响应;(3)高压榴辉岩相重结晶作用发生在216±3Ma,高压榴辉岩相重结晶作用持续的时间为1.9～9.3Myr或更短;(4)不同岩性接触带的矿物O同位素、H同位素、全水含量以及羟基含量的研究表明,退变质流体在同位素组成上是内部缓冲的,且退变质流体主要来自于名义上无水矿物中结构羟基和分子水的出溶。定量计算表明,这些出溶的结构羟基和分子水能为角闪岩相退变质作用提供足够的流体来源;(5)在不同岩性接触带,稳定同位素、水含量及岩相学上出现同步变化,表明不同岩性接触带可能是流体活动最剧烈的地方。对于远离榴辉岩-片麻岩接触带的榴辉岩,退变质流体主要来自榴辉岩内部名义上无水矿物中结构羟基和分子水的出溶。对于靠近接触带的榴辉岩,则可能主要受来自比榴辉岩更富水的片麻岩中矿物的脱水作用。根据相邻样品之间的距离、岩相学和δ^(18)O值,可以确定出不同岩性和相同岩性之间氧同位素不均一性的尺度为20到50cm,对应于大陆碰撞过程中流体活动的最大尺度;(6)对两个连续岩芯段的主量和微量元素剖面研究表明,在大陆俯冲带变质过程中,大离子亲石元素(LILE)和轻稀土(LREE)具有较高的活动性,而高场强元素(HFSE)和重稀土(HREE)是不活动的。这些元素的活动可能是由折返过程中大陆地壳的部分熔融导致的,因此指示了超临界流体的出现。折返过程中大陆地壳的这种部分熔融作用导致了不同板片组分之间的质量迁移,但是这种有效的迁移只发生在很小的尺度范围内,在岩相学接触带和裂隙带的局部开放系统中。

基于结构体的峨眉山玄武岩风化程度评价(Ⅱ):玄武岩斜坡地下水及浸泡液水文地球化学

岩石风化过程中的元素活动性评价除应考虑该元素在风化产物中残留与淋失状况及在淋滤液(地下水及室内浸泡液等)中的浓度外,还应考虑其在母岩中的相对含量。峨眉山玄武岩斜坡地下水及室内浸泡液中各元素原子个数比值与母岩中对应比值之间均存在显著差异,其造岩矿物的非全等溶解特征显著。综合考虑风化过程中的岩石成分变化、斜坡地下水及室内浸泡液化学成分确定的峨眉山玄武岩风化过程中的元素活动性顺序为Ca>Na>Mg≥Si>K>Fe。活动性强或惰性程度高、对风化程度变化响应敏感应成为岩石风化程度指示性元素的选择标准,Ca和Fe应成为峨眉山玄武岩风化程度评价的首选元素。

吉林东部花岗岩区地下水化学成分及其对岩石风化作用的制约

在吉林东部花岗岩区地下水化学成分和化学类型研究的基础上,以Na作为参比元素,确定了花岗岩风化过程中22种主量元素和微量元素的相对活动顺序。花岗岩区地下水的地球化学类型属低矿化度(变化范围为69.51×10-6~386.49×10-6,平均值为199.48×10-6)的HCO3-Ca和HCO3-Na-Ca型。花岗岩风化过程中元素的活动性顺序(RM)从大到小依次为:B、Ca、Mo、Zn、Sr、Na、Mg、Cr、Cu、Ni、K、Co、Li、V、As、Ba、Si、Y、Fe、Ti、Al、Mn。风化产物中的粘土矿物主要为高岭土、蒙脱石,反映出本区花岗岩的风化淋滤程度较弱的特点。

内蒙锡林浩特晚石炭世辉长质岩体的成因：陆内伸展背景下富水地幔源区熔融的产物

内蒙中部晚石炭世岩浆活动的成因及动力学背景对于揭示古亚洲洋俯冲和兴蒙造山带演化的具有重要意义。本文选取锡林浩特南部晚石炭世辉长质侵入体为研究对象,开展高精度SIMS锆石U-Pb定年、全岩主微量和Sr-Nd-Hf同位素分析,旨在讨论其岩石成因,为制约兴蒙造山带的演化和理解深部流体循环过程提供更多信息。辉长质岩体样品的锆石CL图像呈弱环状结构、条带状或岩浆生长带(Th/U=0. 3～2. 5)。SIMS锆石U-Pb定年结果表明,锡林浩特辉长质岩体的侵位年龄为316. 9±2. 2Ma,为兴蒙造山带晚石炭世区域性岩浆活动的产物。该岩体经历了橄榄石和单斜辉石的分离结晶作用,但受堆晶作用和地壳物质混染作用的影响较小;同时具有较低的87Sr/86Sr初始比值(0. 7034～0. 7041),但相对高的εNd(t)(+5. 58～+6. 88)和εHf(t)值(+12. 07～+13. 44),并显示Rb、Sr、U和Pb等流体活动性元素相对富集,但Nb和Ta等非流体活动性元素相对亏损的特征,暗示其起源于遭受含水流体交代富集的地幔源区。流体交代富集作用很可能发生在源区部分熔融过程中或者在部分熔融之前较短的时间内,即反映较为年轻的交代事件。锡林浩特辉长闪长岩具有相对较高的Si O_2(51. 7%～53. 2%)、Cr (138. 4×10^(-6)～757. 2×10^(-6))和Ni (50. 4×10-6～141. 1×10^(-6))含量以及Zn/Fe比值(10. 8～11. 5),但相对较低的Al2O3(13. 1%～16. 8%)含量,暗示源区可能富含斜方辉石,由橄榄岩+辉石岩脉组成。通过对比总结兴蒙造山带晚石炭世岩浆岩岩石组合的地球化学特征以及其他地质资料,本文认为古亚洲洋在晚石炭世之前已经闭合,而锡林浩特辉长质岩体形成于陆内伸展的构造背景。结合同期玄武岩母岩浆的高含水量特征(高达4. 41%),本文认为锡林浩特及其邻区晚石炭世岩浆活动是遭受地幔转换带滞留俯冲板块析出富水流体交代的地幔源区部分熔融的产物,从而建立了深部流体循环过程与造山后伸展背景下岩浆活动的成因联系。

桂西铝土矿成矿物质来源的地质地球化学分析

桂西平果、靖西、德保等铝土矿均分布于大新古溶蚀平原边缘地区.通过对矿床及围岩的稀土元素、非活动性元素、B、Be含量以及Sr/Ba、Th/U值等地球化学特征分析显示:(1)原生铝土矿REE配分模式与基底茅口灰岩、大新古陆泥灰岩及砂页岩REE配分模式,除总量略有差异外,其形态基本相似;(2)原生铝土矿、堆积铝土矿、茅口灰岩、古陆灰岩及砂页岩的Al2O3/TiO2,Al2O3/Zr,Al2O3/Hf,Al2O3/Nb和Al2O3/Ta值大多数比较接近;(3)原生铝土矿中w(B)=(79 57～109 14)×10-6,w(Be)=(0 71～13 75)×10-6,w(Sr)/w(Ba)=0 95～1 86,w(Th)/w(U)=2 37～3 23.桂西原生铝土矿物质来源主要为下伏的茅口灰岩、大新古陆灰岩及页岩,具有多来源的特征;原生铝土矿形成于海相环境,属于海相碎屑沉积矿床;堆积铝土矿同原生铝土矿相比,具有∑REE相对较低,∑Ce/∑Y相对较高,Ce呈正异常特点.

Evaluation of hydrogeochemical characteristics and the impact of weathering in seepage water collected within the sedimentary formation

A study was conducted by collecting eight seepage water samples that drain through the sedimentary rocks,mainly sandstone and shale,to evaluate the hydrogeochemical characteristics.The collected samples were analyzed for physico-chemical parameters using standard procedures.Three water types were identified in the Piper plot and the hydrogeochemical evolution starts from a CaCl facies(type 1) via mixed Ca-Mg-Cl and Ca-Na-HCO_3 facies(type 2) to Na-Cl facies(type 3).Increasing trend of electrical conductivity(EC) values were observed from type 1 water to type 3 water.Lower ionic concentrations with an average EC value of 35.7(is/cm in Ca-Cl facies indicate the recharge water by monsoonal rainfall,and ion exchange/weathering process is reflected in the mixing zone.Higher ionic concentration with an average EC value of 399(is/cm is noted in Na-Cl facies,which indicates the ion exchange during water-rock interaction.Higher log PCO_2 values are also found in this facies,revealing the longer residence time of seepage water in the rock matrix,which release more ions into the water.The relative mobility of elements during weathering suggest that the order of mobility in both sandstone and shale is Na > Ca > Mg > K.It was observed that the hydrogeochemistry of seepage water is mainly controlled by the bedrock geology.