湘西北海相磷块岩的热液脱碳与铀多金属成矿作用

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中,首次发现纳米微米级硒铅矿。扫描电镜化学成分测定和微区解剖结果显示,海相沉积鲕粒状磷块岩的纳米微米级微裂隙和微孔隙中硒铅矿、闪锌矿、晶质铀矿、方铅矿、石英、磷灰石、叶蜡石、绢云母等矿物和残余碳共沉淀析出。研究认为在中高温热液脱碳过程中有机质经过热解、解聚、裂解形成CH4、H2S和残余碳,伴随的气还原作用是铀多金属和残余碳在微裂隙和微孔隙中共沉淀晶出的气还原机制。基于实体铀多金属矿床矿物空间定位关系的微观解剖,分析了湘西北海相磷块岩中铀矿物的气还原沉淀机制和地球化学机理,对重新认识热液型富铀矿床的成矿机制有重要意义。

湘西北海相磷块岩中气水溶液铀多金属成矿作用

湘西北地区位于扬子陆块东南缘,在其寒武系纽芬兰统海相磷块岩的微孔隙中发现nm~μm级晶质铀矿。文章通过扫描电镜对铀矿的空间占位进行微区解剖,确定铀以超显微状态（1~4μm）的晶质铀矿形式存在于方硫镍矿中。认为超显微晶质铀矿和辉砷镍矿是同沉积鲕粒状磷块岩在较高的温压条件下,通过海底喷流气水溶液强溶蚀改造并发生结晶时,以超显微包体的形式存在于方硫镍矿中;随着温度、压力的下降,包体中富铀溶液出现过饱和,晶质铀矿从富铀溶液中结晶析出,以独立矿物晶质铀矿的形式呈超显微状态存在于方硫镍矿中。晶质铀矿在中高温热液成矿作用中以超显微状态呈立方体、八面体、立方体与八面体的聚形以及块状体产出,对认识天然条件下晶质铀矿生成的物理化学条件具有重要意义。同时,晶质铀矿呈超显微状态存在的实例对该类型铀矿存在形式的发现和研究具有重要启迪,为揭示扬子陆块东南缘的陆缘裂陷中海底喷流成矿示踪提供了依据。

湘西北海相磷块岩中纳米级钛铀矿的发现及地质意义

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中发现超细小纳米级钛铀矿。通过扫描电镜能谱分析测定钛铀矿的化学成分,Ti质量分数为19.24%~20.37%,U为44.37%~46.86%,O为26.05%~31.01%,V和Cr元素以类质同象混入物形式存在于钛铀矿中。高分辨透射电子显微镜能谱曲线也表明其为U和Ti的复杂氧化物,化学式为（U）Ti2O6（OH）。钛铀矿产出于同沉积鲕粒磷块岩经强溶蚀重结晶作用形成的磷块岩微裂隙和重结晶磷灰石晶粒间微空隙中,与重结晶磷灰石、重结晶石英、锐钛矿、含铅黄铁矿、叶腊石、金云母、绢云母等共沉淀析出。通过钛铀矿空间占位和载体基质的微区解剖研究认为,湘西北海相磷块岩中钛铀矿的形成与镁铁质—超镁铁质海底喷流系统侵位于海相磷块岩发生热液脱碳作用有关。纳米级钛铀矿的发现对探讨钛铀矿在自然界的存在状态及其成因机理有重要意义。

海相磷块岩沉积事件研究——以新元古代末—寒武纪成磷事件为例

磷块岩大规模沉积是古海洋磷循环作用的结果。为解释海相磷块岩成因,提出了各种理论。大规模成磷事件的发生与古海洋条件和古生态环境有关,从C—N—P—O等元素循环来探讨成磷现象成为目前的趋势。磷也是重要的生命元素,磷酸盐的富集与生物演化之间也存在一定的联系。新元古代末—寒武纪磷块岩沉积是第1次全球性大规模成磷事件,它与Rodinia超大陆解体、新元古代晚期冰川事件的结束、古海洋水体地球化学条件的变化及新旧生态系统更迭等因素有关,而成磷事件又对这一时期的生物演化与生命创新事件起到了促进作用。对磷块岩的成因理论、古海洋磷循环等进行了分析,并从新元古代末—寒武纪磷块岩沉积的时空分布和成磷事件对生物演化的影响方面进行了探讨。

湘西北海相含铀磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现及其地质意义

在扬子陆块东南缘湘西北武陵地区下寒武统牛蹄塘组海相黑色岩系下部鲕粒磷块岩中,首次发现了似纳米级的硒汞矿和晶质铀矿。通过电子探针化学成分测定和微区解剖,显示海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的产出状态、形态特征和占位特征。研究认为,同沉积期伴随火山热液喷出形成海相沉积鲕粒状磷块岩(鲕粒中包含球滴状硒汞矿),似纳米级硒汞矿在海相磷块岩中占位于鲕粒磷结核的内部和中心。其形成后期,海底热液作用持续,磷块岩经部分溶蚀、热液脱碳,在磷块岩的微裂隙中晶质铀矿、石英共沉淀析出。海相磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的发现和空间占位特征的研究,对探讨磷块岩中硒汞矿和晶质铀矿的形成与海底喷流(热水)沉积作用的发生方式和成因联系有启示意义,进一步佐证扬子陆块东缘陆缘裂陷喷气沉积是发生大规模铀成矿作用的机制。

中国北方磷矿矿床类型及成矿规律

通过对中国北方内生磷灰石、变质及沉积型磷矿成矿特征及典型矿床的研究,建立了各种类型磷矿床的成矿模式和找矿模型、确定了各类型矿床的时空分布规律以及矿床的共生规律,为开展磷矿的找矿工作具有重要参考价值。

滇池磷的现代沉积与环境污染防治对策

在滇池磷现代沉积的实验资料研究,特别是磷块岩生物成矿作用研究的基础上,提出了滇池污染防治的优化对策,即在滇池培养聚磷菌,使其种类及繁衍量大于解磷菌的种类与繁衍量,水体中的磷便可向底泥迁移沉积,底泥中的磷向水体释放也会得到有效控制,富营养化自然改观,环境污染逐渐改善。

张家界下寒武统磷块岩中钛铀矿的晶出方式与成矿机理

在张家界下寒武统牛蹄塘组底部海相磷块岩中首次发现了微晶钛铀矿,通过背散射电子图像、微区扫描电镜化学成分分析、元素面扫描和晶体结构分析等方法确定了钛铀矿的产出状态与晶出方式。作者认为同沉积期形成鲕粒状磷块岩并伴随海底热液喷流形成多种金属硫化物的混合物,海底热液喷流的持续,对同沉积期物质进行部分熔蚀、强熔蚀改造并发生重结晶作用,在动态环境下热液流体中多种元素处在过饱和状态出现铀多金属快速沉淀。下寒武统牛蹄塘组磷块岩中钛铀矿的发现和存在形式的确定为我国回收利用磷块岩型非常规铀资源提供了依据,也为海相磷块岩中铀多金属成矿作用与海底喷流沉积热液改造的成因联系提供了佐证。