黔西晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素的富集机制

我国西南地区晚二叠世含煤岩系基底蚀变凝灰岩中高度富集稀土元素等多种关键金属。低温热液作用通常对煤和煤系中稀土元素的富集成矿有重要贡献,黔西地区位于世界著名的大范围低温热液作用区内,是研究低温热液作用下煤系稀土元素富集机理的良好对象。蚀变凝灰岩的地球化学和矿物学组成可以提供凝灰岩蚀变过程中流体演化、热演化和成矿过程等信息,但以前的研究对凝灰岩中蚀变矿物组成以及矿物的共伴生关系还缺乏深入探讨,限制了对关键金属富集过程的认识。研究结果表明:凝灰岩具有与高钛玄武岩一致的地球化学组成;火山玻璃以及由长石、辉石等交代蚀变形成的次生矿物,可能形成于表生风化或早期成岩阶段。稀土元素主要赋存在后期热液成因的脉状独居石中。本文提出了西南地区晚二叠世煤系基底凝灰岩中稀土元素富集的模式:降落后火山灰经历了表生风化作用,地表水和周期性海水的作用导致凝灰岩层顶部样品中的稀土元素发生淋滤而向下迁移,后期出渗型热液流体与凝灰岩发生的水岩作用,导致下部凝灰岩中的稀土元素被析出并随热液流体迁移到凝灰岩层上部而富集。

相山铀矿尾矿区植物根际土壤稀土元素和铀、钍生物富集特征

本文采集了相山铀矿尾矿库不同地方(库内、坝上和库下游)8种优势植物及其根际土壤,通过野外实地调查和室内分析相结合的方法,研究了植物根、茎、叶、穗和根际土壤REEs及U、Th的生物地球化学行为。结果表明,植物稀土元素总量(∑REEs含量)总体表现为根际土壤>根>茎和叶(穗)。归一化结果显示,库内植物根与根际土壤具有相似的重稀土元素(HREEs)富集、铕(Eu)负异常配分模式,坝上及下游则演变平坦配分模式且铈(Ce)负异常,茎、叶和穗出现轻稀土元素(LREEs)富集配分模式,指示REEs在土壤根体系及植物体内转运过程中发生了分异。根际土壤DTPA萃取实验表明HREEs优先于LREEs被生物吸收利用,且Gd的生物有效性相对于其他REEs更差。Person相关分析表明土壤pH、Fe、Mn矿物吸附和有机质是影响REEs生物有效性的重要因素;灰色关联分析显示U、Th和REEs在根际土壤与根中的灰色关联度普遍大于叶茎穗,指示土壤U和Th对REEs含量的影响在根中大于叶茎穗。芒萁叶REEs的富集系数(BCF=6.09)和转运系数(TF=8.25)均大于1,茎和根部的转运系数和富集系数也优于其他植物,指示芒萁可作为REEs的环境修复植物,水稻的根部对REEs和Th、U均有较强的富集作用,可作为植物联合修复的考虑对象。

长江下游冲积平原区土壤稀土元素富集与分馏特征

在长江下游冲积平原区建立了一个跨度约1500 a的土壤时间序列,通过对比稀土元素(REE)含量和分馏的变化,分析其在成土过程中的演变特征与控制因素.研究结果表明,REE含量经过成土初期的略有下降后,随着时间推移总体上呈增加的趋势.次生矿物和有机质对REE较强的捕获和吸附固定能力是土壤REE富集的主要原因,磷肥的长期施用可能也是REE在土壤中不断积累的重要原因.旱作和水旱轮作两种主要农用方式对单个REE含量和总量差异的影响不显著.土壤中轻、重REE的分馏和Ce、Eu的亏缺也随成土时间推移变化.水稻种植导致土壤氧化还原电位下降,直接和间接增加了Ce和Eu的亏损.

深海沉积物中稀土元素的富集成矿作用

我国虽是稀土大国,但重稀土仍是十分紧缺的关键金属资源。2011年日本学者Kato等在太平洋深海盆地中发现了大规模富含稀土元素的沉积物,引起世界各国高度重视。深海富稀土沉积物广泛分布于海底,其富集稀土元素尤其是相对富集重稀土元素等关键金属,是继大洋结核结壳、洋中脊热液硫化物、天然气水合物之后一种重要的海洋矿产资源。目前太平洋和印度洋中都证实有大面积富稀土沉积物的存在,我国科学家将深海稀土资源分为4个主要成矿远景区,其中太平洋3个,印度洋1个。富稀土沉积物的矿物组分主要包括生物成因磷灰石(鱼牙和鱼骨)、微结核(铁锰氧化物或氢氧化物)、沸石、黏土矿物等,其中生物磷灰石是最重要的稀土载体。稀土元素直接来源于上覆海水和孔隙水,热液和火山活动可能也有贡献。水深、沉积速率和氧化还原环境等是控制深海稀土元素富集的重要因素,强底流、海底火山和热液活动以及气候事件所导致的陆源输入的变化也会对深海稀土富集产生重要影响。深海稀土成矿作用仍然存在一些尚未解决的科学问题,需进一步加强深海富稀土沉积物成因及超常富集机制等的研究,以丰富和完善深海稀土的成矿模型,为我国在深海稀土富集区的勘探研究与实践提供重要借鉴。

沉积磷灰石中稀土元素富集机制

稀土元素对国民经济、国家安全和科技发展都具有重要的战略意义。沉积磷灰石是现代沉积物和古代磷矿床中稀土元素(尤其是重稀土元素)的重要载体。然而,由于沉积磷灰石一般颗粒小、来源复杂,严重限制了对其中稀土元素富集的理解,导致沉积磷矿床中稀土元素的地球化学行为、精细成矿作用和资源潜力等还存在很大争议,已成为制约沉积稀土矿床开发、综合利用的短板。本文主要综述了沉积磷灰石中稀土元素富集的控制因素,分析沉积磷灰石中REY的赋存状态、分布规律、迁移历史、富集机制和物质来源等关键要素,以期为磷矿床中稀土元素开采提供指导。

粤北左坑离子吸附型稀土矿床含矿岩体地球化学特征与稀土元素迁移‒富集机理

广东省新丰县左坑大型稀土矿床为典型的华南离子吸附型矿床,位于佛冈复式岩体的北部,已查明稀土矿石量17152万吨,总稀土氧化物(TREO)资源量约18万吨,离子相稀土氧化物(SREO)资源量约11万吨。对该矿床成矿母岩黑云母花岗岩进行主量和稀土元素分析发现,其岩石性质和地球化学特征与佛冈花岗岩主体类似,同属于高硅、富碱、贫钙镁的铝质A型花岗岩。对6个钻孔的SREO含量、TREO含量、离子相稀土氧化物析出率、地理位置、成矿母岩稀土含量等信息进行对比研究后发现:①基岩稀土含量相似的情况下,产出于山顶的矿体上方风化壳厚度越大,形成矿体所需要的离子相稀土氧化物析出率越小;②稀土元素在成矿母岩浆中完成初始富集后,进而在风化过程中完成二次富集,还可能在剥蚀过程中随地表水下渗迁移至风化壳中渗透系数更小的位置完成第三次富集。因此,在离子吸附型稀土矿床中影响稀土元素垂向分布模式的因素除了风化壳中水体pH值和水化学类型外,还需考虑静水面与矿体的相对位置和渗透系数的共同作用。

贵州务—正—道地区铝土矿含铝岩系中稀土元素富集规律及赋存形式

务川-正安-道真(务-正-道)地区是贵州省重要的铝土矿集区,提交铝土矿石资源储量超过7亿吨。区内铝土矿含铝岩系为下二叠统大竹园组,其中广泛富集稀土元素,由于这类稀土元素富集规律和赋存形式尚存在较大争议,综合利用和地质勘探依然缺少实际理论依据。本文通过对该区铝土矿含铝岩系的地质特征及其中伴生稀土元素研究,以总结分析稀土元素地球化学特征和富集规律,并讨论其赋存形式。研究结果表明,务-正-道地区含铝岩系中稀土元素基本呈右倾的配分模式,LREE表现为明显富集,Eu负异常明显。该套含铝岩系中上部样品普遍具有Ce正异常,而底部绿泥石泥岩则为Ce负异常。总体而言,稀土元素在研究区北西部和南东部向斜中的含量相对较高,而在中部向斜含铝岩系中相对较低。稀土元素主要赋存在底部的绿泥石泥岩中。其赋存形式可能主要以离子吸附或类质同象置换的形式赋存于铝矿物和黏土矿物表面或晶格中,也存在稀土元素的独立矿物。本研究为该类资源地质勘探和综合利用提供地质地球化学依据。

伊犁盆地含砂岩铀矿地层中稀土元素的富集研究

伊犁盆地位于新疆维吾尔自治区西部,地处西天山构造带,属于山间叠合盆地,矿产资源丰富。侏罗系水西沟群第Ⅴ旋回发育于伊犁盆地砂岩铀矿内,稀土元素在炭质砂岩及煤层中高度富集。经测定,煤层底板砂岩样品的稀土元素含量最高值达1589.0μg/g,煤样的稀土元素含量最高值达430.3μg/g。稀土元素配分模式以右倾的轻稀土富集型为主,呈现Eu的负异常。煤样中,稀土元素含量与铀含量呈正相关,稀土矿物以磷钇矿、水磷铈石和磷铝铈矿为主。研究表明,稀土元素源自盆地周边酸性岩风化蚀变作用,酸性岩释放的稀土元素和铀元素随着地下水流动,共同沉淀在有机质富集层位中。

宁东基地燃煤电厂原料煤及副产品中稀土元素富集规律研究

采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定了宁东基地鸳鸯湖电厂、马莲台发电厂原料煤及副产品中稀土元素的质量比并探究了稀土元素的富集规律。结果表明:鸳鸯湖电厂原料煤中稀土元素的富集系数表现为正常;马莲台发电厂原料煤中La,Ce,Y的富集系数表现为轻度富集,其余稀土元素的富集系数表现为正常;两个电厂原料煤中的轻稀土相对于中稀土及重稀土明显富集;煤燃烧后稀土元素主要富集在炉渣、粗灰、细灰中,并且更容易富集到细灰和粗灰中,炉渣次之;副产品中的稀土元素与原料煤中的稀土元素分布规律类似,即相比于中稀土和重稀土,轻稀土相对富集。

稀土元素在土壤-小麦体系中的迁移和分馏特征

通过观察土施和喷施两种条件下稀土元素从土壤向植物迁移过程中生物富集系数(Ax)大小和分布变化,研究了农用稀土在土壤-小麦体系中的迁移和分馏特征。结果表明,土施和喷施都存在一“效应期”,受稀土微肥成分的影响,在“效应期内植株有富集轻稀土的特征。在外源稀土影响较小时,小麦不同部位对稀土元素的富集具有不同的特点,根部稀土元素未出现分馏,但地上各部位出现Eu正异常,其中籽粒又有富集重稀土元素的特征。根据Eu异常值(δEu')的变化,初步确定稀土元素Eu在土壤-小麦体系迁移过程中发生分馏强弱的不同地上部位顺序为:茎≥籽粒>叶。利用相同方法对其他植物的研究表明,植物对稀土元素的富集模式因种类和生长环境的差异可能有很大不同。

稀土元素在鱼体中的生物富集作用

研究了鲤鱼若干部分对轻、中和重稀土元素的生物富集作用。结果表明:鲤鱼对水体中可溶性稀土元素的富集能力较低。其最大生物浓缩因子BCF的顺序为内脏>鳃>骨骼>肌肉,且发现鲤鱼对于混合稀土溶液没有协同作用和拮抗作用。重稀土元素在鲤鱼若干部分的生物富集能力最低,而轻稀土和中稀土元素的生物富集能刀则显示出很小的差异。

贵州凯里梁山组高硫煤中稀土元素的富集及其地质成因

基于电感耦合等离子质谱、X射线衍射等测试结果,分析了贵州省东部凯里地区下二叠统梁山组高硫煤中稀土元素的分布特征,探讨了稀土元素在煤中赋存方式和地质成因。结果表明:凯里煤中稀土元素含量远高于中国煤、美国煤和世界煤中稀土元素含量的平均值,轻稀土元素相对富集,煤层中稀土元素的物质来源具有一致性。研究认为:煤中稀土元素的赋存与黄铁矿有关,也存在一部分稀土元素通过原生富集而赋存在惰质组和壳质组中的可能性;相对较弱的泥炭沼泽水动力条件以及偏碱性还原的环境更有利于稀土元素在煤中的富集,海水对泥炭沼泽的影响是造成煤中富硫以及利于稀土元素富集环境条件发育的一个重要原因。

食用菌中稀土元素的分离富集-ICP-AES法测定

采用强酸型阳离子交换树脂分离富集-ICP-AES法同时测定食用菌中的稀土元素,排除了高含量的K、Na、Ca、Mg等非稀土元素的基体干扰,并对分析谱线的选择、样品消解方法、仪器工作条件和分离富集条件进行了研究.方法回收率为92.2%～104.2%,相对标准偏差为1.4%～9.7%.

稀土元素在鱼体内脏中的富集及对肝脏中酶活性的影响

以鲫鱼为研究对象，研究了稀土元素（Ｇｄ和Ｙ）在鱼体内脏各器官中的富集及其对肝脏过氧化氢酶和超氧化物歧化酶水平的影响。研究结果表明，Ｙ在鱼体各内脏器官中的富集顺序为：肝＞胆＞肾＞卵＞脾；Ｇｄ在鱼体各内脏器官中的富集顺序为：卵＞肝＞胆＞脾＞肾。二者在肝脏中的富集值均较高，在实验浓度范围中，稀士元素（Ｇｄ，Ｙ）对鱼体肝中过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性均有明显的抑制作用。

煤矸石中稀土元素的提取富集工艺

用盐酸浸取煤矸石粉末样品，选择性溶解其中稀土元素（REE）、Fe、Al和Ti等元素；用氢氧化铁共沉淀法有效地分离富集稀土元素（REE），继而用草酸盐沉淀将稀土元素与Fe定量分离。实验表明：稀土元素的提取率为88．25％～92．86％，稀土氧化物纯度达到99．00％。本方法具有操作简单、富集效率较高等特点。

印度洋钙质软泥和硅质软泥稀土元素组成和富集机制

本文针对采自印度洋深海中最常见的两类生物成因沉积物——钙质软泥和硅质软泥,开展了全岩样和不同粒级组分中常微量元素、稀土元素和Y(REY)含量的系统分析,探讨了两类沉积物中REY的组成特征、物质来源和富集机制。研究表明,钙质软泥以富含CaO和Sr为主要特征,硅质软泥则富集SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3等。钙质软泥中ΣREY平均含量为40.56×10^(-6),轻稀土元素(LREE)略有富集,REY有向细粒沉积物中富集的特征,PAAS标准化后全岩样和不同粒级组分均表现为Ce负异常、Eu和Y正异常;REY以自生来源为主,继承了海水的组成特征,同时也受到了热液流体物质和洋底玄武岩风化产物的影响。硅质软泥中ΣREY的含量为248.54×10^(-6),LREE相对富集,REY在4Φ以细的沉积物中富集;研究站位沉积物中ΣREY含量处于边界品位附近,但在细粒级沉积物中重稀土元素(HREY)含量则达到了工业品位;该类沉积物细粒组分中REY主要来自陆源或火山碎屑组分中黏土矿物和铁锰氧化物吸附作用,粗粒组分中REY来源则主要与生物作用相关;硅质软泥中REY的富集与沉积物中磷灰石等矿物相关,部分不同来源的REY可能是在沉积之后的成岩过程中再次分配向磷灰石、钙十字沸石等矿物中富集。

河口水体中痕量稀土元素的共沉淀预富集-电感耦合等离子体质谱法测定研究

建立了氢氧化铟共沉淀预富集 -电感耦合等离子体质谱法测定河口水体中痕量稀土元素的方法。实验结果表明 ,在80mg·L -1的In3 +和pH9.5的实验条件下 ,在1.0L水样中添加5.0～200.0ng的混合稀土标准溶液 ,均能定量回收 ,回收率在82.2 %～106.9 %之间。方法的分析流程空白为0.04(Tb)～10.17(La)ng·L -1,检出限在0.17(Yb)～1.46(La)ng·L-1之间 ,精密度 (RSD ,n=3)小于11.7 % 。

沉淀分离富集-电感耦合等离子原子发射光谱测定土壤中可溶态稀土元素

研究电感耦合等离子体原子发射光谱（ＩＣＰ－ＡＥＳ）测定土壤中微量可溶态稀土元素（ＳＲＥＥｓ）的方法．在适宜的ｐＨ＝１０—１１条件下，以ＭｇＣｌ２为载体沉淀分离除去浸提液中的大部分基体杂质如Ｎａ＋，Ａｃ－，Ｃａ２＋，Ｍｇ２＋等，有效地消除了这些杂质的干扰，提高了测定方法的准确度；同时，待测可溶态稀土元素被沉淀富集，样品中总稀土及各单一稀土加标回收率为８８％—１１０％，样品测定结果满意，方法简便快速．

HR-ICP-MS对黄河甘宁蒙段过滤水和悬浮物中稀土元素含量测定与分馏作用研究

采用高分辨电感耦合等离子质谱(HR-ICP-MS)对黄河甘肃、宁夏、内蒙古段12个采样点过滤水和悬浮物中稀土元素含量进行了测定,并对悬浮物中稀土元素的分馏作用进行了研究。结果表明:过滤水中稀土元素含量较低,含量最高的元素镧(La)浓度仅为32.0ng.L-1,稀土元素总量平均值为47.5ng.L-1,以包头磴口(S1)和三湖河口(S2)最高,分别为130.0和100.0ng.L-1,可能是由外源稀土进入水体所致;悬浮物中稀土元素总量平均值为167.8mg.kg-1,与中国土壤背景值相近,其中,甘肃什川桥采样点(S11)重稀土元素含量明显高于其他采样点,表明该采样点受到外源重稀土的影响。悬浮物中稀土元素球粒陨石标准化结果与中国土壤分布模式相同,表现为轻稀土元素富集,铕(Eu)中度亏损,铈(Ce)呈现弱的亏损,表明悬浮物中稀土元素主要来源于土壤风化作用。

白云鄂博地区碳酸岩脉侵位序列与稀土元素富集机制

白云鄂博地区发育大量的火成碳酸岩脉。按照矿物组成,碳酸岩脉可分为白云石型、白云石-方解石共存型和方解石型。野外穿插关系表明,白云石型碳酸岩脉形成得早,而方解石型碳酸岩脉形成得晚。白云鄂博地区的碳酸岩浆存在由白云石型到共存型再到方解石型的先后结晶顺序和演化趋势。碳酸岩脉的主量、稀土和微量元素组成特征表明,随着碳酸岩脉中方解石矿物组分的增加,轻稀土元素的含量呈明显富集趋势,而长期的结晶分异作用正是稀土元素,尤其是轻稀土元素在晚期岩浆中强烈富集的内在机制。