湖北蛇屋山金矿床含金碳酸盐岩风化成矿过程

为阐述含金碳酸盐岩的风化成土过程,以湖北蛇屋山红土型金矿床为例,系统开展了元素地球化学和矿物学研究。研究发现,从风化壳腐泥层→杂色粘土带,碱金属、FeO、MnO、有机碳(Morg)、稀土元素(REE)和高场强元素(HFSE)等元素,以及钾长石、斜长石和黄铁矿等矿物的含量逐渐降低。质量平衡计算表明,风化过程中Si、Fe、Al发生了不同程度的迁移,溶解在流体中的碱金属亦会在风化壳特定层位富集,形成自生粘土矿物。研究认为,碳酸盐岩风化成土与金迁移富集均受风化强度制约。早期氧化阶段,风化较弱,以黄铁矿氧化和碳酸盐岩溶解,Ca、Mg大量淋失为特征,环境显中碱性,金以硫代硫酸盐络合物形式迁移。晚期水解阶段,风化较强,强烈的水-岩相互作用,导致不溶硅酸盐矿物水解,伴随着硅酸盐矿物中K、Na等碱金属的进一步淋失和高岭石的生成;最终,风化彻底时,粘土矿物中SiO2和Al2O3发生分离,形成典型的红土。此阶段,环境从中碱性缓慢过渡到中酸性,金以胶体或氯化物络合物形式迁移。金沉淀富集主要与表生矿物吸附和岩-土界面附近被大量Fe2+、Mn2+还原有关。

全新世东地中海的陆源碎屑输入及其水文气候变化:海盆尺度地球化学分析

地中海位于非洲季风气候和欧洲温带气候的交界处,同时接受周边地区岩石性质和风化状况差异极大的碎屑物质,所以是研究地球表层水文循环的理想区域。前人的认识集中于撒哈拉风尘和尼罗河输入,往往忽视了其他的陆源碎屑沉积,尤其对不同水文气候条件下的潜在变化缺乏考虑。针对形成于全新世非洲湿润期的腐泥层S1页岩沉积,并结合采自岩心顶部的晚全新世/现代沉积物,文章从18个站位选取了30个样品开展碎屑组分的地球化学分析,通过在具有不同干湿环境背景的时间片段上开展盆地尺度的对比(约9.5~8.9 ka vs.约1.7~0 ka),探讨全新世东地中海的陆源碎屑输入模式。Ti/Al、Zr/Al、Ca/Al、Y/Al都清晰显示了经向和纬向上的梯度变化,可用作撒哈拉风尘的可靠指标;这些碎屑元素之间的差异反映了北非风尘来源和传送路径的变化。这些风尘指标在南-北向上的一致变化指示了副热带高压与西风带的交互界限为36°N,该界限在全新世应稳定存在。与风尘相反,河流输入的指标值在早全新世时显著高于现代,并呈现不同的地理分布。K/Al具有西高东低、北高南低的分布特征,指示了地中海北部沿岸地区的河流输入。根据与Ti/Al、K/Al的差异,利用(Cr+Ni)/Al可较好地识别被增强的季风降雨所激活的北非古河流沉积。河流输入在早全新世时显著上升,但不同河流系统的影响范围差异很大,受制于源区水文气候、表层洋流搬运等因素。