中国科学院广州地球化学研究所在风化壳型稀土矿绿色开采中取得重大技术突破

2023年9月15日,广东省地质学会在广东省梅州市组织召开科技成果评价专家论证会,与会专家组一致认为,中国科学院广州地球化学研究所何宏平研究员团队完成的科技成果“风化壳型稀土矿的电驱开采技术”整体达到国际领先水平。评价委员会由来自国内著名高校、研究院所及企业的院士和知名专家组成,何宏平研究员代表项目团队作成果汇报。会议由学会秘书长林希强教授主持,广东省科学技术厅吴世文副厅长、中国科学院广州分院孙龙涛副院长、梅州市平远县周小勇县长、广晟有色金属股份有限公司李保云总裁和林振东副总裁、广东省富远稀土有限公司曹源董事长、平远县华企稀土实业有限公司谢汉想副总经理等出席会议。

新一代Ar-Ar实验室建设与发展趋势:以中国科学院广州地球化学研究所Ar-Ar实验室为例

简单介绍了国外Ar-Ar实验室发展和我国Ar-Ar实验室建设概况,以中国科学院广州地球化学研究所新旧两个Ar-Ar实验室作对比,分析了该所新一代Ar-Ar实验室改进之处,指出气体提取系统-纯化系统小型化和实验流程自动化是Ar-Ar实验室的必然发展趋势,并以滇西龙陵花岗岩黑云母Ar-Ar定年结果为例,展示新一代Ar-Ar实验室获得的高质量的实验数据。向广大地质科研工作者介绍新一代Ar-Ar实验室的建设概况,以期推动我国Ar-Ar实验室的实验流程自动化建设,向国际先进水平实验室迈进。

中国科学院广州化学研究所的高分子科研工作

中国科学院广州化学研究所创建于1958年,是中科院在华南地区唯一的综合性化学科研机构。1985年有关的研究室合并,成立了高分子研究中心。经过多年的建设和发展,研究所在我国高分子科学的研究和应用方面,在促进我国、特别是华南地区的经济繁荣方面,正在发挥越来越大的作用。中科院广州化学研究所已形成了自己的特色。

离子吸附型轻稀土和重稀土矿床成矿母岩地球化学特征对比研究:以关西和大埠花岗岩体为例

离子吸附型稀土矿床是花岗质岩石为主的成矿母岩经历后期风化淋积作用而形成,是世界上重要的稀土资源之一,因此其矿床成因备受关注。目前不同类型离子吸附型稀土矿床的成矿母岩的性质还没有得到很好限制,这也制约对该类型矿床成矿理论的完善。本次以关西离子吸附型轻稀土矿床(母岩为碱性长石花岗岩)和大埠离子吸附型重稀土矿床(母岩为白云母花岗岩)的成矿母岩为研究对象,对它们进行系统的年代学和地球化学分析,并结合前人研究成果进行对比,揭示离子吸附型轻稀土和重稀土矿床在成矿母岩的系统性差异。结果显示,关西碱性长石花岗岩(190 Ma)和大埠白云母花岗岩(155 Ma)均形成于燕山期,且具有较高的铝饱和指数,A/CNK均为1.07~1.38,指示二者均属于过铝质岩石,为地壳沉积物熔融的产物。关西碱性长石花岗岩高场强元素(Zr、Nb、Ce)含量高、Ga/Al(3.33~4.33)值和锆饱和温度(895~922℃)较高,表明其为铝质A型花岗岩。而大埠白云母花岗岩具有较低的锆饱和温度(762~795℃),含石榴子石和白云母等铝饱和矿物,应属于S型花岗岩;且大埠白云母花岗岩具有较低Nb/Ta(2.55~5.10)和Zr/Hf(12.2~20.7)值,并含有萤石等富F矿物,显示出高演化花岗岩的特征。通过系统的统计对比发现,A型花岗岩形成的温度更高,有利于源区富稀土矿物的熔融,并抑制了岩浆上升过程中稀土矿物的分离结晶,最终促进了稀土元素在岩体中聚集,从而有利于形成离子吸附型轻稀土矿床;而部分高演化的S型花岗岩中,由于出现石榴子石等富重稀土的矿物,从而富集重稀土,而且其普遍富F的特征也有利于岩浆经历更为充分的演化,促进重稀土元素在岩石中的富集,有利于形成离子吸附型重稀土矿床。

富含木质素生物质中甲氧基的有机地球化学演化特征研究进展

木质素是组成树木、泥炭和低熟煤等生物质的重要结构单元,它的单体和聚合物结构中含有丰富的甲氧基(–OCH_(3)),其含量最初随着生物质腐殖化过程中木质素与纤维素比值的增加而增加,然后在成岩过程中快速下降,在此过程中甲氧基含量及其稳定C、H同位素(δ^(13)C、δ^(2)H)演化特征具有重要的有机地球化学意义。本文综述了富含木质素生物质中甲氧基的研究进展,包括甲氧基定量评价方法,甲氧基δ2H在古气候、古环境方面(如大气降水、温度、海拔等)的应用,甲氧基含量及δ13C在甲烷资源(如煤层气)评价方面的应用等,指出建立外标定量曲线是生物质中甲氧基定量评价的有效方法,同时强调了在样品处理、实验分析过程中针对不同研究对象的注意要点。生物质进入沉积体系后甲氧基演化特征及其有机地球化学信息,如甲氧基演化对沉积地层中甲烷聚集的资源效应,以及生物质沉积演化过程中伴随甲烷的生成与释放进入大气引起的环境问题等,是值得关注的研究方向。

东昆仑大格勒地区碱性杂岩体中辉石岩的年代学、地球化学、Sr-Nd同位素特征及其地质意义

近年团队在东昆仑大格勒地区发现了Nb、P矿化碱性杂岩体,并对杂岩体的岩石组合、岩石学特征及含矿性开展了研究,初步圈定了Nb、P矿化体,显示东昆仑具有寻找与碱性岩-碳酸岩型稀有稀土矿潜力。对碱性岩的形成时代、地球化学组成、矿物成分以及形成环境等方面的研究,不仅对重建东昆仑古构造环境具有重要的意义,还可推动东昆仑稀有金属成矿规律研究与找矿突破。本文在野外地质调查的基础上,选取杂岩体中重要的含矿辉石岩为研究对象,开展了单矿物电子探针原位分析、磷灰石和榍石U-Pb年代学、岩石地球化学及Sr-Nd同位素研究。结果显示,东昆仑大格勒地区辉石岩的形成时代为418 Ma。辉石岩主要矿物中存在似长石(霞石)、碱性暗色矿物(富铁黑云母),单斜辉石为透辉石,角闪石为钙质角闪石(铁韭闪石),黑云母为铁质黑云母和镁质黑云母。岩石地球化学特征显示辉石岩具有富K(K_(2)O>Na_(2)O)、CaO含量高、轻稀土元素强烈富集、富集Rb、Ba、Sr等大离子亲石元素,不亏损Nb、Ta元素,亏损Zr、U、Ti等高场强元素的特征。全岩的(87Sr/86Sr)i为0.704058~0.704278,ε_(Nd)(t)为-0.4~-0.2。矿物组成、元素和同位素地球化学特征均指示大格勒辉石岩为钾质碱性岩,具有与OIB相似的特征,岩浆源区为EMⅠ型地幔端元。岩石的形成过程为母岩浆在相对较深的地幔源区经历了1%~3%较低程度的部分熔融作用,在上侵过程中经历了较强的分离结晶作用和微弱的同化混染作用,其形成时代为该地区岩浆活动最强烈的时期,可能与碰撞后软流圈地幔的上涌和岩石圈的强烈伸展相关。

涂光炽院士与我国地球化学的发展(一)

涂光炽先生是闻名世界的矿床学家和地球化学家,是无可争议的我国地球化学学科的领军人,有关他对这两个学科发展的巨大贡献和重大科研成果国内学术界已出版有不少的专著、论文及相关报道,然而,关于地球化学学科发展中关键历史事件与重大成果产出的背景以及涂先生本人又是怎样的思考则披露及讨论的甚少。为此,本刊特约涂光炽先生的早期研究生、业务秘书及多年的部下与密切合作者,我国著名的稀有元素地球化学家赵振华研究员,根据其掌握的第一手资料,以及所保存的各种文字材料,如涂先生本人的论文、学术报告、与科研人员通信、讲话和为科研人员的专著作序等原始材料,就国内首开地球化学课程、发展我国地球化学及各分支学科、建立我国地球化学研究机构、创办地球化学学会和学术期刊、组织撰写地球化学学科专著、提出并支持地球化学发展新方向、热心培养地球化学与矿床学青年科研人才、执着发展地球化学以及终生献身地球科学事业等方面一一加以系统梳理始成本文。无疑,本文的发表将对弘扬以涂光炽先生为代表的我国老一代地球科学家矢志报国献身科学的崇高精神,激励广大中青年地球科学科研人员,投身于中华民族复兴的伟大事业具有重要的现实意义,同时对我国地球化学和矿床学学科史研究也具有重要的参考价值。本刊将分3期刊载该文,并在本刊公众号上逐一发表,敬请关注。

涂光炽院士与我国地球化学的发展(二)

涂光炽先生是闻名世界的矿床学家和地球化学家,是无可争议的我国地球化学学科的领军人,有关他对这两个学科发展的巨大贡献和重大科研成果国内学术界已出版有不少的专著、论文及相关报道,然而,关于地球化学学科发展中关键历史事件与重大成果产出的背景以及涂先生本人又是怎样的思考则披露及讨论的甚少。为此,本刊特约涂光炽先生的早期研究生、业务秘书及多年的部下与密切合作者,我国著名的稀有元素地球化学家赵振华研究员,根据其掌握的第一手资料,以及所保存的各种文字材料,如涂先生本人的论文、学术报告、与科研人员通信、讲话和为科研人员的专著作序等原始材料,就国内首开地球化学课程、发展我国地球化学及各分支学科、建立我国地球化学研究机构、创办地球化学学会和学术期刊、组织撰写地球化学学科专著、提出并支持地球化学发展新方向、热心培养地球化学与矿床学青年科研人才、执着发展地球化学以及终生献身地球科学事业等方面一一加以系统梳理始成本文。无疑,本文的发表将对弘扬以涂光炽先生为代表的我国老一代地球科学家矢志报国献身科学的崇高精神,激励广大中青年地球科学科研人员,投身于中华民族复兴的伟大事业具有重要的现实意义,同时对我国地球化学和矿床学学科史研究也具有重要的参考价值。本刊将分3期刊载该文,并在本刊公众号上逐一发表,敬请关注。

高负荷地下渗滤污水处理复合技术破解我国小规模生活污水处理难题——中国科学院在分散型污水处理领域的成果

针对我国村镇缺少适用的小规模生活污水处理技术的困境,中国科学院广州地球化学研究所通过系统结构和运行模式创新、滤料配方优化、微生物强化和系统集成创新,研发了高负荷地下渗滤污水处理复合技术。该技术有效解决了生态处理技术占地面积大、生物处理技术能耗高和运行维护复杂难以满足我国小规模生活污水处理的难题,适合我国国情。本文详细介绍了该技术的突破性进展和应用效果,总结了小规模生活污水处理技术应用过程中面临的问题,并提出了针对性的对策建议。

东昆仑大格勒地区碱性杂岩体中辉石角闪石岩的年代学、地球化学特征及地质意义

东昆仑大格勒地区发现了以铌为主的稀有和稀土矿化碱性杂岩体,辉石角闪石岩构成了杂岩体的主体且有弱矿化显示。为了查明辉石角闪石岩的成岩时代和岩石成因、了解稀有和稀土矿的成矿背景,指导区域找矿突破,本文对其进行了详细野外地质调查、年代学、矿物学、全岩元素地球化学及Sr-Nd同位素研究。辉石角闪石岩由角闪石、黑云母、少量辉石以及矿石矿物(易解石、褐帘石、磷灰石、含铌钛铁矿)等组成,其中角闪石主要为钙角闪石组中的镁绿钙闪石,少量为浅闪石和阳起石;黑云母为镁质黑云母;辉石为透辉石和普通辉石。辉石角闪石岩成岩年龄为418 Ma,岩石具有低硅(SiO_(2)=35.49%~42.62%)、高MgO(7.27%~16.04%)、CaO(11.94%~13.44%)、TiO_(2)(1.80%~6.13%)、P_(2)O_(5)(0.52%~2.79%)含量特征,轻稀土元素强烈富集,在微量元素蛛网图中显示Nb、Ta正异常以及Pb负异常,与OIB特征类似。岩石具有富集的Sr-Nd同位素组成((87Sr/86Sr)i=0.700444~0.705404,ε_(Nd)(t)=-0.4~0.9),落入OIB型富集地幔的范围。综合研究表明大格勒辉石角闪石岩可能源于OIB型软流圈地幔,源区Nb-Ta的富集及Pb和K的亏损主要与再循环脱水洋壳有关。大格勒辉石角闪石岩的形成时代稍晚于东昆仑高压变质带榴辉岩相的峰期变质时代,因此其产出的构造环境可能与陆-陆碰撞期间俯冲大洋岩石圈断离软流圈地幔上涌熔融有关。

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带轻质油/凝析油地球化学特征与成藏过程

塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带浅层–深层储层中广泛产出轻质油/凝析油气藏,其油气相态变化大,母质来源多样,油气充注与成藏过程复杂。本研究对克拉苏构造带上58个轻质油开展有机地球化学分析,探讨其母质来源、热成熟度及油气成藏过程。结果显示,克拉苏构造带轻质油中正构烷烃以中、低碳数为主,烷基苯相对含量较高,全油稳定C同位素值主要分布在-29‰~-26‰之间。姥植比(Pr/Ph)、甲基环己烷指数(I_(MCH))、甲基菲比值等地球化学参数显示,克拉苏构造带轻质油主要来自湖相腐殖型、沉积于偏氧化环境烃源岩的贡献,经历了多期次油气充注成藏。其中,克深1-2段轻质油热成熟度普遍高于大北段,主要来自三叠系黄山街组烃源岩的贡献,经历了“早油晚气”2期烃类充注;大北段轻质油热成熟度偏低,主要来自侏罗系恰克马克组和三叠系黄山街组烃源岩的贡献,主要经历了3期油气充注与成藏。

海南岛雷鸣盆地鹿母湾组碎屑岩地球化学特征、锆石U-Pb年龄和Hf同位素组成:对物源及构造环境的启示

海南岛雷鸣盆地鹿母湾组的确切沉积时限和沉积物来源是研究的空白区域。本文选取雷鸣盆地鹿母湾组作为研究对象,通过全岩地球化学、碎屑锆石U-Pb年代学和Lu-Hf同位素分析,旨在限定其沉积时限及物质来源,并探讨其沉积构造环境。鹿母湾组碎屑沉积岩的最年轻碎屑锆石年龄峰(113.3 Ma)与侵入其中的花岗闪长岩岩体年龄(~107 Ma)限定鹿母湾组沉积时限为109.9~113.3 Ma。全岩地球化学研究表明,鹿母湾组碎屑沉积岩的分异指数(ICV)为0.78~1.52(平均值0.96)、化学风化指数(CIA)为51.11~73.45(平均值65.27),反映其源区岩石具有中等成熟度并经历了弱的化学风化作用。结合微量元素、稀土元素含量及相关比值(如La、Th、Sc、Zr、Hf、∑REE及δEu)、源区判别图和构造环境判别图解,本文认为鹿母湾组碎屑沉积岩可能沉积于活动大陆边缘相关的盆地,主要来源于同时代的长英质火山岩或火山物质,少量碎屑来自华南内陆和海南岛早古生代岩浆岩。

准噶尔盆地玛湖凹陷含油储集岩连续抽提组分地球化学特征与油源对比

近十年来,在玛湖凹陷发现了大面积连片分布的砾岩大油区,但凹陷区及其西部边缘克–百断裂带油气富集区的油源仍不清晰,分析原油的来源和充注过程对于推动该地区勘探具有重要的实际意义。通过对玛湖凹陷南斜坡和西斜坡21个含油储集岩样品进行连续抽提,获得了自由态组分a1和a2、束缚态组分b和包裹体组分c。对这些组分与同井位的13个原油样品进行GC、GC-MS以及GC-IRMS分析,依据正构烷烃单体C同位素组成特征,将含油储集岩连续抽提组分和原油样品分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类油组分。Ⅰ类油组分来源于下二叠统风城组(P_(1)f)烃源岩,Ⅱ类油组分来源于中二叠统下乌尔禾组(P_(2)w)烃源岩,Ⅲ类油组分来源于两套烃源岩的混合原油。含油储集岩连续抽提组分和原油样品成熟度变化大,从生油窗早期至晚期,成熟度严重影响了油源分子指标的应用效果。本文提出,应用成熟度分子指标与油源分子指标绘制交会图,可以对成熟度相近的连续抽提组分和原油样品进行油源对比。例如,应用C_(30)藿烷/n-C_(21)与Pr、Ph、伽马蜡烷、Ts、C_(29)Ts、C_(30)重排藿烷和C_(20)、C_(21)和C_(23)三环萜烷与n-C_(21)的比值绘制交会图,可以将Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类油组分有效区分开来,为玛湖凹陷油源对比研究提供了一个新方法。

花岗岩中黑云母地球化学特征对铟矿化的启示:以栾川矿集区鱼库‒石宝沟岩体为例

传统观点认为,铟常在锡多金属矿床中富集。但近年来发现,一些与花岗岩有关的贫锡多金属矿床中,铟也能够富集到一定程度。不可否认的是,无论在贫锡还是富锡的矿床中,铟的富集均与花岗质岩浆活动密切相关。然而,目前对于岩浆演化过程中控制In超常富集的因素尚不清楚。在花岗岩中,黑云母是Sn和In的重要载体矿物,其化学成分也可以有效反映岩浆成因及成岩物理化学条件。栾川矿集区的赤土店矿床为贫锡富铟的岩浆热液铅锌银矿床,其矿化与燕山期鱼库-石宝沟花岗岩关系密切。本文以鱼库-石宝沟花岗岩作为贫锡花岗岩的代表,对岩体中的黑云母开展了详细的矿物地球化学研究,并与华南典型锡铟矿化花岗岩中的黑云母进行对比。结果表明,鱼库-石宝沟花岗岩中的黑云母为镁质黑云母,华南锡铟矿化花岗岩中的黑云母为铁质黑云母-铁叶云母。且鱼库-石宝沟花岗岩中的黑云母具有较低的Sn、In含量,指示该花岗质岩浆贫锡和铟,而华南锡铟矿化花岗岩岩浆源区本身就富锡和铟。与鱼库-石宝沟花岗岩相比,华南锡铟矿化花岗岩起源于变沉积岩的部分熔融,且具有高温、低氧逸度、高挥发分的特征,这些物理化学条件对铟矿化有重要控制作用。而贫锡铟的鱼库-石宝沟花岗岩并不具备这些有利于铟矿化的条件,与之相关的矿床中之所以出现铟的富集,可能与后期地质事件使矿体中的In元素发生活化和再富集有关。

陕西小秦岭地区碳酸岩时空分布、地球化学特征及其与铀稀土成矿作用的关系

碳酸岩作为一种岩浆成因的岩石类型,是铀、稀土等矿产的重要含矿母岩。陕西小秦岭地区广泛分布着碳酸岩,呈大脉状、群脉状、网脉状沿断裂构造侵入太古代变质基底、长城系熊耳群火山沉积岩及蓟县系高山河群碎屑岩中。基于野外穿插关系,结合碳酸岩主要矿物组合特征,将小秦岭碳酸岩划分为5个阶段,由老到新分别为:霓辉石正长岩阶段、霓辉石碳酸岩阶段、钾长石碳酸岩阶段、石英碳酸岩阶段和含沸石碳酸岩阶段,碳酸岩由早期铁碳酸岩向晚期钙碳酸岩演化。在空间上碳酸岩大致以近东西向小河断裂为界,南北部碳酸岩脉的主要类型存在明显的差异;在时间上碳酸岩总体形成于晚三叠世,但不同地段不同类型碳酸岩存在较为明显的时间差异性。碳酸岩地球化学特征显示高硅、富碱、低镁、高钡锶−稀土元素的特征,以及异常高的钾钠比值;CaO含量、TiO_(2)含量、Al_(2)O_(3)含量、铁镁质含量、全碱含量、稀土元素总量及分馏程度均有自早期碳酸岩到晚期碳酸岩逐渐降低的趋势;MnO含量与重稀土元素含量变化相反,且两者呈线性相关特征;与国内其他地区碳酸岩地球化学特征具有明显的差异性。不同类型碳酸岩具有显著的成矿专属性:早期的霓辉石正长岩、霓辉石碳酸岩、钾长石碳酸岩主要富集铀(铌),钾长石碳酸岩还富集钼;晚期的石英碳酸岩主要富集钼、重稀土元素。碳酸岩的侵入致使围岩发生了普遍的霓长岩化作用,由此导致的钾钠元素的迁移可能是碳酸岩成矿专属特征的重要指标和原因。研究结果为小秦岭地区碳酸岩型铀、稀土等多金属矿的区域勘探提供了有价值的信息。

云开地块加里东期原特提斯洋俯冲作用:来自晚奧陶世镁铁质侵入岩的岩石地球化学证据

本文选择云开地块高州地区陈六坑村的富闪侵入岩和佑尾甬村富钙铝与富镁侵入岩开展了综合的岩相学、锆石U-Pb定年和原位Hf-O同位素组成、全岩主-微量元素和Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成研究,旨在理解其岩石成因和形成的大地构造环境。研究结果显示,两个镁铁质侵入体的锆石U-Pb年龄为447~451Ma,为晚奥陶世侵位的镁铁质岩浆。陈六坑村样品含有大量角闪石,佑尾甬村辉长岩中存在大量的富钙斜长石(An>95),表明这两个晚奧陶世侵入体的母岩浆都是富水的亚碱性玄武岩浆,形成于俯冲带环境。此外,两个镁铁质侵入体都相对富集大离子亲石元素和轻稀土元素而亏损重稀土和高场强元素,与典型镁铁质弧岩浆类似。两个侵入体都表现出富集的锆石Hf-O同位素组成和变化较大的Sr-Nd-Pb-Hf同位素组成。运用全岩Nb/La与Sr-Nd-Hf同位素的协变关系排除地壳同化混染作用的影响后,我们认为变化较大的Sr-Nd-Pb-Hf-O同位素组成反映了熔融地幔源区中不同比例的再循环地壳成分的加入。进一步的锆石Hf-O同位素模拟结果显示,陈六坑村富闪侵入岩的熔融源区包含了20%~50%的陆源沉积物组分,而佑尾甬村富钙铝与富镁辉长岩的源区中再循环陆源沉积物组分比例在35%~45%之间。根据古板块构造恢复结果,云开地块在晚奧陶世期间位于原特提斯洋和东冈瓦纳大陆之间,我们认为原特提斯洋向华南陆块俯冲作用能较好地解释当时的岛弧型镁铁质岩浆作用成因。随着俯冲作用的进行,陆源沉积物发生脱水熔融改造上覆地幔,沉积物富集的地幔楔发生含水熔融形成富水的亚碱性玄武质岩浆,它们经历了一定程度的矿物分离结晶/堆晶作用,形成了富闪侵入岩和富镁与富钙铝辉长岩。本研究结果为揭示原特提斯洋向华南云开地块的俯冲作用提供了关键岩石学和地球化学证据。

玉龙铜(钼)矿带多霞松多岩体成因:锆石U-Pb年代学和岩石地球化学约束

玉龙铜(钼)矿带的成因机制和动力学背景一直存在争议。本文选择目前研究程度较低的多霞松多岩体,对该岩体含矿斑岩开展岩相学、年代学、岩石地球化学及锆石Hf同位素分析。研究表明,多霞松多岩体主要由二长花岗斑岩和碱长花岗斑岩组成,其中,二长花岗斑岩的主要造岩矿物为钾长石、斜长石和石英,碱长花岗斑岩的主要造岩矿物为钾长石和石英。两种岩石属于高钾钙碱性—钾玄质侵入岩,具有富碱高钾的特征;亏损Nb、Ti等高场强元素,富集Rb、Th、U等大离子亲石元素和Pb;稀土元素含量较高(ΣREE=145.04×10^(-6)~290.91×10^(-6)),富集轻稀土(LREE/HREE=6~37)。铕表现为从二长花岗斑岩的弱负异常(Eu/Eu^(*)=0.66~0.84)到碱长花岗斑岩的中等负异常(Eu/Eu^(*)=0.35~0.39)。锆石U-Pb定年显示,二长花岗斑岩的成岩年龄为38.3±0.6 Ma,碱长花岗斑岩的成岩年龄为37.8±1.0 Ma,两者形成时代基本一致,均属于喜马拉雅期,表明在多霞松多地区始新世存在一期重要的岩浆热液Cu-Mo成矿事件。多霞松多含矿斑岩的锆石ε_(Hf)(t)范围在+1.3~+2.6之间。结合元素和同位素地球化学特征,指示多霞松多含矿斑岩可能来源于亏损地幔分异的新生玄武质下地壳,受控于印度板块与欧亚板块碰撞诱发的金沙江走滑断裂系统。

内蒙古东珺银铅锌矿床成矿时代与地质背景:来自富碱花岗斑岩地球化学、锆石U-Pb及闪锌矿Rb-Sr年代学的制约

东珺银铅锌矿床位于大兴安岭中北部内蒙古额尔古纳市,是近几年发现的大型银铅锌多金属矿床。该矿床的成矿时代、成矿岩石以及构造背景一直不明确,本文对矿区内的出露的安山岩和隐伏的花岗斑岩开展了LA-ICPMS锆石U-Pb定年及岩石地球化学研究,并对银铅锌矿体中闪锌矿进行了Rb-Sr同位素定年。结果显示,安山岩喷出年龄为170.2±1.0 Ma、花岗斑岩结晶年龄为145.0±1.2 Ma以及矿体的成矿年龄为141.1±3.4 Ma。成矿年龄稍晚于花岗斑岩成岩年龄,表明成矿作用与晚侏罗世-早白垩世的岩浆活动具有密切的成因联系。花岗斑岩具有高硅(SiO_(2)=71.79%~72.88%)和富碱(Na_(2)O+K_(2)O=6.47%~8.23%)的特征,属于高钾钙碱性-钾玄岩系列。岩石的稀土元素总量较高(∑REE=195×10^(-6)~217×10^(-6)),具明显的Eu负异常(δEu=0.28~0.33),微量元素富集大离子亲石元素Rb、Th、U、K,明显亏损高场强元素Nb、Ta、Ti和过渡元素Sr、Ba,且具有高的10^(4)×Ga/Al(2.68~2.84)值,其全岩(^(87)Sr/^(86)Sr)i和ε_(Nd)(t)分别为0.704423~0.704768和+0.01~+1.94,锆石的ε_(Hf)(t)为+1.37~+8.29,表明该岩体具有A型花岗岩特征,其岩浆源区可能由地幔熔体和新生地壳熔体混合形成。结合区域地质和前人研究成果,认为东珺矿区花岗斑岩及相关的矿化作用形成于后碰撞伸展的构造环境,与晚侏罗世-早白垩世鄂霍茨克洋闭合后碰撞密切相关。

黄铁矿氧化产活性氧及其地球化学效应

黄铁矿是地壳中分布最广泛的硫化物矿物,其氧化过程产生多种活性氧物种,对环境物质转化和污染物衰减具有重要作用。本文系统总结了黄铁矿氧化产活性氧的反应机制、影响因素以及地球化学效应。在酸性、缺氧条件下,表面硫缺陷位Fe^(3+)氧化吸附态H2O是产•OH的主要机制;而在有氧条件下,黄铁矿表面Fe(II)与O2反应生成吸附态H2O2,后者通过非均相/均相Fenton反应产生•OH。在光照条件下,作为半导体矿物的黄铁矿产生光生空穴和电子,促进活性氧物种的产生。黄铁矿氧化产活性氧活性具有晶面选择性,受其结构中的类质同象置换、环境中的共存物质所影响。黄铁矿氧化产活性氧很可能是早期地球氧化驱动力来源之一,对全球陆-海硫通量增加以及条带状铁矿的形成具有重要影响,还对环境中的重金属和有机污染物的迁移和归趋具有重要的控制作用。未来相关研究需重点关注以下方面:均相/非均相反应以及各活性氧物种在氧化反应中的贡献;置换离子种类及微观局域环境对黄铁矿氧化活性氧反应性的影响;反应过程中黄铁矿表面微结构的变化。

乌尔根地区早侏罗世埃达克质花岗斑岩年代学和地球化学特征:对蒙古–鄂霍茨克洋南向俯冲闭合时间的制约

蒙古–鄂霍茨克缝合带在东亚大陆形成演化历史上占有极为重要的位置,但对其南向俯冲的演化历史还存在较多争议。本文对蒙古–鄂霍茨克缝合带南缘的额尔古纳地块乌尔根地区花岗斑岩进行了锆石U-Pb年代学、Lu-Hf同位素和全岩主量、微量元素以及Sr-Nd同位素的分析研究,在此基础上限定了蒙古–鄂霍茨克洋在额尔古纳地块的闭合时间。锆石U-Pb定年结果显示,花岗斑岩侵位年龄为174.9±1.1 Ma,是早侏罗世晚期岩浆事件的产物。花岗斑岩属于过铝质高钾钙碱性岩石,其SiO_(2)、Al_(2)O_(3)和Sr含量高,而Y和Yb含量较低,类似于典型埃达克岩的地球化学特征。该岩石富集轻稀土和大离子亲石元素,强烈亏损重稀土和高场强元素,且无明显Eu负异常。岩石具有相对亏损的Sr-Nd同位素组成,其(^(87)Sr/^(86)Sr)i=0.706665~0.707989,ε_(Nd)(t)=1.22~4.18。锆石ε_(Hf)(t)=5.3~12.0,二阶段模式年龄(t_(DM2))为451~879 Ma。这些特征揭示乌尔根地区花岗斑岩岩浆是由年轻的加厚下地壳部分熔融形成,而非俯冲板片熔融。结合前人研究成果以及区域地质演化规律,认为乌尔根地区花岗斑岩形成于蒙古–鄂霍茨克洋闭合后的碰撞向造山期后发展的转折时期。