福建中部丁家山铅锌矿床矿物学特征及其指示意义

丁家山铅锌矿床位于梅仙矿田东南部,矿区内普遍发育石榴子石、辉石、绿帘石等脉石矿物,为探讨该矿床成因,对该矿床脉石矿物进行了电子探针、激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)原位U-Pb定年和微量元素分析。结果表明,石榴子石主要为钙铁-钙铝榴石固溶体系列,含有少量的锰铝榴石和铁铝榴石;辉石为透辉石-钙铁辉石-钙锰辉石固溶体系列;绿帘石族矿物属于绿帘石范畴。石榴子石的206Pb/238U下交点年龄为143.7 Ma,与成矿花岗岩年龄接近。依据石榴子石原位微量元素特征差异及Eu异常将石榴子石分为钙铁榴石(I型)和钙铁-钙铝榴石(II型)两类。钙铁榴石整体呈现轻稀土富集,重稀土亏损的稀土配分模式,I-1型钙铁榴石Eu具有明显的负异常,I-2型钙铁榴石Eu具有明显的正异常;钙铁-钙铝榴石整体呈现重稀土富集,轻稀土亏损的稀土配分模式,II-1型钙铁-钙铝榴石Eu具有明显的负异常,II-2型钙铁-钙铝榴石Eu具有明显的正异常。上述特征表明,石榴子石核部环境为弱氧化-弱还原,边部为氧化环境。综合地质学、矿物学、地质年代学数据以及地球化学特征,本文认为丁家山铅锌矿床属于典型的矽卡岩型矿床。

东昆仑东段益克郭勒铜多金属矿床花岗岩类锆石U-Pb年龄、地球化学特征及地质意义

益克郭勒铜多金属矿床位于东昆仑成矿带东段,矿区花岗岩类发育,构造-岩浆活动频繁。为进一步确定矿区岩浆-热液活动时代及岩浆活动与矿床形成的关系,通过激光剥蚀电感耦合等离子质谱仪(LA-ICP-MS)锆石U-Pb定年,测得矿区1件花岗闪长岩样品和1件英云闪长岩样品的加权平均年龄分别为(249.79±0.91)Ma和(248.83±0.88)Ma,指示其形成于早三叠世。岩石地球化学分析结果表明,益克郭勒侵入岩的SiO_(2)含量为61.93%~71.22%,Na_(2)O/K_(2)O为0.65~1.53,σ为1.29~1.88,A/CNK为0.25~1.09,显示铝质高钾钙碱性特征;岩石轻重稀土分异较显著,Eu显示弱正异常,Rb、Ba、Th、U等大离子亲石元素出现“峰”,高场强元素Nb、P、Ti等呈“谷”,属I型花岗岩。研究认为,该花岗岩类的物源为以角闪石为主残留相的下地壳部分熔融,并有幔源物质的参与。成岩构造环境为大陆边缘弧环境,推测与布青山-阿尼玛卿洋向北俯冲有关,是古特提斯洋在早三叠世向北俯冲于东昆仑地块之下的响应。

多彩萤石的奥秘

近年来,随着新能源、新材料等战略新兴工业在全球范围内的快速崛起,对萤石和氟资源的需求不断增长,预计到2025年,全球萤石消费量将达到771万t,届时全球萤石产量将低于消费量,全世界都将面临萤石资源短缺的情况。氟(F)是1886年法国化学家亨利·莫瓦桑(Henri Moissan)从萤石中分离的一种非金属元素,也是现代工业中极为重要的原材料,而萤石是自然界中最主要的氟来源,氟被称为“第二稀土”。

电感耦合等离子质谱同时测定地下水中的溴及碘

现有的国家标准及行业标准方法测定水中溴及碘均较繁琐、效率低,且结果是某一形态溴或碘含量,不同方法得到的结果存在差异,建立一个简单快速测定地下水中溴量及碘量的方法非常重要。在优化仪器参数下,建立了电感耦合等离子体质谱同时测定地下水样品中溴含量及碘含量的方法,研究了测定中钾对溴的干扰因素,并对比讨论了不同实验条件下的结果,以及pH对样品测定的影响。最终确定水介质的Re元素作内标,定量限均为1.01μg/L,精度为2.80%,用国家标准物质验证了该方法的准确度,测定实际地下水样品加标回收率均为85%~110%,可用于无有机污染的地下水等环境水质检测。

机器学习在矿物结构搜索及性质预测方面的应用

研究矿物在高温高压下的结构及其物理、化学性质是了解地球内部物质组成及动力学演化的基础。实验观测和理论计算是目前最主要的两种方法,前者受技术的局限,高温高压下的数据点比较匮乏;后者容易实现高温高压,但计算精度和效率往往难以两全。基于上述问题,机器学习作为一种很有前景的工具,与第一性原理计算相结合,能够精确、高效地预测矿物结构及各种性质。本文首先介绍了构建机器学习势的一般流程,对目前应用广泛的深度势能方法进行详细阐述。然后探讨了机器学习方法在计算矿物物理领域中的应用,如矿物新相结构搜索、热力学性质和输运性质预测、元素配分及同位素分馏等,并分析了机器学习方法相比于传统方法的优势。最后对机器学习方法目前存在的不足进行了简单总结并对其应用前景提出展望。

喀斯特筑坝河流表层悬浮颗粒物中磷形态的时空变化及其控制因素分析——以贵州平寨水库和红枫湖水库为例

喀斯特地区生物碳泵过程中碳酸钙与溶解性磷酸盐的共沉淀是喀斯特水体的一种“自净机制”,对于缓解水体富营养化具有重要意义。为研究喀斯特筑坝河流中生物碳泵对水中磷的去除机制,在平寨水库和红枫湖进行了系统采样,通过分析悬浮颗粒物中总磷(TP)及磷形态的沉降通量与水化学参数及Chl-a的关系,明确了生物碳泵的除磷机制。结果表明,平寨水库和红枫湖悬浮颗粒物中TP沉降通量有夏季高、冬季低的季节性变化特点;在空间上有上游的TP沉降通量大,下游大坝处的沉降通量小的特点。此外,金属氧化物结合态磷(NaOH-SRP)、氧化还原敏感磷(BD-P)和钙结合态磷(HCl-P)的沉降通量还受到生物碳泵的影响。Ca2+浓度与HCl-P沉降通量、pH和DO%与NaOH-SRP、BD-P的相关性分析进一步证实生物碳泵在喀斯特湖库中的除磷效果。

晚白垩世特提斯洋盆向华南大陆俯冲:来自桂东南六王石英斑岩的证据

白垩纪华南主要受太平洋构造域的影响,然而近年来的研究发现华南南部白垩纪的岩浆岩可能与新特提斯板块的俯冲作用有关。桂东南地处华南南部太平洋构造域和特提斯构造域的过渡地带,其中广布白垩纪岩浆岩,对这些岩浆岩的细致研究有助于查明华南晚中生代的构造背景。本文对出露于桂东南地区北部六王镇一带的石英斑岩进行了U-Pb年代学和地球化学研究。结果显示,其锆石U-Pb年龄为(98±0.64)Ma,表明其形成于晚白垩世;具有较高的SiO_(2)(75.28%~75.77%)和高K_(2)O(4.90%~6.02%)特征,属过铝质花岗岩类(A/CNK为1.1~1.17);具有轻、重稀土元素分异弱(LREE/HREE为1.14~2.03),Eu负异常明显(δEu≤0.01),富集LILE(Rb、K)及高放射性元素(Th、U、Pb),亏损HFSE(Nb、Zr)等特征。研究样品的锆石ε_(Hf)(t)值为-3.2~-1.6,t_(DM2)为1.25~1.33Ga,指示样品主要来源于中元古代地壳物质的重熔。综合分析认为,六王石英斑岩来源于中元古代泥质岩的部分熔融,形成于晚白垩世早期新特提斯板块向华南大陆俯冲的构造背景。

黄河流域河水中氟的来源及其转化控制因素分析

河水中氟(F^(-))的迁移转化是表生环境氟暴露的重要过程,与人体健康密切相关。为揭示黄河流域河水中氟的地球化学行为,本研究分析了黄河水中F^(-)含量的空间分布特征,阐释了黄河水F^(-)含量变化与水化学组成之间的关系,利用氧同位素组成揭示F^(-)地球化学特征及其控制机制。结果表明,干流河水F^(-)含量与Cl^(-)含量、TDS及δ^(18)O指标之间呈显著相关,但相关性特征在吴堡河段出现反转。吴堡河段以上河水的F^(-)含量与Cl^(-)含量、TDS含量及δ^(18)O之间呈现显著的正相关,而吴堡以下则转为显著的负相关,这一相反关系说明黄河河水F^(-)含量的沿程变化分两阶段控制,吴堡以上河水F^(-)含量变化主要受蒸发作用和蒸发盐溶解控制,吴堡以下河水F^(-)含量主要与地下水的补给有关。

中国矿物岩石地球化学学会2021年第二季度会员发展公告

经秘书长审核,自2021年4月1日至6月30日,以下47名同志为本会2021年第二季度发展的新会员。自公布之日起承认其会籍,接受学会的服务。

黔西北长坪子铅锌矿床矿化-蚀变岩元素地球化学特征及其地质意义

为探讨黔西北长坪子铅锌矿床形成过程中元素的迁移和富集机理,本文在野外地质调查的基础上,对该矿床LD05坑道进行了蚀变-岩相剖面填图,划分了矿化-蚀变分带,并选取有代表性样品进行主、微量元素分析。野外调查发现,矿体呈层状、透镜状和倾斜脉状分布于北西向和近东西向的断裂破碎带内,赋矿围岩为白云岩,蚀变类型有方解石化、白云岩化、黄铁矿化等。通过计算元素迁移量,结合元素迁移量图发现,围岩白云岩化过程中伴随着MgO的迁入,主成矿元素Pb、Zn及伴生元素Cu、Cd、As等在断裂带中大量迁入,表明成矿物质随热液活动沿断裂裂隙运移。研究认为,成矿期的断裂构造为成矿提供了有利的赋存条件,为矿床深部的成矿前景及找矿方向提供了有力证据。

激光剥蚀束斑大小及深度对锆石U-Pb定年准确度的影响

激光剥蚀电感耦合等离子体质谱锆石U-Pb定年是目前矿物微区原位定年中使用最为广泛的技术。激光诱导的Pb/U分馏效应是影响锆石U-Pb定年准确度的重要因素。本文简要总结了激光剥蚀锆石过程中,不同的激光剥蚀束斑和深度对Pb/U元素分馏的影响程度,并探讨了激光束光学聚焦和深部剥蚀特征,指出由于剥蚀束斑的减小和深度的增加,气溶胶的颗粒分布和组成会发生变化,这是造成钻孔分馏效应的主要原因。在实践中,采用水蒸气辅助、激光束动态聚焦或者景深内剥蚀等手段可以有效改善分馏效应,而采取大的直径/深度剥蚀仍然是减小元素分馏效应的关键。

四川省石棉县滨东富磁铁矿角闪石岩的地球化学特征及锆石U-Pb年代学研究

为揭示四川省石棉县滨东磁铁矿床的成因,对出露于该区的镁铁-超镁铁岩体中的角闪石岩进行了岩石学、地球化学及同位素年代学等研究。结果显示,该岩石极端富铁贫硅,低MgO,高Al2 O3和CaO,强烈富集REE(ΣREE为116.65×10^-6~772.99×10^-6),轻重稀土强烈分异,普遍具有明显的正Eu异常(δEu为1.27~1.59),大离子亲石元素Th、U富集,而Rb、Sr、K则相对亏损,高场强元素Ti、Nb、Hf等均有不同程度的亏损,同时还出现Zr-Hf及Nb-Ta元素分馏。锆石U-Pb定年表明,该岩石形成于(260.7±4.3)Ma,与峨眉山大火成岩省的玄武岩的主体喷发时代基本一致。分析认为,滨东富磁铁矿角闪石岩应是大陆边缘裂谷伸展构造背景下地幔柱活动引发亏损地幔部分熔融的幔源岩浆,在低氧逸度条件下多次分异后形成晚阶段超基性富铁熔浆,伴随着温压的降低和氧逸度的升高,于超铁镁岩体下部边缘相与围岩接触带部位熔离结晶成岩成矿的产物。

柳江盆地地表水水文地球化学特征与水质评价

水文地球化学探测是研究地下水成因和评价地下水资源的有效手段。本文对柳江盆地大石河流域地表水的常规离子浓度、氢氧同位素组成和微量组分含量进行了分析,研究了水的化学类型及特征,并进行了水质评价。结果表明,该流域水的矿化度(TDS)为0.04~0.68 g/L,舒卡列夫分类表明大部分水样的化学类型为HCO3·SO4-Ca型,局部岩石类型影响流域水化学类型。氢、氧同位素组成分别为-7.3‰^-9.8‰和-51.8‰^-70.2‰,分布在大气降水线附近,表明研究区地表水主要来源于大气降水。水中溶解的矿物质主要来源于局域性岩石和土壤的风化溶解,并且受人为活动的影响。单因子评价指数水质评价法确定该地区地表水水质尚可。

黏土矿物含量对CO_2地质埋存体盖层封闭性的影响

为了解CO_2地质储存过程中黏土矿物含量对盖层封闭性的影响,本文以鄂尔多斯盆地三叠系和尚沟组泥岩盖层为研究对象,利用TOUGHREACT软件研究了不同黏土矿物含量、储层厚度对盖层封闭性的影响。研究表明,当盖层黏土矿物含量达到50%时,渗透率最大可减降低36%,有效封存厚度可达70 m;当黏土矿物含量减少至10%时,盖层自封闭性大幅降低,有效封存厚度为4 m,且盖层中的蒙脱石也由沉淀转化为溶解。黏土矿物含量越高,盖层封闭性越强,有效封存厚度越大。储层厚度对盖层封闭性有直接影响,当储层厚度大于盖层有效封存厚度时,则会发生泄漏;当储层厚度达到100 m时,CO_2将在125年后穿透黏土矿物含量为50%的盖层。本研究可为CO_2地质储存的储盖层选择和安全性评价提供理论依据。

中国冻土区天然气水合物的地球化学调查

天然气水合物是一种极具潜力的新型能源,中国陆域永久冻土区天然气水合物资源具有极大的潜力。本文根据中国地质调查局在祁连山地区、羌塘盆地和漠河盆地天然气水合物远景区取得的大量地球化学调查数据和成果,分析总结了冻土区的温压条件、冻土条件、气源条件等,探讨了冻土区天然气水合物的成矿机制和制约因素,初步建立了冻土区天然气水合物的成藏模式,以期为下一轮的冻土区天然气水合物勘查提供地球化学技术支撑。

陕西富平地区晚奥陶世沉积环境研究

结合露头剖面、岩石薄片观察、碳氧同位素及微量元素等资料,综合分析了陕西富平地区上奥陶统赵老峪组海相碳酸盐岩沉积时的古水深、古盐度、古温度及氧化还原条件变化规律,以期恢复其沉积环境。研究表明,赵老峪组下部0~12层的δ^13C平均值为-0. 95‰、δ^18O值为-5. 67‰、Sr/Ba值为80. 31、B/Ga值为7. 93、U/Th值为5. 57、V/Cr值为5. 44,主要是以泥晶灰岩为主的深水原地沉积,其沉积环境总体表现为水体较深、离岸较远、水温较高、盐度较高的贫氧-厌氧环境;上部13~35层δ^13C平均值为0. 55‰、δ^18O值为-4. 03‰、Sr/Ba值为19. 05、B/Ga值为9. 17、U/Th值为2. 78、V/Cr值为4. 77,主要发育深水原地沉积、重力流沉积和等深流沉积,但深水原地沉积的发育层数相比于下部大大减少,沉积环境逐渐演变为水深相对较浅、水温较低、盐度较低的贫氧-厌氧环境,这一阶段的整体古水深、古温度和古盐度及氧化还原条件相比于0~12层沉积时较稳定,变化幅度较小。结果表明,用地球化学指标研究深水碳酸盐岩沉积时期的海平面变化、古温度、古盐度及氧化还原条件等环境因素也是可行的。

蚌埠地区凤阳群和五河群与胶北变沉积岩系的对比:来自碎屑锆石的证据

华北克拉通东部陆块内的胶-辽-吉带是一条古元古代活动带,其是否向西南穿越郯庐断裂带延伸至徐州-蚌埠一带还存在争议。蚌埠地区早前寒武纪变质基底主要包括残留的中太古代末期-新元古代末期花岗片麻岩、古元古代五河群、凤阳群及古元古代花岗(片麻)岩。本次研究对凤阳群白云山组绢云石英岩及五河群上亚群小张庄组的变质砂岩和长石石英岩进行了碎屑锆石U-Pb-Lu-Hf同位素和微量元素研究。前期工作及本次研究结果表明,五河群庄子里组、殷涧组和凤阳群白云山组的碎屑锆石都具有2. 52 Ga和2. 69/2. 70 Ga的主峰以及2. 35/2. 38 Ga、2. 88/2. 95 Ga和2. 16 Ga的次峰,其中2. 16 Ga的峰值只在五河群中出现。利用DZstats程序定量对比凤阳群、五河群以及胶北地区荆山群和粉子山群的碎屑锆石年龄图谱,结果发现只有划归粉子山群底部的小宋组的山阳村石英岩与凤阳群白云山组石英岩、五河群殷涧组石英片岩显示了相同的物源区。结合胶-辽-吉带其他地区的信息,认为蚌埠地区的凤阳群和五河群可能同时形成于约22亿年打开的弧后盆地中,两者的不同位置(分别靠近陆缘和岩浆弧)导致了它们的岩石组合、碎屑物质源区和变质程度的差异。

西藏玉龙斑岩铜矿带南段日曲花岗闪长斑岩成因:锆石U-Pb年代学和地球化学约束

为探讨西藏玉龙斑岩铜矿带南段斑岩的成因及其动力学机制,对该铜矿带南段日曲岩体开展了岩石学、同位素年代学和地球化学研究。结果显示,两件花岗闪长斑岩锆石U-Pb年龄分别为(38.2±0.2)Ma、(38.8±0.2)Ma,为喜马拉雅早期;花岗闪长斑岩富集大离子亲石元素,亏损高场强元素,属弱过铝质高钾钙碱性花岗岩;斑岩具有C型埃达克岩的地球化学特征,为加厚下地壳部分熔融的产物,未经明显的地壳混染;源区残留相主要由角闪石、石榴子石、金红石组成,并经历了较弱的壳幔混合作用。研究表明,日曲岩体的形成与印度板块与欧亚板块碰撞诱发妥坝-芒康左行走滑断裂活动有关,下地壳部分熔融及少量幔源物质的混入使斑岩具有壳幔混合的特征。

赣东北景德镇双桥山群火山碎屑凝灰岩锆石U-Pb年龄及Hf同位素特征

为探讨赣东北景德镇地区双桥山群的沉积时代与物质来源,对该区双桥山群安乐林组地层中发育的一套变火山碎屑凝灰岩夹层进行了年代学、地球化学及锆石Lu-Hf同位素研究。结果显示,该套火山碎屑凝灰岩的岩性主要为英安岩、安山岩,凝灰岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为（809±2）Ma,表明该套岩石形成于新元古代。凝灰岩锆石的Hf同位素组成变化范围较广,其中二阶模式年龄为1426~2313 Ma,主要集中于1.7~2.3 Ga之间,其ε_（Hf）（t）均为负值-2.6^-16.5,t_（DM2）模式年龄远大于U-Pb年龄,表明该组岩石的岩浆来源于元古代地壳物质的再循环。