稀土矿物的综合利用和化学性能

文章介绍了稀土矿物的化学性能和综合利用情况,稀土矿区的矿石和围岩中稀土元素总体特征非常相似,说明围岩和矿石中稀土元素特征是基本一致的。形成于裂陷盆地初期的硅质岩,比古华南残留洋盆和扬子陆块边缘的硅质岩轻稀土元素更加富集;构造拉张期形成的硅质岩为热液成因硅质岩,其稀土配分模式显示出轻稀土相对亏损、Eu正异常特征;构造稳定期形成的硅质岩为沉积成因硅质岩,稀土配分模式显示出轻稀土相对富集、Eu弱负异常征。我国稀土矿产主要集中在华北区的内蒙古白云鄂博铁-铌、稀土矿区,其稀土储量占全国稀土总储量的90%以上,是我国轻稀土主要生产基地。在钢铁冶炼中添加稀土或碱土金属元素使镁基体中形成若干具有耐热性能的金属间化合物,抑制晶界滑移和位错,从而提高钢材的耐热性能。固溶于钢铁中的稀土可提高钢材抗高温氧化性,抑制再结晶、细化晶粒、抑制表面活性元素在晶界的偏析,提高钢材综合机械性能。     

勉略构造带硅质岩元素地球化学特征及其形成环境

勉略构造带古生代硅质岩发育,其对西秦岭造山带古生代沉积环境与构造背景具有重要指示意义。本文研究了勉略构造带西段文县地区泥盆纪硅质岩的野外露头产状、岩石学与矿物学及全岩主微量元素地球化学特征,对比分析了该带东段硅质岩性质,综合剖析了勉略构造带古生代硅质岩的沉积环境,探讨了西秦岭造山带古生代岩相古地理环境及大地构造背景。文县硅质岩有灰白色块状硅质岩和灰黑色角砾状硅质岩两种类型,两者均具层状、条带状等沉积构造,并与上覆、下伏地层整合接触,为典型热水沉积硅质岩。岩石主要组成矿物为细晶-微晶石英,含有少量的方解石、绢云母及泥质等。岩石地球化学分析显示,硅质岩SiO2含量较高,为84.85%~99.07%,平均为91.99%,且灰白色硅质岩质地更纯,SiO2含量明显高于灰黑色硅质岩。硅质岩主微量、稀土元素Fe2O3/TiO2-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)、V/Y-Ti/V及LaN/CeN-Al2O3/(Al2O3+Fe2O3)图解表明该区硅质岩主要形成于大陆边缘及近大陆边缘环境。稀土元素显示灰黑色角砾状硅质岩稀土总量较高,为171.3×10-6~236.1×10-6,而灰白色块状硅质岩仅为11.96×10-6~51.06×10-6,表明前者所含陆源物质组分更多;稀土元素北美页岩标准化后两者整体显示了相似的轻重稀土分异不明显的平坦型稀土配分模式,其中灰黑色硅质岩δCe为0.95~1.05、δEu为0.66~0.87、(La/Yb)SN值为0.95~1.10,反映基本无Ce异常、弱Eu负异常及轻重稀土分异不明显;灰白色硅质岩的δCe为1.07~1.12、δEu为0.70~0.90、(La/Yb)SN值为1.64~4.07显示了弱Ce正异常、弱Eu负异常及弱轻重稀土分异,两者稀土元素特征与世界典型大陆边缘(裂陷)盆地硅质岩相近。文县硅质岩地质、元素地球化学特征表明其整体形成于大陆边缘及近大陆边缘沉积环境,但相比于灰白色块状硅质岩,灰黑色角砾状硅质岩有更多陆源物质加入。结合勉略构造带东段古生代硅质岩野外产出及地球化学特征分析,该区在早古生代-晚古生代早期主要处于扬子板块北部大陆边缘海盆沉积环境,有较多的陆源物质加入到富硅的热水沉积中,在勉略构造带内自西向东形成了一系列不同时代的热水沉积硅质岩。与此同时,西秦岭主要处于大陆裂陷构造背景之中,多期次的裂陷活动形成了一系列裂陷盆地及深大断裂,这对西秦岭古生代热水沉积硅质岩的形成具有重要意义。     

鄂西南双河渔塘坝硒矿区硅质岩地球化学特征

双河渔塘坝硒矿位于扬子准地台、上扬子台褶带的北部 ,受双河向斜构造控制。本区硅质岩的稀土元素特征表明 :稀土总量低 ,其平均值为 38.945× 10 -6,富集轻稀土元素 ,呈现负的Ce异常和正的Eu异常 ,表现出一定的热水成因的属性。说明本区含硒的硅质岩主要形成于浅海滞留盆地、缺氧的还原环境 ,是属于热水成因的一类硅质岩。     

贵州镇宁重晶石矿中硅质岩稀土元素地球化学研究

通过对镇宁泥盆系重晶石矿中硅质岩稀土元素地球化学特征研究,发现硅质岩稀土总量较低,轻稀土富集,δCe呈弱的负异常,δEu呈负异常到正异常,{La/Sm}N和{Gd/Yb}N值表明轻稀土分异强;通过∑REE、Ce/Ce＊、Eu/Eu＊、{La/Ce}N和{La/Lu}N参数综合分析,硅质岩沉积成岩过程中有明显的热水参与,...     

福建李坊重晶石矿床硅质岩地球化学特征及其构造背景

为研究福建李坊重晶石矿床硅质岩的成因和构造背景,对该矿床9件硅质岩样品进行了主量元素、稀土元素和微量元素地球化学分析。结果显示:重晶石化硅质岩富Al、Ti、Fe、Mn和Mg,顶板硅质岩富Al、Fe,贫Mn、Ti、Mg; 重晶石化硅质岩和顶板硅质岩稀土元素含量均较低,且富集轻稀土元素,Eu呈弱负异常-正异常,Ce呈负异常-弱正异常; Ba、Sr、Rb和Th相对富集,Ta、Hf和Y相对亏损。李坊重晶石矿床中硅质岩为热水沉积成因,硅质岩在沉积过程中受陆源物质输入影响,形成于酸性氧化的大陆边缘构造环境。     

内蒙古阿拉善北部杭乌拉地区早古生代硅质岩地球化学特征及其构造意义

内蒙古阿拉善北部杭乌拉地区位于中亚造山带的中段南缘,处于西伯利亚板块、塔里木板块和华北板块之间,是研究中亚造山带和古亚洲洋演化的重要区域。文中以杭乌拉地区硅质岩地球化学特征为主要研究内容,结合前人研究结果,对阿拉善北部地区早古生代构造背景进行分析。杭乌拉地区下古生界西双鹰山组和班定陶勒盖组硅质岩镜下可见黏土、陆源粉砂和放射虫等,表现为明显的沉积成因特征。硅质岩地球化学特征一致性较差,其中Fe、Mn、Al等主量元素、Sc/Th值、(La/Ce)_n值和δCe值反映出硅质岩为大陆边缘沉积,(La/Yb)_n值反映硅质岩接近于远洋沉积背景,δEu 值表现为无热液作用影响,V、V/Y、Ti/V值多接近于洋中脊和大洋盆地硅质岩特征,U/Th、Ba/Sr值也属于热水成因硅质岩特征。硅质岩稀土元素配分曲线呈平坦状,无明显的右倾(大陆边缘轻稀土元素富集配分模式)和左倾(开放洋盆重稀土元素富集配分模式)特征。研究区早古生代地质记录相对较少,但是鉴于该地区晚古生代复杂的构造演化特征及其对早古生代古地理格局的继承,并结合上述硅质岩地球化学特征,认为研究区在早古生代为一个多岛洋环境。     

滇东北会泽灯影组硅质岩成因及沉积环境——来自岩石学和地球化学证据

通过1：50 000区域地质调查,发现云南省会泽县一带灯影组中普遍发育硅质岩。本文通过硅质岩岩石学特征和地球化学特征分析,重点探讨了灯影组各段硅质岩的成因机制和沉积环境。结果表明：震旦系-寒武系灯影组下段硅质岩中相对富集Al和Ti,总稀土（ΣREE）相对较高,Ce呈负异常,Eu呈正异常;中段硅质岩中相对富集Ca和Mg,总稀土较低,LREE>HREE,Ce呈负异常,Eu呈正异常;上段硅质岩总稀土较低,LREE>HREE,Ce大部分呈负异常,Eu呈正负异常。综合硅质岩岩石学、地球化学特征,并结合震旦纪区域地质构造演化,认为研究区内下段硅质岩表现为正常海水沉积、中段硅质岩表现为典型热水沉积、上段表现出正常海水沉积受热水沉积影响的特征。硅质岩形成于复杂大陆边缘的浅海陆棚环境。     

内蒙古阿拉善北部杭乌拉地区早古生代硅质岩地球化学特征及其构造意义

内蒙古阿拉善北部杭乌拉地区位于中亚造山带的中段南缘,处于西伯利亚板块、塔里木板块和华北板块之间,是研究中亚造山带和古亚洲洋演化的重要区域。文中以杭乌拉地区硅质岩地球化学特征为主要研究内容,结合前人研究结果,对阿拉善北部地区早古生代构造背景进行分析。杭乌拉地区下古生界西双鹰山组和班定陶勒盖组硅质岩镜下可见黏土、陆源粉砂和放射虫等,表现为明显的沉积成因特征。硅质岩地球化学特征一致性较差,其中Fe、Mn、Al等主量元素、Sc/Th值、(La/Ce)_n值和δCe值反映出硅质岩为大陆边缘沉积,(La/Yb)_n值反映硅质岩接近于远洋沉积背景,δEu值表现为无热液作用影响,V、V/Y、Ti/V值多接近于洋中脊和大洋盆地硅质岩特征,U/Th、Ba/Sr值也属于热水成因硅质岩特征。硅质岩稀土元素配分曲线呈平坦状,无明显的右倾(大陆边缘轻稀土元素富集配分模式)和左倾(开放洋盆重稀土元素富集配分模式)特征。研究区早古生代地质记录相对较少,但是鉴于该地区晚古生代复杂的构造演化特征及其对早古生代古地理格局的继承,并结合上述硅质岩地球化学特征,认为研究区在早古生代为一个多岛洋环境。     

青海洪水河铁矿区硅质岩岩石学、地球化学特征及地质意义

青海洪水河铁矿区发育一套与铁矿体呈共生关系的硅质岩,为认识铁矿床的成矿作用和成因类型,对其进行了岩相学和地球化学研究。结果表明,矿区内硅质岩富集Si O2贫Fe2O3、Al2O3、Ti O2等;Cr和Zr含量较低,相对富集U而贫Th;稀土元素总量较低,重稀土弱富集,具有Eu负异常和弱Ce负异常。硅质岩是海相热水沉积成因,形成过程中有少量来自于古老地壳的陆源物质加入;硅质岩形成于海水相对较深的大陆边缘环境,沉积环境氧逸度较低。由野外产状可知,硅质岩和铁矿床是同沉积期产物,形成于相同的构造环境之中。因此,根据成矿物质源区和热液性质分析认为,洪水河铁矿床是海相热液沉积成因,形成于大陆边缘深海环境。     

藏南沙拉岗锑矿稀土和微量元素地球化学示踪及成矿物质来源

藏南沙拉岗锑矿赋存于下白垩统甲不拉组碳质板岩、泥质粉砂岩、硅质岩及燕山期辉绿岩和喜山期辉长岩中,受近东西向层间破碎带和近南北向构造破碎带控制。围岩蚀变较弱,围绕矿体呈对称性的面状、带状分布。稀土和微量元素测试结果表明碳质板岩和硅质岩具有与上地壳和太古宙后页岩非常相似的稀土配分模式。喜山期辉长岩以轻稀土相对亏损、重稀土相对富集和Eu轻度亏损的平坦型稀土配分模式有别于以轻稀土轻度富集、Eu无异常的稀土配分模式为特征的藏南燕山期辉绿岩。锑矿石具有轻稀土强烈富集、分馏程度高、Eu中度亏损、Ce强烈亏损的配分模式,与洋中脊黑烟囱-白烟囱中热液流体和喷流沉积物的Eu强正异常、海水的Ce中等负异常和重稀土富集的稀土配分模式及沃西Sedex型W-Sb-Au矿的稀土配分模式明显不同,但与喜山期辉长岩的稀土配分模式具有明显的互补关系。此外,锑矿石以其强Nb负异常及Ce和Ba正异常的微量元素特征,展示出与喜山期辉长岩的弱Nb负异常和强Rb正异常及碳质板岩-硅质岩的Nb、Ba负异常和轻度Ce、Rb、Th正异常的异同点,矿石δ³⁴S除个别样品为10.3‰和-41.6‰外,均分布在-2.6‰~-4.1‰区间,反映成矿物质主要来源于岩浆的特点。前人测定的流体包裹体氢、氧同位素值分别为δD=-151‰~-166‰,δ¹⁸O=9.4‰~12.3‰,显示岩浆水和地下水的混合性质。因此沙拉岗锑矿是形成于中新世、与藏南拆离系有关的浅成低温热液型矿床,成矿物质主要来源于喜山期辉长岩岩浆,少量来源于围岩,成矿流体部分来源于岩浆期后热液,部分来源于地下水。     

云南鲁春晚三叠世硅质岩的地球化学特征及成因

云南鲁春晚三叠世火山沉积盆地是在江达－维西火山弧的基础上，通过拉张作用形成的碰撞后拉张盆地，盆地内广泛发育一套由玄武岩和流纹岩组成的“双峰式”火山岩及与其相伴的硅质岩。硅质岩可分为灰质硅质岩和纹层状硅质岩两类。通过对两类硅质岩所进行的地球化学研究和分析，表明云南鲁春晚三叠世火山沉积盆地中的凝灰质硅质岩属火山沉积成因，在而纹层状硅质岩为海底喷流热液／热泉（热水）沉积成因的热水硅质岩。     

Petrogenetic significance of rare-earth element behavior in the basement rocks of southern Obudu Plateau, Bamenda Massif, southeastern Nigeria

Rock samples representing various igneous and metamorphic rocks of southern Obudu Plateau were analyzed for rare-earth element ( REE ) behavior by ICP-MS. Results of the analyses indicate a range of REE abundances and distinctive patterns from highly fraetionated patterns with negative Eu anomalies in granitic rocks to relatively low abundances and less REE fractionated flat patterns with little Eu anomaly in some paragneisses, schists, enderbites and dolerites to unfractionated patterns with positive Eu anomalies in some paragneisses and charnockites. Over all, there are low to high ∑ REE contents with negative to positive Eu anomalies. The ratios of different parameters, especially La/Yb and Ce/Yb, show behaviors consistent with crustal to mantle derivation. The heterogeneity of REE abundances and REE patterns reflects mantle to crustal petrogenetic variations of different rock suites on the Plateau. The LREE content is higher than the HREE content in the highly differentiated rocks, as evidenced by their La/Yb,Ce/Yb and La/Sm ratios, which are normally higher in residual products than in primary melts. The dominantly intermediate nature of the source rock of the orthogneisses is suggested by the generally low ∑ REE. The granites enriched in LREE and depleted in HREE and some of the charnockites with negative Eu anomalies were probably formed by partial melting and crystallization.     

渤海湾盆地南堡凹陷新近系泥岩稀土元素地球化学特征及其地质意义

详细研究渤海湾盆地南堡凹陷新近系馆陶组和明化镇组泥岩的稀土元素地球化学特征。结果表明：样品稀土总量为146.2×10^-6～317.1×10^-6,平均值为223.3×10^-6;w(LREE)/w(HREE)为8.1～14.5,平均值为11.5,相对富集LREE;Eu为明显负异常;δCe基本正常。δCe和Ce_anom值的变化反映馆陶组和明化镇组为陆相沉积,水介质条件为富氧环境。稀土元素分布模式、组合特征及其与燕山褶皱带地区不同时代(期)花岗岩和中酸性火山岩稀土元素的对比结果表明：馆陶组和明化镇组地层的物源基本相同,主要来自凹陷北部燕山褶皱带地区于燕山期发育的中酸性火山岩和花岗岩体,少部分来自沉积岩。与不同构造环境杂砂岩的稀土元素特征的对比结果及δCe的特征表明南堡凹陷新近系源区属性为活动大陆边缘背景。     

云南镇雄茅口组硅质岩稀土元素地球化学特征及沉积背景浅析

镇雄地区二叠系茅口组灰岩中部发育薄层状硅质岩夹层,本次工作对漆树湾及石场坝路线茅口组中部硅质岩夹层采取样品10件,并将样品磨制成薄片10片。对薄片进行镜下观察发现,硅质岩内普遍发育富液相气液两相流体包裹体。通过对所取10块硅质岩进行稀土元素分析测试,结果表明,稀土元素总量较低,LREE/HREE平均值范围为13.47～34.02;Ce/Ce~*平均值变化范围为0.29～0.51,为负异常;Eu/Eu~*平均值变化范围为1.19～1.31,为弱正异常。对比扬子地台南北缘二叠系层状硅质岩稀土元素特征发现,扬子地台西部镇雄地区层状硅质岩稀土元素地球化学特征与扬子南北缘层状硅质岩整体差异较大。但(La/Yb)_N,(La/Ce)_N等部分地球化学参数与扬子南缘相对接近,体现出二者具有一定的亲缘性。综合分析认为,镇雄地区二叠系茅口组硅质岩形成于受峨眉山玄武岩活动影响的陆表海环境背景,硅质岩以热水沉积成因为主。     

胶东元古宙变质硅质岩的地球化学及其成因

胶东元古宙变质硅质岩为蛇绿岩端员组分一，其SiO2含量大于高于90％，具轻稀土富集型的稀土配分模式，铕，铈异常具有明显的相关性，岩石中多硅白云母的存在显示其曾经受了中－高压的变质作用，变质硅质岩 地球化学特征表明其原岩形成于早元古宙的大洋中脊环境，沉积成 岩时的氧化还原条件是变化的，产同蛇绿岩其他端员组分一起发生过深腐冲作用。     

黔西南晴隆锑矿区萤石的稀土元素地球化学特征

对与辉锑矿共生萤石的稀土元素地球化学特征研究表明，所有萤石均具有Ce负异常，其稀土配分模式存在3种类型：Eu弱亏损型、Eu正常型、Eu富集型。从成矿早期至晚期，萤石的稀土配分从Eu弱亏损型向富集型演化，稀土总量逐渐降低，并由中稀土富集向轻稀土富集演化。成矿流体可能主要属于盆地流体，具有十分低的稀土总量，在成矿作用过程中，成矿流体由早期的还原条件转化为晚期的氮化条件，由中稀土富集向轻稀土富集演化。     

塔里木盆地塔北隆起奥陶系-侏罗系泥岩稀土元素地球化学特征

分析了塔里木盆地塔北隆起奥陶系、三叠系和侏罗系泥岩的稀土元素丰度。不同时代泥岩都表现出轻稀土富集、重稀土含量均一和具有Eu负异常特征;但它们∑LREE/∑HREE、LaN/YbN、(La/Yb)UCC、Eu/Eu和Ce/Ce等参数则显示这些泥岩形成时的物源和环境有差别。奥陶纪时,研究区处于相对稳定的沉积环境,物源为成熟度高的大陆上地壳;二叠纪到三叠纪构造-火山活动强烈,部分沉积物来自火山岩的风化;侏罗纪塔北隆起区则进入稳定构造沉降阶段。这一差别对认识塔里木盆地及周边造山带形成演化研究有指示意义。     

新疆蒙库铁矿床稀土元素地球化学及对铁成矿作用的指示

新疆富蕴县蒙库大型铁矿呈层状、似层状、透镜状赋存于下泥盆统康布铁堡组变质火山-沉积岩系中.矿体中发育矽卡岩,但矽卡岩并不产在侵入岩接触带上.绿帘石、石榴石和矿石的稀土配分模式具有相似性,均为轻稀土富集,正铕异常,基本上无铈异常,暗示它们之间存在成因联系.石榴石稀土配分模式呈折线型,具有明显的正铕异常,石榴石流体包裹体中熔融包裹体、熔流包裹体和气液包裹体共存,表明石榴石矽卡岩具有岩浆成因和热液成因的特征,形成于晶体 熔体 流体三相共存的岩浆-热液过渡阶段.矿床地质特征、矽卡岩矿物和矿石稀土特征表明蒙库铁矿为矽卡岩型矿床.     

鄂西黄陵背斜南部元古宙庙湾蛇绿岩的发现及其构造意义

对鄂西黄陵背斜南部宜昌太平溪、邓村一带崆岭岩群中的元古宙庙湾岩组强烈变形变质超镁铁—镁铁质岩的研究表明,镁铁质岩主要为似层状细粒斜长角闪岩,变辉长岩岩体、岩脉及辉绿岩岩脉,超镁铁质岩则主要为蛇纹石化纯橄榄岩、方辉橄榄岩,呈构造岩片、岩块分布于斜长角闪岩之中。细粒斜长角闪岩TiO2=1.14%～1.48%,稀土元素配分型式为略亏损—平坦型,无明显的Eu异常,(La/Yb)N=0.87～1.12,La/Nb、Ce/Zr、Zr/Nb、Zr/Y、Ti/Y平均值分别为1.04、0.15、18.78、2.53、290.51,Nb/Th平均为9.88,显示为大洋中脊构造环境形成的N-MORB型拉斑玄武岩;变辉长岩具典型的堆晶结构特征,稀土元素配分型式为平坦型,具明显的Eu正异常;蛇纹石化纯橄榄岩的稀土元素配分型式具中稀土元素略亏损的U形特征,显示为LREE略富集的地幔岩。上述特征表明,黄陵背斜南部崆岭岩群中的元古宙庙湾岩组实际上是一套混杂堆积的古大洋蛇绿岩残片。元古宙庙湾蛇绿岩的发现为华南扬子克拉通存在中元古代洋盆和哥伦比亚超大陆聚合、裂解构造事件提供了重要的证据。     

黔北地区下寒武统底部黑色页岩沉积环境条件与源区构造背景分析

为了深入探讨黔北地区下寒武统底部黑色页岩的沉积环境条件和源区构造背景,对黔北地区下寒武统牛蹄塘组黑色页岩进行系统采样,对其微量元素和稀土元素地球化学特征进行了系统分析。研究表明,微量元素中高的WV/(WNi+WV)和U/Th比值等反映该区黑色页岩形成于海域开阔的还原环境。区内黑色页岩样品中Mo、Sb、U、Cd、 V、Ba、Tl、Ni、W、 Cr、Cs、Cu、Zn、Bi等元素的高富集以及正Eu异常和较低的Co/Zn比值均反映了黔北下寒武统底部黑色页岩受到深部热液活动的影响。根据主、微量和稀土元素组合及比值特征可以看出黔北地区下寒武统底部黑色页岩的源岩具有花岗岩、沉积岩和玄武岩等多成因性质。源区构造背景以被动大陆边缘为主,由于受深部热液活动的影响,也显示大陆岛弧构造背景的特征。