热液铀成矿作用中稀土元素地球化学研究综述

全面总结了我国主要热液铀矿床类型及其产铀地质体的稀土元素(REE)地球化学特征,指出REE的研究不但有助于阐明产铀岩体(岩石)的成因,而且可以有效地追溯铀的来源。与围岩相比,铀矿石通常具有稀土元素总量(∑REE)偏高,重稀土元素(HREE)富集、轻重稀土元素分馏强烈,并具有明显的铕负异常等特征。REE和铀在热液中主要呈碳酸盐、氟化物和磷酸盐的络合物形式搬运,在适宜的条件下又共同沉淀。热液铀矿床中的REE主要来自矿源岩(以燕山期岩浆岩及古生代地层为主),并通过成矿前和成矿期的热液蚀变作用进入古矿溶液。最后强调,加强热液铀矿床的REE地球化学研究不仅具有重要的理论意义,而且可以指导找矿和勘探。     

我国卡林型金矿中铊的地球化学研究

铊是典型的分散元素,目前已广泛应用于电子、化工、医药、航天和高能物理方面,近几年来又成为重要的超导材料。以往总认为铊在地壳中一般趋于分散,很难富集。但在美国的卡林型金矿及我国的滇、黔、桂和川、甘、陕的某些卡林型金矿中却有比较高的富集,甚至在某些Hg-Au-Sb-As成矿带出现富铊矿体,有独立的铊矿物。铊是典型的低温成矿元素,又与Au、Hg、As、Sb、有机质的关系比较密切,因此,已成为化探找金的指示元素和探途元素,所以对卡林型金矿中铊的地球化学及铊—金关系的深入研究,将有助于了解低温地球化学过程中金的低温成矿作用的某些问题。 1.铊的地球化学铊在地壳中的丰度为0.45ppm,比金的丰度(0.004ppm)高100多倍,但在自然界中独立矿物不多。铊的电子构型为6s~26p~1,原子半径和离子半径分别为0.1704nm和0.147nm(Tl~+)、0.095nm(Tl~(3+)),与金的离子半径(Au~+0.134nm,     

绥滨盆地煤中有机元素组成及其影响因素研究

利用绥滨勘查区早白垩世鸡西群城子河组煤质测试资料,从地球化学研究分析角度,对研究区煤中有机元素含量、有机元素原子比分布特征及与挥发分产率、埋藏深度、煤化作用程度的关系进行研究,结果显示,区内煤中有机元素含量高度离散,除受泥炭沼泽环境条件影响外,还受叠加变质作用影响;煤化程度增高,深成变质煤O/C原子比与H/C原子比趋于降低,且前者明显;在煤化作用过程中煤中有机氮难以脱除而有机硫易于逸出。     

地质流体中络合物同位素平衡分馏系数的第一性原理计算

地质流体中不同络合物之间的稳定同位素平衡分馏系数是利用稳定同位素示踪地质流体演化过程的必要前提.但由于受实验条件的限制,流体中部分元素不同络合物之间的同位素分馏系数难以通过实验精确测定.基于第一性原理的理论计算是获得溶液中不同络合物之间稳定同位素平衡分馏系数的一种重要手段,能够获取各种极端条件下同位素分馏系数.在应用第...     

新疆蒙其古尔铀矿床成矿流体研究

文章对新疆蒙其古尔铀矿床成矿流体中的包裹体、酸解烃和镜质体反射率进行了分析研究。结果表明:该矿床的成矿流体主要为层间含氧含铀水和还原性烃类;石英裂隙中存在的流体包裹体主要是次生的富液盐水包裹体和液烃包裹体。测得流体包裹体的均一温度为50~67℃,平均66℃;w(Na Cleq)为1.40%~14.04%,平均4.49%;成矿流体密度为0.98~1.04 g/cm3,平均1.01 g/cm3;说明成矿流体为低温低盐度流体,有机质热演化形成的甲烷等烃类参与了成矿过程。     

有机质在铀成矿过程中作用的实验模拟研究

沉积型铀矿的形成与有机质存在密切联系。实验模拟研究表明:芳香有机酸在弱酸到弱碱性条件下很容易和铀酰根离子发生配位反应,它能通过羧基上的氧原子以多种配位形式和铀形成配位键。此结果验证了前人的一些结论,并直观地展现了有机质的主要官能团与铀离子在溶液中的一些迁移形式。模拟实验结果也显示了烃类在水热条件下对铀成矿的还原作用,它能将六价铀还原成四价铀而沉淀下来。     

三塘湖盆地侏罗纪煤系烃源岩的热演化研究

采用有机岩石学全岩分析方法,结合有机地球化学分析资料,以新疆三塘湖盆地侏罗纪煤系烃源岩的热演化进行了研究。三塘湖盆地侏罗纪煤系烃源岩的热演化既有共性,又有其特殊性,前者主要表现在镜质组反射率R、孢子体荧光参数（λ_max、Q、I₅₄₆）和分子地球化学参数上,它们均显示重要的热演化指示意义;后者主要表现在,热演化指标与现今埋深关系不大、热演化程度“同层相近”不同有机显微组分差异演化和有机质热演化具有阶段性等方面。在此基础上,初步建立了三塘湖盆地侏罗纪煤系烃源岩的成烃模式。      

西藏南部Cenomanian-Turonian缺氧事件:有机地球化学研究

基于藏南中白垩统Ｃｅｎｏｍａｎｉａｎ－Ｔｕｒｏｎｉａｎ缺氧事件沉积的有机地球化学分析,对黑色页岩的有机质输入及其沉积环境进行了系统研究,并探讨了特征生物标志化合物与缺氧事件之间的关系。研究表明,缺氧层内高含量有机碳的黑色页岩与灰绿色页岩、泥灰岩构成二级旋回地层;有机质的母质输入以海洋生物的菌藻类为主。生物标志物与缺氧事件对应研究表明,Ｐｒ／Ｐｈ在剖面上的相对含量是判别氧化还原的良好指标,胡萝卜烷含     

青藏高原东部碳酸岩-正长岩杂岩体型REE矿床成矿模式——以大陆槽REE矿床为例

冕宁-德昌稀土(REE)矿带位于青藏高原东部,受川西一系列走滑断裂控制,大陆槽矿床是矿带中唯一位于南部的大型REE矿床。在前人研究基础上,结合近年来对整个稀土矿带地质填图和室内研究,重点对大陆槽矿床的成矿特征、赋矿围岩及其蚀变、矿石类型、成矿流体来源和流体包裹体演化等方面与同一矿带内的其它矿床进行了详细对比,进一步总结了碳酸岩型(含碳酸岩-正长岩杂岩体)REE矿床的成矿过程。大陆槽矿床的No.1号和No.3号矿体均位于碳酸岩-正长岩杂岩体内,分别由不同隐爆角砾岩筒所控制。以往研究认为两个矿体的碳酸岩-正长岩杂岩体侵位的年龄都在12Ma左右,本次研究发现在26.49±0.63Ma已经存在碳酸岩-正长岩杂岩体岩浆活动。大陆槽REE矿床受隐爆角砾岩构造活动和风化作用的影响,矿石类型以角砾岩型和风化型为主,脉石矿物和矿石矿物在手标本尺度和镜下很难辨认。通过野外观察、镜下矿物共生组合、包裹体显微测温等研究发现,大陆槽矿化过程和牦牛坪矿床相似,只是矿化规模较小,矿化阶段分为岩浆岩阶段-伟晶岩阶段(600℃)-高温热液阶段(450~350℃)-低温热液阶段(350℃),氟碳铈矿形成于热液阶段的晚期。根据伟晶岩阶段至热液阶段氟碳铈矿中流体包裹体的特征,发现多期次隐爆角砾活动导致大气降水和碳酸岩中脱出的CO_2的加入,使得成矿流体的密度(0.732~0.631g/cm~3)、压力(2436~101bar)逐渐降低,直至成矿。此外,岩相学观察和拉曼测试分析也表明包裹体从熔融包裹体过渡到含重晶石、萤石、天青石子晶的富CO_2包裹体、气液两相包裹体,显示了成矿流体由岩浆至热液的转化过程。大陆槽矿床中的包裹体阴离子以SO_4~(2-)为主,气体以CO_2为主,成矿流体中阳离子主要为K~+、Na~+、Ca~(2+)、Sr~(2+)、Ba~(2+)和稀土元素阳离子,表明流体属于SO_4~(2-)-CO_2-H_2O体系,与矿带中其它矿床的成矿流体体系一致。成矿流体的主要成分是岩浆水、大气水和碳酸岩脱碳作用形成的CO_2,后者导致热液方解石和氟碳铈矿的O同位素(氟碳铈矿和方解石:δ~(18)O=5.8‰~12.5‰)值升高。已有研究显示矿带中不同矿床的脉石矿物如重晶石、天青石的Sr-Nd-Pb同位素与碳酸岩-正长岩杂岩体的相关数值基本一致,表明这些脉石矿物来源于碳酸岩-正长岩杂岩体。多期次隐爆角砾岩化作用及大陆槽断裂相关的构造活动促进了成矿流体的循环,直接或间接导致了大陆槽隐爆角砾岩型和风化型矿石的形成。尽管在大陆槽和牦牛坪矿床可以识别出表生氧化阶段,但这一过程并不伴随稀土矿化,热液阶段才是稀土沉淀的主要阶段。研究还强调了碳酸岩发育的大陆槽No.3矿体和里庄矿床主要出现的霓长岩化与矿化无关,而牦牛坪矿床地表并无霓长岩化蚀变。在以往和本次研究的基础上,建立了川西碳酸岩-正长岩型稀土矿床的成矿模式。     

四川盆地东部五峰组—龙马溪组黑色页岩有机质富集规律探讨

奥陶-志留交替时期是地球历史时期中的关键时期,该时期华南地区沉积的五峰组-龙马溪组黑色页岩是现阶段我国页岩气勘探的重点层位,多套斑脱岩存在于黑色页岩内,指示该时期研究区经历过多期连续的火山活动。本文选取了四川盆地东部华地1井和武隆黄莺乡五峰组-龙马溪组剖面,以黑色页岩和斑脱岩为研究对象,通过野外考察、元素地球化学等分析方法,系统地分析了有机质富集的主控因素（陆源输入、古生产力、古氧化还原条件）,并在此基础上分析斑脱岩与页岩有机质富集间的关系。结果显示,研究区五峰组-龙马溪组黑色页岩TOC呈高-低-高模式,氧化还原指标（V/V+Ni、V/Cr、Ni/Co）表明水体经历了厌氧-富氧-厌氧的过程,生产力指标（Cu、Ba_bio、Si_bio）、陆源输入指标（Ti/Al、Zr/Al、Th/Al）表明五峰和龙马溪组具较高的生产力和陆源输入,观音桥组较两者均低,三者与有机碳的相关关系反映氧化还原条件对有机质富集作用最大,生产力次之,陆源输入最弱。从斑脱岩发育特征与有机碳、生产力和氧化还原条件的关系看,频繁的火山活动可能对五峰和龙马溪组有机质的保存产生双促作用,一是为海洋提供营养物质,提升其生物生产力;二是火山灰飘落至海水表面阻止了部分光照进入,海底缺氧环境加剧,造成生物大量死亡并落入海底,作为有机质埋藏。     

Geochemical features of re-deposited organic matter occurring in fluvioglacial sediments in the Racibórz region (Poland): A case study

The erosion of rocks rich in organic matter typically leads to the complete mineralization of the organic material. However, in some cases, it is re-deposited to become a part of sediments once more. This process should be considered to be a part of global carbon cycle, possibly much more significant than assumed to-date. The research presented here aims to characterize re-worked organic matter occurring in post-glacial sediments of southern part of Poland, in the Oder river valley (the Racibórz town region, Miocene, Pleistocene and Holocene age). Organic substances extracted from the sediments originated from organic matter that had resided in rocks eroded by glaciers. Sediments were sampled in two boreholes which sediments were correlated. Sediments were extracted and extracts analyzed with gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) to assess distributions of biomarker groups. Organic matter of selected samples was pre-concentrated and analyzed with Py/GC-MS. In the extracts several biomarker parameters of source/environment and thermal maturity were calculated. Organic substances in the investigated sediments come from variable re-deposited organic matter occurring in rocks eroded by glaciers. Three main parent types of re-deposited organic material are identified showing variable geochemical features: 1) organic matter of recent or almost recent age being the source of polar labile compounds; probably formed in situ, 2) re-deposited organic matter of the middle diagenesis showing features similar to lignites (huminite reflectance Rf ~ 0.25–0.35%) deriving from angiosperm remains, mainly monocotyledons and to the lower extend also deciduous trees, 3) re-deposited organic matter at the middle catagenesis (Rf ~ 0.65–0.75%) being the source of most of aromatic hydrocarbons and biomarkers such as steranes, hopanes of the more thermally advanced distribution type. Its geochemical properties and assumed directions of sediment transport indicate bituminous coals of Upper Silesian Coal Basin together with coaly shales as a possible source of this organic matter. Such mixed origin of organic matter caused large discrepancies in values of thermal maturity parameters depending on input from the particular sources and occurrence both geochemical biomarkers and their biochemical precursors in the same samples.     

花岗岩风化壳中Ce地球化学特征及其找矿意义——以滇西岔河离子吸附型稀土矿床为例

近年来,临沧花岗岩体风化壳内离子吸附型稀土(IREE)矿床的找矿勘查取得重要进展,岔河IREE矿床是该区新发现的中大型矿床之一,为IREE矿床成矿预测提供了研究实例.文章对岔河IREE矿床11个探矿工程风化剖面样品和1370件土壤地球化学样品的稀土元素,以及Ce异常分布、迁移及富集等表生地球化学特征和规律进行研究,结合前人研究成果总结出该区找矿模型,实施工程验证并取得了找矿发现.研究表明,风化花岗岩稀土元素配分模式与母岩相似,风化过程中REE发生淋滤、富集作用(全风化层富集程度最高),LREE和HREE发生了分异作用(LREE分异程度相对较高).在风化过程中,Ce异常与稀土元素氧化物总量(ΣREO)呈负相关,且Ce异常存在明显的分异作用,如风化剖面中黏土层Ce正异常(1.69)与全风化层上部Ce负异常(0.75)数值具有明显差异,为Ce异常用于IREE矿床成矿预测成为可能(见矿率达90％).该研究不仅能定位、定量的圈定IREE矿床成矿预测区,而且完善了IREE矿床找矿模型,具有重要的推广和应用价值.     

松辽盆地嫩江组泥页岩有机质富集模式探讨——以嫩江组一、二段油页岩为例

通过理论模型推演与地质研究实例相结合的方式,以松辽盆地白垩系嫩江组一、二段发育的富有机质页岩(油页岩)为例,重点利用松科1井(南孔)嫩江组取芯井已有测试分析资料,综合有机碳(TOC)含量、黄铁矿硫同位素、全岩元素,以及相关测井、地震资料,综合探讨分析了嫩江组油页岩的成因机制以及油气勘探意义。研究认为:(1)将松辽盆地嫩江组油页岩的形成机制完全归因于海水侵入湖盆很可能是不全面的。虽然海侵能够导致湖盆水体咸化以及藻类勃发,但由于海侵时富氧表层海水对湖盆底部氧化还原环境的改变,"海侵"发生时可能在一定程度上抑制有机质在沉积物中的富集保存,这一点可以从松科1井连续地化剖面上得到验证;(2)海侵对富有机质页岩沉积的促进因素很可能主要体现在海侵结束后湖盆的持续咸化带来的藻类勃发;(3)嫩江组泥岩内存在全盆地广泛分布的火山凝灰岩沉积,且通常与油页岩呈共生关系。古松辽湖盆生产力的提升与火山灰输入所带来的营养物质,如磷、铁等直接相关;(4)嫩江组一、二段油页岩的形成可能是海侵结束后湖盆水体咸化与火山灰瞬间大量输入所诱发的湖盆水体富营养化事件多因素共同作用的结果。油页岩含油率分布规律显示在湖盆生产力普遍较高的情况下,沉积区水体深度越深、越远离河流碎屑输入,则有机质的富集保存条件越好,油页岩品质越高。