贵州务—正—道地区铝土矿含铝岩系中稀土元素富集规律及赋存形式

务川-正安-道真（务-正-道）地区是贵州省重要的铝土矿集区,提交铝土矿石资源储量超过7亿吨。区内铝土矿含铝岩系为下二叠统大竹园组,其中广泛富集稀土元素,由于这类稀土元素富集规律和赋存形式尚存在较大争议,综合利用和地质勘探依然缺少实际理论依据。本文通过对该区铝土矿含铝岩系的地质特征及其中伴生稀土元素研究,以总结分析稀土元素地球化学特征和富集规律,并讨论其赋存形式。研究结果表明,务-正-道地区含铝岩系中稀土元素基本呈右倾的配分模式,LREE表现为明显富集,Eu负异常明显。该套含铝岩系中上部样品普遍具有Ce正异常,而底部绿泥石泥岩则为Ce负异常。总体而言,稀土元素在研究区北西部和南东部向斜中的含量相对较高,而在中部向斜含铝岩系中相对较低。稀土元素主要赋存在底部的绿泥石泥岩中。其赋存形式可能主要以离子吸附或类质同象置换的形式赋存于铝矿物和黏土矿物表面或晶格中,也存在稀土元素的独立矿物。本研究为该类资源地质勘探和综合利用提供地质地球化学依据。     

贵州铝土矿含矿岩系中锂的分布特征及富集机理

锂是我国关键矿产和高新产业发展的战略性资源之一。贵州铝土矿资源丰富,含铝岩系分布广,勘查发现铝土矿(岩)中伴生大量的锂资源。研究认为,全省含铝岩系中Li含量高,变化范围大(0.55×10^-6～2725.03×10^-6),平面上Li含量总体呈北东(务正道成矿区)、南西(修文-清镇成矿区)高,中间(播州-瓮安成矿区)低的分布态势;剖面上Li主要富集在矿系上部的致密状铝土岩(矿)中,Li含量一般>500×10^-6,矿系中土状铝土矿(岩)Li含量一般<30×10^-6;气候温湿、风化及淋滤作用强的陆相湖泊沉积环境,有利于高岭石为主的黏土矿物形成及Li⁺与Al³⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Fe²⁺发生类质同象,或被吸附进入黏土矿物层间构造同迁移同富集,Li与Al₂O₃含量呈正相关关系;成岩成矿后的次生改造阶段,古地磁测量及CIA显示为炎热潮湿的氧化环境...     

黔北务-正-道地区铝土矿镓含量特征与赋存状态初探

黔北务(务川)-正(正安)-道(道真)地区铝土矿是贵州铝土矿重要组成部分,对该区瓦厂坪、通塘底和高梁窝3个代表性铝土矿床的镓(Ga)及其一些主要和微量元素进行了分析,结合电子探针研究,初步探讨了ca在本区铝土矿中的赋存状态.结果表明:本区铝土矿及含矿岩系中的铝土质页岩中的Ga含量高,分别为56.1×10-6～131×10-6(平均91.0×10-6)和25.1×10-6～47.6×10-6(平均36.8×10-6),均达到铝土矿中Ga的综合利用指标(20×10-6),具有很高的综合利用价值;铝土矿中的Ga除可能以Al类质同象形式相对富集于Al矿物(主要为-水铝石)外,还有可能在金红石和锆石等重矿物中富集.     

黔北务—正—道铝土矿中稀土元素赋存状态

铝土矿中常伴生稀土等重要的战略性矿产资源,具有巨大潜在经济价值.本文通过化学物相分析,包括水溶相、离子相、胶态沉积相和矿物相4个相态进行逐级分离,以及碳酸盐类、有机质、铁矿物类、石英及硅酸盐类进行逐级分离等,研究了黔北务—正—道铝土矿中稀土元素的赋存状态.结果表明,该区铝土矿中稀土元素主要是以矿物相和离子相为主,水溶相稀土和胶态沉积相稀土极少,且矿物相稀土元素主要赋存于硅酸盐类矿物中.结合该区铝土矿矿物组成特征,认为粘土矿物是其中稀土元素主要的载体矿物,主要呈类质同象形式赋存于粘土矿物(如高岭石和绿泥石等)中,部分稀土元素呈分散状态被铝矿物(如一水硬铝石、软水铝石、三水铝石等)以及粘土矿物吸附.     

黔北道真新民铝土矿含铝岩系中关键金属富集特征与资源潜力

黔北务(川)—正(安)—道(真)铝土矿成矿带是贵州省重要的铝土矿资源地,其中道真新民铝土矿床是近年在该成矿带内探获的又一大型铝土矿床,伴生Li、Ga、Sc和稀土元素等关键金属资源.以该矿床含铝岩系为剖析对象,对其中Li、Ga、Sc和REE等关键金属进行研究,系统总结其富集特征并分析其资源潜力.结果表明,研究区含铝岩系各类岩(矿)石中均不同程度富集Li、Ga、Sc和REE等关键金属.在含铝岩系垂向剖面上,关键金属具有上部富Li、中部富Ga、下部富REE,而Sc含量变化较小的富集特征.在岩(矿)石类型上,Li、Ga和REE分别主要富集于铝土岩、铝土矿和绿泥石泥岩中,Li主要富集在致密状铝土矿中,Ga在土状铝土矿、碎屑状铝土矿、豆鲕状铝土矿中相对富集,REE在致密状铝土矿和土状铝土矿中的含量相对富集,而Sc在不同类型岩(矿)石中的含量变化不大.研究区含铝岩系不同岩(矿)石中,Li与SiO2正相关,Ga、Sc与Al2O3、TiO2正相关,而REE与Fe2O3正相关系,Li、Ga、Sc、REE之间不存在相关关系,原岩风化程度可能是控制这些元素富集的关键因素之一.新民铝土矿床含铝岩系中,关键金属Li、Ga、Sc、REE的资源潜力和潜在经济价值巨大,预测Li、Ga、Sc和REE的远景资源储量分别达到大型矿床规模的3.2倍、3.8倍、669倍和2.1倍.     

黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集机制

通过对黔北务—正—道地区新木—宴溪铝土矿样品主量和稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素富集特征以及底部层位中稀土元素的富集机制.研究认为:1)介质pH值以及剖面上铝土矿化程度是稀土元素富集的关键影响因素,含矿岩系底部由于地下水活性减弱以及碳酸盐岩基岩的影响,pH为中性到碱性,有利于稀土元素聚集,且铝土矿稀土元素含量随着风化程度的降低而增加;2)铝土矿底部的更高含量的粘土矿物是造成铝土矿含矿岩系底部稀土元素富集的重要因素之一,REE主要的寄主矿物磷灰石也更易于在含矿岩系底部保存,而铝土矿底部自生稀土矿物的存在也是造成含矿岩系底部稀土元素富集的因素之一;3)针铁矿对稀土元素尤其是轻稀土元素发挥了重要的吸附作用,新木—宴溪铝土矿底部层位Fe含量相对较高,且含矿岩系底部接近中性到偏碱性的pH值,更有利于针铁矿的形成.4)稀土元素富集与氧化还原环境有关.该矿床底部部分样品Ce明显负异常,说明弱氧化的沉积环境可能有利于稀土的富集.样品的δCe与(La/Nd)N近似呈弱的负相关关系,表明轻稀土的富集可能与介质的氧化还原条件有关,在弱氧化的条件下,轻稀土越富集.     

黔北旦坪铝土矿床含矿岩系伴生元素富集规律

黔北务正道地区铝土矿床(点)广布,许多矿床含矿岩系伴生多种关键金属元素,具有较高的综合利用潜力,旦坪铝土矿床是近年在该区新模向斜内新发现的大型矿床.本文在对该矿床典型含矿岩系剖面地质特征和矿物组合研究基础上,通过不同位置铝土岩和不同类型矿石的主量、微量和稀土元素含量分析,初步查明了该矿床中伴生元素的分布特征和富集规律.研究结果表明,矿区含矿岩系中多种关键金属元素不同程度富集,不同位置铝土岩和不同类型矿石中富集元素的种类及富集程度存在较明显差异,其与铝土矿化过程出现的矿物组合及含量密切相关.总体而言,本区铝土矿床中Li、Sc、Ga具有较大潜在综合利用价值,其中Li主要富集于含矿岩系中上部,而Sc和Ga富集于含矿岩系中下部.此外,含矿岩系下伏下志留统韩家店组砂页岩经历了相对较弱的脱硅、富铝和富铁作用,其中许多微量元素也有不同程度富集,如REE元素,但其机理尚有待深入研究.     

河北省奥陶纪马家沟组顶部古风化壳中三稀元素赋存状态及富集机制

河北省奥陶纪马家沟组与晚石炭世本溪组之间发育一套古风化壳层,岩性主要为铁质黏土岩、铝质黏土岩和铝土岩,剖面从顶到底具典型的“煤-铝-铁”结构。地球化学分析结果显示,冀东石岭和冀南同义岭古风化壳样品的轻稀土元素氧化物总质量分数分别达0.0893%和0.0717%,均超过了古风化壳型轻稀土矿边界品位,冀北煤窑山古风化壳样品的轻稀土元素总质量分数为0.0504%,也具明显富集特征。古风化壳中部分样品稀有元素Li含量也超过了伴生边界品位。通过元素逐级分离试验定量分析出古风化壳中的三稀元素主要以矿物相存在,再通过X射线衍射分析、电子探针分析进一步确定三稀元素主要以类质同象赋存于伊利石、高岭石等黏土矿物中,少量以化合态存在于独立的稀土矿物中。综合分析认为,古风化壳中三稀元素的矿化富集依次经历了风化壳形成阶段、铝质岩系形成阶段及沉积压实阶段的多阶段演化。     

铝土矿中伴生三稀元素研究进展

近年来国内外铝土矿中伴生三稀元素的研究表明,众多铝土矿及赤泥中的三稀元素具有巨大的综合利用潜力,部分矿床甚至已到达了工业生产的要求.三稀元素通常以类质同相形式进入矿物晶格和离子态吸附于矿物表面两种形式产出,但在很多铝土矿中均发现有少量稀土独立矿物的存在.影响铝土矿床中三稀元素富集因素复杂,包括成矿原岩、pH值、氧化还原环境和赋存矿物等.目前,电解铝的尾矿-赤泥中三稀元素的回收工艺也日渐成熟,酸浸-萃取(离子交换)是主要提取方法.由于铝土矿中矿物组成细小且复杂,其中三稀元素种类众多,含量相对较低,因此,未来分辨率和精度更高的显微测试技术的应用将推动三稀元素在铝土矿分布、赋存形式和富集机理研究深入.     

黔北务-正-道地区铝土矿地质特征及资源潜力分析

文章简要介绍了务-正-道地区铝土矿的成矿地质背景和务川瓦厂坪铝土矿床的地质特征.重点从含矿层位下二叠统梁山组地层的分布、厚度变化;构造运动控制务-正-道地区古地理的变迁;褶皱构造控矿等几方面分析了与铝土矿成矿的关系,进而又对比了省内各铝土矿集区找矿勘探工作程度,综合分析了该区的找矿勘探潜力.认为务-正-道地区应存在大中型规模的铝土矿床,中下志留统韩家店组之上的不整合面,下二叠统梁山组和向斜构造是其成矿的主要控矿因素.     

贵州务-正-道地区二叠纪铝土矿沉积环境地球化学证据

黔北务-正-道地区铝土矿形成于早二叠世大竹园期,属古风化壳沉积型。沉积环境是该类型铝土矿形成的重要因素,本文通过对反映沉积环境比较敏感的B、Ga、Sr、Ba、Th元素含量变化及B/Ga、Sr/Ba、Sr/Cu、Th/U、V/Ni、V/Cr、Ni/Co、Rb/K比值特征分析研究,认为含矿岩系大竹园组主要形成于陆相滨浅湖环境,其底部沉积时期曾遭受海侵影响,具海相→海陆过渡相→陆相沉积特点;深时气候主要为古赤道附近的热带-亚热带温湿气候;氧化还原条件以相对开放的氧化环境为主,局部区域存在相对封闭的贫氧-厌氧环境;铝土矿形成经历了风化早期的强氧化、碱性介质环境→风化中后期的氧化、酸性介质环境→风化物迁移、搬运阶段的弱氧化、弱酸-中性介质环境→沉积成岩成矿期的氧化-弱氧化,弱酸-弱碱性介质环境(局部为贫氧-厌氧环境)→次生淋滤改造富集阶段的氧化、酸性介质环境。铝土矿工业矿体的形成与次生淋滤改造作用密切相关。     

黔北下寒武统黑色岩系元素赋存状态及富集模式

通过对黔北下寒武统黑色岩系的地质和地球化学分析,结合前人研究成果,探讨了黑色岩系元素赋存状态及富集模式。黑色岩系富含有机质,粘土矿物成分高,Ni-Mo矿层以硫化物矿物为主,表明元素赋存状态主要为硫化物态、有机质结合态和粘土矿物吸附态等,但各个元素的赋存状态有所不同。黑色岩系多元素富集层是贵金属元素、稀土元素和其他微量元素的富集体,富集系数高。黑色岩系多元素的异常富集是古地理环境、构造运动、热液活动和缺氧事件的综合作用结果。     

贵州威宁-赫章二叠系乐平统含铁、铝岩系的沉积环境及成矿元素富集特征

贵州威宁-赫章地区的二叠系乐平统宣威组第一段铁、铝岩系,是峨眉山玄武岩风化-沉积作用的产物.其中富集的稀土、稀有、稀散元素,与峨眉山玄武岩所处的构造位置和玄武岩风化的古地理位置有关.在六盘水裂陷槽区(B区),Cu、Ti、Sc、REE含量高,对应于六盘水裂陷槽复杂的地质环境;在裂陷槽边界西南,玄武岩剥蚀作用强烈,沉积层的厚度较薄,Nb、Ta和REE在强风化环境中富集;在裂陷槽边界北东,沉积厚度较大,Ga和V含量高,可能是沉积环境富集.风化作用是成矿有用组分富集的重要因素,它决定了稀土、稀有和稀散元素富集的趋势.有一些元素可以富集,达到工业利用价值,特别是Nb+ Ta,可能形成独立矿床.     

浙西寒武系底部黑色岩系含矿性和有用组分的赋存状态

通过对浙西寒武系底部黑色岩系分布区的区域地质和典型矿床的地质特征分析,阐述了黑色岩系的含矿性和伴生元素的赋存状态.黑色岩系的底部为厚度不等的磷块岩（结核）层,其上为金属层或石煤层,金属层的厚度与磷块岩的发育呈正相关,与石煤层的厚度呈负相关.在石煤层或其上部的碳质页岩中含黄铁矿层.石煤中伴生有钒、镍、钼、铜、铅、锌、铀、银和稀土元素,在部分地段可富集成矿.钒或以独立矿物存在,或以类质同象赋存在粘土矿物中;镍主要以独立矿物存在;钼主要与碳、硫、粘土一起呈钼硫化物胶状集合体,经热接触变质作用后形成辉钼矿;铀呈不均匀分散在胶磷矿和碳泥质中,呈类质同象或吸附状态存在;稀土元素主要呈类质同存在于胶磷矿中,部分呈吸附状态存在;铜、铅、锌主要以硫化物和硫砷化物等存在,多富集在金属层中.     

中国铝土矿含铝岩系伴生稀土资源分布特征及富集机制

在广泛搜集公开数据的基础上,对中国铝土矿含铝岩系伴生稀土资源进行了研究,提出了中国铝土矿含铝岩系伴生稀土富集机制.从矿床成因类型来看,沉积型含铝岩系伴生稀土含量最高,其次是红土型、堆积型;配分特征上,伴生稀土都具有明显的右倾特征,属于轻稀土富集型;区域分布上总体具有"北高南低"的特点.主要含铝岩系在稀土含量与富稀岩性上...     

贵州务-正-道地区铝土矿成矿模式与找矿模型

务-正-道铝土矿成矿区位于黔北-渝南接壤地带,现已发现大型铝土矿床10余个,探明资源储量超7亿吨,是贵州重要的铝矿资源地。铝土矿产于下志留统韩家店组碎屑岩或上石炭统黄龙组碳酸盐岩古侵蚀面之上的下二叠统大竹园组中,属古风化沉积型铝土矿床。基于前人成矿物质来源、成矿环境、成矿作用及矿床成因类型的研究成果,进一步探讨了区域构造演化与铝土矿形成的关系,结合典型矿床成矿地质特征,揭示了研究区铝土矿成矿的地质-地球化学演化过程。依据1∶10万~1∶1万遥感影像特征的提取,总结了含矿岩系及相邻层位、主要构造的识别标志,论述了铁化、泥化异常与含矿岩系的空间展布关系,刻画出大比例尺度的遥感三维立体影像模型。通过多个铝土矿区浅层地震反射波法、高密度电阻率法、频率域三极测深法、音频大地电磁测深法、大功率激电测深法等物探方法的应用和对比研究,反演出“高、厚、凹、拐”物探异常找矿标志,建立了典型铝土矿床三维地质-地球物理找矿预测模型。在上述基础上,集成了铝土矿勘查技术方法体系,建立了地质、物探、化探、遥感综合找矿模型,示范指导找矿预测,经工程验证,取得显著的找矿效果,表明建立的找矿模型在该研究区探寻铝土矿适宜、有效。     

黔北务正道地区含铝岩系地球化学特征及地质意义

对黔北务正道地区大竹园、岩凤阡和旦坪三个铝土矿床的含铝岩系元素地球化学特征进行研究,结果表明:常量元素主要由Al_2O_3、SiO_2、Fe_2O_3、TiO_2组成,铝土矿呈富铝、低铁的特点;Zr、Sr、Cr、V、Li等微量元素含量均达到100×10~(-6)以上,尤其以元素Li含量最高;Be含量4.04×10~(-6)~7.04×10~(-6),表明铝土矿以沉积成因为主,局部地段具残积成矿的特点;Th/U介于2~7之间,揭示了铝土矿风化作用不彻底或者有沉积混杂;Sr/Ba1,表明铝土矿主要形成于海相沉积环境;V/Cr=0.90~1.112.00、Ni/Co=0.58~4.125.00、V/(V+Ni)=0.72~0.880.60,表明铝土矿主要形成于富氧的沉积环境;ΣREE值总量较高,轻稀土较富集,Eu轻微正异常、Ce明显正异常;Ce/Ce*1,表明铝土矿沉积于富氧环境;La/Yb-REE关系图解中所有样品并没有集中落在沉积岩区,表明成矿物质具有多源性。综合分析认为,本区铝土矿床为晚志留世-石炭纪形成初始矿源层,并在二叠世早期风化搬运至湖泊沼泽或近岸浅海进一步富集成矿。     

重庆巫山地区上二叠统黑色岩系中镉等有害元素赋存状态及环境意义

本文以重庆巫山地区上二叠统黑色岩系为研究对象,通过全岩化学分析、矿物分析、连续化学提取、浸提实验等方法,揭示黑色岩系中有害微量元素的赋存状态及其环境意义.结果表明,研究区黑色岩系样品富含有机碳和硫,为典型缺氧条件下的产物;明显富集Cd、Cr等有害元素.Cd主要赋存于碳酸盐矿物中,Cr主要赋存于硅酸盐矿物,Zn和Ni的赋...     

贵州织金磷矿稀土富集机制、赋存状态及可利用性

巨量的海相沉积磷矿不仅是磷的主要来源,而且还因其中大部分富含稀土元素而成为潜在的稀土资源。为更好地理解这类稀土的成矿规律、赋存状态和开发利用前景,本文利用XRD、SEM、LA-ICP-MS和TEM等分析手段,对贵州织金富稀土磷块岩进行研究。结果表明,稀土元素主要通过扩散作用从海水及孔隙水富集于纳米级磷灰石中。低沉积速率和纳米级磷灰石较大的比表面积均有利于稀土成矿;磷矿后期经历了低温还原性富F热液流体改造,改变了稀土元素的分布特征和配分模式,但这并非稀土富集主要原因;TEM分析显示,稀土元素主要以类质同象形式赋存于磷灰石晶格之中;稀土元素在磷灰石中晶格尺度赋存特点决定了只能对磷灰石进行分解破坏的提取方式。使用酸浸法将稀土元素作为伴生资源提取,是一种有效途径。     

黔北务—正—道地区典型铝土矿床伴生有益元素锂、镓和钪分布规律

Li、Ga和Sc是重要的"三稀"矿产资源,在铝土矿中广泛分布。贵州北部务—正—道铝土矿矿集区现已探明10个大型矿床,其中伴生的Li、Ga和Sc金属资源量巨大。文章以务川瓦厂坪、道真新民和正安新木—晏溪3个大型铝土矿床为研究对象,通过对含矿岩系及其上覆和下伏岩石中Li、Ga和Sc分布规律的系统研究,发现含矿岩系垂向上,Li、Ga和Sc含量表现为矿层中部最高,下部次之,上部最低;矿石类型上,Li在鲕状、致密块状矿石中的含量高于碎屑状矿石,土状矿石中Li的含量最低,Ga在土状和鲕状、致密块状矿石中更富集,而Sc则在碎屑状矿石中相对富集;区域上Li、Ga和Sc含量总体呈北高南低的态势,暗示这些有益伴生元素的空间分布可能与源岩岩性、风化作用和沉积分异等有关。由于Li、Ga和Sc与Al、Ti等元素常呈类质同象置换或以离子吸附态形式赋存于金红石、锆石、磷钇矿等矿物的表面,重视这些重矿物的选矿,对综合利用Li、Ga和Sc等伴生有益元素具有重要意义。此外,通过Li、Sc和Ga分布特征和富集规律的研究,进一步佐证了务—正—道地区铝土矿形成于陆相河湖盆地环境。