河南省洛宁龙门店银铅矿稀土元素地球化学特征及地质意义

龙门店银铅矿片麻岩和中性喷出岩具有相似的稀土配分模式,轻稀土富集,曲线右倾。前者稀土总量较低,平均105.99×10~(-6),δEu=0.71~5.59,总体呈正异常;后者稀土总量略高,平均194.81×10~(-6),δEu=0.84~1.08;花岗岩稀土总量较高,平均231.06×10~(-6),具Eu负异常,混合花岗岩及辉绿岩呈正异常;矿石稀土总量相对较低,平均108.5×10~(-6),Eu正异常和负异常交替出现。岩石和矿石均有轻重稀土分异明显的特征。从片麻岩→矿石→辉绿岩→混合花岗岩→安山岩类→花岗岩,稀土元素总量递增,显示了成矿热液对岩浆岩体的淋滤萃取和对围岩的叠加改造。矿体中的Y/Ho=26.29~37.16,集中于27~31,接近陨石比值,表明矿床形成过程中应该有岩浆热液加入,体现后期岩浆热液的特征,稀土元素总量变大。燕山期岩浆热液对矿石组分有一定的改造,Eu正异常和负异常同时出现,矿石稀土元素特征体现出后期叠加岩浆流体的部分反映。结合石英、黄铁矿、方铅矿及围岩的稀土元素配分模式对比,基本确定成矿物质主要来自岩浆热液,即与蒿坪沟岩体关系密切。     

吉林夹皮沟金矿带的稀土元素地球化学研究

为了解吉林夹皮沟金矿带的成矿期次,利用稀土元素的示踪性,对夹皮沟金矿带含矿石英脉、花岗岩及变质地层斜长角闪岩等21个样品进行稀土元素含量测定。测定结果表明,石英脉ΣREE=19.12×10-6～147.57×10-6,δEu=0.61～1.22,平均值0.89,具弱的负Eu异常;太古代花岗岩ΣREE=121.40×10-6～157.32×10-6,δEu=0.87～1.09;中生代花岗岩ΣREE=69.78×10-6～90.95×10-6,δEu=0.94～1.02,LREE/HREE比值分别为11.51～14.12和14.16～16.73,后者轻重稀土分馏程度略高于前者;变质围岩ΣREE=22.40×10-6～275.86×10-6,δEu=0.75～5.79,平均值2.30,具明显的正Eu异常。三者都具有轻稀土富集的平滑稀土配分模型。结合其区域地质背景、流体包裹体和稀土元素特征,得出夹皮沟金矿存在两期成矿作用,分别对应于太古代成矿花岗岩岩浆作用及中生代燕山期花岗岩岩浆作用。太古代首次富集成矿,中生代燕山期叠加成矿并扩大成矿规模,成矿时代分别为2475～2469 Ma和170～160 Ma;结合稀土特征研究及包裹体研究,成矿流体以岩浆热液流体为主,遭受轻微地层变质热液混染,中生代成矿流体混染作用更强烈。     

深海富稀土沉积研究的若干问题

深海富稀土沉积是指稀土元素含量(包含Y)≥400×10~(-6)的一类深海沉积物,以中-重稀土富集、与钙十字沸石紧密共生而区别于其他深海沉积类型。深海富稀土沉积在太平洋和印度洋广泛分布,其稀土氧化物资源量可达1000亿t,其中重稀土资源量约为325亿t,引起了国际学术界的普遍关注。在系统总结深海富稀土沉积的调查研究历史和现状基础上,对其分布特征和规律、地球化学特征、载体矿物、富集机制、物质来源等研究进展进行了阐述,并指出了目前在稀土元素富集机制研究方面存在的几个重要问题:稀土元素的物质来源;沉积物孔隙水对于稀土元素富集的作用;钙十字沸石等共生矿物的成矿指示意义。     

贵州惠水早石炭世打屋坝组黑色岩系稀土元素地球化学特征及沉积环境分析

为深入探讨贵州黔南地区早石炭世打屋坝组黑色岩系的沉积环境与物源分析,笔者选取了贵州惠水王佑地区早石炭世打屋坝组黑色岩系进行系统采样和稀土元素地球化学分析,探讨该区域黑色岩系的沉积环境变化特征,为下一步页岩气勘探提供参考。分析结果表明,研究区域的稀土元素总量ΣREE为(100.52~627.32)×10~(-6),平均值为191.20×10~(-6),比北美页岩稀土总量(200.21×10~(-6))略低。通过LREE/HREE,δCe,δEu等相关参数显示,研究区域的黑色岩系经北美页岩标准化后曲线呈平坦状,表现为轻稀土富集,重稀土相对亏损;研究区域样品的δEu值为0.86~1.11,平均值为0.97,δCe值为0.92~1.12,平均值为1.03,异常表现不明显,结合野外岩性特征变化,可推断研究区域的沉积环境表现为弱氧化-弱还原环境,属于台地边缘斜坡-浅海陆棚相;通过w(ΣREE)-w(La)/w(Yb)图解可知,研究区域的物源属于上地壳花岗岩与沉积岩的混合物;此外,结合研究区域样品的TOC含量与黄铁矿的富集程度可知,贵州惠水王佑地区早石炭世打屋坝组黑色岩系具有良好的生烃潜力。     

云南腾冲土官寨离子吸附型稀土矿床地球化学特征

运用岩石地球化学方法,对云南腾冲土官寨矿区离子吸附型稀土矿床的地球化学特征进行研究。结果显示:风化层较基岩明显富集Al_2O_3, Fe_2O_3, FeO等,贫化CaO, Na_2O, MgO, K_2O等元素,绝大多数微量及稀土元素均有不同程度的富集;垂向上从上到下稀土含量总体呈现"低-高-低"的抛物线形态, Ce元素与其他元素之间发生了明显的分异现象,个别样品中表土层稀土含量较高且含矿层较厚可能是由于风化历史时期的构造沉降作用造成的;由半风化层到全风化层, REE元素均为迁入,其中∑LREE迁入程度较∑HREE高,与不同稀土元素的水解能力和黏土矿物吸附选择性有关,而由全风化层到表土层, REE元素则发生了不同程度的降低。     

岩溶地下河系统中表层土壤稀土元素含量及分布特征

以桂林寨底地下河系统中表层土壤为研究对象,采用激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)进行稀土元素测试分析,开展了稀土元素地球化学研究,研究结果表明:研究区内土壤稀土元素总量∑REE分布范围为117.82~451.98μg·g~(-1),平均为312.30μg·g~(-1),变化范围属中等分异型,高于中国大陆的土壤稀土元素总量背景值。轻稀土总量LREE高于中国大陆土壤LREE背景值,重稀土总量HREE略低于中国大陆土壤HREE背景值。LREE/HREE平均值为7.86,与北美页岩LREE/HREE值7.47相接近。土壤样品的北美页岩标准化曲线具有略轻稀土富集的右倾特征,Ce和Eu均表现出微弱的负异常特征,与研究区内成土母岩有一定的关系。虽然成土母岩决定着土壤中稀土元素的初始含量,但最终含量还受到其他因素的影响。     

贵州早寒武世早期磷块岩稀土元素赋存状态及分布规律研究

利用双目实体显微镜从贵州早寒武世早期的织金新华、铜仁坝黄以及遵义松林等不同沉积环境的磷块岩中挑选出白云石单矿物和小壳动物化石,进行等离子质谱分析(ICP-MS),再结合扫描电镜及能谱(SEM-EDX)、偏光显微镜观察等手段,对磷块岩中稀土元素的赋存状态及分布规律进行了深入研究,认为稀土元素的富集与成磷环境关系不密切,与含磷岩系厚度及矿层厚度不成正比关系;在同一含磷岩系中稀土元素总量表现为下部低上部高;主要伴生矿物白云石、粘土矿物、硅质矿物中REE含量都较低,稀土含量与小壳生物化石含量的关系也不明显,而与碳氟磷灰石矿物含量呈显著的正相关,稀土元素主要以类质同象形式赋存于碳氟磷灰石晶格中。     

贵州西部峨眉山玄武岩风化壳稀土元素迁移富集规律研究

通过野外地质调查、样品采集和ICP-MS分析等方法,运用地质学和地球化学理论,对贵州西部峨眉山玄武岩风化壳稀土元素迁移富集规律进行研究。研究结果表明:峨眉山玄武岩风化壳剖面垂向上,各稀土元素氧化物含量变化曲线呈"D"字型,浸出率呈上陡下缓"单齿"状曲线。在全风化-半风化层中,各稀土元素整体富集,而亚黏土层中,仅Yb,Lu,Ce三个元素富集。全风化-半风化层中,稀土元素氧化物总量变化范围847～1146×10~(-6),平均品位为973×10~(-6),浸出率变化范围15.2～45.2×10~(-2),平均浸出率为26.3×10-2。各稀土元素氧化物浸出率一般20%～70%,轻、中、重稀土氧化物总量平均浸出率分别为25.5%,33.0%及24.3%。Ce,Nd,La,Y四个元素氧化物总量及其浸出量分别平均占比稀土元素氧化物总量的76.3%和71.1%,因而,贵州西部峨眉山玄武岩风化壳型稀土资源,主要为富Ce-Nd-La-Y型。此研究结果对扩大我国稀土矿源具有重要的意义。     

滇东北矿集区茂租铅锌矿床萤石的稀土元素特征及其指示意义

巧家茂租铅锌矿床是滇东北矿集区的代表矿床之一,除矿石矿物闪锌矿、方铅矿、黄铁矿外,萤石是其主要的脉石矿物。通过萤石的稀土元素地球化学特征研究,发现其中REE含量变化较大,特征参数也有差别,但其球粒陨石标准化曲线分配模式基本一致,不同矿化带萤石均具有明显的Ce负异常、中稀土富集、分配曲线相对平缓的特征。从铅锌矿体中心到外围矿化带,萤石稀土元素呈现∑REE逐渐减少、LREE富集变为HREE富集,δEu正异常变为δEu负异常,δCe逐渐变小的变化特征。表明该矿床萤石的形成是一个连续过程,不同矿化带的萤石是同一体系经历不同阶段的产物。通过萤石的形成机制分析,认为该矿床萤石是热液作用的产物,是由富含F的成矿流体沿构造活动带从下向上运移,与灯影组地层的白云岩发生水-岩的相互作用,使流体中的CaF_2产生过饱和而大规模沉淀析出形成的,且随着热液向两侧围岩迁移,不断与围岩发生水岩反应,分别形成了不同矿化带的萤石。本文研究对揭示矿床铅锌成矿机制具有重要意义。     

南大西洋中脊表层沉积物中稀土元素的含量及分布模式分析

以HNO3-H2O2-HF为消解体系,对南大西洋中脊16个站位表层沉积物进行消解,应用电感耦合等离子体质谱测定了沉积物中稀土元素(Rare earth elements,REE)的含量,并分析了稀土元素的分布特征。结果表明,微波消解-ICP-MS方法测定稀土元素,各元素的线性关系良好(r=0.9997~1.0000),检出限可达ng/L,精密度好、准确度高,相对标准偏差(RSD,n=3)不大于3.0%,相对误差在6.0%以内。16个站位沉积物样品中稀土总量(∑RE)变化范围为37.25~134.77μg/g,轻重稀土元素含量比值(LRE/HRE)的变化范围是0.61~1.70,平均值为1.27,沉积物中富集轻稀土略明显;从稀土配分模式看出,各个站位REE分布模式基本一致,轻重稀土元素之间有明显的分馏;不同来源沉积物中稀土元素分布模式类似,陆地和海洋沉积物稀土存在稍微差异;沉积物中δEu和δCe均出现负异常,说明了稀土元素主要是来自于海水。本研究分析了南大西洋中脊稀土元素的含量和分配规律,为深入研究大西洋中稀土元素的分布提供技术支撑和参考数据。     

个旧超大型锡多金属矿稀土元素地球化学特征

对比研究了个旧不同类型岩(矿)石(蚀变花岗岩、钙质泥岩、大理岩、矽卡岩矿石、层状矿石和脉状矿石)的稀土元素、微量元素地球化学特征,借以示踪不同类型矿床的成矿物质来源。研究表明不同类型矿石中的稀土元素配分曲线较为相似,成矿物质具有同源性,并与本区的花岗岩具有一定的成因联系。由于其成矿方式的不同,不同类型矿石中的稀土元素特征和矿物组合特征略有差异,脉状矿石和层状矿石中稀土含量相对较少且富集轻稀土,而矽卡岩矿石中稀土含量相对较多且轻、重稀土的含量变化较大。     

白云鄂博钠闪石型铁矿石中稀土赋存状态研究

为提高白云鄂博各类型铁矿石中稀土资源利用率,采用先进的AMICS自动矿物分析系统、扫描电镜和能谱分析等手段对白云鄂博钠闪石型铁矿石中稀土的赋存状态进行了系统研究。结果表明:矿石中稀土REO品位为3.42%,其中轻稀土元素占稀土总量的96.56%,中重稀土元素占稀土总量的3.44%;稀土元素主要赋存在氟碳铈矿、独居石、氟碳钙铈矿和易解石中,分布率为84.36%,其次铁矿物中的分布率为12.43%;氟碳铈矿是含稀土元素最高的矿物,元素总量为67.23%,氟碳钙铈矿所含稀土元素种类与氟碳铈矿接近,稀土元素总量为58.09%,独居石相对氟碳铈矿La低Nd高,且含有少量Gd和Y;易解石中Nb含量为22.14%,此外中重稀土元素的种类多、含量高,建议在选矿过程中重点关注易解石在稀土精矿中的富集。     

云南禄劝噜鲁铅锌矿床稀土元素和微量元素地球化学

云南禄劝噜鲁铅锌矿床位于扬子地块西南边缘,矿石矿物主要为方铅矿、闪锌矿、黄铁矿,对该矿床进行了系统的稀土元素和微量元素分析测试。结果表明:赋矿围岩中稀土元素总量(∑REE)变化范围介于(1.480~69.030)×10~(-6)之间,轻稀土元素相对富集。两期黄铁矿稀土及微量元素存在一定的差异,一期黄铁矿δEu显示强负异常,δCe值弱负异常,配分模式与赋矿围岩相似,二期黄铁矿δEu值显示正异常,δCe值表现强负异常。成矿流体为多来源,成矿环境可能存在一个相对还原向相对氧化的变化过程。两期黄铁矿HFSE亏损,Nb/La,Th/La值均1,Hf/Sm仅有部分值1,表明成矿流体可能为富Cl流体,成矿流体可能遭受了外来热液的混入,两期黄铁矿Co/Ni比值较小,表明成矿温度为中低温。第一期黄铁矿Y/Ho(25.909~44.429)较第二期Y/Ho(4.617~23.600)比值大。黄铁矿Y/Ho比值表明赋矿地层有可能为第一期黄铁矿提供了成矿流体来源,第二期黄铁矿Y/Ho比值部分落入峨眉山玄武岩范围内,峨眉山玄武岩有可能为成矿提供成矿流体。     

黔西新华大型磷矿磷块岩稀土元素地球化学及其成因意义

黔西织金是我国重要的磷矿产区之一。利用ICP-MS测试方法系统分析了该区新华磷矿磷块岩的稀土元素(REE)组成,为矿床的成因研究提供证明。为对比研究,还同时测定了华南贵州遵义和湖南张家界等地的下寒武统黑色岩系中磷块岩的REE含量。结果显示:1·新华磷块岩稀土元素总量(∑REE)较高,变化较大,介于164·23×10-6~1395·01×10-6,平均642·54×10-6,轻重稀土分异明显,∑LREE/∑HREE值介于5·04~6·52,平均5·69,而华南其他地区磷块岩的∑REE和∑LREE/∑HREE分别为156·69×10-6~637·41×10-6(平均431·75×10-6)和3·17~6·95(平均4·37);2·无论新华磷块岩或华南其他地区磷块岩,均具明显的Ce负异常,且新华磷块岩的δCe更低,为0·26~0·53,平均0·35,而华南其他磷块岩δCe为0·30~0·66,平均0·47,表明它们均为典型海相沉积磷块岩,主要形成于陆缘海环境,且新华磷块岩形成的深度相对较深;3·无论新华磷块岩还是华南其他地区磷块岩,大多数样品具不明显的Eu正异常,少部分者出现较高的Eu正异常,δEu介于0·98~2·40,显示这些磷块岩的成矿过程中可能有较高温(>200℃)强还原热液的加入;4·新华磷块岩中HREE相对亏损,且多数样品LaN/NdN>1,而δY>1.5,δY与δCe之间不存在相关性,说明磷块岩遭受了较强的后期风化淋滤作用,深埋成岩作用基本未改变其REE组成。     

临涣采煤沉陷区地表水稀土元素地球化学特征

以淮北临涣采煤沉陷区地表水为研究对象,共采集6个地表沉陷区积水样品、 13个河水样品,采用ICP-MS测定样品中稀土元素含量,分析了水中稀土元素分配模式,利用化学平衡软件MINTEQ(3.1版)计算了水体中稀土元素络合方式。结果表明:研究区地表水中∑REE含量较低,平均含量为0.2121μg·L~(-1),其中沉陷区积水、河水中∑REE平均值分别为0.1967和0.2532μg·L~(-1);水体呈现富轻稀土元素特征,轻稀土/重稀土比值达到1.55,并呈现出显著的Ce负异常及Eu正异常,河水中(La/Yb)_N与pH, HCO~-_3有较为显著的相关性,但沉陷区水中(La/Yb)_N与pH, HCO~-_3相关性不明显;模拟计算结果显示,河水及沉陷区水的Ln(CO_3)~-_2碳酸盐无机络合形式平均占比在90%以上,其次是LnCO~+_3络合形式; pH值, Na~+, Ca~(2+), Mg~(2+)等常量阳离子浓度会影响REE的迁移,偏碱性的水化学性质会影响REE的分异。     

煤矿区地下水稀土元素地球化学特征:以皖北许疃矿为例

为了解煤矿区地下水稀土元素地球化学特征,采集了许疃煤矿3个含水层水样,进行常规离子和稀土元素测试,探讨了稀土组成及元素异常特征,结果表明:许疃矿3个含水层呈碱性,pH值平均为8.7,地下水中阴离子以HCO_3~-为主,阳离子以K~++Na~+为主。Ca~(2+)和Mg~(2+)含量在灰岩水中最大,Na~++K~+浓度在煤系水中最高。地下水中稀土总量偏低(∑REE=0.023~0.251μg·L~(-1)),经后太古宙平均页岩标准化,表现为轻稀土亏损,重稀土富集,所有样品均表现为明显的Eu正异常,多数样品表现为Ce和Y负异常;这些特征受到多种因素控制,其中Ce负异常受到地下水pH值影响,而Eu异常受长石类矿物溶解的影响,Y负异常和较低的Y/Ho值与Ca~(2+)浓度密切相关,受到围岩作用的影响。这些特征及影响因素表明利用稀土元素特征进行矿井水源识别具有一定的可行性。     

苏皖四处凹凸棒石粘土矿床稀土元素地球化学研究

研究了苏皖四处凹凸棒石粘土矿床不同类型矿石的烯土元素组成及其变化特征。研究表明玄武岩首先风化形成蒙皂石族粘土矿物，在此过程中稀土元素没有明显的分馏作用，强风化的玄武岩重稀土元素强烈亏损；如果玄武岩在地表进一步风化形成红土型蒙脱石粘土，则发生明显的铈正异常，中稀土亏损而轻稀土和重稀土又重新富集，这反映了当时大陆地表特殊的氧化条件和盆地湖水溶液的胶体吸附作用。玄武岩在原地进行水－岩作用，发生递进化学风化，其稀土元素地球化学特征与玄武岩及其风化产物的稀土元素化学特征基本一致，总量略低，显示REE没有大量迁移流失，沉积型凹凸棒石粘土的稀土元素地球化学特征也与玄武岩及其风化产物的稀土元素地球化学特征相似，但同时表现出轻重稀土比值磁大，铕正异常，表明沉积型凹凸棒石粘土的物源基本上是来源于玄武岩的风化产物，但REE配分模型受玄武岩风化残积物的制约。     

多金属结核/结壳中稀土元素的富集特征及其资源效应

多金属结核/结壳是海洋中最重要的固体沉积矿产之一,蕴藏丰富的铁、锰、铜、钴、镍等金属元素,也是稀土元素的富集体.利用等离子质谱仪/光谱仪对太平洋、大西洋、印度洋及南海北部海多金属结核/结壳11个样品25份试样的稀土含量进行了分析,多金属结核/结壳中稀土平均含量为1265 57×10-6,其中结核平均含量为1096.96×10-6,结壳平均含量1623.88×10-6,人人超过地壳和玑积岩的平均含量.稀土元素的富集主要受控于结核/结壳中铁、锰氧化物及粘土矿物对海水和沉积物中稀土元素的吸附作用,Ce元素高度富集,使其成为多金属结核/结壳矿产开发中可能最先利用的稀土元素之一.     

云南鹤庆盆地岩溶地下水稀土元素地球化学特征

为揭示云南鹤庆盆地岩溶地下水中稀土元素地球化学特征,对该盆地内主要岩溶泉水和地下河水样进行了水化学常规指标测试和稀土元素测试,分析研究了该地区地下水中稀土元素质量浓度、配分模式以及分异特征和影响因素。结果表明:由于含水岩组的截然不同,造成盆地东部岩溶地下水比西部岩溶地下水ΣREE质量浓度高,该地区岩溶地下水中ΣREE浓度与Eh,HCO_3~-,Ca~(2+)有负相关性,与pH,DO,Fe和Mn有较好的正相关关系,高含量HCO_3~-和Ca~(2+)在一定程度上制约了REE在水中的溶解,铁锰氧化物矿物的还原性溶解是REE进入地下水的主要途径。地下水中LREE有富集、有亏损,还有部分既不富集也不亏损,盆地东部地区地下水中HREE富集程度远远大于西部地区地下水。该地区岩溶地下水表现出明显的Ce负异常和Eu正异常,可能与含水岩组岩性和还原环境有关,同时高Ca~(2+)和HCO_3~-的环境中,Eu~(2+)更容易被释放出来进入地下水中。在地下河管道中,地下水经过长距离的地下径流后,地下河出口∑REE质量浓度高于岩溶泉水,且与入口相比,出口地下水中轻稀土富集和Eu正异常有所增强,Ce负异常程度减少。     

热带海洋生物稀土元素生态化学特征分析研究

于中国南海南沙海域采集了30种鱼类、5种贝类和4种甲壳类热带海洋生物,以HNO3-H2 O2为消解体系,利用微波消解进行前处理,并用电感耦合等离子体质谱测定了生物体中稀土元素( Rare earth elements, REE)的含量,分析了稀土元素的生态化学特征。结果表明,微波消解-ICP-MS方法测定稀土元素,各元素的线性关系良好(r=0.9997~1.0000),检出限可达ng/L,准确度高和精密度较好,相对标准偏差(RSD, n=3)<5.0%,各稀土元素回收率在91.5%~106.7%之间。鱼类、贝类和甲壳类生物样品中稀土总量(∑REE)变化范围分别为5.02~34.8μg/kg,30.4~1481μg/kg和103~863μg/kg,3类生物对各稀土元素的富集平均含量为甲壳类>贝类>鱼类,14种稀土元素在鱼类/贝类/甲壳类内含量存在明显正相关性(r>0.80);生物体内轻稀土元素( La~Eu)含量高于重稀土元素( Gd~Lu)含量,从稀土配分模式看出,鱼类/贝类/甲壳类中REE分布模式基本一致, Gd均出现负异常,轻重稀土元素之间有明显的分馏;生物体中δEu值出现负异常,δEu值与相应海域沉积物中δEu值相近,而δCe值出现正异常;同时研究了稀土元素在生物体中的富集和沉积物沉降过程中相关性等。本研究得出的关于热带海洋鱼类/贝类/甲壳类稀土元素的含量和分配规律,可为研究南海水体环境中稀土元素的含量水平和迁移富集提供基础资料。