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白云岩风化剖面元素地球化学特征:对黔中九架炉组“三稀金属”富集机制的启示 总被引：2，自引：1，他引：1
黔中早石炭世九架炉组铝土矿含矿岩系富集Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th和稀土(REEs)等"三稀金属",具有成为独立矿床或伴生资源的潜力。这些元素大部分与九架炉组共有同一母岩,且富集程度受母岩的成分和风化作用控制。本研究选取九架炉组母岩乌当娄山关群白云岩和纳雍牛蹄塘组泥质白云岩的现代风化剖面为研究对象,研究元素在风化作用过程中的迁移特征及分布规律,进而为九架炉组微量元素的富集机制提供启示。研究获得以下认识:1)依据剖面结构、ZrHf、Nb-Ta、Y-Ho二元图特征及REE配分曲线和Eu/Eu*值的相似性表明研究区土层主要来源于基底或母岩的风化; 2)白云岩风化成土过程中Si、Fe、Cr、As、Sb、Ti、Nb、Ta、Zr、Hf、Th、REEs等元素化学性质相对稳定,富集程度较高,而Ca、Mg、Na、K、Sr、P、Mo、Cd等元素化学性质活泼,容易淋失亏损; 3)纳雍剖面REEs~(3+)和Ca~(2+)半径差与REEs富集系数相关性良好,表明碳酸盐岩风化过程中,含钙矿物磷灰石是稀土元素分配的重要控制因素; 4)九架炉组的母岩也是Ti、Li、Sc、V、Ga、Nb、Ta、Zr、Hf、Th等微量元素的主要物质来源,母岩风化过程中,这些微量元素首先在副矿物、黏土矿物、铝矿物及磷灰石等矿物相中初步富集,之后随风化碎屑物一起沉积形成微量元素超常富集地层; 5)纳雍剖面地表和地下水提供了部分P、Be、Zn、Sb、Pb、Y及REEs来源,指示水体迁入作用也是九架炉组REEs富集的重要原因。研究表明黔中九架炉组微量元素的来源较复杂,风化-沉积过程中,化学性质稳定的元素残留在风化碎屑物中并被搬运-沉积在负地形中,而化学性质活泼的元素首先被带入水体,在沉积-成岩过程中特定条件下发生二次富集作用(例如次生矿物的形成及吸附)形成微量元素富集的地层。 相似文献
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猫场铝土矿位于黔中清镇—修文铝土矿区,矿体产于下石炭统九架炉组,上覆摆佐组白云岩,下伏中上寒武统娄山关群白云岩,矿床成因类型为古风化壳沉积型.为了探讨猫场铝土矿成矿环境和成矿物质来源,为猫场矿区乃至黔中地区铝土矿资源的开发利用提供基础研究资料,我们对矿区铝土矿、顶底板铝土岩或粘土岩及围岩白云岩进行了主量元素、微量元素和稀土元素地球化学研究.结果显示,矿石成分主要为Al2O3、SiO2、Fe2O3和TiO2,含矿岩系富集Li、V、Ga、Sc、Nb、Ta、Th、Hf、Zr、Y和REE等微量元素.微量元素含量和比值(Th、Sr/Ba、Th/U)分析表明,矿区铝土矿形成于海陆交替的沉积环境,以陆相沉积为主,成矿过程为氧化还原交替的沉积环境.通过稳定元素(Al2O3/TiO2、Al2O3/Zr、TiO2/Nb、Zr/Nb、Zr/Ta、Zr/Hf和Ta/Nb)相关性分析和稀土球粒陨石标准化配分模式判断,矿区物源可能为下伏中上寒武统娄山关群白云岩. 相似文献
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黔中-渝南成矿带内,不同沉积环境形成的铝土矿含矿岩系,其岩石组合与REE特征有着明显差别。各沉积区铝土矿、黏土岩的∑Ce/∑y均大于1,皆以轻稀土为主。修文沉积区铝土矿、黏土岩的∑REE含量最多,重稀土相对含量最少,息烽-遵义沉积区的则均次之,黔北沉积区的铝土矿、黏土岩中∑REE含量最少,重稀土相对含量最多。区内铝土矿特殊稀土(TSE)含量排序为HoEuTbTmLu,黏土岩的TSE含量排序多为EuHoTbTmLu,与国内外各时代页岩一致。这些特征均与下伏基底岩石有密切的成因联系。修文沉积区九架炉组铝土矿含矿岩系的母岩,是寒武系碳酸盐岩与下奥陶统页岩、白云岩、灰岩;息烽-遵义沉积区九架炉组铝土矿含矿岩系的母岩,是下奥陶统页岩、白云岩和灰岩;黔北沉积区大竹园组铝土矿含矿岩系的母岩,则是下志留统页岩与上石炭统灰岩。各沉积区铝土矿、黏土岩REE特征与下伏母岩REE特征相似,它们之间可能具有继承性规律,因而可以追踪到铝土矿含矿岩系的物质来源。 相似文献
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本文报道了平坝白云岩风化剖面风化前缘稀土元素超常规富集(总量达3%以上)现象及其特征,并通过主元素、稀土元素的测定,结合白云岩中“酸不溶物”的提取和代表性样品的化学淋溶实验研究,讨论了白云岩风化壳剖面稀土元素的分异特征,认为风化前缘稀土元素的富集是由3方面的因素共同作用造成的:1)对白云岩风化残积的继承;2)剖面上部一部分轻稀土淋滤聚积;3)碳酸盐岩中非均匀分布的原生含磷矿物风化产生的稀土磷酸盐矿物的聚集,后者是最重要的原因。 相似文献
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红黄铝土矿位于黔中修文铝土矿成矿带,矿体产于石炭系下统九架炉组,呈似层状、层状产于寒武系中-上统娄山关组白云岩之上,石炭系下统摆佐组灰岩之下,矿床成因类型为古风化壳沉积型。矿石自然类型以碎屑状为主。含铝岩系中主量元素以Al_2O_3、SiO_2、TFe_2O_3及LOI(烧失量)为主,BaO、K_2O、Na_2O、P_2O_5等含量相对较低, SiO_2、TFe_2O_3与Al_2O_3呈不显著的负相关关系,TiO_2与Al_2O_3呈显著的正相关关系;微量元素Zr、Sr、V、Li、Ga、Sc等含量相对较高,Sn、Ta、W、Be、Pb、Cs等含量相对较低;环境敏感要素Th含量及Th/U比值表明铝土矿主要形成于半咸水-淡水沉积环境,成矿作用可能是由沉积混杂和风化沉积作用形成;Sr/Ba比值表明铝土矿经过海陆交互沉积。含铝岩系中ΣREE值较高,ΣLREE/ΣHREE比值为1.4■5.71,表现为轻稀土比重稀土富集,具有δEu负异常、δCe异常不明显的特征。含铝岩系Ce/Ce*=1.0■2.8,平均1.91,表明含铝岩系主要形成于富氧的沉积环境。综合研究表明,本区寒武-奥陶系碳酸盐岩为铝土矿提供了丰富的成矿母质,古喀斯特岩溶盆地为铝土矿沉积提供了有利场所和剥蚀风化条件,后期构造作用和风化淋滤作用造成硅铁流失和铝的富集,最终形成优质铝土矿床。 相似文献
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含铝岩系主要产于石炭系九架炉组中上部,呈似层状、层状产出,受黔中隆起影响,产于寒武系娄山关组白云岩之上、二叠系梁山组炭质粘土岩之下。针对九架炉组开展剖面测量、工程揭露、样品测试等工作,对地球化学元素分析显示,微量元素中锆、锶、钒、镓、钪等元素含量相对较高,而钽、铯、钍等其他微量元素含量相对较低。样品测试结果Sr/Ba表明含铝岩系形成于海相、海陆过渡沉积环境;同时对环境敏感元素Th统计分析,表明含铝岩系形成于海陆过渡沉积环境;Th/U表明含铝岩系处于还原环境。综合本次成果研究,九架炉组铝质岩系形成于还原的半咸水—陆相沉积环境。古喀斯特特地貌控制了九架炉组的含铝岩系的规模,古喀斯特岩溶盆地为铝质粘土岩的沉积提供了良好场所,结合地球化学特征、沉积环境和古气候等进行分析,为后续的矿产调查、勘查及综合评价提供科学依据。 相似文献
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豫北焦作地区本溪组富铝含铁的黏土-铝土岩(矿)广泛分布,其中普遍伴生锂元素,为典型的沉积型锂矿床。为探讨锂元素分布和富集特征以及与主量元素的关系,对本溪组地层层序及沉积特征、岩(矿)石类型及组合进行了系统划分和Li与主量元素相关性分析。结果显示,焦作地区本溪组Li平均含量在平面分布上西部明显高于中、东部,富集程度具有"西高东低"特征;本溪组中各岩(矿)石Li含量差异较大,Li主要富集于本溪组中上部致密块状高铝黏土矿和硬质黏土矿中,部分软质黏土矿、铁质黏土岩和碳质黏土岩中Li有异常富集现象;富锂岩(矿)石Li与Al2O3、SiO2均先呈正相关,后呈负相关,且A/S值为0.8~1.5,Al2O3含量为30%~55%、SiO2含量为25%~45%时,Li最富集。综合分析认为,窑头、常平、盆窑北-张老湾南、焦谷堆-寨豁、栗井-大洼和上刘庄-王窑等矿区,可以连片大面积圈定锂矿体,是该区最佳锂资源潜力区。 相似文献
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本文通过化学淋溶方法对分布在黔中白云岩风化剖面——平坝剖面进行研究，较系统地分析了原样、酸溶（AS）和酸不溶相（AI）中主量、微量和稀土元素（REE）的地球化学过程和分布分配特征。结果显示：主量元素在酸不溶相中其化学成分和原样非常接近，只是相对含量有所变化；微量元素在酸溶相（AS）中的分配率差别很大,在0～73.22%之间波动，其中Ga、Y、Ba、Pb、U的分配率均在30%以上；尤其值得我们注意的是Y和Zr的淋失量分别达到了59.64%和0.34%，这与传统所认为的Y和Zr为稳定元素不一致，可能对我们重新认识表生过程中化学元素的活动性及分配分布情况具有重要的指导意义；剖面稀土元素超常富集层的形成主要是由于对白云岩残积的继承和磷酸盐矿物的存在，这与先前所得出的结论基本一致。酸淋溶试验同时也反映出研究区的风化作用实质上是一种天然的酸淋溶作用。最后笔者等对酸溶相（AS）中REE和Sr的主要储库进行了讨论，推测磷酸盐是平坝剖面基岩和土层中酸溶相（AS）中REE的主要储库，而Sr的存在形式是碳酸盐矿物本身。 相似文献
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碳酸盐岩风化形成的红土保存着喀斯特发展演化历史证据,同时也是喀斯特地区土壤研究的重要对象。文章选取云
南石林地区的两处典型碳酸盐岩剖面为研究对象,对主量元素,微量元素及稀土元素在风化层的迁移特征及分布规律进行
研究,为探究风化层的成因提供依据。结果显示：（1） 以Ti为参比元素的剖面迁移特征表明,两剖面的主量元素在成土过
程中有相似的迁移规律,多数表现为淋失;微量元素略有差异,富集淋失程度不一。（2） UCC 标准化蜘蛛图显示,相对于
基岩,风化层中的Ca和Sr均出现亏损;与UCC相比,Fe、Ti等元素轻微富集,Mg、Ca、Na、K、P等元素显示了强烈的亏
损特征。（3） 基岩与风化层的REE分布模式相似,但风化层的稀土相对富集,轻稀土元素间的分异较大而重稀土元素间的
分异较小,且SJC剖面的轻、重稀土元素比值大于QST剖面;稀土元素球粒陨石标准化后,SJC剖面的Eu为负异常,剖面
上部和下部出现Ce负异常;QST剖面Ce负异常,Eu明显负异常。（4） 元素含量变化和元素对Al-Ti、Al-Fe及Zr-Hf相关性
说明剖面上覆红土是下伏基岩风化的结果。研究结果显示,两个剖面的元素地球化学特征与基岩存在很好的继承性,风化
层是基岩原位风化的产物。 相似文献
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开展热带岩溶地区红色风化壳元素地球化学演化规律研究,有助于丰富碳酸盐岩风化成土理论的认识。在越南北部选取典型的碳酸盐岩风化剖面,分析热带气候条件下碳酸盐岩上覆红色风化壳中主量元素的物质来源和演化特征。结果表明:无论Ti/Zr的元素比值分析,Hf-Zr、Nb-Ta及Sm-Nd的元素对协变分析,还是上地壳元素平均值(UCC)标准化分析,两个剖面的上覆风化壳均显示原地残积的特征,即两个剖面是碳酸盐岩的原位风化产物。碳酸盐岩风化成土过程中,CaO、MgO淋失明显,Al_2O_3和Fe_2O_3发生富集,显示两个剖面均经历较强的风化过程,但是白云岩和灰岩剖面有一定的分异特征。越南北部白云岩风化剖面从基岩到上部土层显示出稳定的Ti-Fe元素共富集特征,而灰岩剖面中Fe的增长速率明显超过Ti。白云岩上覆风化壳经历了强烈的风化作用,其脱硅作用弱于灰岩风化剖面,而富集铝的作用强于灰岩。迁移系数的演化规律说明两个剖面中长石成分(钾长石、钠长石等)或次生矿物(伊利石等)在风化成土过程中逐渐分解,同时Al、Fe、Si等稳定元素的在风化剖面中不断富集。 相似文献
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风化作为一种重要的地表作用,能造成岩石崩解或分解,并使岩石在结构或成分上不同于基岩。为研究页岩风化过程中矿物转变机制及主微量元素变化规律,以四川北部江油地区韩家店组页岩风化剖面为实例,采用薄片鉴定、全岩X射线衍射、X射线荧光光谱和等离子体质谱等方法,对不同风化层及基岩层的矿物成分及主微量元素进行研究。结果表明,与基岩相比,风化层中方解石和长石等矿物占比降低,石膏和黏土矿物等次生矿物生成;根据元素地球化学质量迁移系数计算得出：与基岩相比,风化层中Mg、Ca、Fe、Mn、Sr和U等元素明显亏损,Pb、Zn、Cu、Rb和Cs等元素富集。风化层中稀土元素含量增加,可能是风化生成的黏土矿物吸附稀土元素导致的。根据化学蚀变指数（CIA=69.51～76.21）判断该剖面属于中等风化程度,A-CN-K图解显示剖面处于脱Ca和Na早期风化阶段。根据垂向剖面上Si/Al、Ca/Al、Mg/Al、Na/Al、K/Al和P/Al等元素比值变化规律及样品中元素Pearson相关分析得出,方解石和磷灰石等矿物发生了不同程度的分解,次生矿物铁锰氧化物和伊利石等生成。因此,风化剖面矿物转变及元素活动耦合性研究对于揭... 相似文献
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《地球化学》2017,(1)
碳酸盐岩化学风化对于大型水系以及海水的化学组成具有重要的影响。然而,当前对碳酸盐岩化学风化过程中元素的迁移特征及其控制机制的认识尚存一些争议。本文通过报道粤北地区的一个典型碳酸盐岩风化剖面的矿物组成和主元素、微量元素含量的变化特征,试图探讨碳酸盐岩化学风化过程的元素地球化学行为。结果显示,碱土金属Ca、Sr大量迁出剖面,这与碳酸钙的溶解直接相关;而其他碱金属-碱土金属元素则发生了不同程度的富集,可能归因于黏土矿物对这些元素的吸附;过渡金属元素也存在明显的富集现象,可能与Fe、Al的氧化物/氢氧化物对其的吸附有关。平均上地壳(UCC)标准化的稀土元素(REE)图解显示,相对新鲜的母岩,风化产物中的稀土元素发生了显著的富集与分异,同时伴随着Ce的显著负异常(δCe=0.30~0.84)。本剖面上REE的迁移和再分配主要受控于介质p H值的变化:在近中性的条件下,碳酸根离子可以和REE形成稳定的络合物,显著提高了REE迁移能力,并在碱性较强的层位之上富集和再分配。然而,由于重稀土元素(HREE)的原子半径小于轻稀土元素(LREE),造成HREE与碳酸根络合物的稳定性显著大于LREE,最终导致碳酸盐岩风化过程中HREE的富集程度明显超过LREE。 相似文献
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贵州播州雷打顶铝土矿床受控于寒武系娄山关组白云岩构成的古侵蚀面,铝土矿体规模与赋矿地层石炭系下统九架炉组的厚度呈正相关关系,古溶槽、溶坑洼地及岩溶漏斗地段是铝土矿富集有利部位,九架炉含铝岩系与桐梓组薄层页岩被碳酸盐岩所夹持,形成上为灰岩下为白云岩的层状分布特征.含矿层与薄层页岩与上覆栖霞组灰岩和下伏桐梓组白云岩具有明显的波阻抗差异,通过地震共振频率成像测量,以波阻抗差异为基础,划分古溶坑洼地基底和上覆地层界线,推断含矿岩系分布形态和厚度,圈定了有利的铝土矿成矿带,与钻孔实际情况进行对比发现,地震共振频率成像作为一种新型经济有效的勘探方法,在该区铝土矿的勘查中直接划分含矿岩系界面,间接推断铝土矿层的找矿效果良好. 相似文献
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在贵阳乌当断层南北两侧,下石炭统九架炉组,祥摆组和旧司组的分布和沉积特征存在明显的变化。九架炉组基本分布于乌当断层北西侧,祥摆组由北向南的沉积环境向海海相呈有规律的变化,旧司组则仅在乌当断层南侧分布。这些地层的分布规律,沉积环境的变化说明了乌当断层为黔中隆起侧侧边缘断层,且该断层自早古生代形成后,为一多期次活动断层。 相似文献
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贵州修文小山坝铝土矿中稀土元素地球化学特征 总被引：11，自引：0，他引：11
前人已经积累了大量贵州铝土矿的研究成果,但关于铝土矿与其中稀土元素的关系至今不清。本研究以修文小山坝铝土矿为例,通过ICP-MS分析测试,研究了矿石和围岩的稀土元素组成。结果表明,矿石中稀土配分模式为轻稀土富集向右倾斜型,具明显Eu负异常,与下寒武统娄山关群含泥质白云岩稀土特征参数和配分模式相似,指出该矿床成矿物质来源以下寒武统娄山关群含泥质白云岩为主,在相对氧化环境下经风化作用成矿。矿床中稀土元素主要富集于矿体及其周围,与Al2O3含量具正相关关系。矿石中稀土元素含量大多达到或超过综合利用标准,具有巨大的潜在经济价值。 相似文献