稀土元素在矿床学研究中的应用
内蒙古林西萤石矿床稀土元素地球化学特征及其指示意义

第43卷 第2期Vol.43, No.2, 131–1402014年3月GEOCHIMICAMar., 2014收稿日期(Received): 2013-03-01; 改回日期(Revised): 2013-05-18; 接受日期(Accepted): 2013-10-02基金项目: 国家十二五科技支撑计划(2011BAB04B06); 国家地质大调查项目(1212011182388, 1212011220925) 作者简介: 曹华文(1988–), 男, 博士研究生, 矿产普查与勘探专业。
E-mail: caohuawen1988@ * 通讯作者(Corresponding author): ZHANG Shou-ting, E-mail: zst@, Tel: +86-10-82322352CAO Hua-wen et al.: REE geochemistry of fluorites from Linxi fluorite deposits内蒙古林西萤石矿床稀土元素地球化学特征及其指示意义曹华文1, 张寿庭1*, 高永璋2, 马 莹3,曾昭法1, 高 峰1, 邹 灏1(1. 中国地质大学 地球科学与资源学院, 北京 100083; 2. 国星有限责任公司, 北京 100048; 3. 攀枝花学院, 资源与环境工程学院, 四川 攀枝花 617000)摘 要: 内蒙古林西县萤石矿产资源丰富, 已知萤石矿床(点)68处。
萤石矿床产出于中生界火山-沉积岩地层中, 矿体主要受近SN 向或NNE 向断裂破碎带控制。
为了研究水头地区萤石矿床的成矿流体来源和成矿机理, 文章对矿床稀土元素进行了分析。
结果表明萤石和方解石的稀土元素总量(∑REE)为 4.37~159 μg/g, LREE/HREE 比值为0.24~1.80, δEu = 0.57~1.60, 具弱Ce 负异常(0.81~0.98)特征, Y/Ho 比值为21~78, 平均41。
稀土元素在矿床学研究中的应用_李闫华

第22卷 第4期2007年12月地 质 找 矿 论 丛Vol.22 No.4Des.2007收稿日期: 2006-06-16; 改回日期: 2007-09-19作者简介: 李闫华(1982-),男,山西霍州人,硕士研究生,研究方向矿产普查与勘探及矿床地球化学。
稀土元素在矿床学研究中的应用李闫华1,2,鄢云飞1,谭 俊1,李 飞1(1.中国地质大学资源学院;2.国土资源部资源定量评价与信息工程重点实验室,武汉430074)摘 要: 稀土元素在岩石学研究中的应用已经比较深入,而在矿床学研究中的应用进展相对较缓慢。
在总结稀土元素在矿床学研究中的应用基础上,阐述了稀土元素在成矿物质来源、成矿过程和成矿流体演化示踪、成矿类型和成矿种属判别以及找矿标志确定等方面的应用。
关键词: 稀土元素;稀土异常;物质来源;成矿过程;配分模式中图分类号: P595;P 61 文献标识码: A 文章编号: 1001-1412(2007)04-0294-050 引言稀土元素在岩石学领域的应用研究起步较早[1],特别是在岩浆岩及岩浆起源及演化方面已发展得比较成熟。
由于地幔岩、大洋玄武岩、陆壳基性岩形成过程相对比较简单,稀土元素的应用解释就比较容易,而在其他岩类(如中性和酸性岩类中)的应用解释相对困难。
稀土元素在矿床学领域的应用研究起步较晚[15],由于矿床是在岩浆演化及后期地质作用改造的特定条件下形成的,所以其演化和发展过程比岩石形成更复杂,解释起来也比较困难,前人研究成果都比较零散。
但由于稀土元素本身固有的性质,其在矿床学研究中的作用备受关注。
本文从不同角度综述稀土元素在矿床学研究中的应用、应用前景以及存在的问题,有助于研究工作的进一步开展。
1 稀土元素在成矿物质来源方面的应用在探讨成矿物质来源方面,对热液型矿床研究的相对较多。
通常借助热液矿物(如石英、黄铁矿、萤石等)的稀土元素特征来探讨热液和成矿物质的可能来源[27]。
热液矿物中流体包裹体的成分研究是对热液流体的直接测定,它能很好地代表热液的物质成分[27],而且还可以测定和计算成矿时的温度和其他物理化学参数。
云南巍山笔架山锑矿床辉锑矿稀土微量元素特征及其矿床成因意义

云南巍山笔架山锑矿床辉锑矿稀土微量元素特征及其矿床成因意义肖昌浩;李龚健;刘欢;梁坤【摘要】Taking the Bijiashan antimony deposit as the research object, we reveal the source and nature of ore-forming fluid using ICP-MS analysis of stibnite based on the fine dissection of ore deposits. The REE patterns of stibnite show enrichment of LREE with the intense fractionation, with obvious Tb and Dy positive anomaly and Eu positive anomaly, which is similar with the REE patterns of the Himalayan alkali-rich porphyry. Furthermore, the characteristics of strongly Sr and Ba positive anomaly in the trace element of stibnite, is consistent with that of the Himalayanalkali-rich porphyry. The Y/Ho ratios of stibnite increase along with the increase of altitude and degree of oxidation. The Y/Ho ratios of stibnite with high degree of oxidation is similar with the Y/Ho ratios of sea water and the Y/Ho ratios of stibnite with low degree of oxidation is similar with the Y/Ho ratios of the Lianhuashan alkali-rich porphyry, which suggeststhat ore-forming fluid may be from the mixture of magmas and atmospheric water and that is also supported by H-O isotope study. Isotope analysis reveals that Pb is from multiple sources and S of stibnite is a mixture of biological sulfur and magmatic sulfur. Results display that the deposit controlled by interformational fracture zone is an epithermal deposit which formed in distal volcanic settings.%以笔架山锑矿床为研究对象,在矿床精细解剖基础上,利用辉锑矿金属矿物ICP-MS分析,指示成矿流体来源和性质。
地球化学在矿床研究中的应用

地球化学在矿床研究中的应用地球化学是研究地球化学元素及其同位素在地壳圈各介质中分布规律和地球化学作用的一门科学,它在矿床研究中有着重要的应用价值。
通过对地质样品中地球化学元素和同位素的测定,可以揭示矿床成因、矿物资源富集规律以及找矿方向,为矿产资源勘查与开发提供重要依据。
一、矿床成因研究地球化学能够通过测定地质样品中元素的含量和同位素组成,揭示矿床的成因机制。
例如,通过分析矿石中重稀土元素的含量及同位素组成,可以判断矿床是由热液沉淀还是岩浆作用形成。
另外,通过分析同位素比值,可以确定矿床形成的年代,从而进一步了解矿床的演化历史。
二、矿物资源勘查地球化学在矿床勘查中有着广泛的应用。
通过对地质样品中元素含量和同位素组成的测定,可以辨别矿区、找寻矿体。
例如,在铜矿勘查中,通过测定地质样品中铜和与其赋存关系密切的元素(如银、金等)的含量,可以确定矿体的赋存状态以及找矿方向。
此外,地球化学还可以通过对地表土壤样品的分析,追踪矿床的地质异常,指导找矿工作。
三、矿石选冶过程控制地球化学在矿石选冶过程控制方面也有着重要的应用。
通过分析矿石中有害元素(如砷、锑、铅等)的含量及其同位素组成,可以评估矿石的品质,并制定相应的选矿工艺方案。
另外,地球化学还可以通过分析矿石中金属元素的赋存状态、物相组成等,为选冶过程中的工艺参数的调整提供依据,提高矿石选冶过程的效率。
四、矿床环境影响评价地球化学在矿山环境影响评价方面也发挥着重要作用。
通过对矿山周边环境的地质样品分析,可以评估矿山开发活动对周边环境的影响程度。
例如,通过分析水体中的重金属元素含量,可以评估矿山废水对周边水环境的污染程度。
另外,地球化学还可以通过对大气中悬浮颗粒物的化学成分进行分析,评估矿山对大气环境的影响。
综上所述,地球化学在矿床研究中具有重要的应用价值。
通过对地质样品中元素含量和同位素组成的测定,可以揭示矿床成因、矿物资源富集规律以及找矿方向。
此外,地球化学还可应用于矿石选冶过程控制和矿床环境影响评价等方面,为矿产资源勘查与开发提供科学依据。
稀土元素资源开发利用的研究与应用

稀土元素资源开发利用的研究与应用稀土元素是指具有一定化学活性、具有多个电子能级的一类元素,它们是目前工业、军事、航空航天等方面的重要原材料。
而稀土元素资源开发利用的研究与应用,则是当前工业发展的热门话题之一。
一、稀土元素资源的发现与开发历程稀土元素最早于18世纪被发现,但其在实际应用中的价值并未引起足够的重视。
20世纪中期,人们开始意识到稀土元素在新能源、新材料领域的巨大潜力,于是各个国家纷纷进行稀土元素资源的探索和开发。
到了21世纪初,中国已经成为全球最大的稀土元素产出国,为世界各地的工业、高科技领域提供着大量的稀土元素原料。
二、稀土元素在新能源、新材料领域的应用稀土元素在新能源、新材料领域的应用已经得到了广泛关注,比如:1. 能源领域稀土元素可以被用作太阳能电池、风力涡轮机、节能电器等能源装置的制造材料。
其中以稀土铁氧体材料在领域中的应用最为广泛。
2. 材料科学领域稀土元素可以用于制作磁性材料、催化剂、造纸材料、光学陶瓷、高性能润滑油、生物材料等。
3. 医疗保健领域稀土元素也可以被用于医疗保健领域,如用稀土元素制作的植入物、药品、心脏起搏器等。
三、稀土元素资源的挑战与机遇稀土元素矿产资源的开发不仅面临着技术、环保等方面的挑战,而且还面临着国际价格波动、市场需求变化等因素的影响。
但是,随着全球工业的不断发展,稀土元素在未来的应用前景非常可观,也为各个国家提供了一个发展新兴产业、做强高端制造业的新机遇。
四、稀土元素资源开发应当注意的问题稀土元素资源的开发应当注重环保、经济合理性等问题。
一方面,开发必须遵循“开发的同时保护”的原则,保证开发的稳定性和环境可持续性;另一方面,稀土元素资源的开发应该尊重市场规律、充分发挥市场的作用,以确保资源开发的经济性和可持续性。
五、结论稀土元素作为一种重要的产业资源,在工业、军事、航空航天等众多领域都有着广泛的应用。
稀土元素资源的挑战和机遇并存,但只有在注重环保、经济合理性的前提下,才能推动稀土元素资源的可持续发展。
稀土元素的开采和利用

稀土元素的开采和利用稀土元素是指自然界中存在于极少量的、具有特殊化学和物理性质的17种元素。
由于这些元素在生产中拥有十分重要的应用价值,其开采和利用已成为产业界和科学界极为关注的话题。
然而,稀土元素的开采和利用不仅存在技术挑战,也涉及到环境和政策等多方面的问题。
一、稀土元素的应用与价值随着现代工业的发展,由稀土元素生产的磁性材料、催化剂、光学材料等甚至已经渗透到了我们日常生活的方方面面。
比如,镝元素能制作高强度的永磁材料,用于电动汽车和风力涡轮机等领域;铈元素被广泛应用于汽车尾气净化器,有助于降低尾气排放物的含量。
此外,稀土元素制成的颜料、药品和照片材料等也被广泛应用于人类文化、医疗和科学方面。
稀土元素的应用价值不仅在于它们的少量含量,更在于它们的独特性质。
由于每种稀土元素的原子量、结构、电子配对等特性各不相同,因此它们在化学、物理和光学方面具有独特的性质。
例如,镝元素在磁学中表现出较强的磁各向异性;铽元素在光学和磁学领域有着广泛的应用。
由于其价值得到了广泛认可,稀土元素的全球生产和消费量也在逐年上升。
根据美国地质调查局的数据,2018年全球稀土元素总产量为210,000吨,其中中国占据了70%的市场份额。
此外,其他稀土元素生产国家和地区包括澳大利亚、美国、卢旺达等,产量相比于中国较低。
二、稀土元素的开采和环境问题稀土元素的开采自然也吸引了众多开采商的关注。
然而,稀少的资源也造就了其开采的高成本,从而在一定程度上限制了其产量和发展。
此外,稀土元素的开采、提取和加工等过程不仅涉及到大量的能源和劳动力投入,还面临着环境保护问题。
稀土元素开采的过程中产生的化学废物和废水等可能造成环境污染。
稀土元素含量较低,因此需要大量的化学药品和水来提取。
这些废水和化学废物很难被处理和转化,不仅对地下水和土壤的污染产生长期的危害,还会影响航空、农业、渔业等相关生态环境。
此外,稀土元素开采所带来的生态环境问题也引起了人们的关注。
稀土元素的生产与应用研究

稀土元素的生产与应用研究近年来,稀土元素逐渐成为热门话题,许多人开始关注在地球上相对较为稀少的这些元素。
稀土元素是一组重要的化学元素,包括了21种不同元素,它们具有重要的物理和化学性质。
稀土元素的应用范围非常广泛,从磁性材料到电子设备,从催化剂到光学薄膜,都离不开它们的参与。
因此,稀土元素的生产和应用研究备受关注。
1. 稀土元素的生产1.1 稀土矿石的采集稀土元素主要存在于矿物中,矿物资源的采集是稀土元素生产的第一步。
全球稀土矿物主要分布在中国、美国、澳大利亚、俄罗斯、印度等国家。
根据矿石的不同类型,将其分类为轻稀土和重稀土矿石。
中国是全球最大的稀土资源国家,其矿石资源占世界总储量的70%以上,主要产矿区域集中在内蒙古、山东、江西、广东、福建等地。
1.2 稀土元素的提取和分离稀土矿石提取稀土元素的过程中,需要经过多个步骤的分离纯化过程,这种选择性通常是基于稀土元素的电子壳层结构和化学活性。
一种常见的提取方法是萃取法,这种方法可针对稀土元素溶液进行纯化。
另一种常见的方法是离子交换法,这种方法采用树脂分离单个稀土离子,通过化学试剂进行螯合抽取法,针对特定的稀土离子进行提取和分离。
1.3 稀土元素的分级和提纯在提取后,稀土元素需要分级和提纯,目的是获得所需的稀土元素。
这些稀土元素需要经过化学和物理方法处理,以获得高纯度的稀土元素。
在这个过程中,可以使用酸度提炼、光化学和溶剂萃取等方法来提取所需的稀土元素。
2. 稀土元素的应用2.1 稀土元素在电子设备中的应用稀土元素贡献了大量重要的电子设备,如长续航的锂离子电池、MRI技术、LED灯和激光传输设备。
这些设备的性能都依赖于稀土元素的优异物理和化学性质。
例如,稀土元素在LED光源中能够发出亮丽的颜色,而在激光传输系统中则可以减少损失提高传输效率。
2.2 稀土元素在环保领域中的应用由于稀土元素能被广泛应用于催化剂、污水处理和玻璃制作,因此它们也被用于环保领域。
稀土元素的研究及其在工业生产中的应用

稀土元素的研究及其在工业生产中的应用稀土元素是一组具有独特物理化学性质的元素,包括锕系元素与镧系元素。
它们的离子半径、电离势、原子半径等诸多性质与普通的元素存在巨大的差异,因此具有广泛的应用前景。
今天我们来看看稀土元素的研究及其在工业生产中的应用。
一、稀土元素的研究稀土元素被称为“化学航母”,是化学研究中的重要一环。
从20世纪60年代开始,稀土元素的研究就已经成为了化学界的一个热门领域。
稀土元素在矿物学、材料科学、化学工业、生物标记、环境保护等诸多领域都有广泛的应用和研究。
1. 从矿物学角度研究稀土元素稀土元素主要分布在地球的无机物中,如矿物、矿砂、岩石等中。
由于稀土元素的特殊地理位置,如中国、美国、澳大利亚、印度等地均有重要的存储量。
因此,研究稀土元素既有经济意义,也有地缘战略意义。
在矿物学中,稀土元素的研究主要关注其在岩石矿物中的化学成分、形态及其地球化学演化规律。
通过对稀土元素的研究,不仅可以为资源开发提供依据,还可以深入了解岩石矿物的地球化学演化规律,为地球演化历史的研究提供重要的线索。
2. 从材料科学角度研究稀土元素稀土元素是材料界中一个极其重要的元素,具有很大的潜力。
它不仅可以制备出一些特殊的材料,还可以对一些材料的性能进行改善。
例如,稀土元素可以用来制备稀土陶瓷,通过优化经济方式制备出优质的粉末,在氧化还原过程中,稀土元素起着调节晶格刚性的作用,从而使得所制备的陶瓷具有更为优良的力学、热学等性质,用途非常广泛。
3. 从环境保护角度研究稀土元素稀土元素的广泛应用也给环境带来了一定的污染,国内外都已经开始了研究,主要涉及稀土元素的环境污染和修复等方面。
例如,稀土元素的大量使用导致化学物质对生态产生毒害作用,所以相关部门已经制定一些相应的环保标准,以限制其应用范围。
二、稀土元素在工业生产中的应用稀土元素在工业生产中的应用早已有了广泛的应用。
稀土元素具有性质稳定、分子优良、寿命长及储存方便等优点,它们的应用范围也很广泛,例如半导体、光电子、液晶、生物医学、能源和新材料等诸多领域。
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摘要:稀土元素是一组特殊的微量元素,在地球化学和地质学研究中占有很重要的地位。
如今稀土元素在岩石学研究中的应用已经比较深入,而在矿床学研究中的应用进展相对较缓慢。
在总结稀土元素在矿床学研究中的应用基础上,阐述了稀土元素在成矿物质来源、成矿过程和成矿流体演化示踪、成矿类型和成矿种属判别以及找矿标志确定等方面的应用。
引言稀土元素是指周期表中原子序数从57到71的镧系15个元素加上原子序数为39的钇(Y),它们原子结构相似,离子半径相近,并且在自然界中密切共生。
习惯分为轻稀土(LREE)La-Eu和重稀土(HREE)Gd-Lu+Y两组。
稀土元素在岩石学领域的应用研究起步较早,特别是在岩浆岩及岩浆起源及演化方面已发展得比较成熟。
由于地幔岩、陆壳基性岩形成过程相对比较简单,稀土元素的应用解释就比较容易,而在其他岩类(如中性和酸性岩类中)的应用解释相对困难。
稀土元素在矿床学领域的应用研究起步较晚,由于矿床是在岩浆演化及后期地质作用改造的特定条件下形成的,所以其演化和发展过程比岩石形成更复杂,解释起来也比较困难。
但由于稀土元素本身固有的性质,其在矿床学研究中的作用备受关注。
本文从不同角度综述稀土元素在矿床学研究中的应用、应用前景以及存在的问题,有助于研究工作的进一步发展。
1 稀土元素在成矿物质来源方面的应用在探讨成矿物质来源方面,学者对热液型矿床研究的相对较多。
通常借助热液矿物(如石英、黄铁矿、萤石等)的稀土元素特征来探讨热液和成矿物质的可能来源。
热液矿物中流体包裹体的成分研究是对热液流体的直接测定,它能很好地代表热液的物质成分,而且还可以测定和计算成矿时的温度和其他物理化学参数。
但是稀土元素在流体包裹体中的含量比较少,对样品的选择、处理和测试分析要求比较严格。
而有些热液矿物的稀土元素特征和其流体包裹体中的稀土元素特征比较相似,所以可以利用热液矿物的稀土元素特征来间接代表成矿流体的稀土元素特征。
同时热液在沉淀过程中往往会发生一定程度的物质(包括稀土元素)分馏,因此运用热液矿物的稀土特征来代表热液的稀土特征就应慎重考虑。
当然对于不同的热液矿物研究有所不同,石英的稀土元素主要集中于流体包裹体中,这与石英的晶体结构关系密切,因此石英的REE特征与其流体包裹体的REE特征相差不大,可以近似代表其沉淀时热液流体的REE特征。
对于其他热液矿物在应用研究时首先要考虑其晶体结构特征,确定是否能代表热液的稀土元素特征。
含矿热液在成矿有利部位沉淀后会发生一定程度的地质改造,在不是特别强烈的情况下往往对稀土元素的分布特征影响比较微弱,最终的稀土元素特征一般能保持热液沉淀时稀土元素的基本状态,所以这些热液矿物或矿物流体包裹体的稀土元素特征可近似代表当时含矿热液沉淀前的稀土元素特征。
胡明铭(1999)先生对藏东玉龙铜矿似层状矿体的稀土元素特征进行了研究。
铜矿床不同类型岩石及热液矿物(黄铁矿)的稀土元素特征(图1)表明,黄铁矿单矿物稀土元素组成同蚀变斑岩相差异较大,前者具明显的Ce负异常,呈较平缓的右倾型;后者显Eu负异常,呈较陡的右倾型。
但与三叠系围岩的稀土元素组成则较为相似:都具有明显Ce负异常,呈较平缓的右倾型。
因此认为围岩沉积地层提供了一定的成矿物质,而排除了蚀变斑岩作为矿源岩的可能。
在探讨成矿物质来源时,将不同地质体稀土特征与热液矿物的稀土特征进行对比,根据它们之间的相似性来判断成矿物质的可能来源。
然而稀土元素在演化过程中会发生分馏并经受一定的后期改造,所以成矿物质来源相同的地质体稀土元素分布曲线特征总会存在一定差异,但是在一定范围内并不影响对成矿物质来源的判。
如果后期的地质改造程度超过一定的限度就会导致地质体稀土元素配分型式发生强烈的变化,发生轻重稀土元素严重分异的现象,势必影响判断成矿物质的来源,加大了应用研究的难度,所以在应用研究前首先要对成矿地质背景有深入的了解。
此外,还可以根据稀土元素的异常来判断物质来源的深浅。
由于稀土元素在多数情况下为不相容元素,在岩浆结晶过程中易保存在残余流体相中(酸性岩体除外),而且其在流体演化过程中会发生轻重稀土元素的分馏,所以对于深部形成的热液流体(地幔源)其稀土元素总量较低,轻重稀土元素分异较弱。
因此可以通过热液矿物中稀土元素总量大小和轻重稀土元素分异程度来定性判断成矿流体来源的深度。
2稀土元素在成矿种和成矿类型判别中的应用2.1用岩石稀土元素异常型式判别矿化种属岩石稀土元素异常型式是指以δ(Ce),δ(Eu),δ(Tb),δ(Tm)为序的稀土异常特征。
稀土异常型式反映了自岩浆源至就位、结晶乃至蚀变过程的演化特点,体现了岩浆岩形成的地质环境以及这一环境与成矿的直接联系。
由于岩浆在演化过程中发生稀土元素的整体聚集和差异分馏,所以不同的岩石稀土元素异常型式代表着不同的岩浆演化过程。
在一个特定的成矿带内,某一特定的稀土元素异常型式就代表着某一(种或类)特定的矿种。
这就构成了岩体稀土元素异常型式和成矿种属之间的专属性关系。
杨明银(1995)总结鄂东南地区岩体稀土元素异常型式和成矿种属专属性之间的对应关系,主要有以下8种类型(“-”表示负异常,“+”表示正异常,“0”表示无异常).[- - + 0]与单一铁矿有关;[- - + +]多与铁(铜)矿有关;[- 0 0 +]与铜铁矿有关;[- - 0 0]与铜(钼)或与钨、钼、铜矿有关;[0 0 0 0]或[0 - 0 0]与金铜矿关系密切;[0 - + +]或[0 0 + +]与铜、钼(硫)矿关系密切。
必须指出的是,这种异常类型与成矿类型之间对应关系的应用有其局限性,由于鄂东南地区具有相似的成矿背景,所以只在这一特定地区此结果才有意义。
对于不同的地区必须具有相似的地质背景才有可比性。
在应用岩石的稀土异常型式时,应该对区域成矿地质背景有深入的了解,因为区域成矿背景相似,成矿类型和成矿种属比较固定,才能建立起异常型式与成矿种属之间的专属性关系,进而对本区未知地质体进行成矿种属的预测。
2.2 稀土元素在矿化类型判别中的应用不同的矿化类型形成于不同的地质环境和地质过程中,不同的地质特征是判断不同矿化类型的依据。
稀土元素的配分型式作为一种重要的地球化学特征,在不同的矿化类型中具有不同的分布型式,而在相同的矿化类型中则有一定程度的相似性。
前人对不同类型矿床的典型稀土元素分布特征都有研究,但是比较成熟的只有少数几种矿床类型,其中特别是对海底热液喷流沉积矿床,国内外学者都作了深入探讨,应用比较广泛。
现代海底热水沉积作用的发现为热液喷流沉积矿床的研究提供了重要的线索。
对现代洋底热水沉积作用的研究表明,硅质岩是热液喷流沉积矿床的主要同沉积成矿围岩,其对该类型矿床有重要的指示意义。
硅质岩主要有正常沉积和热液沉积两种成因。
通过稀土元素研究区分硅质岩成因类别,可为寻找和判别热水沉积矿床提供重要依据。
热水沉积物的典型稀土特征是土元素总量比较低,多数具有Ce负异常和弱的Eu正异常。
此类特征是通过对现代和古代热水沉积物的研究得出的,是判别热水沉积成因的重要依据之一。
熊先孝等(1997)在对石门雄黄矿床硅质岩的研究中,对矿区3个有代表性的硅质岩样品分析得出(图2):轻稀土相对于重稀土富集,配分曲线向右倾。
所有样品都具有明显的铈负异常(δ(Ce)=0.83~0.88)和弱的铕正异常(δ(Eu)=1.06~1.09)。
以上特征为判别石门雄黄矿床可能是热水喷流沉积成因提供了重要依据。
3稀土元素对成矿流体物理化学条件的示踪由于稀土元素具有相似的地球化学性质,同时在外界环境发生变化时部分元素又表现出各自的分馏特性,产生不同的稀土元素分异型式,所以可以借助其相似性和分异性来示踪矿化过程。
研究矿石矿物及不同地质体稀土元素组成特征和分配型式,可以判断成矿环境和成矿物化条件。
成矿物质的活化、迁移和沉淀是在一定的物化条件下进行的。
氧化还原条件(氧逸度)的变化是导致成矿物质迁移一沉淀的重要因素之一,在这一过程中会留下一定的痕迹,可以作为判断氧化还原条件的依据。
稀土元素由于自身的稳定性和差异性迁移使得其对氧化还原条件有明显的指示作用,主要表现在铈和铕元素的异常特征上。
在热液交代型(夕卡岩型)矿床中,氧化环境下Ce3+变成Ce4+与其他3价稀土元素发生分离,而Eu件在还原环境下变为Eu2+与其他稀土元素发生分离,分别形成铈异常和铕异常。
所以铈异常和铕异常的出现和变化反映了成矿流体物理化学条件的特征,是指示成矿环境氧化还原条件的重要标志。
肖成东(2002)对东蒙地区夕卡岩石榴石稀土元素进行研究(图3),发现反映成岩环境中氧逸度的Ce和Eu异常呈现规律性的变化。
即早期石榴石普遍具有Eu正异常,而Ce负异常则不明显。
晚期石榴石稀土元素中Eu和Ce都有所减少,表现为微弱的Eu正/负异常,而Ce则为明显的负异常。
这些演化特征说明了夕卡岩成岩早期的相对氧化环境向晚期的相对还原环境的转化。
4 稀土元素在矿产勘查中的应用4.1 稀土元素在判别岩体含矿性方面的应用稀土元素在判别岩体含矿性方面的应用比较广泛,特别是对岩浆矿床、岩浆热液矿床以及火山、次火山岩型热液矿床含矿性的研究已经比较成熟。
由于岩体与成矿关系比较密切,有时岩体本身就是矿体。
所以对岩体稀土元素特征的研究有助于对岩体含矿性的评价,特别是对已知含矿岩体与待评价岩体的对比,往往能起到比较好的评价效果。
以岩浆矿床为例。
岩浆矿床的矿床类型比较少,主要有与基性岩有关的铜镍硫化物矿床以及铬铁矿矿床,由于稀土元素的典型不相容性,使岩浆演化过程中稀土元素在固液两相间含量(分配系数小于1)和元素间比值发生差异。
铜镍硫化物矿床是岩浆熔融、分异的产物,稀土元素特征具有稀土元素总量高、轻稀土富集的特征,同时由于铜镍硫化物矿浆对Yb元素极不相容,而对Lu相对相容,从而使经历过铜镍硫化物矿浆熔离作用的成矿岩体Yb元素含量增高而Lu元素含量降低。
所以根据岩体的稀土总量、轻重稀土元素分异值((La/Yb)N,(La/Sm)N,(Gd/Yb)N),δ(Yb)和δ(Lu)等判断基性岩体的铜镍含矿性。
对同一地区不同岩体(已知含矿岩体和未知岩体)的稀土元素特征对比可以对未知岩体的含矿性进行评价。
尹意求(2004)对新疆吉木乃艾丁克罗赛岩体的含矿性进行了评价,主要是与本区的喀拉通克含矿岩体进行对比,发现二岩体的稀土元素分布型式相似,说明两者可能具有相似的物质来源,艾丁克罗赛岩体同样具有形成铜镍硫化物矿床的成矿条件。
4.2构造岩稀土元素特征在找矿中的应用断裂构造是成矿物质运移和沉淀的主要通道,在成矿中起着导矿、配矿和储矿的作用,同时也是良好的找矿标志。
作为含矿流体运移通道和矿质沉淀空间的各种构造裂隙,由于其经过强烈的气液活动,所以在构造裂隙中保留了一些微观的稀土元素活动痕迹,使得与成矿有关的构造和没有经历成矿的构造之间在稀土特征上存在差别。