两种超微细矿物粉体材料的制备及应用研究

Superfine mineral materials are mainly resulted from the pulverization of natural mineral resources, and are a type of new materials that can replace traditional materials and enjoy the most extensive application and the highest degree of consumption in the present day market. As a result, superfine mineral materials have a very broad and promising prospect in terms of market potential. Superfine pulverization technology is the only way for the in-depth processing of most of the traditional materials, and is also one of the major means for which mineral materials can realize their application. China is rich in natural resources such as heavy calcite, kaolin, wollastonite, etc., which enjoy a very wide market of application in paper making, rubber, plastics, painting, coating, medicine, environment-friendly recycle paper and fine chemical industries, for example. However, because the processing of these resources is generally at the low level, economic benefit and scale for the processing of these resources have not been realized to their full potential even up to now. Big difference in product indices and superfine processing equipment and technologies between China and advanced western countries still exists. Based on resource assessment and market potential analysis, an in-depth study was carried out in this paper about the superfine pulverization technology and superfine pulverized mineral materials from the point of mineralogical features, determination of processing technologies, analytical methods and applications, by utilizing a variety of modern analytical methods in mineralogy, superfine pulverization technology, macromolecular chemistry, material science and physical chemistry together with computer technology and so on. The focus was placed on the innovative study about the in-depth processing technology and the processing apparatus for kaolin and heavy calcite as well as the application of superfine products. The main contents and the major achievements of this study are listed as follows: 1. Superfine pulverization processing of mineral materials shall be integrated with the study of their crystal structures and chemical composition. And special attention shall be put on the post-processing technologies, rather than on the indices for particle size, of these materials, based on their fields of application. Both technical feasibility and economic feasibility shall be taken into account for the study about superfine pulverization technologies, since these two kinds of feasibilities serve as the premise for the industrialized application of superfine pulverized mineral materials. Based on this principle, preposed chemical treatment method, technology of synchronized superfine pulverization and gradation, processing technology and apparatus of integrated modification and depolymerization were utilized in this study, and narrow distribution in terms of particle size, good dispersibility, good application effects, low consumption as well as high effectiveness of superfine products were achieved in this study. Heavy calcite and kaolin are two kinds of superfine mineral materials that enjoy the highest consumption in the industry. Heavy calcite is mainly applied in paper making, coating and plastics industries, the hard kaolin in northern China is mainly used in macromolecular materials and chemical industries, while the soft kaolin in southern China is mainly used for paper making. On the other hand, superfine pulverized heavy calcite and kaolin can both be used as the functional additives to cement, a kind of material that enjoys the biggest consumption in the world. A variety of analytical methods and instruments such as transmission and scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, infrared analysis, laser particle size analysis and so on were applied for the elucidation of the properties and the mechanisms for the functions of superfine mineral materials as used in plastics and high-performance cement. Detection of superfine mineral materials is closely related to the post-processing and application of these materials. Traditional detection and analytical methods for superfine mineral materials include optical microscopy, infrared spectral analysis and a series of microbeam techniques such as transmission and scanning electron microscopy, X-ray diffraction analysis, and so on. In addition to these traditional methods, super-weak luminescent photon detection technology of high precision, high sensitivity and high signal to noise ratio was also utilized by the author for the first time in the study of superfine mineral materials, in an attempt to explore a completely new method and means for the study of the characterization of superfine materials. The experimental results are really exciting! The innovation of this study is represented in the following aspects: 1. In this study, preposed chemical treatment method, technology of synchronized superfine pulverization and gradation, processing technology and apparatus of integrated modification and depolymerization were utilized in an innovative way, and narrow distribution in terms of particle size, good dispersibility, good application effects, low consumption as well as high effectiveness of superfine products were achieved in the industrialized production process*. Moreover, a new modification technology and related directions for producing the chemicals were invented, and the modification technology was even awarded a patent. 2. The detection technology of super-weak luminescent photon of high precision, high sensitivity and high signal to noise ratio was utilized for the first time in this study to explore the superfine mineral materials, and the experimental results can be compared with those acquired with scanning electron microscopy and has demonstrated its unique advantages. It can be expected that further study may possibly help to result in a completely new method and means for the characterization of superfine materials. 3. During the heating of kaolinite and its decomposition into pianlinite, the diffraction peaks disappear gradually. First comes the disappearance of the reflection of the basal plane (001), and then comes the slow disappearance of the (hkl) diffraction peaks. And this was first discovered during the experiments by the author, and it has never before reported by other scholars. 4. The first discovery of the functions that superfine mineral materials can be used as dispersants in plastics, and the first discovery of the comprehensive functions that superfine mineral materials can also be used as activators, water-reducing agents and aggregates in high-performance cement were made in this study, together with a detailed discussion. This study was jointly supported by two key grants from Guangdong Province for Scientific and Technological Research in the 10th Five-year Plan Period (1,200,000 yuan for Preparation technology, apparatus and post-processing research by using sub-micron superfine pulverization machinery method, and 300,000 yuan for Method and instruments for biological photon technology in the characterization of nanometer materials), and two grants from Guangdong Province for 100 projects for scientific and technological innovation (700,000 yuan for Pilot experimentation of superfine and modified heavy calcite used in paper-making, rubber and plastics industry, and 400,000 yuan for Study of superfine, modified wollastonite of large length-to-diameter ratio).

人口统计信息空间可视化系统研究

Population research is a front area concerned by domestic and overseas, especially its researches on its spatial visualization and its geo-visualization system design, which provides a sound base for understanding and analysis of the regional difference in population distribution and its spatial rules. With the development of GIS, the theory of geo-visualization more and more plays an important role in many research fields, especially in population information visualization, and has been made the big achievements recently. Nevertheless, the current research is less attention paid to the system design for statistical-geo visualization for population information. This paper tries to explore the design theories and methodologies for statistical-geo-visualization system for population information. The researches are mainly focused on the framework, the methodologies and techniques for the system design and construction. The purpose of the research is developed a platform for population atlas by the integration of the former owned copy software of the research group in statistical mapping system. As a modern tool, the system will provide a spatial visual environment for user to analyze the characteristics of population distribution and differentiate the interrelations of the population components. Firstly, the paper discusses the essentiality of geo-visualization for population information and brings forward the key issue in statistical-geo visualization system design based on the analysis of inland and international trends. Secondly, the geo-visualization system for population design, including its structure, functionality, module, user interface design, is studied based on the concepts of theory and technology of geo-visualization. The system design is proposed and further divided into three parts: support layer, technical layer, user layer. The support layer is a basic operation module and main part of the system. The technical layer is a core part of the system, supported by database and function modules. The database module mainly include the integrated population database (comprises spatial data, attribute data and geographical features information), the cartographic symbol library, the color library, the statistical analysis model. The function module of the system consists of thematic map maker component, statistical graph maker component, database management component and statistical analysis component. The user layer is an integrated platform, which provides the functions to design and implement a visual interface for user to query, analysis and management the statistic data and the electronic map. Based on the above, China's E-atlas for population was designed and developed by the integration of the national fifth census data with 1:400 million scaled spatial data. The atlas illustrates the actual development level of the population nowadays in China by about 200 thematic maps relating with 10 map categories(environment, population distribution, sex and age, immigration, nation, family and marriage, birth, education, employment, house). As a scientific reference tool, China's E-atlas for population has already received the high evaluation after published in early 2005. Finally, the paper makes the deep analysis of the sex ratio in China, to show how to use the functions of the system to analyze the specific population problem and how to make the data mining. The analysis results showed that: 1. The sex ratio has been increased in many regions after fourth census in 1990 except the cities in the east region, and the high sex ratio is highly located in hilly and low mountain areas where with the high illiteracy rate and the high poor rate; 2. The statistical-geo visualization system is a powerful tool to handle population information, which can be used to reflect the regional differences and the regional variations of population in China and indicate the interrelations of the population with other environment factors. Although the author tries to bring up a integrate design frame of the statistical-geo visualization system, there are still many problems needed to be resolved with the development of geo-visualization studies.

200 ℃水热条件下金属铂的氢渗透常数测定

本文采用氢感应法,测定低温水热条件下Pt 的H2 渗透常数k ,并可根据H2 渗透来计算实验体系的氧逸 度。这种方法无需依赖H2 在氧缓冲体系与实验体系间平衡状态的到达, 但要求有精确的氢渗透常数。本研 究在200 ℃, NNO 及HM氧缓冲的实验条件下,通过测定氢感应体系中淬火溶液Cl - 浓度的变化, 计算求得Pt 的H2 渗透常数k 为10 - 13～10 - 14数量级。并讨论了在实验及数据处理过程中对H2 渗透常数k 可能带来的误 差及影响因素。

织金新华磷矿成矿作用的微束分析研究

海相沉积磷块岩的成因研究，经历了一百多年的历史，学者先后提出了多种成因假说。但至今，沉积磷块岩的成因仍然是一个有争议的问题，尤其是对于具体的磷矿床，不同学者往往会有重要分歧。 沉积磷块岩之所以存在着多种成因假说之间的争议，存在着成磷机制的重要分歧，相当重要的原因就在于，大量宏观上的有关含磷岩系时空分布规律、沉积盆地岩相古地理景观、矿石微量元素、稀土元素地球化学和同位素地球化学等等研究的同时，缺少对含磷岩系磷酸盐组分内部结构微观上的深入解剖。由于许多磷灰石，不管是生物成因，或者是化学成因，或者是胶体化学成因，它们通常以（超）微细粒集合体的形式产出，偏光显微镜下都呈均质特征。所以，磷块岩成因研究必须引入现代先进的测试分析手段。 本文选择电子探针（EPMA）和分析型电子显微镜(AEM)，以织金新华磷矿为研究对象，研究磷酸盐组分的成因类型、各类型磷酸盐组分的微区成分、显微结构、磷酸盐的沉积富集形态及其精细至纳米级的精细结构，在此基础上讨论新华磷矿的成矿机制。 依据电子探针的背散射电子成像、扫描二次电子成像和微区成分分析的研究结果以及分析型电子显微镜的透射电子成像分析、选区电子衍射分析和微区能谱成分分析的研究结果，将织金新华磷块岩的磷酸盐组分划分为下列四种类型：碎屑磷灰石、无定形磷酸盐组分、生物屑磷灰石和球粒状磷酸盐。不同类型的磷酸盐具有不同的（超）显微结构，具有不同的成因过程。这种成因分类，突破了以往磷块岩岩石学研究中将胶磷矿当作新华磷矿磷酸盐唯一的产出形式的局限，是研究其成矿作用的重要基础。 利用分析型电子显微镜对碎屑磷灰石的超显微结构的研究获得氟磷灰石的单晶电子图像。研究结果表明：氟磷灰石晶形完美，呈假六方粒状。单晶大小多为60纳米至160纳米。碎屑磷灰石是氟磷灰石晶体的集合体。集合体内部各晶体的结晶取向杂乱无章，是早期化学结晶形成的氟磷灰石晶体，后期在沉积盆地靠表面的物理吸附形成碎屑团粒，再在成岩过程中遭受挤压形变。 分析型电子显微镜的超显微结构研究得到无定形磷酸盐组分内部残留的生物胞内磷灰石质点的透射电子图像，显示胞内磷灰石质点呈浑圆粒状，大小仅为10纳米左右，代表成矿生物聚磷的最原始形式。 本文研究认为：织金新华磷矿是多种成矿因素综合作用的结果，不同类型的磷酸盐组分具有不同的成因过程： 1．组成碎屑磷灰石的氟磷灰石形成于化学结晶作用，可能与Rodinia超大陆裂解有关的洋底热水作用有关。热水作用为上升洋流提供了溶解态的磷和超微细粒氟磷灰石晶体。在矿区半封闭的沉积环境下，上升洋流携带来的超微细粒氟磷灰石单晶团聚成35微米至300微米的碎屑团粒，经沉淀和成岩期挤压固结形成磷灰石碎屑。 2．无定形磷酸盐组分的形成与生物成磷作用有明显的联系。本文发现，无定形磷酸盐组分主要由生物磷灰石和有机生物残留物组成。海水中磷化的微生物群落沉降到水体底层，实现海水中的溶解态磷向沉积物的迁移固定。在成岩作用早期发生了初步的磷的富集，无定形磷酸盐组分内部形成生物磷灰石集合体，最大约200纳米，最小40纳米，多数约100纳米。它是纳米生物磷灰石的多晶集合体，呈不规则粒状分布于残留干酪根内部；成岩期的磷酸盐化作用直接发生在无定形磷酸盐组分的内部，形成富磷酸盐的微细丝状、网状物，它们就是磷灰石团簇。磷灰石团簇由小于300纳米的不规则磷灰石团块组成，具有纳米微晶结构。成分上，常共生有少量的泥质、硅质和氢氧化铁。 3．生物屑磷灰石直接形成于生物成矿作用，是生物结构的磷酸盐化。 4．球粒状磷酸盐组分内核代表海底沉积的磷质淤泥，成分与微观结构均较为复杂多样，是成矿微生物的聚磷沉积作用和成岩作用早期磷酸盐化的产物，在固结之前经水动力作用抛到海水中成球粒；壳层是在内核处于悬浮状态下在海水中吸附热水化学结晶的（超）微细粒氟磷灰石晶体形成的，具有与碎屑磷灰石相同的成分和结构。 对于织金新华磷矿，化学结晶、物理吸附沉积形成的碎屑磷灰石是最稳定、最基本的成矿方式，但仅形成贫磷矿石。当有生物成磷作用叠加时，矿石才能得到进一步的富集。

云南会泽铅锌矿床成矿流体性质和来源—来自流体包裹体和水岩反应实验的证据

位于扬子地块西南缘川、黔、滇铅锌多金属成矿区的中南部的云南会泽铅锌矿床是我国著名的Pb、Zn、Ge生产基地之一，近年来受到很多地质学家和地学工作者的关注。本文在自己研究成果和前人资料的基础上，以云南省会泽铅锌矿床为研究对象，从脉石矿物方解石和脉石矿物热液白云石中的流体包裹体入手，详细研究矿床成矿流体的物理化学条件变化；并结合高温高压实验和前人研究成果（成矿元素分析、同位素等），详细分析该矿床的成矿流体来源、迁移机制与成矿机制，解决矿床成矿流体与围岩、基底、峨眉山玄武岩三者之间的关系，并提出合理的矿床的成因模式；并通过该课题研究，揭示成矿流体随温度、压力变化而变化的规律，了解矿床成矿元素迁移、富集和沉淀的热力学、动力学作用机制，为区域内其他铅锌矿床的找矿和研究提供理论依据。通过系统的研究，获得以下结论和成果： ⑴矿物流体包裹体均一温度主要变化于150~250℃之间，部分包裹体大于300℃；矿床矿物包裹体的形成存在两个高峰期：第一个高峰期包裹体均一温度主要集中于150~220℃，第二个高峰期包裹体均一温度主要集中于300~350℃；包裹体的捕获温度位于150℃~401℃之间，其中大部分高于200℃；盐度变化范围5~21wt% NaCl，平均值为13.24wt% NaCl；密度0.546~1.129 g/cm3；均一瞬间压力145×105Pa ~754×105Pa；成矿过程中流体曾存在沸腾作用和不混溶现象；沸腾包裹体的证据表明，成矿的深度为当时地表以下2200~2450米。因此，矿床成矿流体总体属中温-中压-中等盐度性质。 ⑵H、O同位素计算、流体包裹体、Sr同位素和水-岩反应实验结果表明，矿床成矿流体为不同来源流体混合的产物，具有多源性。而地层成矿元素含量、Pb同位素和水-岩反应实验结果证明成矿物质同样也具有多源性。因此，会泽铅锌矿床的成矿流体、成矿物质都具有多种来源。 ⑶矿床成矿条件：成矿温度为131℃~491℃，平均值为260℃；矿化时间与峨眉山玄武岩岩浆活动的时代较为相近；成矿时流体pH值为4.2~7.5，呈中性~弱碱性；金属矿物的氧逸度主要变化范围为10-55—10-20，硫逸度主要变化范围为10-30—10-10。矿石的品位主要跟流体混合、沸腾作用和断裂带宽度受到限制有关。 ⑷在该矿床，中低温（100~250℃）环境下的铅锌迁移形式有所不同，锌主要以硫氢化物络合物形式进行迁移，兼有少量氯化物络合物；而铅主要以氯化物络合物形式进行迁移，但有部分硫氢化物络合物。而在中高温条件下铅、锌基本都以氯化物络合物的形式进行迁移。影响矿物沉淀的因素很多，但流体混合作用和沸腾作用是引起会泽铅锌矿床金属矿物沉淀的主要原因。 ⑸肉红色白云岩形成的原因可能跟较为封闭的潮坪—泻湖的原始蒸发环境有关；而灰色白云岩则可能来自肉红色白云岩的淋滤交代；白色白云岩的形成则与灰岩、白云质灰岩的热液交代有关。

贵阳市中心城区大气中不同形态汞的研究

汞，是一种人体非必需的有毒重金属元素，一种全球性污染物，其全球生物地球化学循环演化规律的研究是目前环境科学领域的热点问题。汞在大气中的行为对其全球生物地球化学循环起着极其重要的控制作用。因此，关于大气汞循环演化规律的研究已经成为目前汞全球生物地球化学研究的热点问题。大气中的汞主要分为三类，即气态单质汞（GEM）、活性气态汞（RGM）和颗粒态汞（TPM）。各种形态汞的物理化学性质不同，在大气中的行为存在显著的差异。研究大气中不同形态汞的分布特征，对于正确认识汞在大气中的循环演化规律意义重大。目前中国是全球人为活动向大气释汞最多的国家，而城市区域是人为活动的中心地带，城市大气汞污染形势严峻。因此，开展城市大气中不同形态汞的研究对于评价与预测城市环境汞污染特征以及正确认识大气汞的局地、区域、全球循环演化规律具有重要的理论与实际意义。 本论文选取贵州省省会贵阳市的中心城区作为研究区域。贵阳市（东经106º07´~107º17´，北纬26º11´~27º22´）位于中国西南地区正好处在环太平洋汞矿化带中，能源消耗以煤炭为主，大气环境污染属煤烟型污染，常年影响大气环境质量的主要污染物是二氧化硫和可吸入颗粒物。本论文的研究工作包括：⑴2004年4月～12月在中国科学院地球化学研究所建立与完善了大气中气态总汞（TGM）、GEM、RGM、TPM的采集与分析方法，并测定了大气和雨水中不同形态汞的含量，对大气汞的干、湿沉降通量进行了估算；⑵2005年4月～2006年1月在贵阳市中心城区的居民区、商业区、工业区、游览区4个功能区各设1个研究点，农村设1个对照点，按春、夏、冬3个季节研究了大气中GEM、RGM、TPM的分布特征，估算了贵阳市中心城区大气汞的干沉降通量，并利用高分辨透射电子显微镜（HR–TEM）分析技术对冬季各采样点TPM的来源作了定性识别；⑶测量了中心城区表层土壤和某些植物的总汞（THg）含量，探讨了大气汞对中心城区地表生态系统的污染效应。通过本论文的研究，得出以下主要结论： 1.在国内外研究基础上，建立了金捕汞管–冷原子荧光光谱法（CVAFS）测定大气中TGM的方法、微型捕集管–CVAFS测定大气中TPM的方法、镀KCl直形扩散管–金捕汞管串联采集RGM与GEM的方法。每种形态汞的测量技术水平都在pg•m-3量级。并在国内首次实现了对城市大气中GEM、RGM、TPM的同步测量。 2.2005 ~ 2006年间贵阳市中心城区大气中GEM、RGM、TPM的平均浓度分别是9.11 ng•m-3、132.4 pg•m-3、1.02 ng•m-3，均为对照点的1.5倍，都显著高于全球背景参考值1.5 ~ 2.0 ng·m-3、< 10 pg•m-3、1 ~ 86 pg•m-3。3种形态汞的季节、昼夜与空间分布特征如下：⑴GEM：①季节平均浓度表现为冬季＞夏季＞春季，居民采暖燃煤释放是造成冬季GEM浓度高的主要原因。②春、夏非采暖季受释放源及其排放方式、自身物理化学性质与气候条件等因素的影响一般是夜间高于白天；冬季则受居民白天采暖燃煤影响主要表现为白天高于夜间。③年平均浓度，工业区＞居民区＞商业区＞游览区＞对照点。⑵RGM：①季节平均浓度表现为春季＞夏季＞冬季，气候条件对RGM的影响较大。②受白天释放源、自身物理化学性质、大气氧化强度与气候条件等因素的影响，春、夏、冬3季一般都为白天高于夜间。③年平均浓度，商业区＞工业区、居民区＞游览区、对照点。⑶TPM：①季节平均浓度表现为冬季＞夏季＞春季，居民采暖燃煤释放是造成冬季TPM浓度高的主要原因。②受释放源及其排放方式、自身物理化学性质与气候条件等因素的影响，春、夏、冬3季一般都为夜间高于白天。③年平均浓度，工业区＞居民区＞商业区＞对照点＞游览区。④TPM受局地释放源的影响显著，而燃煤释放是其冬季的普遍来源。 3.2005 ~ 2006年间不同形态汞在贵阳市中心城区大气中的含量分布为GEM（89.8 %）> TPM（8.8 %）> RGM（1.5 %），其中（RGM + TPM）占大气总汞（TAM）的比例略高于对照点的10.0 %，但显著高于全球背景参考值1 ~ 5 %，说明贵阳市中心城区大气汞向地表生态系统的沉降通量相对背景区较大。因为尽管RGM、TPM在大气中的含量很低，但正是它们控制了大气汞向地表生态系统的沉降速率。 4.2005 ~ 2006年间贵阳市中心城区各功能区及对照点大气中不同形态汞日均浓度的相关关系大多数都表现为不显著，表明在贵阳市中心城区及对照点大气中不同形态汞的来源可能是多元化的。 5.2005 ~ 2006年间贵阳市中心城区大气中GEM、RGM、TPM的干沉降通量平均值分别为28.7 μg•m-2•yr-1、10.4 μg•m-2•yr-1、160.9 μg•m-2•yr-1，均为对照点的1.5倍，其中TPM控制了大气汞向地表生态系统的干沉降通量；TAM干沉降通量平均值为200.1 μg•m-2•yr-1，其时空差异表现为冬季＞春季＞夏季和工业区＞居民区＞商业区＞对照点＞游览区。 6.经估算，2005 ~ 2006年间在贵阳市中心城区面积范围内大气汞干、湿沉降总量为54.7 kg•yr-1，它仅占燃煤向大气排汞量（以2003年为例，贵阳市中心城区燃煤向大气排汞量为334 kg•yr-1）的16.4 %，说明贵阳市中心城区的大部分大气汞仍然停留在大气中，最终将经由大气进行长距离迁移，散布到更广的区域。 7.在中国科学院地球化学研究所，2000 ~ 2006年间的大气TGM污染程度呈逐年递增趋势；2004年大气汞的干沉降通量为16.5 ng•m-2•h-1，高于湿沉降通量12.2 ng•m-2•h-1。 8.贵阳市中心城区及对照点不同类型土壤THg含量的几何平均值分别是0.370和0.276 mg•kg -1，都高于贵阳市土壤汞背景值0.201 mg•kg -1。土壤释汞是贵阳市大气气态总汞的一个重要自然源，而土壤THg含量是土壤释汞的最主要影响因子。因此，为了提高城乡居民的生活环境质量，更为了保护城乡居民的健康，非常有必要采取防治措施来降低贵阳市中心城区及对照点的土壤汞污染。 9.贵阳市中心城区苔藓THg平均含量为0.258 mg•kg -1，为对照点的1.5倍；中心城区某些常见的木本植物叶片THg含量范围是 0.068 ~ 0.181 mg•kg -1，木本植物叶片吸收大气汞的能力表现为落叶植物＞常绿植物。苔藓、梧桐叶片中的THg含量与其生长时期的大气汞浓度密切相关，能够指示区域大气汞的污染现状与空间分布规律。

贵州赫章土法炼锌地区重金属对植物污染的初步研究

矿山开发造成的生态环境问题是一个世界性的问题，国内外许多学者对此表现出浓厚的兴趣。除矿山开发直接导致的植被破坏和耕地侵蚀等外，研究者更重视有害物质(特别是重金属)释放而导致的环境问题，特别是表生条件下矿山废弃物(矿山尾砂)的堆积，在一系列地球化学因素的作用下：如矿山尾砂的矿物成分 参考、堆积时间、厚度、气候条件及微生物（Rachel，2002）等发生风化作用，从而导致酸性矿山废水(AMD)的产生。蓄纳高浓度的重金属元素，其排放小仅对溪流、河流、湖泊水质及其沉积物产生负而影响，而且有降低土壤环境质量状况的威胁（Barbara Hohn，2005）。 贵州省赫章县是我国著名的土法炼锌集散地，地处贵州西北部，辖内煤炭资源丰富，境内的榨子厂、猫猫厂、天桥铅、锌矿(氧化矿)为“土法炼锌”提供了丰富的原料。其土法炼锌已有300多年的历史，至2000年，已有1000多个土法炼锌“马槽炉”的规模。炼锌中产生的黑色烟尘不仅使周围山坡寸草不生，山坡上、河道边到处倾倒着废渣，而且使许多早作地荒耕。本文试图以该地的土法炼锌为研究对象，探讨土法炼锌中产生的烟尘和废弃物对附近土壤和沉积物的环境影响。 1.1矿山开发中的生态环境影响 矿山的开采在很大程度上改变了矿山原有的环境。矿山开采耗费大量的土地资源，开采后破坏的土地，丧失原有的自然生态系统；废弃物堆置场是周围环境的严重污染源。矿山按其产品性质分类，有冶金矿山(黑色金属、有色金属、稀土元素、放射性元素等)和非金属矿山(煤矿、石料、陶土等)；按其开采方式分类，有露天开采矿山和地下开采矿山。不同性质的矿山和不同的开采方式，其对生态环境破坏的过程和特征有很大差异。 矿山开采引起的生态破坏，主要由以下三个过程导致：(1)开采活动对土地的直接破坏，如露天开采会直接毁坏地表土层和植被，地下开采会导致地层塌陷，从而引起土地和植被的破坏：(2)矿山开采过程中的废弃物(如尾矿、矸石等) 需要大面积的堆置场地，从而导致大量占用土地和对堆置场原有生态系统的破坏；(3)矿山废弃物中的毒性成分，可通过径流和大气飘尘，影响周围的土地、水域和大气质量（Ivanova，2001）。 在生态系统层次上，上述三个过程对采矿地区生态的破坏具有三个特征：(1)景观破坏，主要指对地貌的影响；(2)环境质量退化，对所在地区土质、水质，甚至大气质量的影响；(3)生物多样性退化，对原有生物群落的摧毁，及对当地现有生物群落的严重破坏甚至摧毁。 通常，金属矿山引起的环境质量退化以及由此导致的生物多样性退化要比非金属矿山更严重；露天开采的矿山引起的景观破坏和生物多样性退化，要比地下开采的矿山更严重。矿山开发的生态环境影响突出表现在以下几下方面： 1土地的占用与破坏 矿山开采后，将会产出大量的废石、排土和尾砂，例如露天开采1吨矿石通常削离5-10 t覆盖的岩土，堆存它们将需占用大量的土地。据报道美国的明尼苏达州北部，由于大型露天磁铁矿近半世纪的大量开采，致使当地土壤质地退化，如不进行有效的治理将有沙漠化的危险（Othman，1996）。矿区的建设也将不可避免地改变地形、自然景观和植被状况等。土地破坏的后果是：水土流失加剧，淤塞污染水体，增加扬尘，严重影响生态环境。另外，尾矿坝、废石堆场设置不当或管理不严，会造成严重的滑坡或泥石流事故，使大面积的土地受到破坏，造成水体污染，危及人身和财产的安全。 2水体污染 矿山开采后的废石堆成尾矿库若不妥善处理，可能会成为地下水污染源。废矿堆、尾矿库长期处在氧化、风蚀、溶滤过程中，其中的有毒矿物成份或有害物质可以随水转入地下、地表水体和农田、土壤之中，造成地下、地表水体受到化学污染。 采矿工业用水远远小于选矿工业的用水量，但不论是采矿还是选矿，若不注意处理其废水，会造成严重的后果。据报道，由于采矿对水体的污染，使美国长达20600km的水域和449个天然和人工湖泊不再适于养鱼（Antonio Simonetti，2000）；在国内也不乏其例，如攀枝花选矿厂（曾清如，1997）有部分尾矿废水排入金沙江，对其造成长期的严重污染。又如东鞍山矿（张宝贵，2002）由于外排废水中含有大量的细粒级悬浮物，使杨柳河的河水呈红色，不仅妨碍水生生物的生长，还影响农业灌溉，成为鞍山地区的一大公害。此外开采硫化矿床时，由于伴生的低品位黄铁矿，在自然堆放过程中，经风化、雨水浸蚀可产生有害酸性水。在我国冶金矿山中因酸性水污染造成的危害是十分严重的，如南山铁矿（许步信，1996）的酸性水波及周围1万hm2农田和渔业生产，多年来共赔偿农业损失费累计约百万元。此外，各金属矿山的外排水中浮悬药剂的污染、硝基苯的污染以及其它重金属的污染也屡见不鲜（Sastre，2002）。 井巷开掘、矿床排水疏干所形成的降压漏斗的水力影响半径有时可达数十公里，可能造成区域性水文环境的破坏，使农牧业缺水受损。另外，疏干碳酸盐围岩含水层之后，其岩溶和溶洞会成为地面塌陷下沉，地面设施被破坏的隐患；而当塌陷区或井巷地表贮水体存在水力的沟通时，则会酿成淹没矿井的重大事故；当岩层疏干影响的设计计划不周时，还可导致露天边坡、台阶的滑动和变形，从而出现相应的灾害后果（李小玉，2004） 3大气污染 在矿山生产中，氧化、风蚀作用可使废石堆场、尾矿库形成一个周期性的尘暴源。此外矿石破碎、筛分和选矿等工序也是主要尘源。矿山对大气的污染还包括公路运输过程中形成的大量扬尘。粉尘污染是冶金矿山生产过程中的一种主要污染类型。在我国，由于矿山粉尘污染而使矿区农牧业受害的情况较多。矿山开发引起的环境生态问题是全球性的问题，越来越受到科学界的关注，己成为环境地球化学研究的一个重要领域。随着对矿产资源需求的不断扩大，矿山废物的排放量大幅度增加，环境生态的恢复难度也在不断增大，因此，在科学界关注的同时，政府也要采取一定的措施来给予支持和提供方便（王文，2003）。 1.2矿区重金属污染研究 1.2.1重金属概念及环境化学行为 通常把密度大于5的金属称为重金属，如隔、铬、铜、镍、铅、锌等，砷虽然不属于金属，但由于对环境的影响与重金属类似，通常也称其为重金属。矿产开采过程中所引起的环境问题较多，特别是土壤的重金属污染（Ahmed，1998）。有害重金属通过各种途径进入土壤，不易随水淋溶，微生物难以降解，植物对其有明显的生物富集作用，影响农作物的品质和产量。土壤污染有较长的潜伏期，具有隐蔽性、不可逆性、普遍性、表聚性等特征（Isabelle，2001） 重金属是一类典型的环境污染物，在自然条件下，除了局部范围重金属含量较高之外，一般土壤中有害重金属含量都小于构成污染的临界值。由于受人类生产活动的影响，例如，农业增产措施如农药、化肥的不断使用，加之工业废水、废气、城市生活垃圾、污水及污泥与畜禽粪便等排入环境，都不断污染土壤，使重金属等在环境中的积累不断积聚。特别是最近几十年来，由于土壤环境中污染物含量不断提高，重金属污染问题已经引起学术界、政府和公众的广泛关注。 1.2.2环境中重金属的来源 重金属可以通过废水、废渣的排放，空气悬浮物的携带与运输，水体中的细微尾矿砂颗粒物的运移，食物链的传递等不同途径来引起环境的污染。污染源有以下几个方面： 工业污染源，尤其是基础工业，特别是采矿和冶炼业是向环境中释放重金属的主要污染源。如20世纪60年代，在日本的富山县神通川流域，由于铅锌冶炼厂排放的含锅废水污染水稻田，居民长期食用含偏稻米和饮用含锅水而造成锅中毒，锅进入人体后破坏人体的骨骼系统，使骨质变脆易折，也就是所谓的“骨痛病（Lorenzo，2000）。 生活污染源，主要是生活垃圾，其中含有的重金属能渗到土壤中，影响到地表水和地下水的质量，生活废水中的有机物可以吸收重金属，用这些水灌溉也可导致土壤污染。 农业污染源，主要来自厩肥、污泥、化肥、农药等，有害成分为其释放的重金属，污染物质主要集中于表层或耕层，它的分布比较广泛。污染物的种类和污染的轻重程度与土地的利用方式和耕作制度有关。 交通污染源，主要为含铅汽油的使用，使机动车排放的尾气污染大气。 自然污染源，土壤母质中的重金属本身含量高，还有火山喷发造成的土壤污染。 就矿区来说，以工业污染源为主，其它次之。 1.2.3环境中重金属的危害 尾矿、矿渣是采矿区土壤重金属的主要来源之一。当这些矿山固体垃圾从地下搬运到地表后，由于所处环境的改变，在自然条件下，极易发生风化作用(物理、化学和生物作用)，使大量有毒有害的重金属元素释放出来进入到土壤和水体中，给采矿区及周围环境带来严重的污染。 在雨水等的作用下，地下水和地表水都会受到不同程度的重金属污染。目前世界上受高砷饮水危害的国家和地区包括孟加拉国、印度恒河流域、阿根廷、智利、墨西哥、泰国、美国和中国的台湾、内蒙、山西部分地区。孟加拉国受砷危害人口有35-77百万人，占该国总人口(125百万)的一大半，几十年来联合国投入了大量财力物力进行治理，但收效甚微（Kovalchuk，1996）。有300多年开采历史的我国湖南石门雄黄矿，发生了严重的砷污染，河水砷含量达0.5－14.5 mg•L－1，居民头发砷含量为0.972-2.459ug•L-1。以河水为饮用水源的居民的砷暴露水平达到甚至超过国内外重大慢性砷中毒案例的暴露水平。 有毒气体的排放无疑会直接污染大气。如1996年玻利维亚波托西的波尔科矿山的一座铅锌尾矿坝倒塌，致使大约235，000 t有毒尾矿泥浆(包括砷、氰化物、铅和锌等有害成分)排入皮科马约河的一条支流阿瓜卡斯蒂利亚河中，导致饮用该河水和食用该河水中鱼的3名儿童死亡，其毒性影响到800km的巴拉圭一阿根廷的查科(salomons，1995)。另外，巴西亚马逊河流域附近，约17000km，的大范围金矿开采过程中，汞作为重要提金试剂，易形成合金金齐汞，直接释放进入大气，且向大气的释放量远比向河流和土壤的释放量高，占总释放量的65%-83%( salomons，1995)，对人体危害十分严重。西班牙某重金属冶炼厂尾砂坝的倒塌，使得随后的土地开发过程中大气可吸入颗粒中铜和锰的含量增加了17~36％和59一70％（Querol，2000）。 重金属在土壤中的聚集引起的危害更为严重。其进入土壤后，一方面可在植物体中累积，并通过食物链最终转移到人体内，危害人群健康，致畸致癌；另一方面，还可能导致地下水污染，超过一定限度就会危害生态系统，如上述所说的水体和大气的污染。由于重金属污染的范围广，持续时间长，又不易在生物物质循环和能量交换中分解，所以污染土壤的修复与治理迫在眉睫，也是科学界比较关注的问题之一。就世界范围来看，全世界每年平均排放汞115万t，锰1500万t，铜340万t，铅500万t，镍100万（Jane vacalet，1999）。据估计，我国仅重金属污染的耕地面积就达2000万ha，约占耕地总面积的115 ，每年因土壤污染而减产粮食1000万t；另外还有1200万t粮食重金属超标，二者的直接经济损失达200多亿元（陈同斌，1999）。在金属成矿区周围的自然扩散区域内，环境中一般含有较高浓度的重金属，加上开矿过程中的废矿水和尾矿砂，常造成严重的重金属污染问题。据报道，湖南省郴县东坡铅锌矿自然扩散晕区域内的环境污染是以铅、锌、镉、砷为主的多金属污染复合体，水体内的细微尾矿砂颗粒物是重金属的主要迁移载体，且该区域内作物中的铅、镉残留很高（曾清如，1994）。 土壤中重金属的超标同时也会使农作物和其它生物受到危害。杨居荣（1992）发现耐福的甜菜与胡萝卜在对营养元素的吸收上呈现两种不同的特征，即耐镐的甜菜往往对钙、镁、锌、铁元素的吸收量大，而胡萝卜则相反。土壤中锌/锅比例增大可显著地降低菠菜含镉量（宋菲，1996）。己有证据表明，铜矿的冶炼可以增加周围农业系统中的铜含量，使冶炼厂周围紫花首稽和柏树叶片中的铜含量明显增加。华南某矿区周围农田土壤中锌含量达690~4000 mg.kg－1；华北某污灌区土壤中锌含量超过1500 mg•kg－1，长期施用污泥的土壤中锌含量达370－470 mg•kg－1，受汞污染的面积达3.2 × 104 ha，每年生产汞米1.95×105吨。沈阳张士灌区和江西大余县等地区的粮食己经遭受严重的锡污染，其含镉量己经超过诱发“痛痛病”的标准。龙育堂等（1994）研究芝麻对稻田汞净化效果，结果表明：土壤含汞量在5－130 mg•kg－1，范围内，汞对芝麻产量和品质仍未造成显著影响；改种芝麻，土壤汞的年净化率高达41%，土壤的自净恢复年限比种植水稻缩短。食物链中重金属的高度富集最终将威胁到人类健康。

岩石圈伸展对粤北下庄矿田铀成矿的制约机制研究

地球动力学与成矿关系的研究是地球科学研究的前沿领域，而陆内岩石圈伸展与成矿的关系的研究则是该领域相对比较薄弱的环节。 华南地区于白垩—古近纪发生了岩石圈强烈的伸展减薄事件，且岩石圈伸展减薄与该区同时期形成的众多金属和非金属矿床有密切的成因联系，尤其是华南地区的花岗岩型热液铀矿床，显示了与该区岩石圈伸展作用可能有多方面的成因联系。粤北下庄铀矿田位于位于南岭铀-多金属成矿带的南部，是华南地区典型的花岗岩型热液铀矿区，本次研究在深入细致的野外地质工作的基础上，运用流体包裹体地球化学、元素地球化学、同位素地球化学等方法手段，开展了对下庄铀矿田成矿流体性质、成矿过程中元素的活动规律、成矿流体来源及演化等方面的系统研究，初步探讨了岩石圈伸展对该区铀成矿的制约机制，并建立了可能的矿床成因模式。通过研究，本次工作获得了以下几点主要认识： （1）通过对下庄铀矿田部分铀矿床流体包裹体显微测温、激光拉曼光谱及液相成分分析研究，查明了下庄矿田铀矿床矿前期热液属中高温（200℃~350℃）、低盐度（0.72%~5.95%NaCl）、密度中等（0.703~0.830g/cm3）、活动深度较深（2.29km~5.74km）、富∑CO2、相对还原性质的流体；成矿期热液属中低温（主要为154℃ ~250℃）、低盐度（0~1.83%NaCl）、密度中等（0.628~0.867g/cm3）、活动深度较浅（0.19km~1.62km）、富F-、相对氧化性质的流体。 （2）矿石矿矿物电子探针测试分析及岩、矿石的微量元素地球化学分析研研究表明，本区铀矿床主要的原生铀矿物为沥青铀矿、铀石、钛铀矿，铀矿物的形成与Si、Ca、W等元素有密切的关系，而其它金属元素未显示明显地富集。矿石、脉石矿物部分继承了原岩的稀土元素组成，且在原岩基础上又有高度的演化。 （3）进行了矿区内碳酸盐的C、O同位素和黄铁矿的He、Ar稀有气体同位素的分析研究。研究表明，矿化剂∑CO2主要为幔源，大量的He、Ar等稀有气体也来自于地幔。矿区发育的深大断裂构造可能控制了幔源挥发份的加入。 （4）脉石矿物碳酸盐和萤石的Sr、Nd同位素地球化学研究显示，成矿流体中的这些元素主要源于地壳，南区矿床（338、339）的Sr、Nd组成则为富含壳源Sr、Nd的流体与幔源基性脉岩不同程度的水—岩反应所致。另外，碳酸盐铅同位素研究显示，下庄矿区成矿物质铀可能来自帽峰式后期流体交代的花岗岩体。 （5）岩石圈伸展与下庄矿田铀成矿有关系密切：下庄矿田铀矿床明显受伸展构造控制，伸展构造既为导矿构造，又为储矿构造；岩石圈伸展导致的地温梯度升高，大地热流平均值加大，驱动热液流体的流动，为铀成矿提供了主要的热驱动力；岩石圈伸展产生的深大断裂导通了壳幔间的联系，使幔源脱气成因挥发份（主要为∑CO2）沿断裂上升，加入壳源热水循环系统，从而参与了铀成矿。 （6）初步建立了下庄矿田“岩石圈伸展体系下大陆热水系统铀矿床成因模式”。模式认为，华南地区白垩—古近纪岩石圈伸展作用引发区内热水流体的大规模循环，且伸展引起的幔源脱气作用产生的挥发份（主要为ΣCO2）加入了贫铀、贫矿化剂的循环的地下热水中，形成了富矿化剂热水。富矿化剂热水从富铀花岗岩中浸出铀（氧化作用），变为富矿化剂、富铀热液流体，这种热液流体在伸展引起的热驱动下沿构造上升，热液流体上升到浅部时，由于地球化学障、流体压力释放等因素的影响，U被还原沉淀，并在有利部位富集成矿。

贵州喀斯特高原湖泊物质循环过程中的铜锌同位素地球化学－以红枫湖、阿哈湖为例

近年来铜、锌同位素地球化学研究已经进入了快速发展时期。作为新兴的同位素技术手段，铜锌同位素工具已普遍应用于地球化学、矿床学、古海洋学和生物学等多种领域，然而铜、锌同位素在湖泊生态系统中的研究却相对较少。湖泊生态系统中，重金属的迁移、循环与转化一直是地球科学家们关注的焦点，但研究手段仅局限于含量与形态的测定。因此本论文旨在通过对湖泊生态系统中铜、锌同位素的研究，揭示影响铜、锌同位素组成的主要因素，为铜、锌同位素成为湖泊系统中新的重金属示踪工具奠定基础。 本论文通过一系列条件实验，确定了用于MC-ICP-MS测定环境样品中铜、锌同位素时最佳的化学分离条件。随后选取红枫湖和阿哈湖为主要研究对象，用此实验流程对湖泊水体及其主要支流悬浮物中的铜、锌同位素的季节及剖面变化进行了初步研究。除此之外，对水体中重金属如Cu、Zn、Mn、Ni、Co、Cr、Cd和Pb的形态分布特征及物质循环进行了研究。主要得出以下几点认识： 1、环境样品中铜锌的最佳分离条件是，采用AG MP-1(100-200目)阴离子交换树脂，分别以7 mol/L HCl + 0.001% H2O2，2 mol/L HCl+ 0.001% H2O2，0.5 mol/L HNO3作为淋洗液，并分别在适当的体积接收淋洗液，可以有效地分离沉积物、植物和悬浮物等样品中的铜和锌。化学分离过程中回收率接近100％，同位素比值的变化均在误差范围以内。 2、红枫湖、阿哈湖水体及主要支流悬浮物和红枫湖生物样品中的δ65Cu分布范围为-2.64‰~1.11‰，可达到3.75‰的变化。红枫湖夏季水体悬浮物的δ65Cu变化为-0.08‰~0.25‰，入湖河流水体悬浮物δ65Cu的变化范围为0.13‰~ 1.11‰；阿哈湖夏季水体悬浮物δ65Cu的变化范围为-0.62‰~0.37‰，入湖河流水体悬浮物δ65Cu的变化范围为-1.08‰~0.60‰。两湖冬季水体悬浮物的δ65Cu值均较负。红枫湖生物样品中δ65Cu较负（-1.54‰~ 0.03‰）。 红枫湖水体悬浮物中δ65Cu的随水深的变化趋势主要受到藻类吸收作用的控制，而阿哈湖δ65Cu的随水深的变化趋势主要受到其物源的控制。说明在贫营养化湖泊中，铜同位素组成可以示踪物源；而在富营养化湖泊中，铜同位素组成则可以示踪生物活动。同时水温的垂直变化也可能是其影响因素之一。 3、红枫湖水体及其主要支流水体悬浮物中的δ66Zn变化范围分别为-0.29‰~0.26‰和-0.04‰~0.48‰，阿哈湖水体及其主要支流水体悬浮物中的δ66Zn变化范围分别为-0.18‰~0.27‰和-0.17‰~0.46‰，均表现出支流中的锌同位素组成较重的趋势。而生物样品中的δ66Zn变化范围较大，为-0.35‰~0.57‰。说明湖泊生态系统中各端元的锌同位素组成存在明显差异。 红枫湖夏季δ66Zn随着湖水深度的变化，与Chla（叶绿素）呈极显著的正相关(R=0.97)。说明锌同位素组成与藻类生物量有一定的响应关系，主要是藻类对锌的有机吸附或是吸收过程改变了锌同位素组成。阿哈湖的锌同位素组成主要受到其源区的控制作用，从而可利用锌同位素示踪源区；此外，红枫湖和阿哈湖悬浮物中的锌同位素比值均表现出夏季小于冬季，说明大气的干湿沉降可能是一个较负的锌同位素源。生物样品中的δ66Zn变化范围较大，说明由于生物作用过程导致的锌同位素分馏大于非生物过程。 4、红枫湖重金属Mn、Ni、Co、Cr、Cd和Pb的含量在南湖高于北湖，主要是羊昌湖的输入所导致；重金属入湖通量的季节性变化，直接导致了重金属含量的季节性变化。沉积物－水界面在冬夏季节，由于“富氧”和“贫氧”状态的改变，导致了溶解态Mn、Ni和Cr的季节性变化；水粒相互作用过程中，溶解有机碳（DOC）、氧化铁胶体、氧化锰胶体和水生藻类的生长繁殖，影响了重金属不同结合形态的变化。

湖北徐家山锑矿床地球化学和成矿机理研究

　　湖北省通山县的徐家山锑矿床赋存于上震旦统灯影组和陡山沱组的海相碳酸盐岩中，该矿床是华南锑矿带内典型代表性锑矿之一，也是湖北最具经济价值的锑矿床。本论文以该矿床为研究对象，在系统整理前人工作的基础上，进行了深入细致的野外地质考察和系统采样，选取有代表性的样品，运用流体地球化学、元素地球化学、同位素地球化学（C、O、Sr、S、Pb、Sm-Nd）等方法手段，对其成矿流体来源、成矿物质来源、成矿时代、矿床成因等主要矿床学问题进行了系统研究，探讨了该矿床的成矿机理，并对华南锑矿带内上震旦统锑资源潜力进行了初步评价。本论文主要取得以下几点认识： 1）通过对该矿床成矿期脉石矿物（石英、重晶石和方解石）中包裹体镜下观察、显微测温和激光拉曼探针分析，表明该矿床为典型的中低温（150～200℃）热液锑矿床，其热液属NaCl + H2O + CO2 ± N2型，具低盐度（3～6% NaCl）和中等密度（0.90～0.96 g/cm3）特征。结合氢、氧、锶、铅同位素等研究结果，进一步推断这种成矿流体主要来源于经深部循环演化的大气降水，不支持其主要来源于岩浆期后热液的观点。 2）该矿床成矿前和成矿期方解石碳、氧同位素研究结果，表明成矿流体中的溶解碳以H2CO3为主，该流体与围岩发生水－岩相互作用是导致成矿期方解石和辉锑矿沉淀的主要机制。结合方解石的稀土元素地球化学研究，可推断该矿床的两期方解石为同源不同期的产物。 3）微量元素、碳、氧、硫同位素研究结果，表明徐家山矿床的成矿物质与赋矿围岩具有亲缘性；其中最主要的矿石矿物—辉锑矿，其硫同位素组成（+11.2‰～+14.4‰）相对较高（平均值可能在华南锑矿带内最高）、极其均一，且塔式效应明显等为特征，指示该矿的赋矿围岩—震旦纪海相地层是硫的唯一来源。 4）对徐家山锑矿床首次利用锶、铅同位素示踪其成矿物质来源。利用铅同位素示踪手段，首次明确提出该锑矿床存在两个矿源层，部分成矿物质来自赋矿围岩，部分成矿物质来自下伏基底地层，突破了前人对成矿物质仅来源于赋矿围岩的传统认识；并从锶同位素角度，进一步论证了下伏的中元古界冷家溪群基底是成矿元素锑的重要提供者。 5）首次对徐家山矿区成矿期方解石的Sm-Nd同位素组成进行了测定，并初步获得三条等时线年龄（323Ma、348Ma和402Ma）。结合该矿辉锑矿的正常铅模式年龄及成矿地质背景，可推断出该矿床应形成于加里东期。该结论否定了前人燕山期成矿的观点，为重新认识该矿的矿床成因和成矿机理提供新的契机。 6）徐家山锑矿床的成矿时代与那些江南古陆中赋存于前寒武系的锑（和/或金）矿床一致，其成矿流体特征与华南锑矿带其它典型锑矿床相似，揭示出华南锑矿带内不同地段、不同层位产出的锑矿床存在某种共性，这有助于揭示我国华南锑矿带不同锑矿床之间的内在联系以及该矿带锑大规模成矿的机制。 7）根据前人和本文的研究成果，重新厘定了徐家山锑矿床的成因类型，明确提出该锑矿为沉积－改造型矿床，层控特征非常明显。 8）初步评估华南地区上震旦统中锑矿的找矿潜力。认为华南锑矿床带中上震旦统，尤其是鄂南、赣西北、湘西等地的该套地层，锑资源潜力巨大。华南锑矿带中的上震旦统有可能成为我国将来找锑矿取得突破的重要层位之一。

陕西铜厂铜矿(带)矿床地质和成因类型探讨

陕南勉略宁三角地区是我国西北重要的铜金多金属成矿远景区，已发现多种类型的铜、铁、铅、锌、金和银等多金属矿床（点）多达上百处，除金矿床为大-超大型外（煎茶岭和李家沟金矿床），该区铜金多金属矿床多与中酸性侵入体有关，但规模均不大（中-小型），其中铜厂铜矿床在该区最具找矿前景和代表性，规模也仅为中型，远景储量为大型，可谓是铜金多金属矿床（点）星罗棋布，仅是“只见星星，不见月亮”。多年来，勉略宁地区曾作过大量的基础地质和找矿地质工作，并取得了一定的找矿成果，但九十年代以来，本区的找矿难度越来越大，难以取得突破，寻找大型-超大型铜金多金属矿床一直是地质研究工作的难题。本文选择勉略宁地区最具代表性和找矿前景的铜厂铜金多金属矿床为解剖对象，通过流体地球化学和岩石及硫化物单矿物地球化学等研究，结合矿床的地质特征、地球化学、同位素年代学等详细综合与对比，在前人基础上，取得如下认识： （1） 研究区在震旦纪以后，由于扬子板块的碰撞，隆起形成大陆，根据矿床赋矿围岩的岩石地球化学和矿床地球化学研究，提出陕西铜厂铜矿床的成矿大地构造背景可能为碰撞造山。 （2） 铜厂铜矿床的微量元素对比研究发现，Cu等成矿物质的析出→迁移→富集是形成铜矿化和铜矿体的重要方式之一，稀土元素地球化学表明，矿区中矿石矿物的稀土元素组成特征与铜厂闪长岩、钠长岩和细碧岩既有相似之处，也有不同之处，稀土配分模式的对比说明闪长岩与地层（细碧岩）为成矿作用提供了主要的物质来源； （3） 矿体严格受NWW向与NEE 向两组韧性剪切带控制，主要赋存于闪长岩体北部内外接触带以及岩体内片理化带中； （4） 铜厂铜矿床的成矿流体总体以低温、低盐度为特征，并可能存在富CO2流体，其成矿流体与造山型金矿床成矿流体具有一定相似性； （5） 结合成矿背景和陈矿年代学数据，矿床主成矿时代可能在200-230Ma之间，属于印支期，该期为勉略洋盆闭合的俯冲-碰撞造山作用形成秦岭以挤压作用为特征的造山带时期。 因此，笔者认为，该矿床的成矿大地构造背景应为碰撞造山带，其成矿物质来源以闪长岩和细碧岩为主，成矿流体以低温、低盐度和富CO2为特征，成矿时代以印支期为主，其成矿模式为：印支期，伴随着勉略洋盆闭合俯冲-碰撞形成勉略宁地区复式倒转褶皱及韧-脆性逆冲推覆构造、走滑断层，在矿区发育大量NWW向与NEE 向两组韧性走滑断裂，该期间由于闪长岩体的继续活动，带来了气液和热动力及部分Cu等成矿物质，形成火山变质热液，并与天水混合形成富碱（Na+、K+）和CO2的混合热液，在这种混合热液作用下，使地层细碧岩中Cu等成矿物质大量析出，形成低温、低盐度成矿热液，沿矿区所发育NWW向与NEE 向两组韧性走滑断裂充填沉淀并形成铜矿体。

大气中甲酸和乙酸的碳同位素分析方法及其应用研究

生物有机酸是大气对流层中重要的微量挥发性有机碳组分，它广泛存在于对流层大气中，对气候、环境、生态系统以及人类健康产生了重要影响。探索有机酸碳同位素（δ13C值）的分析测试方法，能够为大气有机酸生物地球化学循环研究开辟一片新的天地，从而使该领域研究向前推进一步。本研究初步建立了以甲酸、乙酸为代表的大气中低分子有机酸的碳同位素测试分析方法，为研究“已知有机酸来源中，不同来源对大气有机酸含量的贡献大小问题”、“人类污染对大气中有机酸的贡献比例问题”以及“是否存在尚未认知的有机酸来源问题”等奠定了方法学基础。 研究工作围绕如下五个方面内容而展开：首先是回顾和总结大气中低分子有机酸的研究沿革，详细摘录了国内外不同站点不同形式的大气样品中有机酸含量水平及其分布情况；其次是回顾和总结了大气中低分子有机酸的含量分析方法，并从中获取适宜于气相色谱/燃烧炉/同位素比值质谱（GC/C/IRMS）接口的样品富集、分离技术；第三是对水溶液中低分子有机酸的固相微萃取研究；第四是对实际大气样品中微量甲酸、乙酸的固相微萃取研究及其碳同位素分析结果的初步分析；第五是对其它天然产物或人为活动排放源所释放的甲酸、乙酸碳同位素进行研究。研究内容的重点是：应用目前对水溶液中痕量有机酸而言最恰当的针阱捕集固相微萃取技术建立有机酸分子碳同位素组成分析方法。在方法建立过程中主要获得了如下成果： 1. 建立了以甲酸、乙酸为代表的液态挥发性有机化合物标准样品的碳同位素组成分析测试方法。 法兰静密封技术与石英管的连接技术可以有效地获得较高真空度的石英管，这使得向低CO2污染的石英管内无损耗地注入挥发性有机物的标准样品成为可能。进一步使用炬枪密闭-石英管燃烧法制备挥发性有机化合物标准同位素样品，可有效避免制备过程中因挥发所导致的同位素分馏和环境CO2对测定值的影响。以市售高纯度的甲酸、乙酸为标准同位素样品，重复制备它们的同位素分析样各5次，并在Finnigan MAT-252气体同位素比值质谱仪上测定其δ13C值。结果显示此法具有极高的重现性，所测δ13C值相对标准偏差仅为0．07％（甲酸，n=5）、0．04％（乙酸，n=5）。与之对比，另一套同位素测定系统GC/C/IRMS对同一标准物质的同位素测定结果并无显著差别，但在精度上却明显不及前者。由于避免了样品制备过程中可能因挥发而导致的同位素分馏以及可能因环境中CO2造成污染等问题，使得该方法可推广应用于其它挥发性有机化合物标准的δ13C标定，为准确测定实际样品中对应挥发性有机化合物δ13C值的准确测定提供基础条件，也为同类物质标准的碳同位素测定提供了准确、廉价、方便的分析手段。 2. 确立了甲酸、乙酸在线分离的气相色谱条件以及同位素分析所需的同位素比值质谱条件。 为了能对非衍生化处理的甲酸、乙酸进行有效分离，我们选取了低吸附性、高样品容量，可直接分析未衍生化游离酸的Stabilwax-DA色谱柱作为分离甲酸、乙酸的分析柱。气相色谱分离过程中He载气均处于恒流模式，进样口施行不分流进样，并进样口温度设置为200℃，采用两阶段程序升温，在此条件下乙酸、甲酸的出峰时间先后相隔了0.79分钟，且多次测定甲、乙酸出峰时间的相对标准偏差不大于0.05分钟，据此可认为甲、乙酸获得了良好的分离。 气相色谱分离出的甲酸、乙酸通过串联接口与燃烧炉 (串联接口与燃烧炉都是加热装置，温度分别设置成350 C和 850C)相接，随后有机物在燃烧炉中被高温焚烧转变为CO2和H2O，再经Nafion半透膜祛除H2O，从而获取纯化干燥的CO2以适宜于同位素比值质谱分析。 3. 确立了水相中甲酸、乙酸的微萃取条件，设计制作了与萃取工作配套固相微萃取装置。 NeedlEx针阱捕集的固相微萃取技术可解决水溶液中低分子有机酸的分离萃取问题，并能与气相色谱接口的兼容，还有集采样、富集、保存、分析为一体的优点。因此探索利用脂肪酸型NeedlEx完成对水溶液相中有机酸的萃取是本文研究的关键所在。为了提高分析效率，降低环境污染，我们设计了一整套吹扫-捕集的动态固相微萃取装置，并对甲酸、乙酸的水溶液实施了萃取研究。 由于实验装置是在吹扫捕集原理的基础上建立起来的，因此随着吹扫捕集气体体积的增加有机酸在萃取针上的对富集量也呈现出一定增长趋势，尤其是在最初的几次循环中，有机酸在萃取针中的总量得到迅速的增加，在萃取气体体积达到400mL后，萃取针中的有机酸含量增加趋于缓慢。为了获得更多物质量的有机酸，实验中我们分别尝试了1000和2000mL的气体吹扫体积，分别对有机酸在色谱上的响应值以及同位素分析结果的统计显示这两种萃取体积并无显著差异，为兼顾工作量我们拟定1000mL吹扫气体体积作为实验条。 由于离子态的有机酸具极强的亲水性，因而很难挥发至顶空或吹扫气体中，只有自由的分子态有机酸方可被萃取针中疏水的固定相所富集。为使的解离反应方向朝着有利于分子态有机酸形成方向发展，我们评估了不同酸化条件对萃取效果的影响。实验中我们普遍采用了500μL 4mol/L的磷酸溶液对样品进行了酸化，结果表明，酸化对提高待测物质的分析量十分有利，以10μg/mL的甲酸、乙酸标准溶液为例，酸化后甲酸萃取率提高了30.12%，乙酸的萃取效率也提高了14.46%。酸化、不酸化处理以及不同浓度有机酸溶液所测定的甲、乙酸碳同位素值在总体上不具备显著性的差异。但是，由于有机酸碳同位素测定精度与待测物物质量具有一定正相关关系，因此酸化后样品中有机酸同位素的分析精度要优于未经酸化样品的同位素的分析精度。 温度的增加可以适量地提高部分有机酸的萃取效率，但温度增加导致水汽进入萃取针，中从阻碍了有机酸的有效萃取，因此本文建议在25℃室温的下进行萃取。此外，在传统的固相微萃取过程，搅动样品溶液常常是作为缩短萃取时间，提高的萃取效率的重要措施。原则上搅拌速度越快越好，但为了不使溅起水花影响到萃取针头，因而选择2000r/min搅拌速度比较适宜。 基于上述实验条件，本文考察了浓度为10~300μg/mL的甲酸、乙酸标准溶液的色谱响应值及其同位素分析结果。结果显示对不低于浓度为10μg/mL标准溶液，其中甲酸、乙酸的δ13C值都可被检测出。只不过浓度过低则响应值信号弱，不能准确计算出各质荷比信号峰面积是低浓度条件下同位素测不准的主要原因。要想使得甲、乙酸同位素测定值的相对标准偏差控制在1以内，则对应有机酸浓度则需达到85μg/mL以上。 4. 克服了实际水相样品中有机酸浓度低，不能直接对其实施NeedlEx萃取的难题，初步实现了对降水中甲酸、乙酸的碳同位素分析。 除了某些有机酸含量水平较高的降雨可以直接运用动态针阱捕集固相微萃取与GC/C/IRMS联用技术直接进行甲酸、乙酸碳同位素的分析外，普通含量水平的有机酸碳同位素测定尚具有一定的难度。研究中我们使用了阴离子交换型固相萃取小柱LC-SAX(规格：500mg/3mL；交换容量：0.2meq/g)对1L浓度为50~2000μg/L甲酸、乙酸标准混合溶液进行了萃取，并对所属浓度条件下δ13C测定值与理论值之间的差异性进行了T检验统计分析，结果表明绝大多数情况（200μg/L乙酸同位素测定值除外）下甲、乙酸的相伴概率分别伴概率大于了显著性水平0.05，表现出有机酸碳同位素测定的均值与离线法测定的甲酸同位素理论值无显著差异。 然而，降水中普遍具有有机酸含量低，其它阴离子含量高，组分复杂特点，严重影响阴离子交换型萃取小柱对有机酸的萃取。为此我们先用离子色谱对降水中阴离子组成及其含量进行分析，了解降水中主要的阴离子构成及其含量，再根据所测定结果再安排对应交换容量萃取小柱实施萃取，而后再进行针阱捕集的萃取及其碳同位素分析。 5. 对以甲酸、乙酸为代表的大气中低分子有机酸碳同位素分析结果的初步研究。 以贵阳为代表的西南城市地区大气中有机酸浓度较高，这为使用本方法研究该地区有机酸的碳同位素分析创造了有利条件。经离子色谱测定，2008年8月下旬至2008年10月中旬贵阳地区6次降水中甲、乙酸浓度范围分别为5.75~22.43μmol/L和5.43~13.09μmol/L。与之对应，六次降水中甲酸δ13C值的范围为-25.72‰至-29.08‰之间，乙酸δ13C值的最大值则为-26.23‰，最小值则为-30.40‰。6次降水中甲酸、乙酸的δ13C值将它们的来源指向了直接或间接的陆源特征。结合离子色谱对降水中甲酸、乙酸浓度分析，利用亨利系数判定法可知，六次降水中间接来源是大气中低分子有机酸的主要来源，通过δ13C值的初步判断，可以看出这些二次来源应该主要由生物质燃烧，C3植物以及人类活动向大气释放的不饱和有机物经二次氧化而形成。 以往甲酸、乙酸同源的依据皆以降水中甲、乙酸浓度具有显著线性相关做为判断指标，本研究中6次降中的甲酸、乙酸浓度亦然呈现出良好的相关性（R2=0.87）而降水中甲、乙酸具有相似的δ13C值，这充分说明降水中甲、乙酸的同源特征。 针阱捕集萃取方式还适宜于对大气中自由有机酸的直接富集。利用这一特性，我们分别对贵阳市市郊森林公园、城市居民区以及交通要塞等三个不同地方大气中的自由有机酸进行了同位素分析，结果发现贵阳市大气中乙酸δ13C值介于-31.03‰至-26.37‰之间，乙酸δ13C值的总体均值等于-28.74‰，与之对应，甲酸的δ13C值范围为-29.42‰至-22.97‰，均值为-27.12‰。贵阳市大气中自由甲酸、乙酸的同位素值与降水中的甲、乙酸同位素值具有类似的变化范围，这表明大气气相中自由有机酸与降水中的甲、乙酸具有大致相同的来源构成。 我们还利用此法对汽车尾气以及蚁酸蚁所释放的甲酸、乙酸δ13C值进行了分析，其中汽车尾气中所含甲酸δ13C值等于-23.25±1.25‰，乙酸δ13C值为-24.55±0.85‰，而蚁酸蚁所释放的甲酸δ13C值则为-22.43±0.43‰。由于汽车尾气以及乙酸蚁释放有机酸的δ13C值要低于大气样品对应有机酸的δ13C值，据此认为汽车尾气和蚁酸蚁不是大气有机酸的主要来源。 6. 有机酸碳同位素分析技术在检验食品参假行为时的扩展应用研究。 由于C3和C4循环会导致植物及其产品的δ13C值不同，因此碳同位素技术在食品控制方面发挥了特别作用，能够解决一些常规分析解决不了的问题。经分析发现，食醋中醋酸的δ13C值与其原材料密切相关，如以麦麸、大米为原材料所生食醋醋酸δ13C值在-27‰左右。而以高粱、大麦、黄豆为生产原料的食醋醋酸δ13C值在-19‰左右，明显高于了以大米、麦麸等为原料所生产的食醋醋酸δ13C值。此外，单纯以大米发酵生产的食醋醋酸δ13C值为-29‰左右。食醋中醋酸δ13C值与生产工艺、原材料高度相关的特征为质检部门更好的识别食醋参假行为提供了良好的解决办法。

峨眉山大火成岩省Ni-Cu-PGE矿床矿化类型变异机理研究

在峨眉山大火成岩省（ELIP）产出许多岩浆Cu-Ni-PGE岩浆硫化物矿床，如金宝山、杨柳坪、力马河、白马寨，以及大槽－阿布郎当矿化岩体。根据成矿元素组成特征，这些矿床可以区分为多种不同矿化类型，有以铂族元素为主贫铜镍的矿床，如金宝山Pt-Pd矿床；有含较高铂族元素和铜镍的矿床，如杨柳坪Ni-Cu-PGE矿床；也有贫铂族元素富铜镍的矿床，以力马河和白马寨Ni-Cu矿床最为典型。造成峨眉山大火成岩省中Ni-Cu-PGE岩浆硫化物矿床矿化类型变异的原因是什么？它们的母质岩浆性质如何，产生于怎样的熔融程度？既然能形成岩浆硫化物矿床，造成硫化物熔离的原因有哪些，什么因素起到了关键作用？这些矿化类型多样的Ni-Cu-PGE矿床的成矿岩浆有何差异？产生差异的原因是什么？带着这些疑问，通过借鉴国内外Ni-Cu-PGE岩浆硫化物矿床研究的经验，本文以金宝山铂钯矿、力马河镍矿及大槽－阿布郎当岩体的地球化学研究为基础，结合近几年来前人对杨柳坪，白马寨等矿床的系统研究，本文试图解决上述疑问。现在取得的主要认识有： 1） 根据成矿元素组成特征，可以把峨眉山大火成岩省中（ELIP）存在的Ni-Cu-PGE岩浆硫化物矿床分成多种不同的矿化类型，包括PGE矿床（例如金宝山Pt-Pd矿），Ni-Cu-PGE矿床（例如杨柳坪矿床），Ni-Cu矿床（例如力马河和白马寨矿床），以及弱矿化或不含矿的超镁铁质堆晶岩体（例如大槽－阿布郎当岩体）。通过对ELIP中几种类型Cu-Ni-PGE矿床成矿母岩浆的研究发现，它们均具有类似峨眉山苦橄岩的成分特征，表明母岩浆形成于较高程度的地幔部分熔融，并富集Ni和PGE。 2）硫化物熔离的多阶段性是导致矿床类型变异的一个重要因素。早期结晶矿物的分离结晶导致了金宝山母岩浆出现S的饱和，少量的浸染状硫化物被携带进入岩浆通道中发生了沉淀，继续富集PGE，形成了金宝山矿体。杨柳坪的母岩浆先发生了少量早期硫化物熔离丢失，PGE弱亏损的岩浆在后期上升过程中由于强烈的地壳混染，发生了大量硫化物熔离并发生堆积，形成杨柳坪矿体。力马河和白马寨的母岩浆在早期发生了较多的硫化物丢失，PGE强烈亏损的岩浆发生了二次以上的硫化物熔离，形成了力马河和白马寨矿体。 3） R因子（岩浆与熔离硫化物的比例）是决定ELIP中Cu-Ni-PGE矿床矿化类型变异的重要因素。金宝山矿床具有极高的R值（＞10000），杨柳坪和朱布矿床具有中等的R值（2000~5000），而力马河矿床近似为在经过R=2000的硫化物熔离之后，残余岩浆再经过R=200的硫化物熔离。 4） 地壳混染程度的差异可能是造成ELIP中Ni-Cu-PGE矿床矿化类型发生变异的关键因素。金宝山矿床的地壳混染程度较低，可能主要是早期橄榄石和铬铁矿的分异结晶导致了岩浆中硫化物出现了饱和。对于大槽－阿布郎当矿化岩体，只是在岩体边缘的局部出现了硫化物熔离，可能是围岩混染造成的。对于杨柳坪Ni-Cu-PGE矿床、力马河和白马寨Ni-Cu矿床，从微量元素蛛网中明显的Nb-Ta负异常，高放射成因187Os丰度的初始Os同位素组成（γOs(t)=100~120），S同位素等反映出显著的地壳混染，因而出现大量硫化物熔离。

上芒岗金矿床成矿作用过程研究

上芒岗金矿床位于三江褶皱系怒江大断裂西南段，龙陵～瑞丽大断裂(F_1)南东盘，上芒岗次级断裂(F_4)之中。赋矿地层为下二叠统沙子坡组(P_(1s))和中侏罗统勐嘎组(J_(2m))。矿石主要有两种类型，硅质矿石和粘土质矿石；前者主要由石英和少量黄铁矿所组成，金品位平均为2 * 10~(-6)；后者主要由伊利石、高岭石和黄铁矿所组成，金品位一般为2 * 10~(-6) ～ 4 * 10~(-6)。矿石中金星次显微状态，主要元素组合为Au、Ag、As、Sb、Hg、Ba。矿床以强烈的黄铁粘土岩化为特征，热液蚀变作用过程即是金矿化作用过程。根据热液蚀变的矿物共生组合及其生成序次，将金矿化作用过程分为五个阶段：黄铁矿-石英阶段(I)；镁贝得-白云石阶段(II)；辉锑矿-石英阶段(IlI)：黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)；网脉状石英阶段(V)。其中黄铁矿-高岭石-伊利石阶段(IV)是金矿化的主成矿阶段。该矿床属于卡林型金矿床。由石英流体包裹体获得不同成矿阶段的温度为，成矿阶段I：210～170 ℃、成矿阶段III：190～160 ℃、成矿阶段V：173～144 ℃。伊利石-水氢同位素温度计测得成矿阶段IV的温度为165 ℃。石英流体包裹体液相成分以K~+、Na~+和Cl~- (F~-)为主，其次为Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-，由早到晚K~+、Na~+和Cl~-降低，而Ca~(2+)、Mg~(2+)和HC0_3~-升高；气相组分以C0_2为主。石英流体包裹体成分富F，其含量高达8.03 * 10~(-3) mol／kg，正是由于成矿热液富含F，Al才可以与F形成络合物进入热液迁移，即Al成为活动组份，从而形成该矿床所独特的强烈粘土岩化蚀变。稀土元素特征方面，矿石和赋矿地层下二叠统沙子坡以及中侏罗统勐嘎组岩石的稀土配分曲线十分相似，均为右倾型，但是两者的稀土元素总量不同，前者的相对较高。矿石和蚀变岩具有相似的稀土元素配分曲线，但是矿石的稀土元素总量相对较高。与勐嘎组泥岩相比，粘土质蚀变岩和矿石更加富集轻稀土元素，并且更富Eu。这些特征表明，粘土质蚀变岩和矿石是由热液作用形成的，而不是风化作用的产物；矿石与赋矿地层在物质来源上有亲缘关系。不同矿段、不同阶段和不同类型矿石和蚀变岩的Au、Ag、As以及Sb的含量同步变化，这表明在整个成矿作用过程中，成矿流体来源统一，且在成矿体系起主导作用。不同类型的矿石及蚀变岩中Au与Al_20_3，和TFe的含量呈正相关，表明黄铁粘土岩化与成矿关系最为密切。矿石铅同位素~(208)Pb／~(204)Pb、~(207)Pb／~(204)Pb和~(206)Pb/~(204)Pb比值分别为39.12～39.54、15.85～15.95、19.75～20.33；沙子坡组(P_(1s))岩石铅同位素比值分别为:38.407～37.868、15.921～15.589、22.685～22.367;孟嘎组(J_(2m))岩石铅同位素比值分别为：39.499～39.222，15.821～15.772、19.207～18.709。在铅同位素组成相关图中矿石与地层铅的投影点分别集中成群分布。矿石铅与地层铅呈线性分布，而且矿石铅的集中区位于沙子坡组铅集中区和勐嘎组铅集中区之间。这些特征表明矿石铅系由沙子坡组铅和勐嘎组铅混合而成。成矿热液的δ~(18)O由早到晚逐渐升高，I、III、IV、V阶段流体的δ~(18)O值分别为-4.2‰，+0.59‰；+0.76‰，+1.98‰，表现出明显的漂移特征；而δD则表现出高度的一致性，变化范围为-82.5 ～ 79.48‰。由此认为成矿热液系大气降水起源。成矿热液氢、氧同位素组成的这种规律性变化还说明，成矿热液的演化具有继承性和连续性。应用CHILLERR软件包，对上芒岗金矿床的成矿作用过程进行化学反应途径数字模拟。所展示的成矿作用过程为：大气降水沿断裂带下渗，加热循环，获取成矿物质(但不排除有深源成矿物质加入的可能性)；形成起始成矿热液：T = 200℃ P = 228.8bar；pH = 4.4；fs_2 = 10~(-9.89); fo_2 = 10~(-41.28)；aAu(HS)_2~- = 10~(-9.64)，aAuCl_2~- = 10~(-17.86);富含F、Al和Au，贫As、Hg、Zn、Cu和Pb。成矿热液在构造作用的驱动下，上升进入上芒岗断裂上部含水构造破碎带，并与下渗雨水混合而淬冷，形成沿上芒岗断裂呈线状分布的早期硅化石英岩(成矿阶段I)，成矿热液与下渗雨水之比为16:l(成矿阶段I)；继而热液扩散进入下盘破碎带，与白云岩反应，形成矿体下盘的白云石化，水:岩比为193:l(成矿阶段II)。此后成矿热液上升充填裂隙空间，由于热传导而缓慢冷却，成矿体系的温度由189 ℃降为165 ℃，形成含辉锑矿的梳状石英脉(成矿阶段1II)。成矿热液继续上升进入上盘碎屑岩破碎带，停积于构造揉皱的泥质岩，并与之反应，形成上芒岗矿床金矿化的主体—粘占土质矿石，水:岩比为29:1(成矿阶段IV)。最后成矿残液逐渐冷却, 同时伴随C0_2的起泡，形成晚期石英网脉(成矿阶段V)，至此热液金矿化过程结束。由上述可见上芒岗金矿床的成矿作用过程经历了：(初始)成矿热液与下渗大气降水混合(I) → 成矿热液与沙子坡组白云岩反应(II) → 成矿热液缓慢冷却(III) → 成矿热液与勐嘎组泥质岩石反应(IV) → 成矿热液冷却沸腾(V)等5个演化阶段。模拟结果进一步证实了上芒岗金矿床的热液成因。上芒岗金矿床成作用过程化学反应途径数字模拟与地质事实高度吻合，与地球化学研究结果相互印证，再现了上芒岗金矿床的成矿作用过程。由矿床的地质地球化学特征及成矿作用过程化学反应途径模拟结果，归纳出上芒岗金矿床成矿作用过程模型。

扬子地块西南缘卡林型金矿床成矿流体地球化学研究

扬子地块西南缘是中国甚至世界上独特的、大面积分布的低温热液矿床矿集区,广泛发育Au、Ag、Hg、Sb、As、U、Cu、Pb-Zn以及重晶石、萤石、冰洲石等低温热液矿床,其中不少矿床属大型-超大型矿床规模.以沉积岩为容矿岩石的卡林型金矿(又称微细浸染型金矿),则是该区重要的矿产类型.目前已发现烂泥沟、紫木凼、戈塘、金牙、高龙等大、中型卡林型金矿床6个,小型矿床、矿点(矿化点)近200余处.主要集中分布在黔西南、滇东南和桂西北的交界地区,周边被深(大)断裂带所限,大体呈三角形,俗称"金三角".首先对该区众多的基性-超基性岩浆岩的同位素年代学及其反映的地质背景进行了较系统的研究,选择革挡和八渡(D)、纳哥(P)、烂泥沟和丫他(T)等代表性金矿床,进行了系统的流体包裹体岩相学、显微测温学、单个包裹体的激光Raman、流体包裹体群中的微量元素以及Rb-Sr、He-Ar、同位素组成等研究,获得了大量数据,并拍摄了大量包裹体照片(约400张).该次对该区卡林型金矿成矿流体地球化学的研究,作者认为在以下方面取得一定进展:(1)发现(或证实)了该区卡林型金矿富含C0<,2>相包裹体,并且种类众多,提出了卡林型金矿的成矿作用,经历了流体不混溶的过程(沸腾作用):(2)进一步证实了有机质参与卡林型金矿的成矿过程:(3)证实了盆地超压流体的存在,并提出了卡林型金矿的大规模成矿作用是"盆地超压流体-矿源岩-盆地伸展"耦合的观点.