内蒙古乌兰图嘎超大型锗矿床含锗煤的地球化学

乌兰图嘎锗矿是我国近年来发现的产在煤层中的超大型锗矿床，锗金属储量达1600吨，其成矿地质条件与成矿模式不同于临沧锗矿和俄罗斯远东地区的锗矿。本文以乌兰图嘎含锗煤的地球化学特征为重点，利用X射线衍射、扫描电镜、电子探针、ICP-MS和数理统计等多种分析方法，系统研究了乌兰图嘎含锗煤的矿物学、微量元素和稀土元素地球化学特征，结合与其他地区含锗煤地球化学特征的对比，初步探讨了乌兰图嘎锗矿的成因。论文获得以下几点主要认识： 1. 乌兰图嘎含锗煤中的主要矿物包括石英、蒙脱石；次要矿物包括长石、高岭石、伊利石；另含少量三水铝石、角闪石、叶蜡石、石膏、绿泥石、锐钛矿、黄铁矿、方解石、白云石和草酸钙石。扫描电镜和电子探针分析表明，乌兰图嘎含锗煤中还存在锆石、闪锌矿、白钨矿、重晶石、黄铜矿、卤化物、磷酸盐以及含Pb、Bi、Cr、As和Sb矿物。未发现含锗矿物。首次在乌兰图嘎含锗煤和红旗煤矿的无矿煤中发现含Ag矿物。 2. 与上地壳平均组成相比，乌兰图嘎锗矿褐煤明显富集Be、Ge、Sb、W和U，亏损Rb、Nb、Sn和Ta。乌兰图嘎锗矿褐煤中Be、Ge、Sb、W和U的平均含量明显高于乌兰图嘎砂岩和红旗煤矿褐煤，以及美国煤和世界煤的平均组成。乌兰图嘎锗矿含矿煤的稀土元素平均含量略高于美国煤或世界煤的平均组成、乌兰图嘎砂岩以及同时代的红旗煤矿无锗煤中的稀土元素含量。稀土元素与锗含量无明显的相关性。 3. 按元素组合不同，煤中微量元素可划分为4个组：Ge-Mo，Tl-Ga-Zn-Co，Rb-Cs和W-U-Cd-Y-Pb-Cu-Hf-Zr-Th-Sn-Nb-Ta-Ti-Sb-Ba-Sr-Mn-Be组合。第一组合包括与灰分呈负相关的元素，它们主要表现出有机亲合性。 剩下三组包括与灰分呈负-较高相关的元素，其主要与硫化物或铝硅酸盐矿物结合。大多数含锗煤的稀土元素含量与灰分呈高度正相关，表明含锗煤中的稀土元素主要来自陆源碎屑并主要与同沉积矿物相结合。稀土元素在少数高锗煤中的富集与存在独居石有关。 4. Ge和Mo富集在不同剖面的不同部位，其余微量元素和稀土元素或多或少地跟随灰分的分布。TiO2标准化的元素剖面揭示乌兰图嘎褐煤样品中的Be/TiO2、Ge/TiO2、W/TiO2、U/TiO2、Mo/TiO2、Sb/TiO2、Tl/TiO2和Sr/TiO2比值较乌兰图嘎砂岩和红旗煤矿褐煤中的参考值高出许多。这些元素（Be、Ge、W、U、Mo、Sb、Tl和Sr）的大部分(>90%) 可能由溶液带入煤层。稀土元素与TiO2的比值总体接近矿区砂岩以及红旗煤矿无矿煤中的对应比值。 5. 乌兰图嘎含锗煤具有与矿区砂岩和红旗煤矿无矿煤类似的、页岩式的球粒陨石或北美页岩标准化稀土元素分配模式；与上覆砂岩的稀土元素组成相比，少量含锗煤表现出轻微但明显的中-重稀土富集，表明少量的中-重稀土在后生作用中被叠加或保留在乌兰图嘎含锗煤中。乌兰图嘎锗矿的含锗煤以较高的LREE/HREE和Eu/Eu*比值以及平坦的北美页岩标准化稀土元素分配模式为特征，明显区别于临沧锗矿和俄罗斯远东地区锗矿中的含矿煤。 6. 乌兰图嘎锗矿含锗煤中大多数的微量元素和稀土元素可能来源于花岗岩源区，Be、Ge、Sb、W和U的富集可能与后生的、侧向迁移的含锗溶液有关。含锗溶液自花岗岩源区淋滤出这些元素并将其搬运至褐煤中，煤中有机质将溶液中的锗固定而聚集成矿。

云南澜沧老厂大型银多金属矿床成矿年代及地球化学

老厂矿床位于三江成矿带南段昌宁—孟连裂谷的次级澜沧断陷盆地中，昌宁—孟连裂谷是三江成矿带南段的重要成矿段之一，其大地构造位于保山―掸邦微陆块东缘，兰坪—思茅盆地、临沧地块西缘，属东特提斯构造域，是冈瓦纳古陆与欧亚大陆巨型缝合带的组成部分。 矿床开采历史悠久，始于明朝永乐二年（1404年），至今已605年。古时炼银弃铅，最高年产白银30万两。解放后主要开采古人废弃的高铅炉渣，并对深部原生矿体进行了初步勘探，90年代至今对深部银铅矿体进行了详细勘查，深部矿体是矿床主要的开采对象。它以独特的成矿地质特征、富银（铅锌矿石中平均含量为629×10-6，方铅矿中平均2069×10-6）、伴生元素多（In、Se、Te、Ga、Cd、Bi）、规模大（In、Se、Te、Cd已达大型规模）、含Sn等特征而受到广大地质工作者的关注。它是“三江”成矿带南段最具代表性的铅银矿床类型之一，也是昌宁—孟连裂谷内目前探明的唯一大型银铅锌多金属矿床，具有十分重要的研究价值。 虽然前人已从矿床地质、成矿条件、控矿因素等方面对老厂大型银铅锌多金属矿床进行过研究，但研究工作较为零散，在成矿物质与成矿流体来源、矿床成因、花岗斑岩与成矿等方面还存在较大争议。本文在深入细致的野外地质工作基础上，利用多种现代分析测试技术，对矿床进行了较为系统的矿物学、岩石学、年代学和矿床地球化学研究，进而查明了矿床成矿物质与成矿流体来源、揭示了成矿地球动力学背景、探讨了矿床的成因、初步建立了矿床成因模式。论文取得的主要成果如下： 1．查明了硫化物的物质组分及形成阶段。闪锌矿以高铁（早期平均11.51%，晚期平均8.41%）为基本特征，并伴生多种特征的微量元素，早期闪锌矿是Fe、In的主要载体，Cu、Cd、Mn则主要富集在晚阶段闪锌矿中；方铅矿是Ag的主要载体，其早期富Ag、Te、Bi，含Se、Cu，中期主要富Ag，晚期以含As、Bi为特征；其它硫化物成分较单一。 2．揭示了伴生元素赋存状态和富集规律。矿床伴生元素含量高，闪锌矿中Cd平均4293.19×10-6，In平均555.37×10-6，方铅矿中Te平均143.81×10-6，As、Se、Bi、Ga含量也很高。初步估算金属储（万吨）量分别为： Ga 0.097，Cd1.84， In0.13，Se0.06 ，Te0.15，Bi1.28，As4.31。闪锌矿是Ga、In、Cd主要载体，Te、Bi主要赋存在方铅矿中，Se则主要在铅锌、黄铁矿石中富集。 3．首次获得了精确的成矿年代学数据。单颗粒闪锌矿—黄铁矿Rb-Sr法获得矿床成矿年龄t=（45±3.6）Ma，（87Sr/86Sr）i=0.70977±0.00034。证实了矿床成矿与隐伏花岗斑岩关系密切，矿床形成是三江成矿带南段对喜马拉雅碰撞造山成矿运动的响应。 4．首次系统研究了花岗斑岩的地质、地球化学特征。矿床花岗斑岩具高硅、超钾、富碱、贫钠和低镁、钙、铁、磷的特征，岩石为过铝质岩石；其轻稀土富集、Eu为弱负异常、基本无Ce异常、岩石富集大离子亲石元素，具有较高的锶初始值和较低εNd及高的Nd模式年龄，与三江地区富碱斑岩具有相似的地球化学特征。岩浆主要来源于加厚下地壳重熔，成岩过程中有地幔物质的加入，为同碰撞构造环境下形成。 5．首次探讨了容矿沉积建造及矿石、矿物的地球化学特征。矿床碳酸盐岩轻稀土富集、Eu正异常及Ce异常和其微量元素特征与热水沉积岩石相似，表明了碳酸盐岩的热水沉积成因，同时矿石及其硫化物微量和稀土元素特征也指示了在早石炭世矿区发生了广泛的火山喷流热水沉积成矿作用。 6．查明了成矿物质及成矿流体来源。成矿元素研究显示矿床成矿物质具有多来源的特征，Pb同位素研究表明矿床Pb可能来自不同地层岩石的淋滤， S同位素组成显示其可能主要来源于海水对下伏火山岩地层的淋滤与海水硫酸盐的还原，花岗斑岩岩浆也可能提供了部分S。C-O、H-O同位素和矿石及其硫化物稀土元素反映矿床早期成矿流体主要源于深部岩浆，晚期主要来源于喜山期花岗斑岩岩浆热液。 7．初步建立了成矿模式。老厂矿床是长期以来多种地质作用下的综合产物，具有成矿物质多来源，成矿阶段多期次特点。经历了早石炭世火山喷流热水沉积成矿和喜山期花岗斑岩岩浆热液叠加改造成矿作用，热水成矿作用下形成了以黄铁矿为主的块状硫化物矿床，喜山期富碱花岗斑岩岩浆热液流体携带了大量的Cu、Mo、Ag、Pb等成矿元素，在它的叠加改造作用下形成了老厂银多金属矿床。总之矿床为火山喷流沉积—岩浆热液叠加改造成因。

广西贺县龙水金矿床的同位素地球化学研究及成因探讨

广西贺县龙水金矿位于湘桂稳定区，桂粤交界山脉的北段，博白-茶陵深断裂的西侧，区内广泛发育加里东期到燕山期的花岗岩，出露的基底地层主要为震旦系到寒武系。本文主要研究龙水金矿II号矿化带。该带位于寒武系水口群清溪亚群和大宁花岗闪长岩体的接触带附近，围岩为寒武系的碳质板岩，矿脉为硫化物石英脉，主要有黄铁矿、方铅矿、闪锌矿和石英等矿物。金矿化与硫化物密切相关。主要的金矿物为银金矿，少许自然金。确定金矿床的成矿年龄一直是个比较刺手的问题。本文选择矿脉中信为是成矿期的石英作为Rb-Sr等时年龄测定的对象，是基于其纯净和其中的原生气液包体基本可代表成矿热液的特征。结果表明其Rb-Sr等时年龄为120.5Ma，并认为此年龄代表了成矿年龄。有石英Rb-Sr等时线的~(87)Sr/~(86)Sr初始比为0.732089, 与矿脉中碳酸相加矿物的Sr同位素比值（约为0.7337-0.7402）一起，表明Sr应是来自地壳的富Rb盐矿物的Sr源区。另外，为了与围岩的蚀变年龄对比，测定了近矿围岩的Rb、Sr同位素组成，结果形成两条等时线，年龄分别为245.9 Ma和173.6 Ma，表明成矿以前至少发生了两次地质事件，导致了Sr同位素的均一化。这两次地质事件分别与华南的东吴运动及燕山运动第一幕相对应。矿石Pb同位素的~(206)Pb/~(204)Pb、 ~(207)Pb/~(204)Pb 和~(208)Pb/~(204)Pb 分别在18.4-18.9、15.6-16.1和38.4-39.6的范围内，并在~(207)Pb/~(204)Pb vs ~(206)Pb/~(204)Pb坐标图上呈现出斜率为1左右的线性排布。只有个别数据点要以得出依据Doe模式的模式年龄，约为200 Ma。在Zart,am Pb构造模式中，矿石Pb同位素数据大部分位于上地壳Pb线以上，呈现出富放射性成因Pb的特征。为了解释异常Pb的成因，本文进行了定量计算。结果表明矿石Pb为古老的存留地壳Pb与少地幔源Pb的混合，即矿石Pb同位素经历了这样的演化过程：在39-29.8亿年间由地幔分异出的地壳 Pb，未参与壳幔循环作用，一直到燕山期，与少量幔源Pb混合，并加入成矿。混合μ值为9.85-10.22。矿石的地质情况及矿石Pb同位素的Δα-Δβ-Δγ示踪结果均支持这一结论。本文初次研究了脉石英中的U、Pb同位素组成。脉石英中Ｕ含量很低。Pb同位素组成基本可以划分为两组，一组为与方铅矿数据近似的普通Pb组成，另一组则较富放射性成因Pb，并向围岩的Pb同位素组成漂移，可能是随着热液的演化和大气降水的加入，受围岩Pb的影响所致。矿脉中硫化物样品的S同位素比值（加权平均为0.16‰）和碳酸盐矿物样品的C同位素比值（在-0.1～-4.1‰的范围内），表明其应为内生来源。根据脉石英的气液包体均一温度（180-250 ），计算与脉石英存在0同位素平衡的热液的同位素的同位素组成，结果为1.2～-4.8‰，表明有大气降水的参与。石英气液包体水溶液为弱碱性，其成分分析表明其中K_2O/Na_2和CaO/MgO（分别根据K~+/Na~+和Ca~(2+)/Mg~(2+)的换算）与围岩相差很大。另外，矿石中微量元素主要为Au、A2g、Cu、Pb、Zn、Co、Ni、Mo、Bi、Ga、As、Sb、和Hg，而围岩中微量元素则主要为Cu、Ni、Mn、V、Zr、Ti、Cr和Ba。因此，热液中成矿元素主要不是来自围岩。黄铁矿的Co/Ni、S/Se/的比值可以指示热液化的来源。龙水金矿矿脉中黄铁矿的Co/Ni > 1，S/Se < 15000，均在与岩浆作用有关的热液范围内。因此，热液活动应主要与岩浆岩有关。矿石、围岩和花岗闪长岩的稀土配分模式相似，均呈现向右倾斜的V字型，并且类似于太古代后沉积岩。结合Pb、Sr同位素的研究，推测花岗闪长岩的源岩主要为古老的地壳物质。概括起来，龙水金矿床为约120.5 Ma形成的中低温热液矿床；热液中成矿物质主要来自花岗闪长岩。由于围岩与矿床紧密的空间联系及围岩中的高Au含量，围岩可能提供了一部分Au及其他成矿物质。

Perovskite-type B-site Bi-doped ceramic membranes for oxygen separation

Novel mixed conducting oxides, B-site Bi-doped perovskites were exploited and synthesized. Cubic perovskite structures were formed for BaBi0.2COyFe0.8-yO3-delta (y less than or equal to 0.4) and BaBixCo0.2Fe0.8-xP3-delta (x=0.1-0.5) The materials exhibited considerable high oxygen permeability at high temperature. The oxygen permeation flux of BaBi0.2Co0.35Fe0.45O3-delta membrane reached about 0.77 x 10(-6) mol/cm(2) s under an air/helium oxygen partial pressure gradient at 900 degrees C, which was much higher than that of other bismuth-contained mixed conducting membranes. The permeation fluxes of the materials increased with the increase of cobalt content, but no apparent simple relationship was found with the bismuth content. The materials also demonstrated excellent reversibility of oxygen adsorption and desorption. Stable time-related oxygen permeation fluxes were found for BaBi0.2CO0.35Fe0.45O3-delta and BaBi0.3Co0.2Fe0.5O3-delta a membranes at 875 degrees C.