矿物学报

Acta Minalogica Sinica

  • 中国磷块岩型稀土矿资源前景分析

    陈满志;付勇;夏勇;谢卓君;周克林;张鹏;

    磷块岩中通常伴生有稀土元素富集,是一种潜在、具有很高开发利用价值的稀土资源。我国磷块岩型稀土矿分布广、稀土含量高、具有综合回收价值,是仅次于独立稀土矿床的伴生稀土资源。通过统计全球及中国磷矿时空分布规律,总结中国典型磷块岩型稀土矿床的矿床成因、地质背景、沉积环境、岩石组合、REE地球化学特征。在此基础上,结合P_2O_5与ΣREE、δCe、δEu、MREE/ΣREE和MREE/LREE在各时代之间的对比及耦合关系,讨论各时代稀土配分模式,讨论磷块岩中稀土富集机制与控制因素问题,讨论中国典型磷块岩型稀土矿资源储量。同时总结国内对磷块岩中稀土高效、环保的提取技术,对工业化开发利用磷块岩中稀土资源具有良好的可行性。因此,从磷矿中提炼稀土资源可以获得很好的社会价值和经济效益,能有效缓解我国南方离子吸附型稀土开采带来的环境污染、生态破坏,为日益枯竭稀土资源提供新的资源途径。

    2019年04期 v.39 345-358页 [查看摘要][在线阅读][下载 943K]
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  • 贵州织金磷块岩型稀土矿含矿岩系REE地球化学特征与稀土富集

    吴盛炜;夏勇;谭亲平;许建斌;谢卓君;杨海英;何珊;

    贵州织金下寒武统戈仲武组(?1gz)磷矿富集大量稀土,但是磷块岩中REE富集机制问题尚不清楚。本文对贵州织金不同稀土含量区间(<262×10~(-6)、262×10~(-6)~527×10~(-6)、527×10~(-6)~761×10~(-6)、>761×10~(-6))的磷块岩的研究表明,磷块岩的稀土配分均显示出Ce负异常、Eu无明显异常、MREE富集以及富集重稀土元素Y的特征。(La/Sm)N-δCe及δPr-δCe图解显示织金磷块岩Ce异常为真实的Ce异常,代表磷块岩形成在氧化环境。但当时海水的氧化环境并不是控制MREE富集的决定因素。(La/Sm)N-SmN、(Gd/Yb)N-YbN散点图显示MREE富集是稀土在富集过程中稀土发生分异的结果。(Dy/Sm)N-δEu散点图以及Eu无明显异常说明织金磷块岩形成过程中可能无热水作用的参与。地史时期"老磷块岩"普遍存在重稀土亏损的特征。

    2019年04期 v.39 359-370页 [查看摘要][在线阅读][下载 1720K]
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  • 贵州织金磷块岩稀土元素富集特征与制约因素:以摩天冲矿段2204号钻孔为例

    许建斌;肖加飞;杨海英;夏勇;吴盛炜;谢卓君;

    织金磷矿区摩天冲矿段戈仲伍组稀土元素含量高,磷块岩的∑REE和Y含量平均分别约为650×10~(-6)和200×10~(-6)。岩石学、矿物学及主微量元素地球化学分析表明,稀土元素的富集特征及制约因素为:1)稀土元素在剖面上含量变化受岩石类型影响大,由白云岩→含磷白云岩→白云质磷块岩→磷块岩→黑色(碳质)磷块岩,∑REE和Y含量依次增加;2)∑REE和Y含量与岩石的P2O5含量均呈正相关,反映出∑REE和Y含量可能与岩石中P的化学成分和矿物成分密切相关;3)戈仲伍组中下段胶磷矿主要为砂屑结构,矿物颗粒以柱状、条状为主,并含有一定数量的生物碎屑,戈仲伍组上段主要为粉屑结构,矿物颗粒以椭圆形、圆形粒状为主,P2O5含量与稀土元素含量在中下段较高,而在上段相对较低,推测稀土元素的富集可能与矿物结构和生物活动有关,生物有利于稀土元素尤其是轻稀土的富集;4)磷块岩稀土元素后太古代澳大利亚页岩(PAAS)标准化配分图显示中稀土富集的"帽型"配分模式,Ce明显负异常,LREE/HREE比值约大于5,反映轻稀土富集;戈仲伍组磷块岩的Ce/Ce*均<-0.1,反映磷块岩沉积时环境为氧化状态,氧化的沉积环境可能有利于磷和稀土的富集,通过Ce/Ce*与LaN/NdN负相关关系,说明轻稀土的富集可能与古海水的氧化还原条件有关,在越氧化的条件下,轻稀土越富集。

    2019年04期 v.39 371-379页 [查看摘要][在线阅读][下载 901K]
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  • 黔西威宁地区玄武岩风化壳稀土赋存状态与浸出实验

    陈蕤;周剑飞;葛枝华;叶远谋;陈满志;龙克树;严爽;

    选取贵州西部威宁地区峨眉山玄武岩风化壳中稀土作为研究对象,进行稀土的浸出实验,讨论稀土元素的赋存状态。实验结果显示,哲觉、海外剖面的样品稀土含量∑REY(∑REE+Y)平均为1086.66×10-6,是潜在的风化壳型稀土资源,但其浸出率平均值为7.14%,且在粘土岩中的浸出率较高,粉砂岩和凝灰质粘土岩次之,表明离子吸附型稀土占的比例很低,稀土在玄武岩风化壳中的赋存状态主要不是以离子吸附型存在。基于目前技术,离子吸附相稀土才是稀土利用的基础,威宁地区峨眉山玄武岩风化壳中稀土难以作为离子吸附型稀土资源来进行综合利用。

    2019年04期 v.39 380-388页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K]
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  • 贵州织金硅质磷块岩型稀土矿稀土浸出规律

    张文兴;郑松;陈文祥;张周位;黄苑龄;叶太平;杨刚;吴海琴;

    贵州织金含稀土磷矿储量大,种类多,其中硅质磷块岩型稀土矿出露在地表,磷与稀土品位均比较高,最易开发。为更好地利用硅质磷矿岩型稀土矿,需要查明矿石性质,研究其稀土浸出规律。研究结果表明:稀土主要赋存在胶磷矿中,在胶磷矿中均匀分布,具有类质同象替代的特征,物理选矿不能分选稀土,只能采用化工或冶金方法提取。在磨矿细度-0.074 mm 80%、20%盐酸液固比为2.3、酸过量系数为1.0、室温搅拌浸出60 min,搅拌强度800r/min,稀土浸出率达到94.65%,磷的浸出率达到98.91%,胶磷矿中类质同象替代的稀土随磷一起被浸出,稀土与磷呈现同步浸出的规律。本研究取得良好的技术指标,为后续稀土的提取研究工作打下一定的基础。

    2019年04期 v.39 389-396页 [查看摘要][在线阅读][下载 1091K]
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  • 贵州织金低磷层磷矿稀土赋存状态与磷矿浮选工艺研究

    刘意;陈婷;郑松;陈文祥;严春杰;王洪权;周森;张生;MUDENDA Chipenzi;陆红军;杨祥;

    对贵州省织金地区低磷层磷块岩型稀土矿石进行XRF、ICP、SEM/EDS、FIB-SEM分析。矿石中P2O5含量为9.97%、稀土总量为899.52μg/g,稀土以钇和镧、铈、钕为主。稀土元素赋存状态研究表明,稀土元素以类质同象形式赋存在胶磷矿中。采用浮选机反浮选方法进行选矿工艺研究。实验筛选出NECP6号为捕收剂,对捕收剂种类、用量、磨矿时间、硫酸用量和磷酸用量等浮选工艺条件进行了实验研究,结果表明:当NECP6号捕收剂用量为2.8 kg/t,磨矿时间25 min,硫酸用量为6.5 kg/t,磷酸用量为24 kg/t,浮选5 min情况下浮选效果最好,实验样品经一粗一精选别,精矿品位从原矿品位10.64%提升到20.58%,回收率81.30%,尾矿品位降至3.69%,浮选效果较好。

    2019年04期 v.39 397-402页 [查看摘要][在线阅读][下载 596K]
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  • 贵州织金磷块岩型稀土矿与热液作用:流体包裹体证据

    刘喜强;张辉;唐勇;刘云龙;

    对织金磷-稀土矿果化矿段中摩天冲、戈仲伍矿段中磷肥厂磷块岩进行岩相学研究,对磷块岩中石英、白云石矿物流体包裹体进行冷热台显微测温研究,结果表明,磷肥厂硅质磷块岩中胶磷矿主要以碎屑磷灰石形式存在,粒径50~200?m,以硅质胶结和白云石胶结为主;石英、白云石捕获流体包裹体均一温度分布于87.5~127.8℃,盐度变化于12.31%~20.61%,计算的流体压力为5.54~8.02 MPa;而摩天冲白云质磷块岩中胶磷矿主要以是碎屑磷灰石形式存在,粒径变化于50~300?m范围,以白云石胶结为主;白云石捕获的流体包裹体均一温度变化于99.8~184.3℃范围,盐度变化于12.31~20.61 wt%,计算的流体压力变化于13.7~22.6 MPa。碎屑磷灰石胶结物以及流体均一温度和盐度上存在显著的差异,指示果化矿段中摩天冲白云质磷块岩所揭示的热液体系很可能是热卤水与正常海水混合所致,而晚期不含NaCl的硅质热液对早期形成的白云质磷块岩的交代对戈仲伍矿段中磷肥厂硅质磷块岩有着重要的影响。

    2019年04期 v.39 403-411页 [查看摘要][在线阅读][下载 1321K]
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  • 磷块岩中磷灰石铈异常与地球大气氧演化

    娄方炬;顾尚义;

    新元古代以来,地球大气氧演化经历了2个阶段,但对2个演化阶段的过程争论较大。海相沉积磷块岩中磷灰石稀土元素配分模式表明其可以反映海水稀土组成,其中氧化还原敏感元素铈的异常受海水含量控制,因此可以利用不同地质时代磷块岩中磷灰石铈异常的变化推测大气氧浓度演化。通过收集自陡山沱期到第四纪(570Ma-1Ma)总共9个地质年代13个不同地点220个磷块岩样品的已公布数据,以及贵州织金磷矿中磷灰石钻孔的18个样品稀土元素分析结果。为保证样品反映原始海水的铈异常特征,排除了因中稀土富集而影响铈异常的样品。结果表明,震旦纪陡山沱期到寒武纪样品δCe平均值从0.74减小到0.36,奥陶纪又升高到0.87,表明寒武纪大气氧浓度可能要高于前寒武纪及之后的奥陶纪;泥盆纪样品δCe平均值为0.36,石炭纪与二叠纪样品的δCe达最低值,分别为0.16和0.21,说明从泥盆纪开始的整个晚古生代全球大气氧含量可能达到甚至超过现代水平;从三叠纪开始到第四纪,样品δCe总体保持较低值,平均值为0.24~0.54,表明大气氧含量基本保持现代水平。寒武纪与泥盆纪大气氧含量升高与寒武纪生命大爆发和泥盆纪木本植物的出现吻合,也与海洋碳酸盐岩铈异常及生物地球化学模型研究结果一致。综合分析认为,磷块岩中磷灰石与碳酸盐岩一样可通过铈异常指示大气氧演化;地球大气氧的演化既不是单向也不是简单的两阶段过程,而是复杂的不断波动的过程。

    2019年04期 v.39 412-419页 [查看摘要][在线阅读][下载 817K]
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  • 贵州寒武纪早期含磷岩系稀土富集特征

    周克林;付勇;叶远谋;龙克树;周文喜;

    早寒武世是继陡山沱期之后又一重要成磷期,形成于该时段的磷块岩广泛分布于亚洲、西欧、北美以及大洋洲等地,贵州地区广泛分布的早寒武世磷块岩是这一事件的重要组成部分。本文以贵州织金戈仲伍和铜仁坝黄两个典型磷块岩剖面为研究对象,对含磷岩系沉积特征、稀土总量(ΣREY)、P_2O_5含量及其与氧化还原敏感元素指标的关系进行横向比较和分析。结果表明:纵向上,织金戈仲伍剖面和坝黄剖面稀土总量(ΣREY)与w(P_2O_5)变化趋势较一致,稀土总量(ΣREY)、w(P_2O_5)与氧化还原敏感元素指标则没有协同变化的特征。稀土总量(ΣREY)与w(P_2O_5)线性回归表明二者具有明显正相关关系,暗示二者在成因上的密切联系;稀土总量(ΣREY)和w(P_2O_5)与氧化还原敏感元素指标均没有明显相关性,说明沉积介质的氧化还原条件不是稀土富集的主要控制因素。织金戈仲伍剖面和坝黄剖面稀土元素北美页岩标准化配分曲线呈"帽形",中稀土元素(MREE)相对富集,这是在成岩作用的过程中,由于中稀土元素(MREE)离子半径与钙离子半径更接近,相较于其它稀土离子更容易置换钙离子而进入磷灰石晶格。

    2019年04期 v.39 420-431页 [查看摘要][在线阅读][下载 2245K]
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  • 中国西南地区大面积稀土异常区稀土来源

    赵亦猛;柳青青;王学求;周建;夏勇;谭亲平;

    中国贵州、云南和广西交界处存在大面积以宣威地区为中心的土壤稀土元素地球化学异常,为了探究该地区土壤稀土元素来源,本研究采集了宣威地区土壤(红土)和岩石(玄武岩、白云岩、灰岩、砂岩、粉砂岩、泥岩、凝灰岩和页岩)样品,分析了稀土元素、微量元素、pH值和有机质组成。结果显示:土壤稀土元素含量均在大陆上地壳的2倍左右,玄武岩稀土元素含量与上覆土壤一致,但沉积岩(白云岩、石灰岩和砂岩)稀土元素含量远低于上覆土壤。土壤稀土元素与基性岩中富集的元素Co、Ni、Cu、Zn和Au等具有极好的相关性(相关系数r>0.7),但与pH值(r=0.33)和有机质含量(r=0.20)无明显相关关系。玄武岩与其上覆土壤之间的稀土配分模式具有高度的一致性,而沉积岩与其上覆土壤之间的稀土配分模式差异较大,且所有土壤中位值的稀土配分模式与玄武岩的极其相似。宣威地区处于既有玄武岩又有海相沉积岩出露的区域,玄武岩可能是该地区土壤稀土元素的主要来源。

    2019年04期 v.39 432-442页 [查看摘要][在线阅读][下载 1467K]
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  • 黔北铝土矿稀土元素富集机制——以新民铝土矿为例

    龙克树;付勇;陈蕤;叶远谋;严爽;陈满志;

    通过对黔北新民铝土矿岩矿石稀土元素的系统分析,探讨了黔北铝土矿稀土元素特征与富集机制。研究发现:黄龙组灰岩呈"平坦型"稀土元素配分模式,韩家店群泥岩、梁山组炭质泥岩及大竹园组(含矿岩系)呈"右倾型"轻稀土富集特征,而大竹园组随着风化作用的增强从陡"右倾型"的铝质泥岩→缓"右倾型"的豆状、致密块状、碎屑状铝土矿→缓"左倾型"土状铝土矿的特征。且含矿岩系由底到顶,∑REE具减少趋势,顺着其倾向∑REE有下降趋势,沿着走向其有升高趋势;这受到不同底板岩性及厚度大小的影响,底板泥岩比灰岩更易使含矿岩系富集稀土,同为灰岩,其厚度越大其稀土总量有富集趋势。而∑REE受到矿物组合(岩性)控制,其有"含独高稀,鲕粒富稀,豆状少稀,高铝贫稀"特征。对实验数据进行分析和做相关性图解(Sr/Ba—∑REE、Sr/Cu—∑REE、δCe—∑REE、δEu—∑REE)可知,在干热气候的海相咸水环境更易使稀土富集,虽含矿岩系主要是在氧化环境中形成,但高∑REE样品易在还原环境中富集。

    2019年04期 v.39 443-454页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K]
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  • 地质因素对离子吸附型稀土矿床勘查类型的影响

    彭琳琳;陈斌锋;邹新勇;朱宏新;张青;

    现行《稀土矿产地质勘查规范》采用矿体延展规模、矿体的矿化连续性、矿体形态复杂程度、厚度稳定程度、有用组分分布均匀程度5个地质因素来确定离子吸附型稀土矿的勘查类型。随着实践的积累,发现了其存在的一定的局限性。矿体延展规模、矿体形态的复杂程度基本上也反映了矿体的矿化连续性特征。风化壳中往往含有未风化彻底的夹层或风化球,进而提高矿床勘查的难度,在现行的勘查规范的地质因素中未能体现。本文提出将五大地质因素中的"矿体的矿化连续性"调整为"矿体内部结构的复杂程度",调整后勘查类型划分的标准不变,将有利于更好指导稀土矿产的勘查。

    2019年04期 v.39 455-463页 [查看摘要][在线阅读][下载 801K]
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  • 黔西北玄武岩风化壳稀土地球化学特征

    赵平;李爱民;李松涛;杨成富;赵富远;严春杰;王泽鹏;陈菊;杨刚;

    黔西北玄武岩风化壳中的稀土矿是一个分布广泛、稀土含量较高的新类型稀土矿。本文主要通过岩相学、矿物学和地球化学的方法,系统研究了该稀土矿层的岩石组构、矿物组合及地球化学特征,探讨了该地区稀土迁移富集机理。结果显示该风化壳稀土矿层厚度大(单层厚度0.1~0.5 m,总厚度约5~15 m)。矿石中主要矿物为高岭石(60%~80%),次要矿物为蒙脱石(2%~8%)、赤铁矿(5%~20%)。稀土总量较高(144~2288×10-6),具轻稀土富集特征,并且稀土含量高的样品均为高岭石粘土岩。稀土配分模式图中显示明显负铕异常(0.22~0.85),铈异常变化较大(0.86~1.63)。综合分析认为玄武岩风化壳中的稀土元素的富集和高岭石的含量密切相关,稀土元素可能在偏还原的环境中被高岭石颗粒吸附。

    2019年04期 v.39 464-473页 [查看摘要][在线阅读][下载 1551K]
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  • 云南建水普雄铌稀土矿床微量和稀土元素地球化学特征

    李余华;张子军;龙庆兵;刘凤祥;李明晓;王敏;周家喜;

    云南建水普雄铌稀土矿床是近年来发现的一处大型铌稀土多金属矿床,产于霞石正长岩和碱性正长岩组成的长岭岗碱性岩体的风化壳中,累计探明铌资源量超过5.7×10~7 kg,总稀土资源量超过47×10~7kg。目前,对该矿床的研究主要集中在矿物学特征和找矿勘查技术上,在矿床地球化学研究方面,仅限于部分成矿元素(如铌和稀土等)的基本分析上。本次工作在深入的野外观测基础上,对具有代表性的12号勘探线64号钻孔进行了系统取样(24件)和高精度微量、稀土元素含量分析。结果显示,微量元素与上地壳元素平均含量相比,全部样品Li、Ga、Nb、Sb、Cs、Pb、Th和U等有不同程度富集;稀土元素相对球粒陨石也均有不同程度富集,但稀土总量变化范围较大,总体上表现为全风化层样品(∑REE介于1046×10~(-6)~9154×10~(-6))高于粘土层(630×10~(-6))和半风化层样品(163×10~(-6)~1369×10~(-6)),表明成岩作用和风化过程导致了这些元素的不同程度富集。此外,全部样品的轻稀土总量和重稀土总量比值较大,轻稀土元素和重稀土元素间分异明显,∑LREE/∑HREE=20~58,(La/Yb)N=25~143,轻稀土元素内部分异((La/Sm)N=11~26)较重稀土元素内部分异明显((Gd/Yb)N=1~6),表明稀土元素发生了不同程度分异和富集。全部样品Eu负异常明显(δEu=0.5~0.7),Ce异常显著,正、负异常均有(δCe=0.1~3.8),表明成岩作用和风化过程没有导致Eu异常改变,但对Ce异常产生了显著影响。综上,普雄铌稀土矿床富集多种三稀(稀有、稀土和稀散)元素,成岩作用和风化过程共同导致了三稀元素不同程度分异和富集。

    2019年04期 v.39 474-483页 [查看摘要][在线阅读][下载 910K]
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  • 云南建水普雄铌稀土矿床的发现与研究意义

    李余华;刘凤祥;周家喜;李明晓;李音;王长兵;张子军;

    <正>位于云南省建水县普雄乡的铌稀土矿床,是云南省核工业二○九地质大队通过多年勘查发现的一处大型铌稀土矿床,累计探明铌资源量5.7万吨,总稀土资源量47万吨[1],具有很高的经济价值。普雄铌稀土矿床产于长岭岗碱性岩体的风化壳中,该岩体主要由霞石正长岩和碱性正长岩组成[2],与我国华南地区风化壳离子吸附型稀土矿床主要产于花岗岩和酸性火山岩中不同[3],是一种新型风化壳离子吸附型铌稀土矿床,具有重要的研究价值。

    2019年04期 v.39 484页 [查看摘要][在线阅读][下载 123K]
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