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。
稀土元素的研究和应用
稀土元素的研究和应用稀土元素是指地壳中含量比较稀少的一组元素,它们包括灯石族和釹系元素。
这些元素在人类的生存和发展中发挥着重要的作用,包括在特种合金、催化剂、光电材料、磁性材料、储氢材料、医药和环境保护等方面的应用,因此稀土元素的研究和应用一直备受关注。
稀土元素的研究历史可追溯到19世纪初。
1815年,发现一种新的矿物——铈矾土石。
1869年,瑞典的化学家Moseley利用X射线的特性发现了稀土元素原子序数与X射线谱线的关系,为稀土元素的系统研究奠定了基础。
20世纪50年代,因为其在核技术和电子学中的应用,稀土元素的研究得到了更大的重视。
目前,世界上最主要的稀土矿产国家是中国。
中国的稀土元素储量占全球的80%,且中国独有一些较为重要的稀土元素。
然而,中国的稀土资源开采量已经达到了最大限度,同时世界范围内对稀土元素的需求不断增长,这也促进了稀土元素的研究和应用。
在工业上,稀土元素的应用占据了举足轻重的地位。
例如,稀土元素在特种合金中的应用,能够提高材料的耐高温、耐腐蚀、耐磨损等性能,适用于航空、航天、汽车等领域。
稀土元素在催化剂中的应用,能够促进化学反应,提高催化效率,适用于炼油、化工、制药等领域。
稀土元素在光电材料中的应用,能够激发电子能级,提高材料的发光效率、电导率和磁学性能,适用于显示、照明、通信等领域。
除此之外,稀土元素在医药和环境保护等领域也有着重要的应用。
稀土元素能够被用来制备多肽荧光探针,以提高细胞成像和诊断的精度。
稀土元素还能够用于水处理和减少污染物的排放,提高环境保护效果。
稀土元素的研究不仅涉及到基础科学,还涉及到材料科学、化学、天然资源学等多个领域。
例如,稀土元素的催化剂研究需要了解催化剂的表面结构和活性中心等基础科学知识,还需要利用表征技术和计算方法对催化剂进行优化和设计。
稀土元素的光电材料研究需要了解能带结构和电子结构等基础科学知识,还需要利用化学方法和物理方法对材料进行制备和性能调控。
稀土材料的研究与应用
稀土材料的研究与应用稀土指的是元素周期表中位置为57-71的15种元素,它们包括镧系、铈系、钕系、钷系、铕系、钐系、铽系、镝系、钬系、铒系、铥系、镱系、镥系、铼系、锗系。
稀土元素的名称表明它们在大地幔中比较少见,但在矿物、矿床和矿物化物中常常以比较高的浓度出现。
有些稀土元素具有特殊的电学、磁学、光学和催化性能,因此被广泛应用于高科技、能源、环境、医药、冶金、生态和军事等领域。
近年来,随着科技的不断进步和人类对环境、能源和健康等问题的关注,稀土材料得到了越来越广泛的关注和研究。
本文将介绍稀土材料的基本特性、应用领域和研究进展,以及稀土材料在未来的发展方向和应用前景。
一、稀土材料的基本特性稀土元素具有较为独特的性质,主要包括以下几个方面:(1)原子结构。
稀土元素的原子结构非常复杂,其中电子排布最为复杂。
由于它们的原子结构中存在丰富的4f和5d轨道,使得稀土元素具有较为特殊的电子结构和光谱学性质。
(2)磁性。
稀土元素具有磁性,在一定条件下可以产生磁记忆效应。
镝、钬、铕、铽等稀土元素表现出极高的自旋磁矩,能被用于制作高性能的磁体材料。
(3)发光性质。
稀土元素的电子结构中存在激发态和激发转移,从而具有显著的发光性质。
其中,钇和铯的双色磷光材料在电视机和LED屏幕中得到了广泛应用。
(4)光学性质。
稀土元素具有良好的光学性能,能在可见光、近红外和紫外等波长范围内吸收和发射。
钇、镥、铒、镝等稀土元素可被用于高效的荧光材料,用于荧光灯泡、光纤通信、场发射显示器等领域。
(5)化学性质。
稀土元素具有良好的氧化性、还原性和稳定性,化学性质相对其他元素而言比较复杂。
稀土元素常被用于高温、高强度金属材料的制备。
二、稀土材料的应用领域稀土材料具有广泛的应用领域,以下列举几个典型的应用实例。
(1)新能源和环保。
钕铁硼永磁材料在电机、电动车和风力发电机中得到了广泛应用;铕和镝的催化剂可用于净化废水和治理大气污染。
(2)医药和生物技术。
稀土元素的开发与应用研究
稀土元素的开发与应用研究稀土元素是指一组化学元素,因其在自然界中分布较为分散,存在量较少,所以得名。
稀土元素具有多种珍贵的物理、化学、磁性和光学性质,能被广泛地应用于诸如电子、能源、化学、冶金等许多领域。
因此,稀土元素一直被视为高科技和战略性材料,各国都在加紧研究和开发稀土元素产业。
在此背景下,中国作为全球稀土大国,也抓住了这一机遇,通过不断创新和技术提升,在稀土元素领域取得了重要进展。
一、稀土元素的研究历程早在18世纪末,瑞典化学家马里乔斯首先从矿物镧石中分离出了稀土元素。
此后,人们陆续从其他矿物中也分离出了稀土元素。
随着科学技术的发展,稀土元素得到了进一步的研究和应用,特别是在20世纪中后期,稀土元素作为高科技和战略性材料的地位得到了彰显。
随着人们对稀土元素的认识越来越深入,稀土元素的应用也日益广泛。
在电子领域,稀土元素被广泛用作电子管、IC、光电器件等的掺杂剂和发光材料,具有十分重要的电学和光学性质;在冶金领域,稀土元素作为添加剂能够提高合金的性能,并具有良好的脱氧和清洗效果;在能源领域,稀土元素被广泛用于燃料电池、太阳能电池、储能电池等,以及电动汽车等新能源汽车中;在环保领域,稀土元素作为催化剂能够降低废气的排放,具有十分重要的作用。
二、中国稀土元素的研究和开发现状作为全球最大的稀土元素生产国,中国具有得天独厚的稀土资源优势,但在开发和利用这些资源方面的技术水平和产业化水平还有很大提升空间。
目前,中国稀土元素的主要研究和开发方向包括:稀土材料的制备和应用、稀土高效回收技术、稀土资源再利用技术、稀土新材料和稀土功能化合物等。
这些方向涵盖了稀土元素全产业链,既包括资源的勘探和开采,也包括中间产品的加工和终端应用的开发。
在稀土材料的制备和应用方面,中国稀土元素的技术水平已经相当成熟,稀土材料的性能得到了有效控制和实现。
近年来,中国在稀土材料的领域取得了多项重大成果,例如在稀土磁体和稀土储氢材料的研究和开发方面领先全球。
稀土资源的开采和利用研究
稀土资源的开采和利用研究一、前言稀土元素是指周期表中镧系元素及铈、钕、铕等元素的统称,它们应用非常广泛,包括电子、军事、新能源、环保等众多领域。
目前,中国是全球最大的稀土资源生产国,拥有丰富的稀土资源。
本文将探讨稀土资源的开采和利用研究。
二、稀土资源的开采稀土矿床分为天然氧化带矿床、碳酸盐矿床和杂质型矿床。
常见的稀土矿物有独居石、磷灰石、硫铈矿、钍矿等。
稀土资源的开采一般包括矿山开发、选矿分离和浸出提取等步骤。
1.矿山开发矿山开发是稀土资源开采的第一步,其目的是发现和确定稀土矿床的体积、品位、含量和成分等特征。
矿床的开采一般分为露天开采和井下开采。
露天开采相对简单,但破坏性较大;井下开采对矿山的地质情况和矿床性质要求较高,但不易对外界造成环境污染。
2.选矿分离选矿分离是将矿物中的稀土元素与杂质分离出来的过程,其目的是提高稀土的品位和纯度。
选矿分离有多种方法,包括浮选法、重选法、磁选法、电选法等。
其中,浮选法是最常用的方法之一,适用于处理硬质矿物,如磷灰石等,工艺简单,应用广泛。
3.浸出提取浸出提取是将含稀土元素的矿物浸入相应的溶液中,将其溶解出来的过程,其目的是提取纯净的稀土元素。
浸出提取涉及到多个环节,常见的有浸出、分离、净化、沉淀等。
目前,有机相萃取法是目前稀土浸出提取的主流方法之一,该方法具有高效、低成本、高产出等优点。
三、稀土资源的利用稀土资源的利用主要涵盖电子、军事、新能源、环保等多个领域。
以下是几个主要领域及其应用:1.电子领域:稀土元素被广泛应用于电子工业,如高效荧光粉、永磁材料、石墨烯等。
其中,高效荧光粉是制造彩色显示器和白炽灯的关键材料,永磁材料则被广泛应用于电机、发电机等领域。
2.军事领域:稀土元素在军事领域有着广泛的应用,如雷达、导弹、武器等。
其中,磁铁石是一种重要的磁性材料,被广泛用于制造电子设备和武器。
3.新能源领域:稀土元素在新能源领域发挥着重要作用,如风力发电、太阳能等。
稀土材料在冶金工业中的应用前景分析
稀土材料在冶金工业中的应用前景分析引言稀土材料是指由稀土元素组成的复合材料,在冶金工业中有着广泛的应用。
稀土材料具有独特的物化性能,包括良好的热稳定性、高硬度、优异的导电性和磁性等特点。
本文将对稀土材料在冶金工业中的应用前景进行分析。
1. 稀土材料在冶金矿山中的应用前景稀土材料在冶金矿山中有着广泛的应用前景。
首先,稀土材料可以用来制备选择性分离剂。
稀土元素可以与其他金属元素形成复合物,通过调节复合物的结构和性质,可以实现对矿石中的金属元素进行选择性分离和提取。
其次,稀土材料还可以用于改善冶金矿山的矿石磨矿效果。
稀土元素可以作为磨矿助剂,提高矿石的磨矿效率和浮选效果。
此外,稀土材料还可以用于提高冶金矿石的抗氧化性能和耐磨性能,延长设备的使用寿命。
2. 稀土材料在冶金冶炼中的应用前景稀土材料在冶金冶炼中也具有广阔的应用前景。
首先,稀土材料可以用于改善冶炼过程的炉渣性能。
稀土元素可以与炉渣中的氧化物、硫化物等杂质发生反应,形成稳定的化合物,并提高炉渣的黏度和热稳定性。
其次,稀土材料还可以用于改善冶炼过程中的金属熔炼性能。
稀土元素可以与金属间化合物发生反应,降低金属的熔点和黏度,提高金属的流动性和形成性能。
此外,稀土材料还可以用于提高冶炼过程中的产品质量,如降低金属的气体含量、提高金属的纯度等。
3. 稀土材料在冶金设备中的应用前景稀土材料在冶金设备中也有着广泛的应用前景。
首先,稀土材料可以用于改善冶金设备的耐热性能。
稀土元素可以与材料基体发生反应,形成稳定的氧化物膜或硫化物膜,在高温环境下起到保护的作用,延长设备的使用寿命。
其次,稀土材料还可以用于改善冶金设备的耐磨性能。
稀土元素可以与材料表面形成硬质化层,提高材料的硬度和耐磨性,减少设备的磨损和损坏。
此外,稀土材料还可以用于提高冶金设备的导电性能和磁性能,以满足不同工艺和工作条件的要求。
4. 稀土材料在冶金废渣处理中的应用前景稀土材料在冶金废渣处理中也具有潜在的应用前景。
稀土元素的应用与研究
稀土元素的应用与研究稀土元素,是指化学元素周期表中镧系元素和钇、铈、铕、钆和铽等元素的总称,共有17种。
稀土元素具有丰富的物理、化学、光电学、磁学、生物学等性质,在生产和科学研究中有广泛的应用价值。
1. 稀土元素的应用领域1.1 电子、电器行业稀土元素作为加工电器、磁性材料等方面的重要材料,常常被用在手机、电脑、电视机等电子产品中的液晶显示屏、荧光粉、电子陶瓷、电流控制器、超级磁体等方面。
在电池、液晶显示和LED等光电子领域,稀土元素也扮演着重要的角色。
1.2 环保领域稀土元素的化合物对污水、土壤、空气等污染物具有较好的去除和吸附作用,可以用于活性炭、水处理、针刺滤料等。
1.3 能源领域稀土元素在能源领域也有广泛的应用,例如用作永磁体、高压开关、蓄电池等。
1.4 医疗保健领域利用稀土元素的发光性质,开发出一系列生物荧光试剂,其在生物医学成像、DNA检测等方面有大应用。
2. 稀土元素的研究稀土元素作为一种重要的新材料,其应用前景和开发价值不可小觑。
为了更好地开发和应用稀土元素,科学家们进行了大量的研究。
2.1 合成和制备稀土元素稀土元素的合成和制备是稀土元素研究的关键。
研究人员通过精细的化学合成技术,逐渐改进稀土元素的制备方法,发展和应用了一系列新的制备工艺和技术。
2.2 稀土元素的物理和化学性质稀土元素具有许多特殊的物理和化学性质。
例如在特定的温度和压力下,稀土元素会表现出超导、弹性、磁性等性质。
通过对这些特性的深入研究,可以更好地了解稀土元素的应用价值。
2.3 稀土元素的生物学性质稀土元素对生物体内的作用机理及其生物学过程的影响,也成为当前稀土元素研究的重要分支之一。
在遗传学和生物化学领域,稀土元素的研究可以开发出针对癌症、肺病等多种疾病的药物。
3. 稀土元素的未来发展虽然稀土元素在现有的应用领域上已经有了广泛的应用,但是新的发展方向正在不断涌现。
随着稀土元素技术的不断进步和开发,它们可能会在更多的领域发挥作用。
稀土矿开采与应用的研究进展
稀土矿开采与应用的研究进展稀土矿是全球多种高新技术产业的关键原材料,其开采与应用一直备受关注。
本文将就稀土矿开采技术的发展以及各种应用领域中的研究进展进行综述。
一、稀土矿开采技术的发展稀土矿开采技术的发展对于稀土产业的可持续发展至关重要。
传统的稀土开采技术主要包括露天开采和地下开采。
随着矿藏的逐渐枯竭和环境保护意识的增强,传统开采技术受到了诸多制约。
近年来,一些新兴的稀土矿开采技术逐渐兴起。
例如,高效且环保的浸出法、化学合成法和生物法等。
这些新技术的出现,不仅提高了稀土矿开采的效率,还减少了对环境的污染。
二、稀土矿在电子工业中的应用研究进展稀土矿在电子工业中具有广泛的应用前景。
稀土矿中的镝、铽、钕等元素被广泛应用于磁性材料和电子器件中。
近年来,随着电子科技的飞速发展,对稀土矿的需求也在不断增加。
例如,稀土矿在电子信息存储器件、LED照明、电动汽车和新能源领域中的应用逐渐扩大。
这些应用的不断创新和改进,使稀土矿成为电子工业的重要支撑材料。
三、稀土矿在光电材料中的应用研究进展稀土矿在光电材料中具有独特的光学和电子性质,因此被广泛应用于激光器、光纤通信和太阳能电池等领域。
特别是在激光技术领域,稀土矿的应用研究进展迅速。
例如,将稀土矿添加到激光介质中,可以改变激光的波长和特性,提高激光器的效率和性能。
这对于军事、医疗和通信等领域的发展具有重要意义。
四、稀土矿在环境保护中的应用研究进展稀土矿在环境保护中的应用也备受关注。
稀土矿中的萤石等元素可用于废水处理和污染物吸附等环境修复工作。
近年来,一些研究人员还发现,稀土矿中的元素对于土壤修复和植物生长具有促进作用。
这对于农业生产和生态环境的改善具有重要意义。
五、结论稀土矿开采与应用的研究取得了许多重要的进展。
新兴的开采技术为稀土矿产业的可持续发展提供了技术支持。
而在电子工业、光电材料和环境保护等领域中,稀土矿的应用逐渐扩大,为相关产业的发展和创新提供了重要支撑。
稀土元素地球化学特征及其在矿产资源勘查中的应用
稀土元素地球化学特征及其在矿产资源勘查中的应用
稀土元素(REE或TR)是指元素周期表中57号到71号的镧系元素和39号元素钇。
它们在地壳中的分布不均匀,基性、超基性岩相对富含重稀土,酸性岩,尤其是碱性岩富含轻稀土。
在沉积岩中,以泥质岩石(如页岩)稀土含量最高,碳酸盐类(如石灰岩)稀土含量最低。
大陆地壳稀土元素总量高,相对富轻稀土;大洋地壳稀土元素含量较低,相对富重稀土。
上地壳稀土元素含量高,相对富含轻稀土;下地壳稀土含量低,相对富含重稀土。
在判别岩体含矿性方面,稀土元素的应用比较广泛,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。
例如,对于岩浆矿床,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。
根据岩体的稀土总量、轻重稀土元素分异值(如(La/Yb)N,(La/Sm)N,(Gd/Yb)N)、D(Yb)和D(Lu)等可以判断基性岩体的铜镍含矿性。
以上信息仅供参考,建议查阅专业书籍或者咨询专业人士了解更多信息。
稀土元素的研究与应用
稀土元素的研究与应用稀土元素是指针对于稀土矿物(如氧化物、磷酸盐等)出现的元素组,在现代社会中具有举足轻重的地位。
从初期的探索研究到现在的广泛应用,稀土元素在高科技、绿色能源、新材料等领域发挥着日益重要的作用。
本文将介绍稀土元素的历史、研究现状、应用前景以及可能的风险。
一、稀土元素的历史稀土元素的历史可以追溯到19世纪初,法国化学家Charles James将从一种矿物中提取出一组新元素。
此后相继发现了稀土氧化物、二氧化铈等物质,广泛应用于石油催化剂、磁性材料、气体发光等领域中。
20世纪的中期,由于稀土元素在核技术、电子技术以及环保等领域中的广泛应用,稀土成为了当时的热门话题。
现在,随着绿色能源和高科技产业等的快速发展,稀土元素的价值和地位也日益提高。
二、稀土元素的研究现状稀土元素在理论基础研究和应用研究方面都有很高的水平。
近年来,稀土元素在太赫兹光学、元器件制造、磁性材料、天然气处理等领域的应用迅速发展,取得了显著的科学研究成果。
同时,也有不少稀土元素的研究难题困扰着学术界,例如提高稀土污染物治理的技术、稀土储氢材料的研发等领域尚待开发。
三、稀土元素的应用前景稀土元素在现代工业、高科技产业和生态环保产业等领域中都有广泛的应用前景。
例如,磁性材料、太赫兹光学、元器件制造和新能源汽车等领域都需要应用稀土元素。
同时,稀土元素在医药和农业方面的应用也卓有成效,例如医用含汞血压计和火车避雷器中都含有稀土元素。
在环保领域中,稀土元素也有广泛的用途。
例如,稀土在制造节水喷头和环保水处理中可以发挥重要作用。
因此,稀土元素在多个领域的应用前景十分广阔。
四、可能的风险稀土元素的广泛应用给环境带来了潜在不利影响。
生产和利用稀土元素过程中所产生的废物及其处理方式,会对环境和人类健康带来风险。
例如,稀土矿渣经过处理后将直接排放到空气和水中,从而导致重金属的污染。
此外,由于稀土供应来源集中在中国等少数国家,稀土市场的供求失衡也可能带来一些长期的风险。
稀土元素的矿物资源及价值利用
稀土元素的矿物资源及价值利用稀土元素是一类具有多种特殊性质的化学元素,常用于生产高科技产品,如计算机、手机、电动汽车和风力发电机等,也在环保和能源领域占有重要地位。
然而,稀土元素并非在自然界中都很常见,因此其矿产资源也具有很高的价值。
稀土元素的矿物资源主要存在于氧化态和碳酸盐矿物中。
其中,最大的矿床位于中国,占全球储量的90%以上。
其次是美国、澳大利亚、俄罗斯、印度和加拿大等国家与地区。
这些矿物资源虽然储量较少,但往往具有很高的品位和含量。
稀土元素的应用领域广泛,为高科技产品的生产提供了重要的能源支持。
稀土元素主要用于生产磁铁材料、金属合金、电子材料、催化剂和药物等。
应用技术日益发展,使得稀土元素在更多领域发挥着作用。
例如,永磁材料可以制造高效的马达,其加速度和动力比传统的发动机更好;在太阳能电池和燃料电池中使用的电极材料、电解质和催化剂通常含有稀土元素,可以提高能源转换效率,降低生产成本和环境污染。
稀土元素的价值利用也受到了各国政府的关注。
全球各国政府纷纷加强对稀土元素的开发和利用,但是稀土元素产业链存在限制,例如生产技术瓶颈、生产成本高、环境污染和政策限制等问题,因此需要加强国际合作和政策协调,促进资源的共享和技术创新。
在稀土元素的矿物资源开发中,值得注意的是环境保护问题。
稀土元素矿物的开采和提炼过程往往会释放出大量的废水、废渣和有毒气体,对土壤和水源造成污染,增加环境和健康风险。
因此,必须采用科学合理的技术和管理手段,加强环境监测和安全保障,降低污染和废物产生,减少资源消耗和能量消耗。
同时,需要促进对矿业劳动力的教育和培训,确保和提高其生活和工作质量,推动有可持续性的社会和经济发展。
总体而言,稀土元素的矿物资源和价值利用具有很高的经济和战略价值。
其应用的广泛性和生产的复杂性,需要加强技术研发和管理制度的建立。
在此基础上,要加强国际合作和容纳不同利益的共赢思维,实现绿色、可持续的发展,给我们的生活和环境带来更好的保障和质量。
稀土元素的重要性及应用领域
稀土元素的重要性及应用领域稀土元素是指元素周期表中的15个元素,包括镧系和钇系元素。
尽管其名称中带有"稀"字,但它们实际上并不稀少,只是分布较为广泛但以稀散矿物形式存在。
稀土元素在各个领域有着广泛的应用,对于现代科技和工业的发展起到了重要的推动作用。
一、稀土元素的重要性1. 稀土元素在材料科学中的重要性稀土元素具有独特的电子结构和化学性质,使其在材料科学领域有着广泛的应用。
例如,镧系元素镧可用于制造金属合金,提高其力学性能;钇可以增强铝合金的强度和耐热性;镨可用于制作永磁材料等。
稀土元素还可以用于制造光学玻璃、陶瓷材料、电子材料等,促进了材料科学的发展。
2. 稀土元素在环境保护中的应用稀土元素在环境保护中发挥着重要的作用。
稀土元素可以用于制造催化剂,用于净化废气和废水中的有害物质。
此外,稀土元素还可以用于制造节能灯、LED等照明设备,减少能源消耗,降低环境污染。
3. 稀土元素在电子信息领域的应用稀土元素在电子信息领域具有重要的应用价值。
稀土元素的磁性和光学性质使其成为制造光纤通信和显示器件的重要材料。
稀土元素的特殊发光性能使其成为制造LED、激光器和荧光体等器件的关键原料。
此外,稀土元素还可用于制造电子器件、储存器件等。
4. 稀土元素在医疗领域的应用稀土元素在医疗领域有着广泛的应用。
例如,锶可用于治疗骨质疏松症;铈可用于治疗某些免疫系统疾病;镧可用于治疗肾脏疾病等。
稀土元素的荧光特性还可用于医学成像,帮助医生进行疾病诊断和治疗。
二、稀土元素在应用领域的具体案例1. 稀土元素在汽车工业中的应用稀土元素在汽车工业中有着重要的应用。
例如,镧系元素镧和铈可以用于制造汽车催化转化器,减少废气中有害物质的排放;钕铁硼永磁材料可用于制造电动汽车的电机和发电机等。
2. 稀土元素在新能源领域中的应用稀土元素在新能源领域具有广泛的应用。
例如,钕铁硼永磁材料可用于制造风力发电机和电动汽车的电机;镝铁硼磁体材料可用于制造高效电机和发电机等。
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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。