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地质论评 2013年第5期59卷 816-822页

作者：朱祥坤张衎张飞飞高兆富董爱国包创郭跃玲闫斌刘辉中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037

蓟县剖面中元古界下马岭组地层下部黑色岩系中发现丰富的铁质结核,经X射线粉晶衍射、显微镜下观察、能谱分析等方法鉴定,确定铁质结核主要由菱铁矿构成。这些菱铁矿可能具有经济意义。另外,野外和室内研究表明,无论是铁质结核还是黑色... 详细信息

蓟县剖面中元古界下马岭组地层下部黑色岩系中发现丰富的铁质结核,经X射线粉晶衍射、显微镜下观察、能谱分析等方法鉴定,确定铁质结核主要由菱铁矿构成。这些菱铁矿可能具有经济意义。另外,野外和室内研究表明,无论是铁质结核还是黑色岩系本身,都匮乏硫化物。这一发现说明中元古代下马岭期的燕辽海盆水体贫氧、富铁、贫硫,不是硫化的海洋。

关键词：菱铁矿中元古界蓟县剖面下马岭组

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蓟县下马岭组菱铁矿的成因及古海洋意义

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地质学报 2013年第9期87卷 1430-1438页

作者：张衎朱祥坤中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室(筹)北京100037

蓟县铁岭子村附近新出露的下马岭组下部黑色岩系中富含菱铁矿,对这些菱铁矿形成机制的认识直接关系到对下马岭期乃至中元古代古海洋氧化还原状态和地球化学性质的判断。文中利用碳同位素对其成因加以制约,进而反演该时期的古海洋环境。... 详细信息

蓟县铁岭子村附近新出露的下马岭组下部黑色岩系中富含菱铁矿,对这些菱铁矿形成机制的认识直接关系到对下马岭期乃至中元古代古海洋氧化还原状态和地球化学性质的判断。文中利用碳同位素对其成因加以制约,进而反演该时期的古海洋环境。结果显示,研究区菱铁矿的δ~13 C的变化范围为-19.2‰^-7.8‰,平均约-15.0‰,明显富集碳的轻同位素。根据自然界中不同碳库的碳同位素组成特征,判定这些菱铁矿中的碳主要来源于有机碳。虽然海洋中大量有机质被氧化释放出富12 C的CO_2溶解于海水后可直接沉淀出轻同位素富集的碳酸盐岩,但这往往要求极端氧化的水体环境,而这种情况下并不能形成菱铁矿沉淀,因此认为研究区菱铁矿应是成岩过程中由有机质降解产生的CO_2与孔隙水中的Fe^(2+)结合的产物。海洋中的铁首先以氧化铁或氢氧化铁的形式沉淀下来,并与有机质一起埋藏于海底缺氧带中,后在成岩过程中发生氧化还原反应,三价铁作为氧化剂氧化有机质使之生成CO_2,有机质则作为还原剂将三价铁还原为二价铁,二者结合即构成菱铁矿。同时,有机质热脱羧反应提供的CO_2保证了更多的二价铁以菱铁矿的形式保存在地层中。海洋中铁的沉淀形式表明,至少在燕辽海盆,下马岭期古海洋已呈现广泛氧化状态,其氧化程度足以将海洋中的铁氧化为三价铁。同时,地层中的硫含量极低,说明该时期古海洋贫硫。然而下马岭期燕辽海盆广泛氧化、贫硫的古海洋特征不同于传统的分层海洋模式,对此有必要进行更深入系统的研究。

关键词：蓟县下马岭组菱铁矿碳同位素古海洋意义

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蓟县下马岭组富菱铁矿地层的基本地质特征

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岩石矿物学杂志 2013年第4期32卷 529-537页

作者：张衎朱祥坤中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037

天津蓟县铁岭子村附近新出露的下马岭组下部黑色岩系中富含菱铁矿,本文从野外产出特征、岩石学特征及常量元素特征等3个方面对这一富菱铁矿地层的基本地质特征进行了报道。该剖面地层主要以黑色页岩、粉砂质富铁层/菱铁矿结核层互层产... 详细信息

天津蓟县铁岭子村附近新出露的下马岭组下部黑色岩系中富含菱铁矿,本文从野外产出特征、岩石学特征及常量元素特征等3个方面对这一富菱铁矿地层的基本地质特征进行了报道。该剖面地层主要以黑色页岩、粉砂质富铁层/菱铁矿结核层互层产出为特征,夹有少量粉砂岩。部分富铁层由于风化严重,野外露头以褐铁矿层出现。菱铁矿为地层中主要的铁矿物相,可以形成菱铁矿结核,显微镜下具泥晶或微晶结构;也可以与含量相当的石英粉砂一起,构成致密粉砂质富铁层;亦或呈颗粒状零星分布于黑色页岩、粉砂岩中;另外褐铁矿层中亦存在极少量的菱铁矿残余。地层的常量元素特征整体表现为富含SiO2、TFe及有机质,而贫MnO、CaO、MgO、P2O5及S元素,且除风化层位中的铁多呈三价外,其余多呈二价。总有机碳(TOC)含量由高到低依次为菱铁矿结核、粉砂质富铁层、黑色页岩、粉砂岩。TFe与Al2O3含量的相关性图解显示,在富铁地层中,二者呈现出很好的负相关关系,而在正常的黑色页岩和粉砂岩中,二者则呈现一定的正相关关系,表明富铁地层中的铁主要为海洋自身铁的化学沉积,而正常的黑色页岩和粉砂岩中的铁主要源自陆源碎屑。同时新鲜样品中FeO与TOC含量呈现出很好的正相关关系,表明菱铁矿的形成可能与有机质有关。

关键词：蓟县下马岭组菱铁矿地质特征

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钛同位素标准溶液研制

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岩矿测试 2013年第3期32卷 377-382页

作者：唐索寒李津王进辉潘辰旭中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037

钛同位素组成可用于地球化学和宇宙化学研究中,但目前国内外缺乏钛同位素标准物质。为了满足地质样品钛同位素分析的需要,本文研制了钛同位素标准溶液,报道了钛同位素标准溶液的研制过程和定值结果,包括标准溶液的选择、均匀性和稳定性... 详细信息

钛同位素组成可用于地球化学和宇宙化学研究中,但目前国内外缺乏钛同位素标准物质。为了满足地质样品钛同位素分析的需要,本文研制了钛同位素标准溶液,报道了钛同位素标准溶液的研制过程和定值结果,包括标准溶液的选择、均匀性和稳定性检验、定值分析及测定数据的统计性检验等。通过初步测定,确定美国Alfa公司生产的Ti单元素溶液作为备选Ti同位素标准溶液。将备选标准溶液分装成150瓶,随机抽取15瓶进行均匀性检验,测试结果的F值均小于临界值,表明备选标准溶液的Ti同位素组成均匀。通过30个月的稳定性检验,标准溶液的特征量值变化在不确定度范围内。采用独家和多家实验室相结合的方法进行定值,标准溶液的特征量值及不确定度推荐为:δ50Ti=-2.23‰±0.14‰,δ49Ti=-1.67‰±0.09‰,δ48Ti=-1.13‰±0.06‰,δ47Ti=-0.57‰±0.05‰。研制的标准溶液可用于钛同位素分析时校正仪器和验证质谱分析过程,有利于不同实验室的测试数据之间的对比和应用。

关键词：钛同位素标准溶液标准值

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少量AG1-X4阴离子交换树脂分离地质标样中的铁及铁同位素测定

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地球化学 2013年第1期42卷 46-52页

作者：唐索寒闫斌李津国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室中国地质科学院地质研究所北京100037

报道了利用少量AG1-X4阴离子交换树脂分离地质样品中Fe及测定Fe同位素的方法。对少量AG1-X4和AG MP-1树脂的分离效果进行了比较,测定了经过AG1-X4分离后的地质标样BCR-2、BHVO-2、BIR-1a、AGV-2、W-2、GSP-2、COQ-1、DTS-2b、JB-2、Jsd-... 详细信息

报道了利用少量AG1-X4阴离子交换树脂分离地质样品中Fe及测定Fe同位素的方法。对少量AG1-X4和AG MP-1树脂的分离效果进行了比较,测定了经过AG1-X4分离后的地质标样BCR-2、BHVO-2、BIR-1a、AGV-2、W-2、GSP-2、COQ-1、DTS-2b、JB-2、Jsd-1、GBW07105和GBW07267的Fe同位素组成,其结果与文献参考值在误差范围内一致。这些数据的发表对于地质样品Fe的化学分离和同位素测定提供了参考依据。此方法可以大大减少化学试剂用量,是一种快速有效分离铁的方法。

关键词：离子交换分离 Fe同位素地质标样

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碳酸盐矿物铁同位素测试的选择性溶解方法研究--以白云鄂博矿床赋矿白云岩为例

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岩矿测试 2013年第1期32卷 28-33页

作者：孙剑朱祥坤陈岳龙大陆构造与动力学国家重点实验室、国土资源部同位素地质重点实验室、中国地质科学院地质研究所北京100037 中国地质大学北京地球科学与资源学院北京100083

碳酸盐矿物铁同位素测试的选择性溶解方法包括稀盐酸溶解法和稀醋酸溶解法,已应用于一般地质样品。但是对于白云鄂博矿床这类矿物组成复杂的特殊样品,这两种方法能否适用仍需要进一步研究。本文在常温下对白云石、磁铁矿、赤铁矿、黄铁... 详细信息

碳酸盐矿物铁同位素测试的选择性溶解方法包括稀盐酸溶解法和稀醋酸溶解法,已应用于一般地质样品。但是对于白云鄂博矿床这类矿物组成复杂的特殊样品,这两种方法能否适用仍需要进一步研究。本文在常温下对白云石、磁铁矿、赤铁矿、黄铁矿、钠闪石和黑云母等白云鄂博矿床中常见的含铁矿物进行稀盐酸(0.5～1 mol/L盐酸)溶解条件实验。结果显示,稀盐酸在短时间内(约3 h)能够有效地溶解碳酸盐矿物中的铁,而铁氧化物、硫化物、硅酸盐矿物的铁溶解率基本都<1%。实验选取典型的白云鄂博矿床赋矿白云岩,对比了稀盐酸溶解法、稀醋酸溶解法与分离白云石单矿物进行全部溶解所获得的铁同位素组成:赋矿白云岩E-16的δ56Fe值分别为-0.69‰、-0.62‰、-0.69‰;赋矿白云岩E-26的δ56Fe值分别为-0.19‰、-0.18‰、-0.12‰,三种方法在误差(不确定度)范围内结果一致。此外,稀醋酸对碳酸盐的部分溶解过程中没有观察到明显的铁同位素分馏现象,表明稀盐酸溶解法和稀醋酸溶解法都能用于提取白云鄂博矿床样品碳酸盐矿物的铁同位素信息。本研究对于碳酸盐矿物的选择性提取技术在地质上的应用具有借鉴和指导意义。

关键词：白云鄂博矿床白云岩碳酸盐矿物稀盐酸溶解稀醋酸溶解铁同位素

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贵州省松桃县道坨超大型锰矿床地质地球化学特征

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地质学报 2013年第9期87卷 1335-1348页

作者：朱祥坤彭乾云张仁彪安正泽张飞飞闫斌李津高兆富覃英潘文中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队贵州铜仁554300

本文报导了贵州省松桃县新发现的一个全隐伏的超大型锰矿床——道坨锰矿床的地质地球化学基本特征,为进一步开展科学研究奠定基础。矿床赋存在新元古代成冰系(南华系)大塘坡组底部的含锰碳质页岩中,主要由条带状、块状、气泡状菱锰矿矿... 详细信息

本文报导了贵州省松桃县新发现的一个全隐伏的超大型锰矿床——道坨锰矿床的地质地球化学基本特征,为进一步开展科学研究奠定基础。矿床赋存在新元古代成冰系(南华系)大塘坡组底部的含锰碳质页岩中,主要由条带状、块状、气泡状菱锰矿矿石组成。主量元素特征为Al_2O_3、TiO_2、Fe_2O_3含量较低,中等程度的P_2O_5富集,MnO、MgO含量相对较高,Fe/Mn比值低。微量元素特征为Rb、Nb和Pb亏损,Co、Zn、Sr、Mo相对富集。稀土元素总稀土含量高、中稀土轻微富集、Ce的正异常明显为特征。道坨锰矿含锰层位中黄铁矿的δ^(34)S_(-VCDT)值异常高,并且变化范围小,所测试黄铁矿的δ^(34)S_(-VCDT)值介于56.2‰~63.3‰,平均60.8‰。新发现的道坨超大型锰矿床属于典型的大塘坡式锰矿床,其发现不仅为研究新元古代大规模成锰作用提供了新机遇,同时也为研究成冰系环境演化及其资源、生物效应提供了新契机。

关键词：大塘坡式锰矿道坨锰矿新元古代硫同位素贵州松桃

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湖北古城锰矿Fe同位素特征及其古环境意义

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地质学报 2013年第9期87卷 1411-1418页

作者：张飞飞彭乾云朱祥坤闫斌李津程龙斯小华中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队贵州铜仁554300 中南冶金地质研究所湖北宜昌443003

本文报导了湖北古城锰矿含锰层位中黄铁矿Fe同位素的研究结果,并利用黄铁矿Fe同位素对黄铁矿成因和大塘坡早期阶段沉积环境的氧化还原状态进行了制约。黄铁矿δ~56Fe值变化范围为-0.13‰^+0.54‰,平均值为+0.22‰,显示相对于当时海水(0^... 详细信息

本文报导了湖北古城锰矿含锰层位中黄铁矿Fe同位素的研究结果,并利用黄铁矿Fe同位素对黄铁矿成因和大塘坡早期阶段沉积环境的氧化还原状态进行了制约。黄铁矿δ~56Fe值变化范围为-0.13‰^+0.54‰,平均值为+0.22‰,显示相对于当时海水(0^-0.5‰)明显富集Fe的重同位素。本文认为黄铁矿的Fe来自海水中Fe^(2+)部分氧化形成的Fe^(3+),这些Fe^(3+)在成岩过程中被全部还原,与细菌硫酸盐还原作用形成的H_2S结合最终以黄铁矿形式保存在沉积物中。大塘坡式锰矿含锰层位中黄铁矿Fe同位素特征表明,古城冰期(Sturtian冰期)结束之后,大塘坡早期阶段海洋深部已经开始氧化,但是并没有完全被氧化。

关键词：古城锰矿黄铁矿 Fe同位素古环境成冰系

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黔东北西溪堡锰矿的沉淀形式与含锰层位中黄铁矿异常高δ^(34)S值的成因

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地质论评 2013年第2期59卷 274-286页

作者：张飞飞朱祥坤高兆富程龙彭乾云杨德智中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037 中国地质大学地球科学与资源学院北京100083 中南冶金地质研究所湖北宜昌443003 贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队贵州铜仁554300

笔者等对黔东北松桃县的西溪堡锰矿床中锰矿石进行了元素含量分析,对含锰层位中黄铁矿进行了S同位素和微量元素分析。锰矿石稀土元素和微量元素特征表明,Mn是以氧化物或氢氧化物的形式沉淀,锰碳酸岩是在成岩过程中转化而成。黄铁矿形态... 详细信息

笔者等对黔东北松桃县的西溪堡锰矿床中锰矿石进行了元素含量分析,对含锰层位中黄铁矿进行了S同位素和微量元素分析。锰矿石稀土元素和微量元素特征表明,Mn是以氧化物或氢氧化物的形式沉淀,锰碳酸岩是在成岩过程中转化而成。黄铁矿形态学、微量元素和稀土元素特征指示黄铁矿形成于强还原、偏碱性的成岩环境。黄铁矿异常高的δ34S值反映了新元古代间冰期海洋深部低硫酸盐浓度和高的硫酸盐细菌还原速率,表明南华纪(成冰纪)大塘坡早期阶段深部海洋并没有被完全氧化。含锰层位中黄铁矿异常高的δ34S值存在两种可能的形成机制:①在极低SO2-4浓度下,通过BSR即可产生δ34SCDT高达58.7‰的黄铁矿;②海洋深部硫酸盐虽然具有很高的δ34S值,但却并没有高达58.7‰,δ34SCDT高达58.7‰的黄铁矿的形成是BSR和H2S与MnO2之间发生厌氧歧化氧化反应两个过程综合作用的结果,即在水体中SO2-4浓度极低的情况下,硫酸盐和还原产物H2S之间硫同位素分馏达到最小,H2S的δ34S值接近母体硫酸盐,BSR产生的H2S被活性铁矿物固定形成的FeS与MnO2之间发生歧化氧化反应所产生的同位素动力学分馏效应使FeS相对硫酸盐富集34S。

关键词：西溪堡锰矿锰的沉淀形式黄铁矿硫同位素新元古代贵州

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河北省宣龙式铁矿的地球化学特征及其地质意义

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岩石学报 2012年第9期28卷 2903-2911页

作者：李志红朱祥坤中国地质科学院地质研究所国土资源部同位素地质重点实验室大陆构造与动力学国家重点实验室北京100037

本文报道了宣龙式铁矿的主量元素、微量元素、稀土元素、Fe同位素和Nd同位素的分析结果。结果显示:主量元素的化学成分中Fe2O3T的含量最高,并且具有较高的Al2O3、TiO2和P2O5含量;微量元素含量总体与平均地壳相似,并显示氧化-还原敏感元... 详细信息

本文报道了宣龙式铁矿的主量元素、微量元素、稀土元素、Fe同位素和Nd同位素的分析结果。结果显示:主量元素的化学成分中Fe2O3T的含量最高,并且具有较高的Al2O3、TiO2和P2O5含量;微量元素含量总体与平均地壳相似,并显示氧化-还原敏感元素V、U、Mo的相对富集;稀土总量高、轻稀土元素亏损重稀土元素富集、无Ce、Eu正异常、Y/Ho比值与地壳平均值相似;同时,铁矿具有较低的εNd值,这些特征表明宣龙式铁矿的成矿物质来源为陆源。相对于标准物质IRMM-014,宣龙式铁矿中赤铁矿的Fe同位素组成均为正值,这与由现代蓝细菌氧化而成的赤铁矿Fe同位素组成应小于或等于0不同,因此,宣龙铁矿是由铁细菌氧化为主的生物粘结矿床。此外,铁矿无Ce的负异常;V、U、Mo的相对富集;Fe同位素比值为正值的这些特征均说明当时铁矿沉淀的环境为低氧状态。

关键词：宣龙式铁矿 Fe同位素物质来源矿床成因古环境

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