國(guó)際地質(zhì)新動(dòng)態(tài)

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徐慧，編譯.朱建東，校.

安第斯山脈形成于何時(shí)?

來(lái)自巴拿馬史密斯·索尼婭研究院、德國(guó)波茨坦大學(xué)和哥倫比亞Ecopetrol研究中心的專家目前證實(shí)，2 500萬(wàn)年前發(fā)生的斷層構(gòu)造運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了哥倫比亞境內(nèi)東安第斯山脈的“崛起”，然而這一觀點(diǎn)卻比原先一致認(rèn)同的時(shí)間早了近1 800萬(wàn)年。

波茨坦大學(xué)的Mauricio Parra博士說(shuō)，從來(lái)沒有人對(duì)哥倫比亞境內(nèi)的東安第斯山脈進(jìn)行過年齡測(cè)算。實(shí)際上，東安第斯山脈的形成大約要比安第斯山脈的中部山區(qū)要早1 000萬(wàn)年左右。

科學(xué)家們對(duì)相關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了綜合研究，分析了相應(yīng)的斷層刺穿作用，并運(yùn)用鋯石分裂示蹤法獲得了關(guān)于安第斯盆地和山脈的精確數(shù)據(jù)。通過研究，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)當(dāng)安第斯山脈開始隆起時(shí)，鋯石等易流失礦物會(huì)隨著降水匯集到相鄰盆地，并逐漸固化成巖。鋯石中往往含有微量的鈾，鈾的衰變使得其含量越來(lái)越少，通過測(cè)算鋯石中鈾的最終含量，科學(xué)家們可獲得山脈開始隆起的精確時(shí)間。

科研團(tuán)隊(duì)的Carlos Jaramillo教授認(rèn)為，造山運(yùn)動(dòng)的精確定年，對(duì)于古生物學(xué)家和油氣專家來(lái)說(shuō)都是至關(guān)重要的。安第斯山脈的形成過程，其實(shí)就像七巧板一樣生動(dòng)有趣。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

板塊俯沖消亡帶距離巖漿房究竟有多遠(yuǎn)?

幾十年以來(lái)，對(duì)于環(huán)太平洋火山帶形成的動(dòng)力學(xué)機(jī)制，科學(xué)家們一直未能給出令人信服的解釋。目前普遍的觀點(diǎn)是，太平洋板塊向大陸板塊以下部位的俯沖形成了環(huán)太平洋火山帶，這一過程稱為“板塊俯沖消亡”。

但是目前尚不能明確的是，俯沖消亡板塊中的流體和熔融巖石是在何時(shí)、以何種方式、在哪個(gè)深度被釋放出來(lái)的，使得地幔熔融巖漿向上侵位至地表，最終導(dǎo)致火山噴發(fā)。世界上許多內(nèi)生金屬礦床都與這一過程息息相關(guān)，因此詳細(xì)研究這一過程，有助于發(fā)現(xiàn)新的金屬礦床。

通常人們所認(rèn)為火山島弧下的板塊消亡帶，深度一般為100 km。但科學(xué)家們最近的研究發(fā)現(xiàn)，由于受一系列因素的控制，這個(gè)深度往往可以在60～170 km的區(qū)間范圍內(nèi)變化。

這一新發(fā)現(xiàn)使得更多的科學(xué)家們?nèi)ヌ骄吭撋疃茸兓绱酥蟮恼嬲?。隨后，一種礦物逐漸進(jìn)入了人們的視線，這種礦物名叫綠泥石。綠泥石形成于洋殼之下的地幔中，該礦物成分中含有大量的水分，當(dāng)外界的溫壓組合達(dá)到某個(gè)特定的條件時(shí)，綠泥石礦物會(huì)發(fā)生分解，并釋放出水分。

科學(xué)家認(rèn)為，綠泥石發(fā)生分解時(shí)的深度取決于板塊俯沖的角度，因此對(duì)于該礦物穩(wěn)定性的研究顯得尤為重要。由于綠泥石的穩(wěn)定性反映了板塊俯沖熔融消亡的過程，因此板塊間的匯聚速度對(duì)于板塊俯沖熔融時(shí)的深度影響微乎其微。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

新型合金在巖心鉆探電子設(shè)備中的應(yīng)用

據(jù)報(bào)道，一種新型合金能顯著提高油氣和固體礦產(chǎn)鉆井平臺(tái)中電子設(shè)備的耐熱性能，從而可以大大降低鉆探過程中的事故率。

15年前，位于美國(guó)加利福尼亞州的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(Sandia National Laboratories)在一次焊接金屬的研發(fā)工藝中，便已發(fā)現(xiàn)這種金—銀—鍺合金的特殊性質(zhì)。但由于當(dāng)時(shí)的技術(shù)工藝所限，該合金并未引起足夠的重視。

數(shù)年后，從事鉆探工藝研究的技術(shù)人員與桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)人員聯(lián)合攻關(guān)，力爭(zhēng)制造出一種電子設(shè)備用于鉆探過程中對(duì)孔內(nèi)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。然而，鉆頭在鉆進(jìn)過程中所產(chǎn)生的高溫高壓以及高頻振動(dòng)，會(huì)對(duì)電子設(shè)備產(chǎn)生不可預(yù)估的干擾。一度曾淡出視野的金—銀—鍺合金重新進(jìn)入技術(shù)人員的研究范圍。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試，這種金—銀—鍺合金在高溫高壓以及高頻振動(dòng)的惡劣環(huán)境中，仍然保持著原有的穩(wěn)定狀態(tài)。

金—銀—鍺合金在鉆井電子設(shè)備中的成功應(yīng)用給桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室?guī)?lái)了巨大的商機(jī)。鉆井電子設(shè)備的焊接點(diǎn)要求熔點(diǎn)在700℃以上，而大部分合金的熔點(diǎn)往往低于350℃。鋁制合金的熔點(diǎn)約600℃，但是鋁制合金難以加工成電子元件。

此外，金—銀—鍺合金中不含鉛，對(duì)于環(huán)境特別是對(duì)地下水無(wú)任何污染。金—銀—鍺合金具有優(yōu)良的物理延展性和化學(xué)穩(wěn)定性，因此這種金—銀—鍺合金在鉆井電子設(shè)備制造的領(lǐng)域中通常是不可替代的。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

外商投資美國(guó)頁(yè)巖氣工業(yè)熱情不減

美國(guó)先鋒自然資源公司(Pioneer Natural Resources)于2013年3月稱，該公司將向中國(guó)中化集團(tuán)(Sinochem)出售占地面積約20.7萬(wàn)英畝的Wolfcamp頁(yè)巖氣田40%的權(quán)益，交易額為17億美元。該公司稱，中化集團(tuán)將以5億美元的現(xiàn)金收購(gòu)這些權(quán)益，此外還將以鉆探和相關(guān)配套設(shè)施的形式支付剩余的12億美元。截至去年12月31日為止，先鋒自然資源公司已經(jīng)在這一地區(qū)成功鉆探并完成了39口水平井。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008—2012年間，美國(guó)頁(yè)巖氣工業(yè)的總投入約為1 337億美元。其中，國(guó)外公司通過收購(gòu)或注冊(cè)合資公司等方式所投入的資金約為20%。其余的投資一部分來(lái)自于外商獨(dú)資公司(例如澳大利亞必和必拓公司控股的美國(guó)油氣田)，或來(lái)自于美國(guó)本土企業(yè)之間組成的合資公司。

外商在合資公司中的投資主要用于購(gòu)買頁(yè)巖氣田地塊，同時(shí)承擔(dān)一部分鉆探的費(fèi)用。外商的投資方式往往為現(xiàn)金預(yù)先支付，經(jīng)各股東方協(xié)商，外商一般在2—10年間完成全部投資。美國(guó)本土股東及外商均可在合作中獲利，美方可獲得財(cái)力上的支持，外商則可在合作過程中學(xué)習(xí)和積累水平鉆井及水力壓裂技術(shù)。因此，外商往往通過參股美國(guó)本土公司的方式來(lái)合法地進(jìn)入美國(guó)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)市場(chǎng)，從而規(guī)避很多政治風(fēng)險(xiǎn)。

近年來(lái)，大部分外商紛紛將目光從純頁(yè)巖氣田投向富含頁(yè)巖油的油氣田，例如Eagle Ford、Utica及Wolfcamp油氣田。幾乎所有的頁(yè)巖氣田均有油氣顯示，但由于液態(tài)烴的高附加值，富含頁(yè)巖油的油氣田具有較高的油—?dú)獗壤瑹o(wú)疑將獲得更多的關(guān)注度。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

北美頁(yè)巖氣工業(yè)革命的奇跡難以復(fù)制?

美國(guó)康菲石油公司液化天然氣市場(chǎng)部經(jīng)理奇普·舒佩爾特(Chip Schuppert)認(rèn)為，發(fā)展中國(guó)家正日益重視頁(yè)巖氣的勘探與開發(fā)工作，但是卻很難復(fù)制北美頁(yè)巖氣工業(yè)革命的奇跡。

在休斯敦濱海國(guó)際科技交流會(huì)上，面對(duì)記者提出的關(guān)于發(fā)展中國(guó)家液化天然氣工業(yè)如何應(yīng)對(duì)頁(yè)巖氣工業(yè)挑戰(zhàn)的問題時(shí)，奇普·舒佩爾特作出了上述回答。

他認(rèn)為，北美頁(yè)巖氣工業(yè)革命所必需的幾個(gè)關(guān)鍵性因素，在一些發(fā)展中國(guó)家(中國(guó)和印度)目前還并不具備。北美頁(yè)巖氣勘探開發(fā)繁榮景象的背后，隱藏著一些關(guān)鍵性因素:首先，這個(gè)地區(qū)必須發(fā)育有巨厚的頁(yè)巖層;其次，勘探開發(fā)的隊(duì)伍必須掌握水平井的鉆井、完井工藝和多段壓裂的技術(shù);再次，該地區(qū)必須有配套的天然氣管網(wǎng)設(shè)施;最后，必須有一支銳意進(jìn)取且訓(xùn)練有素的施工團(tuán)隊(duì)。

奇普·舒佩爾特表示，鑒于發(fā)展中國(guó)家的天然氣基礎(chǔ)管網(wǎng)設(shè)施目前并不完善，因此很難做到像北美國(guó)家那樣實(shí)現(xiàn)頁(yè)巖氣勘探開發(fā)的快速突破。在談到中國(guó)的頁(yè)巖氣勘探開發(fā)時(shí)，他認(rèn)為，中國(guó)有可能在不久的將來(lái)率先實(shí)現(xiàn)發(fā)展中國(guó)家的頁(yè)巖氣工業(yè)革命目標(biāo)，中國(guó)政府正不斷加強(qiáng)天然氣管網(wǎng)設(shè)施的配套建設(shè)。

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徐慧，編譯.朱建東，校.

什么是太陽(yáng)石?

太陽(yáng)石學(xué)名“日光石”或“金星長(zhǎng)石”，因礦物晶體中含有赤鐵礦、針鐵礦等紅褐色片狀礦物包裹體，包裹體對(duì)光反射而出現(xiàn)金黃色耀眼的閃光，即“日光效應(yīng)”，故稱為太陽(yáng)石。太陽(yáng)石一般以半透明的深橘黃色、金色、金褐色為多，偶見無(wú)色、透明者。

作為太陽(yáng)石的一種，奧長(zhǎng)石由于其內(nèi)部定向排列的片狀包裹體對(duì)光的反射作用最為強(qiáng)烈，日光效應(yīng)最為顯著，因此最先被認(rèn)定為太陽(yáng)石;隨后人們逐漸發(fā)現(xiàn)，其他的一些斜長(zhǎng)石礦物，例如正長(zhǎng)石和拉長(zhǎng)石也具有較為顯著的日光效應(yīng)，故也將這些礦物稱為太陽(yáng)石。

太陽(yáng)石所顯示出的日光效應(yīng)可通過以下三種方式進(jìn)行觀測(cè):①在光源下移動(dòng)太陽(yáng)石;②移動(dòng)光源;③移動(dòng)觀測(cè)者的位置。

日光石并不是一種傳統(tǒng)的寶石類礦物，許多買家甚至珠寶商都未曾觀測(cè)到其日光效應(yīng)。然而日光石的這種奇特的效應(yīng)一旦被人所熟知，定會(huì)受到商家和買家的熱捧。

據(jù)悉，日光石主要產(chǎn)于澳大利亞、加拿大、中國(guó)、剛果、印度、墨西哥、挪威、俄羅斯、斯里蘭卡、坦桑尼亞和美國(guó)的俄勒岡州、紐約州、維吉尼亞州和賓夕法尼亞州等地區(qū)。

美國(guó)最著名的日光石產(chǎn)地位于俄勒岡州，該州的大型日光石礦床均在開采中。日光石的礦物晶體多產(chǎn)于玄武巖中，多以巖體中斑晶的形式產(chǎn)出。據(jù)考察，部分日光石礦物晶體產(chǎn)于玄武巖上部的風(fēng)化層中，而部分則產(chǎn)于新鮮巖體內(nèi)部。

這種富含日光石的玄武巖在俄勒岡州分布較為廣泛，部分遠(yuǎn)景區(qū)已劃有采礦權(quán)范圍。美國(guó)土地管理局(BLM)在該州的大湖區(qū)(Lake County)特意劃出一塊范圍，作為公眾自由采集區(qū)。在自由采集區(qū)，人們可以自由進(jìn)入并搜尋自己所喜愛的日光石，一旦有所發(fā)現(xiàn)可將其據(jù)為己有。自有采集者必須遵守相關(guān)的條例，在未獲得采礦權(quán)人的允許前，不得進(jìn)入采礦權(quán)范圍進(jìn)行活動(dòng)。

http://eprints.jcu.edu.au/996/

劉力，編譯.朱建東，校.

變質(zhì)巖區(qū)金礦的分布、特征和成分分析(節(jié)選)

變質(zhì)巖區(qū)的后生金礦床主要沿著岡瓦納大陸、勞亞大陸和現(xiàn)在的環(huán)太平洋地區(qū)的邊緣分布，而這些變質(zhì)巖區(qū)主要包括前寒武紀(jì)地盾變質(zhì)區(qū)(大約有23 000～25 000 t金)，尤其是晚太古代綠巖帶和古元古代褶皺變質(zhì)帶，和新元古代晚期及年輕的科迪勒拉式的造山帶變質(zhì)區(qū)(大約有22 000 t巖金礦和15 500 t砂金礦)。形成的礦體多集中在三個(gè)時(shí)間段中:28億-25.5億年、21億-18億年和600百萬(wàn)-50百萬(wàn)年。25年之前，由于選冶工藝所限，金礦床的最低工業(yè)品為要達(dá)到5～10 g/t才能入選;現(xiàn)在隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、露天開采以及選礦工藝的改進(jìn)使得金礦石的最低工業(yè)品位降低到≤1 g/t，因此很多地方出現(xiàn)了老礦體周邊尋找新礦體的熱潮。

大多數(shù)這樣的金礦床是和晚期造山運(yùn)動(dòng)同時(shí)形成的，又稱之為造山帶金礦。依據(jù)礦體形成的溫度壓力條件，造山帶金礦又細(xì)分為淺成、中成和深成三種亞類。另一種類型的礦床稱之為與侵入體有關(guān)的金礦床，形成于澳大利亞東部的古生代和北美科迪勒拉山北部的中生代的顯生宙大陸邊緣地體增生前的近陸帶。這些金礦床的分布是否具有全球性的規(guī)律，目前仍然不得而知，且他們都與花崗巖類有密切的成因聯(lián)系。變質(zhì)巖區(qū)大多數(shù)金礦床均分布于與深部地殼斷裂帶相毗鄰的一側(cè)。經(jīng)歷了復(fù)雜構(gòu)造作用而且可能沿著寬約幾千米的走向斷層延伸幾百千米。這些帶中的流體運(yùn)移是通過地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)過程中壓應(yīng)力的波動(dòng)釋放來(lái)實(shí)現(xiàn)的。礦石是在二級(jí)和三級(jí)的剪應(yīng)力和斷層作用下以脈狀充填的形式形成的，這種現(xiàn)象在地殼深大斷裂的變形和變化中很明顯。礦化類型從淺部脆性的角礫巖和網(wǎng)狀脈，到中部脆—韌性帶沿裂縫充填所形成的S形脈，再到深部韌性環(huán)境中的浸染型礦體，這是一個(gè)連續(xù)的過程。

大多數(shù)造山帶金礦床產(chǎn)生于綠片巖相的巖石中，但是重要的礦體可能出現(xiàn)在更低或更高級(jí)的變質(zhì)巖石中。典型的礦床主要形成于壓力—溫度—時(shí)間(P-T-T)軌跡的退變質(zhì)過程中，因此與容礦巖石在變質(zhì)特征上存在不一致。金礦與各種組成的花崗巖類之間空間的聯(lián)系反映了一個(gè)局部的有力構(gòu)造圈閉，除了在有一個(gè)有緊密聯(lián)系侵入型金礦情況下。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界級(jí)的金礦往往在平面上長(zhǎng)約2～10 km、寬約1 km，沿傾向向下延伸約2～3 km。大多數(shù)的造山帶金礦中，硫化物礦物的含量約2% ～5%，金∕銀比率為5～10，并且金的成色＞900。毒砂和黃鐵礦是主要的硫化物礦物。磁黃鐵礦是一種重要的高溫礦物，賤金屬異常也不明顯。相對(duì)于與侵入作用有關(guān)金礦床中的硫化物，造山帶金礦中鎢、鉍、碲等礦物比較常見且占有較大優(yōu)勢(shì)。蝕變強(qiáng)度、寬度和組合特征隨著容礦巖石的變化而變化，但是碳酸鹽巖、硫化物、白云母、綠泥石、鉀長(zhǎng)石、黑云母、電氣石和鈉長(zhǎng)石基本都會(huì)出現(xiàn)，這一特征在矽卡巖組合的變質(zhì)暈高溫體系中尤為明顯。

http://www.nature.com/ngeo/journal/vaop/ncurrent/full/ngeo1759.html

陳覓，編譯.朱建東，校.

地震可能為金元素析出成礦的重要機(jī)制之一

多年來(lái)，研究金礦成礦機(jī)制的礦床學(xué)家一直致力于尋找這樣一個(gè)答案，即金元素是如何富集成礦的?石英脈型金礦作為金礦最重要的類型之一，約占世界黃金儲(chǔ)量的1/3，并在全球廣泛分布。其析出成礦的機(jī)理被認(rèn)為是與斷層系統(tǒng)的減壓作用相關(guān)，但是導(dǎo)致減壓作用地質(zhì)因素和壓力變化的因素卻并不清晰。澳大利亞研究人員對(duì)斷層系統(tǒng)的減壓作用進(jìn)行了數(shù)學(xué)模擬，其結(jié)果表明，地殼斷層中的水會(huì)在地震期間瞬間汽化，處于溶解狀態(tài)的黃金便會(huì)析出并發(fā)生沉淀。因此，地震活動(dòng)可能為金元素析出成礦的重要機(jī)制之一。

研究表明，地表下約11 km深度的溫度約為390℃，壓力約為290 MPa，高溫高壓中的水溶解了大量的二氧化碳、二氧化硅和貴金屬，并充填于斷層系統(tǒng)中。在地震期間，斷層中的裂縫驟然擴(kuò)大，就像打開高壓鍋的蓋子，引起壓力下降，其中的水會(huì)立即汽化，瞬間變成水蒸氣，迫使水中的二氧化硅和黃金析出，在附近斷層表面發(fā)生沉淀。專家推測(cè)，或許這就是世界多數(shù)金礦出現(xiàn)在石英脈中的原因。

González-álvarez，F(xiàn).Pirajno，R.kerrich.Hydrothermal nickel deposits:secular variation and diversity.Ore Geology Reviews，2013，52:1-3.

李紅梅，編譯.朱建東，校.

熱液型鎳礦床:長(zhǎng)期的變化和差異

鎳在地殼中含量較高，為47×10-6(在超鐵鎂質(zhì)巖石中高達(dá)2 000×10-6)。由于這類礦慶數(shù)量有限，人們對(duì)熱液型鎳的成礦系統(tǒng)了解甚少。此外，很多類型的礦床形成于特定的地質(zhì)環(huán)境和地質(zhì)時(shí)代，而熱液型鎳的成礦系統(tǒng)通常獨(dú)立于地質(zhì)時(shí)代和構(gòu)造環(huán)境之外。

一些有關(guān)熱液鎳礦系統(tǒng)的最復(fù)雜的問題與低溫下不同環(huán)境中鎳的溶解性控制以及不同于其臨近的化學(xué)元素(如Cu，Co)的潛在配體的多樣性有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，與等價(jià)的Co硫化礦物相比，硫化鎳具有較低的溶解度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果部分的解釋了熱液型鎳礦床的數(shù)量比熱液鈷型礦床少的原因。由于鎳元素可以通過多樣性配體賦存于廣泛的地質(zhì)環(huán)境中，尤其是在低溫條件下(＜250℃)遷移，因此可以推測(cè)更多的隱伏的熱液型鎳礦床將會(huì)被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。

通常認(rèn)為，鎳元素在遷移活動(dòng)中遇到地球化學(xué)障而發(fā)生沉淀作用并聚集成礦，因而導(dǎo)致了硫化鎳礦床數(shù)量稀少。但這個(gè)觀點(diǎn)不能解釋在沉積序列中出現(xiàn)的熱液型鎳的成礦系統(tǒng)是如何形成的。如加拿大Nick horizon礦床和贊比亞Enterprise礦床就并非由于殘留物淋濾富集成礦。在低溫條件下，有機(jī)配體和盆地鹵水能發(fā)生化學(xué)特征和配體的組合，進(jìn)而促進(jìn)鎳元素的遷移，使其從Co和Cu中分餾出來(lái)。

綜上所述，通過匯集和討論一些代表性的熱液型鎳礦床的資料，可以幫助我們對(duì)熱液型鎳礦成礦系統(tǒng)有更好的理解。

首先，熱液型鎳礦床與鎂鐵質(zhì)—超鎂鐵質(zhì)系統(tǒng)有關(guān):(1)吉期(Keys)和喬伊特(Jowit)等科研人員，通過研究澳洲塔斯馬尼亞島的Avebury鎳礦床，該礦床賦存于寒武系超鐵鎂質(zhì)橄欖巖中，提出了新的地球化學(xué)證據(jù);(2)Melekestseva等研究了俄羅斯烏拉爾山脈的幾個(gè)與超鎂鐵質(zhì)-鎂鐵質(zhì)巖石有關(guān)的Ni-Co熱液型塊狀硫化物礦床的特征;(3)González-ávarez等報(bào)道了新生代(?)巴布亞島超鐵鎂巖帶關(guān)于熱液鎳積累的一個(gè)實(shí)例，提出了尋找這類礦床的關(guān)鍵性問題;(4)Pirajno和 González-álvarez研究了重新評(píng)價(jià)津巴布韋Epoch鎳礦床分類的可能性，該礦床被認(rèn)為是巖漿熱液活動(dòng)形成的巖漿型鎳硫化物礦床。

第二，熱液型鎳礦床所出現(xiàn)的沉積序列:(5)徐等討論了中國(guó)南部寒武系黑色頁(yè)巖中的多金屬Ni-Mo-PGE-Au成礦作用，認(rèn)為是海水噴氣形成;(6)Loukola-Ruskeeniemi等根據(jù)新的鉆探數(shù)據(jù)，提出了地球化學(xué)證據(jù)，解釋了芬蘭Talvivaara賦存于古元古代黑色頁(yè)巖中的Ni-Cu-Zn-Mn礦床中的熱液硫化作用。

最后，將我們目前對(duì)熱液型鎳成礦作用的認(rèn)識(shí)，應(yīng)用到找礦遠(yuǎn)景區(qū)的圈定:(7)Lisitsin等將模糊邏輯數(shù)學(xué)模型應(yīng)用到找礦遠(yuǎn)景模型中，在澳大利亞維多利亞西部圈定了潛在的熱液型鎳礦找礦遠(yuǎn)景區(qū)。

對(duì)于在不同地質(zhì)環(huán)境、地質(zhì)年代所形成的熱液型鎳礦系統(tǒng)，我們需要有針對(duì)性的對(duì)其成礦機(jī)制進(jìn)行研究，這對(duì)于提高地質(zhì)找礦的效率和了解地殼元素的遷移特征都至關(guān)重要。

Timo Tarvainen，Stefano Albanese，Manfred Birke，Michal Poňavi?，Clemens Reimann.The GEMAS Project Team，Arsenic in agricultural and grazing land soils of Europe，Applied Geochemistry，2013，28(1):2-10.

申銳莉，編譯.朱建東，校.

歐洲的農(nóng)田和牧場(chǎng)土壤中的砷

砷及其化合物在自然環(huán)境中有著廣泛的分布，地殼中砷的豐度為1.5～2 mg/kg，排在所有元素的第20位。砷具有強(qiáng)大的吸附于粘土礦物、氫氧化物和有機(jī)質(zhì)顆粒表面的能力，因此在土壤中的砷大部分吸附在粘土礦物和亞鐵氧化物上，土壤中砷的平均濃度為4.4～9.3 mg/kg，其在含硫酸鹽的酸性土壤中的濃度可高達(dá)30～50 mg/kg。根據(jù)歐盟新頒布的化學(xué)品法規(guī)(REACH，2006)，歐洲地質(zhì)調(diào)查局建立了農(nóng)業(yè)土壤地球化學(xué)填圖(GEMAS)項(xiàng)目來(lái)收集整理整個(gè)歐洲大陸的地球化學(xué)數(shù)據(jù)。特別研究了農(nóng)田和牧場(chǎng)土壤中砷的含量和分布，同時(shí)進(jìn)行了區(qū)域風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，辨識(shí)了砷污染的來(lái)源是自然過程亦或是人為活動(dòng)的影響。

本研究基于歐洲土壤圖集提供的包括平均降水量、溫度、土地利用、人口密度、末次冰期程度和土壤質(zhì)地類型等信息制作了歐洲地質(zhì)簡(jiǎn)圖。土壤樣品采集分為農(nóng)業(yè)耕地區(qū)最表層的20 cm土壤層(Ap)和牧場(chǎng)區(qū)最表層10 cm的土壤層(Gr)兩大類，所有樣品都集中在斯洛伐克的Dionyz Stur國(guó)家地質(zhì)研究所進(jìn)行干燥、篩分和均質(zhì)化預(yù)處理，隨機(jī)樣本運(yùn)送到溫哥華的ACME實(shí)驗(yàn)室利用王水進(jìn)行消解分析，檢測(cè)限為0.05 mg/kg，與此同時(shí)，總砷濃度也由德國(guó)聯(lián)邦地球科學(xué)與資源研究所(BGR)采用波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜儀(WD-XRF)進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)限為3 mg/kg。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論了計(jì)算單變量統(tǒng)計(jì)參數(shù)中成分?jǐn)?shù)據(jù)的問題和可能性，采用克立格法將不規(guī)則分布的采樣點(diǎn)的數(shù)值轉(zhuǎn)換為規(guī)則的網(wǎng)格數(shù)據(jù)，通過變差函數(shù)分析，利用SPSS for Windows軟件完成了地球化學(xué)數(shù)據(jù)制圖。

結(jié)果顯示歐洲北部土壤中砷濃度的中位數(shù)(2.5 mg/kg)僅為其在南部土壤中濃度中位數(shù)(8 mg/kg)的1/3，歐洲主要地質(zhì)構(gòu)造界線與第四紀(jì)冰期泛歐縫合帶的邊界，二者吻合得非常好。這主要反映了在歐洲范圍內(nèi)，表層農(nóng)業(yè)土壤(0-20)中的砷主要是來(lái)源自然演化。此外烴源巖中的差異使得砷的濃度從南到北大規(guī)模的增加，也反映了土壤風(fēng)化程度的差異。

在德國(guó)哈爾茨山脈和魯爾礦區(qū)以及塞爾維亞—保加利亞—前南斯拉夫—馬其頓共和國(guó)的邊界上，大部分含砷礦床已被開采，砷的濃度可能與當(dāng)?shù)氐墓I(yè)污染源聯(lián)系在一起，但是其中的自然過程和人為因素的差異則難以量化，需要更詳細(xì)規(guī)模的加密地球化學(xué)調(diào)查如城市地球化學(xué)調(diào)查、礦產(chǎn)勘探項(xiàng)目的地球化學(xué)填圖等來(lái)完成。

如位于丹麥的第7號(hào)異常點(diǎn)是無(wú)法解釋的，但最有可能是人為因素;位于波蘭的第18、19號(hào)異常點(diǎn)則是由于歐洲最大的燃煤電廠Bogatynia的影響;位于法圖的第31號(hào)異常點(diǎn)可能是在農(nóng)田中大量施用除草劑引起的。除了這些以外，其它的異常點(diǎn)與礦床或基巖巖性直接相關(guān)。

采用王水消解法測(cè)定的歐洲農(nóng)田土壤中砷含量的中位數(shù)為5.7 mg/kg，而總砷含量的中位數(shù)為7 mg/kg。南歐地區(qū)土壤中的砷比北歐洲地區(qū)土壤中的砷濃度高出3倍以上。在地球化學(xué)數(shù)據(jù)地圖中，大部分的異常點(diǎn)源于天然地質(zhì)成因，其他可以歸因于人類活動(dòng)的影響。

利用ICP-MS和XRF測(cè)定的Foregs以及Ap、Gr表層土壤中砷含量的累積概率圖和箱線圖

歐洲農(nóng)業(yè)土壤表層中的砷含量分布圖(2 mm以下細(xì)粒用王水浸出所得)