中国地质学会岩矿测试技术专业委员会、国家地质实验测试中心主办

应用电感耦合等离子体质谱/光谱法研究上扬子区新华磷块岩稀土元素特征及沉积学意义

段凯波, 王登红, 何汉江, 郑国栋, 熊先孝, 袁建国, 贺宝宝, 屈云燕. 应用电感耦合等离子体质谱/光谱法研究上扬子区新华磷块岩稀土元素特征及沉积学意义[J]. 岩矿测试, 2015, 34(2): 261-267. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.018
引用本文: 段凯波, 王登红, 何汉江, 郑国栋, 熊先孝, 袁建国, 贺宝宝, 屈云燕. 应用电感耦合等离子体质谱/光谱法研究上扬子区新华磷块岩稀土元素特征及沉积学意义[J]. 岩矿测试, 2015, 34(2): 261-267. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.018
DUAN Kai-bo, WANG Deng-hong, HE Han-jiang, ZHENG Guo-dong, XIONG Xian-xiao, YUAN Jian-guo, HE Bao-bao, QU Yun-yan. Study on Geochemical Characteristics of Rare Earth Elements of Xinhua Phosphate Rocks in the Upper Yangtze, South China by ICP-MS/AES and Its Sedimentology Implications[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(2): 261-267. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.018
Citation: DUAN Kai-bo, WANG Deng-hong, HE Han-jiang, ZHENG Guo-dong, XIONG Xian-xiao, YUAN Jian-guo, HE Bao-bao, QU Yun-yan. Study on Geochemical Characteristics of Rare Earth Elements of Xinhua Phosphate Rocks in the Upper Yangtze, South China by ICP-MS/AES and Its Sedimentology Implications[J]. Rock and Mineral Analysis, 2015, 34(2): 261-267. doi: 10.15898/j.cnki.11-2131/td.2015.02.018

应用电感耦合等离子体质谱/光谱法研究上扬子区新华磷块岩稀土元素特征及沉积学意义

  • 基金项目: 中国地质大调查项目——我国三稀金属资源战略调查计划项目(1212011220803)
详细信息
    作者简介: 段凯波, 博士, 高级工程师, 主要从事沉积矿床地质学研究. E-mail:duankaibo@sina.com
  • 中图分类号: O657.34;O657.63;P595

Study on Geochemical Characteristics of Rare Earth Elements of Xinhua Phosphate Rocks in the Upper Yangtze, South China by ICP-MS/AES and Its Sedimentology Implications

  • 新华磷矿床是我国重要的富集稀土元素的沉积型含稀土磷块岩矿床, 本文利用电感耦合等离子体质谱/光谱法(ICP-MS/AES), 辅以岩矿鉴定等分析技术, 结合沉积学理论研究了新华磷块岩稀土元素地球化学特征及相关问题。结果表明, 新华磷块岩稀土总量(∑REEs)较高, 集中值介于800×10-6~1200×10-6, 其组成属轻稀土+钇型, 稀土元素主要以类质同象形式存在于胶磷矿中; 新华磷块岩和昆阳磷块岩具相似的REEs配分曲线和明显铈负异常, δCe介于0.28~0.36, 表明上扬子区南缘成磷环境为氧化条件, 且为稳定的滨浅海被动大陆边缘沉积环境; 但新华磷块岩与其上覆黑色岩系REEs配分曲线迥异, 后者表现出不明显的铈、铕异常, 说明黑色岩系主要形成于深海-半深海静水还原环境, 从梅树村期早期至晚期经历了海平面升高的过程, 地层层序整体显示向上变深的沉积相变, 磷块岩和黑色岩系之间的接触面可能为三级层序甚至更小层序级别的界面。这些沉积学的认识揭示了上扬子区下寒武统层序地层学意义和海相沉积环境特征, 对华南早寒武世生命大爆发和层序地层学深入研究提供了证据。

  • 加载中
  • 图 1  新华磷块岩显微特征及其产出状态

    Figure 1. 

    图 2  磷块岩和黑色岩系稀土元素标准化的REEs配分曲线

    Figure 2. 

    表 1  新华磷块岩中稀土元素ICP-MS分析结果

    Table 1.  ICP-MS analytical results for REEs in Xinhua phosphate rock samples

    样品编号 岩性 稀土元素含量(10-6)
    La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Y ∑REEs
    S01 灰色磷块岩 214.6 119.9 33.26 142.0 24.21 5.98 26.10 4.12 24.51 5.06 13.54 1.71 8.56 1.30 297.2 921.84
    S02 灰色磷块岩 210.9 109.4 31.20 130.4 23.05 5.25 25.69 4.10 24.36 5.26 14.36 1.80 8.85 1.31 317.5 913.35
    S03 灰色磷块岩 281.3 142.7 39.15 166.1 28.19 6.45 31.45 5.03 30.33 6.42 17.45 2.19 10.64 1.60 395.7 1164.63
    S04 灰色磷块岩 253.9 125.4 35.23 149.2 25.45 5.71 28.32 4.58 27.29 5.90 15.85 2.01 10.32 1.54 364.3 1054.89
    S05 灰色磷块岩 313.1 171.2 45.89 193.0 32.26 7.98 34.39 5.22 29.68 6.08 16.30 2.02 10.14 1.51 358.2 1226.91
    S06 硅质磷块岩 217.6 115.1 31.48 133.5 22.03 4.91 23.66 3.72 21.62 4.60 12.37 1.52 7.73 1.16 306.4 907.23
    S07 硅质磷块岩 106.5 61.9 15.03 65.1 11.04 2.61 12.89 2.11 13.53 2.96 8.07 1.04 5.36 0.80 178.8 487.62
    S08 暗红色磷块岩 182.0 107.3 25.18 110.1 18.89 4.67 22.03 3.66 22.79 4.92 13.32 1.66 8.30 1.22 297.5 823.37
    S09 灰黑色磷块岩 213.2 113.9 29.83 126.1 21.26 4.95 24.19 3.86 23.23 5.02 13.66 1.67 8.28 1.22 309.2 899.44
    S10 灰红色磷块岩 184.7 125.9 33.85 150.8 27.30 8.47 29.39 4.64 26.21 5.19 13.19 1.58 7.50 1.01 300.7 920.30
    S11 灰黑色磷块岩 229.4 125.8 33.26 138.7 23.44 5.49 25.65 4.10 23.61 4.96 13.43 1.67 8.22 1.22 310.5 949.32
    S12 灰黑色磷块岩 193.2 106.8 28.89 124.5 21.55 5.69 24.75 4.00 23.85 5.04 13.38 1.62 8.10 1.18 308.9 871.29
    S13 灰黑色磷块岩 256.9 134.2 36.56 158.3 27.56 6.25 30.59 4.98 29.75 6.30 16.64 2.06 10.06 1.47 385.8 1107.35
    S14 灰黑色磷块岩 561.7 275.9 68.78 301.9 53.76 17.56 58.50 8.99 50.80 9.99 26.01 3.12 14.80 2.13 668.3 2122.11
    S15 暗红色磷块岩 210.0 131.5 34.69 151.3 26.84 7.98 29.99 4.70 27.46 5.54 14.49 1.74 8.36 1.20 329.6 985.23
    S16 黑色岩系 50.9 78.6 10.73 43.1 8.59 2.06 7.86 1.30 7.50 1.44 4.05 0.60 3.81 0.60 52.9 273.95
    S17 风化磷块岩 343.7 176.9 47.87 204.6 35.22 9.07 39.04 6.38 37.91 8.03 21.62 2.74 13.78 2.02 578.0 1526.77
    S18 风化磷块岩 381.7 204.1 53.78 232.6 41.26 10.39 45.27 7.36 43.87 9.05 24.12 2.99 15.08 2.17 649.6 1723.22
    S19 灰色磷块岩 241.3 125.7 34.93 146.7 25.07 5.84 27.38 4.45 25.94 5.46 14.92 1.91 9.56 1.40 338.1 1008.56
    S20 灰色磷块岩 254.2 138.6 37.64 159.4 26.83 7.11 29.85 4.67 27.93 5.89 15.99 1.99 9.69 1.48 372.6 1093.74
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    表 2  新华磷块岩中稀土元素地球化学特征

    Table 2.  Geochemistric characteristics of REEs in Xinhua phosphate rock samples

    样号 S01 S02 S03 S04 S05 S06 S07 S08 S09 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 平均值
    (除S16外)
    La/∑LREEs 0.40 0.41 0.42 0.43 0.41 0.41 0.41 0.41 0.42 0.35 0.41 0.40 0.41 0.44 0.37 0.26 0.42 0.41 0.42 0.41 0.41
    Ce/∑LREEs 0.22 0.21 0.21 0.21 0.22 0.22 0.24 0.24 0.22 0.24 0.23 0.22 0.22 0.22 0.23 0.41 0.22 0.22 0.22 0.22 0.22
    Nd/∑LREEs 0.26 0.26 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.28 0.25 0.26 0.26 0.24 0.27 0.22 0.25 0.25 0.25 0.26 0.25
    Y/∑HREEs 0.78 0.79 0.79 0.79 0.77 0.80 0.79 0.79 0.79 0.77 0.79 0.79 0.79 0.79 0.78 0.66 0.81 0.81 0.79 0.79 0.79
    ∑LREEs/∑HREEs 1.41 1.27 1.33 1.29 1.65 1.37 1.16 1.19 1.30 1.36 1.41 1.23 1.27 1.52 1.33 2.42 1.15 1.16 1.35 1.33 1.32
    ∑LREEs/∑HREEs# 6.30 5.95 6.32 6.21 7.25 6.87 5.60 5.75 6.28 5.99 6.71 5.87 6.09 7.34 6.01 7.13 6.21 6.16 6.37 6.40 6.34
    δCe(球粒陨石) 0.31 0.29 0.29 0.28 0.31 0.30 0.33 0.33 0.30 0.36 0.31 0.31 0.29 0.29 0.34 0.77 0.29 0.30 0.29 0.30 0.33
    δEu(球粒陨石) 0.72 0.66 0.66 0.65 0.73 0.65 0.67 0.70 0.67 0.91 0.68 0.75 0.66 0.95 0.86 0.75 0.74 0.73 0.68 0.76 0.73
    注:“∑HREEs#”为除Y外的重稀土元素含量。
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    表 3  碳氟磷灰石单矿物分析结果

    Table 3.  Analytical results of collophanite single mineral

    组分 各样品中磷和稀土元素含量 S21/S22 S22/S23 S23/S24 S24/S25
    S21 S22 S23 S24 S25
    P2O5 32.25 35.37 36.90 33.76 31.12 0.91 0.96 1.09 1.08
    La 369.0 389.0 446.5 432.2 316.0 0.95 0.87 1.03 1.37
    Ce 194.0 186.0 216.7 222.6 153.3 1.04 0.86 0.97 1.45
    Pr 50.80 53.40 61.17 60.97 43.86 0.95 0.87 1.00 1.39
    Nd 212.0 225.0 256.6 257.0 187.2 0.94 0.88 1.00 1.37
    Sm 35.70 37.80 43.17 42.50 32.06 0.94 0.88 1.02 1.33
    Eu 9.02 8.29 9.93 10.32 7.62 1.09 0.83 0.96 1.35
    Gd 38.80 41.80 48.68 47.82 37.58 0.93 0.86 1.02 1.27
    Tb 6.30 6.90 7.96 7.88 6.25 0.91 0.87 1.01 1.26
    Dy 37.00 41.30 45.98 44.91 36.96 0.90 0.90 1.02 1.22
    Ho 7.71 8.68 9.56 9.28 7.88 0.89 0.91 1.03 1.18
    Er 20.60 23.40 26.13 25.37 22.04 0.88 0.90 1.03 1.15
    Tm 2.62 2.99 3.20 3.20 2.88 0.88 0.94 1.00 1.11
    Yb 12.80 14.80 15.95 15.41 13.88 0.86 0.93 1.04 1.11
    Lu 1.79 2.12 2.24 2.20 1.89 0.84 0.95 1.02 1.16
    Y 606.0 689.0 625.0 582.3 513.7 0.88 1.10 1.07 1.13
    ∑REEs 1604.1 1730.5 1818.8 1764.0 1383.1 0.93 0.95 1.03 1.28
    注:各样品中P2O5含量单位为%,REEs含量单位为10-6
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  • [1]

    [2]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTXB201205018.htm

    [3]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-XTZZ200701021.htm

    [4]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KWXB201001017.htm

    [5]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201401020.htm

    [6]

    doi: 10.1016/j.hydromet.2010.01.001

    [7]

    doi: 10.1007/s11814-010-0383-4

    [8]

    doi: 10.1016/j.mineng.2012.10.017

    [9]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201409002.htm

    [10]

    doi: 10.1016/j.oregeorev.2012.06.003

    [11]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQKX201006007.htm

    [12]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GUAN201207058.htm

    [13]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-GUAN201303050.htm

    [14]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-FXHX201501006.htm

    [15]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP201102003.htm

    [16]

    doi: 10.7605/gdlxb.2014.04.040

    [17]

    doi: 10.1130/G23543A.1

    [18]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YKCS201401006.htm

    [19]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZKT201102022.htm

    [20]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZLP201402004.htm

    [21]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201406022.htm

    [22]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DZXE201308011.htm

    [23]

    doi: 10.1016/j.marchem.2009.09.003

    [24]

    doi: 10.1016/j.precamres.2011.07.004

    [25]

    doi: 10.1016/j.earscirev.2009.03.001

    [26]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YSXB201308027.htm

    [27]

    [28]

    doi: 10.1016/j.coal.2009.01.002

    [29]

    http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-CJXB201404013.htm

    [30]

    doi: 10.1016/j.gca.2009.02.013

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出版历程
收稿日期:  2014-11-26
修回日期:  2015-02-16
录用日期:  2015-03-05
刊出日期:  2015-02-25

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