分散元素及其研究历史
从19世纪初开始,人们就发现了一些分散的元素,当时对它们的用途和自然产量几乎一无所知。主要原因是当时工业落后,它们在天然物质(如岩石)中的含量很低,无法提取(вввано)。виии(вернадскирви)in 1909 ~ 650。二战前期,由于新技术革命,一些分散元素得到了一定程度的应用,需要寻找分散元素的矿产资源。当时,地球科学家主要关注一些分散元素的地球化学特征,寻找具有经济价值的资源来源。
弥散元素的研究经历了以下四个阶段:
第一阶段:从19年底到1912,只有少数科学家(如Wleügel,s .,1879;o .沃格尔,1894;c .里马托里,1905;于尔班,C.1909)开始研究弥散元素。这一阶段的研究工作主要集中在铟、锗、镉、铊、镓等元素,研究对象是闪锌矿中的一些分散元素。在这期间,B.и Wernatsky (1910)的贡献最大。他第一个用光谱法分析了大量闪锌矿样品,获得了第一手资料,高度概括和总结了铟、铊、锗、镉等元素的分布特征。在1922中,他引入了分散元素的概念。
第二阶段:第一阶段后中断了20年左右,20世纪30年代开始了新一轮的分散元素地球化学研究。在这一阶段,前苏联和西方的科学家用光谱方法分析研究了不同矿床的各种矿物、矿石和尾矿中的分散元素(Goldschmidt,V.M .,1954;格拉顿,洛杉矶,1935;帕皮什,j .,1929;奥特曼,J,1940;h .罗梅因,1933;斯托伊伯,皇家邮政,1940;沃伦,h . 1945;Абрамов,Ф.И.,1939;Боровик,С.А,1938,1939,1941;Гольдшмидт,В.М,1939;Сауков,А.А.,1934;щербинавв,1940,1949),需要指出的是,在这个阶段,著名的地球化学家ви。
第三阶段:第二次世界大战后,主要是五六十年代,由于高灵敏度的定量分析方法,分散元素测试数据的准确性提高,人们开始研究分散元素在不同成岩作用中的地球化学行为,开始研究分散元素迁移的物理化学条件。第三阶段,Shaw,D.M.(1952)在《地球化学与宇宙学》杂志上发表了关于铟和铊的地球化学文章,在1957出版的专著《地球的物理与化学》中全面阐述了铟、铊、镓等元素在岩浆作用和沉积过程中的迁移富集规律。воскренская, нт.(1956, 190.герасимовский, ви.(1959, 190.Anderson,J.S.(1953)研究了澳大利亚某些矿物中铟的地球化学特征,Bilefield,L. (191)和Mookherjee,A.(1962)研究了镉在不同类型岩石和矿物中的分布特征,on。H.(1956)和уковаас。(1959,1960,1964)等人研究过矿物岩石。在这一阶段,苏联科学院稀有元素矿物与地球化学研究所在分散元素的研究方面做了大量工作,如分散元素的矿物学、原料基础及其经济价值等,对当时的经济发展起了很大作用,也为以后的研究奠定了基础。然而,他们的研究工作涉及的分散元素数量太少,揭示的成矿规律也是片面的。виноградв, ап.(1944, 1956, 1959.之后,коринскикас。、щербина特别需要指出的是,在这一阶段,苏联科学家ввиванов (1966)出版了专著《热液矿床中Ga、ge、Cd、in、Tl等分散元素的地球化学》,该书主要还首次计算了主要类型金属矿床和矿物中铟、铊、镉、镓、锗五种分散元素的克拉克值,初步解释了这五种元素成矿过程中的地质物理化学条件同期,Sindeeva,N.D.(1964)还出版了《硒和碲的矿物学和矿床类型》一书,其中详细描述了35种硒矿物和36种碲矿物的显微特征、化学成分和自然赋存状态,还分析了其中一些矿物的晶体结构。本书研究了硒和碲在岩浆矿床、火山矿床、热液矿床和外生矿床中的成矿作用,还研究了硒和碲在内生岩石成矿过程中的主要地球化学行为。总之,这一时期(主要是五六十年代)国际上,特别是前苏联的分散元素矿物学和矿床学研究取得了很大进展,我国也有少数科学家进行了研究,为以后的研究打下了坚实的基础。
第四阶段:第三阶段后,分散元素研究长期处于低潮,80年代末90年代达到高潮。20世纪80年代以后,国外零星有零星分散元素矿床的报道,如美国犹他州的佩克斯镓锗矿床、玻利维亚的帕卡哈卡硒矿床和纳米比亚的楚姆布锗矿床,但没有对分散元素成矿作用进行系统总结。在这一阶段,来自中国的科学家(陈玉川,毛景文,1996;曹志敏,罗耀南,1993,1996;宋,1989,,1996;张淑玲(1988)在我国西南地区发现碲、锗、硒独立矿床,分散元素成矿成为研究热点。1990期间,中国科学院地球化学研究所屠光池院士课题组资助的“低温地球化学”研究项目对贵州滥木厂独立铊矿床进行了研究(陈,1989;张忠(1999)和滇西临沧独立锗矿床(张淑玲,1988);与此同时,中国地质科学院陈玉川院士等四川省地矿局和成都理工大学的研究人员在四川省石棉县大水沟发现了一个独立的碲矿床(陈玉川,毛景文,1996;曹志民,罗耀南,1993,1996),渔塘坝独立硒矿床于20世纪80年代末在我国鄂西南恩施县发现(宋,1989;王红发,1996)。在上述研究的基础上,屠光池院士分析了我国分散元素成矿的优越地质背景,认为在我国西南地区大型低温成矿域中可能存在分散元素矿床的集中区。在这一学术思想的指导下,提出了“分散元素成矿机理”重点基金研究项目,并在国家自然科学基金的资助下,对我国分散元素矿床进行了系统研究。主要研究了成矿地质背景、构造环境、岩石特征、矿化蚀变、元素和同位素特征、元素赋存状态、成矿流体以及生物和有机质对矿床形成的贡献。一些分散元素(锗、碲等)的迁移、富集、淋溶和吸附。);分散元素的赋存状态决定了分散元素的三种存在形式:独立矿物、类质同象和吸附。通过电子探针、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜、粉末照相和矿物显微光度计及有机质分析等手段,研究了分散元素的三种赋存状态。开展了一些分散元素成矿带和一些大型、超大型有色金属矿床的找矿预测。同时,还研究了一些分散元素的环境效应。屠光池等人全面总结了分散元素的成矿机制和找矿方向,提出了分散元素独立矿床和分散元素超常富集的概念,按其工业意义和矿化程度对分散元素矿床进行了分类,论述了分散元素的成矿特异性及其在西南地区集中赋存的有利因素。总结了分散元素在不同矿床中的赋存形式,并在分散元素矿物方面有了许多新发现。现阶段,由于分析测试和实验手段的进步,以及西南某大型低温成矿域中分散元素矿集区的存在,特别是独立分散元素矿床的发现,这些优越的地质环境和人们认识水平和思维方式的提高,使分散元素矿物学和地球化学,特别是有机质在某些分散元素成矿过程中的作用,特别是独立分散元素成矿理论的提出,有了明显的发展,具有原始创新意义。这一阶段的研究成果为分散元素地质地球化学的深入研究和分散元素矿产资源的寻找与开发提供了更加坚实的理论基础和找矿方向。