Abstract Heavy rare earth elements (HREE) are dominantly mined from the weathering crusts of granites in South China. Although weathering processes occur globally, no economic HREE resources of this type have yet been found outside China. Here, we report the occurrence of unidentified REE minerals in the granites from South Chinese deposits. They contain high levels of both HREE and light REE, but are strongly depleted in Ce, implying high oxidation state. These REE minerals show higher initial Nd isotope than primary REE-rich minerals ( ɛ Nd( t )=0.9±0.8 versus −11.5±0.5). The mineralized weathering crusts inherited REE signature of the granites, but show more Ce depletion and more overall concentration of the REE. We propose, therefore, that highly oxidized, REE-rich fluids, derived from external, isotopically depleted sources, metasomatized the granites, which resulted in Ce depletion as Ce 4+ and enrichment of the remaining REE, especially the HREE, contributing to formation of a globally important REE resource.
The strategic project of economic development in the Dornogobi Province in Mongolia is dependent on water supply. Thus a comprehensive hydrogeological characterization was focused on the Upper Cretaceous multi-aquifer system north of Sainshand city. A conceptual model was developed to discover the groundwater flow pattern essential to correct the setting of the numerical model of groundwater flow created using MODFLOW to assess the natural recharge of the aquifer. The conceptualization was based on geological and hydrogeological characterization. However, the evaluation of hydrochemistry proved to be the key factor revealing the principal feature of the groundwater flow pattern, which is the presence of preferential flow zones. These zones allow for intensive transfer of relatively fresh Na(Mg,Ca)‒HCO3-dominated groundwater into discharge areas, where it leaks into the Quaternary aquifer. The numerical model suggested an enormous natural recharge of 22 100 m3/d, originating in 64% of the preferential flow zones.
Prakticky na vsech vzorkovaných lokalitach bylo dosaženo
obdobných výsledků. Hlubinným vzorkovanim na třech různých
důlnich dilech byla zjistěna výrazna stratifikace vod, a to bez
ohledu na typ ložiska (uranove zrudněni, uhelna panev,
polymetalicke zrudněni), hydrologii ložiska (rozdilna
morfologie, různý hydraulický gradient) ci klimaticke podminky.
Byla potvrzena hypoteza, že casove zpožděni v narůstu
koncentraci od zatopeni dolu je způsobeno prvotnim vytlacovanim
zředěnějsich vod mělkeho oběhu, až pote dochazi k uniku
koncentrovaných vod. Z toŹho take vyplýva, že interpretaci
geochemických procesů je třeba provadět pro každou vrstvu
zvlasť. Podstatným zjistěnim je fakt, že bez znalosti zonalni
stratifikace důlnich vod nelze předpovidat jejich casový vývoj
na výtoku z dědicne stoly.
The silico‑carbonatite dykes of the Huanglongpu area, Lesser Qinling, China, are unusual in that they are quartz-bearing, Mo-mineralised and enriched in the heavy rare earth elements (HREE) relative to typical carbonatites. The textures of REE minerals indicate crystallisation of monazite-(Ce), bastnäsite-(Ce), parisite-(Ce) and aeschynite-(Ce) as magmatic phases. Burbankite was also potentially an early crystallising phase. Monazite-(Ce) was subsequently altered to produce a second generation of apatite, which was in turn replaced and overgrown by britholite-(Ce), accompanied by the formation of allanite-(Ce). Bastnäsite and parisite where replaced by synchysite-(Ce) and röntgenite-(Ce). Aeschynite-(Ce) was altered to uranopyrochlore and then pyrochlore with uraninite inclusions. The mineralogical evolution reflects the evolution from magmatic carbonatite, to more silica-rich conditions during early hydrothermal processes, to fully hydrothermal conditions accompanied by the formation of sulphate minerals. Each alteration stage resulted in the preferential leaching of the LREE and enrichment in the HREE. Mass balance considerations indicate hydrothermal fluids must have contributed HREE to the mineralisation. The evolution of the fluorcarbonate mineral assemblage requires an increase in aCa2+ and aCO32− in the metasomatic fluid (where a is activity), and breakdown of HREE-enriched calcite may have been the HREE source. Leaching in the presence of strong, LREE-selective ligands (Cl−) may account for the depletion in late stage minerals in the LREE, but cannot account for subsequent preferential HREE addition. Fluid inclusion data indicate the presence of sulphate-rich brines during alteration, and hence sulphate complexation may have been important for preferential HREE transport. Alongside HREE-enriched magmatic sources, and enrichment during magmatic processes, late stage alteration with non-LREE-selective ligands may be critical in forming HREE-enriched carbonatites.
The Lugiin Gol nepheline syenite intrusion, Mongolia, hosts a range of carbonatite dikes mineralized in rare-earth elements (REE). Both carbonatites and nepheline syenite-fluorite-calcite veinlets are host to a previously unreported macroscale texture involving pseudo-graphic intergrowths of fluorite and calcite. The inclusions within calcite occur as either pure fluorite, with associated REE minerals within the surrounding calcite, or as mixed calcite-fluorite inclusions, with associated zirconosilicate minerals. Consideration of the nature of the texture, and the proportions of fluorite and calcite present (∼29 and 71 mol%, respectively), indicates that these textures most likely formed either through the immiscible separation of carbonate and fluoride melts, or from cotectic crystallization of a carbonate-fluoride melt. Laser ablation ICP-MS analyses show the pure fluorite inclusions to be depleted in REE relative to the calcite. A model is proposed, in which a carbonate-fluoride melt phase enriched in Zr and the REE, separated from a phonolitic melt, and then either unmixed or underwent cotectic crystallization to generate an REE-rich carbonate melt and an REE-poor fluoride phase. The separation of the fluoride phase (either solid or melt) may have contributed to the enrichment of the carbonate melt in REE, and ultimately its saturation with REE minerals. Previous data have suggested that carbonate melts separated from silicate melts are relatively depleted in the REE, and thus melt immiscibility cannot result in the formation of REE-enriched carbonatites. The observations presented here provide a mechanism by which this could occur, as under either model the textures imply initial separation of a mixed carbonate-fluoride melt from a silicate magma. The separation of an REE-enriched carbonate-fluoride melt from phonolitic magma is a hitherto unrecognized mechanism for REE-enrichment in carbonatites, and may play an important role in the formation of shallow magmatic REE deposits.
Výsledky studia důlnich vod potvrdily, že je možne
identifikovat obecne charakteristiky geochemic-keho vývoje
důlnich vod v průběhu aktivni těžby, zatapěni a vývoje po
zatopeni ložiska bez ohledu na typ ložiska, jeho geologickou
pozici a klimaticke podminky. Těchto charakteristik je pak
možne vyu-žit pro volbu optimalniho procesu nakladani důlnimi
vodami. Jsou to zejmena: 1. studium dlouhodobých trendů
umožňuje optimalně volit kapacitu cisticky a použitou
technologii 2. studium sezonnich trendů umožňuje kvalifikovaně
urcit kratkodobe (několikatýdenni až měsicni) změny v kvalitě
důlnich vod a tomu přizpůsobit technologicke vstupy 3. studium
zonalnosti umožňuje ve spolupraci s ložiskovými geology a
hydrogeology urcit způsob odebirani nadbytecných důlnich vod
tak, aby: a. se zpracovavaly zředěnejsi vody b.
koncentrovanějsi důlni vody trvale zůstavaly v redukcni zoně c.
hranice mezi zředěnějsimi a koncentrovanějsimi vodami zůstavala
trvale pod urovni, ze ktere by mohlo dojit k jejich uniku na
povrch 4. větsinu parametrů - sezonni a dlouhodobe trendy -
důlnich vod lze na zakladě dosud provedených pilotnich studii
urcit ze stavajicich udajů - trendy chemickeho složeni důlnich
vod v době aktivni cinnosti dolu a v průběhu zatapěni 5.
kritickými udaji, ktere je nutne zjisťovat nově, je geochemicka
zonalnost a stratifikace důlnich vod (mocnost zředěnějsich a
koncentrovanějsich vod, jejich koncentrace, hloubkový vývoj).
Obecne schema procesů oxidacniho a redukcniho rozpoustěni
mineralů při změně režimu podzemnich vod je přicinou podobneho
chovani důlnich vod bez ohledu na typ a geologickou pozici
ložiska. Analýza dlouhodobých a sezonnich trendů změn
koncentraci umožňuje stano-vit trendy, ktere jsou pro dane
ložisko a danou složku.
Je možne identifikovat některe obecne charakteristiky
geochemickeho vývoje důlnich vod v průběhu aktivni těžby,
zatapěni a vývoje po zatopeni ložiska bez ohledu na typ
ložiska, jeho geologickou pozici a klimaticke podminky. Jsou to
zejmena: 1. relativně nizke koncentrace rozpustěných složek v
průběhu aktivni cinnosti dolu s malými sezonnimi výkyvy v
porovnani s dalsim vývojem 2. s urcitou prodlevou dochazi po
zatopeni ložiska k ostremu narůstu koncentraci rozpustě-ných
složek 3. dalsi vývoj ma obvykle sestupný trend, dochazi vsak k
casove separaci obdobneho chova-ni jednotlivých složek v
zavislosti na jejich geochemicke charakteristice 4. bez ohledu
na kapacitu rezervoaru důlnich vod podlehaji koncentrace
rozpustěných složek výrazným a charakteristickým sezonnim
výkyvům. Ty zavisi na lokalnich klimatických a
hydrogeologických podminkach 5. přicinou daneho chovani důlnich
vod jsou změny hydrogeologickeho režimu důlnich vod a změna
redukcniho prostředi na oxidacni a naopak 6. na zakladě
detailniho geochemickeho studia důlnich vod je možne chovani
důlnich vod předvidat na prvni desitky let dopředu
Stejna změna hydrogeologickeho režimu je přicinou v principu
podobneho chovani důlnich vod bez ohledu na typ a geologickou
pozici ložiska. Hlavnim faktorem geochemických změn v důlnich
vodach je změna oxidacně-redukcniho prostředi jako důsledek
změny hydrogeologickeho režimu. Tato změna vede k relativně
mensimu zhorseni kvality důlnich vod v průběhu otevřeni a těžby
ložiska a k výraz-nemu a nahlemu zhorseni kvality důlnich vod
po uzavřeni a zatopeni ložiska. Zakladni představa o charakteru
změn vsak ukazuje, že v dlouhodobe perspektivě (u nejhorsich
připadů patrně několika desitek let) dojde k obnoveni původni
kvality podzemnich vod, ktera byla charakteristicka pro
pod-zemni vody před otevřenim ložiska.
'/%3e%3cuse xlink:href='%23a' transform='rotate(23.036 .093 25.536)'/%3e%3cuse xlink:href='%23a' transform='rotate(45.87 1.273 16.18)'/%3e%3cuse xlink:href='%23a' transform='rotate(69.945 .996 12.078)'/%3e%3cuse xlink:href='%23a' transform='rotate(20.66 -19.689 31.932)'/%3e%3c/svg%3e)
'%3e%3cpath fill='%23012169' d='M0 0v30h60V0z'/%3e%3cpath stroke='%23fff' stroke-width='6' d='m0 0 60 30m0-30L0 30'/%3e%3cpath stroke='%23C8102E' stroke-width='4' d='m0 0 60 30m0-30L0 30' clip-path='url(%23b)'/%3e%3cpath stroke='%23fff' stroke-width='10' d='M30 0v30M0 15h60'/%3e%3cpath stroke='%23C8102E' stroke-width='6' d='M30 0v30M0 15h60'/%3e%3c/g%3e%3c/svg%3e)