华北克拉通南缘嵩箕地区喀斯特铝(粘)土矿成矿作用及其后生改造研究

华北克拉通铝(粘)土矿是我国喀斯特型铝(粘)土矿的典型代表,前人针对其物质组成、物质来源、成因机制开展了大量研究,但对其成矿后生改造尚未开展系统研究。本文对嵩箕地区铝(粘)土矿进行了研究,野外剖面显示,含矿岩系由底到顶包括风化壳层、铁质粘土岩、粘土质铝土矿、粘土岩、块状铝土矿层。通过矿物空间穿插关系、X射线衍射、扫描电镜、电子探针分析显示,铝(粘)土矿成矿期主要形成矿物包括硬水铝石、锐钛矿、伊利石、绿泥石等矿物。黄钾铁矾、赤铁矿、针铁矿、高岭石代表了后期改造矿物。矿物垂相分布指示赤铁矿和针铁矿随着深度变浅逐渐减少,硬水铝石在粘土质铝土矿层显著富集,黄钾铁矾广泛分布于铁质粘土岩层和风化壳顶部,穿插于粘土矿物或围绕在硬水铝石周围,以脉状、颗粒状分布,且与伊利石含量呈消长关系。同时,元素地球化学垂相分带显著,大离子亲石元素(Rb、Cs、Ba、Sr)与K₂O以及高场强元素(Zr、Hf、Nb、Ta、U、Th)与TiO₂显示正相关。铝土矿层中Al₂O₃明显富集,而SiO₂则明显亏损。底板灰...     

山西省石墙区铝土矿地质与地球化学特征研究

[摘 要]山西省原平市石墙区铝土矿属于典型的喀斯特型铝土矿。含矿岩系自下而上包括铁质粘土层、铝土矿层、粘土层,且含矿岩系一般包含两个明显的沉积旋回。矿体主体呈层状、似层状产出,矿石结构以隐晶质结构为主,局部出现碎屑和豆鲕粒结构。矿石构造大都为块状构造。矿物学分析显示,硬水铝石、针铁矿、锐钛矿、高岭石是主要的组成矿物,另外还含有石英、伊利石、绿泥石等矿物。地球化学分析显示,主量元素主要包括Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、H₂O⁺及TiO₂,微量元素中碱性和碱土元素Li、Sr、Be、Cs、Ba 及酸土元素Zr、Hf、Nb、Ta、W 均表现为明显富集,且Zr 和Hf 之间以及Nb 和Ta 之间具有高度的相关性。地球化学指标Zr/ Hf、Nb/ Ta 以及Eu/ Eu^*- TiO₂/ Al₂O₃图解显示,底板碳酸盐岩是山西省原平市石墙区铝土矿的重要源岩。     

华北克拉通南缘石炭系本溪组铁-铝黏土矿物质来源: 以河南三门峡大安铝黏土矿床为例*

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世期间一直出露地表,经历了长期的风化作用,形成大规模的铁-铝黏土矿,其成矿物源一直是研究的热点,尤其是本溪组底部铁矿和铁质黏土矿与上部铝黏土矿是否为同一来源尚未查清。本研究选取克拉通南缘大安铝黏土矿床作为研究对象,展开微区矿物及元素地球化学组成分析,进一步探讨铁-铝黏土矿物质来源。大安矿床内含矿岩系自下而上包括铁质黏土岩、铝土矿、铝质黏土矿;局部喀斯特高地缺失铝土矿,铝质黏土矿直接覆盖于铁质黏土岩之上。铁质黏土岩在洼地以菱铁矿、黄铁矿和伊利石为主,在隆起区以赤铁矿、伊利石和高岭石为主。铝土矿以硬水铝石、伊利石和锐钛矿为主;铝质黏土矿主要矿物为伊利石。矿物微区分析在黏土矿底部发现大量的碳化硅和少量自然硅、硅铁矿、铬铁矿;区域对比揭示北秦岭造山带内商丹缝合带和二郎坪群中的蛇绿岩为铝黏土矿形成提供了成矿物质。本溪组底部铁质黏土与上部铝黏土矿稳定元素比率(例如Zr/TiO₂、Hf/TiO₂、Nb/TiO₂、Ta/TiO₂)存在明显差异,揭示二者为不同来源: 底部铁质黏土岩和铁矿层为底板碳酸盐岩原地风化的产物;而上部铝黏土矿是异地搬运物,北秦岭造山带在晚石炭世的整体抬升为华北铝黏土矿形成提供了重要的成矿物质。     

华北南缘石炭纪仁村大型喀斯特型铝土矿物质来源与成矿过程研究

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世经历了强烈的风化和喀斯特化作用,并在晚石炭世形成大规模喀斯特型铝土矿,但是其物质来源及成矿过程目前仍存争议。本文选取华北南缘仁村大型喀斯特型铝土矿床,在矿床地质剖析基础上,对两个钻孔岩心进行矿物学、地球化学、碳-氧同位素分析,剖析了成矿物质来源和成矿环境条件,总结了铝土矿形成过程。仁村铝土矿含矿岩系赋存于奥陶系灰岩风化面之上的石炭系本溪组中,含矿岩系自下而上包括铁质粘土岩、铝土矿和粘土岩。X衍射和扫描电镜-能谱分析显示铁质粘土岩主要矿物为菱铁矿和伊利石,铝土矿主要矿物为硬水铝石、黄铁矿、菱铁矿、锐钛矿、伊利石和高岭石,而粘土岩主要矿物为高岭石和勃姆石。铁质粘土岩元素组成以SiO₂、FeO、Al₂O₃为主,铝土矿以Al₂O₃、SiO₂、FeO、TiO₂为主,而粘土岩主要为SiO₂。微量元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th和U等在含矿岩系呈现整体富集,稀土元素主要在铝土矿层底部富集。硬水铝石...     

广西隆华铝土矿的矿物学特征研究

广西隆华铝土矿是一水硬铝石型铝土矿，该矿的矿物组成主要为硬水铝石，其次有三水铝石、软水铝石、高岭石、伊利石、鲕绿泥石、锐钛矿、金红石、铝赤铁矿及锂硬锰矿等。硬水矿石中主要元素为铝，且分布较均匀，适应于高压拜耳法溶矿。本矿床的底泥中发现有一未知矿物，经X射线衍射分析及格林—凯利(Greene-Kelly,1953)方法鉴别，该矿物为贝得石；经蒙脱石-贝得石系列的蒙脱石群定量法（Jones,1964)测定，该矿物的含量为15.45%。     

河南支建铝土矿的矿物学特征研究

河南支建铝土矿是一水硬铝石型土矿。该矿的矿物组成为一水硬铝石、高岭石、伊利石、绿泥石,赤铁矿、锐钛矿和金红石。此外,还有电气石、锆英石、磷铝锶矿等微量矿物。在扫描电镜中发现一种微量叶片状未知矿物,确定该矿物为叶蜡石。     

五家沟矿区5号煤中伴生元素地球化学特征

为了研究大同煤田南部煤中伴生元素的地球化学特征,运用矿物学、煤地球化学以及岩石学等学科的理论和研究方法,利用X射线荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子质谱分析(ICPMS)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜+能谱分析(SEM-EDS),对五家沟矿区5号煤中伴生元素的含量及赋存特征进行研究。结果表明,五家沟5号煤中常量元素Al、Si、Ca、Fe含量较高,占到灰分总量的95%以上。Al主要以高岭石的形式存在,Si以黏土矿物和石英的形式赋存于煤中,煤中Ca的主要载体是方解石,Fe在煤中主要以黄铁矿的形式存在。煤中微量元素Li富集,Ga、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta轻度富集。锂和镓主要赋存于高岭石中;铌和钽赋存于黏土矿物中,部分可能赋存于伊利石中;锆和铪赋存于黏土矿物中,还有部分赋存于金红石内。     

叙永式埃洛石矿中矿物演化的研究

川、黔、滇交界处的埃洛石矿俗称“叙永石”,产于上二叠乐平统龙潭页岩和下二叠阳新统茅口灰岩的卡斯特侵蚀面间。成矿母岩为上二叠乐平统含黄铁矿的高岭石粘土岩。母岩在风化淋滤期间经历以下变化:(1)黄铁矿氧化成针铁矿;(2)高岭石从有序向无序转化,最终转变成埃洛石;(3)锐钛矿作为稳定相残留富集于剖面上部。形成的矿物组合以10埃洛石为主,包括伊利石、伊利石/蒙脱石混层矿物、三水铝石、三羟铝石、石膏、水铝英石和石英。     

东昆仑西段巴什康阔勒辉长岩地球化学特征及其构造意义

通过主微量元素特征研究,MgO、FeO含量分别介于 578%~123%和516%~104%,Al2O3含量介于142%~2156%,整体含量较高。TiO2含量相对较高,介于018%~132%,平均为077%,与岛弧拉斑玄武岩的084%较为接近,K2O含量偏低,介于005%~053%,平均为02%,与洋中脊拉斑玄武岩02%一致;轻稀土元素富集,重稀土元素亏损;富集大离子亲石元素(K除外),高场强元素Ti、P等轻微富集,而Nb、Zr亏损,结合构造环境判别认为形成环境为弧后盆地。利用锆石U Pb测年,获得两组年龄,其中上交点206Pb/238U表面年龄加权平均值(501±1) Ma(MSWD=025),为寒武世晚期,代表原岩结晶年龄;下交点206Pb/238U表面年龄加权平均值(451±2) Ma(MSWD=0084),为晚奥陶世早期,代表变质年龄。结合主量和微量元素特征、构造环境以及同位素年龄,认为洋壳俯冲始于晚寒武世之前,且在晚奥陶世已开始发生碰撞。     

内蒙古东乌珠穆沁旗海勒斯台岩体的年代学和地球化学特征及其地质意义

本文报道了分布于兴蒙造山带东北部东乌珠穆沁旗海勒斯台岩体的岩石学、地球化学和年代学特征,以讨论该岩体的形成时代、岩石成因及其构造环境。岩石学研究表明,海勒斯台岩体岩性较为单一,主要为花岗斑岩。LA ICP MS锆石U Pb定年结果显示,海勒斯台花岗斑岩的年龄为4635±20Ma,表明其形成时代为中奥陶世。花岗斑岩具有富硅（7514％~7788％）、富碱（615％~792％）、低钛（015％~017％）和铝（1125％~1261‰）、贫钙（018％~125％）和镁（014％~031％）,富集大离子亲石元素Rb、Th、K及高场强元素Zr、Hf,强烈亏损Sr、Eu、P、Ti,中等亏损Ba、Nb、Ta等元素,10000Ga/Al值和Zr+Nb+Ce+Y含量较高,属于A2型花岗岩。花岗斑岩的锆石饱和温度介于878~899℃之间,同时具有非常低的Sr和高Yb特征,指示岩石形成于低压高温的伸展构造背景,可能为减薄地壳的部分熔融。结合区域地质资料,认为该花岗斑岩可能形成于古亚洲洋沿着苏尼特左旗—锡林浩特一线向西伯利亚板块俯冲引起的陆缘弧后拉张环境。     

新密煤田裴沟矿二1煤中环境敏感元素地球化学特征

运用电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）、X射线荧光光谱方法（XRF）和X射线衍射方法（XRD）,对裴沟矿二₁煤层中钒、铬、砷、硒、铅五种元素的地球化学特征进行研究。通过系统测定元素的含量、煤中无机元素和矿物组成,研究其地球化学特征及其与构造煤形成过程之间的内在联系。研究表明:裴沟矿二₁煤层中As、V和Cr的含量明显偏高,Se与Pb属正常水平;除砷元素外,目标元素与煤中无机组分关系密切,主要赋存于黏土矿物中,如钒、铬主要赋存于黏土矿物高岭石、伊利石中,与硫酸盐、硫化物矿物也有联系;硒主要赋存于黏土矿物高岭石中,与金红石也有一定相关性;铅主要赋存于黏土矿物高岭石中。探讨了构造煤形成过程对环境敏感元素含量的影响,环境敏感元素含量在不同煤分层中含量差异性显著,构造煤形成过程中环境敏感元素在垂向上并无大规模的迁移和明显的均一化行为。      

柴西地区第三系发育平行层面缝岩石的粘土矿物特征

柴西地区第三系地层中多发育平行层面缝,通过岩心及荧光显微镜观察并借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD),确定了柴西地区第三系发育平行层面缝岩石自上而下存在2种粘土矿物组合:伊/蒙间层+伊利石+绿泥石+(高岭石)→伊利石+绿泥石+伊/蒙间层+绿/蒙间层+(高岭石),粘土矿物占全岩矿物比例介于7%～27%之间,粘土矿物吸附并保存了有机质,这是异常高压、强还原环境、有机质及平行层面缝优势输导体系和强水动力作用多种因素叠加影响的结果。     

桂西平果教美矿区堆积型铝土矿形成过程中矿物转化与元素迁移

桂西地区铝土矿为典型喀斯特型,包括二叠系沉积型和第四系堆积型两亚类。堆积型铝土矿是沉积型铝土矿经抬升、破碎、风化,最后堆积于喀斯特洼地中形成。以平果教美铝土矿为研究对象,探索堆积型铝土矿形成过程中矿物的变化与元素迁移。沉积型矿石的矿物组成包括硬水铝石、鲕绿泥石、锐钛矿及少量针铁矿、金红石和高岭石;堆积型矿石的矿物组成主要为硬水铝石、锐钛矿、高岭石及少量三水铝石和鲕绿泥石。转化过程中堆积型矿石中的硬水铝石含量明显增加,鲕绿泥石含量明显减少。沉积型铝土矿的主要化学组成为Al₂O₃、SiO₂、FeO和TiO₂;堆积型为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂和Fe₂O₃。两类矿石中元素Zr 、Ba、Nb、V含量均较高,稀土总量变化大,富集轻稀土。质量平衡计算表明堆积型铝土矿形成过程中Al、Ba、Sr、Y等元素增加,而Si、Fe、Ti、Nb、V、Ce等元素减少,其余元素变化不明显。     

电感耦合等离子体发射光谱法同时测定钒钛磁铁矿中铁钛钒

样品采用HCl-HF-HNO3-HClO4四酸溶矿、H2SO4-HF-HNO3三酸溶矿、KOH碱熔3种分解方法进行处理,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定钒钛磁铁矿中的铁、钛、钒。结果表明,3种样品处理方法应用于ICP-AES测定是可行的。KOH碱熔适用于方法比对,三酸溶矿适用于样品内检分析,四酸溶矿适用于大批量样品测定。对铁、钛、钒三元素选择适合的分析谱线,以冶金行业钒钛磁铁矿标准样品制备的溶液绘制标准曲线,可消除试液基体和介质不一致对测定结果的影响。样品试液中主要共存离子对选择的分析线干扰小。采用四酸溶矿ICP-AES测定铁、钛、钒的方法检出限分别为0.0032%、0.0024%、0.0003%,方法精密度(RSD,n=12)为0.43%～5.06%。经实验室间比对和批量样品方法比对实验,测定值无明显系统偏差。建立的方法具有样品分解完全、测定含量范围宽、分析简便快速、结果准确等优点,适用于钒钛磁铁矿样品中铁、钛、钒的测定。     

贵州早寒武世火山活动记录及其地质意义

华南下寒武统一直引起地质学家们的关注。最近,于贵州织金戈仲伍及金沙岩孔2条剖面的下寒武统牛蹄塘组底部发现数层粘土岩,采用x射线衍射分析方法（XRD）、X荧光光谱法（XRF）及电感耦合等离子体质谱法（ICP—MS）对其进行了矿物学和地球化学研究。矿物学分析显示所研究的粘土岩的矿物组合包括：伊利石、伊利石一蒙脱石混层矿物、蒙脱石、高岭石、石英、云母、角闪石、长石、锆石等。主量元素含量分析显示粘土岩ω（K20）介于4．05％～5．75％之间,平均值为4．76％,明显高于典型的以蒙脱石为主要矿物的斑脱岩。粘土岩的微量元素含量特征表现为：相对于地壳页岩,其亲石元素,Ih、Y、Nb、Zr、Hf、Ga、U等含量较高,亲铁元素Ni、co含量较低,火山活动产物中的标志元素As含量亦较高。球粒陨石标准化多元素蜘蛛图解显示所有粘土岩样品相对亏损Rb、Nb、Pb、Sr,相对富集Ba、U;球粒陨石标准化稀土元素配分图显示它们具有右倾的轻稀土元素富集、重稀土元素亏损且具负Eu异常的稀土元素配分模式。矿物学及地球化学特征表明它们成因上属于由火山凝灰物质经水解、成岩及蚀变作用形成的钾质斑脱岩,代表了早寒武世时期于贵州地区发生的3期火山活动。通过Nb／Y—Zr／TiO2：图解判别,认为研究区钾质斑脱岩的原始岩浆性质为中酸性岩浆;进一步通过（Y＋Nb）-Rb构造判别图解投影,获得了钾质斑脱岩的源火山喷发于板内拉张环境的地球动力学信息。由于新发现的钾质斑脱岩与华南下寒武统Ni—Mo—PGE矿床存在密切的时空联系,因此,我们认为钾质斑脱岩的发现为解释由火山作用贡献了成矿物质的矿床成因观点提供了新的研究线索。     

寿山石的矿物组分和特征

寿山石是我国最负盛名的工艺雕刻石。以X射线衍射和红外光谱测试证实,寿山石的主要成分分别为高岭石族矿物、叶蜡石和伊利石．其中以高岭石族矿物,特别是地开石及地开石和高岭石的过渡矿物占大多数。研究表明,不仅寿山石中的极品田黄石存在珍珠陶石。而且在原生矿高山石鸡母窝品种也发现了珍珠陶石。     

二连盆地哈达图铀矿床黏土矿物特征及其与铀成矿关系研究

研究砂岩型铀矿中的黏土矿物可以了解控制该矿床形成的沉积环境、成岩作用和成矿作用等。通过X射线衍射、扫面电镜等手段,对哈达图矿床含矿段赛汉组上段氧化还原带中黏土矿物特征展开研究。结果表明:该地区赛汉组上段岩石中黏土矿物组合主要为伊蒙混层(I/S)和伊利石(I),两者之和平均占黏土矿物总量94%,其中伊/蒙混层平均占61%,伊利石平均占34%,含少量高岭石及绿泥石,未发现蒙皂石;伊/蒙混层主要为完全无序型,是成岩期碱性环境下由蒙皂石转化形成的,高岭石是在成矿期氧化水渗入形成酸性流体作用下形成的,后期部分高岭石转化为伊利石;过渡带黏土总量相对最高,弱氧化带及还原带黏土总量略低,强氧化带黏土总量最低,这是导致强氧化带渗透性相对较高,更易被氧化,过渡带渗透性相对较差,进而成矿的一个重要原因;黏土矿物表面吸附有大量的超显微、显微状铀矿物。     

四川沐川黄丹石英砂岩工艺矿物学研究

针对沐川黄丹石英砂岩选矿提纯工艺,采用多种岩矿现代测试分析方法,对该矿工艺矿物学进行研究,结果表明:该矿为一种硅泥质中粒含长石石英砂岩,石英碎屑粒径范围0.2mm～0.5mm;原矿以石英为主,结晶度高,含量90%左右,同时含少量或微量其它杂质矿物,它们是蒙脱石、伊利石、高岭石、微斜长石和方解石,以及黄铁矿、水铁矾、金红石、板钛矿等;对矿石质量影响较大是粘土矿物和黄铁矿,它们以粒间填隙物无序散布于石英颗粒之间;原矿w(SiO2)/%为94.02,w(Al2O3)3.88%,w(K2O)1.28%,w(CaO)0.18%等有害成分赋存于蒙脱石、伊利石、高岭石、微斜长石和方解石等矿物中;w(Fe2O3)0.09%主要赋存于黄铁矿中,也有部分来源于水铁矾和粘土矿物。     

内蒙古阿刀亥矿晚古生代煤中矿物的赋存状态及成因

运用偏光显微镜、低温灰化+X射线衍射仪、带能谱的扫描电镜对内蒙古大青山煤田阿刀亥矿晚古生代CP2煤层中矿物的赋存状态及其成因进行了研究.研究表明阿刀亥矿CP2煤层中矿物包括硬水铝石、勃姆石、磷钡铝石、高岭石、铵伊利石、方解石、白云石、菱铁矿、锐钛矿、氟磷灰石、石英和黄铁矿.硬水铝石、勃姆石、磷钡铝石、高岭石和铵伊利石一般充填在丝质体、半丝质体、结构镜质体胞腔中或者分布在基质镜质体中.方解石和白云石主要充填在裂隙中.硬水铝石、勃姆石和磷钡铝石是由来源于本溪组铝土矿风化壳的物质在泥炭聚集时沉积形成的.铵伊利石是由于花岗岩侵入体的影响形成的.方解石和白云石可能来源于岩浆热液.     

河南省偃龙煤田深部铝土矿床地质特征

偃龙煤田深部铝土矿矿床是豫西典型的隐伏铝土矿床,赋存于中奥陶统侵蚀面之上的石炭系本溪组中.含矿岩系的厚度及矿体形态受古岩溶面控制,构造对矿体影响较大.矿石主要矿物成分为一水硬铝石、高岭石、伊利石等含铝矿物.上部铝质泥岩以高岭石为主,下部铝质泥岩以伊利石为主.铝土矿共生矿产综合开发价值大,伴生矿产有待进一步研究.