腐殖酸在铝土矿形成中的作用的实验研究

本实验以可能是黔中铝土矿的成矿母岩的两种伊利石粘土岩为主要试样，并选择了与成矿过程有关的高岭石粘土岩和铝铁岩为实验对象，实验研究了碳酸水体系腐殖酸存在的不同条件下，上述岩样中铝、硅、铁的溶解作用；阐明了在碳酸水体系中，腐殖在成矿母岩和风化母岩脱硅、脱铁和富集铝过程中的重要作用；初步分析了腐殖酸在铝质迁移中的护胶作用；指出了腐殖酸在铝土矿形成中的重要意义。     

贵州铝土矿成矿作用的实验研究及其成因分析

通过对与贵州铝土矿成矿作用有关的水云母粘土岩、铝土岩和铝铁岩等在不同Eh和pH条件下铝、硅、铁溶解作用的实验研究,结合理论分析和野外实际,本文认为,贵州铝土矿之红矿是在水动力条件良好的地表氧化条件下淋滤水云母粘土岩的结果;其白矿是由红矿在富有机酸的还原体系的沼泽相中经脱铁、脱硅作用而形成的。红矿是贵州铝土矿的物质基础,铝土矿质量的优劣和储量的多少,取决于沼泽化前红矿质量的优劣和堆积聚积的规模与厚度;而沼泽化造成的水体系的物化环境是红矿变白的必要条件。氧化条件下成矿(三水铝石),还原条件下除杂,是白矿形成的必经步骤。     

豫西偃龙地区铝土矿豆鲕成因分析

以偃(师)龙(门)地区上石炭统本溪组铝土矿豆鲕结构为研究对象,通过岩石薄片观察、扫描电镜和能谱分析等手段,对铝土矿豆鲕结构的宏观沉积特征、岩石学特征进行了分析,在其分析基础上,结合豆鲕状铝土矿的结构特征,对豫西偃龙地区本溪组铝土矿豆鲕结构成因机制进行了研究。认为:豆鲕结构是伴随着铝成矿过程的化学成因构造,豆鲕核心往往是在富铁铝化作用的早期局部形成的铁铝化程度较高的物质,也可以是在铁铝化作用的过程中,早期铁铝化程度较高的破碎的碎屑物质;豆鲕的圈层是一种加铁和脱铁的交替过程,最有可能是在潜育化作用下形成的漂白层和淀积层,是富铁铝化作用形成的包裹核心的、相对均一的圈层改造的结果。     

黔东南铝土矿含矿岩系镁铝铁结构及地球化学特征

黔东南铝土矿赋存于下二叠统梁山组,其含矿岩系具有沉积型铝土矿典型的"煤-铝-铁结构",即下部发育铝质页岩夹菱铁矿结核,中部由含铝岩组夹多层豆状或土状铝土矿组成,上部由碳质页岩、砂岩夹煤层组成。沉积环境为海陆交互相-滨海边缘沼泽相,具有稳定的构造背景。通过含矿岩系物质组成结构分析和元素地球化学研究认为:"煤-铝-铁结构"在铝土矿中的普遍出现,是沉积型铝土矿在矿化过程中物理化学环境多变导致的深度去硅去铁作用,加之外部环境提供充足的有机质物质来源,从而形成的非偶然结果。因此,含矿岩系的分层结构形成过程中的物理化学变化所导致的多种地质异常可作为找矿实践中的成矿标志。     

含钙铝铁水解聚合产物的矿物学研究Ⅲ:陈化对形态的影响

用透射电镜、扫描电镜、热分析及矿物谱学等手段对含钙铝铁水解聚合产物(含微量硅)合成初期样品及其陈化9年后样品组成物相的形态演化进行了观察对比研究。结果表明,含钙铝铁溶液合成初期迅速形成类钙矾石双羟合结构体,其结构中部分Al3+被Fe3+取代、SO42-阴离子被Cl-离子替代,无定形的铝铁共聚物、铝硅共聚物和多种铝、铁、钙氢氧化物(氧化物)微晶竞争存在。缺氧条件下铝铁水解产物的演化由于氯、钙离子的存在而与文献的报道有所不同。陈化改变了含钙聚合铝(铁)溶液中的长程有序结构。其中的类钙矾石双羟合结构体在高Cl-、低pH环境下长期陈化过程经历了溶解-再结晶作用。大量的铁微晶相溶解形成富铝水羟合铁(ferrihydrite)胶体结构,Cl-与Ca2+以键合或共沉淀方式进入富铝水羟合铁(ferrihydrite)相。富铝水羟合铁(ferrihydrite)胶体最终的结晶相还是β-FeOOH。     

Coal-Bauxite-Iron Structure and Geochemical Features of Bauxites Ore-Bearing Rock Series in Southeast Guizhou

黔东南铝土矿赋存于下二叠统梁山组,其含矿岩系具有沉积型铝土矿典型的“煤-铝-铁结构”,即下部发育铝质页岩夹菱铁矿结核,中部由含铝岩组夹多层豆状或土状铝土矿组成,上部由碳质页岩、砂岩夹煤层组成.沉积环境为海陆交互相-滨海边缘沼泽相,具有稳定的构造背景.通过含矿岩系物质组成结构分析和元素地球化学研究认为:“煤-铝-铁结构”在铝土矿中的普遍出现,是沉积型铝土矿在矿化过程中物理化学环境多变导致的深度去硅去铁作用,加之外部环境提供充足的有机质物质来源,从而形成的非偶然结果.因此,含矿岩系的分层结构形成过程中的物理化学变化所导致的多种地质异常可作为找矿实践中的成矿标志.     

西非红土型铝土矿——我国铝矿资源保障新基地

红土型铝土矿,简单来说,是一种形成于热带、亚热带地区,地表面岩石经过强烈风化(红土化)形成的矿产。其成矿作用可以简单理解为地表含铝硅酸盐岩(一般为玄武岩等)在热带或亚热带气候条件下,通过雨水淋滤,经深度化学风化去除岩石中钾、钠、钙、硅等易溶物而保留铁、铝等难溶物,并在有利的地形和水文条件下,铝土矿逐渐聚集沉淀,形成有工业价值的矿床。由于矿化过程主要依靠地表岩石红土化作用,所以称该类矿床为红土型铝土矿。     

贵州猫场铝土矿中的铁质微球粒:微生物-黄铁矿相互作用的产物?

贵州猫场铝土矿是中国西南重要的铝土矿床之一。在对该矿床的研究中,笔者在铝土矿层和黄铁矿层之间的过渡层中发现了微米级铁质微球粒。能谱和X射线衍射分析表明,该种微球粒几乎完全由铁的氧化物和氢氧化物组成,铝和硅的含量较少,经研究认为其矿物组成主要应为针铁矿。在含铁质微球粒的层位中,经常会出现一些具有溶蚀特征的黄铁矿小晶粒,甚至还有铁质微球粒包裹残余黄铁矿的现象出现。这些现象表明了微球粒的形成和黄铁矿的溶解、氧化具有极大的相关性。而在黄铁矿的溶解和微球粒的形成过程中,微生物通常都扮演着极其重要的角色,对铁质微球…     

加纳阿瓦索红土型铝土矿地质特征及成矿规律初探

加纳阿瓦索红土型铝土矿产于古元古代比理姆岩系含火山质碎屑沉积物表层厚约几米至五十余米的风化残积物(硅铝铁风化壳)中,属高铁、高铝硅比、低硅、低硫的优质铝土矿床。本文根据部分勘探资料从气候条件、地形及排水条件、水文地质条件和原岩条件四个方面对成矿地质条件进行分析,总结了其成矿规律、指出了找矿标志及提出了下一步找矿的目标。     

黔北务正道地区铝土矿沉积相与矿石品质的关系

在论述黔北务正道地区铝土矿成矿地质背景的基础上,根据古盐度(B)质量分数显示和古地貌特征,认为研究区北部的道真一带是一个"十字形"的半封闭式的古海湾沉积环境,南部属陆上沉积环境。相带划分表明:以滨海相沉积环境下形成的铝土矿矿石品质较好,以中高铝、中高铝硅比为特征;形成于滨岸湿地相的铝土矿次之,矿石品质以中铝、中铝硅比为特征;形成于坡积相的铝土矿矿石品质欠佳,以低铝、低铝硅比为特征。由坡积相向滨岸湿地相过渡的铝土矿矿石品质逐渐变富;而滨海相中铝土矿在其中心地带品质好,向浅海相过渡其矿石品质逐渐变贫。铝土矿矿石品质的规律变化,反映了研究区铝土矿的赋存富集严格受沉积相的制约而呈环状、条带状分布的特点。     

滇东南晚二叠世铝土矿地球化学特征及物源分析

滇东南地区晚二叠世铝土矿属典型的喀斯特型铝土矿,矿体赋存于上二叠统吴家坪组(龙潭组),分析其地球化学特征对研究其物质来源具有重要意义。全岩分析显示铝土矿石成分以Al₂O₃、Fe₂O₃、SiO₂和TiO₂为主,其中Al₂O₃与Fe₂O₃ 、SiO₂具有较好的负相关关系。微量元素Cr、Zr、 Hf、Ta、Th、U和稀土元素在铝土矿矿化过程中不断富集,元素Zr-Hf、Nb-Ta之间具有明显的正相关关系。lgCr-lgNi图解、稳定元素比值(Zr/Hf)及稀土元素配分模式等地球化学特征说明峨眉山玄武岩为铝土矿的形成提供了主要的物质来源,同时下伏碳酸盐岩也提供了部分成矿物质。     

丹池盆地热水成因硅岩的沉积地球化学特征

丹池盆地硅岩（D₃1）属于典型的热水成因沉积物。它的显著地球化学特征之一是Sb.As和Ag富集,而REE贫乏,并且从近热水喷口→远离热水喷口,即沿着类碧玉岩→纹理状硅岩→块状泥质硅岩→硅页岩方向,元素、元素组合及稀土元素特征出现规律性的变化。     

Rapid analysis with energy-dispersive X-ray fluorescence spectrometry for bauxite investigation on the Mambilla Plateau, North Eastern Nigeria

Bauxite exploration involves routine analysis of a large number of samples for a wide range of elements. In Nigeria, though geological field exploration for bauxite started almost three decades ago very little has been achieved, mainly due to the non-availability of facilities for evaluating the dozens of suspected bauxite deposits scattered around the country. In this regard, a procedure for the rapid, accurate and precise measurement of a number of important elements in bauxite has been developed based on the newly acquired radioisotope based EDXRF spectrometer. Elements and oxides analyzed are Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, Fe₂O₃, K₂O, Mn, Co, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Y, Zr, Nb and Pb. The richest bauxite sample has concentrations of 48.08, 18.90, 1.26, 7.71 and 1.93 wt% for Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, Fe₂O₃, and K₂O, respectively. The other values in ppm are Mn (3 0 2), Co (5 3 2), Cu (45), Zn (51), Ga (41), Rb (32), Sr (2 2 2), Y (32), Zr (8 4 9), Nb (89) and Pb (72). The measurement errors in terms of accuracy and precision are less than 5% and 10% and 5% and 15% for major and trace elements, respectively. Statistical correlation analysis carried out on the results shows the most significant relationships to be the negative correlations of alumina with silica, iron oxide and titanium. This is believed to be related to the processes of formation of bauxite, with the Si and Fe–Ti being removed as Al was being enriched.     

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。     

The nature of the sub-continental mantle: constraints from the major-element composition of continental flood basalts

Many continental flood basalts (CFB) have isotope and trace-element signatures that differ from those of oceanic basalts and much interest concerns the extent to which these reflect differences in their upper mantle source regions. A review of selected data sets from the Mesozoic and Tertiary CFB confirms significant differences in their major- and trace-element compositions compared with those of basalts erupted through oceanic lithosphere. In general, those CFB suites characterised by low Nb/La, high (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i and low εNd_i tend to exhibit relatively low TiO₂, CaO/Al₂O₃, Na₂O and/or Fe₂O₃, and relatively high SiO₂. In contrast, those which have high Nb/La, low (⁸⁷Sr/⁸⁶Sr)_i and high εNd_i ratios, like the upper units in the Deccan Traps, have major- and trace-element compositions similar to oceanic basalts. It would appear that those CFB that have distinctive isotope and trace-element ratios also exhibit distinctive major-element contents, suggesting that major and trace elements have not been decoupled significantly during magma generation and differentiation.

When compared (at 8% MgO) with oceanic basalt trends, the displacement of many CFB to lower Na₂O, Fe₂O₃^*, TiO₂ and CaO/Al₂O₃, but higher SiO₂, at similar Mg#, is not readily explicable by crustal contamination. Rather, it reflects source composition and/or the effects of the melting processes. The model compositions of melts produced by decompression of mantle plumes beneath continental lithosphere have relatively low SiO₂ and high Fe₂O₃^*. In contrast, the available experimental data indicate that partial melts of peridotite have low TiO₂, Na₂O and Fe₂O₃^*CaO/Al₂O₃, if the peridotite has been previously depleted by melt extraction. Moreover, melting of hydrated, depleted peridotite yields SiO₂-rich, Fe₂O₃- and CaO-poor melts. Since anhydrous, depleted peridotite has a high-temperature solidus, it is argued that the source of these CFB was variably melt depleted and hydrated mantle, inferred to be within the lithosphere. Isotope data suggest these source regions were often old and relatively enriched in incompatible trace elements, and it is envisaged that H₂O±CO₂ were added at the same time as the incompatible elements. An implication is that a significant proportion of the new continental crust generated since the Permian reflected multistage processes involving mobilization of continental mantle lithosphere that was enriched in minor and trace elements during the Proterozoic.     

碳酸盐岩石成因类型的判别分析和白云鄂博“白云岩”的成因讨论

本文根据对世界上20多个国家和我国21个省碳酸盐岩石化学全分析数据的统计和换算结果,发现岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩之间常量元素的一般含量无显著不同,但采用两组或逐步判别分析的方法,仍能将岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩很好的区分开。判别效率可达90%以上。将这一方法应用到白云”鄂博矿区的“白云岩”和灰岩,90%以上的“白云岩”样品判为岩浆碳酸岩,灰岩的样品全部判为沉积碳酸盐岩,与它们的地质产状和地球化学特征一致。     

赣北鄱阳湖地区土塘剖面第四纪红土地球化学特征及古气候意义

赣北鄱阳湖地区土塘剖面发育第四纪红土,自下而上可分为强网纹红土层、弱网纹红土层、微网纹红土层、均质红土层和下蜀黄土层。基于常量元素、粒度分析数据以及前人年代框架,初探土塘剖面化学风化特征及其古气候意义。(1)土塘剖面粒度组分均一,常量元素含量相近,风化淋溶强烈。(2)土塘剖面各地层间化学风化强度存在差异:下蜀黄土层为初期的去Na、Ca阶段;均质红土层为中期的去K阶段;微网纹红土层由去K阶段向去Si阶段过渡;网纹红土层已完全进入晚期去Si阶段。剖面常量元素的相对迁移能力为:Na₂O>MnO₂>CaO>P₂O₅>MgO>K₂O>SiO₂>Al₂O₃>TiO₂>Fe₂O₃。(3)中更新世以来赣北鄱阳湖地区气候总体上由暖湿趋于干冷,期间伴随多个明显的干湿旋回佐证强烈的淋溶与干湿交替作用是网纹红土发育的重要驱动因子。     

黄河三角洲ZK5钻孔沉积物地球化学特征及其沉积环境

本文根据36件沉积物样品的微量元素和常量元素的相关性、组分含量及某些元素的比值特征,探讨了黄河三角洲ZK5钻孔的元素地球化学特征与古环境意义。应用历史地理学和沉积地质学综合分析方法确定钻孔岩芯沉积年代,将ZK5岩芯沉积物自下而上大致划分为7个层序。元素地球化学特征的研究表明:K₂O、Fe₂O₃、Al₂O₃、TiO₂、Cr、V、Rb元素相互间呈明显的正相关关系;SiO₂与其他元素呈明显的负相关,与P₂O₅呈弱负相关关系;Sr与CaO呈弱负相关关系;P₂O₅与Al₂O₃、Fe₂O₃、K₂O、TiO₂、CaO呈弱的正相关。据V/Cr值分析,ZK5钻孔从下往上水体有逐渐加深的趋势,与相关性分析结果相符。根据锶钡比值（Sr/Ba）和镁铝比值102（MgO/Al₂O₃）分析得出,ZK5孔沉积环境的水体盐度从下往上变化相差不大,属于海相沉积环境,同时有黄河水的注入。通过古气候指示剂Rb/Sr值和MgO/CaO值的分析:ZK5孔从NQ1到NQ7层序沉积时期的气候变化不大,气候相对潮湿。总之,地球化学特征所反映的沉积环境与沉积相分析的结果相一致,说明元素地球化学与沉积环境关系密切,可作为沉积相判别的标志。     

碳酸盐岩石成因类型的判别分析和白云鄂博“白云岩”的成因讨论

本文根据对世界上20多个国家和我国21个省碳酸盐岩石化学全分析数据的统计和换算结果,发现岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩之间常量元素的一般含量无显著不同,但采用两组或逐步判别分析的方法,仍能将岩浆碳酸岩与沉积碳酸盐岩很好的区分开。判别效率可达90%以上。将这一方法应用到白云”鄂博矿区的“白云岩”和灰岩,90%以上的“白云岩”样品判为岩浆碳酸岩,灰岩的样品全部判为沉积碳酸盐岩,与它们的地质产状和地球化学特征一致。     

镁铝对烧结矿中铁酸钙的矿物学特性影响

铁酸钙是高碱度烧结矿中的主要黏结相矿物,它的含量、结晶形态、化学成分及晶体结构等矿物学特性对烧结矿质量起着关键性作用,而烧结原料中各组分的含量直接影响着铁酸钙的生成。以Fe₃O₄、SiO₂、CaO、MgO、Al₂O₃的化学纯试剂为原料,在实验室进行微型烧结实验,运用XRD、偏光显微镜、电子探针等手段,定量分析研究了原料组分中MgO、Al₂O₃对烧结矿中铁酸钙的生成及其矿物学特性的影响。原料中MgO含量的增加对铁酸钙的生成有一定抑制作用,尤其在MgO含量为2.0%~3.0%时,烧结矿中铁酸钙含量明显减少,其晶体形态也从以板柱状和针状为主逐渐过渡为它形不规则状;原料中Al₂O₃的增加,对烧结矿中铁酸钙的形成具有促进作用,即随着Al₂O₃的增加铁酸钙含量呈明显增加趋势,且铁酸钙的形态也由以柱状和针状为主向板柱状变化。电子探针成分分析及矿物化学式计算结果表明,铁酸钙是由Fe₂O₃、CaO、SiO₂、Al₂O₃及MgO组成的复杂结晶体,其化学通式为Ca_2.60Mg_0.44Si_1.07Al_0.96Fe_8.92O₂₀。原料中MgO、Al₂O₃含量的变化,对铁酸钙的化学成分中Fe₂O₃/CaO摩尔分数比影响不大,均接近3∶2。上述研究结果对于深刻理解烧结工艺条件下铁酸钙晶相的晶体化学特征及其对烧结矿质量的影响具有重要指导意义。