一个新的沉积变质型钛矿床的成矿模式及找矿方法

内蒙古羊蹄子山沉积变质型钛矿床是一个新的钛矿床类型。通过对地质、地球物理前提条件的研究和找矿方法试验,认为高精度磁法是找沉积变质型钛矿床的基本方法,重力为有效的找矿方法。在矿区北带磨石山以金红石为主的富钛矿体上有600 μGal的重力异常,无磁异常;南带的羊蹄子山钛铁矿体上重力异常为500 μGal,有60 nT的弱磁异常。     

内蒙古羊蹄子山-磨石山钛矿床的物性特征及有效找矿方法探讨

内蒙古羊蹄子山-磨石山钛矿床是近几年国内所发现的新型钛矿床,其中,羊蹄子山矿带为热液改造型富钛矿床,磨石山矿带为沉积变质型富钛矿床。这2个矿带的主要有用矿物为锐钛矿、金红石及钛铁矿。根据大量物性测量和研究对比,发现富钛矿石具有较高的密度、弱磁性、高极化率、较低电阻率的物性特征。通过重、磁探测发现了多处有意义的异常,对部分异常进行了钻探验证,结果表明,高精度重力测量是有效的找矿方法,高精度磁法为基本的找矿方法。文章结合该区岩(矿)石的物性特征,探讨了大功率激电和频率域电磁法寻找此类矿床的有效性和可行性。并据此指出,重力与磁法面积测量相结合,在重点地段进行激电与电磁测深,是寻找同类矿床的有效的物探技术方法组合。     

内蒙古磨石山沉积变质型锐钛矿矿床：一个大型新类型钛矿床的发现、勘查和研究

前人把内蒙古正蓝旗磨石山南部的羊蹄子山矿床确定为铁矿床,通过我们近几年的研究和勘查,发现了北部的磨石山新钛矿带,认为这不是一个铁矿,而是一个以锐钛矿为主的大型沉积变质型钛矿床,是钛矿床的一个新类型。矿体产于中元古代(1751Ma)片岩、变质石英(粉)砂岩和斜长角闪岩中,呈似层状、透镜状产出。富矿石具有细纹状构造,表现为以石英和锐钛矿为主的条纹互层。矿石矿物主要为锐钛矿,次有金红石和钛铁矿(赤铁矿),脉石矿物以石英为主,含一定量直闪石和黑云母(石榴子石)。锐钛矿、金红石和钛铁矿的粒度很细,为0.01～0.1mm。富矿含TiO23.14%～15.46%,平均6.91%,而贫矿的TiO2含量为1.2%～2.97%,平均1.76%。矿石含较高的Fe和V。锐钛矿和金红石的微量元素Nb和Cr的含量很低,说明矿物的源区来自变质基性岩。围岩斜长角闪岩恢复其原岩,大致相当于玄武岩、苦杆玄武岩等。岩石化学揭示其生成构造条件,为岛弧或岛弧和洋脊的过渡带。硅同位素组成研究结果,不同锐钛矿矿石、石英岩和片岩等的δ30Si值为0.1‰～-0.9‰,与海底热液喷气沉积矿床的数据相似。所有上述矿床的地质和地球化学特征表明,锐钛矿矿石和斜长角闪岩都是海底基性火山活动的产物,矿石具有化学沉积特征,后来遭到中(偏低)级区域变质作用,金红石主要形成于区域变质作用。矿床在燕山晚期(118Ma),由于花岗岩的侵位,又局部受到热液改造。     

四川会理黑箐磁铁矿矿床地质特征及成因

对矿床的成矿地质背景、矿区地质、矿床地质等研究入手,着重研究了矿床的成矿地质条件、矿体特征、矿石特征、近矿围岩蚀变等,通过研究指出会理黑箐磁铁矿矿床应属于火山沉积-变质型矿床,同时指明了区域上该类矿床的找矿方向与找矿标志。     

陕西省汉阴县黄龙金矿床地质特征及找矿标志

黄龙金矿床是沉积变质、热液叠加型低品位金矿床,受地层以及与区域断裂平行的次一级逆断层控制.文章叙述了矿床地质特征,对矿床成因进行了探讨,并总结了找矿标志.     

陕西省汉阴县黄龙金矿床地质特征及找矿标志

黄龙金矿床是沉积变质、热液叠加型低品位金矿床，受地层以及与区域断裂平行的次一级逆断层控制。文章叙述了矿床地质特征，对矿床成因进行了探讨，并总结了找矿标志。     

内蒙古羊蹄子山-磨石山锐钛矿矿床斜长角闪岩类的岩石学和地球化学特征

内蒙古羊蹄子山-磨石山是本项目组近几年来发现和勘查研究的一个以锐钛矿为主的沉积变质型钛矿床,是钛矿床的一个新的成因类型。矿体产于中元古代二道凹群变质岩〔(1751±8)Ma〕中,其围岩为石英绢云片岩、绢云石英片岩、变质(粉)砂岩和斜长角闪岩等。矿石实际上是富含锐钛矿等钛矿物和直闪石、黑云母的变质石英(粉)砂岩和片岩。斜长角闪岩是矿体的重要围岩之一,多呈似层状、透镜状产出,与矿体在时、空、成因上有密切关系。按矿物组合特征,斜长角闪岩可分为角闪岩、斜长角闪岩和斜长岩等3类。恢复其原岩,大致相当于苦橄玄武岩、玄武岩、玄武安山岩和粗面质安山岩。岩石化学和微量元素地球化学特征表明,它们主要属于活动大陆边缘岛弧和洋脊过渡带的拉班玄武岩类,而且岩石分异演化较彻底。矿体和斜长角闪岩都是海底基性火山活动的产物,后又遭受了区域变质作用。     

黑龙江省林口县五义屯石墨矿矿床地质特征及找矿方向

天山—兴蒙造山带是国内晶质石墨矿的主要成矿带,已查明柳毛石墨矿、石场石墨矿等多个大型沉积型石墨矿床,五义屯石墨矿矿床是近年在该带上新探获的一座大型晶质石墨矿床。本文阐述了该矿床的区域地质背景、地球物理特征、矿床地质特征,并分析了矿床成因和找矿方向。结果表明,该矿床是大型沉积变质型石墨矿床,矿体具明显层控特征,主要赋存于中-新元古界麻山岩群余庆岩组中;矿体品位厚度稳定,主要呈大鳞片粒级;矿体与围岩地球物理特征差异明显,具明显低阻高极化特征;本矿床具有成为超大型石墨矿床的潜力,其外围对寻找沉积变质型石墨矿床具有良好的资源远景。     

曲阳金红石矿地质特征

曲阳金红石矿含矿带长约4km，出露宽度约1km，总体呈东西向展布。矿床受层位控制，赋存于下元古界东焦群豆村组二段含金红石赤铁绢云母石英片岩和赤铁白（绢）云母石英片岩中，共圈定矿体8个，矿体长500m-1700m，平均厚度1m-2m，TiO2平均品位1％～4．02％，矿体产状与围岩一致。矿床形成于古元古代山间盆地相沉积一变质建造中，经历了多次变形变质作用，变质程度达低绿片岩相，为沉积变质矿床。矿床特点与内蒙古羊蹄子山钛矿床相似。目前矿床控制规模为中型，有望成为大型。     

内蒙古羊蹄子山-磨石山钛矿床锐钛矿、金红石和钛铁矿的矿物学特征

羊蹄子山-磨石山钛矿床的钛矿物主要为锐钛矿、金红石和钛铁矿。锐钛矿化学成分的特点是FeO含量明显比金红石要低;主要X光粉晶谱线为3.518(100)、2.377(14)和1.667(11);晶胞参数a()=3.786,c()=9.513;拉曼光谱谱线(cm-1)为516、395、195和143。金红石的主要X光粉晶谱线为3.250(100)、1.688(40)和2.488(29);晶胞参数为a()=4.595,c()=2.962;拉曼光谱谱线(cm-1)为610和446。钛铁矿的成分特点是富锰贫镁,与攀西地区岩浆型钒钛磁铁矿矿床中的钛铁矿正好相反。所有上述钛(铁)氧化物矿物学特征,进一步说明该矿床是在中元古代在海底与基性火山活动有关的热水沉积后经区域变质和局部又遭受后期热液改造而成。     

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿区两种不同成因类型的锐钛矿富矿体

内蒙古正蓝旗羊蹄子山-磨石山钛矿床有两种不同类型的锐钛矿富矿体,即产于北部磨石山矿带的沉积变质型锐钛矿富矿体和产于南部羊蹄子山矿段的热液改造型锐钛矿富矿体。两类富矿体在矿体规模、形态、矿石结构构造特征、矿石矿物共生组合、矿石化学成分、锐钛矿粒度和成矿时代及成矿机理等方面,都存在较明显的差异。沉积变质型锐钛矿富矿体呈层状、似层状产出,矿石具有明显的细条纹状构造;由以石英为主的条纹和以锐钛矿、金红石、钛铁矿、直闪石(±黑云母、石榴子石)为主的条纹互层组成;矿石品位(TiO2)为5.0%～15.46%,平均值为8.64%,Fe2O3 FeO含量中等(6.99%～15.61%),锐钛矿颗粒细小(0.01～0.1mm);形成于元古宙〔(1751±8)Ma〕二道凹群变质岩系中。热液改造型锐钛矿富矿体呈透镜状,规模相对较小;矿石具有块状、网脉状、细脉浸染状构造;共生矿物除锐钛矿、金红石、钛铁矿、石英外,常有较多的叶片状赤铁矿,局部有直闪石、黑云母和石榴子石;锐钛矿粒度较大(0.05～0.2mm,少数可达0.5mm),且分布不均匀;是在元古宙沉积变质富锐钛矿变质石英砂岩的基础上,经燕山晚期〔(118±3)Ma〕花岗岩侵入,遭受热液改造而成。     

钛的地球化学性质与成矿

钛由于其高强度和抗腐蚀性特征,在航空航天、医药、手机等领域得到越来越广泛的应用,是二十世纪的战略金属元素。在自然界中,钛铁矿、钛磁铁矿和金红石是最具经济价值的含钛矿物。钛最初被认为是变质过程中最不活泼的金属元素之一,随着越来越多的证据显示钛可以在特定条件下进入变质热液流体中发生活动迁移。高压变质脉体中金红石和磷灰石作为共生矿物存在,这可能为富F溶液对钛迁移富集的影响,当氟磷灰石从富F流体中结晶沉淀时K_2TiF_6络合物分解,钛在其中的溶解度降低进而结晶沉淀出金红石,而这一富集迁移沉淀机制很可能是变质型金红石矿床变质富集的机制。在岩浆矿床中,钛常作为伴生元素赋存于磁铁矿床中。一般认为部分熔融程度、挥发分含量和成矿岩浆温度等决定了含钛矿或高钛岩体的形成,本文认为富金红石的再循环洋壳或者富钛沉积矿床重熔是岩浆型钛矿床的重要成矿物质来源。沉积型钛矿床的形成与区域地质、地理和水动力学有关,它们常在被动大陆边缘,以高风化、高品位钛源岩为后盾通过风化、剥蚀和海侵等主要形成在沿海岸带特别是南北纬30°低纬度地区。总之富钛源区、起源深度、部分熔融温度和程度、陆壳混染程度、挥发分、流体成分、风化剥蚀能力等决定了钛矿化成功与否。     

钛同位素地球化学综述

随着分析技术的进步,非传统稳定同位素体系在地球化学、天体化学和生物地球化学等研究领域的应用日益广泛。钛(Ti)是一个非常重要的过渡族金属元素,在地球和其他类地球行星中广泛存在。但是由于Ti是一种难熔的、流体不活动性元素,高温地质过程中Ti同位素分馏很小。人们对Ti同位素体系的地球化学应用的关注相对其他非传统稳定同位非常有限。而近年来,随着化学纯化方案的优化以及双稀释剂方法的改进和仪器质谱性能的提高,Ti同位素组成的高精度测试已经能够实现。天然样品中Ti同位素组成的变化随之得以发现,使得学者们能够利用这一新的稳定同位素体系来解决与高温和低温地球化学相关的问题。很快Ti同位素体系地球化学研究成为当前国际地质学界的前沿研究课题和新的发展方向之一。本文首先在简要介绍Ti元素和Ti同位素体地球化学性质的基础上,介绍了Ti元素化学分离和Ti同位素分析方法。随后笔者总结了已有的不同类型球粒陨石和地球样品的质量相关Ti同位素组成研究结果,对硅酸盐地球的Ti同位素组成做了初步评估。前人对高温地质样品的Ti同位素组成研究初步探明Ti同位素在岩浆演化过程,例如部分熔融和结晶分异等重要地质过程中的分馏行为。笔者在此基础上探讨了结晶分异过程中引起Ti同位素分馏的主要控制因素,指出Ti同位素是潜在的研究岩浆演化过程的新工具。最后笔者探讨了Ti同位素地球化学未来的发展方向,以加速我国在Ti同位素地球化学方面的应用研究。     

Distribution of titanium atoms in oxy-kaersutite

The distribution of Ti atoms in oxy-kaersutite has been studied by the neutron diffraction method. The cation distribution over the three octahedral sites determined by the x-ray method (Kitamura and Tokonami, 1971) is as follows; M1∶0.40MG+0.60 FE, M2∶0.75 MG+0.25 FE, M3∶0.50 MG+0.50 FE, where MG and FE represent (Mg+Al) and (Fe+Ti), respectively. The neutron diffraction study indicates that Ti atoms are enriched in the M1 site more than M2 and M3 sites as follows; M1∶0.40 MG+0.33 Fe+0.27 Ti, M2∶ 0.75 MG+0.23 Fe+0.02 Ti, M3∶0.50 MG+0.46 Fe+0.04 Ti. This distribution agrees with the result based on the Madelung energy of oxy-kaersutite by Whittaker (1972).     

Isomorphism of titanium in natural minerals

Spectra (electronic paramagnetic resonance) of 15 natural genetically different minerals (silicates, aluminosilicates, magnesiosilicates etc.) show Ti ³⁺ as the electronic center which determines the color and the thermolurninescence of several minerals. The energy of stabilization of this electronic center depends on its structural position, the cation replaced therein, and the surroundings. The temperature at which the EPR vanishes (150 to 5007deg;, depending on the mineral) may be taken here as a criterion of the energy of stabilization. The trivalent state of titanium, unusual as it is, may be due to the electronic capture by Ti⁴⁺, the well known electronic trap.     

Synthesis of a pyroxene containing trivalent titanium

Synthesis of NaTiSi₂O₆ at high pressure and temperature (65 kbar and 1550° C) results in transparent, light-green crystals when quenched to ambient conditions. These crystals have a pyroxene structure and belong to the series NaRSi₂O₆ where R is (in order of increasing ionic radius) Al, Cr, Fe, Ti, Sc, and In. X-ray diffraction patterns and a diffuse reflectance spectrum help to characterize this material which is one of the few oxides known containing Ti³⁺.Contribution No. 1715.     

2p X-ray absorption of titanium in minerals

Ti 2p X-ray absorption spectra for a series of minerals have been measured. Crystal field multiplet calculations can explain the spectral shape. The asymmetry of the e _g , peak is shown to be related to distortions of the Ti ^IV octahedron. It is found, theoretically as well as experimentally, that the absorption spectra are more sensitive to tetragonal distortions than to trigonal distortions. A number of silicate minerals and metamict minerals containing titanium are measured and Ti ^III has not been observed in any of these minerals. A comparison is made to the 1s X-ray absorption, and the potential of both for the study of minerals is discussed.     

Adsorption of partially hydrolyzed polyacrylamide on titanium dioxide

The adsorption of PAA on TiO₂ from aqueous solution has been studied at 25°C as a function of pH. It was found that polymer adsorption decreases with increasing pH up to pH 3, and can be described by a Langmuir-type isotherm. The mechanism of polymer bonding is discussed in terms of H-bonding and electrostatic interaction. The ionic charge on the polymer molecules was investigated by means of viscosity measurements, and the surface charge on TiO₂ by determining the point of zero charge (pzc). A tentative equation for optimum polymer concentration for flocculation is derived with reference to La Mer-Healy's flocculation theory.     

ICP-AES法测定矿石中的二氧化钛

采用等离子直读光谱(ICP-AES)法测定矿石中二氧化钛,探讨了基体及光谱测试条件对钛测定的影响,选择了仪器最佳条件,为了避免共存元素对测定的干扰,采用国家一级标准物质GBW07235作为标准溶液,通过测定标样含量得出的结果,证明了此方法准确可靠,简明快速,十分满意。     

Recent developments in processing ilmenite for titanium

This review examines the literature on the processing of ilmenite during the last fifty years. It is aimed at giving a simplified outline of the major processes currently used for beneficiation and recovery of titanium dioxide and titanium metal from ilmenite ores. Attention has been drawn to the main parameters affecting the recovery of titanium dioxide. All methods developed to date are of the batch type and on a laboratory scale and require further evaluation on a larger scale if ilmenite is to be a major source of metal titanium.A brief discussion on the extraction of titanium metal from rutile has been given.