湖南郴州微晶石墨的矿物学特征

通过X射线荧光光谱仪、X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪、Zeta电位分析仪等表征手段,对湖南郴州不同矿区微晶石墨样品的成分、结构及物理性质进行研究。结果表明:微晶石墨样品由石墨和少量的绿泥石、石英、方解石、白云母组成,主要的化学元素为C,O,Si,Al,Fe,Ca等;微晶石墨颗粒多为细小的片状石墨集合体,固定碳含量为77.40%~86.39%;晶体结构均以2H型为主,同时含有14.99%~21.63%的3R型结构,石墨化度为0.59~0.80,与晶质石墨的晶体结构存在一定差距;微晶石墨表面在pH为5~13的水溶液中荷负电,当pH=12时,带电量最大,此时石墨颗粒在水溶液中有较好的稳定性,亲水性较强;微晶石墨样品的电阻率为17.7mΩ·cm~37.2mΩ·cm,并随石墨结构无序度R的增加而增大。本研究结果为该地区微晶石墨的开发与利用提供了重要参考依据。     

我国若干典型石墨矿山石墨的矿物学特征

为查明我国典型矿石墨的矿物学特征,采用XRD、FESEM-EDS、TEM和Raman光谱等表征手段对来自不同产地石墨样品的成分、结构与性质进行了研究。结果表明,晶质与隐晶质石墨分别由微米级和纳米级石墨鳞片组成,主要的区别为前者有更大的微晶尺寸;各样品均为2H型石墨结构,同时不同程度地含有3R型多型,轴长a=0.243~0.249 nm,c=0.672~0.677 nm,晶胞体积V在0.0347~0.0362 nm3之间,晶胞体积随晶体结构中O含量的增加而增大。天然产出石墨的石墨化度较高,最高可达1,由于后期地质作用或人工加工改造,引入次生缺陷,导致其石墨化度降低,结构无序度增高。晶质和隐晶质石墨的氧化起始温度分别为700~800℃和600~650℃,粒度越细的晶质石墨氧化起始温度越低。在水中石墨表面荷负电,p H为10.5时具有带电量的极大值,晶质石墨疏水性和导电性均强于隐晶质石墨。     

湖南鲁塘煤系隐晶质石墨矿物学特征

综合运用多学科技术手段对鲁塘煤系隐晶质石墨进行研究,以期探索煤系石墨的矿物学特征随变质程度的变化规律。通过系统采样的方法,选取不同变质程度的鲁塘煤系石墨样品为研究对象,运用X射线荧光光谱法(XRF)、X射线衍射法(XRD)、扫描电镜(SEM)、激光拉曼光谱法、热重法等技术手段,对石墨的化学成分、矿物组成、晶体结构、热学性质进行了研究。结果表明,鲁塘煤系石墨主要由隐晶质石墨和少量石英、方解石、白云母、绿泥石、高岭石组成,固定碳含量为41.95%~88.43%,石墨主要呈细小的不规则鳞片状,其晶体形态随着变质程度的增高而逐渐完善。石墨化程度较高,为88.37%~98.84%,3R多型变体含量为9.45%~14.56%,石墨的氧化起始温度较低,在530℃左右,隐晶质石墨的氧化起始温度和终止温度均低于显晶质石墨。煤系石墨的石墨化程度、结晶程度、氧化起始温度与变质程度呈正相关关系,3R多型变体含量与变质程度呈负相关关系。     

X射线荧光光谱-X射线粉晶衍射-偏光显微镜分析12种产地铜精矿矿物学特征

我国是世界上最大的铜精矿进口国,研究不同产地铜精矿的矿物学特征,能支撑铜精矿原产地分析及相关固体废物属性鉴定。本文研究对象为来自8个国家12个矿区的进口铜精矿样品,采用X射线荧光光谱(XRF)、X射线粉晶衍射(XRD)以及偏光显微镜进行综合分析,探寻这些矿区铜精矿的元素组成、矿物组合特征,探讨不同成因类型铜精矿的矿物学差异。X射线荧光光谱分析表明铜精矿样品主要元素为Cu、Fe、S、O,普遍含有Zn、Si、Al、Mg、Ca、Pb;X射线粉晶衍射物相分析表明铜精矿样品主要物相为黄铜矿,其次常含有黄铁矿和闪锌矿等物相;偏光显微镜光片鉴定表明铜精矿样品金属矿物中黄铜矿的含量在88%~98%之间,观察到黄铜矿与闪锌矿、黄铁矿、磁黄铁矿共生,闪锌矿与斑铜矿、砷黝铜矿共生,黄铜矿、砷黝铜矿和斑铜矿共生等连生体矿相。结合铜精矿不同成矿类型分析表明,斑岩型、矽卡岩型、火山成因块状硫化型铜矿床样品中常见黄铜矿、黄铁矿、闪锌矿,并分别含有黑云母、草酸钙石、硫酸铅特征矿物;铁氧化物铜金矿床样品主要矿物为黄铜矿,常见磁黄铁矿、滑石特征矿物。通过本文采用多种技术表征不同产地铜精矿样品元素含量、物相组成、矿相组成的差异,能够全面分析不同产地铜精矿样品的矿物学特征,对进口铜精矿的风险识别和管控具有重要意义。     

湖南寒婆坳矿区热变质煤结构演化及其矿物学特征响应

采用X射线荧光光谱(XRF)、差热分析(DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)等表征手段对湖南寒婆坳矿区热变质煤的化学组分、物理性质、结构演化与其矿物学特征响应进行了研究。结果表明：岩浆侵入体的热力及构造应力作用促进煤化程度升高逐渐转变为隐晶质石墨，氢、碳原子数目比(H/C)逐渐降低，矿物主要为伊利石、绿泥石、叶蜡石、石英及黄铁矿等；随变质程度增加，真密度升高，孔隙度与电阻率降低；在400℃之后，失重曲线下降缓慢且斜率变小，显示深度裂解与脱落较少。 d 002、 L a、 L c的演化趋势呈非线性变化，显示煤有机大分子结构向石墨化演化的过程中呈现“跃变”；隐晶质石墨样品的晶体结构主要为2H型石墨结构，不同程度地含有3R多型，石墨化度为0. 47~0. 84，石墨晶体轴长 a 为0. 2469~0. 2471 nm， c 为0. 6738~0. 6762 nm，晶胞体积 V 为0. 03562~0. 03570 nm3，显示靠近岩体晶胞体积减小；随着变质程度升高， L a、 L c迅速增加，堆叠层数急剧增大，煤内部空间结构趋于有序化，拉曼参数 A D1、 P (G- D1)逐渐降低。     

昌化明矾石石英地鸡血石的宝石矿物学特征

利用宝石学常规手段、偏反光显微镜、红外光谱仪、X射线粉末衍射仪和X荧光光谱仪等测试方法对昌化明矾石石英地鸡血石的宝石矿物学特征进行了较详细的分析。结果发现,该品种鸡血石中的＂地＂主要由明矾石和石英组成,并含少量的黄铁矿和镜铁矿,不含地开石和高岭石。据其透明度、光泽、硬度等特征应归属于＂刚地＂鸡血石,但其矿物组成明显不同于其它含有粘土矿物的昌化＂刚地＂鸡血石。X荧光光谱仪的测试结果显示,样品中含有一定量的Sr和Ba,推测其可能含有少量的天青石-重晶石的类质同象系列矿物。     

微束微区X荧光矿物探针分析仪的研制

一种新的矿物微区成分分析技术与矿物探针分析仪主要针对显晶或隐晶矿物的成分分析。该分析仪是以能量色散X射线荧光分析原理为物理基础,采用X光管和X聚焦透镜组成微束X射线激发源、以电致冷Si-PIN半导体探测器为X射线探测器和数字X射线谱采集器组成能量色散射线X荧光分析系统;采用40倍光学放大和CCD相机相合实现微区的显微放大,通过程控三轴微控台实现微区的定位。该探针分析仪能够实现对样品表面Φ35μm范围内多元素定性与定量分析,快速鉴定矿石的物质成分,精确度好于10%(RSD)。测定对象可以是天然岩石、矿石及其光片、薄片样品等;可应用于野外条件下的现场和驻地的岩矿石矿物的微区快速成分分析。     

四川瓦基铜矿工艺矿物学与可浮性实验

为了查明四川瓦基铜矿矿石性质,制定合理选冶方案。采用X射线荧光光谱仪(XRF)、化学分析、X射线衍射分析仪(XRD)和光学显微镜等现代分析测试技术研究矿石元素质量分数、矿物组成、主要矿物嵌布特征及嵌布粒度等。结果表明,矿石中主要有价元素为铜,品位为0.84%,伴生元素金品位为0.29×10~(-6)、银品位为7.93×10~(-6),主要金属矿物为黄铁矿和辉铜矿,次要金属矿物有黄铜矿、斑铜矿、蓝辉铜矿、孔雀石、铜蓝和赤铁矿等,属氧化率较低的混合铜矿。脉石矿物主要为石英、白云石、长石和方解石等,含铜矿物嵌布粒度细,大部分嵌布在脉石矿物孔隙处、边缘及表面,呈隐晶质集合体形态。针对矿石性质,采用硫化浮选,经过"一粗一精三扫"闭路流程选别,获得铜精矿产率3.34%、铜品位为21.61%、回收率为85.93%的结果,与现场生产指标相比,铜回收率提高了5.49%。     

福建寿山石的矿床矿物学特征研究

寿山石是一种以黏土矿物为主要成分的用于工艺美术雕刻、印章篆刻的玉石,因主要产于福建省寿山而得名。本文在野外地质调查的基础上,通过肉眼、偏光显微镜和扫描电子显微镜(SEM)的观察以及电子探针、X射线粉晶衍射、红外光谱和差热等分析手段,对福建寿山石各矿床的主要矿石的类型及其特征、矿石的主要组成矿物、显微结构及其晶体结构特征等方面进行深入研究。根据对高山、旗降、峨嵋、月尾四个寿山石矿床矿石的成分分析,将寿山石原生矿石分为迪开石型、高岭石型、叶蜡石型和伊利石型四种主要类型。寿山石的结构主要有显微隐晶、显微隐晶-微晶、显微微晶结构。高山矿石由纯净的有序迪开石组成,峨嵋矿石由纯净的2M型叶蜡石组成,部分月尾矿石由纯净的2M1型伊利石组成,旗降矿石以有序高岭石为主,含有少量迪开石或高岭石-迪开石的过渡矿物,部分旗降矿石以2M型叶蜡石为主,含有少量高岭石。根据矿床地质产状、矿石结构、矿物共生组合等特征分析,寿山石的成矿环境为还原环境,属于热液蚀变成因。     

辽宁宽甸绿色云母玉的宝石学特征及颜色成因探讨

近期,笔者获得来自辽宁东部宽甸地区的绿色玉石,为研究该样品的宝玉石学特征及其颜色成因,采用常规的宝石学鉴定方法及偏光显微镜、红外光谱仪、激光拉曼光谱仪、X射线粉末衍射仪、X射线荧光光谱仪、光纤光谱仪等测试仪器,对其进行了宝石学、矿物学、光谱学特征及主要化学成分和微量元素的研究。结果表明,该玉石的主要矿物组成为白云母,质量分数达98%以上,具鳞片变晶结构,少量的红色矿物为金红石;Cr3＋类质同象替代白云母中的Al3＋是该样品产生绿色的主要原因,依据国家珠宝玉石名称的标准,应将该样品定名为云母玉。     

酸溶-电感耦合等离子发射光谱法测定密西西比型铅锌矿床矿石中的铅

密西西比型(MVT)铅锌矿床的主要矿物有方铅石、闪锌矿,常伴生有重晶石、萤石等矿物,使得MVT型矿石在酸处理过程中易生成不溶于水和酸的硫酸铅钡复盐,故而检测矿样中铅的含量偏低。本文建立了采用盐酸-硝酸-氢氟酸体系酸溶分解MVT型矿石,电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定铅含量的分析方法。实验比较了盐酸-硝酸-氢氟酸、盐酸-硝酸-氢氟酸-高氯酸、盐酸-硝酸-硫酸三种酸溶体系的溶样效果,并通过X射线衍射论证了方法的可行性。结果表明,盐酸-硝酸-氢氟酸体系克服了复盐硫酸铅钡和硫酸铅沉淀的生成,适量的氢氟酸促进了Pb SO4的溶解,X射线衍射表征也表明此种酸溶体系的沉淀中不含有Pb SO4,可更彻底地分解MVT型矿石。本方法精密度(RSD)为0.3%~0.6%,实际样品的加标回收率为96.0%~99.2%,铅的最佳检测范围为0.01%~20.0%。     

新疆阿克陶县有色矿石的非金属元素成分分析

岩矿测试和分析更多关注矿石矿物中的金属离子,但其中阴离子及其存在形式的研究对于理解矿石的组成、成因和金属离子的存在状态具有重要意义。本文采用红外光谱、X射线电子能谱和热重分析等方法对新疆阿克陶县奥依塔克镇的有色矿石中非金属元素进行成分分析。研究结果表明,矿石含有H、C、O、Si等非金属元素,主要以—C—O、C═O、Si—O—C和Si—O阴离子的形式存在,并与Mg、Al、Ca等主要金属元素形成γ-Al2O3、CaO·SiO2、MgCO3、CaCO3等化合物。样品煅烧到900℃,导致样品损失水分并使其中的MgCO3发生分解,而CaCO3不分解,分解产生的MgO与Si—O结合生成MgO·SiO2,表明矿石主要含有碳酸盐和硅酸盐,是具有白云石矿石特性的混合型矿石。     

应用X射线衍射-扫描电镜-光学显微镜鉴定黑龙江石墨尾矿中的绢云母

石墨尾矿作为一类二次资源,当云母类矿物的含量在10%以上时,具有回收利用价值。黑龙江某地石墨尾矿中含有10%以上的云母类矿物,但其细度(500~800目)低于常规的云母矿,本文采用X射线衍射(XRD)分析矿物组成,再结合化学分析、扫描电镜-能谱、光学显微镜与纯矿物进行对比,由此鉴定云母类矿物种属。XRD研究初步表明石墨尾矿含有的云母族矿物属于白云母亚类或黑云母亚类。扫描电镜分析表明尾矿中的云母矿物与纯绢云母矿物均以片状和鳞片状为主要存在形态,而纯黑云母主要以片状形式存在。尾矿的Si O2含量为5%~13%,Al2O3含量为4%~8%,与纯绢云母接近。光学显微镜鉴定显示在正交偏光下石墨尾矿中的云母颜色和纯绢云母类似,而与纯黑云母截然不同。综合以上结果最终可确定该地石墨尾矿中的云母族矿物为白云母亚类中的绢云母。本研究为后续石墨尾矿的选矿工艺奠定了基础,也可应用于类似细度绢云母的鉴定。     

皖南地区下寒武统荷塘组页岩矿物组成及脆度分析

为了研究皖南地区下寒武统荷塘组页岩的矿物组成和页岩气储集层物性,本文对采自荷塘组的页岩样品进行了X射线衍射分析和有机地球化学实验。结果表明,皖南地区荷塘组页岩有机碳含量较高(多为1.0%~10.0%),有机质类型为Ⅰ型,热演化程度处于过成熟阶段(Rom为4.2%~5.3%);荷塘组页岩矿物组成复杂,以石英、黏土矿物和碳酸盐矿物为主,平均含量分别为68.2%、24.5%和3.3%,部分样品中含有少量的长石、菱铁矿、黄铁矿和石膏。与北美地区页岩相比,皖南地区荷塘组页岩的脆性矿物含量较高(平均73.9%),脆性指数较大(平均71.7%),表明该区荷塘组富有机质页岩具有良好的脆度,有利于页岩气储集层的可压裂性。     

禹州煤田煤系泥页岩矿物组成与脆性分析

为了研究禹州煤田煤系泥页岩的矿物组成和页岩气储集层物性,对采自该区石炭二叠系的泥页岩样品进行了X射线衍射分析和有机地球化学实验。结果表明,禹州煤田煤系泥页岩有机碳含量高,有机质类型为Ⅱ型,热演化程度处于成熟—高成熟阶段(平均值为1.62%);泥页岩矿物组成以石英、黏土矿物为主,平均含量分别为31.9%、63.2%,部分样品中含有少量的长石、菱铁矿、黄铁矿。通过与海相页岩对比,海陆过渡相煤系泥页岩黏土矿物含量为40%~80%,其中高岭石含量高是煤系泥页岩储层的重要特征,平均含量达到29.6%左右。此外,煤系泥页岩的石英脆度和总脆度均比海相页岩要低,其中禹州煤田煤系泥页岩石英脆度为32%,总脆度为36%,与国内其他地区煤系泥页岩脆度相当。表明禹州煤田煤系泥页岩具备较好的页岩气储集层可压裂性。     

利用低品位菱锰矿矿石热处理制备纳米材料

通过热处理低品位菱锰矿矿石制备高活性纳米材料,并探究其催化去除NO_x、吸附重金属性能.利用X射线荧光光谱仪、透射电子显微镜等研究菱锰矿矿石组成;利用X射线粉末衍射仪、扫描电子显微镜、比表面积分析仪、烟气分析仪、原子吸收分光光度计等研究菱锰矿矿石空气中热处理后结构变化及其NH₃-SCR脱硝、重金属吸附效果.菱锰矿矿石主要组分为菱锰矿,含有少量黄铁矿、石英、白云石及硫酸盐.在空气中550℃煅烧1 h后,菱锰矿分解完全,产物以黑锰矿为主晶相,同时含有其他低结晶态锰氧化物;样品表面出现大量3~7 nm气孔,比表面积达到最大（31.5 m2/g）.脱硝实验显示R550在170℃时脱硝效率可达到90%;吸附实验表明R550对Cd2+、Pb2+、Cu2+均有较好的吸附作用,表明低品位菱锰矿矿石在空气中550℃煅烧可获得高比表面积、高活性的纳米结构化材料,在环境污染物去除方面有潜在的利用价值.      

广西大化玉的宝玉石学特征和矿床成因

通过偏光显微镜、电子显微镜、电子探针仪、X射线衍射仪、红外光谱仪以及拉曼光谱仪等测试对广西大化玉的宝玉石学特征进行了研究,结果表明大化玉主要由微晶透闪石集合体组成,并含有方解石、透辉石、磷灰石、石英、绿泥石、蛇纹石、滑石、石榴石和褐铁矿等次要矿物。对其硬度、密度、折射率、抗压强度、抗拉强度和韧性等进行了系统测定。通过野外考察以及对室内成矿温度、氢氧同位素、硅同位素和稀土元素等特征进行综合分析,确定大化玉矿床成因类型为层控性接触交代型岩浆热液矿床,根据辉绿岩中锆石U-Pb法测年,确定其成矿年龄为2.6亿年左右,并建立了对应成矿模式图。     

关于煤系石墨鉴定标准的讨论

煤系石墨的鉴别及其类型划分,是矿产地质勘查和资源开发利用的前提条件和基础性工作,制定煤系石墨鉴定标准应遵循科学性、系统性、适用性和可操作性的原则。煤石墨化作用与煤化作用是连续递进加跃变的演化过程,煤系石墨的大分子结构阶跃性演化和物质组成非均质性等特点,造成矿种鉴别的复杂性。为制定科学实用的鉴定标准,从成矿机制研究和资源评价需求出发,按照矿石总体石墨化程度由高至低,划分了煤系石墨一号、二号、三号等3种类型;在前期工作的基础上,补充了110多组实测数据,修改完善了由初步鉴定指标和精确鉴定指标构成的煤系石墨鉴定指标体系。初步鉴定指标包括挥发分产率V_daf和最大反射率R_max,用于资源评价和地质勘查阶段初步区分煤与煤系石墨;精确鉴定指标包括晶面间距d₀₀₂及其等效的石墨化度G、拉曼光谱参数R₂,用以精确鉴别煤与煤系石墨,并划分煤系石墨类型。基于涵盖我国主要煤系石墨矿山500余组样品实测数据统计分析结果,确定了煤系石墨类型划分指标:煤系石墨一号,0.335 4 nm≤d₀₀₂<0.338 0 nm(G>0.70)、R₂<0.50;煤系石墨二号,0.338 0 nm≤d₀₀₂<0.340 0 nm(G>0.50~0.70)、R₂值范围0.50~0.60;煤系石墨三号,0.340 0 nm≤d₀₀₂<0.344 0 nm(G>0~0.50),R₂值范围0.50~0.60。根据上述指标,建立了煤系石墨鉴定模板,主要煤系石墨矿山样品测试数据表明,该鉴定模版具有实用性和可操作性。      

石墨矿床类型及显晶质石墨矿床 成矿模式Ⅱ):矿石矿物及矿化特征

基于系统的野外观察和镜下鉴定,从石墨矿石矿物、矿化特征角度研究石墨矿床类型及显晶质石墨矿床成矿模式。研究发现石墨矿物晶体具有多期生长连晶特征,形成复合板状晶体;深变质阶段的混合岩化和大理岩的透辉透闪石化是石墨矿床热液交代阶段的主要矿化蚀变;石墨矿石分为硅酸盐岩型、碳酸盐岩及蚀变碳酸盐岩型石墨矿石;石墨矿床类型为热变质隐晶质土状石墨、浅变质显晶质微晶石墨和深变质大鳞片石墨;成矿模式是成矿物质碳富集-无定型有机碳形成石墨晶核-碳硅有机热液富集再结晶。     

青田石“灯光冻”品种的宝石矿物学特征及其成因

采用X射线粉末衍射和电子顺磁共振等方法,对青田石中的珍贵品种＂灯光冻＂样品进行了研究。结果表明,＂灯光冻＂样品的矿物组成为叶蜡石,多型特征为2M型,含极少量的1TC型;其结构有序度高,化学成分表现为贫Al、富Si型,边缘部位具有石英化迹象。＂灯光冻＂样品中的Fe3＋呈八面体占位,与Ti4＋,Si-O--Al空穴心共同致色。＂灯光冻＂样品中的叶蜡石晶体呈不规则叶片状,大小较均一,呈弯曲片状集合体结构。