铝硅酸盐纳米矿物的地质意义和资源价值再认识

本文简析了三种典型铝硅酸盐纳米矿物(埃洛石、伊毛缟石和水铝英石)的结构和性质特点;探讨了它们在其典型赋存环境中对元素迁移和富集所起的作用和机理,包括风化淋积型稀土矿床中埃洛石对稀土元素赋存所起的作用,火山灰风化壤等体系中伊毛缟石和水铝英石对重金属离子、放射性元素、阴离子和有机碳迁移所起的作用等;还浅析了这三种特殊非金属矿物的工业应用的可能性和条件。     

粤北大宝山次英安斑岩中副矿物榍石的初步研究

榍石是花岗岩,尤其是钙碱性花岗岩中常见的副矿物之一。利用背散射图像和电子探针成分分析对粤北大宝山矿区岩心样品(次英安斑岩)中的榍石进行了系统的矿物学研究。结果表明,研究区榍石可分为岩浆榍石和次生(热液)榍石两类,其中岩浆榍石为自形至半自形,颗粒较大,具环带结构,平均w(Al2O3)=1.24%,w(TiO2)=38.10%,w(F)=0.40%;次生(热液)榍石与绿泥石等蚀变矿物共生,多呈它形,平均w(Al2O3)=2.44%,w(TiO2)=36.02%,w(F)=1.00%。榍石的不同世代、成因、副矿物组合特征等可以揭示花岗岩的形成条件、演化历史,且对判别花岗岩的成因类型具有重要意义。     

湖北隆中下二叠统耐火粘土中的累托石

湖北隆中下二叠统软质耐火粘土层中的累托石,经化学分析、X射线衍射、红外、热分析及电镜分析,证明它是由钠云母层和钠蒙脱石层组成,结晶较差。膨胀层内,层负电荷主要来自四面体片Al~(3+)对Si~(4+)的取代,层间可交换阳离子以Na~+为主。00l衍射数据具有整数倍关系,但标准偏差较大。基本符合d_(AB)=d_A+d_B关系。     

海纹石的宝玉石矿物学特征

对产于多米尼加的海纹石样品进行了矿物学测试和分析.镜下观察显示,海纹石呈致密的纤维状结构,纤维长约0.01～0.02 mm;X射线衍射表明,海纹石样品主要由针钠钙石组成,并未检测到其它杂质成分,与能谱分析结果一致;不同色调的海纹石样品在红外光谱和紫外-可见光吸收光谱上都没有表现出本质的差别.     

河北灵寿蛭石晶体化学特征与层间水化行为

河北灵寿蛭石是矿物学意义上的蛭石,其晶体化学特征对蛭石的开发应用具有重要的意义。本文利用X射线衍射(XRD)、化学分析(XRF)、红外光谱(FTIR)、热分析(TG-DTG)等技术对提纯后的河北灵寿蛭石矿物的成分和晶体结构等矿物学特征进行了研究。在此基础上,通过控制不同相对湿度条件,考察了晶体化学特性对蛭石层间水化行为的影响。结果表明,河北灵寿蛭石属于矿物学意义上的三八面体蛭石,层间水化阳离子为Ca~(2+),平均层电荷数为0.61 eq/O_(10)(OH)_2 (半晶胞)。晶层之间电荷分布不均匀,表现为部分层间域中含有一定量的K~+。该蛭石具弱膨胀性,其d_(002)随环境湿度不同而变化。     

结构矿物学的新成果

近年来,结构矿物学有了很大发展,其原因有如下几个方面:1．各种衍射方法(X射线衍射,中子衍射、电子衍射)日趋完善,特别是四圆衍射仪(包括X射线四圆衍射仪和中子衍射四圆衍射仪)的日益普及,结构分析的解析程序日臻完备,大大提高了矿物结构分析的精度和速度;2．各种谱学研究方法(气外光谱、穆斯堡尔谱、顺磁共振、核磁共振等)用于矿物结构的研究;3．高分辨率电镜的应用。总之,结构分析手段的提高促进了结构矿物学     

南阳夕线石矿工艺矿物学特征及选矿试验

采用化学分析、偏光显微镜和X射线衍射分析等测试手段对河南南阳夕线石矿的工艺矿物学进行系统研究,查明了矿石矿物组成、夕线石嵌布特征及有害元素赋存状态。结果表明,该夕线石矿风化程度高,含泥量大,有害元素Fe_2O_3含量高,去除难度大。在工艺矿物学基础上,采用选择性磨矿→脱泥→磁选→一粗一扫三精中矿集中返回的闭路流程处理矿石,获得了品位为89.11%的夕线石精矿,夕线石回收率达到51.41%且精矿理化性能达到了我国行业标准(YB/T 4032-2010)中GP-54级标准。     

纳米结构矿物的特殊结构和表-界面反应性

纳米矿物是纳米地球科学（Nanogeoscience）的核心研究对象之一.鉴于"纳米矿物"的概念在实际运用时较宽泛,有时与经典定义不符,建议用"纳米结构矿物"代替"纳米矿物",并简析了纳米结构矿物（Nanostructured Minerals）的概念.以管状纳米结构矿物（埃洛石和伊毛缟石）、球状纳米结构矿物（水铝英石）、层间纳米结构矿物（蒙脱石和伊/蒙混层矿物）和多孔纳米结构矿物（硅藻质蛋白石）为例,分析了纳米结构矿物的结构、表面基团的特殊性及其所衍生的特殊界面反应性,讨论了它们对矿物资源利用和油气生成等地球物质循环过程的重要意义.      

X射线衍射-扫描电镜等技术研究秘鲁铜硫矿石选矿工艺矿物学特征

秘鲁铜硫矿石的主要回收对象是铜和硫矿物,由于铜矿物嵌布复杂、粒度过细以及与各种脉石矿物或金属矿物交生关系紧密,利用传统工艺矿物学研究方法如化学分析、光学显微镜检测等较难准确定量其工艺矿物学参数。本文采用化学分析、X射线衍射、扫描电镜、偏光显微镜及矿物参数自动分析系统(MLA)等技术手段,研究秘鲁铜硫矿石的化学成分、矿物组成和主要矿物的嵌布特征、粒度分布及单体解离特性等,并对影响选矿指标的主要矿物学因素进行分析。结果表明:矿石中主要元素为Cu(0.65%)和S(9.53%)。矿石中黄铁矿(16.57%)含量较高,形态较为规则,与其他矿物之间的交生关系相对简单,粒度普遍偏粗,其中粒径大于0.30mm的黄铁矿占95.06%。铜矿物主要以不规则粒状、皮壳状、网脉状、纤维状、尘粒状、斑点状分布于脉石中或与黄铁矿、闪锌矿、磁铁矿等金属矿物交生紧密,粒度极不均匀,使得铜矿物解离难度加大,且矿石中云母(12.51%)、绿泥石(3.74%)、滑石(3.34%)、高岭石、蒙脱石(3.59%)等黏土质矿物含量较高,在磨矿过程中易发生泥化从而恶化分选环境。根据该类型矿石的工艺矿物学特性,本文建议采用"粗磨-部分优先浮铜-铜硫混浮-混合精矿再磨再选分离"的工艺流程,可得到质量高的铜、硫精矿。     

贵州西部坡缕石产出特征的研究

坡缕石又称坡缕缟石,取名于苏联乌拉尔的坡缕高斯克(Tsavtchenkov 1862),是海泡石族属于富镁的纤维状硅酸盐粘土矿物的一种,其理想分子式为:(Mg_5)[Si_8]O_(20)(OH)_2(OH_2)_4·4H_2O。 该矿产出形式有沉积型;热液型;裂隙—表生型及残积—表生型。前者产出的坡缕石往往与海泡石一起,沉积形成较大的具工业意义的矿床,有人将此种成因的结晶细小或成土壤的坡缕石称之为凹凸棒石;后三者产出的坡缕石为纤维状及树皮状矿物集合体呈脉状及团块状,分布范围不大,工业价值较小。     

福建郭山高岭土矿床中高岭矿物的研究

本文运用X射线衍射、红外吸收光谱、分析电子显微术和化学分析等多种方法对福建郭山高岭土矿床中的高岭矿物(高岭石和埃洛石)的矿物学性质、分布及矿物形成的阶段性变化进行了系统研究。结果表明,根据高岭石和埃洛石相对含量的多少,花岗岩风化剖面全风化带划分的4个矿物段可以反映这两种矿物的分布特点。埃洛石为具有管状和多面体球状的7?型以及10?—7?、7?-高岭石过渡型。高岭石晶体形态和结晶有序度在风化剖面垂直方向上的规律性变化与高岭石的形成经历了初始结晶——强烈高岭土化——风化作用后期的阶段性变化有关。     

Mineral/water interactions in tailings from a tungsten mine, Mount Pleasant, New Brunswick

The pore-water geochemistry and mineralogy of tailings derived from a granitic tungsten deposit were characterized by collecting pore-water samples at discrete depth intervals throughout the tailings for the analysis of major and minor element concentrations. Mineralogical samples from the oxidation zone were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS), electron microprobe (EMP) combined with wavelength dispersive X-ray spectroscopy (WDS), and transmission electron microscopy (TEM). The oxidation of sulfide minerals in the near-surface tailings leads to a decrease in pore-water pH and elevated SO₄, As, and metal concentrations. The unusual mineralogy of this deposit, compared with that of commonly studied base-metal and gold deposits, results in several unique geochemical characteristics. The dissolution of fluorite releases F into the pore water; the F forms strong complexes with Al and enhances the dissolution of aluminosilicate minerals within the oxidation zone. As a result, high Al concentrations (up to 151.7 mg/L) are detected in the near-neutral pore water in the oxidation zone. The combined dissolution of aluminosilicates and carbonate minerals maintains the pH near 10 in the pore water at depth. Elevated concentrations of W (up to 7.1 mg/L) are detected in the pore water throughout the tailings, likely as a result of the dissolution of wolframite. Consistent with geochemical model calculations, results from SEM/EDS, EMP/WDS and TEM/EDS analyses indicate that secondary minerals, which occur as orange-brown coatings on grains of primary-minerals, are Fe oxyhydroxides. Examples of these secondary minerals display a fibrous habit at high resolution in the TEM. One of these minerals, which contains substantial amounts of Al, As, and Si as impurities, was identified by selected-area electron diffraction (SAED) analyses to be goethite. Another mineral contains relatively high amounts of Si, Pb, Bi, and As, and SAED analyses suggest that the mineral is two-line ferrihydrite.     

北戴河红色风化壳地球化学特征及气候环境意义

风化壳地球化学特征具有环境指示意义。用X射线荧光光谱法(XRF)和X射线衍射法(XRD)分别测试了秦皇岛北戴河燕山大学北侧红色风化壳(简称燕大风化壳)主量元素和粘粒粘土矿物。结果表明:除Ca外,Si、Al、Fe、Na、K的含量在风化壳上均有不同程度的波动,其中Si、Na、K波动轨迹基本一致,Al、Fe则与其相反,相关性分析显示SiO2与Al2O3、TFe、Fe2O3,Al2O3与TFe、Fe2O3,Na2O与CaO具有较好相关性;粘土矿物组合为1·4nm过渡矿物(25%~45%)+伊利石(10%~20%)+伊蒙混层矿物(20%~35%)+高岭石(15%~30%),矿物演化系列是长石、黑云母→(蛭石→1·4nm过渡矿物)→(伊利石)→高岭石。与粘土矿物以1∶1型高岭石为主的富铝化南方红色风化壳相比,燕大风化壳Si淋失度,Fe、Al富集度,矿物演化程度都较低,属硅铝化风化壳。燕大风化壳是上新世暖温带到北亚热带过渡型气候的风化产物,与现代秦皇岛暖温带半湿润型气候不同,这反映第四纪以来该区气候干旱因子增多。CIA、S/A等指示的风化强度异常表明,燕大风化壳形成后至少遭受过两次构造抬升,为剥蚀型风化壳,反映该区新构造运动间歇式上升的特点。     

Geochemical implications of minerals and environmentally sensitive elements of Giral lignite,Barmer Basin,Rajasthan (India)

The Barmer Basin of Rajasthan is significant for its Paleogene lignite sequences. The lignite seam occurs in Akli Formation of Barmer Basin at the depth of 06–241 m. A total of 57 lignite samples were collected from the working faces of lignite mine and were subjected to proximate analysis (moisture, ash yield, volatile matter, and fixed carbon), ultimate analysis (carbon, hydrogen, nitrogen, oxygen and sulfur), elemental analysis (Fe, Ca, Mg, Cd, Mn, K, Na, Cu, Co, Ni, Cr, Zn, and Pb) and rock-eval pyrolysis for mineral carbon (MINC). Some elements like Cu, Cd, Co, Ni, Zn, Pb, Na, and K occur in high concentration, while Mg and Ca have their concentrations lower than World Clarke average. In addition, various minerals and functional groups present in the lignite samples were analyzed through X-ray diffraction and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. The mineral (weight and atomic) percentage has also been analyzed through scanning electron microscopy–energy dispersive spectroscopy (SEM–EDS).     

Synthesis and Growth Process： A Tetrapod-Like ZnO Nanostructure

Three kinds of tetrapod-like ZnO nanostructures have been synthesized simultaneously via pure Zn chemical vapor deposition on silicon wafers with (111) orientation (Si (111)) at 920 ℃. X-ray diffraction indicates that the nanotetrapods are of wurtzite structure. The morphology and the microstructure of the nanotetrapods are investigated by the scanning electron microscopy. Selected area electron diffraction shows the growth direction, and energy dispersive X-ray spectroscopy reveals the atomic composition ratio of Zn/O. The growth process is briefly discussed. The optical property of the products was also recorded by means of photoluminescence spectroscopy.     

晋中南地区铝土矿矿物特征及其成因

铝土矿是生产金属铝的主要来源,用途广泛。利用偏光显微镜、扫描电镜–能谱、X射线衍射、红外及差热分析等手段,研究晋中南石炭系铝土矿矿物特征,分析主要矿物成因。结果表明,铝土矿中所含矿物主要是硬水铝石和高岭石,少量伊利石、绿泥石、赤铁矿、菱铁矿、针铁矿、锐钛矿、金红石、石英、钾长石及方解石等。硬水铝石分隐晶–微晶碎屑、它形粒状晶体、短柱–鳞片状晶体3种类型,差热曲线吸热峰温度偏低,晶胞参数均值a为0.441 546 nm,b为0.945 445 nm,c为0.285 250 nm。硬水铝石主要由高岭石脱硅转变而成,少量为结晶成因。高岭石形成于温暖潮湿气候的风化过程中,部分为复硅化产物。锐钛矿形成于低温低压、TiO₂供应充足的环境中。赤铁矿由含水氧化铁矿物风化脱水形成,少部分为成矿早期沼泽相或海相沉积。石英、钾长石及一些重矿物为陆源碎屑来源。      

一种新型南非紫色玉石的矿物学特征研究

为探究南非最近产出的一种新型紫色玉石的矿物学特征及颜色成因,对其进行了常规宝石学特征测试,并采用X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及紫外-可见分光光度计（UV-Vis）等仪器对其矿物组成、结构特征、化学成分和致色元素进行了研究。常规宝石学测试结果表明,该玉石折射率为1．54（点测）,相对密度为2．1-2．2,摩氏硬度为1-2。XRD分析结果表明样品主要矿物组成为鳞镁铁矿,呈紫色,次要矿物成分为利蛇纹石,呈褐绿色;SEM分析结果显示鳞镁铁矿大多为集合体,主要以鳞片状和纤维状两种集合体形式存在,能谱分析（EDS）结果显示紫色部分主要化学成分为Mg,O,C,Fe,Cr等,佐证了紫色部分为鳞镁铁矿;UV-Vis结合EDS分析结果显示,鳞镁铁矿的紫色可能由Cr致色引起。     

四川沐川黄丹石英砂岩铁质赋存状态研究

为了给四川沐川黄丹石英砂岩矿的深入评价和低铁石英等高端应用提供科学依据,在前期研究基础上,采用X射线荧光光谱分析（XRF）、X射线粉晶衍射分析（XRD）和扫描电镜-能谱仪（SEM-EDS）等现代岩矿测试分析技术,并采用动态和综合分析以及微区原位分析等方法,对矿石铁质赋存状态进行了深入研究,结果表明：原矿w（Fe2O3）为0.161%左右,变化范围是0.086%～0.272%;矿石的Fe2O3含量与SiO2和粒度大小呈负相关,而与SO3、Al2O3和K2O呈正相关;原矿石英含量〉90%,粒径范围0.2～0.5 mm,其晶体结构中不含类质同象杂质,但其表面存在大小为1～100μm的溶蚀坑,较大者被伊利石粘土所充填;粘土矿物和以黄铁矿为主要含铁矿物的黑色杂质的含量分别约为8%和1%,二者是Fe2O3的主要载体,所贡献的Fe2O3占原矿质量分数分别约为0.076%和0.085%（其中黄铁矿的贡献值为0.050%）。     

黔中红粘土的物质来源与成因研究——以平坝剖面为例

以黔中平坝剖面为具体对象,从矿物、元素地球化学、元素质量平衡等多方面对黔中白云岩上覆红粘土剖面进行了详细研究。结果显示该剖面是下伏基岩白云岩风化成土并累积的结果,无其他外来物源,是原位风化壳;成土过程具有两阶段模式特征,即白云石、方解石的溶蚀-酸不溶物累积和酸不溶物进一步风化两个阶段;长时期的构造稳定和白云岩整体溶蚀作用是黔中地区白云岩风化壳土层厚度大、分布连续的主要制约因素。     

青海循化盆地晚渐新世沉积物中坡缕石的特征及其古气候指示意义

采用X射线衍射和扫描电子分析方法,对青海循化盆地晚渐新世沉积物的矿物组成、坡缕石的矿物学特征以及古气候指示作用进行了深入的研究。结果表明,晚渐新世循化盆地沉积物中粘土矿物组成主要有蒙脱石、伊利石、坡缕石和绿泥石等;坡缕石一般呈纤维状或者针状,沿片状蒙脱石的边缘及表面交代生长,为典型自生成因的坡缕石。坡缕石是干旱-半干旱气候条件的特征矿物,其出现表明循化地区晚渐新世气候特征较为干旱,与粘土矿物组合及伊利石结晶度所反映的气候环境信息相吻合;沉积物中坡缕石相对含量及有序度自下而上逐渐增大,说明循化地区的干旱化逐渐加剧。循化地区晚渐新世(～23 Ma)的干旱化可能与青藏高原隆升或者全球气候变冷事件密切相关。