中国铝土矿床中稀土、铌(钽)元素的某些地球化学行为初析

由于铝土矿中富含稀土、铌(钽)元素,而这些元素在铝土矿中的地球化学性状复杂,所以多年来不仅国内尚未有这方面的专门报导,就是在国外有关铝土矿中稀有元素的论著以及有关铝土矿矿物学研究也是较少.本文根据多年研究资料,对其进行如下初析.     

铝土矿中伴生三稀元素研究进展

近年来国内外铝土矿中伴生三稀元素的研究表明,众多铝土矿及赤泥中的三稀元素具有巨大的综合利用潜力,部分矿床甚至已到达了工业生产的要求.三稀元素通常以类质同相形式进入矿物晶格和离子态吸附于矿物表面两种形式产出,但在很多铝土矿中均发现有少量稀土独立矿物的存在.影响铝土矿床中三稀元素富集因素复杂,包括成矿原岩、pH值、氧化还原环境和赋存矿物等.目前,电解铝的尾矿-赤泥中三稀元素的回收工艺也日渐成熟,酸浸-萃取(离子交换)是主要提取方法.由于铝土矿中矿物组成细小且复杂,其中三稀元素种类众多,含量相对较低,因此,未来分辨率和精度更高的显微测试技术的应用将推动三稀元素在铝土矿分布、赋存形式和富集机理研究深入.     

贵州修文小山坝铝土矿中镓等伴生元素分布规律研究

通过ICP-MS等分析方法对贵州小山坝铝土矿中伴生元素的研究,发现该矿床TiO2、Ga、Ge、Sc、Nb、Li和REE等有用伴生元素在铝土矿矿体中均有较高富集,其含量大多接近或超过了工业综合利用标准,具有较大的经济价值,特别是矿区富铁铝土矿石中Ga和Sc等含量异常高.贵州铝土矿资源丰富,其伴生元素在铝土矿冶炼过程中所产生的赤泥中更为富集,因此,贵州铝土矿综合利用前景十分巨大,这些元素潜在的经济价值,在某种程度上,甚至会超过主导产品氧化铝的价值.开展铝土矿中镓等伴生有用元素的分布及赋存状态的研究,对于镓等稀散元素在特殊地质地球化学环境中超常富集机制、矿产资源综合价值的重新认识评估和矿产资源的综合利用将十分重要,不仅可为铝工业注入新的活力,增加新的经济增长点,而且还可以解决大量赤泥堆放和利用问题,同时获得较大的社会效益与环境效益.     

河南省偃龙铝土矿床地球化学特征及成矿物质来源分析

本文以偃龙铝土矿为对象,研究了铝土矿的地球化学特征,讨论了其成矿物质来源。铝土矿含矿岩系中不同矿产的SiO_2、Al_2O_3、Fe_2O_3、FeO的元素含量变化较大,且总量较高,说明铝土矿在形成过程中,其源岩风化程度较高。Al_2O_3与SiO_2、Fe_2O_3、K_2O含量呈负相关关系,与TiO_2、A/S呈正相关关系。含矿岩系明显具有富集轻稀土、亏损HREE的特征,在垂向上,其稀土元素含量较高的是Ce、La、Nd(均为轻稀土),低含量的是Tm、Ho、Eu、Lu。微量元素方面,偃龙铝土矿比山西铝土矿富集的元素有Li、Be、Sc、Ni、Cu、Zn、Zr等稀有金属元素和亲铜元素,而这些元素在贵州大竹园铝土矿中的含量比偃龙铝土矿更富集。偃龙铝土矿的成矿物质来源于基底碳酸盐岩风化残余,在广泛海侵时,残余物质经搬运沉积成矿。     

贵州云峰铝土矿中铀矿物的发现

山西省煤系铝土矿资源丰富,深部铝土矿资源评价正逐步开展,为进一步确定煤中铝资源禀赋,探求高效勘查方法,以山西孝义地区上石炭统煤系铝土矿层为研究对象,选取并采集了3个钻孔的37个样品,应用显微光学分析、XRD、SEM、XRF和ICP-MS等技术方法,在分析煤系铝土矿层沉积环境和成矿物源的基础上,研究铝土矿中铀(U)、钍(Th)元素的赋存状态与富集成因,探讨U、Th元素的地球化学特征与自然伽马异常的响应关系。结果表明,研究区铝土矿层形成于海相碱性弱氧化为主的沉积环境,沉积过程中存在氧化、弱氧化–弱还原和还原环境,且氧化还原条件不断发生微弱变化;铝土矿与其顶板黏土岩(矿)物源相似,主要源自酸性岩浆岩,而底板铁质岩的物源则与玄武岩或钙质泥岩有关;铝土矿层U、Th元素异常富集主要受控于物源母岩类型及铝土矿、黏土矿物和含钛矿物的吸附能力;铝土矿中富集的U、Th元素是自然伽马高异常的主要原因,且Th元素的贡献较U元素明显。研究结果对划分煤系铝土矿和围岩、确定煤系铝土矿的层位及推测矿体厚度具有实际意义,并对开展深部煤系铝土矿勘探与开发也具有理论指导意义。

     

南川大佛岩铝土矿区钛、硫含量与铝土矿成矿的关系

通过南川大佛岩铝土矿矿床特征的分析及对铝土矿体中Al_2O_3与Ti、S含量关系的研究发现,铝土矿体中TiO_2与Al_2O_3含量成正相关关系。在含矿岩系中若无连续成片的TiO_2含量大于2. 0%的地段,说明原生沉积阶段红土化程度低,初始铝土矿形成条件差,难以形成铝土矿工业矿体,TiO_2含量可作为初始铝土矿含矿岩系质量(红土化程度)优劣的指示元素。铝土矿中硫含量的高低,受后期改造影响明显,可以将S作为铝土矿区后生改造程度强弱的指示元素。     

黔北务正道地区铝土矿矿化过程与稀土元素次生富集作用

铝土矿成矿作用是赤道湿热气候条件下含铝岩石强烈化学风化和富集改造的结果,成矿作用的实质是非成矿(杂质)元素从成矿体系中大量活化并分离移出、而成矿元素发生相对富集的过程。了解铝土矿矿床成矿过程中不同性质元素的活化、迁移和贫化与富集行为,是研究铝土矿成矿条件、成矿机制     

重庆银矿垭口铝土矿锂的分布特征

文章通过对重庆银矿垭口铝土矿中锂元素的分布特征的研究,发现含矿岩系中锂含量普遍超过了工业综合利用的最低指标,具备良好的综合利用的基础条件;锂元素在铝土矿中的存在形式存在多种可能,或吸附或类质同象;从铝土矿中提取锂的工业化进程受到选冶技术的限制,降低铝土矿中提Li的投入与产出比,提高资源利用率,有效压缩成本是今后开展铝土矿综合利用研究的重要方向。     

黔北务一正一道铝土矿床不活动元素地球化学与质量平衡计算

贵州务川一正安一道真（务一正一道）铝土矿属于古风化壳沉积型铝土矿床,是黔中一渝南铝土矿成矿带的重要组成部分。铝土矿产于中下志留系韩家店组（S1-2hj）泥页岩或上石炭统黄龙组（C2h）灰岩的侵蚀面上,含矿层位为中二叠统梁山组（P21）。根据元素地球化学特征及相关分析表明,Ti、zr、Nb、cr、Th、Ga、Hf、Ta及V在铝土矿矿化过程中均为不活动元素。特别是Ti在铝土矿矿化过程中性质最稳定,故可对其用于质量平衡的计算。铝土矿化过程中一些元素的质量变化可以通过不活动元素在铝土矿（岩）和中下志留系韩家店组（s1-2。hj）泥页岩中的含量变化来估算。计算结果显示,大多数活动元素从铝土矿体系中移走,部分Si、Mg、K、Fe以及少量的弱活动性AJ向下渗透,并沉淀为伊利石（绢云母、绿泥石）、赤铁矿和石英或非晶体硅。通过系统研究和质量平衡计算,可初步确定SI1-2hj泥页岩为务一正一道铝土矿主要的成矿原岩。     

桂西铝土矿中伴生元素研究现状

桂西铝土矿中除了丰富的铝资源,其中还伴生有大量的稀有、稀散和稀土金属元素,这些元素虽然都未能形成独立矿床,但其含量却不容忽视,个别元素含量已经达到了大型或超大型矿床规模(曾德启,2000),如果善加利用,其价值将远远超过铝土矿本身。但是,由于长期以来的粗放型开采,致使铝土矿中大部分伴生元素都被残留在赤泥之中,造成了极大的资源浪费。     

重庆大佛岩铝土矿床地质特征、矿床成因及伴生矿产综合利用

重庆大佛岩铝土矿床位于渝南黔北成矿带内.铝土矿含矿岩系分布在二叠系栖霞组灰岩或二叠系梁山组炭质页岩之下、志留系韩家店组粉砂质页岩或石炭系黄龙组灰岩之上,为一套含铝黏土岩组合,矿体一般在含矿岩系中部,平面上连续分布;矿石以土状和致密状铝土矿为主,含少量砾屑状和土豆状铝土矿;矿石矿物主要由硬水铝石组成,次为高岭石.通过对含矿岩系微量以及稀土元素的分析,认为重庆大佛岩铝土矿床主要是在弱酸性、氧化环境中形成的具陆相沉积特点的铝土矿床,铝土矿物源主要来自陆源;从含矿岩系中稀土元素与基底页岩中稀土元素相关系数、稀土元素配分模式曲线来看,成矿物质来源主要为下伏志留系韩家店组粉砂质页岩.大佛岩铝土矿床不仅具丰富的铝土矿资源,同时伴生有REO(rare earth oxides)、Ga、Sc、Li以及V等多种有益元素.铝土矿中伴生Ga、V等的综合利用可同主元素铝的利用结合起来,但REO、Sc、Li等因受到多方制约,目前尚无综合开发利用的可行性.因此在开发铝土矿的同时,开展伴生元素综合利用研究具有重要意义.     

加纳阿瓦索红土型铝土矿床地球化学特征及成矿作用研究

红土型铝土矿是加纳共和国铝土矿资源的主要矿床类型。阿瓦索铝土矿床产于西非克拉通古元古界比理姆岩系(泥板岩类)的表层红土中,是典型的红土型铝土矿。通过分析阿瓦索铝土矿的成矿地质背景、矿体特征以及矿石地球化学元素特征发现,铝土矿石的化学组分以Al_2O_3、SiO_2、TFe_2O_3为主,TiO_2次之,碱金属元素含量极低;风化过程中Zr、Hf、Nb、Ta等微量元素含量稳定;Cr—Ni关系图显示比理姆岩系为铝土矿的矿源岩,三水铝石主要由比理姆岩系中的黏土矿物经过风化淋滤形成,表层铝土矿在后期风化和红土化作用下结构构造发生一定的变化,铁氧化成以赤铁矿为主的铁壳,最终形成一个大型的红土型铝土矿。     

山西本溪组铝土矿成矿条件及成矿规律探讨

通过对山西石炭系本溪组铝土矿,即华北G层铝土矿形成的构造背景、古地理环境及铝土矿床的分布分析,指出了山西铝土矿矿床主要分布在各古陆、古岛边缘的成矿盆地中,且成矿盆地的封闭性越好越有利于成矿.古陆上广泛出露的铝硅酸盐岩经过风化分解,其中的K、Na、Ca、Mg等元素大多数被淋失,Fe、Al、Ti、Si等元素相对富集,残留在红土风化壳中,经海侵短距离机械搬运至沉积盆地沉积.通过对铝土矿成分及其围岩物质组分的分析,进一步确认沉积在古陆边缘的原始铝土矿层埋藏于潜水面以下的还原环境中,经地下水、地表水等酸性溶液的淋滤脱硅后沉积成矿,后经地壳抬升,通过对原始铝土矿的渗流作用、氧化改造而达到铝土矿的富集,且铝土矿多分布在靠近古陆边缘的缓坡一侧,在沟谷两侧的高山低洼处矿体较富,而埋藏越深越则不利于成矿.     

氟化氢铵快速分解-电感耦合等离子体质谱法测定含刚玉铝土矿中锂镓锆稀土等痕量元素

铝土矿中常伴有锂、镓、锆、稀土等有用组分,完全提取并准确测定其含量对于铝土矿资源综合评价和综合利用具有重要意义。然而铝土矿中常常含有少量刚玉,常规的四酸、五酸和封闭压力酸溶法对其分解不完全,导致测定结果偏低。本文采用氟化氢铵作熔剂,高温下在旋盖PFA小瓶中分解样品,通过在熔样过程中使用少量硫酸,对不同熔矿温度、消解时间及试剂用量等因素详细考察,确定了最佳熔矿条件[200℃,3h,试样比4∶1(称样量50mg)],建立了氟化氢铵分解-电感耦合等离子体质谱法测定含刚玉铝土矿中37种痕量元素的分析方法。本方法能快速、有效地分解含刚玉铝土矿,经三种铝土矿国家标准物质GBW07177、GBW07181和GBW07182验证,并与四酸、五酸和封闭压力酸溶法的测定结果对比,三种标准物质中Li、Ga、Sr、Zr、Pb等9种元素的回收率分别在95.0%～115.0%、90.0%～110.0%和90.0%～110.0%之间,测定值与认定值相符。同时,本方法实现了铝土矿(Al_2O_3含量在42.97%～90.36%之间)中Al、Ti、P等主量元素的精确分析,进一步验证了其用来测定铝土矿中痕量元素的准确性。方法检出限为0.002～0.43μg/g,与传统硝酸-氢氟酸密闭消解法的检出限(0.000～0.48μg/g)基本相当,精密度在1.14%～8.84%之间,能够满足铝土矿中痕量元素的分析要求。     

河南陕县柿树沟铝土矿床控矿地质特征

柿树沟铝土矿床赋存于上石炭统本溪组碳酸盐岩不整合面上,严格受沉积间断面控制。铝土矿规模较大、稳定,矿体为层状或似层状,矿石构造类型为块状、层状。主要矿物成分由一水硬铝石、高岭石组成,有害元素少,并伴生有Ga元素等。矿床受潮湿热带气候中形成的红土化与成矿密切相关。侵蚀面上形成大小不等的洼地及溶斗是铝土矿的定位空间,海湾泻湖相沉积是铝土矿床形成的有利条件。矿床属于经过短距离搬运-机械沉积为主的铝土矿,具有较好的铝土矿成矿前景。     

贵州铝土矿伴生镓的分布特征及综合利用前景——九论贵州之铝土矿

镓是甚为分散的元素,由于镓和铝的性质相近,大量镓伴生于铝土矿中。在黔中-渝南成矿带内,除修文矿带铝土矿镓平均含量为63×10-6外,息烽、遵义、正安、道真矿带铝土矿中镓平均含量为114×10-6~129×10-6。铝土矿中镓含量高低,可能与其基底地层岩石中镓含量的高低关系密切。贵州铝土矿中镓的平均含量皆大大超过铝土矿中镓的综合利用指标,有着广泛的开发利用前景。     

贵州清镇铝土矿地球化学特征及成因指示意义

<正>铝土矿是表生风化作用的最终产物,无论是红土型、喀斯特型还是异地沉积型铝土矿,在成矿过程中,原岩中的矿物都会发生不同程度的蚀变,并伴随着碱金属和碱土金属元素的迁出和难溶元素(如Al、Ti、Nb、Ta、Zr、Hf等)的富集沉淀(karadag et al.,2009),由于成矿物质来源的不同、或是形成环境的差别,表现出铝土矿颜色、结构、构造及元素地球化学性质等方面的不同。笔者在贵州清镇     

华北铝土矿的物质来源及成矿模式探讨

华北石炭纪岩溶型铝土矿的主要物质五源为下伏的晚牙世－中奥世碳酸盐岩。在 风化过程中，碳酸盐岩中活泼元素被带走，而残余的Ａｌ、Ｔｉ、Ｆｅ等惰性元素得到富集，其依据为下伏基岩具有与铝土矿相近的Ａｌ／Ｔｉ值；两者的痕量元素分布和富集系数基本一致；重砂矿物的种类、标型特征具有明显的继承性；现代碳酸盐岩岩溶洼地上正在形成的铝土矿矿床可提供例证。华北铝土矿的成矿模式概括为：在早古生代碳酸盐岩风化壳的物质基础上     

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。     

瓮安杉树坳铝土矿地质及地球化学特征研究

铝土矿是贵州省的优势矿种之一,但黔南地区铝土矿研究相对薄弱。本文以瓮安杉树坳铝土矿为研究对象,展开了地质特征及地球化学特征等方面的系统研究工作。结果发现:Li、Sc、Ga含量最高依次在铝土岩、碎屑状铝土矿、炭质泥岩和劣质煤层中,最低均为含黄铁矿或硫铁矿的粘土岩。同时,对"三稀"元素和主量元素之间的关系进行研究,得知Al_2O_3、TiO_2及Sc整体具有相似的变化规律,而SiO_2、Fe_2O_3、Li及Ga,局部具有相似的变化特征。随着铝含量的增加,碎屑状铝土矿中Al_2O_3、TiO_2、Sc具有相似的变化特征,演变至土状—半土状铝土矿中Al_2O_3、TiO_2、Ga具有相似的变化特征的现象。