青海省柴北缘地区煤矸石特征及综合利用探究

通过对柴北缘开采矿区煤矸石进行系统采样和分析,得到研究区煤矸石矿物组成、化学组分、微量元素、热值等信息,指出矿物成分主要为石英、伊利石、高岭石、云母,化学成分以SiO₂、Al₂O₃为主,微量元素中Ga,Zr含量均超过伴生有用组分要求,具有回收利用价值。对照煤矸石利用技术要求,提出研究区煤矸石可用于制砖、烧制陶粒、生产水泥、发电、配制加气混凝土,综合利用前景广阔。     

湿地生态系统土壤粘粒矿物组成特征研究

以吉林省7种不同类型土壤(沼泽土、草甸土、潜育黑土、潜育白浆土、水稻土、泥炭土、暗棕壤)为研究对象,在野外采样和室内分析的基础上,对湿地土壤质地及化学组成进行分析,研究土壤粘粒矿物组成特征,探讨其形成机理及演化规律。结果表明：1)土壤质地类型均为壤质土;2)土壤化学组成以SiO₂、Al₂O₃和Fe₂O₃为主,且w(SiO₂+Al₂O₃+Fe₂O₃)>80%;3)土壤硅铝率、硅铝铁率呈现出相同的趋势,潜育黑土>草甸土>泥炭土>暗棕壤>沼泽土>潜育白浆土>水稻土;4)草甸土、潜育白浆土的粘粒矿物组成以伊利石为主,其他土壤均以伊蒙混层为主;5)利用同步辐射装置对暗棕壤进行对比分析,鉴定出了常规光谱中未被识别的矿物(斜长石、伊/蛭混层)。同步辐射衍射光谱具有扫描辨识度强等多种优势,可以成为土壤粘粒矿物特性分析的有效技术。     

晋北煅烧高岭土用煤矸石的应用矿物学特征

为了给晋北煅烧高岭土用煤矸石的评价和开发利用提供科学依据,采用XRD、XRF、SEM和白度计等现代分析测试技术,研究了晋北煅烧高岭土用煤矸石的应用矿物学特征。结果表明:1)根据造纸和涂料用煅烧高岭土的国家标准,晋北煤矸石主要可分为3种类型:合格原料、基本合格原料和不合格原料。2)与合格和基本合格原料相比,不合格原料煅烧产物的化学成分中SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃含量以及碱金属与碱土金属总含量都与前者有较大差异。3)合格和基本合格原料主要由高岭石(85%～94%)组成,不合格煤矸石矿物组合为高岭石(30%～60%)+石英(23%～38%)+伊利石(14%～26%),并含少量黄铁矿和白云石等杂质矿物,石英等杂质矿物和含铁矿物是分别导致煅烧产物化学成分和白度不合格的主要原因。4)合格原料中高岭石结晶度较好,主要为不规则片状、书册状和弯曲片状,片表面光滑,片径大小范围较大,为0.05～51.22μm,平均2.80μm,径厚比41.24。     

华北地区京西煤田侏罗纪煤层中伊利石矿物学特征及成因

为了探讨伊利石对煤化作用和沉积环境的指示作用，以华北地区京西煤田侏罗纪煤层夹矸为研究对象，采用X射线衍射方法（XRD）和X射线荧光方法（XRF）分别测定煤层夹矸的矿物组成和化学组成，研究夹矸中伊利石矿物学特征及成因。结果表明，京西煤田侏罗纪煤层夹矸主要由伊利石、绿泥石和石英组成，其中，伊利石质量分数平均为62.92%。将XRD数据和XRF数据进行对比分析，计算得到伊利石平均化学式为（K_0.37（NH₄）_0.03）Al₂（Si_3.60Al_0.40O₁₀）（OH）₂。京西煤田煤层夹矸中伊利石主要由高岭石转化而来，伊利石的NH₄+占层间阳离子的比例具有随沉积古盐度升高而逐渐升高的趋势，n（Si）/n（Al）Ⅳ具有随煤化程度升高而逐渐降低的趋势，这表明京西煤田侏罗纪煤层夹矸中的伊利石矿物学特征对沉积环境和煤化作用具有一定的指示作用。      

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。     

柴达木盆地团鱼山地区浅湖油页岩特征、成因及成矿模式-以青柴地2井为例

我国陆相油页岩资源丰富,通常沉积于深湖-半深湖、湖沼以及浅湖环境,其中浅湖油页岩主要发育于柴达木盆地、老黑山盆地、黄县盆地等地区。为研究浅湖油页岩的特征和成因,分析其成矿模式,对柴达木盆地团鱼山地区的青柴地2井石门沟组含煤段浅湖油页岩样品分别开展了有机碳、热解、含油率、灰分、挥发分、密度、发热量、主微量元素、X衍射等测试分析。结果显示,研究区油页岩为中灰分、高挥发分、低密度、高发热量、低-中等含油率的油页岩。该油页岩的有机质丰度高,有机质类型为Ⅱ₂型,成熟度为未成熟。其矿物组成主要为粘土矿物和石英,组成元素以SiO₂、Al₂O₃和TFe₂O₃为主,具有P₂O₅、Co、Cu、Zn、Ga、Mo、Ba、Th、U等元素富集,SiO₂、TFe₂O₃、MgO、Na₂O、CaO、K₂O、TiO₂、...     

广西北部湾地区表层土壤As分布特征及其影响因素

选取广西北部湾地区表层土壤中As元素为研究对象,采集了7 327个土壤样品,400个岩石样品,分析As、K₂O、Na₂O、CaO、MgO、SiO₂、Al₂O₃、TFe₂O₃、Mn、Ti、pH和有机碳（SOC）等指标,探讨了土壤成土母岩、成土作用、土壤组成、pH和有机质等对表层土壤As元素的影响。结果表明：As元素平均质量分数为7.96×10^-6,为中国土壤背景值0.80倍;风化作用对于As元素的次生富集起到极为重要的作用,明显强于成土母岩As元素背景的影响。Pearson相关分析和主成分分析表明：在土壤组成和土壤性质等因素中,含Al矿物（Al₂O₃）、含Fe矿物（TFe₂O₃）、含Si矿物（SiO₂）和SOC,对土壤As的富集起到主导作用;pH 和含 Ca矿物（CaO）的作用较弱;而含K矿物（K₂O）、含Na矿物（Na₂O）和含Mg矿物（MgO）对As的次生富集作用可以忽略不计。     

淮北闸河矿区高岭岩特征及其利用途径

用差热、X射线衍射及红外光谱等方法,对淮北闸河矿区下石盒子组底部5#、6#煤层间一层高岭岩矿层进行了研究。结果表明:矿层平均厚3.8m,矿石几乎全部是由高岭石组成的单矿物岩,有益组分Al₂O₃含量一般在36%~39%;主要有害组分Fe₂O₃含量变化在0.78%~1.71%之间;TiO₂含量多在0.4 9%~0.97%。为矿物组成纯净,有益组分含量高但有害组分亦较高的高岭岩。这种岩石是生产化工产品,以及煅烧高岭土的良好原料。      

华北南缘石炭纪仁村大型喀斯特型铝土矿物质来源与成矿过程研究

华北克拉通在中奥陶世至晚石炭世经历了强烈的风化和喀斯特化作用,并在晚石炭世形成大规模喀斯特型铝土矿,但是其物质来源及成矿过程目前仍存争议。本文选取华北南缘仁村大型喀斯特型铝土矿床,在矿床地质剖析基础上,对两个钻孔岩心进行矿物学、地球化学、碳-氧同位素分析,剖析了成矿物质来源和成矿环境条件,总结了铝土矿形成过程。仁村铝土矿含矿岩系赋存于奥陶系灰岩风化面之上的石炭系本溪组中,含矿岩系自下而上包括铁质粘土岩、铝土矿和粘土岩。X衍射和扫描电镜-能谱分析显示铁质粘土岩主要矿物为菱铁矿和伊利石,铝土矿主要矿物为硬水铝石、黄铁矿、菱铁矿、锐钛矿、伊利石和高岭石,而粘土岩主要矿物为高岭石和勃姆石。铁质粘土岩元素组成以SiO₂、FeO、Al₂O₃为主,铝土矿以Al₂O₃、SiO₂、FeO、TiO₂为主,而粘土岩主要为SiO₂。微量元素Zr、Hf、Nb、Ta、Th和U等在含矿岩系呈现整体富集,稀土元素主要在铝土矿层底部富集。硬水铝石...     

青海锡铁山矿区滩间山群a-2岩段与d-2岩段变质岩原岩恢复及对比

锡铁山铅锌矿床位于柴达木盆地北缘造山带中段,矿体主要赋存于滩间山群a-2岩段和b岩组绿片岩中,而在与a-2岩段岩性极其相似的d-2岩段中还未发现矿体。本文通过岩石学和元素地球化学方法对a-2、d-2岩段变质岩进行了原岩恢复及对比,得出以下结论:1)a-2岩段绿片岩较d-2岩段绿片岩,碳质成分含量较多,且碳酸盐化程度较高;2)a-2岩段大理岩成分较纯,方解石含量大于95%,而d-2岩段大理岩中多含石英、长石和绢云母矿物;3)2个岩段SiO₂含量的显著变化显示其源区多来源的特点,w（Al₂O₃）-w（TiO₂）二元组分关系特征反映2个岩段源区至少由2个端元组成,1个端元相对低Ti O₂和Al₂O₃,另1个端元相对高Ti O₂和Al₂O₃,且a-2岩段中TiO₂和Al₂O₃组分相对d-2岩段更加分散;4)2岩段...     

川滇黔地区峨眉山玄武岩风化壳中铌元素赋存状态研究

川滇黔地区峨眉山玄武岩分布区,发育含铌玄武岩风化壳。本文通过典型样品铌元素赋存状态研究发现：(1)X 射线衍射分析指出,未检测出铌的独立矿物,主要矿物为高岭石,占比 75.4%;次为赤铁矿,占比9.52%。(2)透射电镜分析表明,样品矿物组成为锐钛矿、金红石、钛铁矿、磁铁矿、赤铁矿(褐铁矿)、钾长石、高岭石等,未检测到含铌的独立矿物。(3)铌化学物相分析显示,峨眉山玄武岩风化壳中,铌主要赋存于铌铁矿中,Nb₂O₅占比为 78.05%;次为烧绿石、钛铁金红石、易解石及分散相,Nb₂O₅占比分别为 7.88%、7.39%、3.86%及 2.61%,极少量的铌钙矿,Nb₂O₅占比约 0.21%。初步揭示了川滇黔地区峨眉山玄武岩风化壳中铌元素赋存状态,对该类型资源评价与利用有一定指导意义。     

贵州织金县以那地区龙潭组煤质特征及其沉积环境指示

成煤环境与煤质特征关系紧密,泥炭沼泽期陆源输入强度、海水进退以及氧化还原条件对煤中元素分布和组成具有重要影响。本次研究利用贵州织金县以那地区三个煤矿勘查区共46口钻孔主采煤层的煤质分析结果,分析了龙潭组自下而上煤质参数分布特征,并在此基础上探讨了硫分和灰成分指数对成煤环境的指示作用。研究结果表明：(1)以那地区无烟煤全硫分含量较低,平均为2.19%,以无机硫为主,煤灰分中主量元素以SiO₂为主,Al₂O₃和Fe₂O₃次之,其他含量较低;(2)各煤层全硫含量、有机/无机硫在全硫中占比、主量元素组合(Fe₂O₃+CaO+MgO和SiO₂+Al₂O₃)含量呈现相互匹配的变化规律,煤灰成分指数变化规律不明显;(3)以那地区龙潭组自下而上经历了三期海水进退过程,发育潮坪下三角洲平原、三角洲分流间湾和潮坪-瀉湖三种成煤环境,硫分与灰成分指数在成煤环境指示作用上具有较好的一致性。     

全风化花岗岩化学及矿物成份在全土和粘粒中的不同表征

对全风化花岗岩化学和矿物成份的测试常用全土和粘粒部分(粒径<2μm)分别进行。业已发现两者由于物质组成和结构特征的差异,对土工程地质性质所起作用不同。本文给出了6个全风化花岗岩样品的全土和粘粒部分筛分法和移液管法测定粒度成份,用X荧光光谱仪做全量化学分析,及XRD矿物学分析的结果。对比这两部分数据发现,属于含砾土的这些样品化学成份的变化同矿物一致,尤其是同粘土矿物成份含量变化很一致。同全岩相比,粘粒化学成份中的SiO₂减少了近50%,K₂O含量也降低,而Al₂O₃、Fe₂O₃和H₂O⁺都明显升高。粘粒中氧化物相对含量升高者居多;全岩矿物成份以石英、粘土矿物和长石为主,粘粒中埃洛石和高岭石占大多数,其次为伊利石;粒度成份、化学成份和矿物含量相关性比较明显的是:石英和角砾正相关,和砂粒负相关,长石和砂粒正相关,粘土矿物含量和Al₂O₃、烧失量(LOI)和埃洛石含量正相关。     

河南省巩义铝土矿地球化学特征分析

龙门-巩义地区是河南省铝土矿成矿带之一.通过对巩义铝土矿主要成分化学测试,研究分析铝土矿床化学元素变化规律.结果表明：铝土矿矿石主要矿物成分为一水硬铝石(含量45%～95%),其次为高岭石、伊利石等(含量4%～25%),含少量菱铁矿、黄铁矿、方解石、白云石等,微量矿物有锆石、磷灰石等.矿石的主要化学成分为Al₂O₃、SiO₂、Fe₂O₃、TiO₂、S,共占总成分的83.42%.其中,Al₂O₃含量40.46%～77.59%,平均60.68%;SiO₂1.00%～29.54%,平均14.07%;铝硅比值(A/S)1.8～65.1,平均4.3.在不同埋深条件下,相对深度越大,Al₂O₃的含量值及A/S值相对越大.该区域的化学风化指数(CIA)值可达到91.16,指示本区含铝岩系遭受了强烈的化学风化作用.     

湘中龙山锑金矿热液蚀变作用及元素地球化学迁移规律

龙山锑金矿床是湘中锑–金–钨矿集区内最重要的脉状锑金矿床之一,其容矿围岩主要为震旦系江口组板岩。本研究以该矿区2个近矿剖面的围岩为研究对象,利用X射线衍射和元素等浓度分析法(Isocon法)等手段,对其蚀变矿物和地球化学特征开展研究,并探讨蚀变过程中的元素迁移规律。结果表明:蚀变作用的类型主要有黄铁矿化、碳酸盐化、硅化和绢云母化。热液蚀变过程中,CaO、SO₃、LOI(代表挥发分)、Sb、Au、As、Cs和W明显迁入围岩,Na₂O、Cu、LREE以及局部的MgO、Fe₂O₃^T、Pb和Bi从围岩中迁出,而Al₂O₃、TiO₂和P₂O₅活动性较弱。黄铁矿化的Fe来自于围岩自身绿泥石的分解,S则主要由蚀变热液带入;蚀变热液带入的Ca和CO₂与绿泥石分解产生的Fe和Mg结合发生碳酸盐化;硅化作用所需的游离SiO₂则主要由绿泥石分解及斜...     

陕南镇巴地区中-晚三叠世界线富锂黏土岩的发现及找矿意义

首次报道了扬子板块北缘镇巴地区中-晚三叠世界线黏土岩锂的超常富集,黏土岩产于关岭组(T₂g)/须家河组(T₃x)平行不整合界面,为古风化壳沉积物,Li₂O品位0.08%～0.11%,最高达0.22%,超过了该类型矿产的边界品位(0.06%),界线黏土岩的岩石学特征、矿物组成及岩石成因亟待查明。本文通过XRD分析、TIMA分析以及详细的地球化学研究,查明了界线黏土岩的矿物组成,探讨了黏土岩形成的沉积环境及物质来源,提出了不整合面黏土岩类关键金属矿产的综合找矿方向。研究表明,镇巴地区T₂/T₃界线黏土岩主要由石英、伊利石、高岭石组成,并含有极少量绿泥石、蒙脱石和铝绿泥石。主量元素(SiO₂、Al₂O₃、^TFe₂O₃、TiO₂)特征表明界线黏土岩属于铝土质泥岩,黏土岩CIA值(化学蚀变指数)为85～93,ICV值(成分变异指数)为0...     

白云鄂博东矿萤石型铌-稀土-铁矿石中铌的赋存状态及分布规律

白云鄂博矿床中铌与稀土、铁、萤石等密切共生,为更好地利用白云鄂博矿铌资源,通过现场取样,结合化学分析、X射线能谱仪、场发射扫描电镜和矿物自动分析系统(AMICS),对白云鄂博东矿萤石型铌-稀土-铁矿石的化学成分、矿物组成、铌的赋存状态和分布规律进行研究。结果表明：该类型铁矿石化学成分和矿物组成复杂,铌(Nb₂O₅)品位为0.23%,铌矿物产出粒度较细;铌矿物有褐钇铌矿、铌铁金红石、烧绿石、易解石、铌铁矿和铌锰矿,铌矿物质量分数最高的是褐钇铌矿,为0.14%,铌元素质量分数最高的是铌锰矿,为77.60%,铌(Nb₂O₅)分布率最高的是褐钇铌矿,为19.46%;铌(Nb₂O₅)在这6种矿物中的分布率总和为57.20%,分布率最高的是褐钇铌矿,最低的是铌铁矿,前者是后者的近6倍。     

抚顺油页岩开发利用条件分析

对抚顺油页岩样品的容重测定、工业分析、低温干馏、元素分析、发热量测定、灰分成分分析及灰熔点测定,可知油页岩容重为1.4～2.7 t/m³、含油率为1.17%～20.70%、发热量为0.45～11.18 MJ/kg。油页岩的颜色多为浅褐-深褐色,条痕为褐色,颜色越深含油率越高。低温干馏时,温度控制在510℃,焦油率最高。油页岩有机质主要由C、H、O、N元素组成,无机物主要由Si、Al、Fe、Ca、Mg等元素组成,其伴生元素主要为Ti、Zr、Ge和Ga;油页岩灰分主要由SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO和SO₃组成,其中SiO₂的含量最高,Al₂O₃、Fe₂O₃次之。     

磁铁矿显微结构及化学成分对铜绿山矽卡岩型铜铁矿床成矿过程的指示

铜绿山矽卡岩型铜铁多金属矿床是长江中下游鄂东南矿集区的一个典型矿床,矿体产于铜绿山岩体与三叠系碳酸盐岩地层的接触带.磁铁矿是铜绿山铜铁矿床中广泛发育的矿石矿物,选取内矽卡岩和外矽卡岩中的热液磁铁矿以及岩体中副矿物磁铁矿为研究对象,对其开展系统的显微结构观察和电子探针分析.热液磁铁矿中普遍发育有钛尖晶石出溶结构和富硅环带结构,且没有明显的后期热液交代改造现象.钛尖晶石出溶结构指示铜绿山矿床的早期热液磁铁矿具有较高的Ti含量,磁铁矿结晶后经历了降温和氧逸度降低过程导致钛尖晶石出溶.热液磁铁矿中还普遍含有较高含量的Si、Al、Cr、V、Mn、Mg、Co和Ni等元素,Si4+、Al3+、Mg2+、Mn2+等以类质同象方式进入磁铁矿晶格;但在不同产状的磁铁矿中,替代强度和机制略有不同,说明流体成分、温度、压力等物理化学条件影响元素替代强度和方式.外矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值小于4,内矽卡岩中磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值为5~8,而副矿物磁铁矿的Al₂O₃/MgO比值约为13.岩体副矿物磁铁矿具有最高的V₂O₃含量（平均值为0.31%）,与岩体接触的内矽卡岩中的磁铁矿次之（平均值为0.14%）,外矽卡岩中磁铁矿的V₂O₃含量最低（平均值为0.01%~0.03%）.Al₂O₃/MgO比值和V₂O₃含量说明磁铁矿生长环境（熔体/热液）、围岩的成分及水-岩反应等对磁铁矿的化学组成均有影响.铜绿山矿床从岩体到内矽卡岩、再到外矽卡岩,磁铁矿的形成温度逐步下降,其成分的变化指示了磁铁矿可以作为矽卡岩矿床成矿过程的重要指示矿物.      

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。