碳酸盐岩红土中1．4nm间层矿物及其环境意义

碳酸盐岩红土中１．４ｎｍ间层矿物及其环境意义朱立军（贵州工学院，贵阳５５０００３）关键词红土，间层矿物，土壤环境１．４ｎｍ间层矿物是指由绿泥石晶层与２：１型含水膨胀层交互连生所构成的不规划间层粘土矿物，其中２：１型含水晶层可以是蒙脱石层，也可以是蛭石...     

长江中下游地区第四纪红土磁学特征及其环境意义

通过采集长江中下游湖南长沙(CS)、岳阳(HN)、江西南昌(NC)、新余(XY)和浙江金华高村(GC)5个剖面不同层位的红土样品,对其粒度和多种磁学参数进行测量和分析,探讨了红土剖面随深度变化的成土作用强弱以及多磁学参数在揭示我国南方红土第四纪气候演化信息的价值。结果表明:①粒度分析显示,红黄土交接带(约28°~31°N)的CS、HN、NC、GC 4个剖面的红土粒度与北方黄土和下蜀黄土有很好的可比性,具有明显的风成特性;位置更偏南的XY剖面红土颗粒较粗,10~50 μm粒组富集不明显,具有典型的冲积相特征。②各红土剖面的多磁学参数分析表明,成土过程中产生的磁铁矿、磁赤铁矿和赤铁矿是红土磁性的主要载体。③同一红土剖面内,不同沉积结构的磁性矿物含量和组成具有很大差异。下部网纹红土中赤铁矿的含量较高,磁赤铁矿的含量较上覆均质红土或黄棕色土低,揭示了网纹红土形成于中国南方一个极端湿润期,长期剧烈的水分活动导致均质红土中磁赤铁矿的溶解和铁质的流失,同时较强的成土作用使强磁性的磁赤铁矿向弱磁性的赤铁矿转化,从而导致网纹红土的磁化率比上覆均质红土或黄棕色土低了一个数量级。④具有冲积相特征的XY剖面磁学特征与其他风尘成因红土(特别是NC剖面)差异甚大,可能成为它具有不同物质来源的一个佐证。     

网纹红土中的植硅石组合及其环境意义的初步研究

长江中下游地区网纹红土中的古气候记录，在第四纪全球变化研究中具有十分重要的意义，阐述了江西修水网纹红土的岩性特征和形成时代，重点讨论了网纹红土中的植硅石及其古气候信息，根据植硅石形态的环境意义，结合因子分析，将修水剖面网纹红土所含的植硅石划分为１２个组合带。并将其与黄土－古土壤气候旋回和深海氧同位素气候旋回进行了对比，提出网纹红土也是第四纪全球变化的良好信息载体。     

针铁矿-四方纤铁矿-水体系氧同位素分馏的实验研究

针铁矿是非常重要的三价铁氧化物之一,其氧同位素组成对于古环境再造具有很大的价值。以4种不同的铁化合物作为Fe3+离子的源物质,于30～120℃范围内,采用强迫水解方法,在不同同位素组成的水中分别实验合成针铁矿和四方纤铁矿。结果表明,以Fe(NO3)3·9H2O、NH4Fe(SO4)2·12H2O、Fe(SO4)3·7H2O为Fe3+源物质合成的是纯针铁矿,而以FeCl3·6H2O为Fe3+源物质合成的是四方纤铁矿。氧同位素分析显示,在30～120℃范围内实验测定的针铁矿-水体系和四方纤铁矿-水体系氧同位素分馏几乎不可区分,并且满足下列分馏关系:103lnα针铁矿-水=9.59×103/T-26.39103lnα四方纤铁矿-水=8.85×103/T-24.44实验测定的针铁矿-水体系氧同位素分馏不仅与前人实验结果一致,而且与增量方法理论计算相近。由于实验采用不同反应途径得到了一致的分馏结果,因此所测定的针铁矿-水体系氧同位素分馏代表了热力学平衡。     

电感耦合等离子体发射光谱法测定红土镍矿中镍钴镁铝铁

红土镍矿分析没有统一的国家标准,行业标准于2013年初刚制定,其应用处于起步阶段,且行业标准中红土镍矿各元素主要采用化学分析法测定,操作程序繁琐耗时,工作量大,分析效率低。本文建立了电感耦合等离子体发射光谱测定红土镍矿中镍、钴、镁、铝和铁含量的方法。红土镍矿样采用王水溶解,加入氢氟酸和高氯酸,加热至高氯酸烟冒尽,再用盐酸溶解盐类,对消解后溶液中镍、钴、镁、铝和铁等目标元素选择了合适的分析谱线消除干扰。方法检出限镍为2.98 μg/g,钴为1.60 μg/g,镁为1.68 μg/g,铝为3.79 μg/g,铁为9.52 μg/g;方法精密度(RSD,n=11)为1.5%~2.2%;加标回收率为96.0%~102.5%。国家标准物质分析的测定值与标准值和外检值吻合较好。该方法简便快速,单元素不需分别处理,提高了分析效率,能够满足红土镍矿冶炼生产和地质探矿样品测定及时性的要求。     

九江红土的磁学特征及其环境意义

为了解南方红土磁性变化的机理,采用磁化率仪、扫描电子显微镜及X荧光光谱分析对九江红土剖面的磁性特征、磁性矿物的特征及风化程度进行了深入研究。研究结果表明,九江剖面上部砂土经历的风化改造强度弱于下部的网纹红土,而磁性强度高于下部网纹红土,磁性强度的增加与超顺磁颗粒及多畴磁铁矿的含量密切相关;风化强度的增加导致磁铁矿的晶形遭到破坏,同时导致红土中强磁性矿物向弱磁性矿物转化,这是造成网纹红土磁性强度低于砂土的主要原因;红土中的多畴磁铁矿并不是形成于风化成土作用过程中,而是来自红土原始母质的风化残留。从中更新世到晚更新世气候由湿热向冷干转变,风化作用强度逐渐减弱,导致上部砂土相对于网纹红土保留了更多的强磁性矿物。因此,红土中主要的载磁矿物并不是风化成土过程中的产物,其磁性特征不能反映气候环境的变化。     

广西铝针铁矿的研究及其意义

文章论述了广西某些地区铝土矿及红土的针铁矿中铝的类质同象置换现象，并运用Ｘ射线衍射分析法测定其中的置换率。这种针铁矿称为铝针铁矿。文中指出，在地表氧化条件下形成的针铁矿中，这种置换现象工矿企业为普遍；置换率的高低反映其形成时的地质环境及物理化学条件；高置换率常数与高成熟度红土化作用特别是红土型铝土矿密切相关。     

新疆智博铁矿火山岩中富铁岩屑地球化学特征及其地质意义

研究表明,西天山阿吾拉勒铁铜成矿带中智博铁矿区火山碎屑岩中的富铁岩屑主要由自形针状/板条状钠长石和富铁基质组成,呈辉绿/斑状结构。电子探针分析显示,富铁岩屑中钠长石端员组分变化范围为An=0.38～2.89,Ab=95.2～99.32,Or=0.17～2.79,端员组分平均值为An_(0.94)Ab_(98.01)Or_(1.06),类似于火山岩中钠长石端员组分变化范围(An=0.74～6.75,Ab=92.85～98.91,Or=0.32～1.76,端员组分平均值为An_(2.63)Ab_(96.65)Or_(0.72)),两者均为岩浆成因钠长石,而非热液交代成因钠长石。富铁基质成分变化范围较大且连续(w(SiO_2)为0.08%～50.04%,w(FeO)为24.89%～87.13%,w(Al_2O_3)为0.04%～14.83%,w(TiO_2)为0.01%～2.83%,w(Na_2O)为0～9.76%,w(MgO)为0.03%～4.88%,w(MnO)为0～0.61%),富铁基质中高Ti磁铁矿和低Ti磁铁矿同时发育,总体上成分不均一,且钠长石呈细针状,为浅成-超浅成低压下快速结晶的产物或为火山喷发作用下快速冷凝结晶所致。通过对磁铁矿-磷灰石矿物组合与安山岩中副矿物磷灰石、矿区磁铁矿的对比研究,认为智博铁矿发生磁铁矿-磷灰石岩浆不混溶作用的可能性很小。通过安山岩基质成分与安山岩成分的对比研究,得出安山岩基质比原岩w(SiO_2)、w(Al_2O_3)、w(CaO)有所降低,w(FeO)、w(Na_2O)、w(MgO)有一定升高,但是程度有限,表明岩浆结晶分异不足以使残留岩浆形成富铁矿。钠长石-磁铁矿富铁岩屑的发育是一种碱铁效应的表现,而碱铁效应对于海相火山岩型铁矿的形成具有重要意义。     

矿物吸附金的实验研究及其在红土型金矿形成中的意义

Au(Ⅲ）－氯化物和Au(Ⅰ)－硫代硫酸盐被蒙脱石、高岭石、伊利石、针铁矿、褐铁矿及黄铁矿的吸附实验研究结果表明，各种矿物对AuCl4^-的吸附作用显著大于Au(S2O3)2^3-，粘土矿物对金的吸附能力，蒙脱石＞高岭石＞伊利石；含铁矿物中，黄铁矿＞针铁矿＞褐铁矿。矿物对金的吸附作用与矿物结构和金的存在形式有关，即受矿物表面基、金组分的稳定性和位阻的影响；天然雨水中所含微量H2O2是Au、黄铁矿等不同矿物氧化－还原的催化剂，可加速地表岩（矿）石的风化氧化过程和Au的溶解与迁移。雨水对红土中的Au具有一定的淋滤浸取能力。红土型金矿形成于富Cl^-、SO4^2-的酸性、氧化的水化学环境，含金黄铁矿等硫化物的氧化不仅直接导致了Au的溶解和酸的释放，而且其反应产物Fe^3 、S2O3^2-等为Au的氧化、溶解和迁移提供了氧化剂和络合剂，并促进Au的溶解和迁移；Au主要以硫代硫酸络合物、氯化络合物及其水合物的形式进行迁移；硫代硫酸根的氧化和风化壳下部的还原作用是导致金络合物失稳、Au被其他矿物吸附和沉淀富集的主要因素。矿物对金的吸附在红土型金矿的形成过程中起了重要作用。     

湖南洞庭湖地区红土的元素地球化学特征及其指示意义

红土作为一种热带、亚热带地区广泛分布的松散岩类,其蕴含的气候环境变化信息和养分状况使得对其研究具有重要的理论和实际意义。在对洞庭湖区红土地层年代学研究的基础上,详细讨论了红土中元素的分布特征及控制因素,认为第四纪红土的地球化学特征反映了区域气候环境、流域物源特征和红土化作用强度的变化,对生态地球化学环境恢复有重要意义。     

黄钾铁矾的形成条件研究及其环境意义

黄钾铁矾的化学合成实验表明,调整合适的pH值及介质浓度,常温常压下可以实现黄钾铁矾的快速形成。影响黄钾铁矾形成的主要因素包括pH值、温度及硫酸铁介质的浓度。常温下,当pH值在2.60~3.10时,24h内即有黄钾铁矾沉淀出现,2d内则有大量黄钾铁矾生成;在90℃左右时,形成黄钾铁矾的溶液pH值范围增大至1.20~3.10,而且在该范围内,pH值越大越利于黄钾铁矾的形成。高硫酸铁浓度有利于黄钾铁矾的形成,硫酸铁浓度较高(大于0.05M)时,形成较纯的黄钾铁矾矿物;而低浓度时,生成的黄钾铁矾常常含有水绿矾及胶体状的红色无定形羟基硫酸铁杂质。黄钾铁矾的沉淀过程可以用来治理矿山及工业废水,去除其中的S、Fe及As、Cr、Hg、Pb等有毒有害元素。常温常压下黄钾铁矾快速形成的实现为在产生酸性废水的矿山废石堆上形成黄钾铁矾类矿物胶体隔离防渗层提供了良好的潜在应用前景。     

柴达木盆地早始新世大暖期古土壤中赤铁矿和针铁矿的定量分析及其气候意义

赤铁矿和针铁矿是古土壤中常见的两种风化产物,定量研究赤铁矿和针铁矿有利于了解成壤时期古气候特征。文章利用可见光波段的漫反射光谱法对早始新世大暖期期间柴达木盆地大红沟剖面路乐河组古土壤中的铁氧化物矿物进行了定量分析。测试结果清晰显示了赤铁矿和针铁矿的存在,其中赤铁矿含量约在0.09~17.16 g/kg之间,针铁矿的含量大致为0.13~24.6 g/kg;针铁矿（Gt）相对赤铁矿（Hm）平均含量较高（Gt/Hm变化范围0.04~34.34,平均值约为2.18）,且数据存在较大波动。古土壤在早始新世大暖期时经历了3个阶段的古气候变化,早期古降雨量偏高,针铁矿/赤铁矿平均值为3.06,数据波动明显,指示相对温暖湿润且干湿波动大的气候条件;中期时古降雨量稍低,针铁矿/赤铁矿平均值降低至1.75,指示相对干旱的气候条件;晚期时古降雨量增加,针铁矿/赤铁矿平均值升高至1.80,指示相对温暖湿润的气候条件。其中早期的路乐河组古土壤对应了全球早始新世气候大暖期的峰值,路乐河组古土壤整体的古气候特征是对全球早始新世气候大暖期的区域响应。

     

苏丹东部地区BIF型铁矿和CID型铁矿的发现及其找矿意义

在苏丹东部地区新元古代地层中,新发现的BIF铁矿是与火山岩密切相关的Algoma型铁矿,矿石品位TFe 37.78%,对进一步研究努比亚地盾的形成时代和古地理环境有一定的参考意义。苏丹79区块发现的含铁石英砂岩,呈北东向带状分布, 角度不整合于努比亚地盾之上,通过与西澳CID型铁矿对比,存在交错层理和底砾岩等明显的再生沉积特征,矿石品位TFe 31.91%～39.33%;通过对BIF型铁矿、CID型铁矿和努比亚杂砂岩三者部分元素及氧化物含量的分析对比,以及控矿地质因素分析, CID型铁矿是由BIF铁矿风化剥蚀后搬运沉积于附近古河道内;苏丹努比亚地盾区CID型铁矿的发现,为今后找矿工作提供了新目标,具有十分重要的找矿意义。     

铁氧化物光催化氧化锰的实验研究及其环境意义

天然锰氧化物广泛存在于地表多种生态环境中,了解其形成过程对于厘清地表物质演化与元素循环具有重要意义.本研究首次开展了在常见氧化铁矿物催化作用下Mn2+的直接快速光氧化途径与反应机理实验.实验结果显示,不同水溶液体系中赤铁矿、针铁矿的光催化氧化Mn2+速率可达3.5～12.3 μM/h,可形成钡硬锰矿、斜方水锰矿等不同类型的氧化产物.反应过程中铁氧化物矿物价带上的空穴直接氧化Mn2+形成Mn(Ⅲ/Ⅳ),氧气充当导带电子的唯一受体.矿物催化剂种类和溶液化学成分能显著影响光氧化速率与最终产物的晶体结构.本研究揭示的光化学过程与地表暴露环境中广泛存在的铁锰共生现象吻合,可为揭示天然锰氧化物结构的多样性提供新的解释.     

湖南铲子坪金矿的矿物标型及其地质意义

矿床位于白马山花岗岩外接触带附近，成矿阶段单一，矿物组份较复杂．金矿物颗粒细小，杂质少，成色高，硬度较高，与硫化物密切共生．石英以充填于构造空间的乳白色石英和交代构造岩的烟灰色、灰白色石英两种形式产出．二者同期共生，普遍发生塑性变形，含大量气液包裹体，气相成分以Ｈ２Ｏ和ＣＯ２为主，Ｈ２Ｏ＞＞ＣＯ２，贫Ｎ２，包裹体水的δ１８ＯＨ２ｏ比白马山花岗岩稍低．黄铁矿重结晶和动力变质现象普遍．五角十二面体、八面体黄铁矿的含金性好，立方体的含金性则较差．向深部，立方体黄铁矿减少，五角十二面体及其与立方体的聚形增多．黄铁矿的化学成分复杂，Ｓ／Ｆｅ＝１．９２—２．０２，亏硫；Ｃｏ／Ｎｉ平均为１．１７；Ｓｅ／Ｔｅ＝１２．４；Ｓ／Ｓｅ＝７．８×１０４；δ３４Ｓ分布于＋０．３２‰－７．５８‰的狭窄范围内．其晶胞参数（ａ０）与Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｓｎ等质元素的含量相关．本矿床与胶东夏甸金矿类似，具有中－浅成中－低温岩浆热浪成因特点．成矿热浪来自白马山花岗岩，矿液由北向南，自西向东迁移．具大型矿床规模．矿床西部和Ⅰ矿脉带的深部有较好的找矿前景．     

富水水库中微生物成因的显微针铁矿及其对微量元素的富集

通过对湖北省富水水库坝基渗漏水及其析出物的研究,探讨了现代沉积环境(水库)中显微铁矿物形成的机理及微生物在铁的生物矿化中的作用和意义.对析出物中微量元素的富集特征也进行了初步研究.用化学分析方法测试出坝基渗漏水中阳离子以Ca2+、Mg2+、k+、Na+为主,Fe2+和Fe3+含量极少,阴离子以HCO-3为主.析出物的化学成分以铁的氧化物为主.采用X射线衍射、差热分析、红外光谱和穆斯堡尔谱,以及透射电镜和扫描电镜等测试手段,分析研究了析出物的物相和形貌特征.析出物的主要矿物相为针铁矿、石英、伊利石、蒙脱石及微量方解石,呈弱结晶状态.由析出物中显微针铁矿特殊的形貌特征及其特征的穆斯堡尔谱图推测出富水水库沉积环境中显微针铁矿是由铁细菌形成.ICP-MS测试测试结果表明,析出物中不仅富集了铁,还富集了Yb、Pb、Dy、Zn、Co、Be、Eu、Sm和Tb等微量元素.微量元素的富集是微生物与显微针铁矿共同作用的结果.     

成都盆地红土沉积物中黏土矿物的特征及其古气候指示意义

成都盆地位于长江上游二级阶梯向一级阶梯的过渡地带,地理位置特殊,并且广布第四纪红土沉积。为研究成都盆地中黏土矿物的特征及其成因意义,采用X射线衍射(XRD)测试技术,对胜利剖面沉积物中黏土矿物的矿物学特征进行了系统研究。结果表明,成都盆地胜利剖面沉积物中的黏土矿物主要有伊利石、高岭石、蛭石、蒙脱石以及少量伊利石-蒙脱石混层黏土矿物和高岭石-蒙脱石混层黏土矿物。根据黏土矿物组合含量的变化特征,可以将成都盆地第四纪早更新世中晚期以来的气候环境演化划分为4个阶段,先后经历了湿热-温凉-温湿-干冷2个周期性的气候旋回,黏土矿物含量变化的总趋势与土壤沉积物的CIA指数共同揭示了研究区第四纪以来的气候有逐渐干冷的趋势,这与全球性的第四纪气候尤其是中国区域内的第四纪气候环境变化相一致。