遗迹化石Rhizocorallium中莓状黄铁矿对古环境古生态的指示--以豫西南上泥盆统为例

豫西南淅川上泥盆统王冠组地层中发育大量与层面平行且具有蹼纹的U形遗迹化石Rhizocorallium。利用环境扫描电镜对Rhizocorallium进行微观观察,发现在其边缘管和蹼纹内部发育大量不同形态的莓状黄铁矿及莓状铁氧化物（单晶为五角十二面体,八面体,立方体和近球形）,与之对应的围岩中仅见少量黄铁矿单晶颗粒。表面具有覆盖膜的莓状黄铁矿大多存在于潜穴内部,其中边缘管中莓状黄铁矿的单晶直径（0.672~1.603 μm,平均直径1.063 μm）较之蹼纹中部的（0.376~0.877 μm,平均直径0.5 μm）的大。上述特征显示出潜穴中莓状黄铁矿的存在可能与硫酸盐类还原菌有关。Rhizocorallium边缘管和蹼纹中高丰度莓状黄铁矿的发现表明:遗迹化石Rhizocorallium可能是造迹者精心构筑的觅食-花园。由于食物供应和氧化还原条件的不同,Rhizocorallium造迹者在其潜穴内部培植不同的微生物,形成一个互利共生的群落。     

龙马溪组页岩黄铁矿微观赋孔特征及地质意义

随着页岩气地质理论的不断完善,页岩气储层研究也更加精细、量化,黄铁矿作为页岩气储层普遍发育的物质成分,其矿物学特征、赋孔特征与地质意义引起了关注。为细化、量化对页岩储层黄铁矿的地质认识,通过氩离子抛光-场发射扫描电镜（FE-SEM）、能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）等实验手段结合图像处理技术（Image Processing）,以渝东南地区龙马溪组中下部优质页岩储层样品为例,探究页岩储层黄铁矿的发育类型和特征,量化表征评价页岩基质莓状黄铁矿在纳米尺度下的孔隙发育特征,并在此基础上讨论黄铁矿的页岩气地质意义,尤其是其储层意义。实验结果表明,莓状黄铁矿是龙马溪组页岩基质中最主要的黄铁矿类型,集合体直径介于3~10 μm之间;莓状黄铁矿集合体内部晶体间有机质纳米孔发育,孔隙直径主要分布在100 nm以下,在页岩储层孔隙分类中莓状黄铁矿孔隙应归入有机成因孔隙类型;莓状黄铁矿集合体及其控制的有机质可以为页岩储层贡献0.7%~7%的孔隙比例,是对储集空间具有正贡献的、不应忽视的孔隙类型;基于图像处理技术（Image Processing）的孔隙分类表征与评价技术可以为储层孔隙研究提供新思路,是实现不同类型孔隙量化研究的可行方法。龙马溪组基质黄铁矿既可以贡献一定储集空间,也与有机质具有成因联系,可以为优质储层发育机理研究与优质储层勘探预测提供依据,在页岩气储层研究与勘探开发中具有重要地质意义。     

煤中黄铁矿的成因研究

本文在系统地研究四川晚二叠世高硫煤中黄铁矿矿物学的基础上，运用微区电子探针、中子活化、Ｘ光电子能谱和硫同位素等多 种方法综合地研究煤中黄铁矿的结构、成分、价态及同位素等成因标型特征，对黄铁矿标型特征进行了成因探讨，有效地判别了成岩期形成的Ｉ型脉状黄铁矿及后生热液Ⅱ型脉状黄铁矿。同时提出直接沉淀系列（自形晶→集合→聚晶）和复杂成因（微粒、莓粒→圆球→结核→团块）等两大类成因演化模式。它不仅对不同类型     

原始黄铁矿莓体的发现与研究

用扫描电子显微镜研究晋东南太原组下部黄铁矿矿石和煤岩中的黄铁矿,发现许多原始莓体保留着形成时的特征。这些特征反映出原始莓体大多数为硫磺细菌化石,少数由胶体形成。本文对莓体的成因、特征、形成环境等进行了论述。     

广西宁明组植物化石中黄铁矿及其沉积意义

对化石中的黄铁矿进行研究,有助于明确生物的化石化过程以及期间的沉积微环境。利用光学显微镜和扫描电镜,对广西宁明组植物化石中保存的黄铁矿进行了分析,发现离散型单晶和成群的莓状体共同保存。单晶绝大多数为无规则至球状体,晶棱不明显,表面可见凹点;少数为八面体,晶棱明显,表面光滑;单晶直径为0.79~1.58 μm;莓状体为圆球状,粒径为7.23~14.95 μm,S/Fe原子个数比的均值为1.54。莓状体的粒径大小和变化幅度均处于低值段,其S/Fe原子个数比值小于2,结果均说明当时植物体上、下表皮间为一种贫氧的水体环境,并在短时间内形成了莓状体。植物化石上、下表皮间由于未保存组织结构,而被大量的、近似层状分布的黄铁矿单晶和莓状体充填,结果支持了化石内莓状体形成与有机质降解之间存在着必然联系。     

黑龙江团结沟斑岩金矿床中的显微莓群白铁矿

层控矿床中的显微莓群黄铁矿,已有许多中外地质学者进行过详细论述,其成因解释包括:有机成因说,无机成因说及综合成因说。有的地质文献认为:“白铁矿大量出现代替黄铁矿时,显微莓状构造就消失了,所有硫化物显微莓群都产在沉积作用还原带,已经勿庸置疑。但笔者在团结沟金矿区工作期间,发现了大量的显微莓群白铁矿,它的形成与超浅成岩浆热液晚期的胶体作用有很大关系,并且与金矿化在时间及空间上紧密伴生,现介绍如下,以飧读者。     

甘肃花牛山铅锌银矿床成因：来自原位S、Pb同位素及微量元素的约束

甘肃花牛山铅锌银矿床位于中亚造山带中段的甘肃北山地区。本文在详细的野外观察和室内鉴定的基础上,将花牛山铅锌银矿床成矿阶段划分为石英-毒砂-黄铁矿(第Ⅰ成矿阶段)和石英-多金属硫化物(第Ⅱ成矿阶段)两个阶段;进一步将黄铁矿划分为三种类型,分别为第一种类型的胶状黄铁矿(Py0)、第二种类型的热液叠加交代特征的黄铁矿(Py Ⅰ)及第三种类型的热液黄铁矿(PyⅡ)。黄铁矿、磁黄铁矿的原位硫同位素研究表明,成矿从早到晚硫化物δ~(34)S值呈递增的规律,具有逐渐向岩浆硫演化的趋势;胶状黄铁矿δ~(34)S值为-9.37‰～-8.10‰,具有沉积(生物成因)硫的特征;成矿第Ⅰ阶段硫化物δ~(34)S值为-9.03‰～-7.03‰,成矿第Ⅱ阶段硫化物δ~(34)S值为-5.77‰～-4.88‰,成矿阶段具有沉积硫与岩浆硫混合来源的特征。黄铁矿、磁黄铁矿的原位铅同位素研究表明,成矿期硫化物的~(206)Pb/~(204) Pb值、~(207)Pb/~(204) Pb值、~(208) Pb/~(204) Pb值以及μ、ω等铅同位素特征值组成范围较窄,铅源为与岩浆作用有关的壳幔混合来源,且与壳幔混合来源的晚三叠世花岗岩中长石铅及其控制的矽卡岩型金矿硫化物铅同位素组成类似。黄铁矿原位微量元素研究表明,胶状黄铁矿(Py0) Co/Ni和S/Se 比值分别为0.004～0.34和3.43 × 10~4～34.84 × 10~4,Se含量为1.558 × 10~(-6)～15.82 × 10~(-6),表现为沉积成因黄铁矿的特征。具有热液叠加交代特征Py Ⅰ的Co/Ni和S/Se 比值分别为0.05～3.38、0.05 ×10~4～5.38 ×10~4,Se含量为10.09 × 10~(-6)～1070 × 10~(-6),数值分布范围广,总体上有别于沉积成因黄铁矿,类似于热液成因黄铁矿的特征。热液黄铁矿(Py Ⅱ)的Co/Ni和S/Se 比值分别为0.60-68.88、1.46 × 10~4～9.15 × 10~4,Se含量为5.938 × 10~(-6)-35.91 × 10~(-6),表现为热液成因的特征。综上研究,认为花牛山矿床经历了南华纪-震旦纪沉积胶状黄铁矿形成期和晚三叠世岩浆热液成矿期,胶状黄铁矿在成矿过程中提供了部分硫,成矿金属物质主要来自晚三叠世岩浆成矿热液,并认为矿床成因为岩浆热液型矿床。     

金川铜镍硫化物矿床磁黄铁矿矿物学特征及成因意义

金川铜镍硫化物矿床矿石类型主要为浸染状矿石、海绵陨铁状矿石及块状矿石。采用矿相显微镜观察、磁性胶体浸润与电子探针分析等方法,对3种类型矿石中磁黄铁矿的结构状态、共生组合与成分特征作了研究,探讨了矿石成因及成矿过程。在浸染状矿石与海绵陨铁状矿石中,磁黄铁矿为单纯的六方(NC型)磁黄铁矿,或者六方与单斜(4C型)磁黄铁矿构成的不规则状交生体。这2类矿石中磁黄铁矿的成因很可能是岩(矿)浆中S含量低,且高温结晶后缓慢降温,后期又受到了富硫和/或高氧逸度流体的交代作用。在Ⅱ矿区块状矿石中,单斜与六方磁黄铁矿构成平行叶片状交生体,表明六方磁黄铁矿在高温下结晶后温度曾快速下降,这期间仅出溶了微量的黄铁矿,而当温度下降到254℃以下时,发生了六方磁黄铁矿中单斜磁黄铁矿出溶作用。磁黄铁矿的结晶类型、金属原子(Fe、Ni、Cu、Co)与硫原子比值M/S演化等佐证了块状矿石晚期贯入成因。依据Fe-S系统相图拟合曲线计算得到块状矿石中六方磁黄铁矿结晶温度为743~518℃,且在结晶过程中,硫逸度logf(S2)曾从0.427降至-3.767。     

南秦岭赋存于沉积岩中的金龙山金矿带主要载金矿物黄铁矿、毒砂研究

金龙山金矿是产于南秦岭镇安-旬阳晚古生代沉积盆地细碎屑岩-碳酸盐建造中的微细浸染型金矿.主要载金矿物毒砂、黄铁矿,粒度多为10~100 μm,约为次显微状金颗粒直径的1000倍左右.黄铁矿为含砷黄铁矿,并常作为原生沉积成因草莓状、球菌状黄铁矿的增生环带,因而常规方法无法分离出原生沉积成因黄铁矿与热液阶段黄铁矿、毒砂.用于单矿物化学分析、同位素、热电性测定的黄铁矿样品多为热液改造后多阶段黄铁矿的混合样品,毒砂的含金性比黄铁矿更好.成岩期黄铁矿无砷或砷很低,金矿成矿阶段黄铁矿亏硫,毒砂亏砷.金、砷最大可能是含矿热液带入的,成岩期黄铁矿可能提供了部分硫.黄铁矿的热电系数范围较大,空穴导型、电子导型均有,以空穴型为主.矿带内硫化物的硫同位素呈多垛状产出,但主要集中于6‰~17‰之间.铅同位素反映了造山带特征,与汞锑矿石的铅同位素相近,金锑成矿与深大断裂的活动有关.     

有孔虫壳体内草莓状黄铁矿成因及其地质意义——以湖北雁门口地区栖霞组有孔虫化石为例

在湖北省京山县雁门口地区栖霞组上部的含泥灰岩中存在丰富的节房虫科底栖有孔虫化石,主要有节房虫属、厚壁虫属和郎格虫属,壳体均被草莓状黄铁矿充填。对其系统的显微镜、扫描电镜观察和黄铁矿的能谱分析结果发现,黄铁矿草莓体直径最大为15 μm,平均约10 μm,硫铁原子比值（S/Fe）为1.90±0.10,表明在黄铁矿形成过程中,有孔虫壳体空腔内呈轻度- 中度贫氧的微环境。在分析该类黄铁矿成因的基础上,认为有孔虫壳体内的黄铁矿在指示沉积环境和保存环境方面具有局限性。     

二叠纪末期海洋缺氧:来自黄铁矿形态的证据

晚二叠世是古生代环境和生物演化的重要时期,也是重要的"冰室气候"时期,但其中仍然含有大量的富有机质沉积,并发育成为我国南方扬子板块重要的烃源岩层位.为恢复这一时期古海洋氧化还原状态,我们对湖北恩施赵家坝剖面大隆组硅质岩和四川广元上寺长江沟剖面大隆组碳酸盐岩中草莓状黄铁矿的粒径大小和分布进行了测量、统计和研究.统计结果显...     

The microfossils from the proterozoic Urquhart Shale,Mount Isa,Queensland, and their significance in relation to the depositional environment,diagenesis, and mineralisation

The Urquhart Shale from Mount Isa, Queensland, hosts major lead-zinc and copper orebodies. Re-examination of organic matter from the lead-zinc ore bodies has shown that abundant microfossils characteristic of lacustrine environments are present, and substantiates earlier results of Love and Zimmerman (1961). The framboid residues described by these authors are not microfossils but nevertheless the occurrence of framboidal pyrite has important implications for the timing of lead-zinc mineralisation. A diagenetic model is proposed for the lead-zinc ore bodies, and a later transgressive event accounts for the mode of occurrence of the copper ore bodies.     

沉积地层中草莓状黄铁矿分析方法及其在古海洋学上的应用

草莓状黄铁矿是黄铁矿的特殊形态,其定义为由相近大小、相似形态的黄铁矿微晶颗粒组成的球形、亚球形聚合体。草莓状黄铁矿粒径分析已广泛应用于各个地质历史时期的古海洋环境恢复研究中,但其形成机理、判别标准与实验方法仍存在分歧。因此对沉积地层中草莓状黄铁矿的形成机理、在古海洋环境恢复中的指示意义及判别标准、实验与数据分析方法等进行总结阐述,有助于理解草莓状黄铁矿的粒径大小与形态对氧化还原条件的指示意义。草莓状黄铁矿在不同氧化还原环境下的形成机理存在差异,其粒径大小、数量以及分布范围可综合反映沉积时水体的氧化还原条件;而草莓状黄铁矿微晶几何形态及整体形貌特征也与古海洋氧化还原环境密切相关。此外,虽然有学者指出该方法可能存在一些问题,但只要在分析过程中结合沉积特征、古生态特征、地球化学指标等多方面证据对环境进行综合判别,甄别特殊条件下沉积的草莓状黄铁矿,则可有效避免这些问题。最后,针对后期氧化作用对草莓状黄铁矿粒径分布的影响进行了评价,结果显示经过后期氧化作用的草莓状黄铁矿粒径变化很小,不会对其在恢复古海洋氧化还原环境的应用上产生影响。     

山西繁峙义兴寨金矿黄铁矿热电系数与导型特征及其地质意义

山西省繁峙县义兴寨金矿为一大型石英脉型矿床。为了获得含金石英脉空间分带性和相对埋深的信息,利用BHTE-6型热电仪,对35件矿石样品4 158粒黄铁矿进行了热电系数分析。结果表明,该矿床黄铁矿的热电导型以N型为主,N型黄铁矿出现率为75.1%,热电系数均值αN为-155.3μV/℃。时间上从早到晚,从黄铁绢英岩化阶段到石英碳酸盐阶段,黄铁矿热电导型组合从N%(P%渐变为N%(P%;空间上从上到下,从1 190 m中段到830 m中段,N型黄铁矿热电系数均值的绝对值|αN|和N%增大,P型热电系数均值αP和P%减小,具正向分带的变化规律。通过上述参数获得矿床的形成温度为143.3~323.3℃,为一中低温热液矿床。热电系数在0~-200μV/℃之间的黄铁矿是富金矿段的标志。按照经验公式计算结果,现开采中段属矿体的中下部位置,但相对埋深部位稳定。综合分析认为,该矿床830 m以下仍有良好的找矿潜力。     

黑龙江东部盆地群白垩纪海侵存在的矿物学证据及其意义

前人研究所获得的海相化石证据表明,中国黑龙江东部早白垩世早期曾发生多次规模不等的海侵,多层厚度不等的海相夹层赋存于下白垩统中。对研究区白垩纪砂岩中的海绿石、独居石、莓状黄铁矿等自生矿物的显微特征、扫描电镜背散射特征和化学特征进行分析,结果证实,这些特征均与典型海侵相的特征接近,说明不仅含海相化石的层位系海侵成因,含这些自生矿物的砂岩、粉砂岩的层位也受到海侵的影响,从而为黑龙江省东部盆地在白垩纪发生过海侵提供矿物学的依据。     

Formation process of pyrite polyframboid based on the heavy-metal analysis by micro-PIXE

Pyrite framboid in sedimentary rocks could be concerned with arsenic contamination in groundwater of acidic environment and has been studied for the formation process of its unique morphology. However, not much has been discussed about the formation process based on the heavy-metal distribution in pyrite framboids and their aggregates. To reveal the formation process of pyrite framboids and their aggregates, mudstone from the Late Cretaceous Hakobuchi Group, central Hokkaido, Japan, are investigated for mode, petrographical, mineralogical, and micro-PIXE (particle-induced X-ray emission) analysis in this study. Spherical and sub-spherical pyrite framboids observed in polyframboids can be divided into two types based on the diameter of framboids (D) and the average diameter of microcrystals (d) within framboids: type 1, ranging from 2 to 9 μm and from 0.4 to 0.9 μm, respectively, and type 2, ranging from 8 to 50 μm and from 0.5 to 1.8 μm, respectively. Based on the quantitative traverse analyses and 2-D elemental mapping results by micro-PIXE, heterogeneities in the concentrations of heavy metals within the analyzed aggregations of pyrite are exhibited. On the basis of the As and Pb zoning patterns, the time range and chronological stages of pyrite-aggregation growth are revealed.     

黔西南水银洞金矿床矿体数学特征及其勘查意义

水银洞金矿床是黔西南地区著名的特大型微细浸染型金矿床.对矿石品位统计分布特征的分析表明,水银洞金矿床为多次成矿作用叠加的产物.通过矿石品位进行混合总体筛分获得两个单一总体,分别对应两次成矿作用,即沉积成岩期的金预富集和构造-热液期的叠加成矿,其中后者成矿强度大但不均匀,前者成矿强度小但较均匀.对矿体自相关特征的变异函数模拟结果表明,对该矿床进行勘探时可采用沿矿体走向和倾向方向布置的矩形勘探网,提出今后矿山和外围的勘探可以使用比目前网矩更宽的网距,即75 m×190 m网距来控制矿体,这将大大降低勘探成本.矿石品位的趋势面分析结果表明,随着标高的降低,即往深部方向矿石品位的平均值和变化系数均呈现明显的下降趋势,说明往深部矿化强度减小,而矿化变得较均匀.结合矿区目前的勘探情况和趋势面分析结果,认为灰家堡背斜的北翼是矿区及其外围进一步找矿的重点区域.     

Pyrite characteristics and shale gas significance of the Niutitang Formation in Cengong area,Guizhou ProvinceSCIEI北大核心CSCD

黄铁矿特征研究可为页岩沉积环境恢复与页岩气富集保存规律预测提供依据。以贵州岑巩地区岑页1井牛蹄塘组为研究对象,基于岩心、薄片、扫描电镜及微量元素、硫同位素地球化学,确定牛蹄塘组页岩沉积环境及页岩气富集地质条件。研究表明,牛蹄塘组页岩黄铁矿发育为草莓状、自形-半自形及他形(主要为胶状他形)三种形态,不同形态的黄铁矿形成于不同沉积环境,草莓状黄铁矿形成于缺氧还原环境,自形-半自形黄铁矿形成于贫氧环境,胶状他形黄铁矿指示沉积过程有热液活动的参与。测试井牛蹄塘组整体处于较开放的沉积水体,上段为含氧-贫氧环境,硫同位素整体变轻且发生负漂;中段为较缺氧环境,硫同位素跨度大且发生正漂;下段为还原性更强的沉积环境,硫同位素小幅度负漂。黄铁矿含量与有机质富集密切相关,与黄铁矿有关的孔隙为页岩气吸附、保存及运移提供载体,且草莓状黄铁矿指示的缺氧硫化环境更利于有机质保存。研究工作系统梳理了黄铁矿对牛蹄塘组页岩沉积环境及储层页岩气富集的指示作用,为页岩气勘探提供指示。     

Mineral matter and the nature of pyrite in some high-sulfur tertiary coals of Meghalaya, northeast India

Coal samples collected from four different sources in the Jaintia Hills of Meghalaya, northeast India, have been investigated for their sulfur content, mineral matter, and to assess their potential behavior upon beneficiation. These coals contain high sulfur which occurs both in organic and inorganic forms. The organic sulfur content is much higher than the inorganic sulfur. Studies on different size and gravity fractions indicated that the mineral phases are concentrated in higher density fractions (d > 1.8) and in general are fine grained (<50 μm). Data of reflected-light optical microscope and electron probe micro-analysis (EPMA) revealed that minerals in these coals are sulfides-pyrite, marcasite, sphalerite, pentlandite; sulfates-barite, jarosite; oxides-hematite, rutile; hydroxides-gibbsite, goethite; phosphate-monazite; carbonate-calcite, siderite and silicates-quartz, mica, chlorite, and kaolinitic clay. The disulfides of iron occur in two modes — mainly pyrite and occasionally marcasite with wide size ranges and in various forms, such as: framboid, colloidal precipitate, colloform-banded, fine disseminations, discrete grains, dendritic (feathery), recrystallized, nuggets, discoidal, massive, cavity-fracture- and cleat-fillings. Framboidal pyrite has formed primarily due to biological activities of sulfur reducing bacteria in the early stages of coalification. Massive and other varieties have formed at later stages due to coalescence and recrystallization of the earlier formed pyrites. Sulfur isotopic values indicate a biogenic origin for the pyrites. Association of trace metals, such as Ni, and Zn has been recorded in these pyrites. Given the large fractions of organic sulfur present, these coals can be upgraded only partially to reduce the sulfur content by beneficiation.