水库析出物中显微针铁矿的成因差异——以湖北省富水水库及南河水库为例

通过对湖北省富水、南河水库坝基渗漏水及其析出物的研究 ,探讨了不同水库沉积环境中显微针铁矿的成因差异及微生物在铁的生物矿化中的作用和意义。采用化学分析、X射线衍射、红外光谱、穆斯堡尔谱、透射电镜和扫描电镜分析等手段 ,研究了两个水库坝基渗漏水析出物的组成、物相和形貌特征。两个水库坝基渗漏水的成分相似 ,阳离子均以Ca2 + 、Mg2 + 、K+ 、Na+ 为主 ,Fe2 + 和Fe3 + 含量极少 ,阴离子以HCO-3 为主。渗漏水析出物的化学成分以铁的氧化物为主 ,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。穆斯堡尔谱图和SEM显微形貌特征证实了南河水库中针铁矿以化学成因为主 ,系菱铁矿风化而成 ;富水水库中针铁矿的形成受铁细菌的影响 ,以生物成因为主。     

水库渗漏水中氢氧化铁的矿化特征

对富水水库大坝渗漏水和析出物进行了分析和研究。析出物的主要成分为Fe2O3，并含少量Al2O3和SiO2，铁质析出物的XRD、IR、SEM和TEM分析表明，氢氧化铁的结晶程度较低，主要结晶相为针铁矿，其次为少量伊利石、蒙脱石和石英。电子显微分析观察到在非晶质氢氧化铁凝胶团和亚微米级微粒聚集体中存在特殊的显微管状和螺旋状针铁矿，显示出明显的生物矿化特征。     

海水中钢铁锈层的微生物成因及其环境效应

研究了海水环境中钢铁腐蚀产物即锈层中的厌氧微生物群落和锈层矿物特征及其相关性。微生物富集培养和初步的分子生物学分析结果表明,海水钢铁锈层中至少生存有硫酸盐还原细菌和铁还原细菌两种厌氧细菌。使用扫描电子显微镜和电子能谱、X-射线衍射仪等对锈层样品进行了矿物学观察和分析。在外锈层和中间锈层,主要是α,β,γ-FeOOH等铁(水合)氧化物。铁水合硫酸盐即绿锈则主要出现在内锈层。初步讨论了厌氧细菌作用下的铁腐蚀矿物生成和转化过程,并提出钢铁锈层微生物和矿物在海洋环境的微生物修复中可能具有重要作用。     

碳酸盐岩地区红土针铁矿中铝对铁的置换作用及其环境意义

针铁矿是地表分布最广的氢氧化铁矿物，针铁矿的结构、成分和形态等特片，在一定程度上反映了某形成环境特征及其变化。根据作者提出和设计的红土中氧化铁矿物分离和分析程序，运用Ｘ射线衍射分析，红外光谱和电子探针等方法研究了贵州碳酸盐岩红土中针铁矿的铝类质同像置换作用。     

鄂东程潮铁矿床磁铁矿的微量元素组成及其矿床成因意义

程潮铁矿床是长江中下游成矿带最大的矽卡岩型铁矿床,位于鄂东南矿集区北缘,矿体主要产于鄂城杂岩体与下三叠统大冶组碳酸盐岩的接触带。本文报道程潮铁矿床不同产状磁铁矿的LA-ICPMS(激光剥蚀等离子体质谱)微量元素分析结果,以讨论磁铁矿的微量元素组成和变化规律及其与成矿环境的关系,为深入认识程潮铁矿床的矿床成因及成矿演化提供重要制约。研究结果显示,程潮铁矿床与成矿有关岩体(花岗岩)中的岩浆磁铁矿(副矿物)与内矽卡岩和外矽卡岩中的热液磁铁矿在显微结构和微量元素组成上具有显著差异。花岗岩中的磁铁矿不发育环带,也没有遭受后期热液的交代。内矽卡岩以发育具有振荡环带的富Si磁铁矿为特征,而外矽卡岩中的磁铁矿则以无明显环带的富Mg磁铁矿为主。内矽卡岩和外矽卡岩中的原生磁铁矿都遭受了广泛的热液交代作用而形成次生磁铁矿,即具有明显的磁铁矿溶解-再沉淀作用。与矽卡岩矿石中的热液磁铁矿相比,岩体中的副矿物磁铁矿具有高得多的V、Ti、Ni、Cr、Co及Ga等亲铁元素(相容元素)和较低的Si、Al、Mg、Sr及Ba等亲石元素(不相容元素)。这种岩浆副矿物磁铁矿和矿石矿物磁铁矿微量元素组成的系统差异表明,程潮铁矿床属于典型的矽卡岩型矿床,而非矿浆型铁矿。另一方面,内矽卡岩和外矽卡岩矿石中的原生磁铁矿也具有明显不同的微量元素组成:前者具有较高的V、Ti、Ni、Cr、Ga、Sr和Ba等,而后者具有较高的Sn、Zn、U和Sn/Ga、Zn/V及Co/Ni比值,表明外矽卡岩中的磁铁矿受地层围岩成分的影响较大,而内矽卡岩中的磁铁矿则更多地受岩浆流体组分的控制。对原生磁铁矿和次生磁铁矿微量元素的系统分析结果表明,在磁铁矿的溶解-再沉淀过程中,内矽卡岩中的次生磁铁矿相对原生磁铁矿具有显著不同的微量元素组成,前者的Si、Al、Mg、Ti、Sr及Ga等元素含量大大降低,而Zn、V、Mn、Pb、Th及U等元素含量则升高,Co、Ni、Sn及Ba等元素基本不变。外矽卡岩中的原生磁铁矿被交代形成次生磁铁矿时,Mg、Mn、Al、Zn及Co等元素发生丢失,Pb、U、Nb及Sr等元素发生富集,而Sn和Ga的含量基本不变。根据不同产状、不同结构和不同成因磁铁矿的微量元素分析可以得出以下认识:(1)程潮铁矿床属于典型的热液成因,矿区不存在矿浆型铁矿;(2)磁铁矿的溶解-再沉淀作用使大部分微量元素发生明显亏损,少部分元素发生富集,表明流体交代对磁铁矿的微量元素组成具有显著影响;(3)对磁铁矿微量元素组成的研究可为磁铁矿及矽卡岩型铁矿床的矿床成因和成矿演化提供重要信息;对磁铁矿的原位微量元素分析必须建立在详细的显微结构研究基础上,对发生过溶解-再沉淀作用的磁铁矿,需要分别对原生和次生磁铁矿区域进行高精度、高分辨率的微量元素分析,只有这样才能对磁铁矿及含磁铁矿矿床的成因进行正确的分析和认识。     

煤中有害微量元素富集的成因类型初探

媒中微量元素的富集受多种因素和多期作用控制,往往是多因素叠加的结果。文中对煤中有害微量元素富集的成因类型进行了初步探讨,根据煤中有害元素富集的主导因素,划分出5种媒中有害微量元素富集的成因类型：（1）陆源富集型;（2）沉积-生物作用富集型;（3）岩浆-热液作用富集型;（4）深大断裂-热浪作用富集型;（5）地下水作用富集型。对煤中有害微量元素的来源。运移、富集的地质地球化学背景进行深入研究,将有助于发展中国煤地球化学基础理论,也可为煤利用过程中的环境保护提供科学依据。     

新疆西天山查岗诺尔铁矿床磁铁矿和石榴石微量元素特征及其对矿床成因的制约

查岗诺尔大型磁铁矿床位于西天山阿吾拉勒东段,赋存于下石炭统大哈拉军山组安山岩及安山质火山碎屑岩之中,主体矿底板夹透镜状的大理岩,矿体主要为层状、似层状、透镜状。根据矿石组构和矿物共生特征,可以划分为岩浆期和热液期两个成矿期,后者包括矽卡岩和石英-硫化物两个亚成矿期,进一步可以细分为6个成矿阶段。岩浆期的磁铁矿∑REE很低,稀土配分模式大致呈轻稀土、重稀土较富集而中稀土亏损的U型,富Ti、V、Cr,表明铁质可能来自安山质岩浆的结晶分异作用; 矽卡岩亚成矿期的磁铁矿∑REE极低,略微富集LREE,其它稀土元素亏损强烈,贫Ti、V,略富集Ni、Co和Cu。矽卡岩亚期的含矿和无矿矽卡岩中的石榴石的稀土配分模式类似,∑REE含量相对较高,呈HREE富集、LREE亏损、弱正Eu异常的分布型式,显示了交代成因石榴石的特征,暗示与其共生的磁铁矿也是通过热液流体与围岩地层的交代反应生成的,铁质来自围岩。结合矿床地质与微量元素地球化学,认为查岗诺尔铁矿可能是岩浆型和矽卡岩型(主要)的复合叠加矿床。     

莱芜张家洼铁矿磁铁矿LA-ICP-MS微量元素特征及其对成矿过程的制约

莱芜张家洼铁矿位于华北克拉通东缘的鲁西地区,矿石成因类型为夕卡岩型铁矿。矿体赋存在早白垩世高镁闪长岩与奥陶系马家沟组灰岩及白云岩接触带附近。本文通过对莱芜岩浆和热液磁铁矿电子探针(EPMA)以及激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA ICP MS)分析,探讨磁铁矿微量元素组成及变化规律对成岩和成矿作用的指示,为揭示张家洼铁矿的矿床成因及其成矿流体演化过程提供重要制约。分析结果表明,莱芜岩浆磁铁矿与热液磁铁矿相比明显富集Ti、V、Cr等亲铁元素,相对富集Nb、Ta、Zr、Hf等高场强元素以及Sn、Ga、Ge、Sc等中等相容元素,Mg、Al、Mn、Zn、Co显著富集于热液磁铁矿中。Ti、V、Cr以及Mg、Al、Mn、Zn在岩浆和热液中具有不同的地球化学行为,Ti、V、Cr从熔体中进入磁铁矿主要受温度、分配系数以及fO2控制。Mg、Al、Mn、Zn主要受控于水岩反应和后期绿泥石+碳酸盐脉的交代,这些元素通过类质同象替换富集于热液磁铁矿中。Co在热液磁铁矿中除了受水岩相互作用和后期流体交代的影响外,硫化物的出现会导致Co含量急剧降低。Si、Ca、Na及Sr、Ba在岩浆和热液磁铁矿中的地球化学行为非常一致。Ti Ni/Cr图能够用于区分岩浆和热液磁铁矿,莱芜岩浆磁铁矿中Ti含量较高且Ni/Cr比值≤1,热液磁铁矿Ti含量较低且绝大多数Ni/Cr比值≥1。张家洼热液磁铁矿可分为早、晚两个阶段：早期阶段包括(1)早期原生粒状磁铁矿和(2)早期次生磁铁矿;晚期阶段包括(3)晚期原生磁铁矿和(4)晚期次生磁铁矿。原生磁铁矿具有典型的三联点结构特征;次生磁铁矿受后期热液交代影响表现为多空隙,通常呈不规则状、树枝状、骸晶以及交代残余结构。磁铁矿微量元素生动记录了成矿流体演化过程,从早期到晚期、从原生到次生都显示Mg、Al、Mn、Zn包括Co含量持续升高,表明成矿流体可能朝着富集这些微量元素的方向演化。后期流体的交代导致绿泥石蚀变为磁铁矿,连续水岩相互作用和后期流体的交代以及绿泥石直接蚀变是导致热液磁铁矿富集Mg、Al、Mn、Zn等元素的主要原因。热液磁铁矿晚期孔隙较为发育,孔隙度的增加促使更多的流体和磁铁矿发生反应。热液磁铁矿的微量元素不仅能够反映矿床形成的物理化学条件,而且可以反映围岩性质以及水岩相互作用过程。     

天然铁细菌生物矿化针铁矿吸附铬离子的研究

针铁矿,特别是生物成因的针铁矿,具有较大的比表面积和较强的吸附能力,是一种良好的环境修复材料。铬在环境中常以Cr()和Cr()存在,是一种能持久存在具有氧化还原活性的毒性金属离子。本文以水体中铁细菌矿化形成的针铁矿为材料,研究了Cr()和Cr()在该生物矿化针铁矿上的吸附行为,发现其符合Langmuir与Freundlich等温吸附模型。扫描电镜、透射电镜显微成分分析表明铬在该针铁矿上的吸附存在不均匀性,明显受其显微结构影响。显微球团结构的针铁矿比螺旋状针铁矿具有更强的结合铬离子的能力。X射线光电子能谱结果表明吸附在生物矿化针铁矿表…     

针铁矿添加量对丙酸钠厌氧产甲烷的影响

在有机质厌氧产甲烷过程中,短链脂肪酸的高效转化是关键步骤之一,而铁氧化物对短链脂肪酸的转化具有强化作用。本文以针铁矿和丙酸钠为代表,考察了铁氧化物添加量(40、200、2000 mg/L)对短链脂肪酸产甲烷过程的影响。结果表明,最高产甲烷效率(89.65%)及最大产甲烷速率(9.95 mL/d)分别发生在40 mg/L针铁矿和2000 mg/L针铁矿的体系中,微生物群落分析表明产乙酸细菌Petrimonas属与乙酸裂解型产甲烷菌Methanothrix属为优势菌种。添加针铁矿可促进丙酸钠产甲烷过程,其转化途径以乙酸裂解耦合种间直接电子传递为主。     

中国煤中微量元素的丰度

根据现有的资料,得出中国不同地区煤中微量元素的背景值。由于分析样品分布不均和采用的测试方法各不相同,本文的数据还不能准确地代表中国煤中微量元素的平均丰度值。另外,我国不同地区、不同时代和不同地质背景下形成的煤层煤中微量元素丰度差异很大,必须从元素的资源化利用及其环境效应方面来分析元素的丰度。含量异常的元素要特别加强研究。进一步的测试和研究有助于更加全面地了解我国煤中微量元素的分布情况、地质成因及其对环境的潜在影响。     

酸性矿山排水影响的水库沉积物微量元素地球化学特征

为了解酸性矿山排水（AMD）影响下水库沉积物中微量元素的质量分数水平及其分布特征,对常年受酸性废水影响的贵州兴仁猫石头水库沉积物中26种微量元素的质量分数、相关性及控制因素进行了分析。结果表明：猫石头水库沉积物柱中Sr、Ba、Zr、V、Cr和As质量分数平均值超过了100 μg/g,其中As质量分数最高,平均值超过800 μg/g;Be、Ta、Co、Ag、Cd、Sn和Se质量分数的平均值都在5 μg/g以下;其他元素质量分数平均值则在10~60 μg/g之间。相较未受AMD影响的水系沉积物,研究区水库沉积物具有明显的As和Sb富集特征。水库沉积物中Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Th之间存在显著正相关关系,而As与这些元素之间存在显著负相关关系。元素相关分析、因子分析及微量元素图解表明,Li、Be、Rb、Sr、Cs、Ba、Sc、Y、Zr、Hf、Nb、Ta、Th、Cr、Sb等元素受控于流域岩石化学风化和土壤物理侵蚀,这也是控制研究区元素分布最重要的因素,而Cu、Cd等重金属元素则与AMD对地层中元素的溶蚀析出和有机质等细颗粒物的吸附有关。另外,研究区重金属元素中,Cd、Cu、Pb、Cr、Zn的生态风险轻微,而As和Sb则具有很强的潜在生态风险。     

斑岩型Cu(Mo)矿床中微量元素富集贫化规律研究

依据江西城门山、内蒙古乌奴格吐山、甘肃白山堂三个斑岩型Cu(Mo)矿床试验资料,探讨了斑岩型Cu-Mo矿床中微量元素的富集贫化规律.在斑岩型Cu(Mo)矿床中,除存在成矿元素及其伴生元素的富集以外,还存在着部分亲石分散元素、稀有元素等的贫化.发生贫化的微量元素因矿床而异,既有共性又有特殊性.Sr等微量元素在斑岩型Cu(Mo)矿床中显著贫化并且有随Cu矿化增强贫化程度增强的规律,可以作为判断与斑岩体有关的地球化学异常的成矿前景.此项研究成果为实现地球化学勘查指标的定量化提供了基础.     

煤中微量元素研究现状

煤中微量元素是世界洁净煤研究的热点；煤中微量元素的研究对于正确评价微量元素，预防煤中有毒有害元素对环境的影响，保护生态和人类生存的环境具有重要的理论指导意义和现实意义。本详细介绍了国内外煤中微量元素的研究进展，微量元素的分布规律、赋存状态及研究方法，并将其研究内容概括为基础理论研究和应用研究两个方面，详细介绍了研究方法（直接方法和间接方法），提出了今后研究的主要方向。     

竹山和马鞍山绿松石微量元素和稀土元素特征

对竹山和马鞍山两地绿松石的微量元素和稀土元素特征作了对比研究,同时分析了两地绿松石矿物特征和结构特征。采用X射线能谱、电感耦合等离子体质谱、X射线衍射、红外吸收光谱和扫描电镜等测试技术对竹山和马鞍山地区的绿松石样品进行岩石矿物学特征分析。结果表明,竹山与马鞍山地区绿松石在微量元素的含量上存在较大的差别,但主成分含量基本一致;两地区绿松石的稀土元素均富集重稀土,二者的稀土配分模式图出现镨反向,马鞍山地区的绿松石表现出铕负异常;马鞍山绿松石的结晶程度优于竹山县绿松石。该方法对绿松石产地划分的研究具有应用价值。     

微量元素在煤中的赋存状态

煤中微量元素的赋存状态决定了元素在煤加工利用和在表生条件下的地球化学行为,但煤中同一种元素可以有不同形式的赋存状态,不同的元素也可以拥有同一种赋存状态。煤中如黄铁矿、方铅矿等各种硫化物中含有的环境有害元素最多,在我国西南地区一些煤田的煤层中部分元素如Ge,As和S等则具有较高的有机亲合性,增加了洗选去除的难度,环境效应也更大。     

煤中有害微量元素的赋存状态

基于前人资料的分析总结，系统探讨了煤中Ag等26种有害微量元素的赋存状态。研究结果表明：煤中有害元素或多或少都与无机质、有机质有联系，只是联系程度不同。有些在地壳中被认为彼此关系不大的元素，在煤中却密切相关。煤中B、Be、Br等主要以有机相赋存，其它有害元素主要与矿物质有关。     

吉林省白头山火山岩的微量元素及其岩石学意义

白头山火山岩中含有一套粗面岩—钠碱流岩,与下伏的长白山玄武岩组成一个岩石系列。在白头山火山岩中,REE、Zn、Zr等元素十分富集,而过渡元素及Sr、Ba等元素极其贫 化。REE配分具明显的Eu负异常,许多不相容元素在岩石系列中表现出良好的线性关系。依据微量元素行为的数学模式对这些特征进行定性分析和定量模拟,其结果表明白头山火山岩是由长白山玄武岩岩浆经结晶分异形成的。     

等离子体质谱法测定天然水中痕量元素

本文利用ICP-MS分析技术检出限低,可同时测定多元素,以及溶液进样等特点,建立了天然水中多种痕量元素分析的有效方法,研究了整个测定质量范围内的背景、干扰及其克服方法,讨论了水中Na、Mg、Ca等元素产生的基体效应对被测元素的影响。对含盐量较低的天然水样,可直接测定的痕量元素达50余种,测定限为0.x—xμg/L。高盐水样如海水、卤水等的测定,本文选择共沉淀法,以Fe(OH)_3为捕集剂,使被测元素与大量的碱金属、碱土金属基体分离。分离后可测40种痕量元素,测定限为0.0x—0.xμg/L。     

Experiment of Coal Leaching and Study of the Separation of Trace Elements

Leaching is an important way of separation of trace elements from coal. Based on leaching experiments, the content of trace elements separated out from coal is related to their existing state and content in coal, the duration of leaching process, temperature of leaching liquor and its acidity and basicity. The higher the temperature of leaching liquor and the longer the leaching time, the higher the contents of separated trace elements will be. In the course of leaching, the pH values of leaching liquors change and different trace elements are affected differently by the pH values.