黑钨矿类质同象系列的红外光谱研究

本文是对黑钨矿类质同象系列研究的一个组成部分。测试结果表明在中红外区及远红外区的某些吸收谱带,其频率和强度的变化与黑钨矿中两端员组份FeWO_4和MnWO_4的相对含量有良好的线性相关关系。文中给出了频率变化的相关方程和相关图,并讨论了频率位移和强度变化的内部机制。     

黑钨矿类质同象系列的X射线衍射研究

本文是黑钨矿类质同象系列研究成果的一个组成部分。通过对不同成分的黑钨矿类质同象系列的粉晶X射线衍射研究,发现各衍射峰的2θ值或d值及晶胞参数均与其成分x[Fe/F(e+Mn)]呈良好的线性关系。文中给出的一系列相关方程都可以用于黑钨矿成分的测定。在应用中,△(2θ_(111)-2θ_(111))与x以及△(2θ_(110)-2θ_(011))与x的相关方程尤为理想,因为它们免除了实验中系统误差的影响。但前一个相关方程仅在x<0.60的情况下适用。     

蒙脱石类质同象置换的IR和ESR研究

对7个不同产地的蒙脱石样品提纯钠化后由化学分析得到它们的化学结构式。用红外吸收光谱(IR)和电子自旋共振(ESR)方法对这7个具有不同四面体和八面体内阳离子类质同象置换量蒙脱石样品进行了研究。IR吸收谱中R—OH振动和R—O—Si振动吸收带均随置换情况不同而变化。ESR谱表明Fe~(3+)离子在蒙脱石中有不同对称性的位置,并由于类质同象置换的不同,共振信号也有一定的变化。     

元素的类质同象置换简表

类质同象普遍存在于矿物中，将发生类质同象置换的元素列于元素周期表中，就是作者所编制的元素的类同象置换简表，表中同时列出了主要载体矿物及参考工业指标。     

类质同象的研究方法及意义

结合研究史作者论述了元素类质同象、间隙原子和固溶体概念的异同。指出类质同象元素的3个属性：同生性、共生性和同晶体化学位。提出元素统计式均匀分布为鉴别类质同象状态的理论准则,例举电子探针、矿物物性鉴别“杂质”属性的可行性,指出电子探针方法为最佳选择。论述了类质同象的重要地学意义：岩浆演化的指示剂和地质温压计。提出类质同象副成分作为找矿地球化学标志的新思路。元素不同存在状态的查定在矿产资源评价中具有重要意义。     

热分析法在确定碳酸盐矿物类质同象方面的应用

Being rather common in carbonate minerals, isomorphism has practical importance in the identification of these minerals. The percentage of CO2, which can be measured by using thermogravimaetry, is a function of the components involved in isomorphism. Therefore, thermal analysis can be used to determine the isomorphism contribution to the compositional characteristics of earbonate minerals.     

天然磁铁矿类质同象替代的穆斯堡尔谱的研究

本文收集了中国东部安微姚村花岗岩体的二个磁铁矿样品进行穆斯堡尔效应的实验。结果表明:在岩体不同部位样品的穆斯堡尔参数与其 Ti~(4+)、Mg~(2+)等类质同象的替代多少有关。     

闪锌矿中的Cd主要类质同象置换Fe而不是Zn

闪锌矿是自然界广泛分布的金属矿物,经常含微量的Fe、Cd等杂质元素,并认为Cd和Fe以类质同象方式取代了Zn。但是作者注意到,闪锌矿中的Cd与Zn基本都呈正相关关系,而与Fe呈很好的负相关关系。依照类质同象的定义,类质同象替换的二个元素应该呈负相关关系。因此,我们认为闪锌矿中的Cd主要不是类质同象替换Zn,而是取代了Fe。闪锌矿中的铁主要是Fe2+。Fe2+与Cd2+地球化学性质相似,FeS与CdS的键长和晶格能相近,因此,Cd完全可以类质同象置换闪锌矿中的Fe2+。     

类质同象置换对磁铁矿表面反应性的制约机制

铁(氢)氧化物矿物对环境物质的地球化学行为有着重要的制约作用。相比于其他铁氧化物,磁铁矿具有一些独特的结构特征与表面性质,而赋予其良好的氧化还原活性。天然磁铁矿结构中广泛存在类质同象置换,探讨类质同象置换对磁铁矿表面反应的制约机制,有助于深刻理解磁铁矿族矿物在环境自净化过程中的作用机制。本文介绍了典型置换离子在磁铁矿结构中的赋存状态,及其对磁铁矿物化性质影响,重点阐述类质同象置换对磁铁矿表面反应性(如吸附、氧化、还原等性能)的制约机制,最后针对已有的相关研究现状以及面临的挑战,为未来的研究方向提出了一些设想和建议。     

中国银矿床成矿系列与成矿谱系初探

中国银矿资源丰富,矿床类型多样,找矿潜力巨大。文章运用成矿系列的理论和方法,对中国银矿床进行了成矿系列和成矿谱系的初步研究,并将其初步划分为38个银矿床成矿系列(组),59个亚系列。结合区域地质构造演化与各成矿系列的演化关系归结出中国银矿床成矿谱系。研究表明,中国银矿床成矿系列结构及演化具有时空不均衡性、银矿床类型演化渐趋多样化、矿石建造类型演化渐趋复杂化等特点,文章指出了成矿系列和成矿谱系研究对全国银矿理论研究和找矿实践的指导意义,并结合银矿床成矿系列和成矿谱系特点分析了银矿床今后找矿的具体方向。     

富镉锌矿成矿流体地球化学研究:以贵州都匀牛角塘富镉锌矿为例

通过对贵州都匀牛角塘富镉锌矿包裹体的研究,发现有一定数量的有机包裹体。该矿床与密西西比河谷型（ＭＶＴ）矿床相似,均属于Ｎａ＾＋－Ｃａ＾２＋－Ｋ＾＋－Ｍｇ＾２＋－Ｃｌ＾－体系,同时,两者在成矿流体温度、盐度和密度方面也有一定差别。该矿床成矿流体组分与油田卤水相似,仅Ｃａ＾２＋和Ｍｇ＾２＋含量偏高,这可能与晚阶段的碳酸盐有关。笔者认为,成矿流体可能与麻江古油藏的油田卤水有关,正是由于油田卤水携带了Ｃｄ     

黔东下寒武统黑色岩系钒矿床

扬子地台周边的下寒武统黑色岩系蕴藏着丰富的金属矿产资源。文章探讨了黔东地区下寒武统黑色岩系中的钒矿床地质特征及成矿问题。钒矿床受地层的控制,钒等金属元素致矿是多种条件产物,其成矿高峰期为热水沉积与正常沉积交替期,矿石的成矿年龄为(521±54)～(542±11)Ma;矿床类型为沉积型矿床。     

湘黔下寒武统黑色岩系不同矿物组合中的铂族元素特征

贵州遵义和湖南张家界黑色岩系中的矿物组合非常复杂,用X射线衍射仪分析并结合前人的研究成果,显示其中的硫化物矿物、粘土矿物和有机质含量较高;经破碎和分选流程对样品进行处理后,用ICP-MS方法测定了黑色页岩和分选后样品中的铂族元素含量,对贵州遵义和湖南张家界黑色岩系中的铂族元素赋存特征进行研究,结果表明:贵州遵义和湖南张家界的黑色页岩系中赋存高含量的铂族元素,且含量表现较高的稳定性;低温氧化条件下,铂族元素的化学活动性足以使之以相当规模活化、迁移并在还原条件下沉淀富集;经强风化淋滤作用,富含碳硫钼矿黑色页岩中铂族各元素含量都有不同程度的降低;绝大部分的铂族元素富集于黑色页岩的有机质和黄铁矿中;铂族元素的分布模式具规律性,铂族元素的明显分异说明此黑色页岩的分布模式不具有地外物质的特征。     

贵州三都苗龙金-锑矿床金赋存状态初步探讨

采用电子探针和扫描电镜分析,通过对贵州苗龙卡林型金-锑矿床矿石中不同成矿阶段载金矿物的Au、As、S、Fe和Sb等元素含量及其分布规律的详细研究,确定了含砷环带黄铁矿和毒砂是最重要的载金矿物。成岩期黄铁矿S、Fe含量与理论值接近,成矿期早阶段黄铁矿和主阶段S1亚阶段环带黄铁矿核心S含量与理论值接近,Fe含量具弱亏损的特点;环带黄铁矿外环S、Fe具有弱亏损的特点。沉积成岩期黄铁矿为草莓状,不含As和Sb,金含量低,平均为59×10-6;热液成矿期早阶段黄铁矿颗粒较粗(≥100μm),其As、Sb和Au含量较低,As、Au平均分别为0.205%和275×10-6;热液成矿期主阶段S1亚阶段环带黄铁矿粒度较细(50μm,10~20μm为主),外环As和Au含量高,外环As含量为0.1961%~7.897%,平均为1.4668%;Au含量为40×10-6~905×10-6,平均为429×10-6;Sb含量为0.01%~0.035%,平均为0.0233%。S2亚阶段毒砂具有富硫亏砷等低温热液毒砂特征,Au含量为230×10-6~1400×10-6,平均为643×10-6;Sb含量为0.019%~0.50%,平均为0.087%。晚阶段辉锑矿Au含量较低,平均为237×10-6。Au含量从成岩沉积期一成矿早阶段一成矿主阶段一晚阶段呈低或不含→低→高→低的特点分布。金可能以类质同象形式(固溶体形式)存在于毒砂和黄铁矿晶格中。     

A study on the genetic relations between Permian Longtan Formation coal series strata and Carlin-type gold deposits,southwestern Guizhou Province,China

A large number of the Carlin-type gold deposits occur in the Longtan Formation in southwestern Guizhou Province. The Longtan Formation contains abundant basalt, tuff and siliceous rocks. All rocks of the Long-tan Formation are enriched in gold, which were deposited in a limited platform environment in the transition zone from marine to continental. The process of sedimentation was accompanied by the eruption of Emeishan basalt and hydrothermal deposition controlled by co-sedimentary submarine deep faults in the west, which led to the formation of a peculiar gold-bearing formation with coal series strata. This formation controlled the occurrence of the Carlin-type gold deposits in southwestern Guizhou Province. In response to the remobilization of the Emei mantle plume during the Yanshanian period, As, Au and other ore-forming materials were continuously extracted by deeply circulating waters from the Emeishan basalt and coal seams, thereafter forming ore-forming hydrothermal solutions. When these elements were transported in the coal seams, large amounts of As, Au and other elements were enriched in pyrite within the coal seams, thus forming high-As coal and Carlin-type gold deposits in the Longtan Formation coal series strata.     

黔西南微细浸染型金矿的黄铁矿矿物学研究及其成因意义: 以水银洞金矿为例

贵州黔西南地区的微细浸染型金矿是一种典型的中、低温热液矿床, 矿床总体上受不同级别褶皱与断裂构造的控制。但是, 呈透镜状、似层状展布的矿体形态与大多数热液矿床的空间分布特点差别较大, 导致该区域金矿床的成因长期存疑。本文以水银洞金矿为例, 通过高精度的电子探针(EPMA)与环扫电子显微镜(ESEM)等原位微区分析测试方法, 查明矿石中的黄铁矿至少存在三种类型且空间上均与有机质密切伴生: (1)粗粒黄铁矿: 呈稠密浸染状或条带状分布于龙潭组1段的钙质砂岩内, 其内部和周围的孔洞中常见凝析油和磷灰石、金红石、方解石等热液矿物充填。其中具环带结构的黄铁矿为主要的载金矿物, 微细的不可见金主要赋存在外部2~3层富As的黄铁矿环带中, 测定的Au含量平均为0.06%, 最高可达0.24%, 揭示黄铁矿的内核和环带形成于不同的热液期次。(2)细粒黄铁矿: 呈星散状或稀疏浸染状分布于龙潭组2段富含生物碎屑的钙质凝灰岩内并构成工业富矿体, 富Au、As且多与毒砂等矿物共生, Au最高可达0.14%。围岩的微裂隙中可见被有机质环状包裹的5~10μm大小的自然金颗粒。(3)草莓状黄铁矿: 呈微粒集合体填充于生物格架(Ty1)或者围岩微裂隙(Ty2)中, 两者在龙潭组1段和2段均有分布。Ty1交代生物碎屑且自身具有有机质包壳, Ty2则充填在富含有机质的微裂隙中并部分交代粗粒和细粒黄铁矿, 表明其形成略晚于主成矿阶段。水银洞矿床黄铁矿的结构、成分及空间产状研究揭示, 黔西南微细浸染型金矿具有多期次热液叠加复合成矿的特点。成矿热液持续作用于龙潭组及其下伏的地层, 可交代围岩中的生物碎屑并将其分解为有机质和C、P、N、Ca、Na、K等元素。一方面成矿流体携带有机质向上迁移, 另一方面致密的龙潭组2段及其上部岩层作为"隔挡层"为富Au的热流体成矿提供岩相圈闭。这一成矿作用过程中, 流体交代生物碎屑形成的有机质可能有助于降低Au的溶解度促进其沉淀富集, 使矿体兼具裂控及层控的形态特点。     

长江中下游成矿带含稀散金属矿床特征初探

稀散金属是关键金属的重要部分,其矿化特点和成矿规律等方面受到矿床学界高度关注。文章总结了全球稀散金属矿化类型和分布规律,除了镓、镉和铊矿床外,其他锗、硒、铟、碲和铼5种稀散金属普遍伴生于斑岩-矽卡岩铜矿系统。笔者初步地绘制了全球斑岩型和矽卡岩型稀散金属的分布图、长江中下游成矿带含稀散金属矿床的分布图,指出长江中下游成矿带有2种不同类型含稀散金属矿床:一类呈伴生产于斑岩-矽卡岩铜铁金和铅锌矿床,以多种稀散金属为特征;另一类呈独立稀散金属矿床;以前者为主。文章以长江中下游矿成矿带鄂东南丰山矿田为例,介绍碲和铊的赋存状态,初步地建立了矽卡岩铜金碲矿床+远接触带低温金铊碲矿床组合模型。最后提出矽卡岩型稀散金属矿床重点关注的科学问题,建议加强氧化型含金矽卡岩矿床伴生的稀散金属矿床的成矿机制研究。     

粤西阳春盆地多金属矿床成矿系列及动力学背景

粤西阳春盆地为广东省重要的多金属矿集区之一,主要包括矽卡岩型、斑岩-矽卡岩型和热液脉型3类多金属矿床。阳春盆地发育多种矿化元素,矿种以Cu、Fe、Pb、Zn、Ag、W、Sn为主,Au、Mo、Bi次之。文章在梳理前人工作成果的基础上,将阳春盆地的多金属矿床厘定为一个成矿系列和3个成矿亚系列:即与燕山期侵入岩有关的Fe-Cu-Pb-Zn-W-Sn多金属矿床成矿系列,包括与中侏罗世侵入岩有关的铁铜多金属矿床成矿亚系列(Ⅰ)、与早白垩世中酸性侵入岩有关的铜钼铅锌多金属矿床成矿亚系列(Ⅱ)和与晚白垩世花岗岩有关的W-Sn多金属矿床成矿亚系列(Ⅲ)。Ⅰ和Ⅱ成矿亚系列主要沿阳春盆地的边缘坳陷带分布,受NE-NNE向构造及EW向构造复合控制,成矿岩体主要为花岗闪长岩、二长花岗斑岩以及二长花岗岩等,来源于相对深部,为壳幔同熔的产物,成因类型主要包括矽卡岩型和斑岩-矽卡岩型;Ⅲ成矿亚系列主要产于隆起区与坳陷带接壤部位及坳陷带中局部隆起地段,受隐伏的NW向构造控制,与成矿有关的花岗岩类属弱过铝质-准铝质花岗岩,由地壳物质重熔而形成,也可能有少量的地幔物质加入,矿床类型以石英脉型和斑岩-矽卡岩型-热液脉型为主。大量的高精度测年数据表明:Ⅰ亚系列成矿时代主要集中在170~160 Ma,Ⅱ亚系列成矿年龄主要集中在110~98 Ma,而Ⅲ亚系列成矿年龄为85~76 Ma,前一成矿亚系列对应的成矿动力学背景为太平洋板块的俯冲环境,而Ⅱ和Ⅲ成矿亚系列则处于燕山晚期的拉张伸展环境并伴随强烈的壳幔相互作用,其可能与135 Ma之后太平洋板块的运动方向发生转向有关。     

Discovery,Genesis and Significance of Metallic Minerals in Evaporate Series in the Kuqa Basin

A large-scale evaporate series is developed in Paleogene-Neogene strata in the Kuqa basin. The series is composed mainly of evaporate with thin beds of clastic rock (mainly mudstone and siltstone). In grayish white medium- and coarse-grained sandstone in Miocene strata, the formation of copper minerals is in close connection with brine. In joint planes, which are developed in vertical strata, are filled with gypsum. Gypsum and copper-mineralized sandstone contains enormous copper minerals, mainly atacamite. According to the SEM analysis for salt rock, gypsum rock, limestone, grayish green siltstone, grayish white medium-coarse-grained sandstone, some minerals are composed of metallic elements including Au, Ag, Cu, Zn, Pb, Co, Ni and U etc., in which Au occurs in a native form, Cu occurs in a native form or as atacamite in salt rock, gypsum rock and limestone, Ag occurs as silver sulfide in gypsum, and Zn, Pb, Co, Ni, U occur as compounds along with the above metallic ions in evaporate or clastic rock. From SEM images, we can see that metallic elements or their compounds (oxides or sulfides) “take root” as grains in salt or gypsum crystals, which belong to primary chemical sedimentation along with evaporate, while some grains “float” on surface of salt or gypsum. In the former case, mineral grains were formed together with salt (gypsum) crystals; while in the latter case, minerals were enriched from internal metallic ions (Paleogene evaporate samples) or external metallic ions (Neogene gypsum samples) in the late stage of evaporate formation. The metallic ions in Paleogene evaporate samples might originate from weathered or denudated materials in the south Tianshan Mountains. The metallic ions in the Neogene evaporate samples might be from metal-bearing brine, which migrated upward to surface along fractures and leached into evaporate (gypsum). Occurrence of metallic minerals and their compounds (elementary substance) in Paleogene evaporate proves that diversified metallic minerals exist in evaporate. The source of metallic ions in the Neogene evaporate series shows that evaporate could provide materials for late-stage metallic mineralization.