铜陵新桥矿田褐铁矿矿物组成及成因

褐铁矿是铁帽型金矿和铁矿的重要矿产类型,但目前对其从矿物学的微观角度研究较少。本文采用粉晶X射线衍射(XRD)以及场发射扫描电镜(SEM)矿物学研究手段,对铜陵矿集区新桥矿田褐铁矿的矿物组成、微结构进行研究。根据矿物组成及微结构将新桥褐铁矿分为两种成因类型:Ⅰ型褐铁矿,该类型褐铁矿主要起源于黄铁矿矿石,矿石多具蜂窝状构造。主要组成矿物为针铁矿,次要矿物为赤铁矿,含有少量石英,针铁矿晶体长度一般介于500 nm~2μm,长度/半径比值(长径比)较大;Ⅱ型褐铁矿,由原生菱铁矿矿石风化而成,矿石多具肾状构造。矿物组成主要为针铁矿,其次为赤铁矿、锰氧化物和伊利石等粘土矿物,针铁矿晶体长度一般小于500 nm,具有较小的长径比。褐铁矿矿物学和微结构不仅可以初步确定原生矿物和矿石类型,而且对寻找铁帽金矿床也具有重要指示意义。     

生物矿化针铁矿对造纸废水的吸附和热解吸研究

利用生物矿化针铁矿对造纸废水进行吸附实验,对吸附动力学、影响因素、以及吸附等温线等进行了研究,通过DTA和XRD研究了不同煅烧温度条件下生物矿化针铁矿的物质形态变化,分析了不同再生条件对生物矿化针铁矿的吸附容量的影响。结果表明:生物矿化针铁矿对造纸废水中的污染物吸附速度较快,具有良好的吸附性能;生物矿化针铁矿吸附污染物后经过煅烧可以实现再生,经310℃煅烧后的第一次再生吸附率为原针铁矿的97.3%,多次加热再生后仍然具有很高的吸附能力。     

同步辐射软X射线吸收谱与发射谱测定天然针铁矿能带结构

天然半导体矿物由于成分、缺陷复杂,传统测试方法如紫外可见漫反射等难以准确测定其禁带宽度.本文以针铁矿为例,通过第一性原理计算得到纯针铁矿及掺Al针铁矿的电子结构.计算结果显示,纯针铁矿导带底与价带顶均由Fe3d与O2p轨道组成,而当含杂质Al时,Al2p与O2p发生杂化参与了价带组成.在此基础上,利用同步辐射X射线氧的K边吸收谱与发射谱对纯针铁矿及天然针铁矿的能带结构进行了测定.结果表明,天然含Al的针铁矿禁带宽度为2.30eV,小于纯针铁矿(2.57eV).本研究提供了一种测定天然氧化物矿物禁带宽度的新方法,为深入研究天然半导体可见光催化活性产生机制提供了理论依据.     

石英砂表面铁胶膜的合成——pH和铁摩尔比[Fe(Ⅱ)]/[Fe(Ⅲ)]的影响

本研究以石英砂为载体,在其颗粒表面合成铁胶膜,并探讨合成体系不同初始pH(5,6,7)及铁摩尔比(R=[Fe(Ⅱ)]/[Fe(Ⅲ)])等条件对铁胶膜形成的影响。研究表明,在初始pH相同的情况下,当R为0时,铁胶膜的矿物成分为弱晶质的水铁矿;R为0.01时的矿物成分为赤铁矿;R分别为0.02、0.04、0.06和0.10时为针铁矿,且随着R增加,X射线衍射(XRD)图谱中针铁矿的峰强度逐渐增加,扫描电镜(SEM)可观察到针铁矿晶形逐渐变大,且在R为0.10时晶体形貌最大;当R为0.50和体系只加入Fe(Ⅱ)时合成的铁矿物主要为针铁矿与磁铁矿的混合物。当R一定时,随着合成体系初始pH的增加,胶膜中针铁矿的XRD峰强度逐渐增强,在初始pH为7时其峰最强,且晶形逐渐变大。     

铜陵矿区废矿石次生氧化产物及其成因初探

对铜陵矿区废矿石的矿物组成及其成因进行研究,利用X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析原生矿物及其风化产物的组成,探讨次生矿物的形成机制。XRD及SEM/EDS分析表明,废矿石中残留的主要原生矿物为黄铁矿,次生矿物为针铁矿、赤铁矿、水铁矿及次生硫酸盐矿物。原生矿物风化为次生矿物的过程是从黄铁矿的裂隙带等有缺陷的部位开始,逐步氧化成最终产物针铁矿。中间过程出现了矿物相及形态的多样性,局部可能会先形成中间产物水铁矿,由于水铁矿很不稳定,在不同的温、湿度条件下会很快转化成针铁矿或赤铁矿。针铁矿在风化过程中呈现出多种形态,针状矿物最先形成,随后重结晶成球状集合体和菱方双锥单晶,最后在废矿石表面完全覆盖一层土状针铁矿。SEM观察到的黄铁矿表面的生物矿物与最外层风化层上的菌丝类物质说明,在废矿石的风化过程中生物亦起了一定的作用。     

针铁矿和菱苦土强化养殖粪污厌氧发酵液中氮、磷固定的研究

对比研究了养殖粪污厌氧发酵体系中添加针铁矿和/或菱苦土对N、P固定的作用。实验过程中对溶液pH进行监控,厌氧发酵44 d后,对发酵液中氨氮和磷浓度进行了分析,对固体产物进行了XRD和SEM分析。结果表明：单独或同时添加针铁矿、菱苦土的厌氧发酵罐中,发酵液中N、P浓度均降低,其中N浓度降幅小于P,添加菱苦土厌氧发酵罐中P浓度降幅较大,达90%以上。单独添加针铁矿的厌氧发酵罐中,针铁矿发生还原分解,转化为铁白云石;添加菱苦土的厌氧发酵罐中,形成了大量鸟粪石。研究认为在养殖粪污厌氧发酵体系中,由于碱金属离子的影响,针铁矿和菱苦土对N的固定作用不明显;针铁矿对P的固定效果一般,菱苦土对P固定效果显著,固P产物鸟粪石可作为优质缓释肥使用。     

利用漫反射光谱鉴定红粘土中针铁矿和赤铁矿

针铁矿(Gt)和赤铁矿(Hm)是广泛存在于土壤和沉积物中的重要铁矿物。这两种矿物在土壤和沉积物中含量很低,常规的测试手段很难有效地测定其含量。利用反射光谱联合加热处理的方法,可对土壤及沉积物样品中针铁矿和赤铁矿进行定性或半定量测定。实验结果显示,样品加热到300℃后,针铁矿的反射光谱的一阶导数特征峰发生了变化,赤铁矿的一阶导数特征峰却没有明显的变化。因此加热前后样品反射光谱一阶导数的变化取决于针铁矿和赤铁矿的含量。利用这种方法估计黄土高原第三纪红粘土样品中的赤铁矿含量约为0.3%～0.4%,针铁矿含量约为0.5%～1%。     

亚铁驱动针铁矿晶相重组耦合砷氧化机制

砷是土壤中重要的(类)重金属污染物,其毒性主要取决于在环境中的形态及氧化还原状态。游离态Fe(Ⅱ)(Fe(Ⅱ)_(aq))驱动铁(氢)氧化物晶相重组过程是土壤铁循环的重要组成,对土壤中重金属的吸附、固定、钝化等环境行为有重要影响。本研究采用~(57)Fe稳定同位素示踪方法研究厌氧条件下Fe(Ⅱ)_(aq)驱动针铁矿晶相重组过程中砷的氧化还原及形态变化过程。结果显示,在只有针铁矿存在的对照处理中,针铁矿本身对As(Ⅲ)没有氧化作用,但83%的As(Ⅲ)被吸附到针铁矿表面。在Fe(Ⅱ)_(aq)和针铁矿共存体系中,Fe(Ⅱ)_(aq)可与针铁矿中结构态Fe(Ⅲ)发生铁原子交换,As(Ⅲ)的存在降低了铁原子交换速率。同时,在Fe(Ⅱ)_(aq)驱动针铁矿晶相转化过程中,77%的As(Ⅲ)被氧化成As(Ⅴ),As活性降低。另外,部分吸附在针铁矿表面的As(Ⅲ)和氧化转化后的As(Ⅴ)通过针铁矿的晶格单元包裹或取代Fe结构位的形式被针铁矿结构化固定,从而进一步降低了As的活性。     

漫反射光谱赤铁矿和针铁矿定量研究进展

沉积物-古土壤是记录古环境演化及古气候变迁的有效载体,利用沉积物-古土壤对气候环境信息的记录来研究全球变化问题,已成为当前地球科学研究的热点课题。赤铁矿和针铁矿是沉积物-古土壤中常见的次生矿物,二者含量的变化能有效反映成土过程中冷、暖、干、湿的变化。然而,赤铁矿和针铁矿在沉积物-古土壤中结晶度差且含量低,因此,对二者进行有效定量一直是研究的难题。近年来,漫反射光谱(DRS)分析在沉积物-古土壤中赤铁矿和针铁矿的定量研究中取得了一系列显著的成果。本文系统总结了漫反射光谱在赤铁矿和针铁矿定量中的原理,并对3种常见定量方法及其应用进行归纳,同时对定量过程中存在的问题和发展趋势进行深入讨论。     

黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的定量分析与气候干湿变化研究

为了了解黄土剖面中赤铁矿和针铁矿的分布特征,文章采用对铁氧化物矿物灵敏的漫反射光谱法(DRS),开展了赤铁矿和针铁矿的鉴定和测定研究,提出了定量分析赤铁矿和针铁矿含量的DRS新方法.选择天然典型黄土和古土壤样品,首先采用柠檬酸盐-重碳酸盐-连二亚硫酸盐(CBD)方法去除其中成壤成因的铁氧化物矿物,以其为基体配制含不同赤铁矿和针铁矿的系列标样,然后进行DRS测试和多元逐步回归分析,分别建立测定赤铁矿和针铁矿含量的校准方程并加以检验.利用DRS方法,分析了多个黄土剖面的赤铁矿和针铁矿含量,发现黄土-古土壤剖面的赤铁矿/针铁矿比值可作为东亚季风干/湿变化的敏感指标.该比值较高时反映了干燥土壤环境,而较低时指示了潮湿土壤环境.对灵台和洛川剖面中赤铁矿/针铁矿比值的分析,初步揭示了2.6Ma年以来黄土高原东亚季风阶段性变强的特征.     

黄铁矿含金机理探讨

在大多数金矿床中,黄铁矿是金的主要载体矿物之一.本文从黄铁矿的晶体结构化学角度出发,分析了黄铁矿的晶体结构特点;探讨了金以An⁺和An^-离子形式分别替代Fe²⁺离子和S^2-离子的形成机理以及以可见金方式在黄铁矿中的赋存机制.通过分析,认为金在黄铁矿中的富集主要与黄铁矿的晶体结构有关,特别是与黄铁矿中的Fe-S、S-S、An-S和Fe-Au键的电子结构特点有关.     

含金黄铁矿的模拟合成实验及热液作用中金富集机制

热液矿床中金主要以包体金和裂隙金两种赋存状态产出,裂隙金构成富矿石。金的两种析出形式,分别为热液演化过程中金的两组成矿化学反应的结果。同时,金的活化和沉淀作用与热液流体中铁的活动有密切关系。为阐明热液富金矿石形成的机理,进行了含金黄铁矿的模拟合成实验。实验是在自紧式冷封高压釜（石英管衬套）中完成的。实验的物理化学条件模拟胶东玲珑等金矿的实测成矿参数ｔ＝４００～２００℃;ｐ＝５０～１０ＭＰａ;ｃ（ＮａＣｌ＋Ｎａ２Ｓ）＝０５～１ｍｏｌ／Ｌ;ｐＨ＝２～６５。装填物料为Ｆｅ２Ｏ３＋６Ｓ＋ＡｕＣｌ３·ＨＣｌ·４Ｈ２Ｏ或金粉。恒温时间为７～１２ｄ。合成黄铁矿具有完好的立方体或五角十二面体晶形。盐酸分步提取法实验证明,在黄铁矿晶体的核心部分含９０×１０－６～６０×１０－６的分散包体金,而黄铁矿边缘部分及以外的残余Ｆｅ２Ｏ３中仍含有大量的反应残余金粒。实验结果证明,在合成反应体系中只有少量的金与黄铁矿同时析出;而更多的金在残余溶液中富集,在自然热液成矿过程中这部分金可形成晚期裂隙金。实验结果与在胶东等地区热液金矿床观察到的事实吻合。     

小秦岭西段驾鹿金矿田矿物地球化学特征及找矿标志

本文在总结驾鹿金矿田有关石英脉主要金属矿物地质产状、物性特征的基础上，系统对比性研究了蚀变岩和石英脉两类金矿床中产状、粒级、晶形、破碎程度不同的各世代黄铁矿中微量元素的含量、组合、比值特征及演化和不同世代撤离铅矿、地表褐铁矿、软锰矿的含金性，建立了两类金矿的找矿矿物学标志。     

黄铁矿与石英含金机理探讨

从晶体结构化学角度出发，分析了金的电子结构及性质、黄铁矿晶体结构特点、二氧化硅的电子结构特点和石英晶体表面特征；探讨了Au^＋和Au^－离子形式分别替代Fe^2 离子和S^2-离子的形成机理以及以可见金方式在黄铁矿中的赋存机制；认为金在黄铁矿中的富集主要与其晶体结构有关，特别是与黄铁矿中Fe-S，S-S，Au-S和Fe-Au键的电子结构特点有关；应用稳定配合物的18电子规则和晶体生长的界面相模型探讨了石英含金机理；研究表明，石英含金不仅与石英表面的结构、内部缺陷和表面特征有关，还与石英生长的环境有关，尤其是与石英表面键的电子结构特点有关，并主要受石英晶体生长过程中的界面相的控制。     

湖南金矿床中黄铁矿和毒砂的含金性探讨

(?)南的共生与(?)生金矿庆中的金,大部分为次显微金和(?)显微金.(?)中的黄铁矿和毒砂是金的主要载(?)矿物.金主要以机械混合物或微包体形式赋存,主要形成于硫(?)化物矿化(?)或晚期.矿石合金量的高低与载金矿物的晶形,(?)度,生成期及碎裂程度等有关.(?)黄铁矿、毒砂是金矿床的主要标型矿物.As是标型指示元素.     

云南老王寨金矿床主要矿物的标型特征

老王寨金矿床产于哀牢山金-多金属成矿带北段浅变质岩系的断裂破碎带中，为一大型构造蚀变岩型中低温热液矿床，黄铁矿，石英，碳酸盐矿物，绢云母等是矿体中与金矿化密切相关的主要矿物，从产状，形态，化学成分，晶胞参数，热电性及红外光谱等方面，总结这些矿物的标型特征，可用于指导矿区深部和外围进行成矿预测和找矿工作。     

内蒙古撰山子金矿黄铁矿的热电性特征及其与金成矿作用的关系

研究了撰山子金矿床中金的主要载体矿物黄铁矿的形成世代、黄铁矿热电性的一般特征及黄铁矿的热电性与晶体形态、化学成分及金成矿作用的关系。结果表明：与岩浆作用有关的金矿床中，黄铁矿的导电类型既有n型、p型，又有n—p中间型，并以p型为主；不同成矿阶段的黄铁矿其热电性特征不同；黄铁矿热电性特征在矿体空间上具有一定的规律。     

黄铁矿的微量元素及热电性和晶体形态分析

金矿床中黄铁矿的微量元素、热电性、晶体形态等标形特征与其形成的物理化学环境及介质条件密切相关。该标型特征在判别不同矿化类型、揭露金矿床空间的变化规律、评价矿体和预测深部矿体等方面都具有一定的代表性和典型性。同时 ,黄铁矿微量元素的分析方法具有易于采样、易于分析、经济有效、方便实用的特点 ,是金矿找矿矿物学研究及应用中行之有效的方法。     

镇安米粮地区微细浸染型层控金矿床的形成与构造演化的关系

构造解析和典型矿床研究相结合分析了构造在金矿床形成过程中的重要作用。同生断裂活动伴随了构造－火山热液作用，提供了深部金等成矿物质。在此构造背景下，沉积了以重力流为主的陆源细碎屑岩与颗粒碳酸酸岩高频交替的岩相垂向组合，具有利于金活化，富集的初始元素组合（Ａｕ，Ｓｂ，Ａｓ），构成了金的矿源层。后期构造递进变形作用发育的韧－脆性剪切变形叠加，及与之伴随的多期多阶段蚀变矿化，致使矿源层中的易释放金活化聚集