硫化物细菌氧化作用机理研究

从硫化物矿床酸性矿坑水中分离的细菌Thiobacillus Ferrooxidans直接作用于硫化物,有效地加速了硫化物的氧化过程。在细菌作用下硫酸铁可溶解微粒金,显示了细菌是硫化物矿床氧化带中金表生富集的重要微生物因素。在细菌氧化过程中,高浓度Fe~(3+)和SO_4~(2+)的硫酸盐溶液直接形成草黄铁矾;而在低浓度Fe~(3+)的硫酸盐溶液中形成针铁矿。同时,细菌的耐酸性和氧化功能,为酸性矿坑水的处理提供微生物化学途径。     

桃江锰矿锰帽形成的地球化学过程

桃江锰矿区发育有较完整的表生氧化剖面,根据不同深度矿石的结构构造,矿物组合及化学成分特征,将表生氧化剖面分成三个带：氧化矿石带,地渡矿石带和原生矿石带。桃江锰矿原生矿石矿物主要为含锰碳酸盐,表生富集作用包括两上地球化学过程;可溶杂质的溶解淋失作用和锰质的氧化残留作用。在过渡矿石带中,可溶性杂质发生大规模溶解迁移,锰质发生相对富集;氧化矿石带中,碳酸锰氧化成难溶的高价锰的氧化物,使锰质残留下来,形成     

多重理化指标揭示的中国南方更新世网纹红土网纹化机制

网纹土地层包括网纹黄(色)土和网纹红(色)土,形成于低山、丘陵地理景观和热带、亚热带湿热气候环境中,是温暖湿润的气候环境下形成的第四纪重要地层单元。但其网纹化的机制及其第四纪古气候、古环境的意义一直比较模糊。对长江中游三地不同发育程度的网纹红土地层中网纹与基质分离测试研究表明:网纹中,细黏粒颗粒(<0.2μm)相对少、含水量高,土体中发生了以Fe、Mn、Co、Ni、Cr、V等铁族元素为主的过渡金属元素的强烈淋失和Zr、Hf等稳定元素及SiO_2的强烈富集;较低的pH、较低的氧化还原电位及较低的Fe~(3+)/Fe~(2+)比值,表明网纹具有较强的酸性和还原性。而基质中,游离铁(主要是赤铁矿)强烈富集,较高的Fe~(3+)/Fe~(2+)比值、较高的pH与氧化还原电位,指示土体处于偏氧化环境。网纹与基质中这种酸碱特点与氧化―还原环境的差异,有利于过渡金属元素呈低价态随水渗滤到基质中转化成高价态而沉淀积累。只要土体环境反复干湿交替,在网纹与基质之间就会形成以铁元素为主的过渡金属元素的淋溶―沉淀;元素物质的淋溶―沉淀,增加了网纹与基质之间孔隙度的对比,从而也增加了土体中网纹―基质之间的含水量差异,进一步促进了元素物质的淋溶―沉淀。这一过程,在网纹与基质之间,激发了一个正反馈作用,这是网纹形成与发育的环境动力机制。本文研究比较了中国南方网纹地层的地质年代与冬、夏季风在第四纪的代用指标记录,初步认为中国南方网纹红土是东亚冬、夏季风在早更新世晚期达到一定强度,形成显著的干湿交替的气候环境特点后,而在较为温暖湿润的热带―亚热带气候环境下形成的一种特有地层。     

巯基棉分离富集光度法测定矿石中微量钯

本文系统地研究了巯基棉柱分离富集钯(Ⅱ)的最佳条件,建立一种用0.1克巯基棉对微量钯(Ⅱ)分离富集的可行方法。解决了湿法溶样,用3,5-diCl-PADAT光度法测定矿石中微量钯时,常见离子Fe~(3+)、Al~(3+)和Ti(Ⅳ)等的干扰问题。方法操作简便、快速,结果准确。用于矿石样品测定,结果满意。     

黑钨矿的次生富集及找矿意义

黑钨矿在风化作用下,矿物中的Fe~(2+)、Mn~(2+)易氧化变价,Ca~(2+)溶解,钨的络阴离子被铁锰氧化物和氢氧化物吸附,形成次生钨矿物,在矿床氧化带富集形成“钨帽”,是找原生钨矿床的重要找矿标志.     

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我院FH—1918微计算机穆斯堡尔谱仪已安装调试完毕,现可对内对外接收样品,测试收费合理。 穆斯堡尔谱方法国内外发展很快,应用的范围较广。我们主要测定岩矿石,矿物(最好为单矿物)中铁的氧化状态以及Fe~(2 )或Fe~(3 )与总铁的比值。欢迎各单位送样测试。 样品要求:将岩矿石、矿物研磨成小于100目的粉末,每个样品自然铁要求10毫克。     

黑钨矿中锰铁比值的成因意义研究

在地质找矿勘探工作中,研究黑钨矿的锰铁比值可以帮助确定矿床的成因类型,并且,在某种程度上还可以当作相对的“地质矿物温度计”来应用。在自然界,影响黑钨矿中锰铁比值的因素甚多,诸如,成矿介质的pH值和Eh值、化学反应动力状况、区域地球化学特点、压力以及形成温度等。关于成矿温度,在许多情况下虽然不是影响黑钨矿中锰铁比值的决定性因素,但仍不失为一重要因素,故其与黑钨矿中锰、铁成分变化的关系引起了国内外许多研究者的重视。     

强磁—化选对含铁、锰、氧化铅、锌矿选别的研究

氧化铅锌矿通常是指在矿石中能回收的独立矿物:自铅矿、铅矾、菱锌矿、异极矿等等.而本文涉及的为火山喷气-火山热液交代矿床、氧化锰铁帽中,铅锌与锰铁结合的含铁锰的氧化铅锌矿.此类矿物种类多而繁杂,品位高低不等.冶金部中南冶金地质勘探公司地质研究所曾对湖北某含锰铁的氧化铅、锌矿石的化学选矿进行过大量的研究工作.本院对该类型矿石的研究结果表明,通过磁选-化选不但可以得到纯净的氧化锰精矿和锰铁原料,而且95%以上的铅、锌和70%的银可挥发至烟尘被回收.     

地球氧逸度

地球是一个"氧化性"的星球。在太阳系所有行星中,只有地球大气中含有高浓度的O_2(约占21%)。研究表明,地球演化的早期,其大气组成与火星等类地行星相似,都是以CO_2为主,O_2含量可以忽略不计。在大约24-21亿年前,地球大气中O_2含量突然大幅度升高,一度超过现今O_2含量的1%,而后又在中元古代回落到现今O_2含量的0.1%以下。沉积物中氧化还原敏感元素的含量变化显示,大约6.3亿年前雪球地球结束之后,地球大气中的O_2含量再次大幅度升高至20%左右,而后在显生宙经历一系列复杂变化并最终演化至现今的水平。Re/Os比值显示,硅酸盐地球的氧逸度远高于月球,也高于火星。考虑到月球与地球分异发生在45亿年前,月球的低氧逸度暗示地球早期的氧逸度可能也较低。可以影响地球氧逸度的元素主要有O、H、Fe、S和C等。控制地球氧逸度变化的主要过程包括:核幔分异、板块俯冲和火山喷发去气等。在核幔分异以前,金属Fe可能是控制硅酸盐地球及其表生环境低氧逸度的关键因素。核幔分异过程中,Fe是控制氧逸度变化的关键元素。核幔分异将金属Fe与铁氧化物分开,造成地幔Fe~(3+)/Fe~(2+)比值升高。尤其是在下地幔,Fe~(2+)在高压下发生歧化反应,形成金属Fe和Fe~(3+)。其中Fe~(3+)赋存在布里奇曼石中,导致下地幔氧逸度低。在板块俯冲过程中,当有板片进入下地幔时,布里奇曼石会因体积补偿,被运移到上地幔,并发生分解,释放出Fe~(3+),导致周围地幔氧逸度的升高。但是,V/Sc和Zn/Fe等元素比值则显示在过去30多亿年以来,地幔的氧逸度变化不大,可能与上、下地幔间氧化还原缓冲层或者是上述元素比值对氧逸度不够敏感有关。在地球演化早期,金刚石是最早形成的矿物。由于金刚石的密度在上地幔高于地幔橄榄岩熔体,而在下地幔小于地幔橄榄岩熔体,因此在岩浆海阶段,金刚石倾向于在上地幔底部富集,成为一个富金刚石的储层。在板块俯冲阶段,这些金刚石会被布里奇曼石分解所释放的Fe~(3+)所氧化,形成富碳酸盐和CO:的层位,同时起到稳定上地幔氧逸度的作用。俯冲带地幔橄榄岩和岛弧火山岩的氧逸度均高于板内环境,因此一般认为板块俯冲会导致氧逸度升高。在板块俯冲过程中,氧逸度主要受到Fe和H_2O(水分解释放出H_2)的控制。蚀变大洋岩石圈中含有大量的H_2O,板块俯冲过程中脱水会导致地幔楔蛇纹石化。蛇纹石化过程会形成磁铁矿,释放出味,使局部在短时间内氧逸度降低。但是,由于H_2很容易逸散到大气中,而磁铁矿则保留在地幔楔中,其结果导致岩石中Fe~(3+)/Fe~(2+)比值升高,从而在发生部分熔融时形成高氧逸度岩浆。板块俯冲对氧逸度的影响是多方面的,还与俯冲板块的年龄、沉积物的性质等有关。对于富含有机物的沉积物俯冲过程,C是主要的氧逸度控制元素。在板块俯冲的浅部,有机物分解,释放出CH_4等还原性气体,造成上覆岩石圈氧逸度下降。富含铁锰结核等氧化性沉积物的俯冲则可以导致地幔楔氧逸度的升高,这一过程中Fe和Mn是控制氧逸度的主要元素。火山喷发可以释放出CH_4、CO_2、H_2S和SO_2等气体,也可以影响大气中O_2的含量。有研究认为,火山气体中的H_2S随岩浆房压力增加而增加,SO_2则随压力的增加而减少,因此岩浆房压力可以影响其排气的氧化-还原性,进而影响大气的O_2含量。一种观点认为,正是由于太古宙末期大量出现陆相火山岩,导致了大氧化事件,在这一模型中,S是控制氧逸度的关键。氧逸度对多种成矿作用均具有重要的控制作用。其中,斑岩铜金矿床的形成往往与高氧逸度的埃达克岩有关。这是由于当岩浆的氧逸度高于AFMQ+1.5时,岩浆中S主要以硫酸盐的形式存在。由于硫酸盐在岩浆中的溶解度远远高于硫化物,因此,在俯冲洋壳部分熔融过程中形成的高氧逸度埃达克质岩浆可以熔出更多的亲硫元素,有利于成矿。锡矿床的形成则往往与还原性岩浆有关。这是因为在高氧逸度岩浆中,Sn主要呈Sn~(4+),易于在岩浆结晶早期进入矿物中;而在还原性岩浆中,Sn主要以Sn~(2+)形式存在,表现为不相容元素,倾向于在岩浆中富集,并在岩浆期后热液阶段富集成矿。其他氧化还原敏感元素,如U、V、Mo、Re、Sb和Fe等,可以在表生过程中富集,有利于进一步富集成矿。     

新疆西昆仑奥尔托喀讷什锰矿地质、地球化学及成因

近年来,西昆仑玛尔坎苏地区富锰矿找矿取得重大突破,新发现奥尔托喀纳什等大型锰矿床。该矿床层位稳定,厚度较大,Mn平均品位达35%以上,为中国最富的碳酸锰矿床,属于典型的海相沉积型锰矿床。锰矿体主要赋存于晚石炭世喀拉阿特河组地层中,该组岩性为一套浅海碳酸盐岩台地相沉积建造组合,可划分为台内浅滩、潮坪、开阔台地、局限台地等4个相类型。成矿分为三个期次,第一期为沉积成岩成矿期,矿石矿物由菱锰矿、锰方解石、硼锰矿组成;第二期为热液改造期,形成锰镁绿泥石、红锰矿、硫锰矿、锰方解石(脉)、重结晶菱锰矿、蔷薇辉石及滑石、石膏等;第三期为表生氧化期,发育少量软锰矿、水锰矿、硬锰矿等。锰矿石具有较低的Fe/Mn比值、V/(V+Ni)比值和强烈的Ce正异常,表明Mn是在氧化环境下,以氧化物或氢氧化物的形式沉积富集。含锰岩系顶、底板岩石中含较多成熟度较差的中酸性火山岩岩屑,以及具有较低Al/(Al+Fe+Mn)、Y/Ho、Co/Ni比值的锰矿石,说明其成矿物质来源于海底热水活动。奥尔托喀纳什锰矿具有"内源外生"的特点,锰矿石及菱锰矿具有负的δ~(13)C值(-23.3‰～-13.2‰),表明锰矿经历了先成锰氧化物或氢氧化物、再被还原转化成菱锰矿的过程。此外,有机质所导致的更为强烈的还原作用是本矿床富锰矿形成的重要机制。后期构造叠加致使矿体发生变形,矿体形态受褶皱控制。矿石受到强烈改造,形成锰镁绿泥石、红锰矿、蔷薇辉石等,晚期经历氧化淋滤作用形成软锰矿、水锰矿等。     

隐钾锰矿的Ar-Ar定年研究进展

<正>锰矿是我国的重要矿种,主要有锰氧化物和锰碳酸盐两种类型的矿石,矿集区的形成通常经历了锰元素富集-锰氧化物富集和锰碳酸盐(菱锰矿)富集这三个阶段。(Du et al.,2013)。而表生红土型风化壳和次生锰矿中常含有丰富的表生钾锰矿物,包括隐钾锰矿、锰钡矿、硬锰矿、锰铅矿和钙锰矿等,     

广西下雷氧化锰矿床矿石特征及成因分析

广西下雷锰矿床由原生碳酸锰矿和次生氧化锰矿组成.其中氧化锰矿石的矿物主要有软锰矿、钡锰矿、隐钾锰矿、锂锰矿、钙锰矿、褐锰矿、黑镁铁锰矿等,与之伴生的其他表生矿物主要有赤铁矿、针铁矿、石英、高岭石和蒙脱石.矿石结构主要有交代、隐晶和细晶结构,矿石构造主要有葡萄状、块状、晶洞状、网脉状和条带状构造.与原生碳酸锰矿相比,次生氧化锰矿的矿石品位明显提高,平均在44%以上;Co、Ni、Cu、Zn等微量元素也有一定程度的富集.化学分析和单矿物成分分析结果表明,氧化锰矿石和锰氧化物中的w(Mn)/w(TFe)值均较高(一般大于10),说明风化强度大,铁、锰分离显著.与铁的氧化物相比,锰氧化物中Si和P等有害杂质元素的含量要低得多,因此,铁、锰分离是形成优质锰矿的重要条件.氧化锰矿的次生富集及其在空间上的分布受古气候、构造、含锰地层及地形地貌等多种因素的影响和控制.     

锰的成矿地球化学特征及其资源预测

在地球化学演化过程中,曾发生过锰铁分离和锰铬分离。锰的成矿地球化学行为明显地不同于铁和铬。锰在内生成矿作用中趋向于分散;在外生成矿作用中趋向于富集,并受沉积分异规律所支配。采用丰度法计算,中国大陆地壳内1km厚范围内的锰矿资源总量为3.3～8.9亿吨金属量,相当平均品位为30％的锰矿石量11～30亿吨。其锰矿资源潜力可按给出的丰度模式求出。     

湖北古城锰矿的沉淀形式及其古环境意义

古城锰矿是扬子地台北缘典型的“大塘坡”式锰矿,赋存于南华系大塘坡组含锰黑色岩系中,含锰矿物主要为菱锰矿.古城锰矿稀土总量高、类似现代海底铁锰结核的“帽式”稀土元素配分模式和Ce的正异常等地球化学指标指示古城锰矿Mn是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀,锰碳酸盐是后期转化而成.Fe/Mn比值低,较低的V、U含量和中等程度的Mo富集以及氧化还原敏感元素对Th/U、V/Cr、V/(V+Ni)比值等地球化学指标指示古城锰矿沉积环境为一种氧化一次氧化的状态,与锰是以锰氧化物或氢氧化物形式沉淀的结论一致.综合认为,古城锰矿成矿机制包括沉淀和转化两个过程,在氧化还原分层的海洋系统中,Mn在上部氧化性的水体中以氧化物或氢氧化物形式沉淀,之后下沉被掩埋在缺氧带之下,在成岩过程中和有机物质相互作用,锰氧化物或氢氧化物被还原释放出的Mn2+和有机碳被氧化释放出的CO32-结合形成锰碳酸盐,其转化可以方程2MnO2+CH2O+HCO3-=2MnCO3+H2O+OH-简单表示.     

广西钦州-防城地区次生氧化锰矿床矿物学和地球化学研究及矿床成因意义

钦州-防城锰矿带是中国次生氧化锰矿的重要产地之一,其含锰岩系为上泥盆统榴江组含锰硅质岩。锰矿床主要赋存在以腐岩带为主的风化壳中,矿石的主要矿物为软锰矿、锰钡矿、隐钾锰矿、锂硬锰矿、钙锰矿等,与之伴生的其他表生矿物有赤铁矿、针铁矿、石英、高岭石和其他粘土矿物。矿石多呈葡萄状、块状、网脉状构造。与原生含锰硅质岩相比,次生氧化锰矿矿石的品位明显提高,Mn含量平均达到42.6%。矿石化学分析和单矿物电子探针成分分析表明,氧化锰矿石中还普遍出现Co、Ni、Cu、Zn等元素的富集,其平均含量分别为0.05%(最高0.40%)、0.09%(最高0.53%)、0.08%(最高0.53%)和1%(最高2.2%);它们主要以类质同象和吸附的形式赋存在锂硬锰矿及隐钾锰矿中。氧化锰矿石和锰氧化物的Mn/Fe比值均较高,一般大于6～10,说明该区化学风化强烈,铁、锰分离显著,有利于形成高品位的优质锰矿。有害杂质元素P主要存在于针铁矿等铁的氧化物中。氧化锰矿的形成和空间分布受气候、构造、含锰岩系及地形地貌等多种因素的影响和控制。     

硐沟锰矿石火法选矿（富锰渣法）的可能性

富锰渣法的基本原理是根据各种元素在冶炼过程中还原温度的不同,使各种有益、有害组份相对分离富集,但该方法对矿石的成份有一定要求,硐沟锰矿石为低磷,高铁、锰、银共生矿石。经过计算可知,矿石的物质组份适合火法选矿,矿石可选性良好。     

沟锰矿石火法选矿(富锰渣法)的可能性

富锰渣法的基本原理是根据各种元素在冶炼过程中还原温度的不同,使各种有益、有害组份相对分离富集,但该方法对矿石的成份有一定要求,硐沟锰矿石为低磷,高铁、锰、银共生矿石。经过计算可知,矿石的物质组份适合火法选矿,矿石可选性良好。     

中—酸性侵入岩中钛铁矿的锰含量及其岩石成因意义

美国西部和中国东部15个中性侵入岩和I型花岗岩中的钛铁矿绝大部分属氧化出溶型,主要形成温度为755°—450℃。氧化出溶型钛铁矿的锰含量与样品中石英加碱性长石含量呈正相关,与铁镁硅酸盐矿物含量和该含量与磁铁矿含量之比值呈负相关。原始岩浆成分、结晶方式及结晶过程的氧逸度/水逸度比值对锰的晶体/熔体分配系数产生直接影响,是制约钛铁矿中锰含量的主要因素。钛铁矿中锰含量有助于估测主要造岩矿物丰度,判别某些酸性火山岩和次火山岩,推测分离结晶方式及结晶过程的物理化学条件。     

湘南─粤北铁锰多金属矿床的表生风化作用

湘南─粤北是我国一个重要的铁锰多金属矿化带，该矿化带中重要的铁锰多金属矿床经历了海相沉积、热液改造和表生风化等多种地质作用。由沉积作用和热液改造作用形成的原生铁锰多金属矿化岩石，由于其中的成矿元素Fe、Mn、Pb、Zn和Ag的含量低，有害元素S的含量高，工业价值不大。通过表生风化作用后，原生铁锰多金属矿化岩石中易溶组分发生强烈淋失，矿石矿物组合也发生了根本变化。次生氧化矿石中有害元素S的含量大幅度降低，有用元素铁、锰、铅、锌、银含量明显升高，它们的平均富集系数基本都大于1．22，从而大大提高了矿石的经济价值。因此，表生风化作用对该矿带铁锰多金属矿床形成起到非常重要的作用。     

沉积岩石氧化-还原性能参数研究及在沉积相分析中的应用

在沉积相研究中,对不同沉积环境中所形成的各种岩石进行系统的岩石氧化-还原性能参数的研究,对恢复和判断沉积相有重要的意义。笔者在沉积相的研究中,特别注意沉积岩石氧化-还原性能参数的系统分析,这些研究对阐明沉积环境特征,分析不同氧化-还原岩石带对某些沉积矿产的控制作用等方面起到了重要作用。沉积岩石氧化-还原性能参数,目前没有公认的标准,参考国内外有关文献,笔者认为对沉积岩石氧化-还原性能起决定作用的是以下一些特征元素及其比值:低价铁(Fe~(2-))含量及Fe~(3-)/Fe~(2-)比值,还原硫(S~2)及S~2/Fe~(2-)比值,有机碳(Cy)及其他变价元素。在评价沉积岩石的还原容量时,只有当岩石中的全部还原组分都参加进去被测定,这样才可得出岩石还原性能的正确结论。70年代前苏联学者和(1965)使用强氧化剂KMnO_4在碱性条件下(pH=11—13)氧化沉积岩粉末取得岩石ΔEh值,此值是评价沉积岩石还原能力的一个主要参数。岩石Eh_7值是评价沉积岩石氧化-还原性质的另一个重要参数。前苏联学者(1975)提出将沉积岩粉放入杯中,用蒸馏水调成膏状,然后用插有测量电极的橡皮塞盖住杯口,在密闭条件下测量岩石Eh、pH值的方法。为了采用统一的标准(pH=7)来比较这些数值的大小,作者用公式 Eh_7=K(pH_c—7)+Eh_c(K=59mv)对所测岩石Eh_c值进行校正。参照地下水氧化-还原划分标准和前述综合参数,本文提出综合的沉积岩石氧化-还原性能参数的划分标准。作者用中国华南某碳酸盐岩型铀矿床(产于石炭纪地层)和某黄铁矿床(产于泥盆纪地层)为例,详细论述了这两个矿区沉积相分析中用沉积岩石氧化-还原性质研究、判定沉积相(环境)的方法和意义。