内蒙白云鄂博褐钇铌矿——褐铈铌矿亚族的初步研究

前言褐钇铌岩族矿物属于正铌钽酸盐矿物。矿物的化学组成可以用ABO_4的一般式来表示。在褐钇铌矿族物中存在着两个完全类质同象系列:一个是铌和钽形成的连续完全类质同象系列,即黄钇钽矿一褐钇铌矿亚族(ΣYTaO_4—ΣYNbO_4系列);另一个是钇族和铈族稀土连续完全类质同象系列,即是本文所要介绍的褐钇铌矿——褐铈铌矿亚族(ΣYNbO_4—ΣCaNbO_4系列)。     

白云鄂博褐钇铌矿族矿物的矿物化学与矿物演化

本文在大量矿物化学资料及高温XRD研究基础上提出了褐钇铌矿族矿物的分类命名方案,详细地研究了该族矿物的化学成分、稀土和特殊稀土组成及固溶关系。发现了M-钍褐铈铌矿、T-钛褐钕铌矿、M-钕褐铈铌矿以及T-钇褐钕铌矿等一批新变种矿物。确定了褐钇铌矿族矿物在时间和空间上的分异演化序列,并讨论了主稀土和特殊稀土在演化过程中的基本行为,首次提出了褐钇铌矿族矿物水解共沉淀形成机理新模式,并确认成矿流体多阶段演化过程中因介质物理化学条件不同,稀土元素配合物呈现的稳定性差异是本族矿物时空演化的根本原因。此外,本文还呼吁对白云鄂博西矿区铕等资源进行评介和开发。     

褐钇铌矿族矿物的研究

近几年,我国对褐钇铌矿族矿物的研究取得了一些新进展。总括起来说,有以下几点：     

褐钇铌矿族矿物变生非晶态的高温相变研究

采用高温X射线衍射分析和退火结晶实验，研究了褐钇铌矿族矿物变生非晶态的高温相变关系。确认自然界稳定存在T（四方）和M（单斜）两种变,体，高温下还存在另一个四方变体T′。T，M和T′三者间关系为：T＞730－880℃／→T′＜730－880℃／→／←M。相变湿度受A组阳离子的平均离子半径控制。进而讲座了T和T′的结构差异，并指出相对于T′的晶格畸变是T相室温稳定的原因。此外，还讨论了变生非晶态的结构，提出了鉴定变生非晶态原生相的有效方法，并在白云鄂博矿床中鉴定出本族矿物6种12个亚种矿物，首次给出了本族矿物新成员－－T－褐钕铌矿的X射线粉晶数据。     

白云鄂博的氟碳钡铈矿

氟碳钡铈矿(Cordylite)BaCe₂(CO₃)₃ F₂本世纪初首先发现于格陵兰纳尔萨尔苏克(Narssarssuk)的碱性正长伟晶岩脉中,与霓石、氟碳铈钙矿、柱星叶石和碳锶铈矿共生。1965年该矿物又发现于我国白云鄂博西矿区热液交代的元古代白云岩中。1975年,加拿大魁北克省圣赫莱山(Mont st. Hilaire,Quebec)的霞石正长岩中的伟晶岩脉中也发现了这一矿物,它与方沸石、霓石和钠闪石共生。     

白云鄂博的碳锶铈矿

在对白云鄂博碳酸岩中稀土矿物的研究中,发现了锶-稀土含水复碳酸盐矿物。根据电子探针分析结果,其化学成分相当于碳锶铈矿(Ancylite-Ce)、钙碳锶铈矿(Calcioancylite),前者Sr>Ca,后者Ca>Sr。计算得到的化学式分别为:(Sr0.62,Ca0.18)0.8(Ce0.5,Nd0.36,La0.17,Pr0.02,Sm0.02)1.2(CO3)2(OH1.04,F0.14)1.2H2O、(Ca0.73,Sr0.28,Ba0.17)1.2(Ce0.46,Nd0.15,La0.15,Pr0.04,Sm0.01)0.8(CO3)2(OH0.75,F0.06)0.8H2O,简化为:(Sr,Ca)2-xCex(CO3)2.(OH,F)2-x.H2O,接近理论化学式(Sr,Ca)Ce(CO3)2(OH)H2O,但附加阴离子除OH—外,还含有少量F-。两者均为几微米至十几微米的微小晶体,呈浸染状产出,且仅见于晚期方解石或方解石—白云石交生体中。     

新矿物——白云鄂博矿

白云鄂博矿产于内蒙古白云鄂博稀土铁铌矿床中,它是一种钠钡铈稀土氟碳酸盐新矿物——NaBaCe_2[F|(CO_3)_4]。作者对其进行了基础矿物学、矿物谱学、X射线晶体学研究及精确的成分测定,获得了详细的矿物学实验数据及晶体结构基本参数,并对该矿物进行X射线晶体结构精测。此外,作者对其作了高分辨电镜研究,拍摄了该矿物的结构象,肯定其X射线晶体结构的分析结果。综合上述实验资料,与类似矿物对比,作者确认白云鄂博矿为一新矿物。     

我国大型稀土铌铁矿床中铈-钇-褐钇铌矿的发现

最近,我们在进行内蒙大型稀土铌铁矿床物质成份研究工作时,在人工重砂样品中,遇到一种褐黄色具油脂光泽的微细矿物。经电子探针分析,X光粉晶分析等工作后,我们认为它是褐钇铌矿族物的一个变种——Ce—Y—褐钇铌矿。此矿物在国内未见有人报导,系首次发现。与国外发现的同类矿物在产状上亦完全不同。 Ce—Y—褐钇铌矿赋存于铁矿层底部的白云石型铌、稀土矿石中。与铁白云石、钠闪石、磁铁矿、氟碳铈矿、易解石、钛铣矿、黄铁矿等件生。     

一种新产状的含铈褐钇铌矿

关于褐钇铌矿族的研究,国内外积累了不少资料。其主要产在黑云母花岗岩、花岗伟晶岩、微斜长石岩、交代变质岩、蚀变花岗岩、白岗岩及花岗岩的残坡积和冲积砂中。1979年我们在进行内蒙白云鄂博铌、稀土、铁矿床物质成分的研究时,在白云石型铌、稀土矿石中发现含铈褐钇铌矿,与该区原已发现的褐铈铌矿等矿物组成了褐钇铌矿-褐铈铌矿系列。     

白云鄂博西矿火山岩岩石学特征

自1927年丁道衡教授发现白云鄂博铁矿迄今已近90年。该矿床不仅仅是铁矿,而成为铌-稀土多金属矿床,其中稀土储量已成为世界最大的稀土矿床。国内外许多地质专家进行了多次考察和研究。曾有人预测矿区应有火山岩存在。直到1982年笔者才在西矿发现了火山岩。这些火山岩赋存于铁矿体附近的板岩中。它们是中酸性火山岩系列。包括英安质角砾凝灰熔岩、英安质熔结角砾岩和英安岩。这些火山岩具斑状构造,基质为隐晶质凝灰构造。英安岩基质为微晶结构。长石和石英斑晶微裂隙密布,石英有很好熔蚀的港湾结构,长石发育次生边,还见到火山玻璃及其碎屑。     

白云鄂博铁矿 碳酸铈钠矿的发现与研究

白云鄂博铁矿发现的碳酸铈钠矿曾在《地质与勘探》1979年第八期上简要报道过.国内外文献中未见发表该矿物的空间群、红外光谱和失重分析的数据,我们为该矿物补充了这些数据. 碳酸铈钠矿(Carbocernaite)1961年首次发现于苏联科拉半岛.中国译名的碳铈钠石、碳铈钠矿、碳酸铈钠石均与碳酸铈钠矿是同一矿物.以往认为该矿物在自然界中极为少见,其实不然,在白云鄂博铁矿成为稀土的工业矿物.     

白云鄂博西矿尾矿库坝体稳定性分析

膏体堆存是一种新型尾矿处置技术。位于高寒地区的包钢西矿尾矿库也采用了膏体堆放技术进行尾矿处置。坝体的稳定性对该尾矿库具有至关重要的影响。本文通过Geo-Studio数值模拟软件,分析了白云鄂博西矿尾矿库南坝在不同蓄水深度下坝体的渗流情况和稳定性系数; 同时,利用该数值模拟软件分析了不同膏体堆存高度对北坝坝体稳定性的影响。结果表明：南坝的稳定性随着蓄水深度的增加而降低。为防止南坝发生溃坝事故,建议蓄水深度不超过8m。否则,需要对南坝采取适当的加固措施。北坝则不论是在当前堆积深度8m还是在最终堆积深度23m的情况下一直处于稳定状态。     

白云鄂博铁-稀土-铌矿床成因模型新解

<正>"中东有石油,中国有稀土",中国的稀土,指的就是著名的白云鄂博矿床。白云鄂博地质学研究将近一个世纪,在矿床成因、成矿元素富集机制、成矿流体、成矿时代、赋矿白云岩成因以及控矿构造研究等方面,不同学者、流派提出了众多认识和见解,时至今日,依然没有达成共识。本文利用地质统计学、元素空间富集规律的变异函数模型、原位LA-ICP-MS微量元素分析、最新深部钻孔资料岩相学分析、流体包裹体研究资料,重新厘定了白云鄂博成因模型,提出白云鄂博铁、稀土矿是     

茨达碱性花岗岩中褐钇铌矿矿物化学特征

本文研究的褐钇铌矿产自钠闪石花岗岩中。茨达钠闪石花岗岩是典型的碱性花岗岩,具有A型花岗岩的岩石化学特征和特征的矿物组合。褐钇铌矿矿物化学特征不同于一般花岗岩产出者,∑Ce、Nb和Th含量较高,Nb/（Nb+Ta）>98％,U/Th=0.3—0.7（原子比）,属褐钇铌矿-褐铈铌矿系列的矿物。天然样品是晶质的,为α相四方变体和β相单斜变体的两相混合物。类质同象杂质较少,成分相对纯净,因而结构稳定性较高,变非晶质化作用微弱。     

白云鄂博发现的新矿物——张培善矿

一年多前,日本国家自然科学博物馆的岛崎英彦（Hidehiko Shimazaki）等人与中国科学院地质与地球物理研究所的杨主明合作,在我国内蒙古自治区白云鄂博稀土铁矿床中发现了一种新矿物,经国际矿物学会新矿物、矿物命名和分类委员会审查批准,该矿物被命名为Zhangpeishanite,有关该新矿物的详细研究结果,     

白云鄂博矿物岩石研究的新进展

本文论述了近年来白云鄂博矿区在旷物学、岩石学、地球化学和矿床成因研究方面的进展。在矿物学研究方面,除以往研究过的一百多种矿物外,八十年代中期以后,又相继发现并研究了含铌锐钛矿、含铌钙钛矿、锶铁钛石、水磷钙钍石、白云鄂博矿、未命名氟碳酸盐新种矿物、珀硅钛铈铁矿、硅钡镁石、带云母等矿物;发现了矿物间的共生和交代关系。在岩石学研究方面,找到了霓长岩,发现了霓长岩化作用,确定了火成碳酸岩岩石的存在。在地球化学和矿床成因方面,提出了稀土稀有金属矿化与火成碳酸岩岩浆活动有成因联系的见解。     

白云鄂博矿的晶体结构

在矿物学研究的基础上,对白云鄂博矿进行了X射线晶体结构测定。经四圆衍射仪精测了该矿物的晶胞参数,收集和处理其衍射强度数据。用帕特逊函数法给出Ba、Ce原子的粗略位置,在对其精修后,用差值电子密度函数法求得Na、F及CO_3的坐标,最终R=0.049。本文对其晶体结构特征作了详细研究,依此满意地解释了该矿物的主要物性、光性和红外光谱特征。