国内矿物治理重金属废水研究进展与展望

综述了我国利用天然矿物治理重金属废水方面的研究新成果。天然铁的硫化物、天然铁锰的氧化物、方解石与磷灰石等具有良好的表面吸附与氧化还原化学活性;不同介质中它们能不同程度地表现出对Cr^6 、Pb^2 、Hg^2 、Cd^2 等重金属离子的吸附作用,可广泛用于重金属废水处理。矿物吸附重金属离子机理的研究表明,矿物对重金属的吸附是矿物表面与无机重金属离子之间的表面作用过程,包括矿物表面功能基与重金属离子的配位反应、矿物表面氧化还原反应和沉淀转化作用,以及矿物表面离子交换吸附作用等。     

贵州遵义下寒武统黑色岩系型Ni,Mo矿床Rb-Sr同位素测年与示踪研究

湘、黔地区张家界、遵义一带分布有黑色岩系型Ni-Mo-PGE矿床,对Re-Os同位素研究发现张家界和遵义两地矿床虽相距400km,但它们是同一期矿化作用的产物,其等时线年龄(542Ma±11Ma)为金属矿物生成年龄,也为矿化年龄,接近前寒武纪和寒武纪的分界时限,而铷-锶测年一般被认为是反映后期构造热事件年龄,研究发现Rb-Sr等时线年龄大约为277Ma±37Ma,相当于石炭与二叠界线年龄(290Ma),属于海西晚期。Rb-Sr同位素体系与Re-Os同位素体系有显然不同的物质来源。Re,Os同位素显示它们是同一期矿化作用的产物,而187Os/186Os=16.355～96.664(平均62.081),不仅高于陨石和地幔的相应值,也高于海洋沉积物的比值,其下限值与地壳的均值较为接近,体现了陆相壳源特征,显然黑色岩系的物质来源多样,不限于海水。87Sr/86Sr为0.7120±0.0020,明显高于玄武岩的值(0.704),而比陆源硅酸盐的值(0.720)偏低,表明为陆源物质和深源物质的混合物,而且深源物质对87Sr/86Sr的影响大于来自于岛弧间浅海陆棚地区的陆源物质。因为后生期构造热变质事件与有机质的热解过程或热演化史相关,所以该过程应影响了成矿早期富集的PGE元素在后生期,伴随着热变质事件而出现在富烃有机质流体中的活化、迁移以及再次富集。     

黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩带科洛金矿床成因:来自黄铁矿化学成分及He-Ar、S、Pb同位素证据

科洛金矿床位于黑龙江省嫩江—黑河构造混杂岩带中,为一正在勘查的中型金矿床。前人研究认为该矿床为一中温、富水、低盐度的韧性剪切带型金矿床。但随着勘查工作的持续开展,新发现了大量含多金属硫化物的石英脉型矿石。为进一步明确该矿床成因,对科洛金矿床内韧性变形和浸染状-团块状两种不同产状黄铁矿进行了系统的成分标型及稳定同位素特征研究。结果表明:韧性变形黄铁矿较浸染-团块状黄铁矿的S/Fe值低,Au、Ag、Co含量高,As含量低,总体显示韧性变形黄铁矿相对贫硫;黄铁矿微量元素显示两类黄铁矿REE具有相似的地球化学特征,整体呈轻稀土富集、重稀土亏损的“右倾”式稀土配分模式。稀土元素总量为17.00×10^-6~66.95×10^-6,韧性变形黄铁矿含量明显偏低,LREE/HREE值为5.25~12.50,相对较稳定。Y/Ho值与地幔和地壳重合范围较多,Zr/Hf值、Nb/Ta值变化范围较大,显示成矿环境不稳定;黄铁矿³He含量为2.405×10^-13~10.811×10^-13,⁴He含量为3.35×10^-7~4.99×10^-7,³He-⁴He图和R/R_a-⁴⁰Ar/³⁶Ar图显示成矿流体有以地幔为主的壳幔混源特征,成矿过程应有大气降水的参与;黄铁矿δ³⁴S变化范围小,集中在+2.3‰~+7.6‰(韧性变形黄铁矿δ³⁴S平均值偏低),稍正向偏离陨石硫特征;黄铁矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb=18.157~18.211;²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb=15.542~15.594;²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb=38.032~38.218(韧性变形黄铁矿的²⁰⁶Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁷Pb/²⁰⁴Pb、²⁰⁸Pb/²⁰⁴Pb平均值偏低),均显示与造山作用关系密切。利用黄铁矿化学成分特征元素Co/Ni值及Co-Ni成因判别图解认为科洛金矿有热液成因矿床特征;利用w(Fe+S)-w(As)图解和Co-Ni-As含量图解显示石英脉型矿石反映浅成低温热液型金矿特征。综合区域变质变形事件、典型矿床特征及矿区内已取得的年龄、流体包裹体等相关数据认为,科洛金矿床应存在两期矿化:三叠纪形成的韧性剪切带型金矿床和白垩纪形成的浅成低温热液型金矿床。建议在今后的矿产勘查中注意寻找真正的韧性剪切带型金矿。     

山东蓝宝石原生矿床成因探讨

山东昌乐地区广泛分布晚第三纪碱性玄武岩。该时代的玄武岩浆喷出活动在构造上受到大陆裂谷型沂沐断裂带的控制。玄武岩浆活动是喷溢型而不是喷发型。富含蓝宝石的寄主玄武岩比不含蓝宝石的玄武岩含Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ、Ａｌ２Ｏ３和ＴｉＯ２高,而含ＳｉＯ２低,其成分投影点落入（Ｋ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ）－ＳｉＯ２图中的碱性玄武岩区。含蓝宝石的玄武岩中含有大量的二辉橄榄岩,该种岩石是上地幔部分熔融出玄武岩熔体后的上地幔残留物。二辉橄榄岩中的矿物都处于平衡状态。用地质温度和压力计估算的二辉橄榄岩中的矿物平衡温度和压力分别为１１００℃和１．５ＧＰａ。蓝宝石是碱性玄武岩浆早期结晶的产物,而且与单斜辉石、长石、石榴石和锆石巨晶共生。     

蓝宝石3310cm—1红外吸收峰的鉴定意义

本文对不同处理的蓝宝石及天然蓝宝石进行红外吸收光谱研究 ,结合蓝宝石的形成条件 ,发现 :(1)天然山东蓝宝石中普遍存在 3310cm- 1 的红外吸收峰 ,这与山东蓝宝石形成于还原环境有关 ;(2 )其他产地的蓝宝石是否存在 3310cm- 1 的红外吸收峰与其形成时的氧化还原条件有关 ;(3)经氧化热处理的蓝宝石中不存在 3310cm- 1 的红外吸收峰 ;(4 )扩散法处理的蓝宝石中是否存在 3310cm- 1 的红外吸收峰视其方法而定。因此 ,作者认为 :结合形成环境和处理方法 ,3310cm-     

贵州遵义中南村黑色岩系黄铁矿的成分标型与成因探讨

对贵州遵义中南村黑色岩系多元素矿床黄铁矿中的Co、Ni、As、Se、Te、n(s)／n(Fe)、w(Co)／w(Ni)、w(S)／w(Se)、w(Se)／w(Te)等标型进行了研究,井将其与4个胶东热液型金矿的黄铁矿的相应数据进行了对比。通过成分标型分析,并结合黄铁矿的形态、内部结构和同位素特征以及前人的研究成果．认为此黑色岩系多元素矿床应为海底热水沉积和生物沉积混合成因。该黑色岩系黄铁矿同胶东界河金矿的黄铁矿、胶东金青顶金矿中的黄铁矿、胶东玲珑金矿西山矿区中的黄铁矿和胶东三山岛金矿床中的黄铁矿等热液金矿型黄铁矿在10000×w(Co+Ni)／w(Fe)-10000×w(As十Se十Te)／w(S)-100×(n(S)／n(Fe)-1.8)三角图上的投点明显不同,前者投点甚为分散,后者投点较集中。从成因角度分析认为：后者的物质来自花岗岩,主成矿过程受单一的温度变化范围不大的岩浆热液控制;前者物质来源复杂,受高温阶段的深部循环热水和低温阶段的海水一热水混合流体甚至生物作用的制约。由此可以初步提出以下一般判据：在10000×w(Co十Ni)／w(Fe)一10000×w(As十Se+Te)／w(S)一100x(n(S)／n(Fe)一1.8)三角图上,成因简单的黄铁矿的投点较集中,成因复杂的黄铁矿的投点较分散。     

辽宁丹东五龙矿区石英脉型金矿床的黄铁矿标型特征研究

详细研究了辽宁丹东五龙矿区石英脉型金矿床中黄铁矿的产状、形态、成分、硫同位素及热电效应等特征,提取了五龙金矿黄铁矿中重要的成因和找矿信息。首次利用黄铁矿微量元素的三角形图解对矿区深部远景及其外围靶区内矿脉的矿化远景进行了预测,不仅为五龙金矿的成因研究提供了可信的矿物学依据,而且对五龙矿区深部及其外围靶区内矿脉的矿化远景进行了有效的评价,认为五龙金矿系中-浅成岩浆热液成因的金矿床,矿区深部及其外围的220号脉、38号脉、2号脉的金矿化远景较佳。     

胶东三山岛北部海域金矿床石英热释光和晶胞参数特征及其找矿意义

胶东是中国最重要的黄金资源基地之一,近年来深部找矿取得重大突破,特别是在三山岛北部海域发现超大型金矿床。深入研究其成矿规律,对于指导今后的找矿勘探意义重大。笔者应用成因矿物学和找矿矿物学理论,选取该矿床的贯通性矿物石英,对其热释光和晶胞参数特征的时空分布规律及与金矿化的关系进行了系统研究。结果表明:(1)石英热释光曲线以中温单峰、肩峰和不对称双峰为特征。主成矿阶段发光曲线出现中温峰和高温峰的双峰,发光强度大;(2)石英热释光峰位温度、发光强度在垂向上的波动变化与矿石金品位套合较好;(3)石英(Δa₀/a₀)/(Δc₀/c₀)值的变化范围在1.92~3.30,指示微量元素进入石英的方式以填隙为主;(4)随着成矿阶段由早至晚,石英晶胞参数a₀和V₀逐渐升高,c₀/a₀逐渐降低,表明石英的晶胞参数可作为识别其结晶阶段的标识之一;(5)钻孔深部石英热释光峰位温度较高,发光强度波动性较大,峰型呈单峰和肩峰,石英晶胞参数a₀、V₀仍较大,指示该矿深部仍有较好的找矿前景。     

黑龙江省嫩江县永新碲金矿床黄铁矿标型特征及稳定同位素研究

为提取永新碲金矿床成因及找矿信息,对其载金矿物黄铁矿进行化学成分、稀土微量元素及S、Pb、Fe同位素等研究。结果显示,黄铁矿的S/Fe、Au/Ag、Co/Ni、Fe/(S+As)和Co-Ni-As等成因标型显示该矿床属于中浅成火山热液型矿床,且所勘查的位置处于矿体中下部;具有轻稀土富集、重稀土亏损的"右倾"式稀土配分模式,较富集Th、U、Zr、Hf,亏损Ba、Sr和Nb等;Hf/Sm、Nb/La值表明成矿流体为含有部分F的弱还原性流体;Y/Ho、Zr/Hf和Nb/Ta值显示成矿过程稳定,没有外来物质混入,且成矿流体与地幔及地壳有密切关系。硫同位素分布具有明显的塔式效应(3.9‰~5.4‰),表明成矿物质来源较深;其~(206)Pb/~(204)Pb=18.13~18.31,~(207)Pb/~(204)Pb=15.47~15.63,~(208)Pb/~(204)Pb=37.75~38.47,显示成矿物质为以地幔为主的壳幔混合来源;δ~(57)Fe集中在0.127‰~0.511‰,δ~(56)Fe集中在0.074‰~0.349‰,明显富集重同位素,也显示为壳幔混合来源。结合本区成岩时代、地球化学特征及区域典型矿床特征,认为该矿床应为早白垩世形成的中低温、中浅成的火山热液型碲金矿床,目前已剥蚀到中深部位置。     

胶东邓格庄金矿成矿流体、成矿物质来源与矿床成因

邓格庄金矿是胶东牟平-乳山成矿带第二大石英脉型金矿床,其空间产出受断裂构造、荆山群变质地层和岩浆活动联合制约。对不同类型蚀变岩和不同阶段金脉体流体包裹体研究表明:包裹体可划分为液相包裹体(Ⅰ)、气相包裹体(Ⅱ)、含液体CO_2包裹体(Ⅲ)和含子矿物包裹体(Ⅳ)四类。从热液蚀变期到主成矿期,包裹体的种类增多,数量增多,主成矿期可见Ⅲ和Ⅳ型包裹体。激光拉曼探针分析结果显示成矿流体的气相成分类型包括CO_2-CH_4-H_2O、CO_2-H_2O、CO_2-CO_2和CO_2-CH_4四种,以CO_2为主,H_2O次之,主成矿期出现了少量的CH_4,成矿流体总体属CO_2-H_2O-NaCl体系。成矿流体完全均一温度变化范围为177～361℃,峰值240～280℃;盐度为1.7%～16.3%NaCleqv,密度变化范围为0.65～0.97g/cm~3;表明该矿床属于中低温、中低盐度、中低密度热液脉型矿床,成矿流体为酸性、弱酸性,且富含CO_2、CH_4等还原性质的热液体系。从热液蚀变期到成矿期各个阶段成矿温度、盐度、密度总体显示降低趋势。邓格庄金矿石英的δD值为-87.6‰～-80.7‰,δ18O_(H_2 O)值为5.87‰～7.49‰;δ13C_(V-PDB)值为-3.6‰～0.7‰,δ18O_(V-SMOW)值为1.3‰～9.1‰;δ34S值的变化范围在8.4‰～10.8‰之间;表明成矿流体来源于深部流体,以岩浆水为主,少量的大气降水参与了成矿过程。流体包裹体及C-H-O-S同位素研究,并结合地质特征,表明邓格庄金矿是与白垩系岩浆岩有关的,受断裂构造控制,并以大面积钾长石化为特征标志的中温岩浆热液型矿床,充填作用和混合作用可能是金矿成矿物质大规模沉淀的机制。