酸性矿山废水中生物成因次生高铁矿物的形成及环境工程意义

酸性矿山废水(acid mine drainage,AMD)是一类pH低并含有大量有毒金属元素的废水。AMD及受其影响的环境中次生高铁矿物类型主要包括羟基硫酸高铁矿物(如黄铁矾和施威特曼石等)和一些含水氧化铁矿物(如针铁矿和水铁矿等),而且这些矿物在不同条件下会发生相转变,如施氏矿物向针铁矿或黄铁矾矿物相转化。基于酸性环境中生物成因次生矿物的形成会"自然钝化"或"清除"废水中铁和有毒金属这一现象所获得的启示,提出利用这些矿物作为环境吸附材料去除地下水中砷,不但吸附量大(如施氏矿物对As的吸附可高达120mg/g),而且可直接吸附As(III),还几乎不受地下水中其他元素影响。利用AMD环境中羟基硫酸高铁矿物形成的原理,可将其应用于AMD石灰中和主动处理系统中,构成"强化微生物氧化诱导成矿-石灰中和"的联合主动处理系统,以提高AMD处理效果和降低石灰用量。利用微生物强化氧化与次生矿物晶体不断生长的原理构筑生物渗透性反应墙(PRB)并和石灰石渗透沟渠耦联,形成新型的AMD联合被动处理系统,这将有助于大幅度增加处理系统的寿命和处理效率。此外,文中还探讨了上述生物成因矿物形成在AMD和地下水处理方面应用的优点以及今后需要继续研究的问题。     

滇西北雪鸡坪斑岩铜矿流体包裹体初步研究

雪鸡坪中型斑岩铜矿床位于三江地区义敦岛弧南端的中甸弧,成矿斑岩为石英闪长玢岩和石英二长斑岩,属于印支期产物。含矿岩体蚀变分带明显,由中心向外发育强硅化带→石英绢云母化带→粘土化-石英绢云母化带→青磐岩化带,工业矿体赋存于斑岩体中心强硅化和石英绢云母化带内。矿化类型以网脉状矿化为主,细脉浸染状矿化不发育。本文对主要矿化阶段石英脉中的流体包裹体系统进行了包裹体岩相学、显微测温学和激光拉曼谱学研究,发现与成矿有关的流体包裹体可以分为水溶液包裹体、CO2包裹体和含子矿物包裹体3类,子矿物主要为石盐、方解石、赤铁矿和少量CaCl2水合物及不透明硫化物。其中含子矿物包裹体均一温度为230～420℃,盐度为33．48％～75．40％NaCl equiv．,密度为1．01～1．09g／cm^3。激光拉曼光谱分析表明,包裹体的液相成分主要为H2O,气相成分为H2O和CO2。早期水溶液包裹体和CO2包裹体共生,其均一温度相近,以及纯CO2包裹体的发现,指示成矿流体存在不混溶现象,这种不混溶是由原始岩浆流体“二次沸腾”作用产生的。CO2相分离、温压条件降低和pH值升高是雪鸡坪斑岩铜矿硫化物沉淀的主要原因。晚期低温、低盐度的流体可能来源于大气降水与岩浆流体的混和,对矿化的意义不大。     

自然铜、铜合金矿物及其矿床形成机理新探索

描述了自然铜、铜合金矿物及其矿床形成的新机制。在岩浆及热液中，铜及铜合金可呈氢化物、羧基配合物及纳米粒子活性、迁移、富集形成自然铜矿床，或经以后的地质事件，长期、多次迁移富集，叠加形成富而大的自然铜矿床。在表生条件下，铜的硫化矿物被氧化分解，可形成亚铜的硫代硫酸盐及氯配合物，部分可形成铜的硫酸盐配合物迁移，由于硫代硫酸盐被氧化，亚铜岐化可形成高纯度的自然铜，但它易氧化形成孔雀石、蓝铜矿、赤铜矿、黑铜矿、硅孔雀石等，因此很难形成自然铜矿床。     

含粗粒金矿样品采集加工与分析研究进展

含粗粒金矿,由于粗粒金的存在使其样品的采集、加工和分析极具挑战性,如何获得具有代表性和均匀性的化学分析样品,并提供准确的分析结果,长期以来一直是该类金矿资源勘查评价急待解决的技术难题。本文对近年来国内外含粗粒金矿样品的采集、加工和分析方法等3方面开展的研究工作及主要成果进行归纳分析,认为:1含粗粒金矿样品的采集是确保样品代表性的首要环节,含粗粒金矿样品分析结果的潜在误差有80%来源于样品采集,因此研究经济、有效的样品采集方法至关重要。2含粗粒金矿样品的加工主要从提高自然金的粉碎度,改进加工流程,选择样品加工设备等方面进行,但查明金的粒度分布及伴生矿物是拟定样品加工流程的关键。3含粗粒金矿样品的分析方法有常规的化学分析方法、批量浸金法和人工重砂加权平均法,相对于复杂的加工流程研究,后者有望成为此类样品经济有效的分析方法。本文指出,含粗粒金矿资源评价质量的误差来源于地质、采样、加工、分析等诸多方面,总体而言应最小化所有阶段误差,应特别重视样品采集方法的研究,确保采集样品的代表性是提高该类金矿资源评价质量的前提。     

合山煤田矿井水害防治措施探讨

合山煤田是典型的岩溶充水矿床．矿井开采水害严重。煤层的直接顶、底板为碳酸盐岩类,岩溶极为发育,为矿井的直接充水含水层;煤层底部的茅口组为强岩溶含水层,与煤系地层的联系密切,为间接充水含水层;位于煤田两侧的红河水是矿井充水最主要的补给水源。断裂、节理和破碎带等通道是矿井充水的主要通道。通过分析井下突水点的发育特征,认为强岩溶导水带是矿井突水的关键部位,防治矿井水害的重点是切断岩溶导水带,对强导水带进行封堵,防止红水河的侧向补给,对四煤底板灰岩进行加固。总结出地面防治的主要方法为帷幕式、截堵式、堵水点式和地面铺盖式。对井下防治水,提出了有疑必探,先探后掘,设置防水闸门、防水墙,实行分层、分区开采,加强井下排水等防治措施。     

矿产资源开发中矿山地质环境问题响应差异性研究——以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例

以陕西潼关、大柳塔及辽宁阜新矿区为例,采用对比分析的方法研究矿产资源开发中矿山地质环境问题差异性响应的主要因素。上述3个矿区矿产资源开发中矿山地质环境问题主要包括：20世纪90年代以前,陕西潼关金矿区是中国矿产资源开发秩序十分混乱的矿区之一,地下开采的采矿废石随意堆排导致了极为严重的矿山泥石流地质灾害及其隐患,＂三废＂无序排放导致土壤、河水及其底泥的重金属及氰化物污染严重,严重影响人体健康;地处生态环境脆弱带的陕西大柳塔煤矿区,20年大型机械化地下煤炭资源开采导致大面积地面塌陷及其链生的地下水含水层破坏严重,但矿区土地沙漠化程度总体没有呈现加重的趋势,水土环境重金属呈轻度污染;具有百年开发历史的辽宁阜新煤矿区,露天开采使土地生态破坏严重、边坡滑坡灾害频发、土地压占与破坏突出,地下开采引起的地面塌陷对地表建筑物及人居安全影响严重,但相对于金属矿区,该矿区水土环境重金属污染相对轻得多。对比上述3个矿区矿山地质环境问题,得到其差异性响应主要因素：矿产资源种类、原生地质环境条件、开采方式及矿山环境保护意识等。     

云南宁蒗地区喜山期斑岩带地质特征与成矿

斑岩带受近南北向的包都－波罗弧形断裂控制，由混源型岩浆被动侵位而成，属钙碱性系列，中酸性岩。研究表明为含铜或铜（钼）斑岩，具良好的成矿前景。     

江西东乡铜矿床成因:铜和硫同位素联合约束

东乡铜矿床的赋矿岩石以石炭系砂岩和燕山期花岗斑岩为主。文章对东乡铜矿床同位素地球化学进行了研究,探讨了成矿物质来源及矿床成因。东乡矿区块状矿石和花岗斑岩的黄铁矿δ~(34)S值(0.3‰~1.2‰)非常接近深部地幔硫的值,其δ~(34)S值呈现明显的塔式分布,分布范围较窄,表明矿石中的硫主要来自深源岩浆。δ~(65)Cu值分布范围较窄(-2.10‰~0.17‰),整体接近于零附近,明显不同于块状硫化物矿床(δ~(65)Cu=-0.98‰~3.14‰)、矽卡岩型矿床(δ~(65)Cu=-1.29‰~2.98‰)和热液脉型矿床中δ~(65)Cu值(-3.70‰~0.44‰)的分布范围,其δ~(65)Cu值变化范围大于岩浆矿床的δ~(65)Cu值(-0.62‰~0.40‰),更接近于斑岩型矿床的δ~(65)Cu值(-1.16‰~0.81‰),表明东乡铜矿与岩浆热液作用具有密切的成因联系。因此,推断东乡铜矿为岩浆热液型矿床。     

西藏班戈县拉青铜多金属矿床地球化学特征和年龄

拉青矿床位于班公湖-怒江缝合带南侧,属于矽卡岩型铜多金属矿床.矿区岩浆岩发育,矿化二长花岗岩为其成矿岩体.对二长花岗岩进行了LA-ICP-MS锆石U-Pb测年,获得年龄加权平均值为114.24Ma±0.87Ma,表明拉青矿床形成于早白垩世晚期.岩石地球化学数据分析表明,A/CNK值为1.15～1.17、A/NK值为1.53～1.59,为过铝质花岗岩,属于高钾钙碱性系列.轻稀土元素较重稀土元素富集,负Eu异常较弱.在微量元素蛛网图上,富集大离子不相容元素Rb、K、Th、U,亏损高场强元素Nb、Ti.R1-R2图解及Rb-(Yb+Nb)图解表明,拉青二长花岗岩形成于同碰撞构造环境.结合区域地质矿产资料初步认为,二长花岗岩体形成于班公湖-怒江洋消减闭合后羌塘板块与冈底斯板片碰撞拼合阶段,拉青矿床即是该同碰撞背景下形成的与二长花岗岩岩浆活动密切相关的矽卡岩铜多金属矿床.     

拉拉铜矿含矿岩系地球化学特征及其构造意义

四川会理拉拉铜矿床是我国著名大型富铜矿床,矿床的形成与古元古代河口群海相火山岩密切相关。河口群火山岩除个别样品Nb/Y较低,其他多数样品有一致高的Nb/Y比值(0.7~3.0),属碱性玄武系列;在Nb/Th-Zr/Nb和Zr/Y-Nb/Y图上,HFSE比值成分点主要投在EM1型富集地幔附近,落入洋岛玄武岩(OIB)范围;火山岩较陡的REE分布型式和"驼峰"状微量元素原始地幔标准化分配型式,以及缺乏Nb、Ta负异常,与大陆玄武岩十分吻合;岩石形成于板内裂谷环境。这些地球化学特征表明,河口群火山岩形成于陆间裂谷,来源于地幔深部,指示了矿床的火山喷流沉积成矿作用。同时,岩石大离子元素和轻稀土元素比值不太稳定,变化较大,Eu负异常与蚀变重晶石、萤石和矿化有关,还暗示了岩石遭受了后期变质作用,以及与之有关的矿床变质成矿成因。