河北邯邢铁矿区矿山环境生态地球化学评价

在河北邯邢西石门及周边铁矿区系统地采集了各类生态环境地球化学样品,包括土壤(n=242)、玉米(n=110)、地表水(n=37)、地下水(n=31)和水系沉积物(n=81)。通过对矿区各样品元素含量特征和元素富集程度的研究,利用区域地球化学基准值和地质累积指数定量评价了矿山污染扰动程度。研究表明,矿区土壤、玉米、地表水、地下水、水系沉积物中相对富集较高的与成矿作用有关的元素及主要的伴生元素,部分重金属元素超标,土壤和水系沉积物中Se、As、Cd、Cu、As、Cd、Cu、Co元素超标,玉米中F、Cr、Cd元素接近食品卫生限值,地表水和地下水部分指标浓度接近三类水质限值。研究表明,造成污染的主要来源是铁矿尾矿沙和煤矸石中的硫化物发生氧化作用,导致重金属淋滤转移,另一来源是燃煤降尘的积聚。     

山西平顺西安里铁矿成矿流体特征及演化

[摘 要]对西安里铁矿床蚀变矿物（透辉石、石榴子石、绿帘石和方解石）流体包裹体进行了岩相学、均一温度、盐度和H-O同位素组成分析研究,结果表明：透辉石中流体包裹体均一温度为515℃～622℃,盐度（w（NaCl））为48～75;石榴子石均一温度为475℃～525℃,w（NaCl）均小于26wt%NaCl;绿帘石均一温度为390～440℃,盐度主要分布在40 wt%NaCl左右;方解石均一温度为141～4066oC,w（NaCl）为6.74～21.11;石榴石、透辉石的δD_SMOW值介于-106‰～-86‰,δ¹⁸O_SMOW值介于6.7～8.7‰,δ¹⁸O_H2O值介于2.7‰～8.7‰。磁铁矿δ¹⁸O_H2O值介于2.6‰～6.2‰。综合分析认为：热液主要来源于岩体,在上升过程中萃取了围岩中Na和Cl,Na的加入使大量Fe析出并与Cl结合进行迁移,流体物理化学特征具有显著的变化,导致Fe质析出形成西安里铁矿床。     

新疆西天山智博铁矿岩浆-热液成矿作用—来自安山岩矿物学的证据

本文以智博铁矿区内的安山岩为研究对象,通过详细的野外地质调查,并利用电子显微镜和电子探针,对安山岩中的主要矿物进行了系统的岩相学观察和矿物学研究。研究表明,智博安山岩中斜长石主要为Na-高钠长石,具低TiO2,高Na2O和Al2O3的特点;辉石主要为普通辉石,具高TiO2,高Al2O3的特点;角闪石主要为镁角闪石和阳起石,具低TiO2和Al2O3,高MgO的特点;副矿物磁铁矿具高TiO2,低MgO和Al2O3的特点。辉石、角闪石矿物化学特征表明,智博铁矿安山岩的母岩浆属于壳幔混源的玄武质岩浆,构造环境为火山岛弧环境。智博安山岩中单斜辉石结晶温度为1225℃左右,结晶压力约0.795GPa,结晶深度约26km。智博铁矿后期的热液作用也参与了磁铁矿成矿,对智博铁矿的成矿有一定的贡献。     

宁芜盆地白象山铁矿床成矿作用过程数值模拟

白象山铁矿床是宁芜火山岩盆地钟姑矿田中典型的玢岩型铁矿床,主矿体赋存于闪长岩和黄马青组砂页岩接触带部位的内带-正带,呈似层状产出。本文采用数值模拟的方法研究探讨白象山铁矿床成矿过程的动力学机制以及汇流容矿空间的形成。在建立白象山矿床典型剖面以及三维实体模型的基础上,选取典型剖面,基于FLAC 3D系统,对白象山铁矿床的充填过程进行数值模拟。模拟结果显示,白象山铁矿床存在容矿汇流空间,其形成受力-热-流体的耦合作用制约;扩容空间的形成可为矿质的沉淀以及交代作用提供有利的成矿空间,并为流体的汇聚提供有利场所,也表明白象山铁矿床的成矿过程与力学作用密切相关。本文的模拟研究充分揭示了白象山铁矿床成矿过程中的物理过程,岩石不同的力学性质以及接触带的形态是控矿的重要因素,这为进一步的找矿工作提供了依据。     

安徽庐江泥河铁矿矿床地球化学特征及其对成因的制约

泥河铁矿位于长江中下游成矿带庐枞中生代火山岩盆地中,矿床具有典型玢岩型铁矿的地质特征,是研究玢岩型铁矿成因的良好对象。本次工作在详细的野外观察及室内研究的基础上,对泥河铁矿主成矿期矿石矿物的稀土元素、硫同位素及铅同位素进行了分析测试工作。主成矿期磁铁矿、黄铁矿稀土元素配分模式呈现LREE富集、HREE曲线平直、Eu轻微负异常的特征,与赋矿砖桥组熔岩、闪长玢岩的稀土元素配分模式较为一致,结合矿石矿物与围岩的铅同位素特征,推测成矿金属元素主要来源于赋矿的火山-次火山岩,可能有少量壳源物质的加入。黄铁矿与硬石膏的硫同位素表现出双峰式分布的特征,说明岩浆活动与三叠纪膏盐层均对硫有所贡献。三叠纪膏盐层在泥河铁矿的成矿过程中,不仅仅是重要的矿化剂,同样是铁质沉淀的氧化剂。综合矿床地质与地球化学特征,认为泥河铁矿是由次火山岩体演化产生的含矿高温热液在闪长玢岩穹窿顶部,通过交代充填作用形成的玢岩型铁硫矿床。     

超级喷发(超级侵入)后成矿作用

本文仿照超级喷发的概念定义了超级侵入,并将超级火山对应于大型岩基.文章聚焦于这样一个科学问题:为什么大规模成矿作用发生在紧接着超级喷发和超级侵入之后？为此,首先探讨了峨嵋山地幔柱系统的活动规律.尽管少数学者对玄武质岩浆大规模喷出之前的千米级地壳隆升提出了质疑,峨嵋山火山岩系第一旋回底部玄武岩直接覆盖在喀斯特之上的新观察支持千米级隆升的认识.这表明,峨嵋山地幔柱快速上涌之初期,岩石圈子系统在相当长一段时间没有作出伸展响应,尽管局部已经发生了地壳岩石的部分熔融.因此,岩浆通道形成之后,首先喷出了巨厚层玄武岩,并且后者裹挟了部分长英质岩浆.此后,岩浆喷发的规模振荡性减小,直至消失和地表沉降.斜长石巨斑玄武岩和苦橄岩中橄榄石斑晶与基质间的不平衡表明这些晶体属于循环晶,暗示岩浆曾经在深部岩浆房滞留了相当长的时间,这将导致岩石圈受热膨胀和再次隆升以及岩浆的冻结.因此,下一阶段岩浆活动的开始要求有一个冻结岩浆房的活化机制.依据野外地质学和岩相学观察,文章详细描述了流体活化机制,并强调了提出这种机制的必要性.虽然多数作者偏好升温活化机制,流体活化机制对长英质和镁铁质岩浆成矿系统都是必需的.进而,结合地幔名义无水矿物的H₂O丰度及其对岩浆产生过程的贡献,提出岩浆产量与减压速率正相关而与流体产量反相关的观点.尽管水流体可以有效降低地幔橄榄岩的固相线温度从而有可能提高岩浆产量,新生代玄武岩中橄榄岩包体依然含有未分解的角闪石和云母且名义无水矿物依然含有较多的H₂O,表明快速减压条件下含水暗色矿物的分解反应和名义无水矿物的脱水作用都是低效的.将这种认识与峨嵋山地幔柱系统的振荡性运动结合在一起,结合成矿作用的基本解是成矿金属从流体中析出的认识,可以得出超大型矿床必然形成于超级喷发和超级侵入之后.攀枝花式铁矿的观察表明,两类代表性矿床都具有铁矿浆侵位发生在成矿系统演化最后阶段的特点.因此得出结论:超大型矿床的形成取决于岩浆通道向流体通道的转换.如果岩浆通道在尚未完全封闭之前被含矿流体所利用,大规模流体快速上升将产生超大型矿床.含矿流体透过残留于通道中的熔体上升,不仅冲刷通道中的残留熔体并使其聚集在火山岩系之下或侵位于其下部形成含矿小岩体,而且持续注入于小岩浆体中的含矿流体可以导致岩浆强烈分异形成层状岩体.当通道中残留熔体被消耗殆尽,沿着通道上升的只有含矿流体.这些含矿流体充填在自生长裂隙中并强烈排气,最终可形成矿浆型富矿体.考虑到通道的规模与关闭速率的关系,推测超级喷发/侵入发生时的岩浆主通道更容易转换为含矿流体通道,因而是圈定找矿靶区的首选目标.该模型似乎与观察结果相吻合,并可与岩浆成矿系统的复杂性、小岩体成大矿理论、透岩浆流体成矿理论和通道成矿假说有机地结合在一起,较合理解释了超级喷发/侵入后成矿作用的地球动力学背景和成矿过程.由于长英质和镁铁质岩浆系统中均可见岩基,我们建议将这类成矿作用统称为岩基后成矿作用.     

西天山铁木里克铁矿床矿物学及稳定同位素特征

铁木里克铁矿是西天山阿吾拉勒成矿带上一个高品位的磁铁矿矿床,赋存于石炭纪大哈拉军山组火山岩中。矿区围岩蚀变较弱,主要以低温热液阶段的绿泥石化和绿帘石化为主。根据野外矿石组构以及镜下观察,该矿床可以划分为四个成矿阶段。目前该矿床的研究程度较低,矿床成因存在较大争议。磁铁矿和赤铁矿的电子探针结果显示,该矿床的形成与岩浆-热液系统密切相关;辉石和角闪石的电子探针结果显示,辉石未发生蚀变,只有角闪石轻微地发生了阳起石化。矿石中的黄铁矿硫同位素(0.1‰~2.9‰)显示具有深源地幔特征,磁铁矿的氧同位素(-2.7‰~0.5‰)暗示岩浆热液对成矿具有重要作用,以及成矿晚期低温热液过程对早先形成的磁铁矿起到了改造作用。结合区域铁矿带的成矿地质特征,本文认为铁木里克铁矿的形成主要与岩浆-热液系统密切相关,在大量磁铁矿形成之后,有少量成矿流体与海水混合,对矿床和围岩进行了低温热液蚀变,形成了充填在磁铁矿矿石气孔中的赤铁矿和黄铁矿。     

新疆雅满苏铁矿床矽卡岩和磁铁矿矿物学特征及其地质意义

雅满苏铁矿床位于东天山中段,矿体赋存于下石炭统雅满苏组安山质火山碎屑岩中,受近EW向断裂及环形断裂构造控制。矿体主要呈层状、似层状、透镜状,近矿围岩蚀变强烈,形成石榴石矽卡岩及复杂矽卡岩。电子探针分析结果表明,石榴石为钙铁榴石-钙铝榴石系列,其化学组成可表示为And45.68~100Gro0.67~57.95(A1m+Sps)11~29.03,与典型的矽卡岩型铁矿中石榴石端员组分相似。在磁铁矿Ca+Al+Mn-Ti+V图解中,大部分样品落入矽卡岩型铁矿区;TiO2-Al2O3-MgO图解中,大多数的样品落入沉积变质接触交代磁铁矿趋势区,部分早期磁铁矿落在岩浆趋势区内。结合矿床地质特征和矿物学研究,认为大多数样品经过了一个热液交代作用过程,表明雅满苏铁矿的形成与岩浆热液交代作用有关。     

澳大利亚西部哈默斯利铁成矿省BIF富铁矿的成矿特征与控矿因素

澳大利亚西部哈默斯利铁成矿省含有世界级高品位的赤铁矿体。主要铁矿床包括芒特维尔贝克、汤姆普莱斯山、帕拉伯杜等,它们均产于元古宙早期布罗克曼BIF型含铁建造中。高品住铁矿体的空间分布明显受到元古宙区域隆起和拉张环境下形成的古老正断层系统的控制。该成矿省高品位铁矿层的形成可分为3个阶段：第1阶段为深层阶段,该阶段硅从含铁建造中淋滤出来,留下薄层状富含铁氧化物、碳酸盐岩、硅酸镁和磷灰石的残余物;第2阶段为深部大气水氧化阶段,该阶段含铁建造的磁铁矿-菱镁矿组合被氧化为赤铁矿-铁白云石,并以发育假象赤铁矿为特征;第3阶段为浅层风化作用。通过对成矿特征和成矿模式的总结,认为成矿时代、断层、褶皱等构造特征及流体和表生风化作用是富铁矿床形成的主要控矿因素。     

羟基磷灰石对水溶液中Fe3+的吸附动力学及热力学研究

研究了羟基磷灰石(HAP)对水溶液中Fe3+的吸附动力学及热力学。研究表明,HAP对水溶液中Fe3+的吸附符合Langmiur等温吸附,ct/q=0.006 4 ct+0.018 3;该吸附反应符合一级反应动力学方程,ln CR=-0.043 5 t+4.324 4;吸附反应活化能为Ea=36.26 k J/mol;标准摩尔反应焓为正值表明反应过程吸热;当温度大于285.7 K时,吉布斯自由能小于0,反应可自发进行。