江苏镇江韦岗铁矿区深部找矿前景分析

镇江韦岗铁矿是一个已经勘查开发数十年的老矿山,目前保有资源储量保证程度已达严重危机。分析矿区成矿地质条件和矿床特征,铁矿体主要分布在碳酸盐岩层与中酸性侵入岩的接触带上,铁矿体普遍磁性强,且在地表形成一定规模的磁异常,梯度北陡南缓,向南有规则地递减呈梯形散开,说明矿体有一定的延伸。深部已施工的见矿钻孔和井中磁测异常对应,反映矿区深部-200m～-800m找矿前景良好。     

塔什库尔干地区赞坎铁矿矿物学特征与成因

赞坎铁矿石西昆仑成矿带近年来新发现的一处超大型铁矿床,矿区内广泛出露古元古代布伦阔勒变质岩层,矿体主要赋存于布伦阔勒岩群角闪斜长片岩和黑云石英片岩内部,部分产于霏细岩与黑云石英片岩接触带内。矿床由Ⅰ~Ⅶ号矿体组成,其中Ⅰ号和Ⅲ号矿体为主要矿体。根据矿石组构、矿物共生关系等特征,成矿过程可划分为早期沉积期、中期变质期及晚期岩浆热液期3个成矿期,其中,岩浆热液期可进一步划分为矽卡岩阶段、热液改造阶段和硫化物阶段。早期沉积期磁铁矿呈微细粒他形晶结构,被变质期石英颗粒包裹,以较低含量的TFeO、MgO、MnO和较高含量的TiO2、Al2O3为特征;中期变质期磁铁矿分布于条带状矿石内,他形晶粒状结构,与早期相比,TFeO、MgO、MnO等含量相对升高而TiO2、Al2O3等含量相对降低;晚期岩浆热液期矽卡岩阶段磁铁矿分布于块状矿石内,自形晶粒状结构,以相对富TFeO、MgO、MnO而贫TiO2、Al2O3为特征;晚期热液改造阶段磁铁矿分布于浸染状矿石中,半自形-自形粒状结构、交代残余结构为主,TFeO、Al2O3、TiO2、MnO等含量变化较大。认为赞坎铁矿是沉积变质型铁矿床,遭受后期岩浆热液作用交代改造。     

铁矿床深部矿体定位预测的一种新途径 ———以西藏恰功铁矿为例

恰功铁矿是近几年新发现的矿山,矿体的形态、大小、位置、产状、边界等几何特征还没有清楚的认识,为了弄清这些问题,文章首先通过小渡多尺度分析方法将恰功铁矿磁异常资料进行了位场信号分离,然后应用欧拉反褶积方法反演了异常与其场源深度的对应定量关系,最后把位场分离后的异常场源深度叠加起来,就可以对矿山深部找矿提供一种全新的思路.     

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。     

西藏恰功铁矿岩浆演化序列及斑岩出溶流体特征

冈底斯成矿带是碰撞造山过程形成的最重要的成矿带,恰功矽卡岩铁(铜)矿床即位于冈底斯成矿带中部.本文在详细的野外地质填图和室内研究基础上确定了恰功铁矿与成矿有关的斑岩体为二长花岗斑岩,锆石的U-Pb定年结果为68.8±2.2 Ma,明显早于冈底斯东部与后碰撞伸展有关的斑岩型矿床和主碰撞期形成的矽卡岩型矿床,其应代表了冈底斯一次尚未被充分认识到的成矿事件.通过对成矿斑岩的岩石学、岩石化学、岩浆出溶流体的包裹体岩相学、显微测温分析及包裹体成分的LRM、LA-ICP-MS和PIXE分析,本文探讨了与该矽卡岩矿床有关的斑岩的岩浆起源、斑岩侵位机制及出溶流体特征.结果表明,成矿斑岩为矿区最早的侵入岩单元,具有壳幔源混源特征,其常量元素组成与冈底斯东部斑岩铜矿带的埃达克质岩相近,但稀土和微量元素组成与东部斑岩明显不同,为地幔物质上涌并诱发角闪岩相下地壳熔融的产物,岩体侵位深度大(>7 km)、剥蚀程度高.早期岩浆出溶的流体为高温、高压、高盐度流体,其中富含Fe、Pb、Zn、Cu等成矿金属,与世界其他斑岩铜矿床相比,相对富铁、铅而贫铜.流体的沸腾作用发生于钾硅化阶段,形成了一套富气、高盐、高固相和气液包裹体组合,不同于早期出溶流体的包裹体组合.从岩浆起源和出溶流体性质可以看出,该斑岩具有形成与斑岩有关的铁铅多金属矿床的成矿潜力,但从该矿区地表出露的蚀变和包裹体测压结果可以看出,该斑岩体目前剥蚀深度较大,对斑岩型矿床保存不利,对该斑岩体及与成矿关系的认识对理解该区内的矿床成因和指导区域找矿具有重要的指示意义.     

新疆阿尔泰南缘巴利尔斯铁矿床稀土元素地球化学研究

巴利尔斯铁矿是阿尔泰南缘麦兹盆地新近发现的中型铁矿床。赋存于上志留—下泥盆统康布铁堡下亚组第二岩性段变粒岩、浅粒岩及斜长角闪岩中, 矿体及其周围发育大量矽卡岩矿物。本文对矿体围岩、矽卡岩矿物和矿石进行了稀土元素地球化学研究, 结果表明磁铁矿矿石、矽卡岩与围岩斜长角闪岩的REE特征具有相似性, 暗示磁铁矿矿石与矽卡岩具有亲缘性, 斜长角闪岩可能提供部分成矿物质。矽卡岩和矿石发育Eu正异常及所有矿石的负Ce异常, 表明铁成矿作用发生在高温氧化环境。     

The inner inner core of the Earth: Texturing of iron crystals from three-dimensional seismic anisotropy

We present a three-dimensional model of the seismic anisotropy and texturing of iron crystals in the inner core. The form of the anisotropy changes suddenly at slightly less than half of the inner core radius. The outer part is composed of iron crystals of a single phase with different degrees of preferred alignment along the spin axis of the Earth. The inner part may be composed of a different phase of crystalline iron or have a different pattern of alignment.     

Iron oxidation state in lower mantle mineral assemblages: II. Inclusions in diamonds from Kankan, Guinea

Inclusions of ferropericlase and former (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ perovskite in diamonds from Kankan, Guinea believed to originate in the lower mantle were studied using Mössbauer spectroscopy to determine Fe³⁺/ΣFe. Fe³⁺ concentration in the (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ inclusion is consistent with empirical relations relating Fe³⁺/ΣFe to Al concentration, supporting the inference that it crystallised in the perovskite structure at lower mantle conditions. In ferropericlase there is a nearly linear variation of trivalent cation abundance with monovalent cation abundance, suggesting a substitution of the form Na_0.5M_0.5³⁺O (M=Fe³⁺, Cr³⁺, Al³⁺). Excess positive charge is likely balanced by cation vacancies, where their abundance is observed to increase with increasing iron concentration, consistent with high-pressure experiments. The abundance of cation vacancies is related to oxygen fugacity, where ferropericlase inclusions from Kankan and São Luiz (Brazil) are inferred to have formed at conditions more oxidising than Fe-(Mg,Fe)O equilibrium, but more reducing than Re-ReO₂ equilibrium. Fe²⁺/Mg partition coefficients between (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ and ferropericlase were calculated for inclusions co-existing in the same diamond using Mössbauer data and empirical relations based on high-pressure experimental work. Most values are consistent with high-pressure experiments, suggesting that these inclusions equilibrated at lower mantle conditions. The measured ferropericlase Fe³⁺ concentrations are consistent with diamond formation in a region of redox gradients, possibly arising from the subduction of oxidised material into reduced lower mantle. Reduction of carbonate to form ferropericlase and diamond is consistent with a slight shift of Kankan δ¹³C values to isotopically heavy compositions compared to the worldwide dataset, and could supply the oxygen necessary to satisfy the high Fe³⁺ concentration in (Mg,Fe)(Si,Al)O₃ perovskite, as well as account for the high proportion of ferropericlase in the lower mantle paragenesis. The heterogeneity of lower mantle diamond sources indicates that the composition of lower mantle diamonds do not necessarily reflect those of the bulk mantle.     

钾长石粉酸浸除铁的实验研究

在利用钾长石粉合成沸石分子筛和制取碳酸钾技术中，铁的存在会降低沸石的白度。对北京平谷、天津蓟县、内蒙白云鄂博三地钾长石粉进行硫酸酸浸除铁实验，获得最大铁浸出率分别为88．6％、93．2％和64．6％，且前两地钾长石粉中铁的浸出行为相似，酸浸除铁效果均优于白云鄂博钾长石粉。采用正交实验法研究硫酸浓度、酸浸温度和时间对除铁效果的影响，表明三者对不同地区钾长石粉酸浸除铁效果的影响程度各不相同。钾长石酸浸除铁反应开始时，铁的溶解极快，反应速率主要由化学反应控制；其后溶解相对缓慢，反应速率则由扩散作用控制。     

安徽庐枞盆地泥河铁矿床与膏盐层的成因联系及矿床成矿模式

安徽庐枞盆地位于长江中下游断陷带内,地处扬子板块北缘,是长江中下游成矿带中重要的铁铜多金属成矿区和玢岩型铁矿的集中产地。庐枞盆地西北部勘探发现了大型泥河铁矿床,其硫铁矿和硬石膏矿床也达到了中大型规模,矿床中硬石膏在不同蚀变-矿化阶段均广泛发育,具有鲜明的成矿特色。深部勘探揭示庐枞盆地深部存在含石膏沉积地层(膏盐层),但目前膏盐层与成矿作用关系尚未引起研究重视。本文总结和分析了泥河铁矿床的地质地球化学特征,着重分析了膏盐层与铁矿床形成的关系,并在阐明成矿流体系统演化过程和成矿机理的基础上,提出泥河矿床的形成与三叠系膏盐层有着重要的成因关系,膏盐层是泥河铁矿床形成的重要地质条件之一。铁矿床及蚀变围岩中的大量硬石膏主要来自膏盐层;膏盐层为铁的成矿作用提供了大部分硫和矿化剂元素。在此基础上,建立了泥河铁矿床的两期成矿模式,即中晚三叠世含膏盐地层的沉积作用期(预备成矿期)和早白垩世的岩浆热液成矿期。