黔西南、桂北地区微细浸染型金矿床砷、锑、汞、铊元素及矿物组合特征

本文结合野外地质调查和有关的低温硫化物相平衡实验结果，对黔西南、桂北地区的浅成低温热液浸染型金矿床中与金共（伴）生的硫化物矿物组合、地球化学特征及其成矿作用机制进行了综合分析研究。研究表明，与金矿化共（伴）生的砷、锑、汞和铊等地球化学指示元素及其矿物组合不仅具有成生方面的联系，而且可以作为寻找金的一种特征的标型标志。     

铊地球化学和铊超常富集

铊的地球化学性质受其电子构型和地质地球化学作用制约。铊原子处于基态时的电子构型为6S26P1。铊有两个地球化学价态,正一价和正三价,自然界多数呈正一价。铊的电子构型和地球化学性质,使其具有低温成矿、亲硫;高温分散、亲石的双重地球化学性质。在低温高硫还原环境,铊表现出强烈的亲硫性,不仅与汞、锑、砷、铜、铅、锌、铁、金、银等一道参与有色金属和贵金属矿床的成矿作用,而且形成铊的硫化物矿物、铊矿体和铊矿床;在高温低硫环境中,铊表现出明显的亲石性。由于铊的地球化学和结晶化学性质与钾、铷、铯很相近,因此使铊以类质同象形式进入长石、云母、闪石、白云石、迪开石、高岭石等矿物中,导致铊分散。作者尝试性提出,铊超常富集是指其含量普遍达到大于铊成矿的工业品位(n×10-4)或大于铊地壳丰度(0 75×10-6)100倍以上。铊矿区矿物、岩石、土壤、水体、生物和人体中铊含量明显高,且普遍是判别铊超常富集的标志。     

关键金属铊的地球化学性质与成矿

铊是一种稀散元素,具有“亲石”和“亲硫”双重地球化学性质。岩浆系统中铊与铷、钾等大离子亲石元素的行为相似,表现出强烈的不相容性。源区特征、俯冲带热结构、岩浆分异演化过程共同制约了铊在弧岩浆中的再循环与富集程度。岩浆-热液系统中铊与金、砷、锑、汞、镉等元素相似,表现出强烈的挥发性,在整个系统的最远端发生富集。热水溶液中铊的来源具有多样性,控制铊在热液中发生迁移/沉淀的因素包括体系的酸碱度(pH)、氧逸度(Eh)、硫逸度(f_S)、铊的初始浓度(C₀)、温度(T)和砷、氯等离子的浓度,但是有机质在这一过程中起到的作用仍不明确。本文统计了全球148处铊矿物发现地和(含)铊矿床的成矿地质背景、地球化学特征和成矿机制,进行了系统梳理与综合对比分析,得出了全球铊矿化的分布特征与成矿规律。将具有潜在工业价值的(含)铊矿床划分成7种成因类型,包括浅成低温热液含铊Au-Ag矿床、沉积岩容矿Sb-As-Hg-Tl矿床、卡林型含铊Au矿床、类卡林型含铊Au矿床、VMS型含铊Cu-Zn-Pb-Ag矿床、SEDEX型含铊Zn-Pb-Ag矿床和MVT型含铊Zn-Pb矿床。...     

兴仁滥木厂汞铊矿床矿石物质成份与铊的赋存状态初探

本文简要介绍了滥木厂汞铊矿床的区域地质背景和矿床地质特征，着重对矿床矿石的物质组成和铊的赋存状态进行了初步研究。铊在矿床中除形成红铊矿和少量其铊矿物外，大部份以类质同象、离子吸附状态分散存在于各种硫化物矿物中，特别是富砷的胶状黄铁矿是最主要的载铊矿物。矿床内有独立存在的富铊矿体和含矿体，通过实验室实验已获取了一粒绿豆大小的金属铊。这些均为开发利用贵州的铊资源提供了光明前景。     

铊的分布、存在形式与环境危害

铊（Tl）是一种分散元素,Tl在变质岩中的平均含量一般为0．65μg/g,在沉积岩中的含量一般为0．1～3．0μg/g,而在火山岩中含量一般为0．05～1．5μg/g,但在花岗岩中可达到3．2μg/g。Tl的显著矿化特征就是在硫化物矿床中形成Tl-As-Hg-Sb-S元素共生组合。迄今为止有报道发现的Tl矿物有53种,其中多数为Tl的硫化物矿物和硫盐矿物,在表生地球化学作用下Tl很容易被释放出来,而成为一种潜在的环境危害。     

贵州兴仁滥木厂汞铊矿床矿物扫描电镜研究

贵州兴仁滥木厂汞、铊矿床，矿体主要产出于上二叠龙潭组和长兴组泥岩、灰岩、泥质灰岩、硅质岩、煤岩和碳质页岩等混杂岩系。利用扫描电子显微镜及能谱分析等研究手段，对该矿床的物质组成、矿物成分特征及微观特征进行了探讨，为成矿元素汞、铊的赋存状态，生物成矿特征研究等提供矿物学资料。     

贵州兴仁滥木厂汞铊矿床矿物扫描电镜研究

贵州兴仁滥木厂汞、铊矿床,矿体主要产出于上二叠龙潭组和长兴组泥岩、灰岩、泥质灰岩、硅质岩、煤岩和碳质页岩等混杂岩系.利用扫描电子显微镜及能谱分析等研究手段,对该矿床的物质组成、矿物成分特征及微观特征进行了探讨,为成矿元素汞、铊的赋存状态,生物成矿特征研究等提供矿物学资料.     

南华砷铊矿床雄黄标型特征

雄黄是云南省南华砷铊矿床中最主要工业矿物。它不仅与铊矿物共生，而且本身含有较高的铊，可高达（n×10～n×100）×10-6。砷铊矿床雄黄与砷矿床雄黄相比较在产出条件，微量元素、硫同位素和晶面间距等方面均有不同程度差别。前者富铊，低氯、高氟和硼，富轻硫同位素，相对贫稀土元素；后春富氯，低铊，高碘，富重硫同位素，相对贫碱土族元素。这些标型特征不仅有助于南华砷铊矿床进一步开发，而且有助于含雄黄的热液矿床，特别是As、Hg、Tl、Sb、Au等矿床的找矿勘探。     

南华砷铊矿床铊黄铁矿的发现和研究

铊黄铁矿产在云南省南华砷铊矿床中,是钻的主要工业矿物。矿物是浅黄白色,金属光泽,条痕黑褐色。呈微粒和结核状分散在砷铝矿石中。矿物粒径0．001～0．028mm,HM＝5．4,VHN100＝514kg／mm2,D＝5．2。共生矿物有雄黄、方铅矿、闪锌矿、白云石、石英和流砷铊铅矿等。矿相显微镜下反射色呈灰白色,均质性。电子探针分析平均化学成分及其变化范围（％）：S48．64（45．58～50．12）,As5．31（3．80～6．96）,Fe38．63（37．65～40．50）,T16．96（514～865）,总计99．56。按（Fe,T1）／（S,As）原子数1：2计算,钻黄铁矿理论式为（Fe,Tl）（S,As）2。X射线粉晶分析属等轴晶系,空间群Pa3,Z＝4,a＝0．5442±0．02nm,略大于黄铁矿。从矿物化学式中可看出铊和砷分别替代铁和硫,它们的含量已超出通常黄铁矿中杂质含量范围,放将其定为铊黄铁矿。矿物存放在中国科学院地球化学研究所陈列馆。     

铊的地球化学与找矿的若干问题讨论——以黔西南主要铊矿床(点)为例

本文仅以黔西南滥木厂、杨家湾等主要铊矿床（点）为例,讨论铊的地球化学与找矿有关的若干问题。１关于铊作为找金指示元素的研究铊与金的地球化学和晶体化学性质相似,在矿物和矿体中常共生,且易挥发,用铊作指示元素找金,其异常较汞、砷大而清晰,特别是找隐伏金矿效...     

氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的研究进展

富金斑岩-矽卡岩矿床目前提供了全球几乎所有的硒、碲及部分铊产量,其中氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床可共伴生碲、硒、铊等稀散金属。文章从元素地球化学行为、矿床类型、岩浆作用、赋存状态、稀散金属与铜金关系等方面,总结了氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中有关碲、硒、铊富集机制的研究进展。碲、硒具有亲铁和亲硫的特征,而铊具有亲硫和亲石的双重特征,三者具有不同程度的挥发性。岩浆热液型矿床伴生有碲、硒、铊矿化。基性岩浆的注入和岩浆硫化物熔离可能是氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床碲、硒、铊富集的主要岩浆作用。氧化性富金斑岩-矽卡岩矿床中铜和金含量通常呈正相关性,发育有丰富的含碲/硒/铊矿物,但碲、硒、铊与铜、金的关系还不清楚。长江中下游成矿带发育多个氧化性矽卡岩金矿、矽卡岩铜金矿,伴生大规模的碲、硒、铊矿化,且已被综合回收利用,该带是探讨氧化性富金矽卡岩矿床中碲、硒、铊富集机制的理想对象。     

环境介质中铊的分布及其分析测试方法

铊在水、土壤、矿物岩石、生物及人体等环境介质中的自然分布均较低，但矿山资源的开发利用等人为因素造成了铊对环境的严重污染。污染地区介质中铊含量超出了背景值的几十倍、几百倍，甚至上万倍。为了对环境中铊污染进行监测和治理，必须发展铊的分析测试技术。除了传统的原子吸收光谱法、分光光度法等方法外，建议推广ICP—MS等灵敏度高、测试方法简单的测试方法。     

CO2矿物捕获能力的研究进展

全球碳存储的研究表明, CO2最稳定的存储方式是 CO2的矿物捕获, 即将 CO2注入到地下,使其以方解石、菱铁矿、白云石及片钠铝石等碳酸盐矿物的形式存在.适合 CO2矿物捕获的岩石类型主要有火山岩、砂岩和火山碎屑岩.分析了3种岩石类型的金属元素含量、金属元素的释放能力、与 CO2反应生成的矿物类型及对 CO2的捕获量,并比较了3种岩石类型对 CO2矿物捕获能力的差异.其中玄武岩等火山岩的金属离子含量高,但其孔隙空间有限,制约了成岩反应,且 CO2注入后具有逸散的风险;砂岩分布广泛,有足够的孔隙利于流体注入,但是金属离子含量相对较低,对 CO2的矿物捕获所需时间相对较长;火山碎屑岩则结合了前2种岩石类型在矿物捕获方面的优势,是一种理想的 CO2矿物捕获的岩石类型.     

硼同位素分馏的实验理论认识和矿床地球化学研究进展

硼是一种中等挥发性元素,具有¹¹B和¹⁰B两个稳定同位素。两个同位素间高达10%的相对质量差使其在地质过程中引起高达-70‰至+75‰的硼同位素变化。硼在自然界主要与氧键合形成三配位(BO₃)和四配位(BO₄)结构,因而¹¹B和¹⁰B间同位素分馏主要受控于三配体(BO₃)和四面体(BO₄)间配分。本文综述了低温和高温地质过程的硼同位素分馏的理论和实验研究进展。在溶液中B(OH)₃和${B(OH)^{-}_{4}}$间硼同位素分馏受pH和热力学p-T条件控制,实验和理论表征获得常温常压条件下的B(OH)₃和$B(OH)^{-}_{4}$间同位素分馏系数(α_3-4)变化范围为1.019 4至1.033 3。低温条件下矿物(如碳酸盐、黏土矿物(蒙脱石和伊利石)、针铁矿、水锰矿、硼酸盐)与溶液间硼同位素分馏行为除了受p-T-pH影响外,矿物表面吸附引起的分馏效应十分显著。在中高温过程(蒙脱石伊利石化、富硼电气石和白云母矿物与热液流体,以及硅酸盐熔体与流体)中硼同位素分馏行为受到硼配位构型、化学成分以及物理化学条件的控制。随着硼同位素分馏机理研究的深入以及越来越完善的地质储库硼同位素端员特征表征,硼同位素地球化学指标可以灵敏示踪成矿物质来源、探究成矿作用与成因模式和重建成矿过程物理化学条件。目前矿床硼同位素地球化学研究的难点在于实现不同赋存相(如流体、矿物和熔体)中硼配位键合结构和硼同位素组成的精细化表征。     

安徽和县香泉独立铊矿床的地质地球化学特征及成因探讨

安徽和县香泉铊矿床位于长江中下游成矿带北侧的皖东地区,是目前为止发现的罕见独立铊矿床。和县地区位于扬子板块、华北板块和大别造山带之间的过渡带,区内无岩浆岩出露。矿床的赋矿围岩为奥陶系下统仑山组微晶灰岩、泥灰岩和泥岩,主要控矿构造为断裂和褶皱。矿床主要由一个矿体组成,矿体总体上为似层状和透镜状,分布与地层走向大体一致。矿床中铊高度富集,黄铁矿是铊的主要载体矿物,铊主要以类质同象形式替代铁进入黄铁矿晶格,其次以纳米级、次纳米级铊矿物颗粒形式产出。矿床的围岩主要蚀变类型有萤石化、重晶石化、硅化和碳酸盐化等。矿床的地质地球化学特征研究表明,铊矿床的形成经历了两个成矿期,即海底热水沉积成矿期和低温热液改造成矿期。奥陶纪海底热水形成含铊黄铁矿建造,早白垩纪低温成矿流体对黄铁矿建造进行叠加改造,并使铊进一步活化富集。香泉铊矿床的发现和研究表明,分散元素铊不仅可以富集形成伴生型多元素矿床,还可以形成单一元素的独立铊矿床。     

黄铁矿利用过程中铊的迁移特征

以静态浸泡、动态模拟淋滤和逐级提取作基础,结合工艺过程,研究了黄铁矿利用过程中铊的迁移特征.结果表明,铊在焙烧时主要随飞灰和炉渣迁移,少量以 TlF的气态形式迁移;铊从飞灰、炉渣和沉灰渣中的释放率与浸泡时间成正比,与 Ph值和粒径成反比 (沉灰渣新样除外 ),且新样铊的释放率大于陈样,浸泡样品铊的释放率大于淋滤样品.当样品中可提取态铊含量较高,或飞灰中不可提取态铊含量较高,且飞灰含有 HF、 SO2和 SO3时,铊容易迁移.当赋存在碳酸盐矿物中的铊含量较高时,铊在酸性条件下也容易迁移,而保持炉渣和沉灰渣的 Ph值中性或接近中性,可有效防止废渣中的铊淋滤进入环境.     

铊矿床成矿规律

对全球主要铊矿床的成矿地质背景、成矿时代、控矿构造、赋矿围岩和成矿物理化学条件进行了综合对比分析,得出了全球铊矿床的分布特征与成矿规律:铊矿床主要产出于沉积岩发育的中-低温成矿域中,且成矿时代较新;铊矿床的赋矿围岩通常为铊背景值高的沉积岩;大多数铊矿床具有典型的低温成矿特征.     

山东荣成高钙石榴辉石岩的地球化学特征及其成因

在苏鲁超高压变质带荣成蓝晶石榴辉岩中, 发现一具有特殊结构和地球化学特征的石榴辉石岩.该石榴辉石岩以包裹体的形式赋存于强烈退变的蓝晶石榴辉岩中.岩相学观测表明该岩石的主要结构为石榴石呈薄带、项链状相互连接的网状结构, 分割由辉石和石榴石、钛铁氧化物等出溶片晶组成的区域.全岩地球化学分析表明, 和邻近的蓝晶石榴辉岩相比, 该岩石具有(1) 相对低的SiO₂ (42.5%~43.1%), 异常高的CaO (21.4%~21.9%)和CaO/Al₂O₃比值(1.46~1.64); (2) 较高的TiO₂ (1.77%~1.89%)、V (359~419μg/g)、Nb (~8μg/g)、Y (17.7~23.1μg/g)和Zr (~150μg/g); (3) LREE富集和微弱的Eu负异常; (4) 较低的Cr、Ni和Co.上述地球化学特征表明荣成辉石岩的原岩形成于经过橄榄石分离结晶作用的超基性岩浆或经历了Na和K亏损过程的高钙基性岩浆.这2种过程都要求较高的温压条件, 压力 > 15×105kPa, 温度 > 1300 ℃, 这和荣成辉石岩的原岩的初始稳定条件的温压估算相一致.该研究结果表明在苏鲁超高压变质带中, 一些超高压变质岩的母岩形成于高温部分熔融或岩浆演化作用, 明显不同于大多数榴辉岩或片麻岩的原岩形成环境.      

低温热液成矿作用中铊有机络合物搬运形式的研究

文章依据等库伦反应外推原理,计算了铊的醋酸(TlAc0)、柠檬酸(TlCit2-)、苹果酸(TlMal-)、草酸(TlOx-)及琥珀酸(TlSuc-)络合物在25～100℃之间的稳定常数。将这些稳定常数输入EQ3/6的DATA0.SUP热力学数据库后,在75℃和100℃温度条件下,对铊的诸物种于低温热液中在不同pH值条件下的分配进行了计算。计算表明,在中性及偏碱性条件下,在75℃还原环境中,自由铊离子(Tl+)所占比例约为55%,TlHS0约占10%,而其余则为铊的有机络合物,并以铊的柠檬酸络合物占绝对优势。在75℃氧化环境中,自由铊离子约占55%,而铊的有机络合物则为45%左右。在100℃还原环境中,自由铊离子所占比例约为20%,TlHS0约占20%,其余则为铊的有机络合物。在100℃氧化环境中,自由铊离子所占比例约为30%,其余则为铊的有机络合物。因而笔者认为,铊的有机络合物,尤其是铊的柠檬酸络合物,在低温热液中对于铊的溶解及搬运起着重要的作用。     

铊的环境地球化学研究进展及铊污染的防治对策

铊是分散元素,具剧毒性,对环境危害严重。本文就国内外近年来对铊的生态危害、铊在环境介质如岩(矿)石、土壤、水体和动植物中的分布和迁移等方面的研究进展和存在的主要问题进行了综述,初步提出了防治铊污染的相关对策。