安徽铜陵狮子山矿田铜、金共生与分离的热力学研究

狮子山矿田是安徽铜陵矿集区内最具代表性的大型铜金多金属矿田.矿田内铜、金矿床或矿体既各自独立产出,义相互共生或伴生,铜矿化和金矿化在时间上和空间上存在既共生又分离的现象.本文选择矿田内代表性铜矿床和金矿床开展系统的流体包裹体地球化学研究,并进行成矿流体中铜、金溶解度的热力学理论计算和1分析,探索铜、金共生与分离的机制和...     

皖南东至兆吉口铅锌矿床成矿时代的厘定及其找矿指示意义

皖南东至兆吉口铅锌矿床是近年来在江南过渡带西段新发现的一个规模达中型的中-低温热液型矿床。目前揭露的铅锌矿体均赋存于东至断裂带及其西侧次级张(扭)性断裂及裂隙中。文章选取了该矿床主要矿石矿物闪锌矿以及与主成矿阶段金属硫化物紧密共生的石英,分别采用流体包裹体Rb-Sr法和40Ar-39Ar法进行同位素地质年龄测定。4件闪锌矿样品获得流体包裹体Rb-Sr等时线年龄为(128±1)Ma;2件石英样品获得流体包裹体40Ar-39Ar坪年龄分别为(128.74±3.02)Ma和(128.19±1.98)Ma,等时线年龄分别为(128.81±5.25)Ma和(128.30±3.47)Ma,反等时线年龄分别为(128.82±5.24)Ma和(128.31±3.47)Ma。同位素地质年龄测试结果基本一致,表明兆吉口铅锌矿床形成于128 Ma左右,成矿时代为早白垩世。该成矿年龄与赋矿闪长玢岩的形成时间((129.0±2.3)Ma~(128.4±2.7)Ma)一致,也与东至断裂燕山晚期的活动年龄((126.3±2.2)Ma)相近,表明该矿床成矿与燕山晚期的构造-岩浆活动密切相关,此时区域构造背景为强烈挤压后的伸展环境。这一矿化事件在成矿时代上明显晚于长江中下游成矿带中的断隆区(如铜陵、安庆-贵池等矿集区)的铜金多金属矿床和皖南成矿带中的钨钼多金属矿床(136 Ma),而与长江中下游成矿带断坳区的玢岩铁矿床的成矿时间(135~127 Ma)相近,指示长江中下游成矿带与皖南成矿带之间的江南过渡带中发育有燕山晚期较晚阶段(128 Ma左右)的铅锌矿化事件,为今后在该区开展铅锌多金属矿床找矿勘探提供了重要依据。     

铜陵新桥层状菱铁矿成因的矿物学证据及成矿意义

安徽铜陵新桥矿区二叠系栖霞组底部和石炭系黄龙组—船山组之间产出层状、似层状菱铁矿矿层。开展菱铁矿矿层成因研究对于深入剖析区域层控矽卡岩型铜铁矿床成矿机制具有重要意义。本文利用粉晶X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）对菱铁矿矿石进行矿物学研究,结果发现菱铁矿矿石主要由菱铁矿、石英、伊利石和有机质等组成,菱铁矿颗粒粒径较小,表面具有成岩自生的自形石英硬模的微结构,SEM原位微区成分分析显示菱铁矿中除了主量元素铁,还含有大量的锰、锌和钙。矿石中存在两种微结构和不同成因的石英：表面具菱铁矿硬模和次生加大结构的碎屑石英;具六方双锥、单锥以及生物成因球形的自生石英。菱铁矿矿石的组成和矿物表面微结构表明其为沉积成因,非岩浆热液起源。富有机质和亚铁的沉积菱铁矿层和沉积胶状黄铁矿层协同作用,可能是铜陵地区乃至长江中下游成矿带层状铜铁矿床层控性重要制约因素,以及可能作为燕山期中酸岩浆演化的氧化性含铜成矿流体卸载成矿的地球化学还原障。

     

云南金满、水泄铜多金属矿床的Ar-Ar同位素年代学及其地质意义

滇西北兰坪中新生代盆地西缘铜多金属成矿带受澜沧江断裂带控制,赋矿围岩为二叠系至第三系,主要由下二叠统经上三叠统到上侏罗统砂岩、粉砂岩和页岩组成的碎屑岩建造、火山岩建造及含盐红色碎屑岩建造,矿体主要以脉状或透镜状产出。对该成矿带上的金满铜矿床和水泄铜(钴)矿床主成矿阶段的石英进行了^40Ar-^39Ar快中子活化法同位素地质年龄测定,获得坪年龄分别为56．7±1．0Ma和59．2±0．8Ma,且各自与对应的等时年龄在误差范围内完全一致,都可以代表矿石的形成年龄。综合已发表的有关兰坪盆地西缘及盆地内部铜、多金属矿床成岩成矿同位素年代学研究结果,表明两矿床与区域矿床具有一致的成矿时代,反映区域铜、多金属矿床均形成于喜马拉雅造山运动早期统一的地球动力学背景之下。     

纳米矿物与纳米矿物资源

为促进对纳米矿物及纳米矿物资源的认识、深入研究及开发应用,阐述了矿物纳米颗粒、纳米矿物狭义和广义概念、纳米矿物形貌分类和主要类型,并从晶体结构和晶体化学理论讨论纳米矿物形成和稳定的本质,即纳米矿物和矿物纳米颗粒形成分别受内因和外因控制.阐明了纳米矿物学研究内容及其在关键带研究的重要性,提出了纳米矿物资源的概念、属性及其开发利用的方向.      

洛川黄土-红粘土序列铁氧化物组成及其古气候指示

对洛川黄土、古土壤和红粘土中磁性矿物组成、成因和相关系进行了研究。结果表明:黄土磁性矿物以风尘磁铁矿为主,少量的成土赤铁矿和成土磁赤铁矿;古土壤磁性矿物以成土磁赤铁矿为主,成土赤铁矿次之,少量的风尘磁铁矿和赤铁矿;红粘土磁性矿物以成土赤铁矿为主,风尘磁铁矿和成土磁赤铁矿次之,少量风尘赤铁矿。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成差异,反映了其形成期不同的古气候特性以及不同气候条件下生物地球化学作用强度的差异。干冷的冰期,黄土弱成土作用形成了以粗颗粒的风尘磁铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。间冰期的温暖湿润的古气候最有利于生物活动,强烈生物活动导致古土壤中大量纳米超细磁赤铁矿/磁铁矿产生,形成以磁赤铁矿为主,风尘磁铁矿核 赤铁矿边为辅的磁化率载体。红粘土成壤期,强降雨强蒸发的长干短湿的高温炎热的古气候使得红粘土化学风化强烈,生物地球化学活动较弱,形成以磁铁矿核 赤铁矿边和磁赤铁矿核 赤铁矿边的磁化率载体。黄土、古土壤和红粘土磁性矿物组成、磁性矿物相关系是其形成期独特的古气候指示。     

安徽铜陵矿集区石英闪长岩—花岗闪长岩成因的Sr-Nd-Hf-O同位素制约

安徽铜陵矿集区是我国长江中下游构造—岩浆—成矿带中一个重要的铜金多金属成矿区,区内广泛发育晚中生代以石英闪长岩和花岗闪长岩为主的中酸性闪长质侵入岩体,且其与成矿关系密切。关于铜陵矿集区侵入岩的成因,前人已有大量研究成果发表,但仍存有一定争议。本文在广泛收集前人研究资料和成果的基础上,选择区内铜官山石英闪长岩体和新屋里、胡村花岗闪长岩体开展全岩Sr-Nd同位素和锆石原位Hf-O同位素分析,以进一步探讨其成因机制。研究表明,石英闪长岩和花岗闪长岩的结构构造和矿物组成特征相似,全岩主量元素、微量元素和稀土元素组成特征也基本一致,均属高钾钙碱性岩石系列,并具有埃达克质岩石特征。石英闪长岩I_Sr值为0.707 2～0.709 0,ε_Nd（t）值为-13.0～-8.3,锆石ε_Hf（t）值为-23.5～-8.7,δ¹⁸O值为6.5‰～7.4‰;花岗闪长岩ISr值0.707 7～0.709 8,ε_Nd（t）值为-13.6～-8.5,锆石ε_Hf（t）值为-19.0～-7.4,δ¹⁸O值为6.7‰～8.1‰。石英闪长岩和花岗闪长岩Sr-Nd同位素组成特征和锆石Hf-O同位素组成特征亦基本一致,指示它们具有相同的成岩物质来源。结合区域地质背景和构造演化,本文认为,铜陵矿集区石英闪长岩和花岗闪长岩为富集岩石圈地幔岩浆与壳源埃达克质岩浆混合并上升侵位所形成,富集岩石圈地幔岩浆并非起源于古太平洋俯冲洋壳或俯冲洋壳析出流体交代的富集岩石圈地幔,而是新元古代华夏洋俯冲析出流体交代扬子板块岩石圈地幔所形成,壳源埃达克质岩浆为新元古代华夏板块与扬子板块碰撞之后形成的新生地壳熔融而成。铜陵矿集区晚中生代大规模岩浆作用的诱因是大陆板内构造背景下富集岩石圈地幔部分熔融岩浆上涌加热以及受古太平洋板块挤压和地壳加厚再转向拉张应力下的减压熔融。     

自然燃烧对增强土壤磁赤铁矿含量的影响实验

根据前人关于自然燃烧作用生成磁赤铁矿的两阶段模式,模拟自然燃烧作用形成磁赤铁矿的过程和条件。实验分2阶段进行,第一阶段氢气氛围300℃煅烧针铁矿2 h,煅烧产物为纳米磁铁矿;第二阶段70℃空气条件下氧化煅烧成因的纳米磁铁矿70 d。对实验两阶段样品的矿物学和磁学特性进行系统测定,结果表明,本研究的煅烧条件可获得接近理想成分的多孔纳米磁铁矿,晶粒及聚集体的粒径分别在30 nm和57 nm左右;在70℃空气氛围下磁铁矿快速向磁赤铁矿转化,70 d的实验时间里2价铁/全铁比值(Fe2+/TFe)由初始31.4%降至5.4%;纳米磁铁矿向磁赤铁矿转化伴随着矿物结晶颗粒的减少和样品总体积的增大,磁铁矿结晶学粒径缩小约17%~19%;磁化率和频率磁化率随氧化时间逐渐降低,前者主要受制于矿物物相变化,而后者与矿物粒径变化相关。模拟结果表明,第一阶段的关键是具有生成晶粒尺寸为亚微米-纳米量级的磁铁矿煅烧条件,第二阶段的关键为具备一个合适的温度条件,以能够快速、高效氧化磁铁矿为磁赤铁矿。     

碱性溶液中坡缕石水解作用动力学实验研究

对安徽官山地区沉积型、热液型坡缕石进行碱性溶液中水解作用的动力学实验研究.结果表明:沉积型坡缕石较热液型更耐碱,且两种坡缕石均存在明显的差异溶解现象,即四面体硅的溶解速率要略大于八面体铝阳离子的溶解速率.碱溶液中沉积型、热液型坡缕石水解动力学均适宜采用圆柱体扩散控制模型模拟,其浸出率x对反应时间t的关系可表示为(1-x)+xlnx=kt.在实验条件下沉积型坡缕石水解过程中,Al3+和Si4+反应表观活化能分别为18.16 kJ/mol和18.53 kJ/mol.热液型坡缕石水解过程中,Al3+和Si4+反应表观活化能分别为31.2 kJ/mol和32.95 kJ/mol.     

铜矿采矿废石重金属环境污染的淋溶实验研究——以安徽铜陵凤凰山矿田药园山铜矿床为例

本文基于凤凰山铜矿田药园山矿床采矿废石的淋溶实验研究,着重探索表生环境下影响重金属淋滤迁移的因素,分析重金属在采矿废石中迁移转化的机制。动态淋滤实验考查了重金属从两种采矿废石中淋出的浓度与淋溶液的pH值、淋滤时间以及淋出液酸度的关系。结果表明,采矿废石中重金属淋滤强度随酸度的增加而逐渐增强,而淋滤出的重金属浓度并不总是随时间的延长而递减,同时实验研究也表明,淋溶采矿废石的排放水不一定都是酸性的。因此,在评价矿山环境污染以及治理过程中要对当地雨水的平均pH值、所排放采矿废石的岩性以及废石的堆放时间进行综合考虑。